不同雜糧對湯圓粉團流變學特性及品質的影響

陳朝軍，劉永翔，李俊，陳中愛，趙鋼，劉輝，劉嘉，*

（1.貴州省生物技術研究所，貴州貴陽550006；2.農業農村部雜糧加工重點實驗室，四川成都610106）

湯圓是我國深受人們喜愛的傳統小吃，歷史悠久，有些地方稱之為元宵[1]，隨著冷鏈和速凍技術的飛速發展，速凍湯圓基本實現工業化生產。紅薯是一種天然滋補食品可提高人腦細胞和分泌激素活性[2-3]，延緩智力衰退和機體衰老；苦蕎[4-5]富含黃酮類物質，被國際營養學會稱為“天然黃金搭檔”，有“五谷之王”的美稱；綠豆中的鞣質既有抗菌活性[6-7]，又有促進創面修復和局部止血的作用，因而對各種燒傷有一定的治療作用；薏仁米富含淀粉[8]、多種維生素、蛋白質及人體所需的多種氨基酸，具有清熱排膿、健脾利濕[9]等功效；小米不僅供食用，入藥有清熱、滋陰[10]，清渴，補腸胃和脾腎，治水瀉、利小便等功效[11]，又可釀酒。

雜糧作為預防高血壓、心血管疾病的高膳食纖維飲食，已經逐漸引起關注。趙欣怡等[12]進行了4 種雜糧粉對速凍水餃品質的影響；柴松敏等[13]進行了雜糧小麥混合粉流變學特性及雜糧饅頭品質與體外消化速度研究。為提升湯圓美味、衛生和營養豐富的特點，本文選取紅薯、苦蕎、綠豆、薏仁、小米和玉米6 種雜糧進行速凍雜糧湯圓的研究，通過檢測添加雜糧粉后湯圓粉團流變學和質構特性可以準確解釋其凝膠強度、黏彈性和穩定性等多方面性質，以期為雜糧粉在速凍湯圓乃至速凍食品種的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

苦蕎麥粉（水分12.6 %，蛋白質10.5 %，淀粉65.9%，粗纖維1.6%）：貴州威寧縣；糯米粉（水分12.18%、淀粉89.23%、蛋白質6.29%、粗纖維0.8%）：福建源川淀粉制造有限公司；小米粉（水分10.38%、淀粉68.2%、蛋白質12.3%、粗纖維1.5%）：內蒙古赤峰；薏仁粉（水分9.37%、淀粉66.2%、蛋白質6.3%、粗纖維13.8%）、綠豆粉（水分11.6%，蛋白質19.8%，淀粉59.3 %，粗纖維2.3 %）：江蘇泰州；紅薯（水分9.52%、淀粉79.6%、蛋白質8.5%、粗纖維4.8%）：江蘇津杰食品有限公司；TA.XTPlus 型質構儀：英國SMS公司；MCR 102 型動態流變儀：奧地利Anton Paar 有限公司；MS New Class 型分析天平：瑞士Mettler-Toledo集團。

1.2 試驗方法

1.2.1 湯圓粉團制作

分別將糯米、苦蕎、綠豆、小米、薏仁和紅薯在60 ℃烘箱中烘干，粉碎過100 目篩，準確稱取糯米粉和雜糧粉按1 ∶4 質量比混合均勻，加入80%純凈水揉成面團，用模具壓成0.5 cm 厚面餅以供試驗用。

1.2.2 靜態剪切測試

稱取4 g 原料，加入25 mL 水制成淀粉粉漿，充分攪拌后在沸水浴中加熱糊化5min，將以上制備的米糊放入流變儀的測試平臺，刮去平板外多余樣品，在25 ℃下測定剪切速率0.1 s-1～100 s-1變化過程中糯米糊的表觀黏度和剪切應力的變化。

采用Ostwald 模型對剪切速率x 和剪切應力y 進行回歸擬合，記錄流動指數n、稠度系數K 和復相關系數 R2。Ostwald 方程：

1.2.2 振蕩模式下的流變行為

取4 g 原料，在25 ℃條件下加3 倍質量的蒸餾水制成懸濁液，選擇直徑為60 mm 的平板模具和振蕩模式，設置間隙1.000 mm，角頻率1 Hz，應力5.000 Pa，將淀粉懸濁液放在測定平臺上，壓下蓋板，刮去蓋板外多余的懸濁液，并在蓋板邊緣涂上一層硅油，防止水分蒸發。在 25 ℃下平衡 1 min，從 25 ℃～90 ℃程序升溫，然后從90 ℃～25 ℃程序降溫，升降溫速度為5 ℃/min，使原料粉充分糊化測定儲能模量。

1.2.3 物性測試儀測試

使用物性測試儀模式對添加雜糧粉后的湯圓粉團進行質構測定，取樣品中間部分，采用球形探頭，2 次壓縮湯圓粉團進行質地多面剖析測試。測試條件為：測試前速率1.5 mm/s，測試速率0.8 mm/s，測試后速率為1.5 mm/s，壓縮率60.00%，觸發力1.5 N。測定硬度、彈性、粘附性、內聚性、膠黏性和咀嚼性6 個指標。

1.2.4 湯圓粉團的感官評定

由10 位經過培訓的品評人員對煮制后湯圓粉團進行感官評定。參照黃忠民等[14]方法并稍做修改制定湯圓粉團評分標準，見表1。

1.3 數據分析

試驗數據選取3 次相同水平重復試驗數據的平均值，采用SPSS17.0 進行顯著性方差分析，以P＜0.05 表示顯著性差異。

表1 湯圓粉團感官評價標準Table 1 Standard for sensory evaluation of glutinous rice ball flour

2 結果與討論

2.1 不同雜糧粉對湯圓粉皮表觀黏度的影響

添加5 種雜糧粉后對湯圓粉皮流變學表觀黏度影響如圖1 所示。

空白組和添加雜糧試驗組都有剪切稀化現象，隨剪切速率增大而迅速降低，表觀黏度值降低到一定值后趨于穩定，具有這種現象的流體被稱為假塑性流體；不同雜糧粉對湯圓粉皮表觀黏度影響不同，在相同剪切速率下，苦蕎、綠豆和薏仁可以增加湯圓粉皮的表觀黏度，紅薯和小米對湯圓粉皮表觀黏度值有抑制作用。

圖1 不同雜糧粉對湯圓粉團表觀黏度影響Fig.1 Effects of different grain powders on the apparent viscosity of glutinous rice ball flour

2.2 不同雜糧粉對湯圓粉團剪切應力的影響

剪切速率和剪切應力是表征該體系流變學性質的基本參數，如圖2 所示。

添加雜糧粉的湯圓粉皮剪切應力隨剪切速率不斷增加而增大，說明糯米雜糧體系的黏度逐漸降低，主要是由于流體由于施加外力后破壞了內部的網狀結構；當剪切速率達到20 s-1時，糯米雜糧體系的剪切應力增速趨于緩和；相比空白組，綠豆、薏仁、苦蕎和玉米增大體系剪切應力，紅薯和小米使體系剪切應力降低。李棒棒等[15]發現浸泡處理后大米淀粉，在剪切速率不斷增加的過程中，剪切應力也逐漸增大，與本研究的結果相似。

圖2 剪切應力隨剪切速率的變化曲線Fig.2 Shear stress curve with shear rate

2.3 不同雜糧對湯圓粉團稠度系數K和流動指數n的影響

不同雜糧粉對湯圓粉團稠度系數K 和流動指數n的影響見表2。

表2 不同雜糧粉對湯圓粉團稠度系數K 和流動指數n 的影響Table 2 Influence of different grain powders on consistency coefficient K and flow index n of glutinous rice ball flour

由表2 可知，復相關系數 R2值位于0.987 至0.998 之間，說明不同糯米雜糧體系的流動曲線符合Ostwald 模型。相比空白組，添加紅薯粉后稠度系數顯著降低，流動指數顯著升高（P＜0.05），表現出近似牛頓流體的流動性質；添加苦蕎、綠豆、小米和薏仁后，稠度系數K 值位于29.94 至146.28 之間，流動指數小于1，呈現出假塑性流體的性質，具有剪切變稀的特性。李倩倩等[16]研究發現不同的中等黏度范圍的AGNa 溶液流動指數n＜1，呈現假塑性流體性質，與本研究相似。

2.4 不同雜糧粉對湯圓粉皮在升溫過程中的動態振蕩流變圖

以溫度作為變化因子，通過研究儲能模量（G′）的變化來探究雜糧糯米體系的流變性質，結果見圖3。

圖3 不同雜糧粉對湯圓粉皮在升溫過程中的動態振蕩流變圖Fig.3 Dynamic oscillatory rheological diagram of different grain powders on glutinous rice ball flour during the heating process

由圖3 可知，以5 ℃/min 的恒定速率加熱體系的儲能模量G′值在25 ℃～60 ℃區間內幾乎不變，添加雜糧粉的湯圓粉皮相比純糯米粉儲能模量最高值都顯著增高，添加薏仁后體系G′max在72.13 ℃時達到最大值，高于其它雜糧粉；當溫度超過60 ℃時，添加紅薯的湯圓粉皮G′值開始急速上升，溫度達到62 ℃時G′最大值，儲能模量值的急劇上升說明雜糧糯米體系開始糊化，不同雜糧粉可以影響糯米的糊化溫度。

2.5 添加雜糧后湯圓粉團的動態流變學特性

添加20%100 目雜糧粉對湯圓粉團儲能模量影響如表3。

表3 添加雜糧后湯圓粉團的動態流變學特性Table 3 Dynamic rheological characteristics of glutinous rice ball flour after the addition of coarse grains

其中小米、玉米和薏仁對糯米G′max影響最大，小米對糯米G′90℃影響較大；降溫過程中G′的變化趨勢與升溫過程中相似。雜糧粉對湯圓粉團的影響可能與體系內直鏈淀粉含量有關，直鏈淀粉多，其與膨脹的淀粉顆粒纏繞，形成的三維網絡結構的強度也越大。

2.6 不同雜糧對湯圓粉團質構特性的影響

不同品種雜糧粉對湯圓粉團質構特性影響結果表4 所示。

硬度和咀嚼性是衡量米面制品品質的兩個重要指標，一定范圍內，硬度和咀嚼性越小，湯圓粉皮越柔軟。與空白組相比，6 種雜糧粉都顯著增加了湯圓粉皮的硬度（P＜0.05），苦蕎和綠豆顯著增加湯圓粉皮咀嚼性，苦蕎對湯圓粉皮黏附性顯著增加，薏仁和玉米顯著降低湯圓粉皮內聚性，紅薯、苦蕎、綠豆、薏仁和小米顯著降低了湯圓粉皮的彈性（P＜0.05）；雜糧粉顯著增加湯圓粉皮的膠黏性。

表4 不同雜糧粉對湯圓粉團質構特性的影響Table 4 Influence of different grain powders on the texture characteristics of glutinous rice ball flour

2.7 雜糧粉品種對湯圓粉團感官評定的影響

添加不同雜糧粉后湯圓粉團感官評定結果如表5所示。

不同品種雜糧粉對湯圓粉團氣味和滋味影響不顯著，添加雜糧粉后粉團完整性和黏性相比純糯米下降，其中添加苦蕎和綠豆后顯著降低，說明不同雜糧粉添加后會造成湯圓粉團黏度下降，使粉團不同程度開裂；添加玉米使粉團的感官彈性顯著下降；不同雜糧粉對粉團軟硬度影響較大，苦蕎和綠豆使感官軟硬度值升高，紅薯、薏仁和小米使軟硬度值降低；不添加雜糧粉的空白組湯圓粉團感官評分為88.05 分，添加小米和紅薯后使湯圓粉團整體評分升高，而添加其它雜糧粉使評分降低。

表5 雜糧粉品種對湯圓粉團感官評定的影響Table 5 Influence of grain flour variety on sensory evaluation of glutinous rice ball flour

3 結論

苦蕎、綠豆、小米、薏仁和紅薯5 種雜糧粉添加后靜態流變學研究結果表明在相同剪切速率下，苦蕎、綠豆和薏仁可以增加湯圓粉皮的表觀黏度，紅薯和小米對湯圓粉皮表觀黏度值有抑制作用，剪切速率達到20 s-1時，糯米雜糧體系的剪切應力增速趨于緩和，稠度系數K 和流動指數n 也表明糯米雜糧體系呈現假塑性流體現象；不同雜糧粉對湯圓粉團質構硬度、膠黏性都顯著增加，苦蕎和綠豆使咀嚼性增加，相比其它雜糧粉有優勢；通過感官評定得出小米和紅薯評分高于其它雜糧粉，此研究為雜糧粉應用提供新途徑。