王 婷,趙建偉,*,周 星,徐學(xué)明,金征宇

(1.江南大學(xué)食品學(xué)院,江蘇無(wú)錫 214122;2.糧食發(fā)酵工藝與技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室,江蘇無(wú)錫 214122;3.食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇無(wú)錫 214122)

糙米是稻谷脫殼后未經(jīng)碾磨的米粒,由胚芽(2%～3%,占總重的質(zhì)量分?jǐn)?shù))、胚乳(91%～93%)和皮層(5%～6%)組成。糙米含有豐富的植物化學(xué)物質(zhì),包括酚酸、類黃酮、γ-氨基丁酸(GABA)、生育酚和谷維素等生理活性成分,對(duì)人體健康有一定的益處[1]。糙米中酚類物質(zhì)的含量與許多新鮮的水果和蔬菜相當(dāng)甚至更高[2]。糙米雖然營(yíng)養(yǎng)豐富,但糙米皮層纖維素含量高、結(jié)構(gòu)致密,導(dǎo)致糙米蒸煮時(shí)間長(zhǎng)、口感粗糙,食用品質(zhì)難以被人們接受。因此,改善糙米的食用品質(zhì),有助于改進(jìn)飲食質(zhì)量,維持人體健康。

食品擠壓常用螺桿擠壓技術(shù),即在一定溫度、水分及壓力下,將物料送入擠壓機(jī),在螺桿和機(jī)筒的作用下強(qiáng)制流動(dòng),在此過(guò)程中綜合了輸送、混合、加熱或冷卻、剪切、成型等一種或多種作用,使物料理化性質(zhì)發(fā)生變化[3]。在高溫、高壓和高剪切力下進(jìn)行擠壓,食品物料性質(zhì)會(huì)發(fā)生明顯變化,如酚類物質(zhì)減少、纖維素降解、淀粉糊化度高、蛋白質(zhì)變性以及脂質(zhì)復(fù)合物的形成等[4]。目前市場(chǎng)上的擠壓膨化食品多是以高膨化度、高糊化度為特征的淀粉質(zhì)產(chǎn)品,這樣的食品消化速度快,不適合那些想控制體重、控制血糖的人群。將營(yíng)養(yǎng)豐富的糙米經(jīng)粉碎后,再在較低溫度下擠壓重組為米粒形狀的食品,擠壓重組可以將集中在糙米表層的粗糙纖維素分散到整個(gè)米粒中,有效改善糙米的粗糙口感,而在低溫下進(jìn)行擠壓,不僅可以減少營(yíng)養(yǎng)成分的損失,更重要的是可以保持淀粉較低的糊化度。淀粉的糊化度對(duì)其在人體內(nèi)的消化速度有顯著影響。人體對(duì)生淀粉或糊化度低的淀粉消化很慢,而對(duì)糊化度高的淀粉消化快。這是因?yàn)槿梭w內(nèi)的淀粉酶對(duì)糊化度低的具有晶體結(jié)構(gòu)的淀粉作用較弱[5]。目前將糙米在低溫條件下擠壓加工未見報(bào)道。因此,本文在較低溫度下擠壓加工成低糊化度米粒產(chǎn)品,以改善糙米的食用口感,減少營(yíng)養(yǎng)的加工損失,并且滿足一些特殊人群對(duì)需要有飽腹感,而消化速度慢的食品的需求。Liu等[6]研究發(fā)現(xiàn)在機(jī)筒溫度69.8 ℃、含水量30%、螺桿轉(zhuǎn)速26.6 r/min時(shí)擠壓米糠,其總膳食纖維含量、蛋白質(zhì)含量、γ-谷維素等均高于擠壓前米糠。馮秋娟等[7]在機(jī)筒溫度71.35 ℃、物料水分31.81%、轉(zhuǎn)速133.96 r/min、中溫α-淀粉酶濃度3.15 U/g的低溫?cái)D壓條件下,玉米淀粉糊化度的最優(yōu)值為55.31%。葉鴻劍等[8]在溫度65 ℃、水分38%、纖維素酶量3%、轉(zhuǎn)速110 r/min的低溫?cái)D壓條件下,所得豆渣中可溶性膳食纖維得率為21.74%。

本文的低溫?cái)D壓是物料在稍高于淀粉糊化起始溫度條件下進(jìn)行的擠壓,這既可以提高物料的可塑性,以便于食品成型,又能減少營(yíng)養(yǎng)成分的損失。本文將糙米粉在65 ℃下擠壓重組成米粒,分析擠壓前后糙米營(yíng)養(yǎng)特性及理化性質(zhì)的變化,以期獲得營(yíng)養(yǎng)豐富、口感較好,并且消化速度較慢的糙米食品。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

粳糙米 江蘇省無(wú)錫春播秋收電子商務(wù)有限公司;沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品 百靈威科技有限公司;鹽酸﹑甲醇﹑乙腈、福林酚試劑、三氯乙酸等 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,均為分析純。

FMHE36-24型雙螺桿擠壓機(jī)(螺桿直徑36 mm,長(zhǎng)徑比24∶1) 湖南富馬科食品工程技術(shù)有限公司;HWS24型電熱恒溫水浴 上海一恒科技有限公司;GZX-9146MBE數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱 上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;QE-200高速多功能粉碎機(jī) 上海冰都電器有限公司;D2 PHASER X射線衍射儀 德國(guó)布魯克AXS有限公司;X-DSC7000型差示掃描量熱儀(DSC) 日本精工公司;RVA快速黏度分析儀 波通澳大利亞公司;AB 104-N型電子天平 梅特勒一托利多儀器(上海)有限公司;Agilent 1100高效液相色譜系統(tǒng) 美國(guó)安捷倫公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 粳糙米擠壓樣品的制備 將粳糙米粉碎(粒度全部通過(guò)孔徑0.25 mm標(biāo)準(zhǔn)篩),送入雙螺桿擠壓機(jī)中擠壓成型,通過(guò)控制物料的水分含量、溫度、壓力條件,在機(jī)腔內(nèi)螺桿的擠壓作用將糙米粉形成具有一定糊化度的面團(tuán)狀流體,當(dāng)物料通過(guò)米粒形的?？讜r(shí),切割機(jī)將條狀物料切割成米粒形狀的產(chǎn)品。機(jī)筒溫度從進(jìn)料段到出口段分5段控制,分別為65、65、65、60、50 ℃,物料含水量質(zhì)量分?jǐn)?shù)38%(按GB 5009.3-2016測(cè)定),螺桿轉(zhuǎn)速70 r/min,進(jìn)料速度8 kg/h。擠壓后重組糙米粒于40 ℃熱風(fēng)干燥至水分含量10%左右,干燥后樣品粉碎通過(guò)孔徑0.125 mm標(biāo)準(zhǔn)篩,密封保存待分析。未擠壓糙米樣品的分析前處理:將粳糙米粉碎后通過(guò)孔徑0.125 mm標(biāo)準(zhǔn)篩,再進(jìn)行各項(xiàng)成分分析。

1.2.2 粳糙米成分的測(cè)定

1.2.2.1 基本營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定 總淀粉、粗蛋白、灰分、粗脂肪、總膳食纖維含量分別根據(jù)GB 5009.9-2016、GB 5009.5-2016、GB 5009.4-2016、GB 5009.6-2016、GB5009.88-2014進(jìn)行測(cè)定,每個(gè)數(shù)據(jù)平行測(cè)定至少3次。

1.2.2.2 總酚含量的測(cè)定 稱取2.0000 g(精確到0.0001 g)粳糙米粉,加入20 mL甲醇混合,搖床振蕩提取2 h后,4000×g離心20 min,取上清液,剩余殘?jiān)儆?5 mL甲醇提取兩次,合并濾液,棄去濾渣,將上清液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮蒸干,甲醇定容至10 mL,-40 ℃保存?zhèn)溆?。參考Zhao等[9]所述采用福林酚法測(cè)定總酚含量,含量以每100 g干重粳糙米樣品所對(duì)應(yīng)的沒(méi)食子酸(GAE)表示。沒(méi)食子酸在濃度范圍為0～50 μg/mL內(nèi)與其吸光值具有較好的線性關(guān)系,標(biāo)準(zhǔn)方程為:y=0.80839x-0.13，線性相關(guān)系數(shù)為0.9992。

1.2.2.3 游離氨基酸和GABA含量的測(cè)定 采用Agilent 1100高效液相色譜系統(tǒng)測(cè)定粳糙米粉的游離氨基酸和GABA含量[10]。稱取1 g粳糙米粉(精確至0.0001 g),用5%三氯乙酸定容至25 mL,混勻,在40 kHz頻率、功率300 W下超聲處理20 min,靜置至少2 h后過(guò)濾。吸取1 mL濾液于1.5 mL離心管中,15000×g離心30 min,吸取400 μL上清液進(jìn)行液相分析。色譜分析條件如下:ODS Hypersil色譜柱(4.0 mm×250 mm),流動(dòng)相(A:50%乙腈;B:90%乙腈),柱溫40 ℃,流速1 mL/min,采用梯度洗脫(0 min 8% B→17 min 50% B→20.1 min 100% B→24 min 0% B),紫外檢測(cè)波長(zhǎng)338 nm,測(cè)定結(jié)果以干基為計(jì)算基礎(chǔ)。

1.2.3 熱特性的測(cè)定 準(zhǔn)確稱取已知水分的3 mg(精確至0.001 mg)粳糙米粉,于差示掃描量熱儀(DSC)PE液體鋁制坩堝中,以粉水比1∶2 mg/mL加入去離子水與粉樣混合,加蓋密封,室溫下平衡過(guò)夜。用DSC測(cè)試時(shí),以空坩堝為參照,以10 ℃/min的升溫速率將樣品從20 ℃加熱至90 ℃,記錄DSC熱流曲線,糊化參數(shù)包括起始溫度、終止溫度、峰值溫度、糊化焓變等。

1.2.4 糊化特性的測(cè)定 粳糙米粉的糊化特性通過(guò)快速黏度分析儀(RVA)進(jìn)行測(cè)定,具體參照GB/T 14490-2008。按物料含水率14%計(jì),即稱取3.00 g樣品和25.0 mL蒸餾水依次加入樣品筒中,將攪拌器在樣品筒中上下快速攪動(dòng)10次,使試樣分散后進(jìn)行黏度分析。測(cè)試程序?yàn)?起始溫度50 ℃保持1 min,然后以12 ℃/min的速度升溫至95 ℃并保持2.5 min,再以12 ℃/min的速率降溫至50 ℃并保持1 min。測(cè)試過(guò)程攪拌器的轉(zhuǎn)速為160 r/min。并記錄樣品的峰值黏度、保持黏度、崩解值、最終黏度、回生值和出峰時(shí)間。

1.2.5 水合性質(zhì)的測(cè)定 參考 Jafari等[11]的方法,略作修改。準(zhǔn)確稱取3.0000 g(m0,精確到0.0001 g)粳糙米粉(水分干燥至10%以下),分散在30 mL去離子水中,振蕩溶解,30 ℃下30 min,每5 min輕輕攪拌一次,在3000×g下離心15 min。將上清液置于鋁盒中并在105 ℃下干燥至恒重稱量m3,并稱量盛有固體沉淀的離心管重m2。計(jì)算公式如下:

式(1)

式(2)

式中:m0表示樣品的質(zhì)量(g);m1表示空離心管質(zhì)量(g);m2表示盛有固體沉淀的離心管質(zhì)量(g);m3表示盛有上清液的鋁盒干燥恒重質(zhì)量(g);m4表示空鋁盒質(zhì)量(g)。

1.2.6 晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定 采用X-射線衍射儀(XRD)測(cè)定粳糙米擠壓前后晶體結(jié)構(gòu)的變化。取適量粳糙米粉末樣品平鋪于玻璃板樣品凹槽中,置于XRD樣品臺(tái)上,管壓40 kV,管流40 mA,掃描范圍(2θ)為5～35 °,掃描步長(zhǎng)為0.02 °。采用MDI Jade 6.0處理圖像并計(jì)算相對(duì)結(jié)晶度。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)平行測(cè)定3次,結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差的形式表示。采用SPSS 20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,用Duncan’s多重比較法進(jìn)行顯著性分析,p<0.05表示差異顯著,Origin 8.5軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形化處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫?cái)D壓對(duì)粳糙米基本成分的影響

由表1中可以看出,粳糙米經(jīng)過(guò)低溫?cái)D壓后,總淀粉含量相對(duì)減少了1.89%,粗蛋白含量變化不顯著,這是因?yàn)閿D壓溫度低,對(duì)淀粉和蛋白質(zhì)的破壞程度小?？偟纳攀忱w維含量顯著降低了15.69%(p<0.05),而馬永軒等[12]采用高溫?cái)D壓膨化糙米粉后,糙米總膳食纖維量降低了35.2%,這是因?yàn)榈蜏財(cái)D壓過(guò)程中纖維素等大分子發(fā)生少量降解,從而使得總膳食纖維的含量降低程度小,且輕度的降低有利于改善糙米的粗糙口感[13]。擠壓后粳糙米的脂肪含量顯著低于擠壓前粳糙米,這可能是由于脂肪與淀粉形成了Ⅰ型淀粉-脂肪復(fù)合物[14],這是一種在60 ℃左右時(shí)能快速形成的復(fù)合物結(jié)構(gòu),這種復(fù)合物的形成可以降低糙米的消化速率,減緩吸收,繼而降低血糖上升速度[15]。

表1 低溫?cái)D壓處理對(duì)粳糙米基本營(yíng)養(yǎng)成分的影響Table 1 Effect of lower-temperature extrusion on the basic nutritional components of japonica brown rice

糙米是酚類物質(zhì)的豐富來(lái)源,而其中多酚作為一種重要的抗氧化劑,以游離態(tài)和結(jié)合態(tài)的形式存在,起到抗炎癥、免疫調(diào)節(jié)、預(yù)防和抗癌以及抑制醛糖還原酶活性等作用[16]。粳糙米經(jīng)低溫?cái)D壓后,總酚含量從33.99 mg/100 g顯著增加至36.59 mg/100 g(干基)(p<0.05)。而楊凌霄等[17]研究發(fā)現(xiàn)采用110～140 ℃擠壓糙米,總酚含量顯著降低(p<0.05)。Zieliński等[18]也發(fā)現(xiàn)高溫?cái)D壓處理對(duì)糙米的總酚含量下降作用明顯,這是因?yàn)楦邷厝菀滓鹩坞x酚的降解,造成游離酚含量減少繼而引起總酚含量下降。由于本文的擠壓條件較為溫和,低溫?cái)D壓作為一種機(jī)械過(guò)程可能使細(xì)胞壁周圍成分部分降解,有助于釋放結(jié)合酚類和游離酚類物質(zhì)繼而使總酚含量增加[19]。這表明,低溫?cái)D壓處理可以更多地保留糙米中的酚類物質(zhì)。

GABA是一種含有四個(gè)碳原子的非蛋白質(zhì)氨基酸,主要是由谷氨酸脫羧反應(yīng)而形成,廣泛存在于多種谷物中。GABA具有促進(jìn)乙醇代謝,改善高脂血癥以及預(yù)防機(jī)體肥胖等多種生理功效[20-21]。擠壓前粳糙米的GABA含量為94.79 mg/kg(干基),擠壓后為105.44 mg/kg(干基),相對(duì)增加了11.24%,差異顯著(p<0.05)。韓永斌[22]也發(fā)現(xiàn)擠壓處理糙米可以增加GABA含量。這一變化結(jié)果可能有兩方面的原因:一方面,谷氨酸脫羧酶的耐受溫度為60 ℃,在65 ℃擠壓過(guò)程中,物料溫度在常溫至65 ℃之間,糙米中谷氨酸脫羧酶仍然可以保持活性,將谷氨酸轉(zhuǎn)變成GABA,使得GABA含量有所增加[23]。本擠壓條件下溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、喂料速度并不高,擠壓機(jī)內(nèi)的模頭壓力在3.5～4.0 MPa之間,對(duì)酶不會(huì)有大的影響。另一方面,可能是由于糙米經(jīng)過(guò)擠壓后,谷氨酸含量增加,為谷氨酸脫羧酶提供更多的底物,從而生成更多的GABA[24]。因此,低溫?cái)D壓可以作為一種富集GABA的有效途徑。

2.2 低溫?cái)D壓對(duì)粳糙米游離氨基酸含量的影響

低溫?cái)D壓對(duì)粳糙米游離氨基酸含量的影響:低溫?cái)D壓對(duì)粳糙米中游離氨基酸含量的影響如圖1所示,共檢測(cè)出17種游離氨基酸,總游離氨基酸含量從(1930.60±92.26) mg/kg降為(1853.03±47.09) mg/kg(干基),變化不顯著,表明低溫?cái)D壓處理有利于保留糙米中的氨基酸成分。圖1A中可知,擠壓粳糙米的必需氨基酸總量減少了14.71%。賴氨酸含量顯著降低(p<0.05),從185.41 mg/kg降至124.5 mg/kg(干基),這可能是擠壓過(guò)程中發(fā)生了美拉德反應(yīng)導(dǎo)致[25]。

圖1B中也可以看出,谷氨酸仍然占據(jù)主要部分,含量從364.50 mg/kg(干基)增加至369.15 mg/kg(干基),擠壓前糙米總的非必需氨基酸含量為1242.24 mg/kg(干基),低溫?cái)D壓后為1230.15 mg/kg(干基),變化不顯著(p>0.05)。這一結(jié)果說(shuō)明低溫?cái)D壓處理對(duì)糙米中游離氨基酸含量影響不顯著。

圖1 低溫?cái)D壓處理對(duì)粳糙米游離氨基酸含量的影響Fig.1 Effect of lower-temperature extrusion on free amino acids contents in japonica brown rice注:A:必需氨基酸,B:非必需氨基酸; 不同小寫字母代表擠壓前后差異顯著,p<0.05。

2.3 低溫?cái)D壓對(duì)粳糙米熱特性和糊化特性的影響

2.3.1 低溫?cái)D壓對(duì)粳糙米熱特性的影響 擠壓前后粳糙米的DSC糊化熱流曲線和糊化參數(shù)值分別如圖2和表2所示。由圖2可以看出,擠壓前和擠壓后粳糙米粉均在65～75 ℃有吸熱峰,擠壓后粳糙米粉的熱吸收峰雖不如擠壓前的大,但仍很明顯,表明擠壓后的產(chǎn)品中仍有較多的未糊化淀粉。由表2可知,擠壓粳糙米粉的起始糊化溫度(To)、峰值溫度(Tp)、終止糊化溫度(Tc)均升高,這可能是由于擠壓后直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物的形成,直鏈淀粉分子與支鏈淀粉鏈在支化結(jié)晶區(qū)更自由的相互作用,降低了支鏈淀粉鏈的流動(dòng)性,促使糊化溫度升高[26]。Giménez等[27]認(rèn)為原料粉一般有兩個(gè)吸熱峰,一種是淀粉糊化峰,還有一種是在90～95 ℃蛋白質(zhì)變性或者直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物解離而形成的。擠壓后原料在95～105 ℃形成的是Ⅱ型淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物,它們的形成有利于物料的緩慢冷卻和干燥,形成的淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物也會(huì)減緩淀粉的消化速度[27]。擠壓后粳糙米粉的糊化焓變降低了67.42%,糊化焓變可以衡量分子有序性的損失程度,糊化焓變降低的程度越小,淀粉分子有序性損失越小,糊化度越低[28]。Rafiq等[29]指出糊化度直接影響消化率的變化,糊化度越低,消化速度越慢,提供更長(zhǎng)時(shí)間的飽腹感。

表2 低溫?cái)D壓前后粳糙米粉的DSC糊化參數(shù)值Table 2 DSC gelatinization parameters of japonica brown rice and extruded brown rice

圖2 低溫?cái)D壓前后粳糙米粉的DSC糊化熱流曲線Fig.2 DSC gelatinization thermograms of japonica brown rice and extruded brown rice

2.3.2 低溫?cái)D壓對(duì)粳糙米糊化特性的影響 擠壓前后粳糙米的RVA曲線和具體的糊化參數(shù)值如圖3和表3所示。粳糙米經(jīng)過(guò)低溫?cái)D壓處理后,峰值黏度、崩解值分別降低了55.87%和90.89%。而林雅麗[30]采用100 ℃擠壓糙米,峰值黏度降低了94.09%。峰值黏度是淀粉顆粒吸水膨脹后,相互摩擦使黏度增加導(dǎo)致的[31]。淀粉的糊化程度越低,殘留的淀粉顆粒越多,溶脹程度越大,繼而導(dǎo)致峰值黏度(PV)降低程度小[32]。崩解值代表淀粉凝膠的穩(wěn)定性,

圖3 低溫?cái)D壓前后粳糙米粉的RVA曲線Fig.3 RVA curves of japonica brown rice and extruded brown rice

表3 低溫?cái)D壓前后粳糙米粉的糊化參數(shù)值Table 3 RVA pasting parameters of japonica brown rice and extruded brown rice

崩解值越小,說(shuō)明淀粉凝膠更加穩(wěn)定[33]。最終黏度和保持黏度之間的差值定義為回生值。由表3可以看出擠壓后粳糙米的回生值只降低了17.83%,回生值減小表明擠壓可以減緩糙米淀粉的短期老化[34]。同時(shí),回生值反映淀粉的降解程度,回生值降低程度越小,說(shuō)明糙米經(jīng)過(guò)低溫?cái)D壓處理后,糙米淀粉降解少。

2.4 低溫?cái)D壓對(duì)粳糙米吸水指數(shù)和水溶指數(shù)的影響

吸水指數(shù)(WAI)代表淀粉吸水能力,可以衡量淀粉糊化程度。由圖4可知,擠壓粳糙米的WAI由擠壓前的2.03%增加至擠壓后的3.03%,顯著性增加了49.26%(p<0.05)。Chauhan等[35]認(rèn)為擠壓蒸煮破壞了淀粉的晶體結(jié)構(gòu),破損淀粉含量的增加,是擠壓物具有更高WAI的主要原因。本研究中擠壓粳糙米的WAI值增加幅度小,說(shuō)明破損淀粉少,淀粉糊化程度低。水溶指數(shù)(WSI)能夠表明淀粉顆粒的降解程度,也可以衡量淀粉大分子在擠壓過(guò)程中受溫度、剪切力的作用降解成為可溶性多糖的程度。粳糙米的水溶性指數(shù)由0.05%增至0.07%,顯著增加了40%(p<0.05)。因此,低溫?cái)D壓后粳糙米的水溶性指數(shù)提高,其營(yíng)養(yǎng)素也相應(yīng)提高[36]。同時(shí),由于受到螺桿的機(jī)械作用,物料的分子結(jié)構(gòu)也逐漸伸展,更多親水基團(tuán)暴露出來(lái),從而導(dǎo)致與水的結(jié)合能力增強(qiáng),有利于糙米的后期干燥[37]。

圖4 低溫?cái)D壓對(duì)粳糙米吸水指數(shù)和水溶指數(shù)的影響Fig.4 Effect of lower-temperature extrusion on WAI and WSI of japonica brown rice 注:不同小寫字母代表同一指標(biāo)在擠壓前后差異顯著,p<0.05。

2.5 低溫?cái)D壓對(duì)粳糙米晶體結(jié)構(gòu)的影響

X-射線衍射分析常用于表征淀粉的晶體結(jié)構(gòu),衍射圖上尖峰對(duì)應(yīng)淀粉的結(jié)晶區(qū),彌散峰對(duì)應(yīng)淀粉的亞結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)[38-39]。擠壓前后粳糙米的X-射線衍射圖如圖5所示。擠壓前粳糙米在2θ角為15 °、17 °、18 °、23 °都出現(xiàn)了典型的A型峰,而擠壓后粳糙米在2θ角為17 °、18 °、23 °附近的衍射峰相對(duì)減弱,說(shuō)明粳糙米淀粉晶體結(jié)構(gòu)被破壞,發(fā)生了部分糊化,這與Liu等[40]研究結(jié)果一致。擠壓糙米在2θ角為20 °時(shí)出現(xiàn)了新的衍射峰,Ye等[41]發(fā)現(xiàn)原淀粉在2θ角為20°時(shí)不存在這種衍射峰,這是一種V型峰,是由于擠壓過(guò)程中直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物形成而生成的。糙米的相對(duì)結(jié)晶度從37.52%降至27.33%,僅降低了27.16%,糊化度為68.43%。低溫?cái)D壓后粳糙米結(jié)晶度的降低,表明淀粉發(fā)生糊化需要吸收的能量也減少,即糊化焓變降低,與上述DSC結(jié)果一致。

圖5 擠壓前后粳糙米粉的X-射線衍射圖Fig.5 X-ray diffractograms of japonica brown rice and extruded brown rice

3 結(jié)論

粳糙米經(jīng)65 ℃低溫?cái)D壓后,總淀粉、蛋白質(zhì)、游離氨基酸含量與組成變化不顯著,脂肪含量顯著降低,總的膳食纖維含量減少,有助于改善糙米粗糙的口感?？偡雍亢虶ABA含量顯著增加(p<0.05),表明低溫?cái)D壓可以提高糙米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。DSC分析結(jié)果顯示,擠壓后糙米的糊化溫度顯著升高,糊化焓變降低程度小,吸熱峰減小,糊化度為68.43%。RVA結(jié)果顯示,擠壓后粳糙米粉的黏度值、崩解值、回生值顯著降低,回生值的降低使擠壓糙米不易老化。同時(shí),X-射線衍射分析表明相對(duì)結(jié)晶度降低了27.16%。這些表明,經(jīng)低溫?cái)D壓的糙米仍保持有大部分的晶體結(jié)構(gòu),并形成了淀粉-脂質(zhì)的復(fù)合物,這些都將減緩淀粉在人體的消化吸收。此外,糙米的吸水指數(shù)與水溶指數(shù)也相應(yīng)增加,這有利于糙米后續(xù)干燥加工。綜上所述,粳糙米經(jīng)低溫?cái)D壓后,營(yíng)養(yǎng)成分損失較少,糙米糊化度較低,以便于進(jìn)一步制備消化慢、營(yíng)養(yǎng)豐富、口感好的糙米食品。