不同淀粉添加和老化時間對干米粉品質的影響

吳依云，劉容，2*，覃香妹，陳小梅，潘麗鳳

（1.廣西科技大學生物與化學工程學院，廣西柳州 545006；2.廣西柳州螺螄粉工程技術中心，廣西柳州 545006）

米粉是我國南方傳統特色食品，因其具有方便、適口、營養等特點，深受我國及東南亞地區人民的喜愛[1]。根據米粉的水分含量情況，可將米粉分為鮮濕米粉、半干米粉和干米粉。隨著螺螄粉產業的發展，米粉以預包裝干米粉形式銷售至國內外各地，已發展成為百億規模的大產業。干米粉是以大米為主要原料，通過添加或不添加食用淀粉，經糊化、老化、干燥等工序加工而成[2]。影響干米粉品質的因素較多，其中原料中占比最高的淀粉和加工過程中的老化工序，對米粉品質起著決定性的作用[3-7]。

在鮮濕米粉加工過程中，適當添加食用淀粉、提高原料中的淀粉比例，可使米粉內部網絡結構更加致密整齊，有利于改善淀粉的凝膠性能，使米粉不易斷條、耐煮、彈性大等，從而改善米粉的品質[5，8]。淀粉老化，又稱淀粉回生，是糊化后的淀粉凝膠由無序分子鏈聚集有序化重排的過程[9-10]。雖然淀粉老化可能導致某些食品品質劣化，但卻是干米粉生產的必要工序，有助于米粉形成一定韌性和彈性的多維淀粉凝膠網絡結構，對米粉品質調控起著重要作用，淀粉老化不足或老化過度均會影響米粉品質[11-14]。

目前米粉方面的研究多針對鮮濕米粉，對于干米粉加工過程中淀粉添加和老化程度對米粉品質的影響還缺少系統研究。本文結合干米粉的生產實際，探討在米粉中添加一定比例的玉米淀粉、木薯淀粉，經不同老化時間處理對干米粉復水率、斷條率、質構特性、感官特性等品質的影響，以期為優化干米粉生產配方和工藝、提升干米粉品質提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金龍魚大米（淀粉72.6%、蛋白質6.4%）：益海嘉里（貴港）糧油食品有限公司；食用玉米淀粉：滄州市華海順達糧油調料有限公司；食用木薯淀粉：廣西農墾明陽淀粉發展有限公司。

1.2 儀器與設備

質構儀（CT3）：美國Brookfield 公司；X 射線衍射儀（Smart Lab SE）：日本Rigaku 公司；多功能打漿機（MJ-LZ25Easy119）：廣東美的電器股份有限公司；全自動鼓風干燥機（ZFD-5250）：上海智城分析儀器制造有限公司；恒溫水浴鍋（HH-6）：上海坤誠科學儀器有限公司；電子天平（JW-B5003）：上海市紀銘稱重校驗設備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 米粉制備工藝流程

大米→浸泡4 h→打漿6 min→過40 目篩→添加淀粉→糊化→擠壓成型→4 ℃老化→40 ℃干燥10 h→干米粉。

1.3.2 工藝條件

添加一定比例的玉米淀粉（0%、10%、20%、30%、40%）和木薯淀粉（0%、10%、20%、30%、40%），設置老化時間分別為2、4、6 h，老化溫度4 ℃，加水量60%，40 ℃烘干10 h。測定不同工藝條件下干米粉復水率、斷條率、質構特性、感官品質。

1.3.3 復水率測定

準確稱取干米粉樣品m1（g），置于1 000 mL 燒杯中，加入干米粉樣品質量7.5 倍的水，加熱至100 ℃，轉入100 ℃水浴鍋中，水浴5 min 后倒入水平放置的標準試驗篩中，靜置2 min，稱量米粉的質量m2（g）。按公式（1）計算復水率（F，%）。

1.3.4 斷條率測定

參照SN/T 0395—2018《進出口米粉檢驗規程》，選擇20 cm 以上的米粉為檢測對象，用天平稱取10.0 g米粉樣品2 份，分別置于1 000 mL 燒杯中，按料液比1∶20（g/mL）加入去離子水，加熱至水沸騰后放入米粉，浸泡15 min 后，濾去湯汁，過冷水，分離短于10 cm和長于10 cm 的米粉，分別稱重，按公式（2）計算斷條率（X，%）。

式中：m1為不足10 cm 的米粉質量，g；m為浸泡后米粉的質量，g。

1.3.5 質構特性測定

將不同淀粉添加量的米粉，經老化處理0、2、4、6 h后，用于測定硬度、黏度、彈性等質構指標。測試條件：探頭TA4/1000 D 型；采用全質構分析（texture profile analysis，TPA）模式；測前下壓速度1.00 mm/s；目標值1.5 mm；觸發點負載0.05 N；循環次數2.0。每個樣品重復測定5 次，結果取其平均值。

1.3.6 感官品質測定

利用感官評分法對干米粉品質進行打分，從干米粉的形態、色澤、氣味、口感、渾湯方面，對干米粉感官品質進行評價。參照DBS 45/051—2018《食品安全地方標準干制米粉》，擬定干米粉感官評價標準，具體見表1。選10 人進行專業培訓后，根據感官評分標準進行打分。

表1 干米粉感官評分標準Table 1 Sensory evaluation criteria of dry rice noodles

1.3.7 淀粉有序結構測定

將干米粉粉碎，過100 目篩，密封保存待用。采用銅靶測試靶材，掃描速度5°/min，測試范圍5°～45°。

1.4 數據處理

采用Origin 8.5 進行制圖，Excel 軟件制表進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 不同淀粉添加量和老化時間對干米粉復水率的影響

2.1.1 不同老化時間下玉米淀粉添加對干米粉復水率的影響

復水率是評價干米粉蒸煮品質的重要指標，大米原料中添加0%、10%、20%、30%、40% 的玉米淀粉，米粉經過2、4、6 h 老化，其干米粉的復水率如圖1 所示。

圖1 不同老化時間下玉米淀粉添加對干米粉復水率的影響Fig.1 Effect of corn starch addition on the rehydration rate of dry rice noodles over retrogradation time

由圖1 可知，玉米淀粉的添加量和老化時間均會對干米粉復水率產生影響。較高含量（30%、40%）的玉米淀粉添加，隨著老化時間的延長，干米粉復水率逐漸降低，但添加較低含量（0%、10%）的玉米淀粉，隨著老化時間的延長，干米粉復水率整體逐漸升高?？傮w上，添加20%玉米淀粉時，隨著老化時間的延長，干米粉的復水率變化不大。這種結果可能是由于較高含量的玉米淀粉隨著老化時間的延長，更容易發生短期回生，淀粉鏈重排，形成較為致密的微觀結構[9]，水分較難進入[13]，復水率呈現下降的趨勢。在老化2 h 時，玉米淀粉添加量越高，復水率越高，這可能是由于較短的老化時間，干米粉中淀粉鏈的重排尚未完成[15]，干米粉結構疏松，蒸煮容易渾湯。在此情況下，玉米淀粉含量較低的干米粉復水過程中蒸煮損失率較高，從而影響到淀粉的復水率結果。為保障米粉的品質，在實際生產中米粉的老化時間通常不短于4 h。

2.1.2 不同老化時間下木薯淀粉添加對干米粉復水率的影響

大米原料中添加0%、10%、20%、30%、40% 的木薯淀粉，米粉經過2、4、6 h 老化，其干米粉的復水率如圖2 所示。

圖2 不同老化時間下木薯淀粉添加對干米粉復水率的影響Fig.2 Effect of cassava starch addition on the rehydration rate of dry rice noodles over retrogradation time

由圖2 可知，不同木薯淀粉的添加量和老化時間均會對干米粉復水率產生影響。老化2 h 時，木薯淀粉添加量越高，復水率越高，但隨著老化時間的延長，復水率呈現了相反的趨勢。與玉米淀粉添加不同，4 h后，隨著老化時間的延長，干米粉整體上呈現復水率逐漸升高的趨勢。添加木薯淀粉得到的復水率稍低于玉米淀粉，這可能是因為不同來源淀粉的鏈結構不同，一般而言，直鏈淀粉含量對淀粉特性產生影響，玉米淀粉的直鏈淀粉含量不同于木薯淀粉[16]。

2.2 不同淀粉添加量和老化時間對干米粉斷條率的影響

2.2.1 不同老化時間下玉米淀粉添加對干米粉斷條率的影響

大米原料中添加0%、10%、20%、30%、40% 的玉米淀粉，米粉經過2、4、6 h 老化，其干米粉的斷條率如圖3 所示。

圖3 不同玉米淀粉添加量下斷條率的變化Fig.3 Changes in breaking rate of dry rice noodles produced with different addition amounts of corn starch

由圖3 可知，6 h 以內的老化，斷條率均隨玉米淀粉添加量的增大呈先降低后升高的趨勢，添加20%的玉米淀粉可以得到較低的斷條率。米粉斷條率隨著淀粉添加量的變化可能與淀粉的老化過程相關，較低的淀粉含量米粉的黏彈性較低，容易斷條，較高的淀粉添加量米粉容易過度老化，同樣可能容易造成斷條率的升高[8]。綜上，老化時間越長，米粉的斷條率越高，這可能是由于淀粉老化使米粉鏈重排，水分向外遷移，米粉出現裂紋甚至斷裂。

2.2.2 不同老化時間下木薯淀粉添加對干米粉斷條率的影響

大米原料中添加0%、10%、20%、30%、40% 的木薯淀粉，米粉經過2、4、6 h 老化，其干米粉的斷條率如圖4 所示。

圖4 不同木薯淀粉添加量下斷條率變化Fig.4 Changes in breaking rate of dry rice noodles produced with different addition amounts of cassava starch

由圖4 可知，不同老化時間處理的米粉，其斷條率呈現出不同的變化趨勢。經老化4、6 h，斷條率隨木薯淀粉添加量的增大而明顯降低，老化2 h 時，呈現先降低后升高的趨勢。老化6 h 未添加淀粉的干米粉斷條率最高，達58.68%。綜上，在木薯淀粉添加的情況下，老化時間明顯影響米粉的斷條率，影響米粉品質。木薯淀粉與玉米淀粉的斷條率表現出一定的差別，這可能是因為二者直鏈淀粉含量不同，玉米淀粉中的直鏈淀粉含量高于木薯淀粉。

2.3 不同淀粉添加對米粉質構的影響

淀粉回生的過程中，淀粉鏈重排和水分遷移，伴隨著食品質構特性的變化。粉凝膠的質構特性受多種因素影響，如直鏈淀粉的分子大小及含量、糊化淀粉顆粒體積、淀粉凝膠中連續相與分散相的相互作用等[17]?；诓惶砑拥矸?、添加20% 玉米淀粉、40% 木薯淀粉3 個水平，經老化0、2、4、6 h，米粉的質構指標見表2。

表2 米粉質構特性分析Table 2 Texture properties of dry rice noodles

如表2 所示，總體上，隨著老化時間的延長，米粉的硬度、彈性增加，黏性呈現下降趨勢。表明米粉加工過程中淀粉的老化可以調節米粉的黏彈性，改變米粉的品質。隨著玉米淀粉和木薯淀粉的添加，也能明顯改變米粉質構指標?？梢娞砑拥矸酆透淖兝匣瘯r間均能明顯影響米粉的質構特性。適當比例的淀粉添加能夠使淀粉凝膠的質構品質得到改善，促使淀粉糊化更充分，有效地改善淀粉凝膠機械性能，有利于淀粉的后期老化。米粉硬度變大趨勢最快，這與直鏈淀粉含量高，制成的米粉容易回生的預測結果相符。直鏈淀粉含量越高，淀粉分子鏈通過氫鍵交聯聚合，生成的氫鍵越多，這些氫鍵的形成使凝膠的硬度和彈性增大[4，18]。隨著直鏈淀粉含量的增加，黏性有逐漸減小的趨勢，是因為老化過程中，淀粉鏈重排，淀粉鏈結構趨向于有序化，改變了其黏性。

2.4 不同淀粉添加和老化時間對干米粉感官品質的影響

基于不添加淀粉、添加20% 玉米淀粉、40% 木薯淀粉3 個水平，經老化2、4、6 h，通過感官評定分析米粉的感官指標形態、色澤、氣味、口感、渾湯等，評定結果見表3。

表3 干米粉感官品質評價Table 3 Sensory evaluation scores of dry rice noodles

由表3 可知，淀粉的添加可以明顯改善米粉的感官品質，不添加淀粉時，感官評分較低，僅為49、61 和65。添加20%玉米淀粉和40%木薯淀粉均能明顯提高米粉的感官評分，可達到80 左右。根據表3，淀粉的添加可明顯改變米粉的形態，提高米粉的光滑度、表面的細膩度；還可以改善米粉的口感和蒸煮特性，提高米粉的黏彈性，得到更佳的口感，這與質構特性的測定結果一致，但是淀粉添加會影響米粉的色澤，加深米粉的顏色，也會降低米粉的米香味。老化時間的延長對米粉的感官品質也會產生明顯影響，經過4～6 h 老化，可提高米粉的口感、形態、渾湯等，一定程度上改善米粉品質。

2.5 老化對干米粉中淀粉有序結構的影響

淀粉老化過程伴隨著淀粉鏈凝膠由無序分子鏈聚集有序化重排的過程，這個過程中有序淀粉鏈結構重排形成短程有序、半結晶結構[19]，對淀粉類產品的品質產生重要的影響。圖5 為不同老化時間（0、6、8 h）干米粉的X-射線衍射圖。

圖5 不同老化時間干米粉的X-射線衍射圖Fig.5 X-ray diffraction patterns of dry rice noodles retrograded for different time periods

由圖5 可知，不同老化時間干米粉的X-射線衍射情況存在一定的差別。米粉加工過程中老化0 h，X 射線曲線上無明顯的尖峰出現，主要表現出彌散衍射特征峰，表明米粉中淀粉結構為非結晶結構，淀粉鏈仍然是無定形態，結構無序化[20]。米粉加工過程中老化6 h，在17.1°和20.0°處出現明顯的尖峰，在15.3°和22.5°呈現出微弱的峰結構，當老化8 h 時，衍射峰的強度明顯強于老化6 h 米粉的峰強度。這表明米粉在老化的過程中，淀粉鏈之間發生了動態的排列重組，由無序結構逐漸轉變為有序結構，從而影響米粉的質構、感官等品質。

3 結論

米粉加工過程中，淀粉添加和老化條件的控制均能明顯影響米粉的品質。研究發現，不添加淀粉的米粉品質不佳，體現在斷條率高、米粉形態、口感等感官品質較差，添加淀粉可以明顯改善米粉的復水率、斷條率、質構特性和感官品質。老化時間直接影響米粉的老化程度，對米粉的品質產生重要的影響。研究發現，添加20% 玉米淀粉老化6 h 或者添加40% 木薯淀粉老化6 h 制作出的干米粉品質較好。本研究可為米粉實際生產選擇淀粉用量及老化時間提供參考，有利于米粉產業產品品質的提升。