佟立濤，耿棟輝，周閑容，王麗麗，劉麗婭，周素梅*

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，北京 100193）

鮮濕米粉作為我國傳統(tǒng)米制食品，有著悠久的食用歷史[1]。傳統(tǒng)的米粉加工主要采用隔夜浸泡的濕法磨漿工藝，該工藝產(chǎn)生大量廢水的同時(shí)還造成營養(yǎng)物質(zhì)的流失[2]，且長時(shí)間浸泡會導(dǎo)致有害微生物大量生長繁殖，進(jìn)而帶來產(chǎn)品的安全風(fēng)險(xiǎn)，亦不利于工廠標(biāo)準(zhǔn)化、大規(guī)?；a(chǎn)[3]。隨著我國環(huán)境保護(hù)力度的不斷加大，米粉行業(yè)對于綠色減排的加工技術(shù)需求旺盛。

一些其他食用米粉的國家，也在探討如何解決米粉加工中廢水的問題。韓國的Heo等[4]將干磨粉與濕磨粉以質(zhì)量比1∶1混合制作米粉，在一定程度上降低了廢水排放，但是并未從根本上解決干磨粉品質(zhì)不佳的問題。本實(shí)驗(yàn)室前期采用旋風(fēng)磨對潤米后含水率為28%和30%的大米進(jìn)行磨粉，發(fā)現(xiàn)該大米粉制成的鮮濕米粉品質(zhì)特性可媲美濕法磨粉的產(chǎn)品[5]。但前期研究中的潤米時(shí)間（24 h）過長，會存在有害微生物風(fēng)險(xiǎn)高等問題。有報(bào)道顯示熱處理小麥籽粒后磨粉，可減小有害微生物對小麥粉質(zhì)量安全的影響[6]。此外，有報(bào)道發(fā)現(xiàn)稻谷烘干過程中，熱風(fēng)及過熱蒸汽處理可增加大米的爆腰率，這是因?yàn)樗挚焖贁U(kuò)散形成由內(nèi)而外的水分通道[7-9]。本實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步采用40 ℃及60 ℃熱風(fēng)處理糯米和秈米，發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)處理可導(dǎo)致米粒表面裂縫增加，這種水分向外遷移自然形成的裂縫不破壞淀粉顆粒的完整性，干法磨粉過程降低了破損淀粉的含量[10]。但是熱處理溫度對大米粉及其鮮濕米粉品質(zhì)特性的影響如何有待于進(jìn)一步深入研究。

因此，本研究采用熱風(fēng)45～105 ℃、15～240 min處理早秈米籽粒，通過對吸水速率的測定、表觀裂縫的觀察，篩選出最優(yōu)熱風(fēng)處理工藝，通過磨粉后測定大米粉白度和凝膠硬度，進(jìn)而對鮮濕米粉的品質(zhì)進(jìn)行評價(jià)，以闡明熱風(fēng)處理對大米半干法磨粉效率以及制品品質(zhì)的影響，為米粉加工的清潔化、標(biāo)準(zhǔn)化、連續(xù)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料早秈米由湖南金健米業(yè)股份有限公司提供，其水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.41%。

1.2 儀器與設(shè)備

GZX-9030MBE電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；SMZ800N體視顯微鏡 日本尼康株式會社；JMS-30A型膠體磨 廊通機(jī)械有限公司；CT410型旋風(fēng)磨 福斯賽諾分析儀器（蘇州）有限公司；LGJ-25C冷凍干燥機(jī) 北京四環(huán)科學(xué)儀器廠有限公司；D25LT型色彩色差儀 德國HunterLab公司；TA-XT 2i/5型質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司；HJ-4型多頭磁力加熱攪拌器 江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；HY602-06液壓饸烙面機(jī) 恒宇橡膠制品集團(tuán)有限公司；GY-MF型新型多功能米粉粉絲機(jī) 廣州市國研機(jī)械設(shè)備制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料處理

準(zhǔn)確稱取大米200 g，于托盤中鋪成0.5 cm厚的薄層，然后置于電熱鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行不同溫度和不同時(shí)間的處理。將實(shí)驗(yàn)分為對照組（未經(jīng)任何處理）和處理組（45 ℃、240 min，75 ℃、45 min，105 ℃、15 min）。多批次處理后混合用于后續(xù)裂縫觀察、吸水率分析實(shí)驗(yàn)。

1.3.2 裂縫觀察

參照Wu Jianyong等[9]的方法用體視顯微鏡觀察經(jīng)45～105 ℃、15～240 min處理及未處理米粒的表觀裂縫，如果米粒表面出現(xiàn)小于或等于2 個(gè)裂縫被視作輕度裂縫，大于2 個(gè)裂縫被視作重度裂縫[11]。

1.3.3 潤米工藝及吸水率的測定

目標(biāo)調(diào)制水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)28%（將原料浸泡24 h后，稱其浸泡前后的質(zhì)量，計(jì)算其達(dá)到最大吸水飽和時(shí)所含有的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)），熱風(fēng)處理后的原料分5 組，每組準(zhǔn)確稱取3 g，根據(jù)所測樣品的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算加水質(zhì)量，潤米時(shí)間分為5、10、20、40、60 min。同時(shí)以未處理的原料作對照組，加水質(zhì)量、吸水率的計(jì)算分別見公式（1）、（2）。

式中：m表示樣品質(zhì)量/g；ω表示大米潤米前水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%。

式中：m1表示潤米前大米的質(zhì)量/g；m2表示潤米后大米的質(zhì)量/g。

1.3.4 大米粉的制備

1.3.4.1 濕磨

參照李里特等[12]的方法制備大米粉樣品，稱取200 g未經(jīng)熱風(fēng)處理的大米，在400 mL蒸餾水中于室溫下浸泡24 h，于變速膠體磨中進(jìn)行磨漿。所得米粉漿進(jìn)行冷凍干燥后，進(jìn)行粉碎過篩（80 目）4 ℃保存待用。

1.3.4.2 干磨

參照趙福利等[13]的方法進(jìn)行干法磨粉。稱取200 g未經(jīng)熱風(fēng)處理的大米，使用旋風(fēng)磨進(jìn)行粉碎過篩（80 目），裝于密封袋中4 ℃保存待用。

1.3.4.3 半干法調(diào)制磨粉

參照Tong Litao等[5]的方法，采用半干法調(diào)制磨（即半干磨）法制備米粉，稱取200 g經(jīng)熱風(fēng)處理后的大米，根據(jù)潤米目標(biāo)調(diào)制水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（28%）計(jì)算加水量，進(jìn)行潤米，使用旋風(fēng)磨粉機(jī)進(jìn)行粉碎過篩（80 目），過篩后的米粉于烘箱40 ℃烘至水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%，裝于密封袋中4 ℃保存待用。以未處理原料為空白對照。

1.3.5 大米粉指標(biāo)的測定

1.3.5.1 白度的測定

運(yùn)用白度儀測定大米粉的明度（L*）、紅綠度（a*）和黃藍(lán)度（b*），根據(jù)公式（3）計(jì)算大米粉白度（H）[14]。

1.3.5.2 凝膠硬度的測定

大米粉凝膠硬度的測定參考吳偉都[15]、劉順湖[16]等的方法，并略作修改。將25 mL水與大米粉混合，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的懸浮液（以干基計(jì)），95 ℃水浴鍋中水浴加熱，懸浮液溫度達(dá)到95 ℃時(shí)開始計(jì)時(shí)，均勻攪拌加熱1 min，7 mL樣品分裝于10 mL燒杯中，封膜后在95 ℃水浴鍋中繼續(xù)加熱30 min。取出于4 ℃冰箱過夜。使用質(zhì)構(gòu)儀采用質(zhì)地剖面分析（texture profile analysis，TPA）模式測定凝膠硬度，選擇測試探頭P/0.5R，測前速率0.5 mm/s、測試速率0.5 mm/s、測后速率5.0 mm/s、壓縮距離10 mm、觸發(fā)力0.049 05 N、2 次壓縮間隔時(shí)間3 s，選擇硬度作為指標(biāo)，平行實(shí)驗(yàn)次數(shù)3 次，取平均值。

1.3.6 鮮濕米粉的制備

鮮濕米粉制作工藝：大米粉→調(diào)漿（水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)55%，以干基計(jì)）→滾揉蒸煮（100 ℃、20 min）→擠壓成型（氣動擠壓機(jī)）→水煮（100 ℃、5 min）→水洗冷卻→成品[17]。

1.3.7 鮮濕米粉指標(biāo)的測定

1.3.7.1 質(zhì)構(gòu)分析

質(zhì)構(gòu)分析參考Charutigon[18]、劉鑫[19]等的方法，并略作修改。取3 根米粉等間距放在P/35R探頭的測試臺上測試，具體參數(shù)：測前速率2.0 mm/s，測試速率1.0 mm/s，測后速率2.0 mm/s，壓縮比50%，觸發(fā)力0.049 05 N，2 次壓縮間隔時(shí)間3 s。每個(gè)樣品重復(fù)測量10 次，結(jié)果取平均值。

1.3.7.2 拉伸力的測定

拉伸力的測定參照Inglett[20]、梁蘭蘭[21]等的方法。將鮮濕米粉沸水煮1 min，冷水沖洗2 min，取1 根固定在質(zhì)構(gòu)儀的A/SPR探頭上進(jìn)行測試，程序參數(shù)設(shè)置為：測前速率0.5 mm/s、測試速率0.5 mm/s、回程速率5 mm/s。每個(gè)樣品重復(fù)測試10 次，結(jié)果取平均值。

1.3.7.3 斷條率的測定

斷條率的測定參照羅文波[22]的方法。選取長度大于20 cm的粉條投入沸水（1∶15，m/V）中，加蓋浸泡2 min，濾去湯汁，水洗一遍，倒入托盤中，將長度小于和大于10 cm的粉條分開，稱質(zhì)量，按式（4）計(jì)算斷條率。每個(gè)樣品重復(fù)測試3 次，結(jié)果取平均值。

式中：m1表示長度小于10 cm的粉條質(zhì)量/g；m2表示長度超過10 cm的粉條質(zhì)量/g。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用軟件SPSS 19.0進(jìn)行方差分析，采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱風(fēng)處理對大米籽粒吸水率的影響

達(dá)到最大水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的時(shí)間即為有效的潤米時(shí)間，為考察潤米所需要的最短時(shí)間，本研究測定了不同熱風(fēng)處理?xiàng)l件下米粒的吸水率，結(jié)果如圖1所示。相較于未處理的大米，3 種熱風(fēng)處理組大米吸水率均隨著潤米時(shí)間的延長而增加。其中75 ℃、45 min和105 ℃、15 min處理組潤米在11 min即可達(dá)到最大吸水率，表明熱風(fēng)處理可以有效加快潤米的速率。

圖 1 不同熱風(fēng)處理方式對大米籽粒吸水率的影響Fig. 1 Effects of different hot air treatment conditions on moisture absorption rate of rice

2.2 熱風(fēng)處理對大米籽粒表觀裂縫的影響

為探討熱風(fēng)處理提高大米潤米效率的作用機(jī)理，本研究運(yùn)用體視顯微鏡觀察不同熱風(fēng)處理?xiàng)l件下大米表面的狀態(tài)，結(jié)果如圖2所示。未處理的米粒表面光滑透明無裂縫，而隨著熱風(fēng)處理溫度增高和加熱時(shí)間的延長，大米籽粒表觀裂縫逐漸增加，其中45 ℃ 240 min、75 ℃ 45 min、105 ℃ 15 min熱風(fēng)處理組米粒表觀裂縫明顯，可判斷為重度裂縫。這是因?yàn)楦邚?qiáng)度的熱處理在短時(shí)間內(nèi)可使米粒內(nèi)部水分快速遷移，從而形成眾多的、裂紋較大的水分通道[23]，但是低溫長時(shí)間熱處理水分緩慢揮發(fā)效果弱于短時(shí)高溫。此外，本實(shí)驗(yàn)室前期研究證實(shí)了這種水分向外遷移自然形成的裂縫不破壞淀粉顆粒的完整性，因而破損淀粉含量不會增加，可以獲得理想的大米粉粉質(zhì)特性[10]。以上結(jié)果表明，通過熱風(fēng)處理大米籽?？梢约涌炱鋬?nèi)部水分向外遷移，從而形成眾多的水分通道。而在潤米過程中外部水分沿著這些通道迅速進(jìn)入米粒內(nèi)部，從而可在保持淀粉顆粒完整性的前提下有效地縮短潤米時(shí)間、提高潤米效率。

圖 2 不同熱風(fēng)處理?xiàng)l件對大米籽粒表觀裂縫的影響Fig. 2 Effects of different hot air treatment conditions on surface cracks of rice

2.3 不同磨粉方式對大米粉白度的影響

大米粉的白度直接影響鮮濕米粉產(chǎn)品的外觀品質(zhì)，白度越高越受到消費(fèi)者的歡迎。盡管前期研究顯示熱風(fēng)處理不會使破損淀粉含量增加，但是熱風(fēng)處理對于白度可能會有不良的影響；因此，本研究測定了45 ℃ 240 min、75 ℃ 45 min、105 ℃ 15 min 3 種熱風(fēng)處理的大米粉的白度。如圖3所示，與濕磨法相比，干磨法顯著降低了大米粉的白度；這可能是干法磨粉過程中磨粉儀器產(chǎn)生較多的熱量使得大米粉中酚類等物質(zhì)被氧化而導(dǎo)致的[24-26]。而3 種熱風(fēng)處理組調(diào)制粉白度顯著高于干磨粉（P＜0.05），且45 ℃、240 min和75 ℃、45 min熱風(fēng)處理下的大米調(diào)制粉與濕磨粉無顯著性差異（P＞0.05）。這可能是因?yàn)闈櫭缀蟮拇竺子捕蕊@著下降，降低了磨粉機(jī)對米粒的熱能輸入和機(jī)械損傷，從而相比于干磨粉白度指標(biāo)具有顯著優(yōu)勢。而105 ℃ 15 min調(diào)制粉白度較濕磨粉顯著降低（P＜0.05），這可能是大米經(jīng)高溫長時(shí)處理導(dǎo)致美拉德非酶促褐變的產(chǎn)生[27-28]。結(jié)合前面熱風(fēng)處理可有效加快潤米速率的結(jié)論可得出，合適的熱風(fēng)處理?xiàng)l件可在不破壞大米粉白度的前提下提高潤米效率。

圖 3 熱風(fēng)處理對大米粉白度的影響Fig. 3 Effect of hot air treatment on Hunter whiteness of rice fl our

2.4 不同磨粉方式對大米粉凝膠硬度的影響

大米粉凝膠硬度與鮮濕米粉的品質(zhì)特性密切相關(guān)，大米顆粒的結(jié)構(gòu)性質(zhì)、破損淀粉含量以及淀粉的成分與結(jié)構(gòu)等許多因素影響大米粉的凝膠硬度，進(jìn)而影響產(chǎn)品的品質(zhì)[23]。本研究篩選白度與濕磨粉無顯著差異的熱風(fēng)處理組大米調(diào)制粉（45 ℃、240 min，75 ℃、45 min），考察了熱風(fēng)處理對于大米粉凝膠硬度的影響。如圖4所示，兩種熱風(fēng)處理組調(diào)制粉的凝膠硬度顯著高于干磨粉，與濕磨粉相差不明顯。這同樣是因?yàn)闊犸L(fēng)處理下的半干法磨粉可以保護(hù)淀粉顆粒的完整性，使得大米粉的粒徑分布均勻，高溫糊化得更加充分后具有較高的凝膠硬度[17]，表明此處理工藝可使大米粉具有良好的粉質(zhì)特性。

圖 4 不同磨粉方式對大米粉凝膠硬度的影響Fig. 4 Effect of hot air treatment on gel hardness of rice fl our

2.5 不同磨粉方式對鮮濕米粉質(zhì)構(gòu)特性的影響

傳統(tǒng)濕法工藝的鮮濕米粉因具有滑爽筋道、口感細(xì)膩等良好的品質(zhì)而被廣大消費(fèi)者接受。如表1所示，75 ℃、45 min處理組鮮濕米粉硬度、彈性、咀嚼性及回復(fù)性較干磨粉顯著增大（P＜0.05），且與濕磨粉非常接近。有報(bào)道顯示在質(zhì)構(gòu)特性中黏性、內(nèi)聚性、咀嚼性和回復(fù)性較高，而硬度適中時(shí)感官評價(jià)得分較高[29]，而熱風(fēng)處理下鮮濕米粉的質(zhì)構(gòu)特性與濕磨粉接近，符合感官得分高的要求，表明此處理方法不會破壞鮮濕米粉的質(zhì)構(gòu)特性。

表 1 不同磨粉方式對鮮濕米粉質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 1 Effect of different milling methods on texture properties of rice noodles

2.6 不同磨粉方式對鮮濕米粉拉伸特性及斷條率的影響

鮮濕米粉拉伸特性及斷條率直接決定著米粉的口感和烹飪特性，拉伸力反映了米粉的最大破斷強(qiáng)度，其值越大則鮮濕米粉口感越爽滑、筋道、有彈性；而斷條率越低，米粉蒸煮后的品質(zhì)越好[4]。鮮濕米粉的拉伸力與斷條率測定結(jié)果見圖5。由于干法磨粉對大米淀粉破壞較嚴(yán)重，在糊化過程中形成的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不如濕磨粉及熱風(fēng)處理大米后的調(diào)制粉；因此干磨粉制作的米粉較傳統(tǒng)濕法拉伸力小，斷條率大（P＜0.05），而熱風(fēng)處理后的半干法磨粉與濕磨粉制作的米粉拉伸力、斷條率較為接進(jìn)。這一結(jié)果表明熱風(fēng)處理除了可提高半干法磨粉過程中的潤米效率外，還可保證鮮濕米粉口感和蒸煮特性。

圖 5 不同磨粉方式對鮮濕米粉拉伸特性（A）及斷條率（B）的影響Fig. 5 Effect of different milling methods on tensile strength (A) and breaking rate (B) of rice noodles

3 結(jié) 論

熱風(fēng)處理通過增加米粒表觀裂縫、加快吸水率從而顯著縮短潤米時(shí)間，45 ℃、240 min和75 ℃、45 min熱風(fēng)處理后的大米潤米時(shí)間可縮短至11 min。將熱風(fēng)處理后的大米進(jìn)行半干法磨粉，大米粉白度與濕磨粉無顯著差異。75 ℃、45 min熱風(fēng)處理組大米進(jìn)行半干法磨粉制作的鮮濕米粉在質(zhì)構(gòu)特性、拉伸特性及斷條率方面接近濕法。