徐群英，呂慶云，祝東品，周夢(mèng)舟

(1.武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430023； 2.湖北工業(yè)大學(xué)生物工程與食品學(xué)院，湖北 武漢 432200 )

糙米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比精制大米高，但口感較差，不易蒸煮食用，因此限制了其在主食品中的發(fā)展。為了突破這種限制，對(duì)糙米采用現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)進(jìn)行加工，可以開(kāi)發(fā)出多種具有營(yíng)養(yǎng)保健功能且易消化、 口感好的方便膨化休閑食品。添加一定輔料調(diào)配混合后，將糙米粉混合物進(jìn)行擠壓膨化，經(jīng)成型冷卻后可生產(chǎn)預(yù)糊化復(fù)合糙米制品[1]。

脂肪替代物是一種具有脂肪性質(zhì)的非油脂食品，根據(jù)原料來(lái)源不同,可分為以蛋白質(zhì)為基質(zhì)、碳水化合物為基質(zhì)的脂肪替代品[2]。蛋白質(zhì)在一定條件下變性后，分子中的疏水基團(tuán)和區(qū)域暴露在分子表面，有類(lèi)似油脂的疏水性狀；同時(shí)微?；鞍踪|(zhì)水合后，分散液中水合蛋白質(zhì)顆粒直徑小，舌頭分辨不出，因而有類(lèi)似脂肪良好的潤(rùn)滑、奶油狀感官特征。乳清蛋白形成的熱誘導(dǎo)性凝膠,經(jīng)微?；に囂幚?可以使其凝膠顆粒達(dá)到10 μm左右,這種處于舌頭感官閾值之下的微細(xì)粒子,食用時(shí)可產(chǎn)生類(lèi)似脂肪的稠度和滑膩感。脂肪替代品的硬度、酥脆性、膠著性、咀嚼度以及黏著性會(huì)隨著乳清蛋白水解度的增加,基本呈下降趨勢(shì)[3]。微?；幚砗蟮牡鞍踪|(zhì)凝膠表面變得光滑、柔軟,可以作為脂肪替代品[4]。碳水化合物基脂肪替代品主要是通過(guò)凝膠狀的基質(zhì)穩(wěn)定相當(dāng)數(shù)量的水,產(chǎn)生同脂肪類(lèi)似的潤(rùn)滑性和流動(dòng)性,增加食品的黏度和體積,提供一種奶油狀、滑爽的口感。這些脂肪替代物具有脂肪的外觀和感觀特性,可以替代焙烤食品、擠壓膨化食品中的脂肪。將脂肪替代物應(yīng)用到擠壓膨化食品，降低膨化米果脂肪用量，至今相關(guān)研究較少。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器設(shè)備

1.1.1實(shí)驗(yàn)材料

糙米粉，山東老滕縣五谷稻場(chǎng)；水磨糯米粉，泰國(guó)初興米粉廠有限公司；大米粉，山東老滕縣五谷稻場(chǎng)；柚子皮果膠，河南三門(mén)峽富元果膠工業(yè)有限公司；乳清蛋白粉，廣州康源化工有限公司；魔芋精粉，湖北強(qiáng)森魔芋科技有限公司。

菊粉，荷蘭SENSUS公司；白砂糖，中國(guó)太古糖業(yè)有限公司；食鹽，湖北久大品種鹽有限責(zé)任公司。

1.1.2儀器設(shè)備

哈瑞斯粉碎機(jī)，永康市哈諾工貿(mào)有限公司；FMHE36-24智能化雙螺桿擠壓設(shè)備，湖南富馬科食品工程有限公司；FMFC-400流化床干燥箱，湖南富馬科食品工程有限公司；TA-XT21物性測(cè)試儀，英國(guó)SMS公司；DUG-9NOM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；JE502電子天平，上海蒲春計(jì)量?jī)x器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

針對(duì)市場(chǎng)高脂肪糙米加工食品，明確糙米加工食品的低脂要求，采用脂肪替代物降低糙米膨化食品脂肪含量，研究加工工藝對(duì)米果品質(zhì)影響，分析膨化溫度、液體進(jìn)料量、螺旋桿轉(zhuǎn)速、替代物種類(lèi)對(duì)膨化效果的影響，找出最佳溫度、水分、螺旋桿轉(zhuǎn)速、替代物等參數(shù)。使用不同低脂替代物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別加入乳清蛋白粉、菊粉、魔芋精粉、柚子皮果膠，對(duì)膨化糙米果進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，產(chǎn)品理化指標(biāo)檢測(cè)、質(zhì)構(gòu)分析，篩選出品質(zhì)良好，口感較佳的糙米果產(chǎn)品。

1.2.1膨化糙米果樣品的加工工藝

工藝流程為：稱(chēng)料→混合→擠壓膨化→切割→干燥→噴涂調(diào)味→冷卻包裝→成品檢測(cè)。生產(chǎn)規(guī)范按照GB 17404-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)膨化食品生產(chǎn)衛(wèi)生規(guī)范》執(zhí)行。

1.2.2稱(chēng)料

制作糙米果原料主要有脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.6%的糙米粉及大米粉、糯米粉、脂肪替代物、食鹽、白砂糖。其中糙米粉75%，大米粉12.5%,糯米粉1.25%,低脂替代物3.75%，食鹽3.75%,白砂糖3.75%。實(shí)驗(yàn)時(shí)稱(chēng)取糙米粉3 kg，大米粉0.5 kg，糯米粉0.05 kg，低脂替代物0.15 kg，食鹽0.15 kg，白砂糖0.15 kg，總計(jì)4 kg。

1.2.3混合

將經(jīng)過(guò)處理的原輔料按配方用量和工藝要求，通過(guò)攪拌機(jī)的機(jī)械作用攪拌混勻，轉(zhuǎn)速設(shè)置為60 r/min，攪拌時(shí)間為10 min。

1.2.4擠壓膨化

物料被送入擠壓膨化機(jī)中,在螺桿、螺旋的推動(dòng)作用下,物料向前呈軸向移動(dòng)。同時(shí),由于螺旋與物料、物料與機(jī)筒以及物料內(nèi)部的機(jī)械摩擦作用,物料被強(qiáng)烈地?cái)D壓、攪拌、剪切，其結(jié)果使物料進(jìn)一步細(xì)化、均化。隨著機(jī)腔內(nèi)部壓力的逐漸加大,溫度相應(yīng)的不斷升高,在高溫、高壓、高剪切力的條件下,物料物性發(fā)生了變化,由粉狀變成糊狀,淀粉發(fā)生糊化、裂解，蛋白質(zhì)發(fā)生變性、重組，纖維發(fā)生部分降解、細(xì)化,致病菌被殺死,有毒成分失活。當(dāng)糊狀物料由?？讎姵龅乃查g,在強(qiáng)大壓力差的作用下，水分急驟汽化,物料被膨化，形成結(jié)構(gòu)疏松、多孔、酥脆的膨化產(chǎn)品,從而達(dá)到擠壓膨化的目的。物料在擠壓機(jī)內(nèi)經(jīng)過(guò)熱-剪切作用，發(fā)生從有序到無(wú)序的轉(zhuǎn)變，形成具有黏彈性的熔融體，高溫高壓噴出?？诤蟀l(fā)生膨化[5-6]。

1.2.5切割

根據(jù)物料進(jìn)料速度、雙螺桿轉(zhuǎn)速，調(diào)整切割刀轉(zhuǎn)速為800 r/min，此時(shí)制粒效果較好，米果呈圓球形。

1.2.6干燥

將切割好的糙米果樣品冷卻后稱(chēng)重，記錄數(shù)據(jù)，均勻分散在托盤(pán)中，放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，溫度設(shè)置在105℃，干燥3 h，得到疏松酥脆的米果，干燥時(shí)間延長(zhǎng)，糙米果顏色由淺黃色變?yōu)榻瘘S色，變得更加酥脆易碎，但干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，糙米果變硬。

1.2.7噴涂調(diào)味

將干燥完成的米果放入調(diào)味筒，調(diào)味筒有八角筒、圓筒、提升單滾筒、雙滾筒等不同類(lèi)型，根據(jù)產(chǎn)量、產(chǎn)品性質(zhì)配置，將味精、呈味核苷酸、香料、糖粉按一定比例調(diào)配后與米果混合，涂抹均勻，得到不同口味的糙米果，另有噴油、噴糖、涂層設(shè)備，其中噴油量約為米果質(zhì)量的10%。

1.2.8包裝

將調(diào)好味的糙米果冷卻后充氮包裝，以適應(yīng)產(chǎn)品的保質(zhì)期要求和國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)流通的需要。

1.2.9成品檢測(cè)

對(duì)成品各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，并貼上營(yíng)養(yǎng)標(biāo)簽。

1.3 膨化糙米果品質(zhì)研究

1.3.1糙米果膨化度的測(cè)定

膨化度是衡量物料經(jīng)擠壓膨化后膨化質(zhì)量的重要指標(biāo)，膨化度低，產(chǎn)品密度高，不松脆；膨化度過(guò)高，產(chǎn)品內(nèi)部形成大小不一的蜂窩狀氣泡，組織結(jié)構(gòu)不均勻，且無(wú)咀嚼感。本產(chǎn)品要求膨化度適中，產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu)均勻、酥脆。在實(shí)驗(yàn)中，隨機(jī)取樣品，分別用游標(biāo)卡尺量出每段樣品的直徑，計(jì)算各段擠壓物橫截面積之比，求平均值得到膨化倍數(shù)，實(shí)驗(yàn)使用的模頭直徑為3.65 mm，依照下式計(jì)算膨化度：

膨化度=擠壓物橫截面積/模具橫截面積，數(shù)值用直徑比的平方表示。

1.3.2糙米果水分含量的測(cè)定

水分含量按照GB/T 5009.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3膨化米果脂肪含量的測(cè)定

脂肪含量參照GB/T 5009.6-2003《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定時(shí)將米果樣品粉碎至粉末狀，稱(chēng)量5 g在105℃電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥30 min，取出裝入濾紙筒中。

1.3.4糙米果質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

選取顆粒均勻，接近平均值的糙米果做質(zhì)構(gòu)分析，每組選2個(gè)顆粒進(jìn)行測(cè)定，以減少測(cè)量誤差。選用P/5 探頭，直徑5 mm,設(shè)置為：測(cè)前2 mm/s，測(cè)中1 mm/s,測(cè)后2 mm/s,壓縮比80%，每種樣品測(cè)3次。

1.3.5糙米果感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)GB 17404-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 膨化食品生產(chǎn)衛(wèi)生規(guī)范》來(lái)進(jìn)行制定。制定總分為40分：糙米果膨化度5分；氣味5分；表觀狀態(tài)15分；口感15分。感官評(píng)價(jià)人員 (男女各半)為10名具有食品科學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)位的技術(shù)人員。

糙米果感觀評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 糙米果感觀評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 低脂膨化糙米果制作工藝參數(shù)分析

2.1.1擠壓膨化機(jī)溫度對(duì)膨化糙米果品質(zhì)的影響

溫度對(duì)膨化糙米果品質(zhì)的影響見(jiàn)表2。

表2 溫度對(duì)膨化糙米果品質(zhì)的影響

不同溫度下糙米果感官評(píng)價(jià)得分見(jiàn)圖1。

擠壓膨化機(jī)溫度參數(shù)設(shè)置共有五個(gè)溫度區(qū)間，分別為一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)、四區(qū)、五區(qū)，設(shè)定溫度時(shí)從低到高設(shè)置，第一組實(shí)驗(yàn)溫度設(shè)置為：一區(qū)110℃，二區(qū)170℃，三區(qū)210℃，四區(qū)220℃，五區(qū)160℃；第二組為：一區(qū)110℃，二區(qū)170℃，三區(qū)200℃，四區(qū)210℃，五區(qū)160℃；第三組為：一區(qū)110℃，二區(qū)170℃，三區(qū)190℃，四區(qū)200℃，五區(qū)160℃；第四組為：一區(qū)110℃，二區(qū)170℃，三區(qū)180℃，四區(qū)190℃，五區(qū)160℃。將最高溫度區(qū)第四區(qū)作為膨化溫度參數(shù)變量，該溫度區(qū)間對(duì)膨化糙米果影響較大，溫度過(guò)低，擠壓呈糊狀，溫度上升到180℃，前期膨化度較低，模頭出來(lái)的棒狀較細(xì)，初級(jí)產(chǎn)品比較黏牙。隨著溫度上升，腔內(nèi)噴出高壓蒸汽，產(chǎn)品膨化度增大，色澤呈淺黃色和黃色，孔洞均勻。溫度210℃左右時(shí)，膨化度變大，?？诔鰜?lái)棒狀產(chǎn)品粗大，顏色呈金黃色，若溫度繼續(xù)上升，膨化產(chǎn)品會(huì)焦化變黑，呈高度疏松狀，產(chǎn)品易碎。結(jié)合感官評(píng)分，得出最佳膨化效果的溫度參數(shù)為：一區(qū)110℃，二區(qū)170℃，三區(qū)200℃，四區(qū)210℃，五區(qū)160℃，其中關(guān)鍵膨化區(qū)溫度為210℃。

圖1 不同溫度下糙米果的感官得分

2.1.2液體進(jìn)料量對(duì)膨化糙米果品質(zhì)的影響

液體進(jìn)料量對(duì)膨化糙米果品質(zhì)的影響見(jiàn)表3，不同液體進(jìn)料量時(shí)糙米果感官評(píng)價(jià)得分見(jiàn)圖2。

表3 液體進(jìn)料量對(duì)膨化糙米果品質(zhì)的影響

圖2 不同液體進(jìn)料量米果的感官得分

液體進(jìn)料量對(duì)膨化糙米果含水量有影響，啟動(dòng)擠壓膨化機(jī)時(shí)，液體進(jìn)料量調(diào)大到5 kg/h，此時(shí)物料擠壓成型較軟，黏度大；當(dāng)溫度上升到設(shè)定溫度，液體進(jìn)料量降到3 kg/h時(shí)，產(chǎn)品膨化度提高。產(chǎn)品含水量影響膨化糙米果的黏牙性，含水量高，產(chǎn)品很黏牙；含水量低，產(chǎn)品不黏牙，酥脆性良好，評(píng)分較高。含水量太低，產(chǎn)品不黏牙，但孔洞較大。

2.1.3螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)膨化糙米果品質(zhì)的影響

螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)膨化糙米果品質(zhì)的影響見(jiàn)表4，不同螺桿轉(zhuǎn)速糙米果的感官得分見(jiàn)圖3。

圖3 不同螺桿轉(zhuǎn)速糙米果的感官得分

螺旋桿轉(zhuǎn)速對(duì)膨化時(shí)間和固體進(jìn)料量有影響，螺旋桿轉(zhuǎn)速越大，物料在機(jī)器腔體內(nèi)停留時(shí)間越短，受熱時(shí)間越短，膨化度低；若降低螺旋桿轉(zhuǎn)速，物料受熱時(shí)間長(zhǎng)，水分含量降低，膨化度增大；轉(zhuǎn)速過(guò)慢，膨化不充分，導(dǎo)致密度增大，孔洞過(guò)小，比較黏牙，當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速為150 r/min時(shí)，密度適中、口感細(xì)膩、耐泡性好、不黏牙，米果感官得分較高。

表4 螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)膨化糙米果品質(zhì)的影響

2.1.4脂肪替代物對(duì)膨化糙米果品質(zhì)的影響

考慮到原料成本，所有原料添加量為150 g，脂肪替代物對(duì)膨化糙米果品質(zhì)的影響見(jiàn)表5，采用不同脂肪替代物時(shí)糙米果感官評(píng)價(jià)得分見(jiàn)圖4。

表5 脂肪替代物對(duì)膨化糙米果品質(zhì)的影響

圖4 不同脂肪替代物糙米果評(píng)分

乳清蛋白粉屬于蛋白質(zhì)基脂肪替代物，具有起泡性和起酥性，能提高產(chǎn)品的膨化度，對(duì)改善口感也有重要的作用，但初級(jí)產(chǎn)品比較黏牙。乳清蛋白會(huì)增加產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)性，使產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量提高。菊粉、魔芋精粉具有吸水性，膨化充分，產(chǎn)品不黏牙。魔芋精粉含有大量魔芋甘露糖，可以起到膠凝、乳化作用，具有低蛋白、低脂肪、高纖維特點(diǎn)，能夠有效降低脂肪用量[8]。柚子皮果膠膨化糙米果均密度適中、口感細(xì)膩、耐泡性好、不黏牙，膨化效果好。

2.2 低脂膨化糙米果膨化度分析

添加不同脂肪替代物糙米果產(chǎn)品膨化度見(jiàn)表6。

表6 添加不同脂肪替代物糙米果產(chǎn)品膨化度

由表6可知，菊粉組膨化度最高，平均達(dá)到2.8，其次是乳清蛋白組膨化度比較高，柚子皮果膠組膨化度最低，僅為1.9。

2.3 低脂膨化糙米果水分含量測(cè)定結(jié)果分析

不同脂肪替代物糙米果產(chǎn)品水分含量見(jiàn)表7。

表7 不同脂肪替代物糙米果產(chǎn)品水分

水分添加量對(duì)糙米果膨化效果影響十分顯著，菊粉組和魔芋粉組水分含量較高，平均值分別為3.35%和3.47%，果膠組和乳清蛋白組含水量低，分別為2.90%和1.41%，含水量與液體進(jìn)料量相關(guān)，液體進(jìn)料量越多，產(chǎn)品含水量越高，膨化糙米果含水量與產(chǎn)品黏牙性有關(guān)。

2.4 低脂膨化糙米果脂肪含量測(cè)定結(jié)果分析

低脂膨化糙米果脂肪含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 低脂膨化糙米果的脂肪含量

菊粉組與果膠組糙米果脂肪含量較低,魔芋精粉組與乳清蛋白組脂肪含量稍高，造成差距原因可能由于不同低脂原料糙米果吸油能力不同，也有可能在噴涂時(shí)，噴涂不均勻。4種糙米果脂肪含量遠(yuǎn)低于市場(chǎng)米果脂肪含量，且口感良好。

2.5 低脂膨化糙米果質(zhì)構(gòu)分析

不同脂肪替代物糙米果質(zhì)構(gòu)測(cè)定見(jiàn)表9。

由表9可知，果膠組硬度比菊粉組大；菊粉組更加有脆性，酥脆性高，不黏牙；果膠組更加耐咀嚼。菊粉組回復(fù)性較大，果膠組回復(fù)性相對(duì)較小。菊粉組相比果膠組咀嚼性更好。魔芋粉組產(chǎn)品選取顆粒不同，區(qū)別較大。在干燥時(shí)，乳清蛋白組干燥時(shí)間較長(zhǎng)，產(chǎn)品硬度大，咀嚼時(shí)有清脆的響聲，魔芋粉組咀嚼性相對(duì)于乳清蛋白組較大。魔芋粉組整體酥脆性大于果膠組，口感酥脆，容易破碎。

表9 不同脂肪替代物糙米果質(zhì)構(gòu)測(cè)定結(jié)果

2.6 糙米果感官評(píng)價(jià)結(jié)果分析

由于不同人員味覺(jué)不同，對(duì)食品感知度不同，在評(píng)價(jià)打分時(shí)會(huì)存在一定誤差，數(shù)據(jù)處理時(shí)求各項(xiàng)平均值，然后相加得到評(píng)價(jià)總分。最優(yōu)工藝條件下不同脂肪替代物糙米果評(píng)分對(duì)比見(jiàn)表10。

表10 最優(yōu)工藝條件下不同脂肪替代物糙米果評(píng)分對(duì)比

由表10可知，菊粉組和果膠組米果評(píng)價(jià)較好，作為低脂糙米果，果膠低脂原料更適合制作糙米果，柚子皮果膠有果膠芳香味，成本低，替代脂肪效果更明顯。

3 結(jié)論

雙螺桿擠壓膨化機(jī)生產(chǎn)低脂膨化糙米果時(shí)的最佳工藝參數(shù)為：固體喂料量20 kg/h，液體喂料量3 kg/h，螺旋桿轉(zhuǎn)速150 r/min；五個(gè)區(qū)溫度設(shè)置如下:一區(qū)110℃，二區(qū)160℃，三區(qū)200℃，四區(qū)210℃，五區(qū)160℃。在此條件下，產(chǎn)品膨化度、硬度適中，性質(zhì)穩(wěn)定，酥脆性良好。對(duì)比4種類(lèi)型的低脂糙米果，通過(guò)質(zhì)構(gòu)分析和感官評(píng)價(jià)，得出菊粉組更加有脆性，酥脆性高，不黏牙，果膠組更加耐咀嚼。菊粉和果膠作為脂肪替代物研制的糙米米果，膨化度適中，氣味較香，表面呈金黃色有光澤，形狀涂料后可以制成球形，產(chǎn)品均勻性好，口感酥脆。相比市場(chǎng)脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的糙米加工產(chǎn)品，有效地降低了脂肪含量，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為9.2%左右，是一種健康低脂的膨化糙米果。