精白米與糙米配比對復配糙米粉品質的影響

劉 穎 徐晨冉 張楚佳 張 娜 竇博鑫

(哈爾濱商業大學食品工程學院，黑龍江 哈爾濱 150028)

糙米是將稻谷脫殼后不加工或少加工所獲得的全谷粒米[1]。將糙米進行深加工，使皮層和胚逐漸脫落，可得精白米[2]。近年來，營養健康的飲食習慣和粗細搭配的飲食結構逐漸被人們所重視，糙米等全谷物食品也越來越受青睞[3]。

糙米中含有許多有益的功能因子，由于糙米中的粗纖維等物質導致其口感粗糙、不易消化而不易被消費者接受。將糙米粉和精白米粉進行復配后，可有效改善糙米粉的口感和品質[4]，且經過焙炒處理后其結構和功能性質有所改變，風味及口感也有所提高[5]。李康等[6]將玉米粉和粳米粉進行復配研究其對無麩質意面食用品質的影響，張弛等[7]通過模糊綜合評分確定了多谷物麥胚粉的配方。但目前關于精白米與糙米復配比例的研究較少。研究擬將精白米與糙米按不同比例進行混合，再通過焙炒的形式將復配糙米粉進行預糊化處理，考察不同配比對復配糙米粉品質的影響，旨在確定復配糙米粉的最佳配比并為復配糙米粉的應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

糙米、精白米：黑龍江省五常金禾米業有限責任公司；

乙醚、石油醚：分析純，天津市大茂化學試劑廠；

乙醇：分析純，德州安捷高科消毒制品有限公司；

鹽酸：分析純，天津市天力化學試劑有限公司；

考馬斯亮藍：分析純，天津市瑞金特化學品有限公司。

1.1.2 主要儀器設備

快速黏度分析儀：Rapid-20型，瑞典Perten儀器公司；

流變儀：H-PID200型，美國TA儀器公司；

差示掃描量熱儀：DSC4000型，美國Perkin Elmer公司。

1.2 方法

1.2.1 復配糙米粉樣品的制備 根據前期預試驗，將精白米與糙米按不同配比(m精白米∶m糙米為10∶0，8∶2，6∶4，4∶6，2∶8，0∶10)進行混合，于(200±5) ℃下焙炒18 min，冷卻，粉碎過50目篩備用。

1.2.2 沖調性測定

(1) 溶解度：參照Yu等[8]的方法并稍作修改。將樣品與蒸餾水混合，90 ℃水浴30 min，冷卻，3 000 r/min離心15 min。將上清液倒入燒杯中，105 ℃干燥至恒重。

(2) 結塊率：參照胡毓元等[9]的方法。

1.2.3 糊化特性測定 參照文獻[10]。根據黏度變化曲線記錄峰值黏度(PV)、谷值黏度(TV)、最終黏度(FV)、回生值和衰減值。

1.2.4 流變學特性測定 根據Wang等[11]的方法并稍作修改。將快速黏度分析儀測試中獲得的淀粉糊放置于流變儀平板上，在0.1～10.0 Hz的頻率范圍內以恒定應變(1%)進行動態振蕩流變特性測定，并記錄動態流變數據，包括儲能模量(G′)、損耗模量(G″)和損耗角正切值(tanδ)。

1.2.5 熱特性測定 參照Siaw等[12]的方法并稍作修改。載體為氮氣，升溫速度10 ℃/min，測試溫度25～120 ℃。

1.2.6 體外消化性測定 參照Englyst等[13]的方法并稍作修改。樣品消化0，20，120 min時，取1.0 mL樣品并放入裝有4.0 mL無水乙醇的離心管中。振搖混勻，4 000 r/min 離心20 min，測定上清液中葡萄糖含量。并分別按式(1)～式(3)計算快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)含量。

(1)

(2)

(3)

式中：

RDS——快消化淀粉含量，%；

SDS——慢消化淀粉含量，%；

RS——抗性淀粉含量，%；

G0——酶解前淀粉懸浮液中的游離葡萄糖含量，mg；

G20——淀粉水解20 min后酶解液中的葡萄糖含量，mg；

G120——淀粉水解120 min后酶解液中的葡萄糖含量，mg；

0.9——葡萄糖轉化系數；

TS——樣品總淀粉含量，mg。

1.2.7 數據統計與分析 所有試驗至少重復3次，結果表示為平均值±標準偏差。使用SPSS軟件進行方差分析，Origin 2021和Excel軟件制圖。

2 結果與分析

2.1 配比對復配糙米粉沖調性的影響

米粉在焙炒過程中會使物料脫水、蛋白質變性、蛋白質疏水作用增加，從而減少了蛋白質的溶解性，米粉的水溶性降低，導致溶解度降低[14]。復配糙米粉由于焙炒使得淀粉糊化，發生少量降解，部分親水基團暴露在水中，米粉結構疏松[15]，從而使得米粉的水溶性變好，其結塊率逐漸降低。由表1可知，隨著糙米含量的增加，復配糙米粉中蛋白質含量逐漸增加，其溶解度不斷降低，當m精白米∶m糙米為2∶8時，復配糙米粉溶解度較低，水溶性較好，結塊率較低，而當m精白米∶m糙米為0∶10時，由于糙米中糠層含有口感較粗的物質，其顆粒感較明顯，溶解度差、結塊率低，口感不佳。綜上，m精白米∶m糙米為2∶8的復配糙米粉溶解度、結塊率較低，沖調性較好。

表1 配比對復配糙米粉沖調性的影響?

2.2 配比對復配糙米粉糊化特性的影響

淀粉的糊化特性是反映淀粉品質的一項重要指標，與糙米食味具有相關性[16]。峰值黏度反映了淀粉的膨脹趨勢，糙米比例增加，峰值黏度上升，則顆粒間具有較強的黏接力，不易溶脹、崩裂[17]；衰減值反映了淀粉的穩定性，衰減值越高，其穩定性越差，耐熱、抗剪切能力降低，熱糊穩定性也減弱[18]。回生值反映了淀粉的老化程度，隨著糙米比例的增加，回生值逐漸降低，說明加入糙米后更不易老化[19]。回生值與直鏈淀粉含量有關，直鏈淀粉含量越低，回生值越低，與Varavinit等[20]的結果一致。根據表2可知，復配糙米粉的峰值黏度、谷值黏度和最終黏度均隨糙米比例的增加呈逐漸下降的趨勢。這可能是由于焙炒過程中，糙米的分子結構被破壞，增加了淀粉顆粒與水的結合。當m精白米∶m糙米為2∶8時，復配糙米粉的衰減值和回生值較低，與m精白米∶m糙米為0∶10的復配糙米粉相比，該復配糙米粉更穩定且不易老化。

表2 配比對復配糙米粉糊化特性的影響?

2.3 配比對復配糙米粉流變學特性的影響

由圖1可知，整個頻率范圍(0～10 Hz)內，所有樣品均表現出典型的弱凝膠體系特征(G'?G"，tanδ<1)，表明彈性發揮了主導作用[21]。G'和G''均具有頻率依賴性，并且隨著頻率的增加呈上升趨勢[22]。當m精白米∶m糙米為0∶10，4∶6，2∶8時，其對G'和G''影響較顯著，可能是由于米粉在焙炒過程中，直鏈淀粉溶出較慢，同時小分子支鏈淀粉的溶出導致凝膠彈性的增加[23]。直鏈淀粉含量是影響淀粉流變性能的重要因素，但影響淀粉流變特性的因素還有支鏈長度分布、淀粉品種等[24]。無序的多尺度結構(例如淀粉的螺旋結構和晶體結構的破壞)也可能促進淀粉分子鏈的纏結和相互作用，從而形成強大的凝膠網絡結構[25]。損耗因子(tanδ)是損耗模量(G'')與儲能模量(G')的比值，決定了樣品的黏彈性，與G'和G''相比，損耗因子對松弛變化的反應要大得多[26]。各樣品的損耗因子均<1，說明彈性是樣品糊的主要特征，且隨著頻率的上升不斷增大，表明樣品損耗模量隨頻率的變化快于儲能模量，樣品逐漸接近類液體趨勢。

圖1 配比對復配糙米粉流變學特性的影響

2.4 配比對復配糙米粉熱特性的影響

由圖2可知，當m精白米∶m糙米為0∶10時，米粉的起始糊化溫度、峰值溫度、終止糊化溫度均最低；當m精白米∶m糙米為8∶2時，米粉的峰值溫度、終止糊化溫度最高，起始糊化溫度相對較高。差示掃描量熱儀(DSC)可以測定米粉糊化過程中晶體熔融時吸收熱量的情況[27]。起始溫度表示米粉開始糊化的溫度，峰值溫度表示凝膠形成的溫度，反映了米粉晶體的完整程度，終止溫度表示的是米粉糊化完成時的溫度，反映了所測樣品的熱力學性質[28]。在焙炒程度相同的條件下，復配米中精白米含量增加，起始糊化溫度、峰值溫度、終止糊化溫度均增大，糊化溫度范圍減小。焓變是每糊化1 g淀粉所吸收的熱量，樣品熱焓值越小，糊化過程所需的熱量越少，更容易消化[29]。米粉中精白米含量增加，焓值也隨之增大，這可能與淀粉含量有關，淀粉含量越高，糊化所需能量越多，焓變越大，糊化越難；還可能與分子晶體結構有關，晶體有序化程度越高，結晶程度越高，焓變越高，糊化程度越難[30]。當m精白米∶m糙米為2∶8時，米粉的熱焓值較小，糊化所需能量少，更易被人體消化。

圖2 配比對復配糙米粉熱特性的影響

2.5 配比對復配糙米粉體外消化性的影響

由表3可知，隨著糙米添加比例的增加，復配糙米粉中的RDS含量呈下降的趨勢，SDS和RS含量均呈上升的趨勢。當m精白米∶m糙米為0∶10，2∶8時，其SDS、RS含量差異不顯著，RS和SDS在整體復配比例中含量較高。當m精白米∶m糙米為0∶10時，復配糙米粉口感不佳，故選擇m精白米∶m糙米為2∶8的復配糙米粉。

表3 配比對復配糙米粉體外消化性的影響?

3 結論

研究了精白米和糙米的復配比例對復配糙米粉的沖調性、糊化特性、流變學特性、熱特性和體外消化性的影響。結果表明，隨著糙米含量的增加，復配糙米粉中直鏈淀粉、支鏈淀粉含量減少，水溶性和吸水性降低，溶解度降低，顆粒間具有較強的黏接力，穩定性、黏彈性有所提高，糊化所需能量減小。當m精白米∶m糙米為2∶8時，復配糙米粉的品質最佳。復配糙米粉的功能性質及其結構的研究還較少，后續可對復配糙米粉的構效和量效關系進行深入研究。