糙米與精米的營養(yǎng)價值與質(zhì)構(gòu)特性比較研究

于 巍，周 堅*，徐群英，汪 蘭，孫啟發(fā)，程琳娟

(1.武漢工業(yè)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430023；2.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北 武漢 430064)

糙米與精米的營養(yǎng)價值與質(zhì)構(gòu)特性比較研究

于 巍1,2，周 堅1,*，徐群英1，汪 蘭2，孫啟發(fā)1，程琳娟1

(1.武漢工業(yè)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430023；2.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北 武漢 430064)

通過檢測糙米和精米營養(yǎng)素，對比其營養(yǎng)素成分含量差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)糙米主要營養(yǎng)素含量遠(yuǎn)高于精米，糙米的營養(yǎng)價值高于精米。利用質(zhì)構(gòu)儀對糙米和精米質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行分析，糙米的硬度高于精米。利用動態(tài)流變儀對糙米粉和精米粉凝膠特性進(jìn)行分析，精米粉凝膠強(qiáng)度高于糙米粉。差示掃描量熱儀測試糙米粉和精米粉的熱特性，發(fā)現(xiàn)升溫過程中糙米粉糊化溫度68.6℃高于精米粉糊化溫度62.4℃，糙米粉難糊化；降溫過程，精米粉在20℃的G′為17210Pa，高于糙米粉11350Pa，精米粉回生變硬現(xiàn)象較為嚴(yán)重。

糙米；精米；營養(yǎng)素；質(zhì)構(gòu)特性

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

糙米 福娃集團(tuán)有機(jī)稻示范基地；精米(福娃集團(tuán)提供的標(biāo)一米)。

硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、甲基紅、次甲基藍(lán)、硫酸銅、硫酸鉀、乙醚、正己烷、碘、硼酸、鹽酸等均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

Q10型差示掃描量熱儀、AR100動態(tài)流變儀 美國TA公司；TA.XT2i物性分析儀 英國SMS公司；DELTA 320pH計 梅特勒-托利多稱重設(shè)備系統(tǒng)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 成分測定

水分的測定：GB/T 54 97—85《糧食、油料檢驗水分測定法》；灰分的測定：GB/T 55 05—85《糧食、

油料檢驗 灰分測定法》；脂肪的測定：GB/T 5512—85《糧食、油料檢驗 粗脂肪測定法》；蛋白質(zhì)的測定：GB/T 55 11—85《糧食、油料檢驗 粗蛋白質(zhì)測定法》)氮轉(zhuǎn)換系數(shù)為5.95；粗纖維的測定：GB/T 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》；不溶性膳食纖維(IDF)的測定：GB/T 12394—90《食物中不溶性膳食纖維的測定方法》；淀粉的測定：碘顯色法；植酸的測定(GB/T 5009.153—2003《植物性食品中植酸的測定》。

糙米和精米主要營養(yǎng)元素送到湖北省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院和湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院測試中心檢測。

1.3.2 質(zhì)構(gòu)檢測

質(zhì)構(gòu)儀檢測參數(shù)見表1，每個樣品在不同部位取樣，測試3次后取平均值[2]。用物性測試儀分析軟件分析讀數(shù)，得到樣品的硬度、彈性、黏附性等數(shù)據(jù)。

表1 質(zhì)構(gòu)儀檢測參數(shù)設(shè)置Table 1 Setting parameters of texture analyzer

1.3.3 流變實驗

米粉預(yù)處理：將精米和糙米粉碎至80目，密封保存。稱取精米粉和糙米粉各1.0g，加入10.0mL去離子水，攪拌均勻，靜置30min，待水分分布均勻后進(jìn)行流變特性測試。

流變測試參數(shù)：間隙設(shè)置1.0mm應(yīng)變力2%，角頻率為5rad/s。

操作步驟：升溫程序從20℃到110℃使淀粉體系糊化，然后降溫至20℃測定淀粉冷卻過程中的凝膠特性變化，升降溫速率5℃/min，最后在25℃條件下進(jìn)行頻率掃描[3]。

1.3.4 差示熱量掃描

將糙米粉和精米粉置于鋁盒中，然后用配套鋁蓋密封，在4℃冰箱內(nèi)平衡24h，以空白鋁盒作為對照，以10℃/min的加熱速率使鋁盒溫度從20℃上升到100℃[4]。記錄并計算吸熱曲線上的起始糊化溫度(T0)、峰值溫度(Tp)和熱焓變化(ΔH)。

2 結(jié)果與分析

2.1 糙米與精米主要營養(yǎng)成分

2.1.1 糙米皮層不同部位營養(yǎng)成分含量

糙米由果皮、種皮、糊粉層、胚乳和胚組成，果皮占1%～2%，種皮和糊粉層占4%～6%，胚占2%～3%，胚乳占89%～93%。由表2可見，糙米籽粒皮層中含有大量的脂肪和膳食纖維，果皮膳食纖維含量高達(dá)30.91%，糊粉層淀粉含量較高。糙米皮層的各種營養(yǎng)元素較均衡，尤其膳食纖維含量高[5-6]。

表2 糙米皮層中不同部位成分含量Table 2 Nutritional components in different parts of brown rice

2.1.2 糙米主要營養(yǎng)素含量及與精米比較

表3 糙米與精米營養(yǎng)素含量比較Table 3 Comparison of nutritional components in brown rice and ordinary milled rice

從表3可以看出，糙米的營養(yǎng)素含量超過精米，微量營養(yǎng)素含量幾倍于精米，其中糙米膳食纖維是精米的4倍、VB13.47倍、VB22.34倍、Fe 4.32倍。最引人注目的是游離γ-氨基丁酸(GABA)含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于精米，是精米的3.94倍，GABA是一種廣泛分布于動植物中的氨基酸，具有健腦、降血壓、神經(jīng)鎮(zhèn)定等作用[7-8]。長期堅持食用糙米食品，不僅能滿足人體營養(yǎng)需求，而且還具有一定保健功效。

2.2 糙米與精米硬度測試分析

表4 糙米與精米硬度測試結(jié)果Table 4 Hardness parameters of brown rice and milled rice

從表4和圖1可以看出，糙米的硬度值和峰面積遠(yuǎn)

遠(yuǎn)大于精米，響應(yīng)時間是壓力達(dá)到最大時需要的時間，一般情況與相同性質(zhì)樣品的硬度成正相關(guān)，表明糙米的硬度要大于精米，測試糙米需要做更多的功，也就是需要更大的能量，原因是糙米與精米相比，外面有皮層包裹，在一定程度上提高了糙米硬度[9-10]。

圖1 糙米和精米質(zhì)構(gòu)測試結(jié)果Fig.1 Texture imaging of brown rice and milled rice

2.3 糙米粉與普通精米粉流變特性分析

圖2 糙米粉與精米粉升、降溫過程中G′變化Fig.2 G′transformation of brown rice powder and milled rice powder

從圖2可以看出，兩種米粉在糊化和升、降溫過程中儲能模量G′的變化趨勢基本一致。升溫過程中，糙米粉的糊化起始溫度和頂點溫度都高于精米粉，糙米粉在68.6℃和84℃，精米粉在62.4℃和77.9℃。原因是糙米粉中脂肪含量高于精米粉，脂肪與淀粉形成復(fù)合物，抑制糊化，延緩老化，此外，蛋白質(zhì)和一些微量元素可以抑制淀粉顆粒吸水膨脹，故糙米粉糊化溫度高于精米粉，也反映了糙米粉的營養(yǎng)成分較精米粉高[11]。

在降溫過程即回生過程，精米粉在2 0℃的G′(17210Pa)高于糙米粉(11350Pa)，此過程表明精米粉回生變硬現(xiàn)象較為突出[12]，也表明冷卻后的糙米粥米粒較精米粥米粒柔軟、口感較好。

圖3 糙米粉與精米粉頻率掃描圖Fig.3 Frequency scanning of brown rice powder and milled rice powder

由圖3可知，精米粉與糙米粉隨頻率變化凝膠強(qiáng)度趨勢一致，凝膠強(qiáng)度隨頻率升高而增強(qiáng)。精米粉在不同頻率下凝膠強(qiáng)度高于糙米粉，原因是精米粉較糙米粉含有較高比例的直鏈淀粉，精米粉體系直鏈淀粉相互交聯(lián)纏繞的機(jī)率比糙米粉體系高，可以形成更多的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)凝膠強(qiáng)度[13-14]。由此可以分析得出，相同料液比的精米粥的黏稠度比糙米粥高。

2.4 糙米粉與精米粉熱量掃描分析

圖4 降溫冷卻過程中的相轉(zhuǎn)變Fig.4 Phase transformation during cooling process

由圖4可以看出，精米粉糊化溫度為64.38℃，糙米粉糊化溫度為68.36℃，與流變儀測試結(jié)果接近。從溫度和吸熱焓看，糙米粉體系的糊化溫度和吸熱焓都高于精米粉體系，原因是糙米粉比精米粉含有較高的脂

肪、蛋白質(zhì)、微量元素等物質(zhì)，會產(chǎn)生更高的位阻，使得直鏈的交聯(lián)聚合受到更大阻礙，需要更多能量才能使之糊化[14-15]。

3 結(jié) 論

3.1 糙米皮層的各種營養(yǎng)元素較均衡，膳食纖維含量較高。糙米的營養(yǎng)元素含量超過精米，微量營養(yǎng)元素含量幾倍于精米，最引人注目的是游離GABA含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于精米，是精米的3.94倍，GABA是哺乳動物腦和脊髓中抑制性神經(jīng)傳達(dá)物質(zhì)，具有健腦、降壓鎮(zhèn)定功效。因此，糙米的保健功能遠(yuǎn)高于精米。

3.2 糙米硬度值13924.23g，精米硬度值8506.60g，糙米硬度遠(yuǎn)高于精米。升溫過程，糙米粉的糊化起始溫度68.6℃和頂點溫度84℃都高于精米粉的62.4℃和77.9℃，在降溫過程即回生過程，精米粉在20℃的G′為17210Pa高于糙米G′的11350Pa，表明精米粉回生變硬現(xiàn)象較為突出。精米粉與糙米粉受熱凝膠強(qiáng)度趨勢一致，凝膠強(qiáng)度隨溫度升高而增強(qiáng)，精米粉受熱凝膠強(qiáng)度高于糙米粉。糙米粉體系的糊化溫度和吸熱焓都高于精米粉體系，表明糙米粉的糊化需要更多能量。

3.3 糙米硬度高，吸熱焓高，不適合做為米制品的加工原料。應(yīng)針對糙米的質(zhì)構(gòu)特點采取適當(dāng)加工方法，采用生物技術(shù)和新的食品加工技術(shù)(如酶解法)，改變糙米原有的一些不適合加工的品性，取其精華，特別利用糙米的功能性成分，將糙米開發(fā)做為功能性大眾食品原料。

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Comparison on Nutritional Values and Textural Properties of Brown Rice and Milled Rice

YU Wei1,2，ZHOU Jian1,*，XU Qun-ying1，WANG Lan2，SUN Qi-fa1，CHENG Lin-juan1
(1. College of Food Science and Engineering, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023, China；2. Institute for Farm Products Processing and Nuclear-Agricultural Technology, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430064, China)

Nutritional components in brown rice and ordinary milled rice was determined and compared to evaluate their nutritional values. Results showed that nutritional value of brown rice was higher than that of ordinary milled rice. The hardness of ordinary milled rice was higher than that of brown rice through the examination by texture analyzer. The gel strength of ordinary milled rice powder was higher than that of brown rice powder through the determination by dynamic rheometer. In addition, thermal properties of brown rice powder and ordinary rice powder were also analyzed using differential scanning calorimeter. The gelatinization temperature of brown rice (68.6 ℃) was higher than that of ordinary milled rice (62.4 ℃). The retrogradation of cooked milled rice powder (17210 Pa) was more obvious than that of brown rice powder (11350 Pa) while cooled at 20 ℃.

brown rice；milled rice；nutritional components；textural property

TS201.7

A

1002-6630(2010)09-0095-04糙米是一種富含營養(yǎng)素的食品，其營養(yǎng)價值已被越來越多的人所接受。與精米相比，糙米中含有的膳食纖維、γ-氨基丁酸、維生素和微量元素等物質(zhì)都對人體健康有著不同的促進(jìn)作用[1]。糙米是最具有發(fā)展?jié)摿Φ娜仁称?，利用糙米開發(fā)新型食品有著廣闊的前景。糙米的營養(yǎng)素含量不同于精米，糙米的質(zhì)構(gòu)和糙米粉流變特性與精米也存在差異，因此，糙米和精米的加工性能存在差異，通過研究糙米和精米營養(yǎng)素含量和質(zhì)構(gòu)特性，分析其成分組成和性質(zhì)差異原因，為開發(fā)糙米食品提供參考。

2009-09-02

于巍(1982—)，男，助理研究員，碩士，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工。E-mail：yuwei_yuxiaomin@163.com

*通信作者：周堅(1960—)，男，教授，博士，研究方向為食品資源開發(fā)。E-mail：yw_whpu@163.com