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浸泡处理对早籼米糊化特性及质构特性的影响



全 文 :作者简介:官斌(1986-),男,南昌大学在读硕士研究生。
E-mail:pnygaguanbin@yahoo.com.cn
通讯作者:刘伟
收稿日期:2011-03-05
第27卷第3期
2 0 1 1年5月
Vol.27,No.3
May.2 0 1 1
10.3969/j.issn.1003-5788.2011.03.004
浸泡处理对早籼米糊化特性及质构特性的影响
Efect of soaking treatment on pasting properties and
textural properties of early indica rice
官 斌
GUAN Bin
 
刘 伟
LIU Wei
 
刘成梅
LIU Cheng-mei
 
苏坤明
SU Kun-ming
(南昌大学食品科学与技术国家重点实验室,江西 南昌 330047)
(State Key Laboratory of Food Science and Technology,Nanchang University,Nanchang,Jiangxi 330047,China)
摘要:利用快速黏度分析和质构分析方法研究浸泡处理对早
籼米糊化特性和蒸煮后质构特性的影响。结果表明,当浸泡
时间超过60min时,早籼米的水分含量趋于稳定,基本保持
不变;浸泡温度高,则早籼米达到饱和水分含量所需时间短,
但饱和水分含量略低。经过浸泡处理后早籼米粉的热糊稳
定性有明显削弱,而冷糊稳定性略有提升,幅度不大。早籼
米浸泡30~60min后蒸煮,米饭的弹性、咀嚼性和胶着性较
为适宜。早籼米粉的糊化峰值黏度和黏度衰减值与米饭的
硬度、胶着性及咀嚼性显著正相关,而与弹性长度显著负
相关。
关键词:早籼米;浸泡;糊化;质构
Abstract:Rapid visco analysis and texture profile analysis were em-
ployed to study the effect of soaking time on the pasting properties of
early indica rice flour and the texture of cooked rice.The results indi-
cated that the water content of early indica rice tended to be stable af-
ter soaking 60min.The higher soaking temperature,the less time
early indica rice took to reached moisture saturation,while the satu-
rated moisture was lower.After soaking treatment,the heat paste
stability of early indica rice was weakened significantly while the cold
paste stability improved little.The stringiness,chewiness and gum-
miness of cooked rice were improved after soaking 30~60min.Be-
sides,the pasting properties were correlative with the texture of the
rice.The peak viscosity and attenuation were positively and signifi-
cantly related with the hardness,gumminess and chewiness,while
negatively related to stringiness length.
Keywords:early indica rice;soaking treatment;pasting property;
texture
大米的主要成分为淀粉,是由直链淀粉和支链淀粉组成
的非均质物质,呈球形或椭圆形,直径为7~39μm,其内包
含有20~60个小淀粉颗粒,存在于胚乳中[1-2]。早籼米是
南方的主要稻米品种,种植广泛,由于其直链淀粉含量高、糊
化后黏弹性较差、食用品质较差,多用作食品加工原料。目
前对早籼米的应用及其理化特性研究较多[3-5]。
利用快速黏度分析(RVA)研究淀粉糊化特性是近年来
常用的方法,作为稻米蒸煮、食用和加工的评价手段,在淀粉
性质分析中应用广泛[6-8]。质构分析能对被测样品的物性
概念进行数据化的表述,具有准确性和客观性,被广泛应用
于面粉、面制品及大米等食品品质评价中[9-11]。中国大米深
加工食品繁多,生产工艺各异,但浸泡处理不可或缺。近年
来对大米浸泡过程中水分状态变化及吸水动力学研究较
多[12-13],然而关于浸泡处理后早籼米性质的变化,特别是糊
化特性及质构特性变化的研究较少。
本试验主要利用快速黏度分析和质构分析方法,研究浸
泡处理对早籼米粉糊化特性及蒸煮后米饭质构特性的影响,
并在此基础上探讨糊化特性与质构特性之间的相关性,为米
制品行业大米浸泡处理提供数据支持和参考。
1 材料与方法
1.1 材料
早籼米:珍珠早(主产于江西),市售。其主要成分含量
见表1。
表1 原料大米主要成分
Table 1 Primary components of testing rice
成分 含量/% 检测方法
水分 13.50±0.15 GB/T 5009.3———2010
总淀粉 64.98±0.51 GB/T 5514———2008
直链淀粉 25.74±0.18 GB/T 15683———2008
总脂肪 0.72±0.03 GB/T 5009.6———2003
总蛋白 10.85±0.02 GB/T 5009.5———2010
灰分 0.74±0.01 GB/T 22427.1———2008
31
1.2 仪器与设备
高速万能粉碎机:FW100型,天津市泰斯特仪器有限公司;
电子天平:AR2140型,美国OHAUS公司;
恒温水浴锅:YLE-1000型,上海贺德实验有限公司;
自动电饭煲:YJ307K型,广东美的电饭煲制造有限公司;
全自动水分测定仪:HR83型,瑞士Mettler Toledo公司;
质构仪:CT3型,美国Brookfield公司;
粘度分析仪:SVM3000型,奥地利Anton paar公司。
1.3 方法
1.3.1 浸泡和水分测定 早籼米在不同温度下(10,20,30,
40℃)按1.5∶1(m∶m)的水米比例(水硬度:58.53mg/L,
pH:6.63,下同),分别浸泡0,30,60,90,120,240min。取浸
泡不同时间的米样,用滤纸吸干样品表面水分,直至滤纸上
无明显水渍,用快速水分测定仪测定水分含量(平行3组)。
1.3.2 糊化特性测定 10℃下浸泡不同时间所得米样,经
滤纸吸干表面多余水分后用粉碎机粉碎,过40目筛,即得用
于测定糊化特性的米粉样品。按照 NY/T 1753———2009的
方法,测定样品水分,根据水分校正表准确称取试样3g(精
确到1mg,以14%为基准水分),加入测试罐,用移液管准确
加入25mL蒸馏水。RVA 测定程序如下:10s内转速由
960r/min降到160r/min并稳定;从50℃开始升温,经过
3min 48s升至95℃;并保温2.5min;经过3min 48s降温
至50℃;50℃保温1min 24s。
1.3.3 质构特性测定 取早籼米40g,置于圆柱型蒸煮罐
中(直径65mm),加入60mL水于10℃下浸泡不同时间后,
将蒸煮罐置于电饭锅中,加入500mL水蒸煮15min,保温
18min。取出蒸煮罐,进行质构分析。采用 TPA测定模式
进行二次压缩试验,测定参数:探头 TA10,目标形变60%,
触发点负载2g,测试速度0.5mm/s,返回速度0.5mm/s,
数据频率10点/s。
1.3.4 相关性分析 采用SPSS 17.0统计软件对糊化特性
与质构特性的相关性进行分析。
2 结果与讨论
2.1 浸泡过程中早籼米水分含量变化
浸泡前,米所含水分是以结合状态存在于米粒中。大米
浸泡吸水是一个有限的可逆润胀过程,水分子只是简单地进
入淀粉颗粒的非结晶部分,与游离的亲水基相结合,慢慢地
吸收少量的水分,产生极限的膨胀[14]。
不同温度下米粒水分含量随浸泡时间的变化见图1。不
同温度下的吸水曲线都有共同特点:浸泡前30min米粒水
分含量急剧升高,吸水速率较快;30~60min水分含量稍有
增加,变化趋于平缓,吸水速度减慢;而当浸泡时间超过
60min时,米粒的水分含量基本保持不变,总体趋于稳定。
可能因为长时间的浸泡已经使米粒内的水分含量达到饱和
水平。
图1 不同浸泡温度大米水分含量变化曲线
Figure 1 Water contents curves of rice during
soaking at different temperatures
由图1可知,浸泡初期,早籼米的吸水速度随温度升高
而加快。温度高,则水分含量达到饱和,所需时间短,但饱和
水分含量略低。因不同温度条件下,早籼米浸泡吸水过程类
似,曲线变化趋势相近,故后续试验选用10℃下进行浸泡处
理研究。
2.2 浸泡过程对早籼米粉糊化特性的影响
淀粉的糊化过程,是水分子进入淀粉的微晶束结构,使
淀粉结晶相和无定形相间的分子间氢键断裂,拆散淀粉分子
间的缔合状态,使淀粉分子或其集聚体经高度水化形成胶体
体系的过程[15]。
早籼米在10℃下经不同时间浸泡,粉碎后测得糊化特
性参数见表2。
表2 不同浸泡时间籼米粉糊化特性值
Table 2 Pasting property values of early indica rice powder of different soaking time
浸泡时间/min 糊化温度/℃ 峰值黏度/(Pa·s) 最低黏度/(Pa·s) 衰减值/(Pa·s) 最终黏度/(Pa·s) 回生值/(Pa·s)
0 78.90±0.01a 2.288±0.006a 1.613±0.004a 0.675±0.010a 4.049±0.005a 2.436±0.009a
30  78.87±0.05a 2.328±0.003a 1.560±0.005b  0.768±0.001b  3.765±0.008b  2.205±0.004b
60  78.80±0.09a 2.463±0.031b  1.700±0.013c  0.763±0.018b  3.949±0.030c  2.249±0.017c
90  78.82±0.01a 2.467±0.027b  1.703±0.013c  0.764±0.013b  3.948±0.013c  2.245±0.001c
120  78.88±0.05a 2.606±0.060c  1.765±0.025d  0.841±0.035c  4.074±0.026a 2.309±0.001c
240  78.81±0.12a 2.640±0.009c  1.710±0.004c  0.930±0.006d  4.009±0.007c  2.299±0.004d
   表中数据为“均值±标准差”;同列数据尾部标记无相同字母者表示差异显著(P<0.05)。
41
基础研究   2011年第3期
  峰值黏度体现了米粉末的膨胀力,随着浸泡时间的延长
从2.288Pa·s逐渐增大至2.640Pa·s,增幅15.38%。可
能是因为经过充分浸泡后的早籼米,水分已经通过淀粉细胞
间隙进入米粒内部,与胚乳中的淀粉、蛋白质等大分子物质
相合,破坏米粒内的网络结构[12],米粒里淀粉等物质从淀粉
颗粒中渗析出来形成凝胶包裹淀粉粒,更容易形成凝胶,体
系黏度显著增加达到峰值黏度[5],浸泡时间超过120min
后,峰值黏度趋于稳定,无显著差异。
黏度衰减值和回生值分别表征了淀粉的热糊稳定性和
冷糊稳定性。表2表明,浸泡处理使得米粉的衰减值由
0.675Pa·s增大至0.930Pa·s,增大了37.78%,而回生值
由2.436Pa·s略微降低至2.229Pa·s,降低了5.62%。
浸泡60~90min后,米粉的回生值变化趋缓,无显著性差
异,而继续延长浸泡时间,衰减值缓慢增大。黏度衰减值越
小,表明淀粉体系的热糊稳定性越好;回生值越低,淀粉体系
冷糊稳定性越好,即经过浸泡处理后籼米粉的热糊稳定性有
明显削弱,而冷糊稳定性略有提升,幅度不大。
2.3 浸泡过程对早籼米饭质构特性的影响
食品质构分析方法是通过对样品的二次压缩来模拟上
下臼齿相互碾压破碎食物的生理现象和咀嚼动作[16]。选取
10℃下浸泡不同时间的早籼米经蒸煮后,测定质构特性,提
取其质构特征值见表3。
表3 不同浸泡时间米饭的质构特征值
Table 3 Early indica rice textural property
values of different soaking time
浸泡时间/
min
硬度/

弹性长度/
mm
粘力/

胶着性/

咀嚼性/
mJ
0  247±1a 1.11±0.03a 41±1a 52±2a 9.9±0.2a
30  251±2b  0.98±0.02b  41±1a 71±1b  14.1±0.2b
60  268±2c  1.01±0.01b  39±2a 68±2b  13.2±0.2c
90  277±1d  0.77±0.02c  39±1a 76±1c  15.3±0.1d
120  293±1e  0.76±0.02c  39±1a 76±1c  15.5±0.1d
240  295±2e  0.71±0.01d  40±1a 77±2c  15.7±0.1d
   表中数据为“均值±标准差”;同列数据尾部标记无相同字母者表
示差异显著(P<0.05)。
由表3可知,随着浸泡时间延长,早籼米蒸煮后米饭的
硬度、胶着性和咀嚼性都有明显的增强,表明浸泡处理能改
善早籼米蒸煮后的口感,使米饭更有嚼劲,适口性更好。这
可能是由于浸泡后再加热蒸煮,米粒吸水充分且均匀,使淀
粉能够糊化均匀,充分水化的淀粉颗粒或米粉颗粒作为填充
物填充在直链凝胶网络中,这部分填充物对整个凝胶体系的
黏度和胶着性有一定提升[17-18]。然而如果浸泡时间过长,
虽然米饭的黏性无明显变化,但是米饭的弹性下降幅度较
大,严重降低米饭的口感,因此为使蒸煮后米饭硬度、弹性、
胶着性和咀嚼性都较好,浸泡时间应控制在30~60min。
2.4 糊化特性与质构特性的关系
将浸泡不同时间早籼米的质构特性与其糊化温度、峰值
黏度、最低黏度、衰减度、最终黏度和回生值进行相关性分
析,结果见表4。
表4 糊化特性与质构特性间的相关性分析
Table 4 Correlation analysis between pasting
properties and textural properties
糊化
特性
质构特性
硬度 粘力 弹性长度 胶着性 咀嚼性
糊化温度 -0.336  0.256  0.408 -0.419 -0.406
峰值黏度 0.973** -0.181 -0.808** 0.778** 0.749**
最低黏度 0.867** -0.447 -0.627* 0.568  0.514
衰减值  0.850** 0.086 -0.786** 0.793** 0.765**
最终黏度 0.455  0.016 -0.187 -0.098 -0.079
回生值  -0.177  0.436  0.324 -0.661* -0.584*
   两两相关性分析,双侧显著性检验;*.差异显著(P<0.05);**.差
异极显著(P<0.01)。
由表4可知,糊化峰值黏度和衰减值分别都与米饭质构
特性参数硬度、胶着性、咀嚼性和弹性长度在0.01水平上显
著相关。表明在适当的范围内,大米粉糊化峰值黏度高、衰
减值大,则米饭硬度大,胶着性和咀嚼特良好,适口性就好。
糊化回生值与胶着性和咀嚼性呈负相关,大米粉回生值低,
则大米蒸煮后米饭的胶着性和咀嚼性好。可能是因为米饭
的质构特性主要靠大米淀粉的凝胶来维持,糊化峰值黏度大
使得米饭的弹性有所减弱,但是糊化衰减值大使得在米饭蒸
煮过程中胶着性和咀嚼性都有所增强,米饭的适口性更好。
3 结论
本试验选用市售早籼米为试验材料,通过糊化特性分析
和质构分析研究了浸泡处理对早籼米特性的影响,为工业生
产中早籼米的浸泡处理提供指导和数据支持,经分析比较得
到以下结论:
(1)随着浸泡时间的延长,早籼米水分含量迅速增大,
之后趋缓,60min以后趋于稳定,水分含量无明显变化。浸
泡温度越高,则吸水速率越快,但饱和水分含量略低。
(2)经过浸泡处理后,早籼米粉末膨胀力显著提高,热
糊稳定性有所削弱,冷糊稳定性提升不明显。同时米饭的强
度、胶着性和咀嚼性随着浸泡时间的延长都有明显的增强,
但若浸泡时间过长(大于90min),则弹性会显著降低。早籼
米粉的峰值黏度和衰减值与米饭的硬度、胶着性、咀嚼性和
弹性长度显著相关,回生值与胶着性和咀嚼性也呈现良好的
相关性。
米制品原料种类繁多,而浸泡工序不可或缺,浸泡时间
要随着季节温度的变化而做出相应的变化,因此需要进一步
研究不同浸泡温度与时间分别对籼米、粳米、糯米的糊化特性
和质构特性的影响,为工业生产提供更多数据和理论支持。
(下转第115页)
51
第27卷第3期 官 斌等:浸泡处理对早籼米糊化特性及质构特性的影响  
图7 壳聚糖涂膜处理对VC 含量的影响
Figure 7 Effect of chitosan coating spinach on VCcontent
由图7可知,由于呼吸和氧化酶解作用,VC 含量总体趋
势是下降,但涂膜处理可延缓 VC 的减少。说明涂膜处理对
菠菜中的营养成分起到一定的保护作用。这是由于经过涂
膜处理的菠菜表面形成了一层薄膜,能明显地减少菠菜体内
外的氧气交换,使氧化还原型VC 所需要的氧气量减少,从而
使VC 的损失减少。相对来说2%壳聚糖涂膜效果稍好。
3 结论
涂膜处理是果蔬的一种简便、经济且有效的保鲜手段。
壳聚糖是一种天然保鲜剂,使用壳聚糖可在果蔬表面形成一
层无色透明的薄膜,能有效堵塞表层的气孔,抑制了蔬菜的
蒸腾和呼吸作用,减少了水分的损失和营养的消耗,推迟了
生理衰老,同时具有抑制细菌生长繁殖、防止伤口或气孔侵
入蔬菜体内,达到防腐目的。此外,还能增加蔬菜表面光泽,
提高商品价值[12]。
  试验中发现如将涂膜技术与低温冷藏技术结合使用,保
鲜效果更佳。
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(上接第15页)
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