全 文 ：中国农学通报 第23卷 第 5期 2007年 5月
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0引言
力学特性是影响食品品质最重要的指标之一，研
究食品的力学特性有利于控制食品的质量。食品中常
用的力学作用包括拉伸、压缩和剪切等，其曲线中的
最高峰感应力一般被定义为凝胶硬度[1]。结构相对致
密、韧性较好的凝胶常采用高压缩比(75%~90%)进行
剪切测定；而结构相对松软、韧性较差的凝胶则易采
用低压缩比(50%~75%)进行压缩测定[2]。
食品成分[3]、加工工艺[4,5]等因素对凝胶体的力学
特性都有一定的影响。米粉[6~8]等大米凝胶食品对原
料有严格的选择要求，不同品种的早籼和晚籼制作的
米粉品质之间也存在显著差异[9]，但目前对不同品种
籼米凝胶的压缩与剪切特性研究
许金东,李云波,赵思明
(华中农业大学食品学院，武汉430070)
摘 要:【方法】以不同品种的籼米为原料制作大米凝胶,用质构仪测定凝胶的压缩和剪切特性。【研究
目的】为大米凝胶食品的原料选择、品质评价提供实验数据。【结果】不同品种籼米之间压缩特性和剪
切特性有显著差异。金优402的凝胶硬度和咀嚼度、M103s/20257的凝胶弹性、晚籼89-3的凝胶粘聚
性、丝苗的凝胶粘附性和回弹性最大。两优301的凝胶硬度和咀嚼度最小,两优106的凝胶压缩特性
除硬度和咀嚼度外均显著低于其他品种。M102s/中组 1号的凝胶最大剪切力和剪切功最大,
M103S/20257的最小。【结论】早籼米凝胶的粘附性显著高于晚籼米,其回弹性显著低于晚籼米,可用
籼米凝胶的粘附性和回弹性来描述和区分早籼和晚籼大米凝胶的质构特性。
关键词:籼米;凝胶;压缩与剪切
中图分类号:TS205.9,S379.2 文献标识码:A
StudyontheCompressionandCutingPropertiesofIndicaRiceGel
XuJindong,LiYunbo,ZhaoSiming
(DepartmentofFoodScienceandTechnologyofHuazhongAgriculturalUniversity,Wuhan430070)
Abstract:【METHOD】Compressionandcutingpropertiesofricegelmadefromdiferentindicarices
werestudiedbytextureanalyzerinthispaper.【OBJECTIVE】Thepurposeofthestudyistoprovidetrial
dataforthechoiceoftherawmaterialandthequalitycontrolofindicaricegelfood.【RESULTS】Signifi-
cantdiferenceswerefoundincompressionandcutingpropertiesofdiferentindicaricegel.Hardness
andchewinessofjinyou402gel,springinessofM103s/20257gel,adhesivenessofwanxian89-3gel,cohe-
sivenessofsimiaogelandresilienceofsimiaogelwerethemaximum.Hardnessandchewinessofliangy-
ou301istheminimum.Compressionpropertiesofliangyou106excepthardnessandchewinessweresignifi-
cantlylowerthanthoseofotherindicarices.ThemaximumcutingforceandshearpowerofM102s/
zhongzunumber1isthemaximumandthatofM103S/20257istheminimum.【CONCLUSION】Cohesive-
nessandresilienceofearlyseasonindicaricegelwassignificantlyhigherandlowerthanthatoflatesea-
sonindicaricerespectively.Cohesivenessandresilienceofindicaricegelscouldbeusedtodescribeand
teltexturalpropertiesofearlyandlateseasonindicarices.
Keywords:Indicarice,Gel,Compressionandcuting
基金项目:湖北省科委重点科技攻关项目(2001AA204B07)。
第一作者简介:许金东，男，1980年出生，江苏海安，硕士研究生，研究方向为食品科学。通信地址：430070湖北省武汉市南湖狮子山街一号，华中农业大学
食品科技学院。Tel：027-87288375。E-mail:xjdong@webmail.hzau.edu.cn。
通讯作者:赵思明，女，1963年出生，四川自贡，教授，主要从事稻米食品加工及食品大分子结构的研究。Tel：027-87288375，E-mail:zsmjx@mail.hzau.edu.cn。
收稿日期:2007-02-07，修回日期：2007-03-08。
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籼米凝胶特性的研究鲜有报道。笔者以11种早籼和
5种晚籼为原料，研究其凝胶的压缩与剪切力学指
标，为籼米凝胶食品的原料选择和品质控制提供理论
基础。
1材料与方法
1.1试验材料
供试稻谷名称、品种、类型及来源见表1。
试验用稻谷均为当年收获精选晾晒的籼稻，收集
后置于白铁皮箱中室温下储藏。使用前由同一台实验
砻谷机加工成糙米，然后由同一台实验碾米机碾成白
米，碾米时间为60s。
1.2实验仪器
TA-XT2型质构仪，由 StableMicroSystemsLtd
生产。
1.3凝胶的制作
工艺流程采用[4]的方法。
籼米→洗米→浸泡→磨浆→调浆→初蒸→静
置→二次蒸煮→开水漂烫→乳酸浸泡→装袋灭菌→
贮存
1.4凝胶质构特性的测定
凝胶压缩特性采用两次压缩模式进行测定。测试
探头：P/36；探头测试前下压速度、测试速度和测试后
的上升速度均为 1mm/s；感应力为 5g；压缩率为
50%；间隔时间为3s。凝胶两次压缩特征曲线如图1
所示。
典型的两次压缩图形，模拟口腔的两次咀嚼，在
两次压缩过程中形成两个峰。硬度定义为第一次咀嚼
过程中的最大力，图中为第一个峰最高点对应的力
01 103
02 106
03 105
04 407
05 301
06 M103s/20257
07 M104s/20257
08 M103s/ 1
09 M102s/ 1
10 802
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11 402
12 207 # !
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表1供试籼稻品种的名称、类型及来源
F
A4 A2 A1
A3 d2 d1
,kg
力
(k
g)
时间(s)
图1典型的凝胶两次压缩曲线
F，单位为kg。粘聚性表现为克服食品表面和探头表
面粘附力需要的功，单位为kg/s，图中由A3对应的负
面积表示。回弹性定义为第一次压缩过程中A2和A1
表示的面积之比，表示食品从由速度和力导致的形变
中恢复的程度。粘附性定义为A4和(A1+A2)表示的面
积之比，粘附性可通过食物在机械作用下破裂程度来
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测量。弹性定义为第一次咀嚼结束和第二次咀嚼开始
前食品恢复的高度，由d2与d1表示的时间之比计算
获得。咀嚼度定义为硬度、弹性和粘附性的乘积，表示
咀嚼食品需要的能量。
凝胶剪切特性的测定：测试探头：A-LKBF；探头
测试前下压速度 1mm/s，测试速度 0.5mm/s，测试后
的上升速度10mm/s，感应力为5g；压缩率为90%。典
型的凝胶剪切曲线如图2所示。
典型的剪切曲线中，最大剪切力定义为剪切过程
中剪切力达到最大值对应的力，图中为曲线最高点对
应的力Fmax，单位为kg。剪切功定义为剪切力达到最
大剪切力过程中剪切曲线与坐标轴之间的面积，图中
由B对应的面积表示，单位为kg/s。
1.5数据处理
应用SAS软件和Excel软件进行数据分析。
2结果与分析
2.1凝胶的压缩特性
16种籼米凝胶的质构特性如图3所示。由两次
压缩曲线得出的不同品种籼米凝胶的硬度、弹性、回
弹性、粘聚性、粘附性、咀嚼度见表2。
由表 2可知，金优 402、余赤、余红、浙辐 802硬
度较大，两优 301、M103s/20257、两优 105、两优 106
Fmax
B
,
,
力
(k
g)
时间(s)
图2典型的凝胶剪切曲线
(a)凝胶硬度大于6kg的籼米品种
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%
(b)凝胶硬度小于6kg的籼米品种
图3不同品种籼米凝胶的两次压缩特性曲线
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硬度较小；M103s/20257、两优301、余红、丝苗弹性较
大，两优106、两优103、余赤、金优 402弹性较小；丝
苗、晚籼89-3、浙辐802、M102s/中组1号粘聚性较
大，两优106、两优103、金优207、两优301粘聚性较
小；两优 105、两优 106、两优 301、M104s/20257的粘
附性较大，丝苗、晚籼89-3、余红、浙辐802 的 粘
M102s/ 1 8.78±0.80cd 0.88±0.05ab 0.84±0.01abc -0.13±0.04bcd 0.42±0.01d 6.38±0.85bc
M103s/20257 3.27±0.10ij 0.93±0.02a 0.72±0.01e -0.30±0.03ef 0.33±0.01g 2.19±0.12hi
M103s/ 1 4.84±0.44gh 0.90±0.03ab 0.79±0.01cd -0.16±0.12bcd 0.38±0.02e 3.44±0.36fg
M104s/20257 7.08±0.43e 0.89±0.03ab 0.72±0.03e -0.51±0.11g 0.32±0.04g 4.66±0.45de
802 9.52±0.80c 0.91±0.08ab 0.86±0.04ab -0.11±0.01abc 0.42±0.00d 7.14±0.83b
407 5.44±0.91fg 0.87±0.04abc 0.82±0.01bc -0.40±0.09f 0.37±0.03ef 3.90±0.81ef
402 12.83±2.48a 0.81±0.09cd 0.82±0.02bc -0.14±0.02bcd 0.47±0.01bc 8.64±2.39a
103 6.69±0.79ef 0.75±0.03d 0.59±0.05g -0.37±0.03f 0.35±0.02fg 3.25±0.54fgh
105 3.54±0.35hij 0.88±0.02abc 0.76±0.02de -0.54±0.03g 0.32±0.03g 2.37±0.23ghi
106 3.90±0.30hi 0.67±0.08e 0.47±0.07h -0.54±0.04g 0.14±0.01i 1.61±0.04i
301 2.28±0.28j 0.91±0.01ab 0.66±0.01f -0.52±0.17g 0.23±0.01h 1.38±0.16i
6.25±0.25ef 0.91±0.03ab 0.87±0.01a -0.02±0.02a 0.54±0.01a 4.98±0.43de
11.24±1.69b 0.76±0.03d 0.81±0.08bc -0.21±0.00cde 0.45±0.03c 6.91±0.75b
7.52±0.86de 0.91±0.01ab 0.81±0.02cd -0.09±0.03ab 0.42±0.01d 5.53±0.58cd
89-3 7.22±0.40e 0.88±0.04abc 0.87±0.03a -0.08±0.06ab 0.49±0.01b 5.48±0.25cd
207 3.36±0.89ij 0.84±0.01bc 0.63±0.01fg -0.22±0.06de 0.32±0.01g 2.37±0.22ghi
注:同列中标注不同字母表示存在显著差异,显著水平为0.1。
表2不同品种籼米凝胶的TPA参数
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(b)第二种类型
图4不同品种籼米凝胶的剪切特性曲线
(a)第一种类型
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105、两优 407、金优 207、两优 106、M103s/中组 1号
的 最 大 剪 切 力 较 低 ， 表 明 凝 胶 硬 度 较 小 。
M103s/20257、两优 301、两优 407、M103s/中组 1号、
两优 105、金优 207、两优 106的剪切功较低，表明剪
切过程中需要较少的能量。
由上述对凝胶压缩和剪切特性的比较可知，具有
相近凝胶特性的籼米品种中包括早籼和晚籼，仅用早
籼和晚籼划分不同品种的籼米无法全面反映其凝胶
的质构特性。
2.3不同种类籼米凝胶力学特性的差异
早籼米和晚籼米的凝胶力学特性参数的差异分析
见表4。
由表4可知，早籼米凝胶的粘附性显著高于晚籼
米，其回弹性显著低于晚籼米，其他指标无显著差异。
附性较小；丝苗、晚籼89-3、金优 402、余赤的回弹性
较大，两优 106、两优 301、金优 207、M104s/20257的
回弹性较小；金优402、余赤、浙辐802、M102s/中组1
号的咀嚼度较大，表明咀嚼过程中需要较大能量；两
优301、两优106、M103s/20257、金优207的咀嚼度较
小，表明咀嚼过程中需要较小能量。中早1号经发酵
后制作的米粉硬度为25.395kg、回弹性为0.881、弹性
为0.972[10]，其硬度、回弹性和弹性均高于该实验获得
的参数，发酵导致淀粉大分子降解，中等及小分子质
量淀粉比例增加，分子质量大小趋于均匀[11]，蛋白、脂
肪和灰分含量明显减少[12]或品种差异是其可能的原
因。
2.2凝胶的剪切特性
供试各品种籼米的凝胶剪切特征曲线见图4。
剪切曲线获得的最大剪切力与凝胶的硬度成显
著正相关[13]。如图4所示，根据最大剪切力可将供试
籼米凝胶的剪切特征曲线分为两类，第一种类型如图
4(a)所示，随时间延长剪切应力持续增大，且最大剪
切力较小；第二种类型如图4(b)所示，随时间延长剪
切应力先增大后减小，且最大剪切力较大。第一种类
型的凝胶表现出较强的流体黏滞性，弹性、韧性差；第
二种类型的凝胶表现出较强的弹性固体的特征，弹
性、韧性较好。早籼米中的两优407、两优301、M103s/
中组1号、M103s/20257都属于第一类，质地软、黏性
强，弹性很差；其余的早籼米属于第二类。晚籼米都属
于第二种类型，韧性和弹性较好。由剪切特性曲线得
出的各品种籼米凝胶的最大剪切力和剪切功见表3。
由表 3可知，M102s/中组 1号、金优 402、余赤、
M104s/20257、晚籼 89-3、余红、丝苗的最大剪切力较
大，表明凝胶硬度较大。M103s/20257、两优301、两优
(kg)
(kg/mm)
802
0.73±0.02e 2.66±0.04g
M102s/ 1
1.85±0.09a 6.15±0.32a
M103s/20257
0.32±0.01j 1.51±0.05i
M103s/ 1
0.54±0.01fg 1.76±0.06i
M104s/20257
0.92±0.04d 3.39±0.02e
402
1.45±0.05b 5.30±0.67b
103
0.62±0.06f 2.98±0.23f
105
0.40±0.02ghi 2.31±0.09h
106
0.49±0.12gh 2.48±0.05gh
301
0.37±0.02ij 1.54±0.06i
407
0.40±0.01ghi 1.63±0.04i
0.72±0.03e 3.27±0.08ef
0.35±0.17c 4.70±0.27c
0.76±0.02e 3.79±0.08d
207 0.46±0.03ghi 2.32±0.10h
89-3 0.91±0.09d 4.09±0.29d
表3不同品种籼米凝胶的剪切特性参数
注:同列中标注不同字母表示存在显著差异,显著水平为0.1。
5.74±2.54a 0.86±0.08a 0.73±0.12a 0.34±0.18a 0.34±0.09a 3.92±2.19a 0.73±0.49a 2.88±1.54a
7.95±1.84a 0.86±0.06a 0.80±0.10a 0.12±0.09b 0.44±0.08b 5.24±1.96a 0.84±0.33a 3.63±0.90a
表4早籼米和晚籼米的凝胶力学特性参数的差异分析
注:同列中标注不同字母表示存在显著差异,显著水平为0.1。
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3结论
不同品种籼米之间压缩特性和剪切特性有显著
差别。金优 402的凝胶硬度和咀嚼度、M103s/20257
的凝胶弹性、晚籼89-3的凝胶粘聚性、丝苗的凝胶粘
附性和回弹性最大。两优301的凝胶硬度和咀嚼度最
小，两优106的凝胶压缩特性除硬度和咀嚼度外均显
著低于其他品种。M102s/中组1号的凝胶最大剪切
力和剪切功最大，M103S/20257的最小。
早籼米凝胶的粘附性显著高于晚籼米，其回弹性
显著低于晚籼米，可用籼米凝胶的粘附性和回弹性来
描述和区分早籼和晚籼大米凝胶的质构特性。
参考文献
[1] AndrewSRoss.InstrumentalMeasurementoPhysicalPropertiesof
CookedAsianWheatFlourNoodles.CerealChemistry,2006,83(1):
42-51.
[2] BaikBK,CzuchajowskaPomeranzY.Roleandcontributionofstarch
andproteincontentsandqualitytotextureprofileanalysisoforiental
noodles.CerealChemistry,1994,71:315-320.
[3] 杜先锋,许时婴,王璋.食品成分对淀粉凝胶力学性能的影响.中国粮
油学报,2002,17(2):6-8.
[4] 李里特,闵伟红,鲁战会.自然发酵对米粉力学性质的影响.食品科学,
2003,24(4):45-49.
[5] 李云波,刘小翠,张伟,等.米粉凝胶形成过程的质构特性及凝胶品质
控制研究.食品科技,2006,(7):39-42.
[6] 李里特,鲁战会,闵伟红,等.自然发酵对大米理化性质的影响及其米
粉凝胶机理研究.食品与发酵工业,2001,27(12):1-6.
[7] 吴卫国,张喻,肖海秋,等.原料大米特性与米粉产品品质关系的研究.
粮食深加工及食品,2005,(9):21-24.
[8] 赵思明,刘友明,熊善柏,等.方便米粉的原料适应性与品质特性研究.
粮食与饲料工业,2002,(6):37-39.
[9] 孙庆杰,丁文平,丁霄霖,等.米粉(米线)原料标准的研究.中国粮油学
报,2004,19(1):12-15.
[10] 张喻,杨泌泉,吴卫国,等.大米淀粉特性与米线品质关系的研究.食品
科学,2003,24(6):35-38.
[11] 闵伟红,李里特,刘平.乳酸菌发酵对米粉物性影响的研究.食品科学,
2005,26(1):97-99.
[12] 鲁战会,李里特,李再贵,等.自然发酵对淀粉凝胶的改性机理及其发
酵菌株的筛选.食品与发酵工业,2002,28(4):1-6.
[13] OhNH,SeibPA,DeyoeCM,etal.NoodlesⅠMeasuringthetexture
characteristicsofcookednoodles.CerealChemistry,1983,60(6):
433-438.
（责任编辑：陶冶之）
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