抗性淀粉對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米質(zhì)構(gòu)和品質(zhì)的影響

商金穎，張博，李喜宏，張新，潘艷芳，冷俊才，賈曉昱，盧宇航，湯堯

（1.天津市花苗木服務(wù)中心，天津300384；2.天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津300457；3.天津科技大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，天津300457；4.天津捷盛東輝保鮮科技有限公司，天津300300）

復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米是以抗性淀粉為主要原料，以雜糧粉為輔料，根據(jù)其營(yíng)養(yǎng)成分和食品加工學(xué)特性，調(diào)節(jié)配方和比例混合配比，采用雙螺桿擠壓工藝研制出的人造大米[1-2]。隨著物質(zhì)生活水平的提高，人們對(duì)綠色健康、營(yíng)養(yǎng)豐富的主食需求越來(lái)越迫切，雜糧越來(lái)越受到人們的青睞，單一的雜糧由于營(yíng)養(yǎng)單一，口感粗糙，無(wú)法達(dá)到人們的要求[3]。因此，口感細(xì)膩，營(yíng)養(yǎng)豐富的復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米應(yīng)運(yùn)而生。近年來(lái)，大米的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化已成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。我國(guó)的“十一五”規(guī)劃明確提出推行主食強(qiáng)化、發(fā)展?fàn)I養(yǎng)強(qiáng)化大米的計(jì)劃，以此實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)素補(bǔ)充這一重大戰(zhàn)略目標(biāo)[4]。

與天然大米內(nèi)部復(fù)雜緊密結(jié)構(gòu)相比較，重組營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米蒸煮品質(zhì)及質(zhì)構(gòu)特性相對(duì)較差，尤其蒸煮后米粒加熱吸水率、膨脹率、彈性及咀嚼度等與天然大米差距較大[5]。天然大米是日常主食之一，含有豐富的碳水化合物，可以為人體提供能量。天然大米存在很多不足，如蛋白質(zhì)含量低，氨基酸比例不合理和后期加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)素的嚴(yán)重缺失等[6]。重組米是將糧食原料通過(guò)粉碎、配比、制粒、烘干等一系列工序精制而成的新型食品[7]。其口感細(xì)膩，營(yíng)養(yǎng)全面，通過(guò)配方組成變化，可制成針對(duì)不同人群，具有不同營(yíng)養(yǎng)特性的新型營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米[8]。

本研究運(yùn)用雙螺桿擠壓工藝研究抗性淀粉添加量對(duì)營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米品質(zhì)的影響，通過(guò)掃描電鏡觀察米粒橫截面微觀結(jié)構(gòu)，測(cè)定米粒的質(zhì)構(gòu)特性，蒸煮特性，感官特性，進(jìn)行評(píng)價(jià)。為制備口感風(fēng)味俱佳，營(yíng)養(yǎng)豐富的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米提供有利的參考。

1 材料與方法

1.1 材料

抗性淀粉、香米粉、糯米粉、葛根粉、玉米淀粉、醋酸酯淀粉：天津金元寶農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

1.2 儀器設(shè)備

SLG32-II雙螺桿擠壓試驗(yàn)機(jī)：濟(jì)南賽百諾科技開(kāi)發(fā)有限公司；TA-XT plus型質(zhì)構(gòu)儀：英國(guó)Stable Micro Systems公司；HITACHI S-3000N型描電子顯微鏡：日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 原料配方

以抗性淀粉、香米粉、糯米粉、葛根粉、玉米淀粉、醋酸酯淀粉為原料，通過(guò)改變抗性淀粉的添加量來(lái)測(cè)定抗性淀粉對(duì)影響強(qiáng)化米品質(zhì)的影響[9]，其它原料的比例大小保持不變，抗性淀粉添加量依次為40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%（總重量為1的百分比）。

1.3.2 制備方法

原料預(yù)處理→配料→攪拌（加水）→擠壓造粒→成型→冷卻干燥→成品

1.3.3 復(fù)合米內(nèi)部結(jié)構(gòu)的測(cè)定

隨機(jī)選取幾粒復(fù)合米，用小刀切成兩半，將樣品放入Eico.IB.5 incoater中切面處用噴金鍍膜，用掃描電鏡觀察營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米微結(jié)構(gòu)并拍照。

1.3.4 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定[10]

質(zhì)構(gòu)分析儀方法測(cè)定時(shí)具體參數(shù)設(shè)置如下：測(cè)試前速度2.00 mm/s，測(cè)試中速度1.00 mm/s，測(cè)試后速度1.00 mm/s，觸發(fā)力值5.0 g，壓縮程度70%，2次壓縮間隔時(shí)間5.00 s，測(cè)試探頭采用P/36R型，測(cè)試為壓力測(cè)試。

1.3.5 蒸煮品質(zhì)的測(cè)定

有人問(wèn)我：“你看《西游記》嗎？”我說(shuō)看，我說(shuō)我是看哲學(xué)，說(shuō)有佛的地方必有魔，戰(zhàn)勝了魔，才可能成佛。你戰(zhàn)勝不了魔，就只好被魔吃掉。有本事就要戰(zhàn)勝魔，唐僧戰(zhàn)勝魔，到達(dá)西天，取得真經(jīng)，修成正果，最終成了佛。學(xué)界、政界、商界、軍界等，各界的道理是一樣的。

加水加熱后吸水率、膨脹率及米粥可溶性固形物含量的測(cè)定。測(cè)定方法參照黃天柱的測(cè)定方法[11]。

1.3.6 感官評(píng)價(jià)

將重組營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米和水以1∶0.7（g/mL）的比例混合于電飯煲中蒸煮15 min，并保溫12 min，后取出將做成的米飯放在盤(pán)子上品嘗評(píng)價(jià)。挑選10名食品專(zhuān)業(yè)的學(xué)生作為評(píng)價(jià)員組成評(píng)價(jià)組，評(píng)價(jià)時(shí)保持安靜，不能討論，每品嘗完一個(gè)樣品后用37℃純凈水漱口，每個(gè)樣品品嘗3次，取平均值。感官評(píng)價(jià)方法參照GB/T 15682-2008《糧油檢驗(yàn)稻谷、大米蒸煮食用品質(zhì)感官評(píng)價(jià)方法》，并有所修改。重組營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米感官評(píng)價(jià)內(nèi)容、描述及分值見(jiàn)表1[12]。

表1 感官評(píng)價(jià)評(píng)分規(guī)則及分值表Table 1 Sensory evaluation scoring rules and scores

續(xù)表1 感官評(píng)價(jià)評(píng)分規(guī)則及分值表Continue table 1 Sensory evaluation scoring rules and scores

1.3.7 數(shù)據(jù)分析

利用spass13.0和O rigin8.5軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 抗性淀粉對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響

復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以通過(guò)觀察重組營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米斷面來(lái)觀察，不同含量的抗性淀粉復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 抗性淀粉對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響Fig.1 Effect of resistant starch on the internal structure of compound nutrition strengthening rice

通過(guò)放大1 500倍的掃描電鏡照片能夠清晰的看到復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米的斷面結(jié)構(gòu)。從圖1可以看出，隨著抗性淀粉添加比例的增大，復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米的斷面結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出平滑度先增加后降低的趨勢(shì)，當(dāng)抗性淀粉添加量為55%時(shí)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米表面平滑程度最好，其它添加量時(shí)表面均出現(xiàn)不同程度的凹坑、氣泡、斷裂。進(jìn)而導(dǎo)致重組米的蒸煮品質(zhì)變差。

2.2 抗性淀粉對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響

質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定指標(biāo)結(jié)果如表2所示，各項(xiàng)數(shù)據(jù)取3次平行測(cè)量的平均值。

從表2可以看出，隨著抗性淀粉添加量的增加，硬度逐漸增大，且硬度值均差異顯著，添加量40%時(shí)其硬度為547.652 g，添加量為70%時(shí)硬度值達(dá)到了1 231.621 g，米飯質(zhì)地較硬，口感不佳；米飯彈性值先升高后降低，添加量為55%時(shí)，彈性值達(dá)到最大值0.891 mm；黏聚性隨抗性淀粉添加量的增加逐漸變大，回復(fù)性和咀嚼度隨抗性淀粉添加量的增加逐漸變小，膠著度隨抗性淀粉添加量的增加先增大后變少。綜合各個(gè)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)，當(dāng)添加量為55%時(shí)，質(zhì)構(gòu)的測(cè)定結(jié)果較佳。

2.3 抗性淀粉對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米蒸煮品質(zhì)的影響

蛋白質(zhì)含量的高低直接影響米飯的加熱吸水率、膨脹率和米粥可溶性固形物含量，如圖2～圖4所示[15]。

由圖2～圖4可知，隨著抗性淀粉添加量的增加，營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米的加熱吸水率、膨脹率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，可溶性固形物質(zhì)量先降低后升高，在抗性淀粉含量為55%時(shí)分別達(dá)到最大峰值及最小峰值，分別為282.69%、271.57%及56.65 mg/g。這是因?yàn)樵诳剐缘矸酆繛?5%時(shí)復(fù)合米內(nèi)部結(jié)構(gòu)最為致密，蛋白質(zhì)，淀粉等顆粒結(jié)合程度最好，空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)韌性好，所以水分被牢牢地鎖住保留在米粒內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)間，從而加熱吸水率和膨脹率值大，而米粥可溶性固形物質(zhì)量值小。因此復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米在抗性淀粉含量為55%時(shí)具有較優(yōu)的蒸煮品質(zhì)。

表2 抗性淀粉對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米質(zhì)構(gòu)的影響Table 2 Effects of resistant starch on the texture of compound nutrition strengthening rice

圖2 加熱吸水率變化Fig.2 Change of water absorption of heating

圖3 膨脹率變化Fig.3 Change in expansion rate

圖4 可溶性固形物含量變化Fig.4 Changes in soluble solids content

2.4 感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)得分見(jiàn)表3。

表3 官評(píng)價(jià)得分Table 3 Sensory evaluation score

從表3中可以看出，抗性淀粉的添加量對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米的氣味影響較大，添加量達(dá)到55%最大，之后影響甚微；對(duì)外觀結(jié)構(gòu)，適口性與滋味的影響均是先增加后降低，在55%時(shí)候效果最好；對(duì)冷飯質(zhì)地的影響較小。綜上可知，當(dāng)抗性淀粉的含量約55%時(shí)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米有最優(yōu)的感官效果。

3 結(jié)論

通過(guò)改變抗性淀粉的添加量對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米進(jìn)行質(zhì)構(gòu)和相關(guān)品質(zhì)的研究，通過(guò)對(duì)斷面掃描觀察，以及加熱吸水率，膨脹率，可溶性固形物含量測(cè)定，感官評(píng)定，米粒質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定，綜合比較得出當(dāng)含量在55%時(shí)品質(zhì)效果最優(yōu)，復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米斷面比較平整；加熱吸水率和膨脹率最大，分別為282%、272%，可溶性固形物含量最低，為56.65 mg/g，蒸煮品質(zhì)較優(yōu)；質(zhì)構(gòu)特征最佳，硬度、彈性、黏聚性、膠著度、咀嚼度、回復(fù)性值分別為 869.159 g、0.891 mm、0.473 g·s、546.458 g、536.389 g及 0.106 g·s，感官評(píng)價(jià)最優(yōu)。綜合各種測(cè)定指標(biāo)結(jié)果顯示，抗性淀粉含量在55%是復(fù)合營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米品質(zhì)最優(yōu)。既能增加重組營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，又能保持重組營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米較好的品質(zhì)，具有很高的生產(chǎn)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。