高品質米粉原料配方和預處理的研究*

黃梅婷

（福建省糧油科學技術研究所，福建 福州 350002）

米粉又稱粉條、粉絲、米線，是我國的傳統米制品，也是非油炸食品[1]。其因口感筋道爽滑、細膩脆嫩，既可以當作小吃，也可以當作主食，在我國中南部地區深受消費者喜愛。米粉以大米為主要原料生產，因為米粉生產對原料米的碎米率和堊白率沒有要求等原因，所以原料米利用率很高，不會造成資源浪費[2]。

我國目前采用傳統方法加工的米粉由于不使用輔料或使用不當，往往存在口感不好，溶出率高、粘彈性差、光澤度差、儲存性差等缺點，無法滿足消費者的需求[3]。另外，米粉原料預處理是高品質米粉加工的關鍵技術之一。因此，針對此行業難題，開發高品質米粉原料配方和預處理工藝是眾多糧油加工科研人員共同關注的焦點。

1 材料與方法

1.1 原料及主要試劑

1.1.1 大米原料

表1 大米原料編號及產地

1.1.2 輔料

玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、酸變性木薯淀粉和馬鈴薯變性淀粉

1.1.3 主要試劑

85%甲醇溶液、95%乙醇溶液、0.09 mol/L氫氧化鈉溶液、1.0 mol/L氫氧化鈉溶液、脫單白溶液、1 mol/L乙酸溶液、碘試劑、1 g/L馬鈴薯直鏈淀粉標準溶液(不含支鏈淀粉)。

1.2 主要儀器設備

粉碎機：DJL-15，上海淀久中藥機械制造有限公司；

差示掃描量熱儀：Pyrisl型，美國Perkin Elmer公司；

分析天平：精度0.1 mg，島津（SHIMADZU）公司（日本）；

電子天平：精度0.1 g，廈門懿恒電子稱重有限公司；

水浴鍋：J-HH-4A，冠森生物科技（上海）有限公司；

分光光度計：N4S型，上海儀電分析儀器有限公司；

抽提器：能采用甲醇回流抽提樣品，速度為5-6滴/s；

P/35R圓柱平底探頭裝置：上海威夏環保科技有限公司；

40、60、80、120、160目篩。

1.3 測定方法

1.3.1 直鏈淀粉含量測定

按標準GB/T 15683-2008《大米 直鏈淀粉含量的測定》執行。

1.3.2 水分含量測定

按標準GB 5009.3-2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》執行。

1.3.3 大米膠稠度測定

按標準GB/T 22294-2008《糧油檢驗 大米膠稠度的測定》執行。

1.3.4 淀粉回生值和糊化特性測定——DSC差示掃描量熱儀法

任何物體當發生相變化的時候，總是伴隨著熱量的吸收或者熱量的釋放。差示掃描量熱儀法就是利用淀粉發生相轉變時總會伴隨熱量的吸收與釋放的這一原理來測定淀粉老化的。DSC測定熱流變化，并計算焓變（ΔH）[4-6]。因此，淀粉體系老化度可以通過ΔH來度量[7]。

1.3.5 淀粉黏度的測定

按標準GB/T 22427.7-2008《淀粉粘度測定》執行。

1.3.6 淀粉糊化度的測定

取3個100 mL三角瓶，分別標記為A1、A2、B，將糊化后的淀粉用玻璃勻漿器研碎，取出相當于干基1 g的樣品，置于A1三角瓶中，另取1 g置于A2三角瓶中，另取B瓶作空白。分別加入去離子水50 ml，搖勻。把 A1瓶放在電爐上微沸糊化 30 min，然后冰浴冷卻至室溫。在各瓶中加入 1 mol/L鹽酸 2 ml 終止糖化，把各個三角瓶內的反應物定容至100 ml后過濾。分別取各濾液10 ml置于三個100 ml具塞磨口三角瓶中，分別加入0.1 mol/L碘液10 ml和0.1 mol/L氫氧化鈉溶液18 ml，蓋嚴放置15 min。然后迅速加入10%硫酸2 ml，用 0.1 mol/L Na2S2O3滴定，顏色至藍色消失。對應試樣滴定值分別是 V1、V2、V0[8]。

糊化度（%）=（V0－V2）/（V0－V1）×100%

1.3.7 米粉斷條率測定

取長約20 cm，寬約6 mm的米粉條20根，用精確度為0.1g的天平稱取3份，分別置于相應器皿中，并編號，放入1000 mL沸騰的水中，煮沸10 min，冷卻過濾，濾干，立即分開不足10 cm和10 cm以上的米粉條，分別稱重，計算米粉的斷條率，平行3次取平均值[9]。

斷條率（%）= m2/m×100%

式中：m-蒸煮后米粉條總重量，單位為g；

m2-長度不足10 cm米粉條重量，單位為g。

1.3.8 感官評分法

取長20mm左右的米粉數根，放入500mL沸騰的蒸餾水內，煮5min后將其撈出，放入盛有清水的碗中，進行感官評價。根據制定出合理的感官評分標準，評分員經專業培訓后，選12人每個人分別對樣品品質打分，去掉最高和最低分，取10人分數的平均值[10]。

1.3.9 米粉蒸煮損失率的測定

稱取米粉樣品約10 g，精確至0.1 g，再放入干燥箱中干燥，稱重至恒重，然后計算米粉蒸煮損失率。

蒸煮損失率按下式進行計算[11]：

L=M2/[M1×(1-M)]×100%

式中：L為蒸煮損失率，%；

M1為煮前米粉質量，g；

M2為烘至恒重的干物質質量，g；

M為米粉含水量，%。

1.3.10 米粉拉伸特性測定

取長約250 mm、寬約6 mm的米粉數根，放入500 ml沸騰水中，煮5 min后將其撈出，放入水中靜止1 min，并用濾紙吸去米粉表面的水分，然后采用A/SPR-滾輪拉伸裝置來測定米粉的拉伸特性。測拉伸強度，每個米粉樣品經過重復測試5次。處理數據時，去掉一個最大值及一個最小值，每個數據以3次測試的平均值來表示。

1.3.11 米粉TPA（Texture Profile Analysis質地剖面分析）的測定

TPA測試指標有：硬度、彈性、粘聚性、耐咀嚼性。

每次取5根米粉平行放于載物臺上，每個樣品做6次平行實驗，參數處理采用求平均值的方法。

實驗所用的質構儀探頭為自制探頭，寬5 mm、長50 mm。

測定采用壓縮模式；測前速度為1.00 mm/s；測定速度為0.80 mm/s；目標模式為應變位移70.00%；時間為3.00 s[12]。

2 研究工藝路線

3 研究選取合適指標作為選取米粉原料的主要指標

3.1 大米的主要理化特性

通過測定1#-6#大米的主要理化特性指標，得到數據見表2和表3。

根據以上數據，1#品種大米的直鏈淀粉含量最高和膠稠度最低，因此采用1#品種大米作為試驗原料。

3.2 米粉感官評價指標間的相關性

感官評價要求拉伸后能回收85%以上，硬度適中、光滑細膩不粘手、透明質感強、咀嚼性好、較強的米粉香味。評價標準見表4[13]。

表2 大米的基本理化指標

表3 大米的糊化特性指標

表4 米粉感官評定標準

對選取的6種大米原料制成的米粉，按1.3.8感官評分方法進行米粉感官評價，利用軟件SPSS17.0對感官評價中表觀、色澤、硬度、彈性、粘性、爽滑性、咀嚼性、食味分項指標得分和總得分指標之間的相關系數進行分析。

米粉感官評價指標間的相關性分析結果見表5。由表可知，感官總分與硬度、彈性、爽滑性、粘性及咀嚼性的相關性較大，表明米粉樣品質量受到內在品質的影響。粘性和硬度及咀嚼性兩者間顯著相關，粘性和彈性及爽滑性也是相互關聯影響的。表觀和色澤與米粉的感官總分的相關性不太顯著。食味值與米粉的感官總分無顯著關系。表明米粉感官評價總分與各評價指標間相關，且各評價指標之間有一定相關性，因此應該綜合考慮，不能用單一指標評價米粉品質。

表5 米粉感官評價指標間的相關系數

表6 大米特性指標與米粉碘藍值和糊化度的相關分析

表7 膠稠度與直鏈淀粉含量、糊化最低粘度、最終粘度、回生值、凝膠性之間的相關性

3.3 大米特性指標與米粉理化指標的相關性分析

根據3.1測得的大米特性指標，再測這6種大米制成的米粉的碘藍值和糊化度，利用軟件SPSS17.0進行水分含量、淀粉含量、直鏈淀粉含量、膠稠度、糊化溫度、米粉碘藍值和糊化度之間相關性分析。

大米特性指標與米粉理化指標間的相關性分析結果見表6。由表可知，直鏈淀粉含量與膠稠度和米粉的碘藍值呈極顯著負相關，大米直鏈淀粉含量越高，其膠稠度越低，米粉碘藍值越小，反之越大。糊化溫度與米粉碘藍值也呈極顯著負相關。大米膠稠度與米粉的碘藍值呈極顯著正相關，即大米膠稠度越小，米粉的碘藍值越小，反之越大。而原料大米的水分含量、淀粉含量與米粉的碘藍值和糊化度相關性較小。由此可知，大米的膠稠度越小，直鏈淀粉含量越高，糊化溫度越高，米粉的碘藍值越小，米粉品質越好。

研究表明，大米原料的直鏈淀粉含量、膠稠度、糊化特性對米粉的品質有一定的影響。大米的膠稠度與米粉的碘藍值呈顯著正相關，膠稠度越低，米粉的碘藍值越低，米粉不易糊湯。因此，原料大米的特性對米粉品質有一定的影響，選擇米粉加工的原料時，應選擇低膠稠度、直鏈淀粉含量高、糊化溫度高的大米。

3.4 膠稠度與直鏈淀粉含量特性及凝膠性之間相關性分析

從表7 中可以看出：膠稠度與其它各項指標都有著非常顯著的相關性，也就是大米的膠稠度越小，所對應的直鏈淀粉含量越高，并且大米的保持粘度、最終粘度、和回生值越高，因此大米的凝膠性能越好。由于大米的膠稠度測定方便，可以用膠稠度來反映大米的直鏈淀粉含量和凝膠性能，作為選取米粉原料的主要指標。

表8 正交試驗因素及水平表

表9 正交實驗結果與極差分析

4 米粉原料配方工藝技術

選用1#大米樣品（金潤秈米）為主要原料，添加玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、酸變性木薯淀粉和馬鈴薯變性淀粉[14]進行米粉原料配方優化試驗。

以膠稠度為指標，采用L9（34）正交實驗，實驗的因素及水平設計見表8，實驗結果與極差分析見表9，方差分析見表10。

從以上實驗結果得到，因素玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、酸變性木薯淀粉用量對結果影響不顯著，而馬鈴薯變性淀粉用量對結果影響顯著，進一步實驗采用添加4%馬鈴薯變性淀粉，原料膠稠度達26.81 mm，與最佳組合A2B2C3D2差別不大，所以選用96%的金潤秈米和4%的馬鈴薯變性淀粉為原料。

由于淀粉對米粉的品質有重要的影響，淀粉的特性和米粉品質密切相關[14]。大米淀粉具有高結晶性、雙折射現象、較高的滲透性等性質。在米粉的制作中，淀粉含量的高低特別是直鏈淀粉所占的比例將直接影響米粉的品質。而馬鈴薯變性淀粉中直鏈淀粉含量高，其支鏈淀粉比較獨特，添加馬鈴薯變性淀粉能使米粉更加光滑、富有光澤、有油潤透明感，并能提高米粉的彈性、筋力、咬勁，并延長保質期[15]。

表10 正交設計方差分析表(完全隨機模型)

5 原料預處理對米粉品質的影響

5.1 原料粒度對米粉品質的影響

試驗選用的原料粒度分別為40、60、80、120、160目，并保證其他工藝條件不變，按基本工藝制作米粉，通過改變原料粒度，來探討原料粒度對米粉品質的影響，結果見圖1和圖2。

圖1 原料粒度對米粉蒸煮損失率和斷條率的影響

由圖1可知，蒸煮損失率和斷條率都隨著米粉粒度的減小而降低。由于隨著原料粒度的減小，糊化溫度降低，并且破損淀粉含量升高，使米粉易于充分糊化和吸水，以形成質地緊密的凝膠結構，因此蒸煮損失率和斷條率降低。反之，因為米粉粒度過大，淀粉分子間吸水不充分，導致糊化不容易充分，降低了米粉凝膠性能，因此蒸煮損失和斷條增多。

圖2 原料粒度對米粉拉伸力和咀嚼度的影響

由圖2可知，拉伸和咀嚼度指標都隨著原料粒度的減小呈先升高，粒度達到80目后平緩增長的趨勢，這主要是由于原料粒度越小，越易充分吸水和糊化，易于形成質地緊密的凝膠結構，耐咀嚼，因此拉伸和咀嚼度指標呈現先增大。但是當原料多維網狀凝膠結構已經飽和，再繼續減小原料粒度，拉伸和咀嚼度指標就不再增長或增長極少。

米粉加工過程中，原料粒度對米粉的蒸煮損失率、斷條率、質構品質均有不同程度的影響，隨著原料粒度的減小，米粉蒸煮損失率和斷條率降低，拉伸和咀嚼度指標升高。原料粒度越小，粉碎時能耗越大，耗時越長，生產成本越高[16]，且原料粒度在80目之后米粉品質變化趨于平緩。綜合考慮，原料粒度在80目左右時，能保證米粉在各方面都有比較好的品質，既保證產品的質量，且能耗較小。

5.2 加水量對米粉品質的影響

試驗選用的原料加水量分別為20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%，并保證其他工藝條件不變，按基本工藝制作米粉，通過改變原料加水量，來探討原料加水量對米粉品質的影響，結果見圖3。

圖3 不同加水量對米粉蒸煮損失的影響

蒸煮損失率越高，說明米粉在水中的溶解物越多，水就越渾濁，糊湯度就越高，這可能與米粉在高水分條件下，糊化比較充分，可溶性淀粉增多有關[17]。圖3表明，米粉蒸煮損失率在原料加水量40%時存在一個拐點，當原料加水量高于40%時，米粉的蒸煮損失率顯著增加，即加水量越多，蒸煮損失率越大。當原料加水量低于40%時，米粉的蒸煮損失率呈緩慢降低的趨勢。因此，要得到蒸煮損失率低的米粉，米粉的加水量應該小于40%。

5.3 原料浸泡時間對米粉品質的影響

試驗選用的原料浸泡時間分別為0、1、2、3、4、5 h，并保證其他工藝條件不變，按基本工藝制作米粉，通過改變原料浸泡時間，來探討原料浸泡時間對米粉品質的影響，結果見圖4。

圖4 原料浸泡時間對米粉蒸煮損失率和斷條率的影響

浸泡的作用就是讓米粒按工藝要求吸收所需水分，軟化米粒的堅固組織[18]。米粒組織的吸水和軟化，都需要一定的時間，浸泡時間的長短直接影響米粉的品質。大米浸泡時間過短，米粒含水量不夠會偏硬，不便于粉碎機的粉碎，擠絲機擠出的米粉易斷條，因而影響米粉的品質；大米浸泡時間過長，吸水率過高，在粉碎時易堵篩[19]。在氣溫較高的季節，時間控制在1-3 h；氣溫較低季節，浸泡時間控制在2-4 h[2]。

由圖4結果可知，當浸泡時間為3 h時，米粉的蒸煮損失率和斷條率都是最低的。因此最適浸泡時間為3 h。

6 結論

研究表明，膠稠度可用來反應大米的直鏈淀粉含量和凝膠性能，作為選取米粉原料的主要指標，為米粉行業配料技術工藝提供依據。進一步以膠稠度為指標，米粉原料配方選取添加4%的馬鈴薯變性淀粉為最佳，此配方生產的米粉色澤佳、口感好。原料預處理最適參數：浸泡時間3 h，原料粒度通過80目篩，加水量小于40%。