粳米与籼米组合对婴幼儿米粉食用品质的影响

张荣彬 颜景超 高文明 戴志勇 李梦怡 任国谱

(1.中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南 长沙 410004；2.临沂市市场监管综合服务中心，山东 临沂 276001；3.英氏控股集团股份有限公司，湖南 长沙 410000)

大米主要分为粳米、籼米和糯米3类，含有丰富的碳水化合物，以及蛋白质、脂肪及B族维生素等，可作为补充营养素的基础食物，且常被用于婴儿辅助饮食，如奶粉，因为其能促使奶粉中的酪蛋白形成疏松柔软的小凝块，使之更易消化吸收，且具有补脾、和胃、清肺功效。婴儿米粉采用大米为主原料，额外添加水果、蔬菜、肉类等，经多重工序加工，且加工过程通常进行矿物质营养和维生素强化，适于作为6月龄以上婴儿和幼儿的谷物辅助食品[1]。

大米作为婴幼儿米粉中最重要的原料，其基本成分、蒸煮特性、糊化特性和质构特性对婴幼儿米粉的冲调性、黏度、糊口性、细腻程度等食用品质有很大影响[2-3]。目前有关婴幼儿米粉的报道主要集中在污染物的研究[4-6]、配方的设计[7]、工艺的改进[8-10]以及加工过程中营养成分的损失[11]等方面，对于粳米和籼米搭配使用是否能获得更优食用品质的米粉尚未见报道。试验拟研究粳米和籼米组合的理化性质、蒸煮特性、糊化特性和质构特性之间的相关性，确定其最佳搭配比例，从而获得更适合婴幼儿的米粉的大米搭配，为高质量婴幼儿米粉的研发和生产提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

东北珍珠米：黑龙江省宝泉岭农垦山林粮食加工有限制责任公司；

三特籼米：江苏农垦米业集团有限公司。

1.2 仪器与设备

全自动凯氏定氮仪：K-375型，上海沃珑仪器有限公司；

台式低速离心机：LD5-10型，北京京立离心机有限公司；

紫外可见分光光度计：UV1800型，日本岛津公司；

快速黏度分析仪：Super-4型，波通瑞华科学仪器有限公司；

质构仪：TA-XT2型，英国Stable Micro System公司。

1.3 方法

1.3.1 样品制备 粳米与籼米经筛选除杂，选择m籼米∶m粳米为10∶0，9∶1，8∶2，7∶3，6∶4，5∶5，4∶6，3∶7，2∶8，1∶9，0∶10进行组合。

1.3.2 基本理化指标含量测定

(1) 水分：按GB 5009.3—2016执行。

(2) 蛋白质：按GB 5009.5—2016执行。

(3) 脂肪：按GB 5009.6—2016执行。

(4) 直链淀粉：按GB/T 15683—2008执行。

1.3.3 蒸煮特性测定

(1) 大米吸水率：根据文献[12]并修改。取200 mL烧杯和圆柱形金属笼，烧杯中倒入约180 mL的蒸馏水，圆柱形笼中放入10 g大米，将水浴锅升温至100 ℃，蒸煮烧杯中的圆柱形笼30 min，沥干米汤2 min，称量米饭质量，并按式(1)计算大米吸水率。

(1)

式中：

C——大米吸水率，%；

m1——蒸煮后米饭质量，g；

m2——原料大米质量，g。

(2) 米饭膨胀体积：采用排水法测定大米蒸煮前后体积，按式(2)计算米饭膨胀体积。

V=V1-V2，

(2)

式中：

V——米饭膨胀体积，cm3；

V1——蒸煮后米饭体积，cm3；

V2——原料大米体积，cm3。

(3) 米汤 pH值：将米饭吸水率测定中所得米汤盛放于烧杯中，冷却，用 pH检测仪测量其 pH值。

(4) 米汤干物质含量：将经pH检测仪测定后的米汤全部转移至200 mL容量瓶中，定容，取10 mL于玻璃称量皿，105 ℃干燥1 h，得干物质质量。按式(3)计算米汤干物质含量。

(3)

式中：

M——米饭干物质质量，mg/g；

m3——干物质质量，mg；

m2——大米质量，g。

(5) 米汤碘显色值：根据文献[13]对米汤碘显色值进行测定。

1.3.4 糊化特性测定 根据文献[14]的方法测定米粉的峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最终黏度、衰减值、回复值及糊化温度。

1.3.5 质构特性测定 根据文献[15]的方法测定米粉的硬度、弹性、凝聚性、胶黏性、咀嚼性及回复性。采用TPA测试模式，P/36探头，测前速度5 mm/s，测中速度1 mm/s，测后速度5 mm/s，触发力5 g，数据采集率200 pps，50%变形量，保持5 s。

1.3.6 数据处理 所有试验平行3次，结果以平均值±标准差表示。采用SPSS 20.0软件和Excel软件对试验数据进行分析和处理。

2 结果与分析

2.1 基本组分分析

由表1可知，不同种类的大米其基本理化指标含量存在一定的差异，东北珍珠米的蛋白质、直链淀粉和灰分含量低于三特籼米，其差值分别为0.40%，6.02%，0.04%；东北珍珠米的脂肪和水分含量略高于三特籼米，其差值分别为0.20%和4.00%。

2.2 粳米与籼米组合对蒸煮特性的影响

吸水率和膨胀体积是大米蒸煮特性最重要指标，且与煮饭时间息息相关。由表2可知，当m籼米∶m粳米为10∶0时，吸水率和膨胀体积分别为(340.12±4.08)%、(28.34±0.28) cm3；当m籼米∶m粳米为5∶5时，吸水率和膨胀体积分别为(324.72±3.21)%、(24.68±0.12) cm3；当m籼米∶m粳米为0∶10时，吸水率和膨胀体积分别为(305.75±3.21)%、(20.57±0.27) cm3，说明随着三特籼米占比的减少，吸水率和膨胀体积逐渐下降。米汤pH为米饭滋味好坏的重要指标，随三特籼米占比的减少而升高，从5.20±0.02增加至7.20±0.04，增加了38.46%，而米汤pH含量影响因素主要为直链淀粉和脂肪酸值[16-17]，因此三特籼米占比的减少导致直链淀粉含量降低，故pH升高。米汤碘显色值表征米汤中可溶性直链淀粉浓度[18]，随东北珍珠米占比的增加而增加，从0.065±0.004增加至0.083±0.004，增加了27.69%。米汤干物质含量表征光泽与黏度，随着东北珍珠米占比的增加，米汤干物质含量从1.01±0.02增加至2.09±0.02，升高了106.9%。

表1 粳米和籼米的基本理化指标Table 1 Basic physical and chemical indexes of japonica rice and indica rice %

表2 粳米与籼米组合对蒸煮特性的影响 Table 2 The effect of the combination of japonica rice and indica rice on cooking characteristics

由表3可知，吸水率与直链淀粉含量呈极显著正相关(P<0.01)，与蛋白质含量呈显著正相关(P<0.05)，与水分、脂肪含量呈负相关。吸水率与大米的直链淀粉含量有关，直链淀粉对淀粉凝胶化作用具有直接影响，直链淀粉含量越高，凝胶化越强，从而能更好地保护自身结构性质[19]，三特籼米占比的减少降低了样品组合的直链淀粉含量，导致其吸水率降低。膨胀体积与直链淀粉含量和蛋白质含量呈显著正相关(P<0.05)，与水分、脂肪含量呈负相关。蒸煮过程中，直链淀粉含量影响大米的吸水量和体积膨胀的程度，直链淀粉含量越高，吸水率及膨胀体积越大[20-21]，因此三特籼米占比的减少导致直链淀粉含量降低，故样品的膨胀体积变小。米汤pH与水分、脂肪含量呈正相关，与蛋白质、直链淀粉含量呈负相关。米汤碘显色值随三特籼米占比的减少导致可溶性直链淀粉含量降低，因此米汤碘显色值升高。米汤干物质含量与蛋白质有关，因为米汤中蛋白质为非水溶性蛋白质，非水溶性蛋白质越高，米汤干物质含量越低，所以米汤干物质含量随三特籼米占比的减少而升高。

2.3 粳米与籼米组合对糊化特性的影响

糊化特性与米粉口感、食用品质息息相关。由表4可知，随着三特籼米添加量的减少，峰值黏度和崩解值逐渐增加，衰减值、回复值和糊化温度逐渐减小，而最终黏度变化不大。

由表5可知，峰值黏度与直链淀粉、蛋白质含量呈显著负相关(P<0.05)，因为蛋白质会使淀粉颗粒吸水膨胀，也可能是随着加热时间的延长，蛋白质发生变性，使蛋白质表面受体蛋白与水作用能力变低。回复值与直链淀粉含量呈正相关[22-25]，其值反映了米粉糊化后老化的快慢和蒸煮时食用品质的优劣，因为籼米的直链淀粉含量较高，食用品质较差[26]，并且直链淀粉分子间容易相互结合，产生分子间作用力形成氢键，使淀粉凝胶性增强。衰减值与淀粉糊稳定性有关，其含量越高稳定性越差[27]。崩解值与淀粉耐剪切力有关，Isono等[28]研究发现，崩解值与食用品质息息相关，崩解值越大食用品质越高。因此，通过快速黏度测定仪分析食用品质较好的大米，首先要有较高的峰值黏度、崩解值，和较低的衰减值、回复值。糊化温度与直链淀粉、蛋白质含量呈正相关，与水分呈显著负相关，糊化温度越低，淀粉热糊稳定性越强，冷却形成的凝胶强度越大，回生能力越强。所以当m籼米∶m粳米为0∶10时更易糊化，食用品质更高[29]。即在不考虑其他辅料的影响下，只使用东北珍珠米可以获得更好的米粉口感和食用品质。

表3 基本理化指标与蒸煮特性之间的相关性†Table 3 Correlation between basic physical and chemical indicators and cooking characteristics

表4 粳米与籼米组合对糊化特性的影响Table 4 Effect of the combination of japonica rice and indica rice on gelatinization characteristics

2.4 粳米与籼米组合对质构特性的影响

由表6可知，随着三特籼米添加量的减少，米粉的硬度和胶黏性不断降低，硬度从2 010±8下降至1 023±1，下降幅度达49.31%，胶黏性从750±13下降至460±11，下降幅度为38.67%。随着三特籼米添加量的减少，凝聚性、回复性和弹性呈波动下降。

表5 基本理化指标与糊化特性间的相关性†Table 5 Correlation between basic physical and chemical indexes and gelatinization properties

表6 粳米与籼米组合对质构特性的影响Table 6 The effect of the combination of japonica rice and indica rice on texture properties

由表7可知，硬度与蛋白质、直链淀粉呈显著正相关(P<0.05)，与水分、脂肪含量呈显著负相关(P<0.05)，脂肪含量升高会降低淀粉的糊化膨胀速度，从而降低吸水率[30]，三特籼米的添加量减少使大米组合中脂肪含量增高，硬度变低。周显青等[19]研究证明，当淀粉与蛋白质存在时，两者会紧密结合从而增加大米自身硬度，所以蛋白质与直链淀粉含量的减少会使硬度降低。胶黏性与水分、脂肪含量呈显著负相关(P<0.05)，与蛋白质含量呈显著正相关(P<0.05)，与直链淀粉含量呈极显著正相关(P<0.01)，胶黏性是硬度和凝聚性的关联，代表了淀粉分子间相互作用力的大小[31]，三特籼米的添加量减少降低了硬度与直链淀粉含量，导致其胶黏性降低。凝聚性、回复性和弹性与水分、脂肪含量呈显著负相关(P<0.05)，与蛋白质和直链淀粉含量呈正相关，当米粒自身蛋白质含量高时，蛋白质之间会相互紧密结合，压缩淀粉粒间的空隙，此外淀粉颗粒的吸水能力因蛋白质的存在而受到限制，导致淀粉吸水速率和吸水量下降[32]，因此随着三特籼米的添加量减少，蛋白质与直链淀粉含量的降低导致其凝聚性、回复性和弹性降低。

表7 基本理化指标与质构特性间的相关性†Table 7 Correlation between basic physical and chemical indicators and texture properties

3 结论

通过对粳米和籼米进行不同搭配组合，研究其基本理化指标、蒸煮特性、糊化特性和质构特性。结果表明，直链淀粉含量与吸水率、胶黏性呈极显著正相关(P<0.01)，与膨胀体积、硬度呈显著正相关(P<0.05)，与回复值、糊化温度、凝聚性、回复性和弹性呈正相关，与峰值黏度呈显著负相关(P<0.05)，与米汤pH、碘显色值和干物质含量呈负相关。

蒸煮特性中，吸水率和膨胀体积是大米蒸煮品质最重要指标，直链淀粉含量越高，吸水率及膨胀体积越大，因此三特籼米占比的减少导致直链淀粉含量降低，吸水率和膨胀体积变低，蒸煮品质与冲调性变优。糊化特性与米粉口感、食用品质相关，回复值与峰值黏度的比值越小口感越好，大米的组合中当m籼米∶m粳米为0∶10时，回复值与峰值黏度的比值最小口感最好。质构特性上，直链淀粉含量越高，硬度、胶黏性、凝聚性、回复性和弹性越高，因此三特籼米占比的减少导致直链淀粉含量降低，硬度、胶黏性、凝聚性、回复性和弹性降低。综上，在不考虑其他配料影响下，只使用东北珍珠米能获得更好食用品质的婴幼儿米粉。研究只对粳米与籼米组合与婴幼儿米粉食用品质相关性进行了研究，未对粳米与籼米组合的表观物理品质及其制得米饭的气味特性进行测定，可在后期试验中予以解决。