二次浸泡二次磨漿工藝對米粉糊化特性的影響

高文明，戴志勇，劉戰紅，姜文軍

（1.湖南英氏營養食品有限公司研發中心，湖南長沙410000；2.江西楓樹生態科技食品有限公司，江西宜春330700）

嬰幼兒米粉在生產中主要采用濕磨法對大米粉碎，大米粉的糊化特性對于終產品的性狀有很大影響。Ramesh M[1]、Iturriaga L B[2]指出秈米的糊化特征主要受直鏈淀粉含量和支鏈結構淀粉的影響，而大米粉糊化特性會也受到大米淀粉顆粒大小、淀粉顆粒浸潤程度以及水合特性的影響[3-5]。淀粉顆粒的膨脹會受到其他化合物以及加熱過程中剪切力的影響，如蛋白質、脂肪、非淀粉多糖類這些大分子物質的存在會導致淀粉的糊化特性改變[6]，這些組分是在淀粉顆粒周圍或是與它相互作用，抑制了淀粉的膨脹[7-8]，而浸泡和磨漿會影響淀粉水合特性、淀粉顆粒大小及這些物質與淀粉的相對位置及結合程度[9-10]，本文的目的是研究在嬰幼兒米粉生產工藝中大米的浸泡、磨漿次數，對于米粉糊化特性的影響，為米粉的生產提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

東北珍珠米（蛋白質7.43%、碳水化合物76.52%、脂肪0.92%、水分14.86%、灰分0.27%）：黑龍江省寶泉嶺農墾山林糧食加工有限制責任公司；Megazyme破損淀粉試劑盒：上海酶聯生物科技有限公司；無水硫酸銅：江西強盛化工有限公司；硫酸鉀、氫氧化鈉：西隴科學股份有限公司。

1.2 儀器與設備

電子分析天平（ME204E）：梅特勒托利多儀器（上海）；電熱恒溫干燥箱（JB202-1）：上海金患科學儀器有限公司；磨漿機（SZ-12）：廣州旭眾食品機械有限公司；膠體磨（JMS-50）：廊坊市安次區匯通機械廠；臺式低速離心機（LD5-10）：北京京立離心機有限公司；CR-22GII型高速離心機：日本HITACHI公司；快速黏度分析儀（Super-4）：波通瑞華科學儀器有限公司；差示掃描量熱分析儀（DSC Q2000）：美國TA公司；場發射掃描電子顯微鏡（Nova NanoSEM230）：FEI公司。

1.3 方法

1.3.1 二次浸泡二次磨漿工藝方法

大米計量后，按照米∶水=1∶1.5（質量比）浸泡50 min，放出水進入磨漿機磨漿20 min，放出的水加入米漿攪拌浸泡20 min，米漿進入膠體磨磨漿20 min。米漿離心自然風干，控制水分在14%。一次浸泡一次磨漿為浸泡50 min，磨漿機磨漿20 min；一次浸泡二次磨漿為浸泡50 min，磨漿機磨漿20 min，膠體磨磨漿20 min；二次浸泡一次磨漿為浸泡50 min，磨漿機磨漿20 min，米漿攪拌浸泡20 min；二次浸泡二次磨漿為浸泡50 min，磨漿機磨漿20 min，米漿攪拌浸泡20 min，膠體磨磨漿20 min。

1.3.2 破損淀粉含量測定

采用酶比色法測定米粉中破損淀粉含量。

1.3.3 米粉顆粒電鏡觀察

均勻地將樣品撒在雙面膠上，吹去多余粉末，設置加速電壓10 kV，用掃描電子顯微鏡觀察。

1.3.4 水合特性的測定

采用Heo等[11]的方法測定米粉水合特性。取0.1 g米粉樣品，加水20 mL混勻，分別在25℃和100℃下加熱震動30 min后于15 000 r/min離心30 min。取上清液于鋁盒中，105℃烘干至恒重，同時稱量沉淀物質量。吸水指數（WAI）、水溶性（WS）、溶脹性（SP）按下列公式計算。

1.3.5 糊化特性的測定[12]

采用快速黏度測定儀（rapid visco analyzer，RVA）測定，并按水分含量12%進行校正），加入25 mL蒸餾水，制備測試樣品。在糊化過程中，罐內溫度變化如下：50℃保溫1 min；再以12℃/min速率升溫到95℃（3.75 min）；95℃保溫 2.5 min，再以 12℃/min降溫到50℃（3.75 min）；50℃保溫1.4 min。攪拌器先以960 r/min保持前10 s，之后保持在160 r/min。13.5 min后可以得到米粉的糊化特性曲線，其中峰值黏度、熱糊黏度、衰減值、最終黏度、回生值、糊化溫度、峰值時間是代表樣品RVA譜差異的重要參數，所有的測定重復3次。

1.3.6 差示掃描量熱分析[13]

用差示掃描量熱分析法測定，主要步驟如下：稱取樣品2.5 mg加入5.0 μL的去離子水，密封后置于冰箱（4℃）平衡，測前回溫1 h，放入DSC Q2000中開始測定，以空盤為參考樣品，升溫速率為10.0℃/min，溫度范圍為30℃～120℃，得到試樣的DSC熱效應曲線，參數包括淀粉糊化時的熱焓（△T）變化、起始溫度（To）、峰值溫度（Tp）及終止溫度（Tc），供試樣品均重復測3次。

2 結果與分析

2.1 浸泡磨漿次數對米粉破損淀粉含量的影響

不同浸泡磨漿次數對米粉破損淀粉含量的影響見圖1。

由圖1可以看出，隨著磨漿次數的增加淀粉的破損程度加大，二次浸泡一次磨漿破損淀粉含量最小為2.12%，二次浸泡二次磨漿后最大為4.52%，水分的浸潤可以減小淀粉顆粒的破損，二次浸泡二次磨漿時膠體磨作用米粉的機械強較大，使米粉顆粒更小，對淀粉造成的破損程度也更大。但米粉顆粒的變小和淀粉顆粒的破損有助于后續加工過程米粉的糊化。

圖1 不同浸泡磨漿次數對米粉破損淀粉含量的影響Fig.1 The effects of soaking and grinding different times on damaged starch contents of rice flour

2.2 浸泡磨漿次數對米粉顆粒粒徑的影響

不同浸泡磨漿次數米粉顆粒電鏡圖見圖2，米粉顆粒粒徑見表1。

由圖2可以看出，米粉經過浸泡磨漿后多為不規則多邊形狀，隨著浸泡磨漿次數的增加，米粉顆粒的粒徑有減小的趨勢，粒徑范圍從173 μm變化到了5 μm，平均粒徑從 134 μm 減小到了 23 μm，米粉在糊化特性、熱特性上參數的變化確實跟顆粒的大小存在一定的關系，顆粒的變小淀粉分子更易浸潤、破損且受熱結晶結構易于破壞，淀粉就能充分的糊化[14-15]。

2.3 浸泡磨漿次數對米粉水合特性的影響

不同浸泡磨漿次數對米粉水合特性的影響見表2。

由表2可知，在25℃時，二次浸泡二次磨漿后米粉的吸水指數、水溶性、溶脹性都最大，由于25℃時米粉顆粒尚未糊化，顆粒的吸水性較差，而破損淀粉會對其水合特性造成影響，破損淀粉含量減小，吸水性、溶水率及溶脹性有降低趨勢[16]；在米粉加熱到100℃時，二次浸泡二次磨漿后米粉的吸水指數、溶脹性都最大，水溶性最小，與一次浸泡一次磨漿相比存在差異性，這可能與米粉顆粒大小有關系，顆粒越小淀粉受熱膨脹程度越大，糊化更完全。

圖2 不同浸泡磨漿次數米粉顆粒電鏡圖Fig.2 The SEM image of rice flour soaking and grinding different times

表1 米粉顆粒粒徑Table 1 The granular size of rice flour

表2 不同浸泡磨漿次數對米粉水合特性的影響Table 2 The effects of soaking and grinding different times on hydration properties of rice flour

2.4 浸泡磨漿次數對米粉糊化特性的影響

不同浸泡磨漿次數對米粉糊化特性的影響見表3。

由表3可以看出，與一次浸泡一次磨漿相比，一次浸泡二次磨漿、二次浸泡一次磨漿使米粉在峰值黏度、熱糊黏度、最終黏度、糊化溫度上呈現顯著差異（P＜0.05），而二次浸泡二次磨漿使峰值黏度、熱糊黏度、最終黏度、衰減值、糊化溫度呈現極顯著差異（P＜0.01），回生值、峰值時間呈現顯著差異?？梢娊菽{次數的增加可以提高米粉的糊化效果[14]。且隨著浸泡、磨漿次數的增加米粉的峰值黏度、熱糊黏度、最終黏度、衰減值、回生值有上升趨勢，峰值時間、糊化溫度有下降趨勢，其中相應的變化范圍分別為：2 769 mPa·s～3 300 mPa·s、1 482 mPa·s～1 702 mPa·s、2 597 mPa·s～3 005 mPa·s、1 287 mPa·s～1 598 mPa·s、1 115 mPa·s～1 303 mPa·s、5.5 s～5.9 s、78 ℃～85 ℃。

在峰值黏度上浸泡、磨漿每增加一次黏度值分別升高380、150mPa·s，而浸泡、磨漿同時增加一次黏度值升高 531 mPa·s，熱糊黏度依次為 150、67、220 mPa·s，最終黏度依次為 290、116、408 mPa·s，衰減值依次為228、80、311 mPa·s，回生值依次為 148、40、188 mPa·s，而在峰值時間上浸泡、磨漿每增加一次分別降低0.2、0.1 s，浸泡、磨漿同時增加一次則降低0.4 s，糊化溫度依次為5、3、7℃?？梢钥闯?，浸泡、磨漿同時增加時，能明顯提高米粉的糊化，且糊化的各個特征值變化規律一致。浸泡次數增加，米粉能夠充分吸收水分，淀粉顆粒的浸潤程度增大，磨漿次數增加，米漿的顆粒更小[17-18]，淀粉也更易于膨脹糊化，米粉糊化特性也主要是受到淀粉粒大小、直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例等淀粉本身性質的影響[19-20]。

表3 浸泡磨漿對糊化特性影響的顯著性分析Table 3 The significance analysis of the effect of soaking and grinding on the pasting properties

2.5 浸泡磨漿次數對米粉熱特性的影響

不同浸泡磨漿次數對米粉熱特性的影響見表4。

表4 浸泡磨漿對熱特性影響的顯著性分析Table 4 The significance analysis of the effect of soaking and grinding on the thermal properties

由表4可以看出，隨著浸泡磨漿次數的增加，起始溫度、峰值溫度、終止溫度有逐漸降低的趨勢，而熱焓值有升高的趨勢，與一次浸泡一次磨漿相比，一次浸泡二次磨漿使起始溫度、峰值溫度、終止溫度呈現顯著差異，二次浸泡一次磨漿使峰值溫度呈現顯著差異，二次浸泡二次磨漿使起始溫度、峰值溫度、終止溫度、熱焓呈現極顯著差異?？梢娊菽{次數的增加可以使米粉更容易糊化，且熱量變化也更大[21]。隨著浸泡、磨漿次數的增加，米粉的起始溫度、峰值溫度、終止溫度、熱焓相應的變化范圍依次為：68.92℃～74.35℃、74.15℃～81.22℃、83.12℃～88.39℃、23.58 J/g～30.77 J/g。

在起始溫度上浸泡、磨漿每增加一次溫度分別降低4.23、1.39℃，而浸泡、磨漿同時增加一次溫度降低5.43℃，峰值溫度依次為 4.18、2.11、7.07℃，終止溫度依次為3.04、1.44、5.27℃，在熱焓上浸泡、磨漿每增加一次分別升高3.49、2.05 J/g，浸泡、磨漿同時增加一次則升高7.19 J/g，可以看出，浸泡、磨漿同時增加時，可以使米粉顆粒更小，淀粉顆粒浸潤程度更大受熱膨脹受到的抑制作用減小，更容易糊化[15，22]。3 結論

大米經二次浸泡二次磨漿后米粉的淀粉破損含量為4.52%，水合特性變化顯著，粒徑明顯變小，平均粒徑23 μm。在糊化特性上，隨著浸泡、磨漿次數的增加米粉的峰值黏度、熱糊黏度、最終黏度、衰減值、回生值有上升趨勢，峰值時間、糊化溫度有下降趨勢；經二次浸泡二次磨漿后，峰值黏度、熱糊黏度、最終黏度、衰減值、糊化溫度呈現極顯著差異，回生值、峰值時間呈現顯著差異。在熱特性上，隨著浸泡磨漿次數的增加，起始溫度、峰值溫度、終止溫度有逐漸降低的趨勢，而熱焓值有升高的趨勢；經二次浸泡二次磨漿后起始溫度、峰值溫度、終止溫度、熱焓上呈現極顯著差異；且隨著浸泡磨漿次數的增加米粉顆粒的粒徑有減小的趨勢，二次浸泡二次磨漿后粒徑減小明顯，可見淀粉顆粒的大小對米粉糊化特性存在一定的影響[16，23]。

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