秈米籽粒莧擠壓米的研制

1、和i米籽粒覓擠壓米的研制喬艷秋胡楊王雪松汪磊沈汪洋武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院中糧米業(yè)（仙桃）有限公司 大宗糧油精深加工省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 湖北省農(nóng)產(chǎn)品加工與轉(zhuǎn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室摘要：以釉米為主要原料，添加籽粒覓全粉，通過雙螺桿擠壓機(jī)制備岀具有更高營(yíng)養(yǎng) 價(jià)值的釉米籽粒覓擠壓米。選取套筒溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、單甘脂添加量、籽粒覓全 粉添加量、水分添加量作為主要因素，以糊化度為考查標(biāo)準(zhǔn)，制備出糊化度低的 釉米籽粒覓擠壓米，得到最佳的工藝參數(shù)。通過快速黏度儀（rva）、電鏡 （sem）、差式量熱掃描儀（dsc）等方法對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。關(guān)鍵詞：米山米; 籽粒覓; 擠壓米; 工藝參數(shù); 品質(zhì);作者簡(jiǎn)介：?jiǎn)?/p>

2、艷秋（1994）,女，在讀碩士，研究方向?yàn)楣任镔Y源綜合利用開 發(fā)。作者簡(jiǎn)介：沈汪洋（1978）,男，博士，副教授，研究方向?yàn)楣任镔Y源綜合利 用開發(fā)。收稿日期：2017-08-23基金：糧食公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“營(yíng)養(yǎng)主食再生米制粒工藝及設(shè)備研究” （201313011-5）study on preparation of indies ricegrain amaranth reformed riceqiao yanqiu hu yang wang xuesong wang lei shenwangyangcollege of food science and engineering, wuhanpo

3、lytechnic university; cofco rice (xiantao)limited;abstract：in this study, the indica rice was used as the main raw material to add the grain amaranth powder, and the extruded rice with the higher nutritional value was prepared by the twin-screw extruded. the effeets of sleeve temperature, screw spee

4、d, addition amount of monoglyceride, adding amount of grain amaranth and amount of water were taken as the main factors. the gelatinization degree was determined by the degree of gelatinization. get the best process parameters. and the product qua! ity was tested by rapid visco-analyscr (rva) , scan

5、ning electron microscope (sem) and differential scanning calorimeter (dsc) keyword：indica rice; grain amaranth; refonned rice; process parameter; quality;received： 2017-08-23籽粒覓是覓科覓屬的一年生草本植物，屬于c4植物，由莖、葉和籽粒3個(gè)部分 組成，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有50多個(gè)品種4。籽粒覓覓籽中的蛋白質(zhì)含量和品質(zhì)皆高 于一般谷物，且氨基酸配比平衡，其蛋白質(zhì)品質(zhì)超過了大豆，接近于牛奶，并 富含賴氨酸和人體必需脂肪酸，很適合人類

6、營(yíng)養(yǎng)需要，籽粒覓蛋白質(zhì)中含有6% 的賴氨酸，為大米的2倍，是玉米、小麥的3倍。粒覓籽具有明顯的降低血 脂和延緩衰老作用，因其含有豐富的蛋口質(zhì)、脂肪、膳食纖維、糖類，被廣泛運(yùn) 用于飼料、食品和藥品等領(lǐng)域固。據(jù)了解，已有學(xué)者研制出一種色濃、味鮮、 口感醇厚、營(yíng)養(yǎng)豐富的籽粒覓醬油，其氨基酸總量比原來提高了 35. 1%,其中谷 氨酸提高38. 6%,賴氨酸提高22. 8%,無鹽固形物含量提高18.0%4。釉米是我國(guó)產(chǎn)量最大的稻米種類，產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良、營(yíng)養(yǎng)豐富，除用作糧食外, 還是食品加工原料，釉米的蛋白質(zhì)含量，平均約9. 3%,粳米平均約為8. 8%,其 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較粳米高，是一種很有食用潛力的谷物

7、固。由于籽粒覓中含有豐富的 賴氨酸，其含量大約是稻米的2倍、小麥的3倍、玉米和高粱的4倍，而賴氨酸 恰恰是人類營(yíng)養(yǎng)所必需的6-9。試驗(yàn)旨在通過擠壓技術(shù)重新造粒牛產(chǎn)釉米籽粒 覓擠壓米，使籽粒覓的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得到充分利用，提高了籽粒覓的綜合利用程度 和經(jīng)濟(jì)效益，也為籽粒覓的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。1材料與方法1.1材料與試劑 釉米，中糧米業(yè)仙桃有限公司提供;籽粒覓，市售;單廿酯、五水合硫酸銅、硫酸 鉀、碘化鉀、氫氧化鈉、五水合硫代硫酸鈉、甲基紅、無水乙醋、95%乙醇、硫 酸、鹽酸、硼酸、澳甲酚綠指示劑、亞甲基藍(lán)指示劑等試劑，均為國(guó)產(chǎn)分析純，其 屮釉米和籽粒覓均過100目篩備用。1. 2試驗(yàn)儀器yb-1

8、000a型高速多功能粉碎機(jī)，永康市速鋒工貿(mào)有限公司產(chǎn)品;rva super4型快 速黏度分析儀，瑞典波通公司產(chǎn)品;ds321i型雙螺桿擠壓膨化機(jī)，濟(jì)南賽信機(jī)械 有限公司產(chǎn)品;q2000差示掃描量熱儀，美國(guó)ta公司產(chǎn)品;s-3000n型掃描電子顯 微鏡，日本日立公司產(chǎn)品。1. 3試驗(yàn)方法1. 3. 1擠壓米的制備工藝擠壓膨化造粒工藝見圖1。1原豐斗半粉111莒養(yǎng)添加揚(yáng)1屋扌半均勻產(chǎn)品圖1擠壓膨化造粒工藝下載原圖 1.3.2釉米籽粒覓擠壓米正交試驗(yàn) 依次進(jìn)行螺桿轉(zhuǎn)速、水分添加量、套筒溫度、單廿酯添加量、籽粒覓全粉添加量 5個(gè)單因素的優(yōu)化試驗(yàn)，在前期單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行正交試驗(yàn)的優(yōu)化工 藝。正交

9、因素與水平設(shè)計(jì)見表1。表1正交因素與水平設(shè)計(jì)下載原表水a(chǎn)螺桿轉(zhuǎn)速b水分c套筒溫度d單平/ rimin'添加量/%3 / °c添加】1110155002130176003150197004170218001.3.3粒米籽粒覓擠壓米的營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定及分析仃）基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)成分。主要測(cè)定釉米籽粒覓擠壓米的水分、脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉的 含量（此項(xiàng)送檢由武漢食品藥品化妝品檢驗(yàn)所檢測(cè)）。（2）釉米和擠壓米rva測(cè)定。rva測(cè)定采用實(shí)驗(yàn)室前期研究者晏夢(mèng)婷等人hq的 方法。（3）釉米和擠壓米的dsc測(cè)定11。用杜邦堆竭稱取3 mg左右的釉米粉或擠壓 米粉，按1： 2（質(zhì)量比）的比例加入重蒸水，制備成樣

10、品，密封后置于4°c冰箱 中隔夜平衡，用差示掃描量熱儀（dsc）進(jìn)行測(cè)定。掃描溫度范圍為10100°c, 掃描速率為10°c/mino測(cè)定時(shí)，以空坦埸作為對(duì)照，載氣為氮?dú)?，氮?dú)獾牧魉?為20 m l/mino每個(gè)樣品至少做2個(gè)平行樣，結(jié)果取平均值。（4）釉米和擠壓米的電鏡測(cè)定曲。用電子掃描顯微鏡觀察擠壓米的顆粒形態(tài)。 選取飽滿、完整度高的釉米和釉米籽粒覓擠壓米，擦干凈，將米粒切成厚度約為 1mm的薄片，選擇直徑最人的作為觀察樣本，然后將其固定在樣品臺(tái)上，噴金, 加速電壓為15 k vo(5) 釉米和擠壓米的糊化度測(cè)定曲。稱取粉碎過60目篩的樣品各1 g,分別 放入

11、2個(gè)100 m l的錐形瓶中 仙、a2),另取一錐形瓶a。不加試樣做空白試驗(yàn)。 3個(gè)錐形瓶中均加入蒸鐳水50 m l,搖勻，將a1錐形瓶在電爐上用小火微沸糊 化20 min,避免燒干，不停搖動(dòng)，然后冷卻至室溫。在ao, ab a23個(gè)錐形瓶中, 分別加入稀釋的糖化酶5 m l,搖勻后于50°c下恒溫水浴保溫1 h,并不時(shí)搖蕩, 及時(shí)取出立即加入2 m l鹽酸(1 mol/l)終止反應(yīng)，將3個(gè)錐形瓶?jī)?nèi)的反應(yīng)物 定容至100 m l,然后過濾備用。移取濾液各10 m l分別放入3個(gè)250 m l碘 量瓶中，均準(zhǔn)確加入10 ml碘液(0. 05 mol/l)及18 ml氫氧化鈉(0. 1

12、mol/l) 溶液，蓋塞，在暗處放置15 min,然后迅速各加入2 m l硫酸(10%),用硫代 硫酸鈉(0. 05 mol/l)溶液滴定至無色。記錄各用去硫代硫酸鈉溶液的體積。糊化度=字導(dǎo)乂 1°°%式中:vo滴定空白消耗硫代硫酸鈉的體積；vt滴定完全糊化樣品消耗硫代硫酸鈉的體積;v2滴定樣品消耗硫代硫酸鈉的體積。2結(jié)果與討論2.1籽粒覓理化指標(biāo)籽粒覓蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維的含量都高于小麥、大米和玉米的含量。覓菜籽蛋 白質(zhì)的一大優(yōu)點(diǎn)是賴氨酸含量高，氨基酸的組成接近fao/who的推薦值，并且 籽粒覓屮的礦物質(zhì)含量比其他糧食屮的礦物質(zhì)含量都豐富。2. 2正交試驗(yàn)結(jié)果與分析選取

13、螺桿轉(zhuǎn)速、水分添加量、套筒溫度、單廿酯添加量、籽粒覓全粉添加量5 個(gè)因素作為主要因素，進(jìn)行正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)結(jié)果見表2。由表2可以看出，在擠壓的過程屮，對(duì)糊化度影響的主次因素為螺桿轉(zhuǎn)速水分 添加量套筒溫度單甘脂添加量籽粒覓全粉添加量，最優(yōu)組合為a出cde2,即 螺桿轉(zhuǎn)速130 r/min,水分添加量17%,套筒溫度50°c,單廿脂添加量0. 2%,籽 粒覓添加量10%。表2正交試驗(yàn)結(jié)果下載原表水平abcd111112122231333414445212362214723418243293134103243113312123421134142144231154324164413k0.9

14、05 00.920 00.882 50.935k20.860 00.875 00.907 50.872瓦0.897 50.892 50.892 50.897在此最優(yōu)工藝條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，測(cè)得釉米籽粒覓擠壓米糊化度為0. 80,糊 化度值較低。2. 3釉米籽粒覓擠壓米的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)2. 3.1基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)成分基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)成分見表3o表3基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)成分 下載原表樣品淀粉*蛋白質(zhì)*/g(100 g)-1/g-( 100 g)'1釉米粉原料65.67.31制米籽粒覓擠壓米67.88.45注：表3中帶*數(shù)據(jù)為實(shí)驗(yàn)室送檢武漢食i測(cè)報(bào)告此數(shù)據(jù)表明釉米籽粒覓擠壓米的淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)含量明顯高于制米原料，所 以其

15、含有的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高。2. 3. 2 r va測(cè)定結(jié)果與分析rva測(cè)定值見表4。下載原表樣品峰值保持亠創(chuàng)估黏度黏度朋解值粘米4 409.00 2 006.00 2 403.00 2釉米籽粒覓擠壓米355.0070.00285.00峰值黏度是反映淀粉的吸水率和增稠性ini,是由于淀粉吸收水分之后膨脹導(dǎo) 致相互摩擦，而使黏度增加，最終黏度的值越高代表其淀粉糊的硬度就越大， 回生值代表著淀粉的老化程度，回生值越低，淀粉老化程度越大，所以可以得 出釉米籽粒覓擠壓米的淀粉老化程度高于釉米，淀粉糊的硬度低于釉米，淀粉 的膨脹力也低于釉米。崩解值是最高黏度(peak viscosity value, pkv)

16、與熱 漿黏度(hot paste value, hpv)的差值，是反映淀粉在高溫下耐剪切力的能力 15,即淀粉的熱糊穩(wěn)定性。崩解值越大，則淀粉的熱糊穩(wěn)定性越差。從表4 可以看出，制米籽粒覓擠壓米的峰值黏度、保持黏度、崩解值、最終黏度和回生 值都低于釉米，說明釉米-籽粒覓擠壓米具有良好的熱糊穩(wěn)定性和冷糊穩(wěn)定性， 可能是在擠壓的過程中淀粉分子的原始結(jié)構(gòu)遭到了破壞，淀粉分子的相對(duì)分子 質(zhì)量減少，導(dǎo)致其黏度值和崩解值下降i161o2. 3.3 dsc測(cè)定值的結(jié)果與分析dsc測(cè)定值見表5。表5 dsc測(cè)定值下載原表樣品起始溫度峰值溫度ere6/°c釉米60.7972.29和1米籽粒覓擠壓米57

17、.6258.63由表5可以看出，釉米測(cè)量出開始糊化的溫度為60. 79°c,大于釉米籽粒覓擠壓 米測(cè)量出的57. 62°c,制米測(cè)量出的峰值溫度為72.29°c,大于制米籽粒覓擠壓 米測(cè)量出的58.63°c,制米測(cè)量出來的熱焰值為7. 275 j/g,大于和i米籽粒覓擠 壓米測(cè)量出的0. 340 9j/go因?yàn)閿D壓的過程對(duì)淀粉的結(jié)構(gòu)已經(jīng)打亂了一部分，所 以再次向無序結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的時(shí)候所需要的能量就比較少。同時(shí)，也可能因?yàn)閿D壓米 的糊化度比較高，造成糊化度較高的原因可能是溫度較高時(shí)，分子的熱運(yùn)動(dòng)就 會(huì)加快，同時(shí)糊化度也會(huì)增加。與此同時(shí)，糊化度也隨著水分添加量的

18、增加而下 降，隨著螺桿轉(zhuǎn)速的增加而降低。釉米的起始溫度、峰值溫度、終止溫度和熱焙 值都高于釉米籽粒覓擠壓米。經(jīng)過擠壓，其起始溫度、峰值溫度、終止溫度和熱 恰值都降低了，莊海寧等人16進(jìn)行了類似的研究,發(fā)現(xiàn)起始溫度、峰值溫度、 終止溫度和熱焙值都隨著糊化度的增加而降低。這種現(xiàn)象可能是玻璃態(tài)向高彈態(tài) 的轉(zhuǎn)變，實(shí)際上是淀粉鏈段從有序到無序的過程，而擠壓米經(jīng)過擠壓已經(jīng)實(shí)現(xiàn) 了一定程度的無序化，在轉(zhuǎn)變過程中所需的熱量較少17。2. 3.4電鏡測(cè)定釉米電鏡掃描見圖2,釉米-籽粒覓擠壓米電鏡掃描見圖3。分析掃描電子顯微鏡圖可以看出，制米淀粉顆粒表面較為光滑，只是有一些較 大的顆粒，但是具有規(guī)則的表面，彼此的

19、結(jié)合也比較緊密;經(jīng)過擠壓膨化z后的 釉米-籽粒覓擠壓米，由于糊化的原因，淀粉的顆粒增大，表明有少許的裂紋， 但是總體感官還是接近于釉米的外觀，所以由此看來釉米擠壓米的外觀更優(yōu)于 釉米擠壓米的外觀，具有更光滑的外表和更少的斷層。圖3釉米-籽粒覓擠壓米電鏡掃描下載原圖3結(jié)論釉米籽粒覓擠壓米的制備最佳工藝方案為螺桿轉(zhuǎn)速130 r/min,水分添加量17%, 套筒溫度50°c,單廿脂添加量0. 2%,籽粒覓添加量10%。通過rva測(cè)定釉米籽 粒覓擠壓米的峰值黏度、保持黏度、崩解值、最終黏度和回牛值均低于釉米，其 峰值吋間則高于釉米。表明釉米籽粒覓擠壓米具有良好的熱糊穩(wěn)定性和冷糊穩(wěn)定 性。通過

20、差示掃描量熱儀測(cè)得釉米籽粒覓擠壓米的起始溫度、峰值溫度低于柚米, 熱焰值低于釉米，因?yàn)椴ＡB(tài)向高彈態(tài)的轉(zhuǎn)變實(shí)際上是淀粉鏈段從有序到無序 的過程，而復(fù)合米經(jīng)過擠壓已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一定程度的無序化，所以在轉(zhuǎn)變過程中 所需的熱量要少。通過電子掃描顯微鏡觀察得出釉米籽粒覓擠壓米的外觀結(jié)構(gòu)不 如釉米原料緊密，存在較多的裂紋和較大的顆粒。參考文獻(xiàn)1 薛麗芝籽粒覓在食品工業(yè)中的研究進(jìn)展及前最j食品工業(yè)，2016(5) :257-260.2 徐明生，上官新晨，吳少福，等.籽粒覓蛋白質(zhì)的提取研究j農(nóng)業(yè)工程學(xué) 報(bào)，2003 (1) : 43-45.3 孫鴻良籽粒覓100問m北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社,1997:32-81.4 范曉君釉米甜酒的制作工藝研究g1/+國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)提高全民科學(xué)素 質(zhì)、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家一-2006中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)， 2006:5-8.5 金增輝.營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化米及其加工方法j.糧食與油脂，2004 (9) :40-43.6 張錫洲，李廷軒，王昌全富鉀植物籽粒覓研究進(jìn)展j中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2005, 21 (4) :230-2357 王雋英，曹衛(wèi)東，郭永蘭，等富鉀綠肥籽粒覓的研究j中國(guó)土壤與肥料， 1999 (4) :36-39.8 bunce j a effects of environinent during growth on the sensitiv