趙云霞，熊 柳，孫慶杰*

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266109)

自然發(fā)酵對(duì)糯米糊化性質(zhì)的影響

趙云霞，熊 柳，孫慶杰*

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266109)

研究自然發(fā)酵不同時(shí)間對(duì)4個(gè)品種糯米安徽秈糯、泰國(guó)粳糯、魚(yú)臺(tái)粳糯和魚(yú)臺(tái)秈糯)糊化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明：隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，4種糯米浸泡液固形物含量增加，發(fā)酵96h后，固形物含量由0.0067～0.0102g/mL增加至0.0247～0.0352g/mL；pH值由6～7降至3～4；自然發(fā)酵使4種糯米的黏度均顯著的增加，在發(fā)酵96h后，的峰值黏度分別由231.46、123.04、205.00、222.88RVU升高至290.00、201.54、224.71、283.50RVU，自然發(fā)酵具有提高糯米黏度的作用。

糯米；自然發(fā)酵；黏度

自然發(fā)酵是很多國(guó)家加工谷物的一種常見(jiàn)的傳統(tǒng)工藝。它常用來(lái)提高產(chǎn)品口感，增強(qiáng)風(fēng)味，改善質(zhì)構(gòu)，提高制品的微生物安全性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[1-2]。李麗等[3]研究了自然發(fā)酵對(duì)黃米化學(xué)成分的影響，發(fā)現(xiàn)自然發(fā)酵能夠顯著地降低黃米中的蛋白、脂肪和灰分的含量，純化了淀粉，改變了黃米的物化性質(zhì)，提高了其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。李新華等[4]發(fā)現(xiàn)自然發(fā)酵改善了玉米粉的保水力、膨脹度、透光性和糊化性質(zhì)。魯戰(zhàn)會(huì)等[5]研究了自然發(fā)酵工藝對(duì)米粉流變學(xué)性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)自然發(fā)酵顯著地改變了大米粉各成分的含量，同時(shí)影響到流變與感官性質(zhì)的改變。王鋒等[6]研究了自然發(fā)酵對(duì)大米淀粉顆粒特性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)自然發(fā)酵使大米淀粉顆粒更加均勻，不會(huì)引起淀粉顆粒的崩潰及可溶性物質(zhì)的過(guò)度流失，自然發(fā)酵主要作用于淀粉的無(wú)定形區(qū)，自然發(fā)酵后淀粉顆粒的糊化溫度有所降低，糊化焓上升。Yuan Meilan等[7]通過(guò)自然發(fā)酵對(duì)玉米淀粉物理性質(zhì)以及玉米淀粉面條流變學(xué)性質(zhì)的影響的研究，發(fā)現(xiàn)自然發(fā)酵降低了玉米淀粉的溶解度和溶脹度，增加了其峰值黏度和衰減值，降低了最終黏度和回生值，增強(qiáng)了其凝膠的強(qiáng)度，并提高了玉米淀粉面條的質(zhì)量。Greenhill等[8]研究了巴布亞新幾內(nèi)亞傳統(tǒng)西米淀粉的自然發(fā)酵，認(rèn)為自然發(fā)酵能夠延長(zhǎng)西米淀粉的耐儲(chǔ)性和安全性。Afoakwa等[9]研究了自然發(fā)酵和高淀粉酶面粉對(duì)由豌豆粉強(qiáng)化的堿液處理玉米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，功能性和黏彈性的影響，發(fā)現(xiàn)自然發(fā)酵和高淀粉酶結(jié)合可以提高這種玉米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和功能性，以用來(lái)生產(chǎn)可作為斷奶食品的液態(tài)粥。

糯米是我國(guó)主要的糧食作物之一，除直接食用外，還是制作中國(guó)傳統(tǒng)食品的重要原料，在江、浙、滬、黔、贛及兩廣等南方地區(qū)頗受消費(fèi)者喜愛(ài)[10]。但是這些中國(guó)傳統(tǒng)食品如湯圓、粽子、年糕等都要求糯米具有一定的黏度，而關(guān)于自然發(fā)酵對(duì)糯米的黏度的研究卻鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)研究自然發(fā)酵對(duì)糯米黏度性質(zhì)的影響，以期為糯米制品的開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

安徽秈糯和泰國(guó)粳糯 河南黃國(guó)糧業(yè)有限公司；魚(yú)臺(tái)粳糯和魚(yú)臺(tái)秈糯 山東美晶米業(yè)有限公司。

其余試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

4D快速黏度分析儀(RVA) 澳大利亞新港公司；DHG-9070A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；MA45型紅外水分測(cè)定儀、電熱恒溫水浴鍋龍口市電爐制造廠；BS 224S 型電子天平 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；CyberScan510型pH計(jì) 新加坡優(yōu)特儀器；LXJ-IIB型臺(tái)式離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

準(zhǔn)確稱取200g糯米樣品于1000mL燒杯中，加水至600mL，混勻。將燒杯置于35℃水浴鍋中，發(fā)酵時(shí)間為48、72、96h。對(duì)照為室溫條件下發(fā)酵4h。發(fā)酵完成后，用水沖洗至pH值為中性，瀝干，過(guò)100目篩后磨漿機(jī)濕磨，以3000r/min離心15min。離心后置于50℃烘箱烘干備用。

1.3.2 固形物含量的測(cè)定[11]

用烘干法測(cè)定固形物含量：將平皿置于105℃烘箱中烘至恒質(zhì)量。發(fā)酵完成后，混勻。用50mL移液管準(zhǔn)確移取50mL浸泡液，在105℃條件下烘干約8h，取出置于干燥器內(nèi)冷卻0.5h后稱質(zhì)量。再?gòu)?fù)烘0.5～lh，取出后冷卻稱質(zhì)量。重復(fù)以上操作直至恒質(zhì)量。固形物含量以下公式計(jì)算。每個(gè)樣品重復(fù)3次，取平均值。對(duì)照樣品浸泡4h后，混勻。取液及烘干方法同上。

1.3.3 浸泡液pH值的測(cè)定

當(dāng)發(fā)酵樣品(包括對(duì)照)到達(dá)設(shè)定的時(shí)間后，用pH計(jì)測(cè)量浸泡液的pH值。

1.3.4 黏度和糊化性質(zhì)的測(cè)定[12]

黏度由快速黏度分析儀(RVA)測(cè)定。開(kāi)啟RVA及連用的計(jì)算機(jī)，稱取一定量的米粉于鋁盒中，加入25mL蒸餾水，并用旋轉(zhuǎn)槳攪拌均勻后開(kāi)始測(cè)定。以960r/min攪拌10s，形成均勻懸濁液后，保持160r/min轉(zhuǎn)速至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。升溫程序?yàn)槌跏紲囟葹?0℃保持1min，然后以12℃/min提高到95℃，在95℃保持2.5min，再以12℃/min降至50℃并保2min，整個(gè)測(cè)定過(guò)程13min。記錄樣品的的糊化溫度、峰值黏度、谷值黏度、最終黏度、回生值、衰減值。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵時(shí)間對(duì)浸泡液中固形物含量的影響

圖1 發(fā)酵時(shí)間對(duì)糯米浸泡液中固形物含量的影響Fig.1 Effect of spontaneous fermentation on total solid content in fermented solution of waxy rice

由圖1可知，浸泡液中固形物含量隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加。發(fā)酵48h時(shí)固形物增加較為顯著，72～96h增加較為平緩。發(fā)酵96h后，泰國(guó)粳糯、安徽秈糯、魚(yú)臺(tái)粳糯和魚(yú)臺(tái)秈糯浸泡液中固形物含量分別由0.0102、0.0067、0.0097、0.0100g/mL增加至0.0352、0.0308、0.0247、0.0296g/mL。其原因一方面是發(fā)酵使得大米中的水溶性物質(zhì)溶出，另一方面可能是發(fā)酵能使物質(zhì)降解，導(dǎo)致米粒內(nèi)部物質(zhì)溶出。其中的不溶性物質(zhì)也可能因發(fā)酵過(guò)程中微生物的分解作用而變?yōu)榭扇?，這些物質(zhì)可能包括蛋白質(zhì)和脂肪等。這與王鋒[11]的研究結(jié)果一致。

2.2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)浸泡液pH值的影響

圖2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)糯米浸泡液pH值的影響Fig.2 Effect of spontaneous fermentation on pH value of fermented solution of waxy rice

由圖2可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)浸泡液的pH值也隨之下降。發(fā)酵48h后糯米的pH值由原來(lái)的6～7降至3～4，72～96h時(shí)基本保持不變。pH值不斷下降，標(biāo)志微生物生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中發(fā)生了有機(jī)酸的積累[13]。發(fā)酵是利用大米自身所攜帶的微生物，在48h之前，微生物快速生長(zhǎng)并繁殖，其代謝所產(chǎn)生的酸使得發(fā)酵液的pH直線下降。48h后，在特定的生存空間及營(yíng)養(yǎng)條件下微生物的生長(zhǎng)代謝達(dá)到了一定程度而使得浸泡液的pH值不再下降。

2.3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)糯米糊化性質(zhì)的影響

圖3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)安徽秈糯糊化性質(zhì)影響的RVA圖Fig.3 Effect of spontaneous fermentation on pasting properties of Anhui waxy indica rice

表1 發(fā)酵時(shí)間對(duì)糯米糊化性質(zhì)的影響Table 1 Effect of spontaneous fermentation on pasting properties of waxy rice

由圖3可知，自然發(fā)酵后安徽秈糯米的黏度曲線整體上移，其他3種糯米的黏度曲線與安徽秈糯黏度曲線的走向一致。

由表1可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，4種樣品糊化溫度沒(méi)有顯著變化，而峰值黏度、谷值黏度、最終黏度、衰減值和回生值均不同程度的上升。在發(fā)酵96h后，安徽秈糯、泰國(guó)粳糯、魚(yú)臺(tái)粳糯和魚(yú)臺(tái)秈糯的峰值黏度分別由231.46、123.04、205.00、222.88RVU升高至290.00、201.54、224.71、283.50RVU。這與袁美蘭等[18]的研究結(jié)果一致。而Lu Zhanhui[14]、Chang Yungho[15]、Camargo[16]等分別通過(guò)對(duì)秈米粉、綠豆淀粉和木薯淀粉進(jìn)行研究卻得出不同的結(jié)果，原因可能是所用原料的不同。秈米粉、綠豆淀粉以及木薯淀粉均含有一定量的直鏈淀粉和支鏈淀粉，而糯米基本不含直鏈淀粉，其糊化特性與直鏈淀粉含量高的淀粉有明顯差異。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，糯米浸泡液中的固形物含量逐漸增多，這可能是由于發(fā)酵過(guò)程中大米中的蛋白質(zhì)和脂肪等物質(zhì)溶出所致。米粉中的蛋白質(zhì)和脂肪抑制了其中淀粉顆粒的溶脹，因此米粉的黏度低于米淀粉的黏度。而峰值黏度的上升原因可能是發(fā)酵是一個(gè)純化淀粉的過(guò)程，大米的自然發(fā)酵使得其中的蛋白質(zhì)和脂肪含量下降，從而使與之結(jié)合的淀粉釋放出來(lái)而改變大米的性質(zhì)，這與彭荷花[17]的研究結(jié)果一致。大米中的蛋白質(zhì)包裹在淀粉顆粒的外面，阻止淀粉在加熱過(guò)程的吸水膨脹，自然發(fā)酵過(guò)程中的微生物以及微生物活動(dòng)所產(chǎn)生的各種有機(jī)酸和酶對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行分解，使得被蛋白質(zhì)包裹的淀粉顆粒得以釋放出來(lái)，因此淀粉顆粒更容易吸水膨脹至更大的體積，使得淀粉的體積分率上升，峰值黏度上升[18]。另外，蛋白質(zhì)中的二硫鍵會(huì)限制淀粉的溶脹[19]，而且二硫鍵含量會(huì)使米谷蛋白的分子質(zhì)量增加，蛋白的水合能力降低，增加蛋白質(zhì)肽鏈的交聯(lián)度，使蛋白質(zhì)強(qiáng)度增大，在淀粉粒周?chē)纬山Y(jié)實(shí)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，抑制淀粉粒的膨潤(rùn)[20]。而自然發(fā)酵的過(guò)程中大米粉谷蛋白中的二硫鍵斷裂成巰基[17]，從而使二硫鍵含量降低，去除了二硫鍵的交聯(lián)作用，這可能也是糯米自然發(fā)酵峰值黏度升高的一個(gè)原因。在發(fā)酵的過(guò)程中脂肪的含量減少[17]，其原因主要是因?yàn)槲⑸锏纳L(zhǎng)繁殖會(huì)利用一部分脂肪，微生物大量繁殖后，由于其脂肪酶可以將粗脂肪降解成為游離脂肪，與大米中的淀粉脫離進(jìn)入到發(fā)酵液中，糯米中的脂肪含量減小從而增加了淀粉與水的結(jié)合使得峰值黏度上升。此外，大米發(fā)酵可能使得支鏈淀粉的側(cè)鏈被水解，生成短A鏈。聚合度為6～12的短A鏈會(huì)降低淀粉顆粒內(nèi)晶體結(jié)構(gòu)的完美程度，從而促進(jìn)膨脹[21]，導(dǎo)致峰值黏度增加。

發(fā)酵后，安徽秈糯、泰國(guó)粳糯、魚(yú)臺(tái)粳糯和魚(yú)臺(tái)秈糯的衰減值分別由162.54、49.79、113.42、154.25RVU增加至197.88、105.04、130.13、209.42RVU。衰減值反映了米粉在加熱過(guò)程中的熱糊穩(wěn)定性，衰減值越大，表明淀粉顆粒越不穩(wěn)定，在加熱和攪拌過(guò)程中容易破裂。

發(fā)酵過(guò)程中浸泡液pH值升高，這說(shuō)明糯米發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生了酸。而發(fā)酵過(guò)程中微生物及其所產(chǎn)生的酶和酸等對(duì)蛋白質(zhì)的分解作用，使得蛋白質(zhì)對(duì)淀粉顆粒的保護(hù)和穩(wěn)定作用降低，淀粉顆粒更容易膨脹和破裂，其顆粒內(nèi)部分子間結(jié)合力減弱，這使得顆粒更容易在剪切作用下發(fā)生破裂和瓦解，因而隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，其衰減值升高。另外，大米發(fā)酵可能使得支鏈淀粉的側(cè)鏈被水解，生成短A鏈，而支鏈淀粉分子中短鏈的比例越高，淀粉顆粒的膨脹能力越大，高度膨脹的淀粉顆粒由于其體積大，更容易因攪拌而發(fā)生破裂，從而使得淀粉的衰減值增大。

3 結(jié) 論

自然發(fā)酵后，安徽秈糯、泰國(guó)粳糯、魚(yú)臺(tái)粳糯和魚(yú)臺(tái)秈糯4種糯米浸泡液的固形物含量顯著增加；pH值由6～7降至3～4；在發(fā)酵96h后，4種糯米的黏度均顯著增加，峰值黏度分別由231.46、123.04、205.00、222.88RVU升高至290.00、201.54、224.71、283.50RVU。衰減值也有所增加?？梢?jiàn)自然發(fā)酵能夠使糯米米粉的性質(zhì)尤其是黏度得到一定程度的改善。

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Effect of Spontaneous Fermentation on Pasting Properties of Waxy Rice

ZHAO Yun-xia，XIONG Liu，SUN Qing-jie*
(College of Food Science and Engineering, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China)

The influence of spontaneous fermentation for different hours on pasting properties of four kinds of waxy rice was investigated. The results showed that the total solid content increased from 0.0067-0.0102 g/mL to 0.0247-0.0352 g/mL with fermentation time up to 96 h, whereas pH decreased from 6.0-7.0 to 3.0-4.0. Spontaneous fermentation significantly increased the viscosity of waxy rice (P＜0.05). After 96 h of fermentation, the peak viscosity of Anhui waxy indica rice, Thailand waxy japonica rice, Yutai waxy japonica rice and Yutai waxy indica rice increased from 231.46, 123.04, 205.00 RVU and 222.88 RVU to 290.00, 201.54, 224.71 RVU and 283.50 RVU respectively. In summary, spontaneous fermentation increases the viscosity of waxy rice.

waxy rice；spontaneous fermentation；viscosity

TS210.4

A

1002-6630(2012)11-0237-04

2011-06-14

青島市科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(09-1-1-84-nsh)

趙云霞(1987—)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)楣任锟茖W(xué)。E-mail：zhaoyunxia0116@163.com

*通信作者：孫慶杰(1970—)，男，教授，博士，研究方向?yàn)榧Z食、油脂與蛋白質(zhì)工程。E-mail：phdsun@163.com