繆小蘭，梁桉婕，黃伯初，段 杉

(1.華南農(nóng)業(yè)大學食品學院廣東省功能食品活性物重點實驗室//廣東省天然活性物工程技術(shù)研究中心，廣東 廣州 510642；2.陽江市漠陽香農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，廣東 陽江 529500)

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們對精米需求逐年增加，大米加工精度的提高也導致產(chǎn)生的碎米逐年遞增，目前碾米過程中會產(chǎn)生約15%的碎米[1]。相比整米，碎米中含有較多的胚，而胚中蛋白質(zhì)、脂肪、維生素和礦物質(zhì)等成分含量更加豐富，一般碎米中含有約76%的淀粉，8.2%的蛋白質(zhì)和1.6%的脂質(zhì)，況且碎米價格僅為大米的價格的30%～50%[2]，可見碎米是一種優(yōu)質(zhì)廉價的食物資源。

速溶米糊食用方便，營養(yǎng)豐富，可作為普通早餐以及嬰幼兒的食品，市場需求旺盛，以碎米作原料開發(fā)速溶米糊，是碎米利用的有效途徑之一。碎米經(jīng)過膨化，淀粉顆粒結(jié)構(gòu)被破壞，很容易沖調(diào)和糊化，口感更好，也更容易消化。

胡蘿卜富含維生素C、胡蘿卜素、多種礦物質(zhì)、可溶性膳食纖維等，將其添加到米糊中可以與大米營養(yǎng)成分互補。此外，胡蘿卜中的胡蘿卜素不僅顏色鮮艷，而且性質(zhì)穩(wěn)定不易褪色，添加到米糊中可使產(chǎn)品長時間保持誘人的色澤。因此，本研究嘗試以碎米、胡蘿卜粉為原料，制作膨化米糊。

1 材料與方法

1.1 材料

碎米，陽江市漠陽香農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司；胡蘿卜及食用植物油，市售。

1.2 設(shè)備

DC-P3型全自動測色色差計，北京市興光測色儀器公司；SPJ-40 雙螺旋擠出機，陜西得愛食品科技有限公司；101-3 型電熱鼓風干燥箱，上海精宏實驗設(shè)備有限公司；恒溫磁力攪拌器，深圳市沙頭角國華儀器廠；DK-8D 電熱恒溫水槽，上海森信試驗儀器有限公司；JA2003A 電子天平，上海天平儀器廠；NDJ-5S 粘度計，上海平軒科學儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1胡蘿卜的預處理

將胡蘿卜去皮切成1 cm×1 cm的小方丁，分別放在沸水，0.5%的NaHCO3溶液煮沸2 min，取出用冷水沖涼，放置10 min后用色差計測量與新鮮胡蘿卜的色差值，確定護色條件。然后打漿，烘干，磨粉，過篩(60目)。

1.3.2膨化米糊制作工藝

碎米粒淘洗→濾水→干燥調(diào)整水分→雙螺桿機擠壓膨化→粉粹過篩(過80目)→與胡蘿卜粉、食用油混合調(diào)制→包裝→胡蘿卜速溶米糊成品。

1.3.3維生素C的測定

按照GB 5009.86—2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》中 2,6-二氯靛酚滴定法進行測定。

1.3.4比容的測定

1.3.5水溶性指數(shù)(WSI)和吸水性指數(shù)(WAI)的測定

取膨化樣品，準確稱重(M)，放入離心管(稱重W0)中，加入20 ml水，將離心管置于30℃恒溫水浴中保溫30 min，每隔5 min搖動15 s，然后以3 600 r/min離心20 min，將上清液倒入培養(yǎng)皿(稱重W1)中，105℃烘至恒溫(稱重W2)，離心管稱重W3。則水溶性指數(shù)WSI=(W1-W2)/M；吸水性指數(shù)WAI = (W3-W0)/M。

1.3.6米糊分散性的測定

將20 g米糊樣品倒入120 ml 50℃熱水中，并用恒溫磁力攪拌器以60 r/min轉(zhuǎn)速攪拌，記錄米糊從開始加入到完全分散所需時間來表示其分散性。

1.3.7米糊穩(wěn)定性的測定

米糊在50℃水中均勻分散后，停止攪拌，靜置并計時，以保持不分層所持續(xù)的時間表示穩(wěn)定性。

1.3.8米糊黏度的測定

采用NDJ-5S粘度計測定米糊的黏度。

1.3.9感官評價

以經(jīng)過培訓且有感官品嘗經(jīng)驗的10人組成感官評定小組，評定小組男女比例一樣，年齡在21～26周歲。采用簡單描述法，分別對樣品的色澤、滋味、口感等進行描述。評價完成后，統(tǒng)計數(shù)據(jù)和詞匯使用頻率，確定評價結(jié)果[3]。

1.3.10數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

使用Microsoft Excel 2013軟件處理數(shù)據(jù)，除特殊說明，實驗數(shù)據(jù)為3次平行測定結(jié)果，表示為“平均值±標準差”，使用SPSS Statistics 22.0統(tǒng)計軟件，進行多重比較分析(LSD)、單因素方差分析進行處理，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1 胡蘿卜的護色

2.1.1護色方法的選擇

不同護色方法的色差值比較見圖1。

圖1 不同護色方法的色差值比較

由圖1可以看出，在所選取的幾種護色方法當中，將胡蘿卜放入0.5% NaHCO3溶液中漂燙4 min的效果是最好的，其測得的色差值與新鮮胡蘿卜的色差值相差最小，且其色差值均顯著低于其他組別(P<0.05)。沒有經(jīng)過漂燙的胡蘿卜色澤變化最大，與新鮮胡蘿卜的色差值相比最大。因此，選擇用0.5% NaHCO3溶液漂燙胡蘿卜護色。

2.1.2漂燙溫度的選擇

不同漂燙溫度對胡蘿卜的感官評價結(jié)果見表1。

表1 不同漂燙溫度對胡蘿卜的感官評價結(jié)果

由表1可以看出，90℃漂燙下的胡蘿卜感官評價結(jié)果優(yōu)于其他組別，且漂燙后的胡蘿卜色澤鮮艷，有光澤，柔軟度適合打漿，因此，選擇90℃作為胡蘿卜的漂燙溫度。

2.1.3漂燙時間的選擇

不同漂燙時間對胡蘿卜的感官評價結(jié)果見表2。

表2 不同漂燙時間對胡蘿卜的感官評價結(jié)果

從表2看出，漂燙4 min后的胡蘿卜色澤和質(zhì)地較好，軟硬適度，有利于打漿，因此胡蘿卜最佳的漂燙時間應選為4 min。

2.2 胡蘿卜粉中維生素C的測定

不同胡蘿卜種類VC含量的測定見圖2。

圖2 不同胡蘿卜種類VC含量的測定注：1.胡蘿卜粉經(jīng)護色、打漿、烘干、磨粉、過篩等加工工序所制成；2.不同字母表示不同樣品之間同一指標差異顯著(P<0.05)。

由圖2可以看出，經(jīng)加工后的胡蘿卜粉的 VC含量損失較大，由78.5 mg/100 g下降到40.8 mg/100 g；但在放置14 d過程中則VC損失很少，與剛制備好的樣品基本一致，說明胡蘿卜粉貯藏穩(wěn)定性較高，可長期貯藏。漂燙過程中有大量VC因溶于水而損失，這與抗壞血酸氧化酶的作用及漂燙和干燥時的高溫有關(guān)[4]。同時，在干燥過程中，VC也可能發(fā)生非酶褐變導致?lián)p失[5]。

2.3 碎米膨化工藝條件的確定

2.3.1碎米水分對比容、吸水性指數(shù)和水溶性指數(shù)的影響

碎米水分對比容、吸水性指數(shù)和水溶性指數(shù)的影響見圖3。

圖3 碎米水分對比容、吸水性指數(shù)和水溶性指數(shù)的影響注：1.碎米水分13%～19%，螺桿轉(zhuǎn)速134 r/min，供料轉(zhuǎn)速16 r/min，擠壓溫度150℃；2.不同字母表示不同樣品之間同一指標差異顯著(P<0.05)。

由圖3可以看出，隨著碎米水分增加，樣品的比容呈逐漸下降趨勢，水溶性指數(shù)變化趨勢較為平緩，而吸水性指數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，這是因為隨著含水量的增加，碎米中的淀粉顆粒濕潤后，在擠壓膨化過程中因膨脹破裂而發(fā)生糊化反應，促使樣品中的水溶性物質(zhì)增加，導致吸水能力降低，從而造成吸水性指數(shù)下降。膨化動力是依據(jù)物料內(nèi)部水分的能量釋放，因此水分和膨化關(guān)系很大[6]。物料水分過小，產(chǎn)生的能量不足以使高分子結(jié)構(gòu)破壞，影響膨化效果；水分過大，使物料內(nèi)的淀粉提前糊化或蛋白質(zhì)超前變性，阻礙膨化[7]。綜合上述結(jié)果，應選取碎米水分17%。

2.3.2擠壓溫度對比容、吸水性指數(shù)和水溶性指數(shù)的影響

擠壓溫度對比容、吸水性指數(shù)和水溶性指數(shù)的影響見圖4。

圖4 擠壓溫度對比容、吸水性指數(shù)和水溶性指數(shù)的影響注：1.擠壓溫度134～162℃，水分17%，螺桿轉(zhuǎn)速134 r/min，供料轉(zhuǎn)速16 r/min；2.不同字母表示不同樣品之間同一指標差異顯著(P<0.05)。

由圖4可看出，隨溫度升高樣品比容先下降再上升，當擠壓溫度低于146℃時，隨溫度升高比容下降；溫度超過146℃后，擠壓溫度升高比容也升高。這可能是由于膨化溫度過低，水分子運動不劇烈，不易滲透到淀粉的空間內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而導致淀粉糊化不完全，造成比容下降。當擠壓溫度過高時，碎米在機器內(nèi)易焦糊并結(jié)成硬塊，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)雖疏松，但局部仍有少量未完全膨化的淀粉顆粒存在，導致比容不再升高[8]。而吸水性指數(shù)隨著擠壓溫度的升高而逐步上升，水溶性指數(shù)則隨著擠壓溫度的升高而不斷下降。這是因為擠壓溫度較低時，機器內(nèi)物料降解明顯，水溶性物質(zhì)會增加；當擠壓溫度過高時，物料的水分會大量蒸發(fā)，導致吸水性指數(shù)有所增加[9]。綜合上述結(jié)果，應選取擠壓溫度150℃。

2.3.3螺桿轉(zhuǎn)速對比容、吸水性指數(shù)和水溶性指數(shù)的影響

螺桿轉(zhuǎn)速對比容、吸水性指數(shù)和水溶性指數(shù)的影響見圖5。

圖5 不同螺桿轉(zhuǎn)速對比容、吸水性指數(shù)和水溶性指數(shù)的影響注：1.螺桿轉(zhuǎn)速134～268 r/min，水分含量17%，供料轉(zhuǎn)速16 r/min，擠壓溫度150℃；2.不同字母表示不同樣品之間同一指標差異顯著(P<0.05)。

由圖5可看出，隨著螺桿速度提高，樣品的比容先上升再下降，水溶性指數(shù)和水溶性指數(shù)隨著螺桿速度提高變化不明顯。這可能是因為螺桿轉(zhuǎn)速提高，淀粉受到的剪切力增加，一方面導致溫度增加，另一方面導致長鏈的直鏈淀粉變成短鏈的糊精和還原糖，從而淀粉分子的氫鍵作用被削弱而使水分子容易滲入，使膨化均勻；但隨著轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加，物料在機器內(nèi)停留時間短而糊化不充分從而影響比容[10]。綜合上述結(jié)果，選取螺桿轉(zhuǎn)速134 r/min。

2.3.4供料轉(zhuǎn)速對比容、吸水性指數(shù)和水溶性指數(shù)的影響

供料轉(zhuǎn)速對比容、吸水性指數(shù)和水溶性指數(shù)的影響如圖6所示。

圖6 供料轉(zhuǎn)速對比容、吸水性指數(shù)和水溶性指數(shù)的影響注：1.供料轉(zhuǎn)速16～28 r/min，水分17%，螺桿轉(zhuǎn)速134 r/min，擠壓溫度150℃；2.不同字母表示不同樣品之間同一指標差異顯著(P<0.05)。

由圖6可看出，樣品的比容隨著供料轉(zhuǎn)速的增大逐漸降低，這可能是因為水分較低導致物料從機筒處吸收熱量不均不足使得膨化程度下降。隨著供料轉(zhuǎn)速的增大，吸水性指數(shù)變化不明顯；而水溶性指數(shù)則先有所增加，后緩慢降低，于24 r/min時達到最高值。綜合上述結(jié)果，選取供料轉(zhuǎn)速為24 r/min。

有研究表明[11]，在螺桿轉(zhuǎn)速不變的情況下，供料速度增大會使機筒內(nèi)物料的填充程度得到提高，物料所受剪切和摩擦作用加強，有利于淀粉顆粒的破壞，提高膨化程度。另外，供料速度增大時，?？谔幮纬傻膲毫υ黾?，與?？谕獯髿鈮褐g的壓差增大，物料從?？谔帞D出時膨化程度增大。但是，供料速度進一步增大會使物料在機筒內(nèi)攪拌不均勻，造成物料從機筒處吸收熱量的不均，以至于淀粉糊化和熔融程度不相同，在擠出物中存在“硬質(zhì)物”，影響膨化程度和口感。

2.4 胡蘿卜粉添加量的確定

胡蘿卜粉添加量對米糊感官品質(zhì)及分散性、黏度、穩(wěn)定性的影響見表3。

表3 胡蘿卜粉添加量對米糊感官品質(zhì)及分散性、黏度、穩(wěn)定性的影響

從表3看出，10%的胡蘿卜粉添加量對胡蘿卜米糊的色澤、滋味等感官品質(zhì)均優(yōu)于其他組別。胡蘿卜粉添加量10%的米糊，帶有典型的胡蘿卜風味，有點甜味，口感細膩。胡蘿卜米糊的分散性和黏度會隨著胡蘿卜添加量的增加而下降，但均保持較高的穩(wěn)定性。綜合上述結(jié)果，選取胡蘿卜粉添加量為10%。

2.5 植物油添加量的確定

植物油添加量對米糊感官品質(zhì)及分散性、黏度、穩(wěn)定性的影響見表4。

表4 植物油添加量對米糊感官品質(zhì)及分散性、黏度、穩(wěn)定性的影響

從表4可以看出，5%的植物油添加量對米糊滋味、口感等感官品質(zhì)的影響均優(yōu)于其他組別；并且，添加5%的植物油米糊分散時間最短，分散性最好，隨著植物油含量的增加，米糊分散所需時間不斷上升；黏度隨著植物油添加量的增加呈先上升再下降的趨勢；米糊的穩(wěn)定性均較高，均大于2 h。綜合上述結(jié)果，選取植物油添加量為5%。

3 結(jié)論

通過實驗確定最終的碎米胡蘿卜膨化米糊的工藝條件為：胡蘿卜以90℃的0.5% NaHCO3漂燙4 min進行護色，然后打漿，干燥，粉碎。調(diào)整碎米水分為17%、擠壓溫度150℃，螺桿轉(zhuǎn)速134 r/min，供料轉(zhuǎn)速24 r/min進行擠壓膨化，以胡蘿卜粉添加量10%、植物油添加量5%混合調(diào)制成胡蘿卜速溶米糊成品。