常 蕾 王杰儒 楊 敏 李 婷 杜雙奎

(西北農林科技大學食品科學與工程學院，陜西 楊凌 712100)

西米又名西谷米，是將西谷椰子樹中提取的淀粉搖成顆粒而制成的，多產于馬來西亞、印尼諸島和新幾內亞等地區(qū)，根據(jù)顆粒大小不同分為“珍珠西谷米”和“彈丸西谷米”。陳福泉等[1]對西米淀粉特性進行分析，表明西米淀粉的直鏈淀粉含量為28%，高于馬鈴薯淀粉和木薯淀粉；西米淀粉顆粒呈橢球體，表面光滑；偏光十字明顯；淀粉晶型為C型，結晶度為25%。Arshad等[2]對西米淀粉抗消化特性進行評價，發(fā)現(xiàn)天然西米淀粉的抗性淀粉含量最高，達到62.61%，是嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌的首選發(fā)酵基質。畢玉等[3]對西米淀粉的結構及消化特性進行研究，發(fā)現(xiàn)西米淀粉的鏈長分布、直鏈淀粉含量以及脂質含量對其消化特性起主要影響作用，而對成糊特性的影響作用并不明顯。Othman等[4]對γ-輻照過的西米淀粉理化特性和熱學性質進行了研究，發(fā)現(xiàn)輻照后西米淀粉的表觀直鏈淀粉含量和膨脹度顯著降低，而還原糖和溶解度因淀粉降解而增加；輻照不影響西米淀粉的晶型，但導致其結晶度降低；淀粉糊化起始溫度和峰值溫度略有升高。

西米是東南亞地區(qū)居民的主要食物來源，通常用其做湯、糕餅、布丁及充當增稠劑等；西米質凈色白，成小圓球狀，煮熟后晶瑩剔透，具有清熱解毒、健脾、補肺、化痰和治療消化不良、使皮膚恢復天然潤澤等功能；西米適宜體質虛弱、產后病后恢復期、消化不良、神疲乏力之人食用，深受人們尤其是女士的喜愛[5]。西米作為一種新的淀粉制品被引入中國，具有廣闊的發(fā)展前景，但有關西米蒸煮特性的研究報道卻較少。研究擬以粳米、糯米為對照，參照大米蒸煮食用品質評價方法對西米食用品質特性進行分析，對其淀粉顆粒形貌、溶解度、膨脹勢、凍融穩(wěn)定性和抗性淀粉含量進行研究，旨在增強消費者對西米特性的了解，促進西米資源的開發(fā)與利用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

珍珠西米：水分含量為11.2%，錦江麥德龍現(xiàn)購自運有限公司；

粳米：水分含量為13.2%，黑龍江省水稻科研基地生產，符合GB/T 1354—2018；

糯米：水分含量為12.3%，湖北云夢縣好石糧食加工廠，符合GB/T 1354—2018。

1.2 儀器及試劑

1.2.1 試驗儀器

掃描電子顯微鏡：JSM-6360LV型，日本電子株式會社；

高速萬能粉碎機：FW100型，天津泰斯特儀器有限公司；

電熱恒溫鼓風干燥箱：DHG-9146A型，上海精宏實驗設備有限公司；

恒溫振蕩器：SHA-C型，常州國華電器有限公司；

低速離心機：KDC-40型，科大創(chuàng)新股份有限公司中佳分公司；

水浴鍋：HSYZ-SP型，北京科偉儀器廠；

紫外分光光度計：UV1700型，日本島津公司；

標準pH計：PB-10型，德國賽多利斯公司。

1.2.2 試劑

1 mg/mL葡萄糖標準液、3,5-二硝基水楊酸(DNS)、磷酸鹽緩沖液(pH 6.4)、醋酸鹽緩沖液(pH 4.5)、α-淀粉酶溶液、糖化酶溶液、鹽酸、氫氧化鉀：分析純。

1.3 試驗方法

1.3.1 米粉制備 稱量珍珠西米、粳米和糯米各500 g，分別用高速萬能粉碎機將其粉碎，過60目篩，用自封袋密封，備用。

1.3.2 粉體顆粒形貌分析 取少許粉樣于樣品臺上，用雙面膠固定后用掃描電子顯微鏡觀察，拍攝具有代表性的淀粉顆粒形貌特征。

1.3.3 食用品質分析

(1) 感官品質評價：參照大米蒸煮食用品質感官評價方法GB/T 15682—2008測定方法及感官評定指標，如表1。由5人組成評價小組對米飯食用品質特性進行評定，結果取平均值。

(2) 蒸煮品質評價：參照杜春微等[6]的研究方法，稍加改動。稱取米樣樣品2 g于扎有小孔的離心管中，量取蒸煮前米樣的體積。將離心管放在50 mL燒杯中，加入40 mL蒸餾水，分別在50，60，70，80，90，100 ℃下水浴蒸煮30 min。取出蒸煮后的離心管，去除表面殘留，瀝干米湯2 min，稱重，按式(1)計算不同溫度下米樣的加熱吸水率。量取蒸煮后米樣的體積，按式(2)計算體積膨脹率。將收集的米湯倒入恒重的鋁盒中，置于105 ℃鼓風干燥箱中干燥至恒重，稱重，按式(3)計算固體溶出物。

表1 蒸煮品質感官評定評分標準

(1)

(2)

(3)

式中：

a——加熱吸水率，%；

v——體積膨脹率，%；

d——溶出率，%；

m1——樣品質量，g；

m2——蒸煮后米樣質量，g；

m3——米湯固態(tài)物質量，g；

v1——蒸煮后米樣體積，mL；

v0——蒸煮前米樣體積，mL。

1.3.4 米粉理化特性分析

(1) 溶解度和膨脹度：根據(jù)杜春微等[6]的研究方法修改如下，分別稱取0.5 g米粉于5支帶蓋離心管，加入40 mL 蒸餾水，充分振蕩后水浴。水浴溫度分別為50，60，70，80，90 ℃，時間為30 min，每隔5 min振蕩離心管。取出離心管，冷卻至室溫后于3 800 r/min下離心20 min。倒出上清液，將離心管于130 ℃下干燥至恒重后稱重。分別按式(4)、(5)計算溶解度和膨脹率。

(4)

(5)

式中：

SA——溶解度，%；

SP——膨脹度，g/g；

A——水溶淀粉量(上清殘渣)，g；

W——樣品干重，g；

P——離心管中沉淀物質量，g。

(2) 凍融穩(wěn)定性：用析水率表示。析水率越低，凍融穩(wěn)定性越好。根據(jù)段春月等[7]的研究方法修改如下，配制0.06 kg/L的米粉懸浮液，振蕩下快速加熱到95 ℃，保持30 min后冷卻至室溫。此時米粉形成凝膠，將其置于4 ℃下冷藏24 h，再轉至-16 ℃冷凍24 h。取出，在室溫下融解2 h，振蕩15 s，3 000 r/min離心20 min，棄去上清液，稱取沉淀物質量。按式(6)計算析水率。

(6)

式中：

I——析水率，%；

m1——淀粉糊質量，g；

m2——沉淀物質量，g。

1.3.5 抗性淀粉含量測定 采用TSA法[8]。稱取0.5 g樣品，加入磷酸鹽緩沖液(pH 6.4)10 mL，α-淀粉酶液1 mL，90 ℃恒溫30 min(不斷振蕩)。冷卻至室溫，4 000 r/min 離心20 min，棄上清。加入10 mL蒸餾水，洗滌沉淀，離心棄上清液，步驟重復1次。加入6 mL 2 mol/L KOH溶液，室溫下振蕩30 min，用2 mol/L HCl調pH至中性。加入5 mL醋酸鹽緩沖液(pH 4.5)、糖化酶1 mL，60 ℃水浴振蕩1 h。離心(4 000 r/min，20 min)，收集上清液。再用10 mL蒸餾水洗滌沉淀，離心，取上清液，步驟重復一次。合并上清液，加水定容至50 mL。取定容溶液1 mL，加入1 mL蒸餾水，1.5 mL 3,5-二硝基水楊酸(DNS)，然后進行5 min水浴，冷卻至室溫，再加水定容至20 mL，540 nm下測定吸光度值，同時制備空白對照進行測定。

(7)

式中：

RS——抗性淀粉含量,%；

A1——樣品中還原糖含量，mg；

A0——空白中還原糖含量，mg；

V0——定容體積，mL；

V1——測定時取用液的體積，mL；

M——樣品干重，g。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)為2次平行試驗的均值；采用Excel軟件作圖，采用SPSS 20.0 軟件進行方差分析，多重比較采用Duncan新復極差法。

2 結果與分析

2.1 顆粒形貌

采用掃描電子顯微鏡對西米、粳米、糯米粉體顆粒進行觀察，結果如圖1所示。3種粉體顆粒呈現(xiàn)出沒有規(guī)則的表面凸凹不平的多面體結構，淀粉被蛋白質所包裹。西米粉中淀粉顆粒清晰可見，形狀類似于橢球體，也有少部分接近球形，大小不一，有斷切面；粳米淀粉顆粒呈多面體形，表面較光滑，大小均勻，棱角尖銳突出，部分顆粒表面稍有凹陷；糯米淀粉顆粒表面比較光滑，與粳米有著類似的典型顆粒形貌，其淀粉顆粒的多邊形平面中心凹陷較為明顯。西米淀粉顆粒遠大于糯米和粳米淀粉，粳米淀粉顆粒最小。

圖1 3種粉體顆粒的掃描電子顯微圖片

2.2 食用品質

2.2.1 感官品質 3種米的食用感官品質評定結果見表2。從米飯氣味來看，粳米有明顯的清香米飯味，而西米米飯香味不明顯。從滋味來看，西米有香甜米飯味，比較糯，口感有彈性、耐咀嚼；粳米有明顯的香甜米飯味，且黏性不大，口感好；糯米口感較糯較粘。從色澤和外觀結構來看，生西米質凈色白，表面光滑圓潤，米粒大小均勻，質硬而不碎，煮熟后的西米透明似珍珠，西米粒粘連在一起；生糯米白色不透明，外觀圓短，米粒較均勻；生粳米透明，外觀橢圓形，米粒比較均勻。

由米飯感官分析，粳米、糯米蒸出的米飯比較濕潤，飯?；ハ嗾尺B不易散開，翻動時稍有黏重的感覺，煮飯時瀝去米湯可使飯粒分散而不致粘連，放置數(shù)小時后，飯粒粘而較柔軟，回生程度較??；而煮熟的西米晶瑩剔透，呈透明的糊狀，非常濕潤，飯?；ハ嗾尺B不易散開，翻動時黏重感很強，煮飯時即使瀝去米湯，飯粒也不能分散，放置數(shù)小時后，飯粒仍然粘而柔軟，沒有出現(xiàn)明顯的變硬回生現(xiàn)象。

不同品種米在食用特性上的差別，主要與米中的化學組分不同有關。直鏈淀粉含量越高的米飯硬度、彈性、膠著性和咀嚼性越高，黏性越低，米飯的支鏈淀粉含量高時淀粉易糊化、黏度大，蒸煮后米飯柔軟，風味比較好；蛋白質含量高的米吸水能力弱，經蒸煮后口感粗糙，米粒硬、易松散破碎、品質較差[9]。由表2可知，西米和粳米的綜合評分值較高，感官品質好。杜雙奎等[10]的研究中，粳米直鏈淀粉含量中等(20%～24%)，糯米直鏈淀粉含量較低(<2%)，二者的蛋白質含量均在7%～8%，煮熟后米飯質地較軟，口感較好，有黏性，與試驗結果相似。而西米直鏈淀粉含量約為28%，蛋白質含量僅為0.21%[11]，表現(xiàn)出西米米飯較糯，口感有彈性，耐咀嚼，這可能還與西米的淀粉組成及性質有關。

2.2.2 蒸煮品質 米的蒸煮品質主要與其物理特性和化學成分不同有關。西米、粳米、糯米3種米樣溶出率、加熱吸水率、體積膨脹率隨溫度的變化如圖2、3所示。

表2 3種米的感官品質評分結果

圖2 溫度對溶出率與吸水率的影響

圖3 溫度對體積膨脹度的影響

由圖2可以看出，西米的溶出率在50～90 ℃隨著溫度的升高逐漸增大，90 ℃時溶出率最高(為2.25%)，之后趨于穩(wěn)定；粳米和糯米的溶出率在50～100 ℃隨溫度的升高而持續(xù)增大，最大溶出率分別為1.86%，2.14%。相同溫度下，3種米的蒸煮溶出率有差異，西米的溶出率最高，糯米次之，粳米溶出率相對最小。研究[12]報道，固體溶出率與米中直鏈淀粉含量有密切的關系，直鏈淀粉含量高，其吸水率、膨脹率也高，米湯中溶出物少，固體溶出率低。西米的固體溶出率高于粳米、糯米，分析其原因，可能是受到米粒的粒形、硬度、組成、結構等影響。西米固體溶出物多，因此米飯更粘，食味品質及口感好。

大米在蒸煮過程中的吸水率大小受直鏈淀粉含量的影響，同時也受水分含量和蛋白質含量的影響。直鏈淀粉含量低、水分高的米吸水率低，蛋白質含量高的米粒結構緊湊，淀粉顆粒間隙小，吸水慢，吸水量少，故具有較低的吸水率[13]。從圖2可以看出，在50～90 ℃范圍內，隨著溫度的升高，西米吸水率呈先增大后減小，在70 ℃時達到最大吸水率(479.98%)，90 ℃后吸水率趨于穩(wěn)定；而粳米和糯米的吸水率則隨溫度的升高而增大。同一溫度下(50～90 ℃)，西米吸水率顯著高于粳米和糯米(P<0.05)，粳米與糯米的吸水率沒有顯著差異性(P>0.05)。西米直鏈淀粉含量高于粳米和糯米，蛋白質含量低于粳米和糯米，因此表現(xiàn)出高的蒸煮吸水率。

由圖3可以看出，在50～90 ℃隨著溫度的升高，西米的體積膨脹率亦呈先增大后減小趨勢，在80 ℃時體積膨脹率最大，達到267.19%，90 ℃后趨于穩(wěn)定，而粳米和糯米的體積膨脹率在50～100 ℃隨溫度的升高而不斷增大，粳米的增長幅度迅速，100 ℃時體積膨脹率最大為296.72%。在低的溫度范圍內(50～80 ℃)，西米的體積膨脹率顯著高于粳米和糯米(P<0.05)；大于90 ℃時，粳米體積膨脹率顯著高于西米與糯米(P<0.05)，糯米的體積膨脹率變化幅度較小。分析其原因，可能是米在蒸煮過程中的體積膨脹率除了受到直鏈淀粉含量、蛋白質含量等影響外，還與米粒的粒形、組成、結構等有關。

米的食用品質是米的質量品質的一個重要指標，而蒸煮品質是評價米的食用品質的主要方面之一。蒸煮品質通常用加熱吸水率、體積膨脹率和米湯溶出物等指標來反映。加熱吸水率小、體積膨脹率小、米湯固體溶出物多的米食用品質好[14]。綜合分析3種米的食用品質，西米米飯的食用品質最高，粳米次之，糯米較差。

2.3 理化特性

2.3.1 溶解度與膨脹度 淀粉吸水膨脹反映了直鏈淀粉的特性，而淀粉的溶解主要是直鏈淀粉從潤脹的顆粒中逸出的過程。淀粉的溶解和膨脹與其顆粒大小、形態(tài)、組成、直鏈和支鏈淀粉的分子量和比例以及支鏈淀粉中長短鏈所占的比例有關。西米粉、粳米粉、糯米粉的溶解度和膨脹度測定結果如圖4所示。由圖4可以看出，隨著溫度的升高，3種粉的溶解度和膨脹度均呈增大趨勢。溫度低于60 ℃，3種粉的溶解度和膨脹度變化幅度較?。淮笥?0 ℃時，西米粉、糯米粉的溶解度和膨脹度急劇上升，表現(xiàn)出相似的溶解和膨脹趨勢，而粳米粉溶解度、膨脹度的上升比較平緩。這可能是由于低溫下，粉中淀粉晶體結構的存在使其在冷水中不能溶解，吸水膨脹緩慢，表現(xiàn)出較低的溶解度和膨脹度；隨著溫度的升高，淀粉開始吸水膨脹，溶解度和膨脹度迅速增大；繼續(xù)加熱，淀粉顆粒開始崩解，直鏈淀粉析出，使得溶解度繼續(xù)增加，淀粉受熱糊化，使得膨脹度增大[15-16]。

2.3.2 凍融穩(wěn)定性 析水率反映淀粉糊凍融穩(wěn)定性。淀粉經凍融后發(fā)生沉凝，膠體結構被破壞，當分子間氫鍵結合時會析出水，從而析水率越低，凍融穩(wěn)定性越好。3種米粉的凍融穩(wěn)定性測定結果見圖5。由圖5可以看出，3種米粉凝膠的凍融穩(wěn)定性有著極顯著的差異(P<0.01)。西米粉的析水率最高(61.01%)，粳米粉次之(51.17%)，糯米粉最低(19.71%)，表明西米粉凝膠的凍融穩(wěn)定性最差，經凍融后膠體被破壞，容易析水，難以保證食品質構，不適用于直接制作冷凍食品，所以在加工過程中有必要對其進行改性以提高其凍融或冷藏穩(wěn)定性[17]。西米具有較差的凍融穩(wěn)定性，與其較高的直鏈淀粉含量有關，直鏈淀粉含量高易發(fā)生老化，凍融穩(wěn)定性差，這與王麗霞等[18]在山藥淀粉研究中發(fā)現(xiàn)的結果一致。凍融穩(wěn)定性除了受直鏈淀粉、蛋白質含量的影響外，可能還與支鏈淀粉鏈長、其他組分(如脂肪含量等)、淀粉顆粒的結晶結構、淀粉特性等有關[19]。

2.3.3 抗消化性 抗性淀粉是指在小腸中能抵抗酶的水解而不被消化，但在結腸內能被微生物發(fā)酵利用的那部分淀粉。不同食物的抗性淀粉含量受其中直鏈淀粉與支鏈淀粉含量、比例、淀粉顆粒的大小、結構以及淀粉分子的聚合度等影響。直鏈淀粉與支鏈淀粉的比值越大，抗性淀粉含量越高；抗性淀粉越多，抗性淀粉水解速度越慢，越不易消化[20]。西米、粳米和糯米的抗性淀粉含量測定結果如圖6所示。3種材料的抗性淀粉含量差異極顯著(P<0.01)，粳米中抗性淀粉含量最高，達到27.38%，糯米最低，僅有3.82%，西米抗性淀粉含量為13.54%，與Loo等[21]研究報道結果接近(12.0%左右)，但明顯低于Arshad等[2]的報道值(62.6%)，這與試驗材料、測定方法不同有關。

3 結論

西米淀粉顆粒為橢球體，顆粒大于糯米和粳米淀粉。西米米飯質地柔軟，黏性大，米湯固體溶出率大，食用品質較好，西米蒸煮時的吸水率和體積膨脹率與粳米、糯米有差異，總體來說西米蒸煮及食味品質優(yōu)于粳米和糯米。西米溶解度和膨脹度與糯米接近但高于粳米，且隨著溫度的升高而增大，有利于西米的蒸煮。西米具有較高的析水率(61.01%)，故凍融穩(wěn)定性較差，不適合直接用于冷凍食品。西米抗性淀粉含量(13.54%)顯著高于糯米(3.82%)，低于粳米(27.38%)。西米與粳米、糯米的品質差異性與其組分、含量以及顆粒結構有關，有待進一步深入分析。

圖4 溫度對溶解度和膨脹度的影響

字母不同表示差異顯著(P<0.05)

字母不同表示差異顯著(P<0.05)