添加剂对方便米饭特性的影响

上一篇 / 下一篇 2012-04-11 15:36:54

摘要：研究β-环状糊精、蔗糖脂肪酸酯、柠檬酸和α-淀粉酶对热风干燥型方便米饭的复水率、复水后硬度和黏度的影响，结果表明：β-环状糊精、蔗糖脂肪酸酯和柠檬酸适合作为热风干燥型方便米饭的品质改良剂。采用正交优化试验得出复合食品添加剂的最佳配比：在浸泡水溶液中，添加0.2%β-环状糊精、0.2% 蔗糖脂肪酸酯和0.4%柠檬酸，30℃预浸60min，50℃二次浸泡20min，由其浸泡制得的方便米饭的硬度从1490.152g下降到 1128.125g，黏着性从－1.515g·s增加到－20.336g·s。
    关键词：方便米饭；品质；食品添加剂
    中图分类号：TS251.5文献标识码：A文章编号：1002-6630(2010)24-0120-04
    据中国食品协会专家预测，食品的方便化将成为今后我国食品工业发展的五大趋势之一。α化米饭具有携带方便、保质期长、卫生、经济的特点，很适宜旅游、出差、野外作业以及部队等人员和部门，较能适应当今社会生活节奏，容易普及和大众化[1]。浸泡是方便米饭生产的重要工序。在浸泡时添加适宜的品质改良剂来改善方便米饭加工性能、复水特性和食用品质已成为国内外研究的重点。已有研究发现，在大米浸泡处理过程中添加氢氧化钠、有机酸、乙醇、β-环状糊精、明胶等食品添加剂，均能在不同程度上改善方便米饭的加工性能、复水特性和食用品质[2-8]。淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶也被应用到了方便米饭的制备中，较好的改善了方便米饭的品质[9-11]。可以看出，在浸泡过程中添加不同的食品改良剂以提高方便米饭品质的研究已经取得了较好的效果，但是浸泡过程中运用复配型食品改良剂来改善方便米饭的加工性能、复水特性及食用品质目前仍少有报道。本实验研究了β-环状糊精、蔗糖脂肪酸酯、柠檬酸和α-淀粉酶这4种添加剂对方便米饭品质的影响，并选取适合的添加剂进行复配优化实验，以期为α化米饭的实际生产及品质改良提供依据。
    1·材料与方法
    1.1材料
    原料大米：北大荒长粒香(水分13.34%，淀粉74.03%，直链淀粉17.57%，蛋白质6.63%)市售。食品添加剂：β-环状糊精、蔗糖脂肪酸酯、柠檬酸、α-淀粉酶均为食品级试剂。
    1.2仪器与设备
    HH- 2数显恒温水浴锅国华电器有限公司；DHG-9240A恒温干燥箱上海一恒科学技术有限公司；BCD-183QR冰箱荣事达电冰箱有限公司；AR1140 分析天平美国Ohaus公司；TA-XT plus质地分析仪英国Stable Micro Systems公司。
    1.3方法
    1.3.1工艺流程
    采用二次浸泡、二次蒸煮与热风干燥相结合的工艺[12]。原料大米→清洗→预浸(30℃，60min)→预蒸(100℃，10min)→二次浸泡 (50℃，20min)→二次蒸煮(100℃，10min)→热风干燥(100℃，100min)→冷却→包装→热风干燥方便米饭
    1.3.2物性测定[13]
    使用TA-XT plus质地分析仪，采用TPA(textureprofile analysis)模式，取10g米粒完整的热干样品于50mL烧杯中，加入20g约90℃的热水，加盖置于90℃的水浴中保温10min。然后于5℃冰箱内贮藏备用。将复水后的米粒放入样品盒中，其体积应达到盒子容积的 3/4。测试之前应用100g的物体挤压样品10s，使米粒之间无大的空隙，并使得样品表面平整，将样品盒平放于载物台上，平行2次。分别测定在100、 106、110℃条件下制备的方便米饭复水后的硬度和黏度。
    实验参数：测试前速度1mm/s、测试速度0.5mm/s、测试后速度1mm/s、压缩比70%、探头型号SMS P36R。
    1.3.3复水率的测定[13]
    定量称取方便米饭质量m1置烧杯中，加入5倍的沸水立即加盖，复水一定时间后立即滤干并用吸水纸吸干表面水分，称质量m2，复水率以m2/m1表示。
    1.3.4数据处理与分析
    所有实验进行2～3次重复，每个重复检测2～3次，实验结果以平均值表示。使用SPSS软件(13.0版本)对实验数据进行处理。
    2·结果与分析
    2.1β-环状糊精对方便米饭品质的影响

    由表1可知，β-环状糊精溶液处理对方便米饭的硬度和黏着性影响均极显著(P＜0.01)，但是对方便米饭的复水率影响不显著(P＞0.05)。随着β-环状糊精溶液质量分数的增大，经其处理后制得方便米饭复水后的硬度和黏着性随之增大，产品的复水率则呈现轻微的上下波动。方便米饭物性指标中的硬度和黏着性分别与感官评分中的总分呈显著的负相关[14]，由此可以得出，在β-环状糊精溶液质量分数为0.4%时，经其处理后制得方便米饭品质较好。实验中还发现，经β-环状糊精溶液处理可以改善α化米之间的黏结状况，在干燥过程结束后利于α化米的搓散，且产品的碎米产出率较低。
    2.2蔗糖脂肪酸酯对方便米饭品质的影响

    由表2可知，蔗糖脂肪酸酯溶液处理对方便米饭的硬度和黏着性影响均极显著(P＜0.01)，对方便米饭的复水率影响显著(P＜0.05)。在蔗糖脂肪酸酯溶液质量分数为0.4%时，经其处理后制得方便米饭品质较好。在此质量分数的蔗糖脂肪酸酯溶液处理后制得方便米饭的硬度最低、黏着性较低、复水率最大。蔗糖脂肪酸酯具有亲水能力强、同直链淀粉有较强的生物络合能力，且分散能力强的特点。蔗糖脂肪酸酯可以明显提高淀粉的糊化温度，并有显著的防老化作用 [15]。
    2.3柠檬酸对方便米饭品质的影响

由表3可知，柠檬酸溶液处理对方便米饭的硬度和黏着性影响均极显著(P＜0.01)，对方便米饭的复水率影响也极显著(P＜0.01)。当柠檬酸的质量分数为0.8%时，经其处理后制得方便米饭已经有明显的酸味，所以可用质量分数0.4%柠檬酸来改善方便米饭的食用品质。实验发现，柠檬酸可以显著的改善蒸煮后米饭的感官指标，米饭的透明度和光泽显著增加，对于方便米饭复水后的品质也有较大的改善。Nakatani等[16]也研究了以柠檬酸为主要组成部分的果汁可以令米饭更透明、更有光泽并且更具有黏性。Shin等[17]研究了经过柠檬酸处理后的大米淀粉包含支链淀粉的酸解物(包括直线型和分支结构)和直链淀粉，并且淀粉的表观直链淀粉含量增加。本实验中，大米经过柠檬酸浸泡进行蒸煮，也会产生类似的酸解作用，从而降低了部分支链淀粉和直链淀粉的分子量，有利于蒸煮过程中淀粉的溶出，使得米饭利于延伸并且透明、有光泽。 2.4α-淀粉酶对方便米饭品质的影响

    由表4可知，α-淀粉酶溶液处理对方便米饭的硬度和黏着性影响极显著(P＜0.01)，对方便米饭的复水率影响也极显著(P＜0.01)。经α-淀粉酶处理后制得方便米饭的复水率均小于空白实验，这可能是由于经其处理后的米粒在蒸煮过程中膨胀率较空白实验低所致。虽然经α-淀粉酶处理后制得方便米饭的硬度较小、黏着性较大，且产品易分散，但是方便米饭复水后表面无光泽，α化米粒的持水性差致使米饭的口感较差，所以α-淀粉酶不宜作为热风干燥型方便米饭的品质改良剂。
    2.5复合食品添加剂对方便米饭品质的影响
    综合上述研究结果，选取β-环状糊精、蔗糖脂肪酸酯和柠檬酸为方便米饭品质改良剂。正交试验设计及结果分析见表5，正交试验结果硬度的方差分析见表6，正交试验结果黏着性的方差分析见表7。
    方便米饭的硬度和黏着性两个考察指标，硬度越小、黏着性越大，方便米饭的食用品质越好。对正交表进行直观分析，第1组试验的硬度最小为1015.661g，因素水平为A1B1C1；第7组试验的黏着性最大为－25.211g·s，因素水平为A3B1C3。经过极差分析，影响方便米饭硬度指标的因素主次顺序为 A＞C＞B，因素水平为A1B2C1时，方便米饭硬度指标最小。影响方便米饭黏着性指标的因素主次顺序为C＞B＞A，因素水平为A2B1C3时，方便米饭黏着性指标最小。

从表6可以看出，β-环状糊精对方便米饭的硬度有显著的影响，而蔗糖脂肪酸酯和柠檬酸对硬度的影响则不显著。

    从表7可以看出，β-环状糊精和蔗糖脂肪酸酯对方便米饭的黏着性有显著影响，柠檬酸对方便米饭的黏着性有极显著影响。
    对于方便米饭的硬度和黏着性两个指标，不同因素的影响程度不同，这两个指标所对应的优方案也不同，通过综合平衡法以得到综合的优方案：因素A，对于硬度是主要因素，对于黏着性是次要因素，所以选取对于硬度作为主要因素时的水平，即A1；因素B：对于硬度的影响最小，对于黏着性是次要因素，且在B1和B2两个水平硬度的变化不大，所以选取对于黏着性作为次要因素时的水平，即B1；因素C：对于硬度是次要因素，对于黏着性是主要因素，由于在C2和C3两个水平黏着性的变化不大，而硬度却有较大的变化，所以选取对于硬度作为次要因素时的水平，即C2。综合上述分析，优方案为A1B1C2，即β-环状糊精溶液质量分数0.2%，蔗糖脂肪酸酯溶液质量分数0.2%，柠檬酸溶液质量分数0.4%。
    经过验证实验分析，方便米饭的硬度为1128.125g，黏着性为－20.336g·s，复水时间为8min。
    3·结论
    根据单因素试验，得到β-环状糊精、蔗糖脂肪酸酯和柠檬酸适合作为热风干燥型方便米饭的品质改良剂，而α-淀粉酶不适合作为热风干燥型方便米饭的品质改良剂；根据正交试验，得到复合食品添加剂的最佳配比：β-环状糊精溶液质量分数为0.2%，蔗糖脂肪酸酯溶液质量分数为0.2%，柠檬酸溶液质量分数为 0.4%。
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