(王鵬智 祝 紅 易翠平

(長(zhǎng)沙理工大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410114)

“頭子”在米粉行業(yè)中指前一天生產(chǎn)的米粉及其副產(chǎn)物，尚無學(xué)名，也有“粉頭子”等其他別稱。一般在原料大米浸泡好后，作為輔料加入拌勻，再磨漿、蒸片、成型。長(zhǎng)期以來，“頭子”是米粉傳統(tǒng)生產(chǎn)中一種常見的添加輔料，可以看作是一種預(yù)糊化淀粉，但是在米粉加工中的作用并未明確。事實(shí)上，將不同淀粉作為輔料用于米粉生產(chǎn)已有較多研究報(bào)道，比如，陶醉等[1]和Srikaeo等[2]研究表明添加3%～5%的玉米淀粉可以增加鮮濕米粉的硬度、降低黏度，但品質(zhì)與普通米粉沒有顯著差異；Sereewat等[3]研究表明添加變性淀粉可以降低鮮濕米粉黏性并延緩鮮濕米粉老化；Sandhu等[4]發(fā)現(xiàn)添加馬鈴薯淀粉可以改善鮮濕米粉口感并延緩鮮濕米粉老化。但“頭子”的添加對(duì)于米粉品質(zhì)起著何種作用鮮有研究報(bào)道。因此，研究“頭子”的性質(zhì)及不同添加量對(duì)鮮濕米粉品質(zhì)的影響，以明確“頭子”對(duì)米粉品質(zhì)的作用，并初步探討其品質(zhì)形成機(jī)理。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

秈米；植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum YI-Y2013)：CCTCC No M2017533，本實(shí)驗(yàn)室專利菌種，保藏于中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心。

1.1.2 儀器設(shè)備

DH5000II型電熱恒溫培養(yǎng)箱；SW-CT-2FD型雙人單面凈化工作臺(tái)；UV-1800型紫外可見分光光度計(jì)；SY-12型磨漿機(jī)；臥式液壓饸烙面機(jī)；LGJ-18S型冷凍干燥機(jī)；TG16K型低速離心機(jī)；SHA-B型恒溫水浴振蕩器；Perten RVA 4500型快速黏度測(cè)定儀;TA-XT plus型質(zhì)構(gòu)儀；DHR-3型旋轉(zhuǎn)流變儀；Quanta FEG 250型掃描電子顯微鏡。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品制備

“頭子”：將制備好的鮮濕米粉放置4 h，加入過量蒸餾水，浸泡0、12、24、36 h，色澤、氣味正常，冷凍干燥48 h，磨粉，4 ℃冷藏備用。

鮮濕米粉：參考易翠平等[5]方法制備，具體流程為：原料秈米→發(fā)酵→清洗→磨漿→過篩→蒸片→擠絲→水煮→復(fù)蒸→水洗→瀝水→鮮濕米粉。其中，原料米發(fā)酵溫度為37 ℃、時(shí)間48 h，菌液接種濃度為105CFU/mL。在磨漿時(shí)按比例加入“頭子”。部分鮮濕米粉樣品冷凍干燥48 h，4 ℃冷藏備用。

1.2.2 “頭子”的性質(zhì)

1.2.2.1 水合特性

參考文獻(xiàn)[6]的方法并稍作修改，稱取樣品2.5 g(W0)，放入離心管(W1)，加30 mL蒸餾水，振蕩至完全分散。分別在30、50、70、90 ℃下水浴保持30 min，4 000 r/min離心20 min。上清液倒入質(zhì)量恒定鋁盒(W2)，105 ℃烘干至質(zhì)量恒定(W3)，稱量濕沉淀物和離心管的總質(zhì)量(W4)。按公式計(jì)算吸水性指數(shù)、水溶性指數(shù)、膨潤(rùn)力。

1.2.2.2 糊化特性

按照AACC76-21.01標(biāo)準(zhǔn)2的方法，將樣品懸浮液在50 ℃下平衡1 min，以6 ℃/min的速率加熱至95 ℃，保持5 min，然后以6 ℃/min的速率冷卻至50 ℃，保持2 min，轉(zhuǎn)速為160 r/min。根據(jù)糊化曲線可得糊化溫度、峰值黏度、最低黏度、崩解值、最終黏度、回生值和峰值時(shí)間。

1.2.3 “頭子”對(duì)鮮濕米粉品質(zhì)的影響

1.2.3.1 蒸煮特性

將15 cm長(zhǎng)的鮮濕米粉樣品(約10 g)，置于裝有150 mL沸水的質(zhì)量恒定燒杯中煮沸1 min，瀝干，將長(zhǎng)度<7.5 cm的鮮濕米粉和≥7.5 cm的鮮濕米粉分別稱重。燒杯放在電爐上將大部分水煮干后，于105 ℃烘箱中烘干至質(zhì)量恒定，稱量蒸煮水中固形物與燒杯總質(zhì)量。按公式計(jì)算斷條率、蒸煮損失、吸水率：

式中：M0為蒸煮前鮮濕米粉的質(zhì)量；M1為質(zhì)量恒定燒杯的質(zhì)量；M2為質(zhì)量恒定燒杯和固形物的質(zhì)量；M3為長(zhǎng)度<7.5 cm鮮濕米粉的質(zhì)量；M4為長(zhǎng)度≥7.5 cm鮮濕米粉的質(zhì)量；M為鮮濕米粉的含水量。

1.2.3.2 質(zhì)構(gòu)特性

采用質(zhì)構(gòu)分析模式(texture profile analysis，TPA)測(cè)定剛制備好的鮮濕米粉質(zhì)構(gòu)特性，探頭型號(hào)為P/36R，測(cè)試參數(shù)：測(cè)前速率2 mm/s，測(cè)試速率1 mm/s，回程速率5 mm/s，變形量50%，探頭2次測(cè)定間隔時(shí)間5 s。使用Texture Expert Exceed version 1.22程序進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與分析，獲得硬度、彈性、黏聚性、膠著度、咀嚼度、回復(fù)性6個(gè)參數(shù)[7]。

1.2.4 鮮濕米粉流變特性和超微結(jié)構(gòu)

1.2.4.1 “頭子”-發(fā)酵秈米粉的流變特性

將浸泡24 h的“頭子”與發(fā)酵48 h的秈米按比例混合，拌勻磨漿，干燥，粉碎過150目篩，配制濃度6%的粉乳，95 ℃糊化40 min，糊化結(jié)束后迅速冷卻至室溫，放入流變儀進(jìn)行測(cè)定“頭子”-發(fā)酵秈米粉的流變特性，參數(shù)設(shè)置為掃描溫度25 ℃，應(yīng)變1% (線性黏彈范圍內(nèi))，頻率0.1～10.0 Hz。

1.2.4.2 鮮濕米粉的超微結(jié)構(gòu)

鮮濕米粉冷凍干燥后切片附于樣品臺(tái)的導(dǎo)電膠上，在10 mA的電流下噴金120 s，采用掃描電子顯微鏡進(jìn)行放大500倍觀察。

1.2.5 統(tǒng)計(jì)分析

所有測(cè)量至少重復(fù)3次。使用SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。單向方差分析進(jìn)行顯著性評(píng)價(jià)，P<0.05表示有顯著性差異。使用Origin 9.0進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 “頭子”的性質(zhì)

2.1.1 水合特性

“頭子”的水合特性如圖1所示。隨著溫度的升高，“頭子”水合特性逐漸增大，可能是升溫導(dǎo)致單分子態(tài)水的比例增加，參與水合的分子數(shù)量增多，導(dǎo)致“頭子”吸水性指數(shù)和膨潤(rùn)力升高[8]。吸水性指數(shù)反映“頭子”在水中的吸水能力。隨著浸泡時(shí)間的增加，“頭子”的吸水性指數(shù)逐漸增大，可能是淀粉顆粒結(jié)構(gòu)隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)變得疏松，直鏈淀粉和支鏈淀粉暴露出更多的游離羥基，與水分子的結(jié)合能力增強(qiáng)[9]。當(dāng)浸泡24 h時(shí)，“頭子”吸水基本飽和，吸水性指數(shù)基本不變。水溶性指數(shù)則反映“頭子”在水溶液中分散或溶解的能力[10]。隨著浸泡時(shí)間的增加，“頭子”中糖類等降解時(shí)間更長(zhǎng)，水溶性物質(zhì)溶出含量更多[11]，使得“頭子”水溶性指數(shù)增大。膨潤(rùn)力反映“頭子”的持水能力。隨著浸泡時(shí)間的增加，“頭子”的膨潤(rùn)力顯著升高。其原因可能是“頭子”與水相互作用的能力提高[12，13]，導(dǎo)致膨潤(rùn)力增大。浸泡處理會(huì)增大“頭子”水合特性，進(jìn)而可能會(huì)影響到鮮濕米粉的品質(zhì)，使其具有緊致、飽滿的口感。

圖1 “頭子”水合特性

2.1.2 糊化特性

表1是不同浸泡時(shí)間“頭子”的糊化特性?！邦^子”熱糊穩(wěn)定性越強(qiáng)、糊化冷卻后形成凝膠強(qiáng)度越大[14]，其加工后的鮮濕米粉品質(zhì)越好。隨著浸泡時(shí)間的增加，“頭子”峰值黏度、最低黏度、最終黏度、崩解值均顯著增加(P<0.05)，特別是浸泡24 h“頭子”的黏度顯著增大，其原因可能是“頭子”吸水性指數(shù)、膨潤(rùn)力增大，與水分子具有更強(qiáng)的結(jié)合能力，并增加了顆粒之間的接觸率，從而導(dǎo)致了連續(xù)相中顆粒之間的黏結(jié)[15]，使其體系更易于膨脹糊化，黏度增大[16]。結(jié)合“頭子”的水合特性，選取“頭子”浸泡時(shí)間為24 h。

表1 “頭子”糊化特性

2.2 “頭子”對(duì)鮮濕米粉品質(zhì)的影響

2.2.1 蒸煮特性

鮮濕米粉的蒸煮特性如表2所示，隨著“頭子”添加比例的增加，鮮濕米粉的蒸煮損失和斷條率沒有顯著性變化，而吸水率先增大后減小，可能是因?yàn)椤邦^子”相當(dāng)于預(yù)糊化淀粉的作用，預(yù)糊化淀粉遇水表現(xiàn)為強(qiáng)黏性，能夠增強(qiáng)凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[17，18]，提高與水相互結(jié)合能力，但是，當(dāng)其添加比例過高時(shí)，淀粉吸水膨脹過度，反而影響鮮濕米粉的吸水率[19]。因此，當(dāng)“頭子”添加比例達(dá)到10%時(shí)，吸水效果最好。

表2 鮮濕米粉的蒸煮特性

2.2.2 鮮濕米粉的質(zhì)構(gòu)特性

表3顯示了鮮濕米粉的質(zhì)構(gòu)特性。隨著“頭子”添加量的增加，米粉的硬度、膠著度和咀嚼度降低，米粉軟硬適合，黏聚性的降低使得米粉不易黏連，當(dāng)“頭子”添加量超過10%后無顯著變化，可能是“頭子”的適當(dāng)添加可以有效的抑制鮮濕米粉內(nèi)部水分的遷移，從而改善鮮濕米粉內(nèi)部質(zhì)構(gòu)[20]，提高鮮濕米粉的品質(zhì)。結(jié)合鮮濕米粉的蒸煮特性，選取“頭子”的添加比例為10%。

表3 鮮濕米粉的質(zhì)構(gòu)特性

2.3 “頭子”影響鮮濕米粉品質(zhì)的機(jī)理探討

2.3.1 “頭子”-發(fā)酵秈米粉的流變特性

流變特性可以反映體系的黏彈性。由圖2可知，“頭子”-發(fā)酵秈米粉的G′和G″隨著頻率的增加而升高，表明“頭子”-發(fā)酵秈米粉體系能夠形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[21]。G′始終大于G″，該模式與典型的弱凝膠流變學(xué)模式非常相似[22]，表明“頭子”-發(fā)酵秈米粉是非牛頓流體，具有黏彈性，主要表現(xiàn)出彈性特征[23]。同一頻率下，隨著“頭子”添加量的增大，“頭子”-發(fā)酵秈米粉的G′和G″均先增大后減小；“頭子”-發(fā)酵秈米粉體系的tan δ低于未添加“頭子”的體系，且隨著“頭子”添加量的增加，tan δ先降低后升高，說明加入“頭子”后體系顯示出較強(qiáng)的彈性特征，可能是由于“頭子”添加后在糊化過程中形成了有序化程度較高的連續(xù)相，分子間的作用力變大，分散程度增強(qiáng)，黏彈性增強(qiáng)[24]，體系流變性能達(dá)到最佳，這與張可等[25]所研究的結(jié)果相一致。當(dāng)“頭子”添加比例達(dá)到10%時(shí)，G′和G″最大，tan δ最小，“頭子”-發(fā)酵秈米粉的流變特性最好。

圖2 “頭子”-發(fā)酵秈米粉流變特性

2.3.2 鮮濕米粉超微結(jié)構(gòu)分析

從圖3可以看到，隨著“頭子”添加比例的增大，鮮濕米粉的孔洞會(huì)增多變大，將水分子固定在孔洞結(jié)構(gòu)中，提高鮮濕米粉的保水能力和彈性[26]。而當(dāng)添加比例達(dá)到15%時(shí)，在空腔大小和結(jié)構(gòu)類型上表現(xiàn)出顯著差異，從而使米粉的水結(jié)合能力有所下降[27]。而多孔結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致了鮮濕米粉的質(zhì)構(gòu)與吸水率的改變，這與Zhang等[28]的研究結(jié)果一致。

圖3 鮮濕米粉掃描電鏡圖

3 結(jié)論

“頭子”的添加起到了提升鮮濕米粉品質(zhì)的作用。浸泡24 h的“頭子”表現(xiàn)出較好的水合特性和糊化特性。當(dāng)添加10%浸泡24 h的“頭子”時(shí)，鮮濕米粉的吸水性升高、硬度和咀嚼性降低，米粉變軟。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，適量“頭子”對(duì)鮮濕米粉品質(zhì)的提高與其對(duì)“頭子”-發(fā)酵秈米粉的流變特性和米粉微觀結(jié)構(gòu)的影響有關(guān)。但是“頭子”對(duì)鮮濕米粉的影響與秈米原料及加工工藝也有一定的關(guān)系，這一般與秈米中淀粉、蛋白質(zhì)等大分子的結(jié)構(gòu)以及不同工藝形成的米粉凝膠有關(guān)。此外，不同的飲食嗜好對(duì)米粉軟硬度程度的要求也不一樣，因此不同地域的米粉“頭子”的添加量往往差別較大。