不同淀粉添加和老化时间对干米粉品质的影响

吴依云，刘容，2*，覃香妹，陈小梅，潘丽凤

（1.广西科技大学生物与化学工程学院，广西柳州 545006；2.广西柳州螺蛳粉工程技术中心，广西柳州 545006）

米粉是我国南方传统特色食品，因其具有方便、适口、营养等特点，深受我国及东南亚地区人民的喜爱[1]。根据米粉的水分含量情况，可将米粉分为鲜湿米粉、半干米粉和干米粉。随着螺蛳粉产业的发展，米粉以预包装干米粉形式销售至国内外各地，已发展成为百亿规模的大产业。干米粉是以大米为主要原料，通过添加或不添加食用淀粉，经糊化、老化、干燥等工序加工而成[2]。影响干米粉品质的因素较多，其中原料中占比最高的淀粉和加工过程中的老化工序，对米粉品质起着决定性的作用[3-7]。

在鲜湿米粉加工过程中，适当添加食用淀粉、提高原料中的淀粉比例，可使米粉内部网络结构更加致密整齐，有利于改善淀粉的凝胶性能，使米粉不易断条、耐煮、弹性大等，从而改善米粉的品质[5，8]。淀粉老化，又称淀粉回生，是糊化后的淀粉凝胶由无序分子链聚集有序化重排的过程[9-10]。虽然淀粉老化可能导致某些食品品质劣化，但却是干米粉生产的必要工序，有助于米粉形成一定韧性和弹性的多维淀粉凝胶网络结构，对米粉品质调控起着重要作用，淀粉老化不足或老化过度均会影响米粉品质[11-14]。

目前米粉方面的研究多针对鲜湿米粉，对于干米粉加工过程中淀粉添加和老化程度对米粉品质的影响还缺少系统研究。本文结合干米粉的生产实际，探讨在米粉中添加一定比例的玉米淀粉、木薯淀粉，经不同老化时间处理对干米粉复水率、断条率、质构特性、感官特性等品质的影响，以期为优化干米粉生产配方和工艺、提升干米粉品质提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

金龙鱼大米（淀粉72.6%、蛋白质6.4%）：益海嘉里（贵港）粮油食品有限公司；食用玉米淀粉：沧州市华海顺达粮油调料有限公司；食用木薯淀粉：广西农垦明阳淀粉发展有限公司。

1.2 仪器与设备

质构仪（CT3）：美国Brookfield 公司；X 射线衍射仪（Smart Lab SE）：日本Rigaku 公司；多功能打浆机（MJ-LZ25Easy119）：广东美的电器股份有限公司；全自动鼓风干燥机（ZFD-5250）：上海智城分析仪器制造有限公司；恒温水浴锅（HH-6）：上海坤诚科学仪器有限公司；电子天平（JW-B5003）：上海市纪铭称重校验设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 米粉制备工艺流程

大米→浸泡4 h→打浆6 min→过40 目筛→添加淀粉→糊化→挤压成型→4 ℃老化→40 ℃干燥10 h→干米粉。

1.3.2 工艺条件

添加一定比例的玉米淀粉（0%、10%、20%、30%、40%）和木薯淀粉（0%、10%、20%、30%、40%），设置老化时间分别为2、4、6 h，老化温度4 ℃，加水量60%，40 ℃烘干10 h。测定不同工艺条件下干米粉复水率、断条率、质构特性、感官品质。

1.3.3 复水率测定

准确称取干米粉样品m1（g），置于1 000 mL 烧杯中，加入干米粉样品质量7.5 倍的水，加热至100 ℃，转入100 ℃水浴锅中，水浴5 min 后倒入水平放置的标准试验筛中，静置2 min，称量米粉的质量m2（g）。按公式（1）计算复水率（F，%）。

1.3.4 断条率测定

参照SN/T 0395—2018《进出口米粉检验规程》，选择20 cm 以上的米粉为检测对象，用天平称取10.0 g米粉样品2 份，分别置于1 000 mL 烧杯中，按料液比1∶20（g/mL）加入去离子水，加热至水沸腾后放入米粉，浸泡15 min 后，滤去汤汁，过冷水，分离短于10 cm和长于10 cm 的米粉，分别称重，按公式（2）计算断条率（X，%）。

式中：m1为不足10 cm 的米粉质量，g；m为浸泡后米粉的质量，g。

1.3.5 质构特性测定

将不同淀粉添加量的米粉，经老化处理0、2、4、6 h后，用于测定硬度、黏度、弹性等质构指标。测试条件：探头TA4/1000 D 型；采用全质构分析（texture profile analysis，TPA）模式；测前下压速度1.00 mm/s；目标值1.5 mm；触发点负载0.05 N；循环次数2.0。每个样品重复测定5 次，结果取其平均值。

1.3.6 感官品质测定

利用感官评分法对干米粉品质进行打分，从干米粉的形态、色泽、气味、口感、浑汤方面，对干米粉感官品质进行评价。参照DBS 45/051—2018《食品安全地方标准干制米粉》，拟定干米粉感官评价标准，具体见表1。选10 人进行专业培训后，根据感官评分标准进行打分。

表1 干米粉感官评分标准Table 1 Sensory evaluation criteria of dry rice noodles

1.3.7 淀粉有序结构测定

将干米粉粉碎，过100 目筛，密封保存待用。采用铜靶测试靶材，扫描速度5°/min，测试范围5°～45°。

1.4 数据处理

采用Origin 8.5 进行制图，Excel 软件制表进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同淀粉添加量和老化时间对干米粉复水率的影响

2.1.1 不同老化时间下玉米淀粉添加对干米粉复水率的影响

复水率是评价干米粉蒸煮品质的重要指标，大米原料中添加0%、10%、20%、30%、40% 的玉米淀粉，米粉经过2、4、6 h 老化，其干米粉的复水率如图1 所示。

图1 不同老化时间下玉米淀粉添加对干米粉复水率的影响Fig.1 Effect of corn starch addition on the rehydration rate of dry rice noodles over retrogradation time

由图1 可知，玉米淀粉的添加量和老化时间均会对干米粉复水率产生影响。较高含量（30%、40%）的玉米淀粉添加，随着老化时间的延长，干米粉复水率逐渐降低，但添加较低含量（0%、10%）的玉米淀粉，随着老化时间的延长，干米粉复水率整体逐渐升高。总体上，添加20%玉米淀粉时，随着老化时间的延长，干米粉的复水率变化不大。这种结果可能是由于较高含量的玉米淀粉随着老化时间的延长，更容易发生短期回生，淀粉链重排，形成较为致密的微观结构[9]，水分较难进入[13]，复水率呈现下降的趋势。在老化2 h 时，玉米淀粉添加量越高，复水率越高，这可能是由于较短的老化时间，干米粉中淀粉链的重排尚未完成[15]，干米粉结构疏松，蒸煮容易浑汤。在此情况下，玉米淀粉含量较低的干米粉复水过程中蒸煮损失率较高，从而影响到淀粉的复水率结果。为保障米粉的品质，在实际生产中米粉的老化时间通常不短于4 h。

2.1.2 不同老化时间下木薯淀粉添加对干米粉复水率的影响

大米原料中添加0%、10%、20%、30%、40% 的木薯淀粉，米粉经过2、4、6 h 老化，其干米粉的复水率如图2 所示。

图2 不同老化时间下木薯淀粉添加对干米粉复水率的影响Fig.2 Effect of cassava starch addition on the rehydration rate of dry rice noodles over retrogradation time

由图2 可知，不同木薯淀粉的添加量和老化时间均会对干米粉复水率产生影响。老化2 h 时，木薯淀粉添加量越高，复水率越高，但随着老化时间的延长，复水率呈现了相反的趋势。与玉米淀粉添加不同，4 h后，随着老化时间的延长，干米粉整体上呈现复水率逐渐升高的趋势。添加木薯淀粉得到的复水率稍低于玉米淀粉，这可能是因为不同来源淀粉的链结构不同，一般而言，直链淀粉含量对淀粉特性产生影响，玉米淀粉的直链淀粉含量不同于木薯淀粉[16]。

2.2 不同淀粉添加量和老化时间对干米粉断条率的影响

2.2.1 不同老化时间下玉米淀粉添加对干米粉断条率的影响

大米原料中添加0%、10%、20%、30%、40% 的玉米淀粉，米粉经过2、4、6 h 老化，其干米粉的断条率如图3 所示。

图3 不同玉米淀粉添加量下断条率的变化Fig.3 Changes in breaking rate of dry rice noodles produced with different addition amounts of corn starch

由图3 可知，6 h 以内的老化，断条率均随玉米淀粉添加量的增大呈先降低后升高的趋势，添加20%的玉米淀粉可以得到较低的断条率。米粉断条率随着淀粉添加量的变化可能与淀粉的老化过程相关，较低的淀粉含量米粉的黏弹性较低，容易断条，较高的淀粉添加量米粉容易过度老化，同样可能容易造成断条率的升高[8]。综上，老化时间越长，米粉的断条率越高，这可能是由于淀粉老化使米粉链重排，水分向外迁移，米粉出现裂纹甚至断裂。

2.2.2 不同老化时间下木薯淀粉添加对干米粉断条率的影响

大米原料中添加0%、10%、20%、30%、40% 的木薯淀粉，米粉经过2、4、6 h 老化，其干米粉的断条率如图4 所示。

图4 不同木薯淀粉添加量下断条率变化Fig.4 Changes in breaking rate of dry rice noodles produced with different addition amounts of cassava starch

由图4 可知，不同老化时间处理的米粉，其断条率呈现出不同的变化趋势。经老化4、6 h，断条率随木薯淀粉添加量的增大而明显降低，老化2 h 时，呈现先降低后升高的趋势。老化6 h 未添加淀粉的干米粉断条率最高，达58.68%。综上，在木薯淀粉添加的情况下，老化时间明显影响米粉的断条率，影响米粉品质。木薯淀粉与玉米淀粉的断条率表现出一定的差别，这可能是因为二者直链淀粉含量不同，玉米淀粉中的直链淀粉含量高于木薯淀粉。

2.3 不同淀粉添加对米粉质构的影响

淀粉回生的过程中，淀粉链重排和水分迁移，伴随着食品质构特性的变化。粉凝胶的质构特性受多种因素影响，如直链淀粉的分子大小及含量、糊化淀粉颗粒体积、淀粉凝胶中连续相与分散相的相互作用等[17]。基于不添加淀粉、添加20% 玉米淀粉、40% 木薯淀粉3 个水平，经老化0、2、4、6 h，米粉的质构指标见表2。

表2 米粉质构特性分析Table 2 Texture properties of dry rice noodles

如表2 所示，总体上，随着老化时间的延长，米粉的硬度、弹性增加，黏性呈现下降趋势。表明米粉加工过程中淀粉的老化可以调节米粉的黏弹性，改变米粉的品质。随着玉米淀粉和木薯淀粉的添加，也能明显改变米粉质构指标。可见添加淀粉和改变老化时间均能明显影响米粉的质构特性。适当比例的淀粉添加能够使淀粉凝胶的质构品质得到改善，促使淀粉糊化更充分，有效地改善淀粉凝胶机械性能，有利于淀粉的后期老化。米粉硬度变大趋势最快，这与直链淀粉含量高，制成的米粉容易回生的预测结果相符。直链淀粉含量越高，淀粉分子链通过氢键交联聚合，生成的氢键越多，这些氢键的形成使凝胶的硬度和弹性增大[4，18]。随着直链淀粉含量的增加，黏性有逐渐减小的趋势，是因为老化过程中，淀粉链重排，淀粉链结构趋向于有序化，改变了其黏性。

2.4 不同淀粉添加和老化时间对干米粉感官品质的影响

基于不添加淀粉、添加20% 玉米淀粉、40% 木薯淀粉3 个水平，经老化2、4、6 h，通过感官评定分析米粉的感官指标形态、色泽、气味、口感、浑汤等，评定结果见表3。

表3 干米粉感官品质评价Table 3 Sensory evaluation scores of dry rice noodles

由表3 可知，淀粉的添加可以明显改善米粉的感官品质，不添加淀粉时，感官评分较低，仅为49、61 和65。添加20%玉米淀粉和40%木薯淀粉均能明显提高米粉的感官评分，可达到80 左右。根据表3，淀粉的添加可明显改变米粉的形态，提高米粉的光滑度、表面的细腻度；还可以改善米粉的口感和蒸煮特性，提高米粉的黏弹性，得到更佳的口感，这与质构特性的测定结果一致，但是淀粉添加会影响米粉的色泽，加深米粉的颜色，也会降低米粉的米香味。老化时间的延长对米粉的感官品质也会产生明显影响，经过4～6 h 老化，可提高米粉的口感、形态、浑汤等，一定程度上改善米粉品质。

2.5 老化对干米粉中淀粉有序结构的影响

淀粉老化过程伴随着淀粉链凝胶由无序分子链聚集有序化重排的过程，这个过程中有序淀粉链结构重排形成短程有序、半结晶结构[19]，对淀粉类产品的品质产生重要的影响。图5 为不同老化时间（0、6、8 h）干米粉的X-射线衍射图。

图5 不同老化时间干米粉的X-射线衍射图Fig.5 X-ray diffraction patterns of dry rice noodles retrograded for different time periods

由图5 可知，不同老化时间干米粉的X-射线衍射情况存在一定的差别。米粉加工过程中老化0 h，X 射线曲线上无明显的尖峰出现，主要表现出弥散衍射特征峰，表明米粉中淀粉结构为非结晶结构，淀粉链仍然是无定形态，结构无序化[20]。米粉加工过程中老化6 h，在17.1°和20.0°处出现明显的尖峰，在15.3°和22.5°呈现出微弱的峰结构，当老化8 h 时，衍射峰的强度明显强于老化6 h 米粉的峰强度。这表明米粉在老化的过程中，淀粉链之间发生了动态的排列重组，由无序结构逐渐转变为有序结构，从而影响米粉的质构、感官等品质。

3 结论

米粉加工过程中，淀粉添加和老化条件的控制均能明显影响米粉的品质。研究发现，不添加淀粉的米粉品质不佳，体现在断条率高、米粉形态、口感等感官品质较差，添加淀粉可以明显改善米粉的复水率、断条率、质构特性和感官品质。老化时间直接影响米粉的老化程度，对米粉的品质产生重要的影响。研究发现，添加20% 玉米淀粉老化6 h 或者添加40% 木薯淀粉老化6 h 制作出的干米粉品质较好。本研究可为米粉实际生产选择淀粉用量及老化时间提供参考，有利于米粉产业产品品质的提升。