張榮彬 顏景超 高文明 戴志勇 李夢怡 任國譜

(1.中南林業(yè)科技大學食品科學與工程學院，湖南 長沙 410004；2.臨沂市市場監(jiān)管綜合服務中心，山東 臨沂 276001；3.英氏控股集團股份有限公司，湖南 長沙 410000)

大米主要分為粳米、秈米和糯米3類，含有豐富的碳水化合物，以及蛋白質、脂肪及B族維生素等，可作為補充營養(yǎng)素的基礎食物，且常被用于嬰兒輔助飲食，如奶粉，因為其能促使奶粉中的酪蛋白形成疏松柔軟的小凝塊，使之更易消化吸收，且具有補脾、和胃、清肺功效。嬰兒米粉采用大米為主原料，額外添加水果、蔬菜、肉類等，經多重工序加工，且加工過程通常進行礦物質營養(yǎng)和維生素強化，適于作為6月齡以上嬰兒和幼兒的谷物輔助食品[1]。

大米作為嬰幼兒米粉中最重要的原料，其基本成分、蒸煮特性、糊化特性和質構特性對嬰幼兒米粉的沖調性、黏度、糊口性、細膩程度等食用品質有很大影響[2-3]。目前有關嬰幼兒米粉的報道主要集中在污染物的研究[4-6]、配方的設計[7]、工藝的改進[8-10]以及加工過程中營養(yǎng)成分的損失[11]等方面，對于粳米和秈米搭配使用是否能獲得更優(yōu)食用品質的米粉尚未見報道。試驗擬研究粳米和秈米組合的理化性質、蒸煮特性、糊化特性和質構特性之間的相關性，確定其最佳搭配比例，從而獲得更適合嬰幼兒的米粉的大米搭配，為高質量嬰幼兒米粉的研發(fā)和生產提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

東北珍珠米：黑龍江省寶泉嶺農墾山林糧食加工有限制責任公司；

三特秈米：江蘇農墾米業(yè)集團有限公司。

1.2 儀器與設備

全自動凱氏定氮儀：K-375型，上海沃瓏儀器有限公司；

臺式低速離心機：LD5-10型，北京京立離心機有限公司；

紫外可見分光光度計：UV1800型，日本島津公司；

快速黏度分析儀：Super-4型，波通瑞華科學儀器有限公司；

質構儀：TA-XT2型，英國Stable Micro System公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備 粳米與秈米經篩選除雜，選擇m秈米∶m粳米為10∶0，9∶1，8∶2，7∶3，6∶4，5∶5，4∶6，3∶7，2∶8，1∶9，0∶10進行組合。

1.3.2 基本理化指標含量測定

(1) 水分：按GB 5009.3—2016執(zhí)行。

(2) 蛋白質：按GB 5009.5—2016執(zhí)行。

(3) 脂肪：按GB 5009.6—2016執(zhí)行。

(4) 直鏈淀粉：按GB/T 15683—2008執(zhí)行。

1.3.3 蒸煮特性測定

(1) 大米吸水率：根據文獻[12]并修改。取200 mL燒杯和圓柱形金屬籠，燒杯中倒入約180 mL的蒸餾水，圓柱形籠中放入10 g大米，將水浴鍋升溫至100 ℃，蒸煮燒杯中的圓柱形籠30 min，瀝干米湯2 min，稱量米飯質量，并按式(1)計算大米吸水率。

(1)

式中：

C——大米吸水率，%；

m1——蒸煮后米飯質量，g；

m2——原料大米質量，g。

(2) 米飯膨脹體積：采用排水法測定大米蒸煮前后體積，按式(2)計算米飯膨脹體積。

V=V1-V2，

(2)

式中：

V——米飯膨脹體積，cm3；

V1——蒸煮后米飯體積，cm3；

V2——原料大米體積，cm3。

(3) 米湯 pH值：將米飯吸水率測定中所得米湯盛放于燒杯中，冷卻，用 pH檢測儀測量其 pH值。

(4) 米湯干物質含量：將經pH檢測儀測定后的米湯全部轉移至200 mL容量瓶中，定容，取10 mL于玻璃稱量皿，105 ℃干燥1 h，得干物質質量。按式(3)計算米湯干物質含量。

(3)

式中：

M——米飯干物質質量，mg/g；

m3——干物質質量，mg；

m2——大米質量，g。

(5) 米湯碘顯色值：根據文獻[13]對米湯碘顯色值進行測定。

1.3.4 糊化特性測定 根據文獻[14]的方法測定米粉的峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最終黏度、衰減值、回復值及糊化溫度。

1.3.5 質構特性測定 根據文獻[15]的方法測定米粉的硬度、彈性、凝聚性、膠黏性、咀嚼性及回復性。采用TPA測試模式，P/36探頭，測前速度5 mm/s，測中速度1 mm/s，測后速度5 mm/s，觸發(fā)力5 g，數據采集率200 pps，50%變形量，保持5 s。

1.3.6 數據處理 所有試驗平行3次，結果以平均值±標準差表示。采用SPSS 20.0軟件和Excel軟件對試驗數據進行分析和處理。

2 結果與分析

2.1 基本組分分析

由表1可知，不同種類的大米其基本理化指標含量存在一定的差異，東北珍珠米的蛋白質、直鏈淀粉和灰分含量低于三特秈米，其差值分別為0.40%，6.02%，0.04%；東北珍珠米的脂肪和水分含量略高于三特秈米，其差值分別為0.20%和4.00%。

2.2 粳米與秈米組合對蒸煮特性的影響

吸水率和膨脹體積是大米蒸煮特性最重要指標，且與煮飯時間息息相關。由表2可知，當m秈米∶m粳米為10∶0時，吸水率和膨脹體積分別為(340.12±4.08)%、(28.34±0.28) cm3；當m秈米∶m粳米為5∶5時，吸水率和膨脹體積分別為(324.72±3.21)%、(24.68±0.12) cm3；當m秈米∶m粳米為0∶10時，吸水率和膨脹體積分別為(305.75±3.21)%、(20.57±0.27) cm3，說明隨著三特秈米占比的減少，吸水率和膨脹體積逐漸下降。米湯pH為米飯滋味好壞的重要指標，隨三特秈米占比的減少而升高，從5.20±0.02增加至7.20±0.04，增加了38.46%，而米湯pH含量影響因素主要為直鏈淀粉和脂肪酸值[16-17]，因此三特秈米占比的減少導致直鏈淀粉含量降低，故pH升高。米湯碘顯色值表征米湯中可溶性直鏈淀粉濃度[18]，隨東北珍珠米占比的增加而增加，從0.065±0.004增加至0.083±0.004，增加了27.69%。米湯干物質含量表征光澤與黏度，隨著東北珍珠米占比的增加，米湯干物質含量從1.01±0.02增加至2.09±0.02，升高了106.9%。

表1 粳米和秈米的基本理化指標Table 1 Basic physical and chemical indexes of japonica rice and indica rice %

表2 粳米與秈米組合對蒸煮特性的影響 Table 2 The effect of the combination of japonica rice and indica rice on cooking characteristics

由表3可知，吸水率與直鏈淀粉含量呈極顯著正相關(P<0.01)，與蛋白質含量呈顯著正相關(P<0.05)，與水分、脂肪含量呈負相關。吸水率與大米的直鏈淀粉含量有關，直鏈淀粉對淀粉凝膠化作用具有直接影響，直鏈淀粉含量越高，凝膠化越強，從而能更好地保護自身結構性質[19]，三特秈米占比的減少降低了樣品組合的直鏈淀粉含量，導致其吸水率降低。膨脹體積與直鏈淀粉含量和蛋白質含量呈顯著正相關(P<0.05)，與水分、脂肪含量呈負相關。蒸煮過程中，直鏈淀粉含量影響大米的吸水量和體積膨脹的程度，直鏈淀粉含量越高，吸水率及膨脹體積越大[20-21]，因此三特秈米占比的減少導致直鏈淀粉含量降低，故樣品的膨脹體積變小。米湯pH與水分、脂肪含量呈正相關，與蛋白質、直鏈淀粉含量呈負相關。米湯碘顯色值隨三特秈米占比的減少導致可溶性直鏈淀粉含量降低，因此米湯碘顯色值升高。米湯干物質含量與蛋白質有關，因為米湯中蛋白質為非水溶性蛋白質，非水溶性蛋白質越高，米湯干物質含量越低，所以米湯干物質含量隨三特秈米占比的減少而升高。

2.3 粳米與秈米組合對糊化特性的影響

糊化特性與米粉口感、食用品質息息相關。由表4可知，隨著三特秈米添加量的減少，峰值黏度和崩解值逐漸增加，衰減值、回復值和糊化溫度逐漸減小，而最終黏度變化不大。

由表5可知，峰值黏度與直鏈淀粉、蛋白質含量呈顯著負相關(P<0.05)，因為蛋白質會使淀粉顆粒吸水膨脹，也可能是隨著加熱時間的延長，蛋白質發(fā)生變性，使蛋白質表面受體蛋白與水作用能力變低?；貜椭蹬c直鏈淀粉含量呈正相關[22-25]，其值反映了米粉糊化后老化的快慢和蒸煮時食用品質的優(yōu)劣，因為秈米的直鏈淀粉含量較高，食用品質較差[26]，并且直鏈淀粉分子間容易相互結合，產生分子間作用力形成氫鍵，使淀粉凝膠性增強。衰減值與淀粉糊穩(wěn)定性有關，其含量越高穩(wěn)定性越差[27]。崩解值與淀粉耐剪切力有關，Isono等[28]研究發(fā)現，崩解值與食用品質息息相關，崩解值越大食用品質越高。因此，通過快速黏度測定儀分析食用品質較好的大米，首先要有較高的峰值黏度、崩解值，和較低的衰減值、回復值。糊化溫度與直鏈淀粉、蛋白質含量呈正相關，與水分呈顯著負相關，糊化溫度越低，淀粉熱糊穩(wěn)定性越強，冷卻形成的凝膠強度越大，回生能力越強。所以當m秈米∶m粳米為0∶10時更易糊化，食用品質更高[29]。即在不考慮其他輔料的影響下，只使用東北珍珠米可以獲得更好的米粉口感和食用品質。

表3 基本理化指標與蒸煮特性之間的相關性?Table 3 Correlation between basic physical and chemical indicators and cooking characteristics

表4 粳米與秈米組合對糊化特性的影響Table 4 Effect of the combination of japonica rice and indica rice on gelatinization characteristics

2.4 粳米與秈米組合對質構特性的影響

由表6可知，隨著三特秈米添加量的減少，米粉的硬度和膠黏性不斷降低，硬度從2 010±8下降至1 023±1，下降幅度達49.31%，膠黏性從750±13下降至460±11，下降幅度為38.67%。隨著三特秈米添加量的減少，凝聚性、回復性和彈性呈波動下降。

表5 基本理化指標與糊化特性間的相關性?Table 5 Correlation between basic physical and chemical indexes and gelatinization properties

表6 粳米與秈米組合對質構特性的影響Table 6 The effect of the combination of japonica rice and indica rice on texture properties

由表7可知，硬度與蛋白質、直鏈淀粉呈顯著正相關(P<0.05)，與水分、脂肪含量呈顯著負相關(P<0.05)，脂肪含量升高會降低淀粉的糊化膨脹速度，從而降低吸水率[30]，三特秈米的添加量減少使大米組合中脂肪含量增高，硬度變低。周顯青等[19]研究證明，當淀粉與蛋白質存在時，兩者會緊密結合從而增加大米自身硬度，所以蛋白質與直鏈淀粉含量的減少會使硬度降低。膠黏性與水分、脂肪含量呈顯著負相關(P<0.05)，與蛋白質含量呈顯著正相關(P<0.05)，與直鏈淀粉含量呈極顯著正相關(P<0.01)，膠黏性是硬度和凝聚性的關聯，代表了淀粉分子間相互作用力的大小[31]，三特秈米的添加量減少降低了硬度與直鏈淀粉含量，導致其膠黏性降低。凝聚性、回復性和彈性與水分、脂肪含量呈顯著負相關(P<0.05)，與蛋白質和直鏈淀粉含量呈正相關，當米粒自身蛋白質含量高時，蛋白質之間會相互緊密結合，壓縮淀粉粒間的空隙，此外淀粉顆粒的吸水能力因蛋白質的存在而受到限制，導致淀粉吸水速率和吸水量下降[32]，因此隨著三特秈米的添加量減少，蛋白質與直鏈淀粉含量的降低導致其凝聚性、回復性和彈性降低。

表7 基本理化指標與質構特性間的相關性?Table 7 Correlation between basic physical and chemical indicators and texture properties

3 結論

通過對粳米和秈米進行不同搭配組合，研究其基本理化指標、蒸煮特性、糊化特性和質構特性。結果表明，直鏈淀粉含量與吸水率、膠黏性呈極顯著正相關(P<0.01)，與膨脹體積、硬度呈顯著正相關(P<0.05)，與回復值、糊化溫度、凝聚性、回復性和彈性呈正相關，與峰值黏度呈顯著負相關(P<0.05)，與米湯pH、碘顯色值和干物質含量呈負相關。

蒸煮特性中，吸水率和膨脹體積是大米蒸煮品質最重要指標，直鏈淀粉含量越高，吸水率及膨脹體積越大，因此三特秈米占比的減少導致直鏈淀粉含量降低，吸水率和膨脹體積變低，蒸煮品質與沖調性變優(yōu)。糊化特性與米粉口感、食用品質相關，回復值與峰值黏度的比值越小口感越好，大米的組合中當m秈米∶m粳米為0∶10時，回復值與峰值黏度的比值最小口感最好。質構特性上，直鏈淀粉含量越高，硬度、膠黏性、凝聚性、回復性和彈性越高，因此三特秈米占比的減少導致直鏈淀粉含量降低，硬度、膠黏性、凝聚性、回復性和彈性降低。綜上，在不考慮其他配料影響下，只使用東北珍珠米能獲得更好食用品質的嬰幼兒米粉。研究只對粳米與秈米組合與嬰幼兒米粉食用品質相關性進行了研究，未對粳米與秈米組合的表觀物理品質及其制得米飯的氣味特性進行測定，可在后期試驗中予以解決。