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糯米团质构特性测定方法的探讨



全 文 :32    2015,No.10
收稿日期:2014-12-25;修回日期:2015-09-21
作者简介:张志超(1989-),男,硕士研究生,研究方向为糯米深加工。
通讯作者:周显青(1964-),男,博士,教授,研究方向为粮食工程。
doi:10.7633/j.issn.1003-6202.2015.10.009
糯米团质构特性测定方法的探讨
张志超,周显青,张玉荣
(河南工业大学粮油食品学院,河南 郑州 450001)
摘 要:采用物性仪对糯米团凝胶特性进行测试,研究尺寸和测定参数对各质构指标测定结果及其稳定性的影
响,探讨糯米团质构测试条件,以期建立一套快速科学的糯米团质构测定方法。结果表明:样品直径和高度均对
测定结果有显著影响;压缩比对硬度和回复性有极显著影响,测试中速对硬度和弹性有极显著影响;停留时间对
样品弹性和回复性有显著影响。根据质构测定结果稳定性,对测定结果进行对比,最终确定糯米团质构测定条
件为:样品直径30mm、高度15mm;测定参数为:压缩比30%、测试前速2mm/s、测试中速2mm/s、测试后速
2mm/s和停留时间2s。
关键词:糯米团;凝胶特性;质构;稳定性;测定方法
中图分类号:TS213.3;TS201.7  文献标志码:A  文章编号:1003-6202(2015)10-0032-04
Discussion on the measurement method of texture properties of glutinous rice bals
Zhang Zhichao,Zhou Xianqing,Zhang Yurong
(School of Food Science and Engineering,Henan University of Technology,Zhengzhou 450001,China)
ABSTACT:The influences of sample sizes and test parameters on the test results were investigated by texture properties analy-
zer to built a rapid and scientific measurement method of texture properties of glutinous rice bals.The results showed that:the
effects of sample diameter and height on the measurement results were significant;the influences of compression ratio on firm-
ness and resilience were extremely significant,and test speed also had a extremely significant effect on hardness and springi-
ness;residence time had a significant effect on the elasticity and recovery of samples.According to the stability of measurement
results and the comparison among each other,the measurement method of texture properties of glutinous rice bals was set as:
sample diameter of 30mm,height of 15mm,compression ratio of 30%,pretest,test and post test speed of 2mm/s and resi-
dence time of 2s.
KEYWORDS:glutinous rice bal;gel properties;texture;stability;determination method
  糯米团类食品(豆面糕、年糕和麻糬等)是我国
的传统食品,在京、苏、浙、黔、赣和两广地区深受消
费者喜爱。随着人们生活水平提高,消费者对食品
品质要求越来越高,因此,企业如何评定自己的产品
品质特性显得尤为重要。质构特性是评价食品品质
的主要指标,而传统食品糯米团的质构评价方法主
要有感官评价和仪器评价。感官评价易受多种因素
影响,评价结果缺乏客观性和科学性。质构仪作为
精密物性量化仪,具有客观、快速、准确和重现性好
等优点。
目前,已有许多文献报道了质构仪在米面制品
中的应用。周显青等[1]在大米凝胶特性测定的研究
中得出,大米凝胶样品尺寸为高度15mm,直径
25mm,测试参数为压缩程度 50%,压缩速度
1.0mm/s,两次压缩间隔时间3s为较好的凝胶特
性测定条件;王晓彬等[2]在面条质构特性研究中发
现,测试速度和压缩比例对质构影响最明显。因此,
样品尺寸和测定参数均会影响食品质构测定结果。
但是,糯米团易变形、黏度较大,目前还没有一套系
统科学的仪器方法来评定其质构,所以本研究旨在
建立一种能够准确反映糯米团质构的仪器评价方
法,为糯米团的质构评价提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
水磨糯米粉(水分12.37%),大连五农水磨糯
米粉厂提供。
1.2 仪器设备
张志超等:糯米团质构特性测定方法的探讨/2015年第10期   33 
CS-B5和面机,TAPlus质构仪,C21-SDHC15
电磁炉。
1.3 糯米团制作
工艺流程:称量→和制→成团→蒸制→冷却。
糯米团制作方法:称取(75.0±0.5)g糯米粉
置入和面钵,添加(45.0±0.5)ml水,和面机以3r/s
的速度和制5min(顺时针方向),静置5min,待水
分分布均匀。依次称取(20±0.5)g粉团,置入模
具成型,静置5min,再将粉团放入蒸锅中,沸水蒸
制20min,自然冷却至室温。
根据不同的样品尺寸分别称取对应质量,采用
对应模具成型,然后按照上述制作方法,做重复性
试验。
1.4 质构测试条件的设置
将制备好的样品置于载物台,样品基本尺寸为
D=30mm,H=10mm 的圆柱体,见图1,选用
TPA模式,应用挤压探头D=35mm测定质构,基
本测定参数设置为:测试前速1mm/s;测试中速
1mm/s;测试后速2mm/s;压缩比20%;最小感应
力5×10-3 g。测定时,需将糯米团中心位置对准压
缩探头中心部位。
在其他条件不变的情况下,设置不同测定水平,
研究测定参数对测定结果的影响,每次测试均进行
3次平行,实验结果取平均值。
图1 糯米团的质构测定
1.5 数据处理
采用SPSS20.0数据处理系统对试验数据进行
统计分析,计算各指标测定结果的平均值、标准差和
变异系数。
2 结果与讨论
2.1 糯米团样品尺寸的确定
2.1.1 直径
  样品直径对糯米团质构特性的测定结果及结果
稳定性均会产生影响。由表1可知 ,样品直径对糯
米团各指标有显著性影响,随着直径增加,凝胶特性
各指标呈增大趋势,且变异系数呈先降低后增加趋
势,这可能是因为直径越小,作用面积越小,直径越
大,压缩过程中样品的直径会逐渐变大,并超过探
头直径,使得探头对试样外围产生剪切作用[4]。综
合测定结果重现性,试样直径为30mm时,样品各
指标变异系数均最小。因此,选定直径30mm为糯
米团质构测定的取样条件。
表1 直径对糯米团质构测定结果的显著性检验
质构
参数
数值
直径/mm
20  25  30  35  40

检验
结果
硬度 平均值 1 439 1 523 1 645 1 748 2 885 95.37 *
标准差 80.66 87.42 74.51 120.01 218.12
变异系数/% 5.59 5.74 4.53 6.87 7.56
弹性 平均值 0.83 0.85 0.88 0.90 0.88 4.45 *
标准差 0.111 0.099 0.087 0.138 0.133
变异系数/%13.43 11.62 9.88 15.34 15.11
回复性 平均值 0.293 0.355 0.372 0.412 0.456 57.84 *
标准差 0.028 0.027 0.018 0.016 0.031
变异系数/% 9.54 7.53 4.38 5.72 6.89
  注:*表示P<0.05。
2.1.2 高度
  样品高度会直接影响食品质构特性。由表2可
知,样品高度对糯米团各指标均有显著性影响,随
着高度增加,凝胶各指标呈下降趋势,且变异系数均
呈先降低后增加趋势,试样高度越低,压缩距离越
小,探头压缩作用时间则越短,误差较大;同时试
样高度越高,会因凝胶制作时易塌陷,导致凝胶试样
的均一性较差,而使得误差越大。综合测定结果稳
定性,试样高度为15mm时,样品各指标变异系数
最小。因此,选定高度15mm为糯米团质构测定的
取样条件。
表2 高度对糯米团质构测定结果的显著性检验
质构
参数
数值
高度/mm
10  15  20  25  30

检验
结果
硬度 平均值 1 859 1 594 1 568 1 498 1 451 84.37 *
标准差 141.08 74.44 86.86 97.67 135.37
变异系数/% 7.59 4.67 5.54 6.52 9.33
弹性 平均值 0.92 0.89 0.85 0.84 0.84 5.65 *
标准差 0.115 0.083 0.08 0.087 0.094
变异系数/%12.52 9.23 9.34 10.38 11.29
回复性 平均值 0.479 0.421 0.375 0.366 0.358 42.23 *
标准差 0.038 0.021 0.024 0.029 0.029
变异系数/% 7.89 4.96 6.45 7.88 8.17
  注:*表示P<0.05。
2.2 测定参数的确定
王晓彬[2]对面条质构的研究指出测试前速和测
试后速对质构测定结果影响不显著。目前,也有很
多文献指出压缩比、测试中速和停留时间对质构测
定结果影响显著[3]。因此,对压缩比、测试中速和停
留时间对糯米团质构测定结果的影响进行研究。
34    张志超等:糯米团质构特性测定方法的探讨/2015年第10期
2.2.1 压缩比
  压缩比是指样品被压缩的距离与样品原尺寸比
值,表征被压缩后样品形变程度及内部结构的变化。
压缩比对糯米团质构特性的影响见表3。由表3可
知压缩比对糯米团硬度、回复性测定结果都有极显
著影响,而对弹性测定结果无显著影响。且压缩比
增加,硬度增大,可能因为糯米团内部的三维网络结
构[4],当探头下压时,压力逐渐增大,疏松网络结构
逐渐发生弹性变形,当压力达到一定程度时,被压实
的样品由于分子间斥力,导致抵抗外力能力增大;弹
性和回复性整体均呈降低趋势,这可能是因为压缩
比越大,探头向上运动时,样品与探头黏着作用就越
大。压缩比过小或过大均会对质构测定值稳定性产
生影响,压缩比较小时,探头压缩距离较小,仅对样
品轻微压缩,使得测定误差较大;压缩比较大时,压
缩破损程度较大,造成样品稳定性较差,因此,测定
结果的变异系数亦较大[5]。由表3可知,压缩比为
30%时各指标的变异系数最小,测定结果最为稳定。
因此,将压缩比选定为30%。
表3 压缩比对糯米团质构测定结果的显著性检验
质构
参数
数值
压缩比/%
20  30  40  50  60

检验
结果
硬度 平均值 1 559 2 495 3 568 5 318 6 452 671.24 **
标准差 68.50 98.74 162.70277.32 359
变异系数/% 4.38 3.95 4.56 5.21 5.56
弹性 平均值 0.93 0.85 0.84 0.82 0.83 3.43
标准差 0.113 0.086 0.092 0.117 0.126
变异系数/%12.15 10.11 10.95 14.26 15.11
回复性 平均值 0.484 0.278 0.312 0.216 0.208 65.27 **
标准差 0.032 0.013 0.018 0.014 0.014
变异系数/% 6.63 4.67 5.76 6.54 6.73
  注:**表示P<0.01。
2.2.2 测试中速
  测试中速是指质构仪探头与样品接触时的速
度,是质构测试的重要参数。测试中速对质构特性
测定结果的重现性影响见表4。由表4可知,测试
中速对糯米团硬度和弹性影响极显著,但对回复性
影响不显著,这与王海鸥等[6]关于面包的研究略有
差异,这可能是样品的固有特性。随着测试中速增
加,硬度呈增加趋势,这可能是因为测试中速增加,
样品需要承受的动能增大,样品抵抗外力的能力也
增大[7];弹性整体也呈增加趋势,回复性受测试条件
影响不明显。随着测试中速增加,硬度、弹性和回复
性的变异系数整体呈先降低后增加趋势,在测试速
度为2mm/s时,变异系数最小,这可能是因为测试
速度越小,探头作用于样品的时间越长,造成样品形
变差异,同时测试中速越大,探头与样品接触时的冲
击作用越大,压缩探头与样品接触时间越短,造成实
验误差越大。因此,综合考虑将测中速度选定为
2mm/s。在测定质构时,当测试速度相同,测定形
成的峰对称性较好,对测定结果的影响较小[8]。因
此,将测前速度和测后速度选定为2mm/s。
表4 测试中速对糯米团质构测定结果的显著性检验
质构
参数
数值
测试中速/mm·s-1
1  2  3  4  5

检验
结果
硬度 平均值 1 511 2 307 3 450 3 294 3 388 79.42 **
标准差 66.97 88.12 171.74 186.24  197.43
变异系数/% 4.43 3.82 4.92 5.65 5.82
弹性 平均值 0.89 0.93 1.89 3.09 4.24
85.43
**
标准差 0.07 0.07 0.13 0.22 0.53
变异系数/% 7.86 7.11 6.88 7.12 12.51
回复性 平均值 0.415 0.403 0.421 0.404 0.406 1.77
标准差 0.013 0.011 0.02 0.036 0.044
变异系数/% 3.13 2.73 4.75 8.92 10.84
  注:**表示P<0.01。
2.2.3 停留时间
  停留时间是指第1次压缩完成后和第2次压缩
开始前停顿的一段时间。停留时间对糯米团质构测
定结果的影响见表5。
由表5可知,停留时间对糯米团硬度影响不显
著,对弹性和回复性影响显著。随着停留时间增加,
硬度基本保持不变,这是因为硬度是第1次压缩的
峰值力,而停留时间是第1次压缩完成后停顿的一
段时间。停留时间越长,糯米团弹性和回复性越大,
这是因为时间是样品受压后回复变形的一个重要因
素,足够时间可以使样品充分回复到原来的程度。
随着停留时间增加,硬度的变异系数均基本不变,而
弹性和回复性的变异系数降低趋势,均在停留时间
为2s时变异系数较小,测定结果较稳定。因此,将
停留时间选定为2s。
表5 停留时间对糯米团质构测定结果
      的显著性检验
质构
参数
数值
停留时间/s
1  2  3  4  5

检验
结果
硬度 平均值 1 524 1 689 1 547 1 589 1 570 1.24
标准差 58.36 66.04 65.91 69.75 63.74
变异系数/% 3.83 3.91 4.26 4.39 4.06
弹性 平均值 0.78 0.84 0.88 0.91 0.98 6.84 *
标准差 0.032 0.013 0.016 0.021 0.018
变异系数/% 4.1  1.55 1.92  2.2  1.83
回复性 平均值 0.326 0.375 0.386 0.462 0.465 3.98 *
标准差 0.031 0.013 0.014 0.018 0.021
变异系数/% 9.51 3.58 3.62 3.89 4.54
  注:*表示P<0.05。
(下转第38页)
38    杨纬金等:和面机扭矩与面团和制效果关系的研究/2015年第10期
和面程度基本相同时,单位质量小麦粉扭矩峰值差
在0.009~0.012 8N·m/g。
表4 不同和面条件下的最佳和面程度
不同和面条件
最佳和面程度/N·m·g-1
(单位质量小麦粉扭矩峰值差)
特定配方 0.009 6~0.012 8
表2编号1  0.009 0~0.012 2
表2编号2  0.009 0~0.011 8
表2编号3  0.010 8~0.012 4
表2编号4  0.010 3~0.012 0
表2编号5  0.009 2~0.012 4
表5 面包品质对比
指标 1  2  3
硬度 实验组 736.79  829.21  858.99
人工组 772.49  915.99  1 469.64
咀嚼性 实验组 352.84  420.45  386.30
人工组 430.55  486.47  708.99
胶着性 实验组 394.20  466.33  446.86
人工组 470.31  528.82  820.93
回复性 实验组 0.202  0.213  0.185
人工组 0.24  0.23  0.21
弹性 实验组 0.89  0.90  0.86
人工组 0.91  0.92  0.86
比容/ml·g-1 实验组 4.27  4.24  4.22
人工组 4.29  4.45  4.31
  按50g小麦粉、56%水分、1.6%酵母、1.6%
盐、6%糖、水温25℃配方称取原料,并将其倒入和
面机中,在单位质量小麦粉扭矩峰值差0.010 8~
0.011 8N·m/g,取 值 0.011 0、0.011 2 和
0.011 4N·m/g时的3个样品。同时通过人工主
观判断的方法,确定3个人工判断最佳和面程度的
样品作为人工组,对比2组样品的质构特性和比容
值。从表5可以看出,采用自动化控制的方法获得
面团和面最佳程度与人工主观判断获得的最佳和面
程度相比,其硬度、咀嚼性和胶着性都优于人工主观
判断组,其回复性、弹性和比容值与人工主观判断组
相差不大,但不同样品间的稳定性明显优于人工主
观判断组。
4 结论和讨论
实验结果表明,单位质量小麦粉扭矩峰值差能
反映面团和制效果,当单位质量小麦粉扭矩峰值差
在0.009~0.012 4N·m/g时,所制得的面包品质
最佳。该峰值差范围不随和面条件的变化而变化。
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(责任编辑:赵琳琳)
  (上接第34页)
3 结论
研究发现,样品尺寸和测定参数都会对测定结
果产生一定影响。样品直径和高度均对糯米团质构
测定结果有显著影响(P<0.05);压缩比对硬度和
回复性有极显著的影响(P<0.01),测试中速对硬
度和弹性有极显著影响(P<0.01);停留时间对样
品的弹性和回复性有显著的影响(P<0.05)。
根据样品尺寸和测定参数对糯米团质构特性测
定结果及其稳定性影响,可将糯米团质构特性测定
条件设定为:直径30mm ,高度15mm,压缩比
30%,测试前速2mm/s,测试中速2mm/s,测试后
速2mm/s,停留时间2s。
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(责任编辑:赵琳琳)