刘霞*，邬鑫，王威，李美宁，高敏，杜雅荣
天津科技大学食品工程与生物技术学院(天津300457)
摘要研究了不同淀粉种类、比例及添加量对以高温、高压和挤压熟化工艺生产的营养复合米质构的影响。结果表明，稻米淀粉的添加对营养复合米的硬度影响最明显，随稻米淀粉量先降低后升高，胶着度先升高后降低，咀嚼度逐渐降低，稻米淀粉添加量在50%~55%时，弹性、黏聚性和回复性达到最大，营养复合米综合指标最佳，质构特性最好：小麦粉添加量为6%~10%时，营养复合米的硬度、弹性、咀嚼度、黏聚性及胶着度增加；添加15%马铃薯淀粉时，复合米内部结构紧密；麦芽糊精和醋酸酯淀粉添加量分别为50～10%时，营养复合米有较好的质构特性及食味品质。
关键词 营养复合米；淀粉；质构；挤压
大米是重要的粮食作物之一，我国60%以上的人口以大米为主食。然而，常吃高精米、高精面易引起口腔溃疡等症状，还有近年越来越多的“三高”富贵病。虽然杂豆、高粱、薯类等蛋白质、维生素和矿物质丰富，但其与糙米和全麦粉一样，适口性差，而刚刚富裕起来的国人，对于舌尖上的美味、美感向往，喜欢吃“精”不吃“糙”。同时，糖尿病人、老年人、儿童、孕妇等特殊营养需求的人群苦于没有专用营养搭配食品，不知如何下“口”，致使许多人宁愿像吃药一样吃补品、保健品。
国外，食品强化米( Food fortification)最先由美国于1936年提出，西欧、古巴、哥伦比亚、菲律宾、越南等国逐渐开始生产。至今美国已有60%的包装大米进行了强化，日本的强化大米达10%。但是，国外营养强化米大多通过浸渍法和多次涂膜法对大米进行营养强化，虽效果好、工艺成熟，但加工速度慢、工艺复杂，不适合我国国情。我国90年代立法允许
大米强化，一般是依靠米粒碾磨滚筒的高速转动和推进作用使营养素与米粒表面结合，利用设备内热( 60℃左右)使各种营养素强制进入米粒表层。
营养强化米通过高温、高压及高剪切力，使淀粉发生糊化，经过挤压熟化再造粒生产复合营养强化米，旨在改善人们日常主食的营养结构单一性，提高谷物资源利用率及粮食加工企业的经济效益。但是，重组营养复合米与天然大米内部结构差异明显，直接导致复合米口感与天然大米的较大差距，成为营养复合米产业化的技术瓶颈。课题组前期研究了稻米淀粉、大豆粉、脱脂大豆粉及直链淀粉／支链淀粉添加量对于营养复合米品质的影响，但未对营养复合米质构的调控进行系统分析。
在前期研究基础上，采用挤压强化法以碎米为基料，配以糯米、大豆、玉米、小麦等辅料经过挤压熟化再造粒等加工工艺生产重组大米，研究不同淀粉种类、比例及添加量对以高温、高压和挤压熟化工艺生产的营养复合米质构的影响，为营养强化米配方与工艺优化提供理论依据。
1 材料与方法
1.1试验材料
1.1.1试验原料
马铃薯淀粉、小麦粉、玉米粉、粳米粉、糯米粉、大豆粉：市售，天津本地。
黄原胶：淄博中轩生化有限公司；魔芋精粉：湖北强森魔芋科技有限公司。
1.1.2主要仪器与设备
SLG32-II双螺杆挤压试验机：济南赛百诺科技开发有限公司；TA-XT plus型质构仪、DGG型电热鼓风干燥箱、DZG型电热真空干燥箱：天津市天宇实验仪器有限公司。
1.2试验方法
1.2.1复合米制备工艺流程
试验通过控制稻米粉、小麦粉、马铃薯淀粉、麦芽糊精和醋酸酯淀粉的添加量变或不变，测试这些成分对营养复合米质构的影响。
1.2.2质构的测定
称取试样100 g放入电饭煲中，加入80 m L水，搅拌均匀，蒸煮15 min，保温12 min，选取3粒米放在质构仪载物台上测定。质构分析仪TPA方法测定时参数设置为：测试前速度2.00 mm/s，测试中速度1.00 mm/s，测试后速度1.00 mm/s，触发力值5.0 g，压缩程度70%，2次压缩间隔时间5.00 s，测试探头采用P/3 6R型，测试为压力测试。
1.2.3数据分析
每组做3次重复试验，利用SPSS 13.0及Origin 8.5软件对试验数据进行分析处理。
2结果与讨论
2.1 稻米淀粉对复合米质构的影响
不同稻米淀粉添加量对营养复合米质构特性的影响见图1。
从图1可以看出，随着稻米淀粉的添加量，营养复合米的质构特性变化明显，硬度随稻米淀粉量的添加先降低后升高，当添加量为50%时达到最小值(2 299.45 +44.99)g。弹性随稻米淀粉添加量先升高后降低，当添加量为50%～65%期间弹性在( 0.86±0.03)~(0.88±0.01) mm间，其中添加量为55%时达最高(0.92±0.01)mm。复合米黏聚性也随着淀粉添加量先升高后降低，在50%～65%添加量范围内较佳，( 0.54±0.01)~(0.55±0.01) mm，添加量为55%时达最高(0.57±0.01)mm。随着稻米淀粉的添加量增加复合米的胶着度的变化也与弹性和黏聚度相同，先升高后降低，在55%～65%添加量范围内较佳，(1 955.54+ 33.14)~(2 093.69 +5.86)g。然而，复合米咀嚼性则随稻米淀粉添加量增加不断下降，在50%～65%稻米淀粉添加量期间咀嚼性适中，在(1 905.21+10.23)~(1 635.24±6.24)g，其中稻米淀粉添加量55%时咀嚼度最佳为(1 976.93±4.38)g。复合米回复性也随稻米淀粉添加量增加先上升后下降，50%，55%，60%和65%的稻米淀粉添加量的复合米回复性分别为( 0.19±0.01)，(0.20±0.01)，( 0.20±0.01)和(0.19±0.01)g．s，无显著性差异，而稻米淀粉添加量为45%和70%时，复合米回复
性则分别为( 0.15±0.03)和(0.17±0.00)g．s。由此可见，稻米淀粉的添加量对营养复合米的质构有显著性影响，当稻米淀粉添加量为50%～55%时，营养复合米质构特性较好。
2.2小麦粉对营养复合米质构的影响
不同小麦粉添加量对营养复合米质构特性的影响见表1。
从表1可以看出，随着小麦粉添加量的增加，营养复合米硬度、弹性、咀嚼度和回复性均先升高后降低，小麦粉添加量在0与2%及6%，8%与10%间弹性差异不显著，2%与4%间回复性差异不显著。而随麦粉添加量的增加，在0～10%范围内，黏聚性与胶着度一直逐渐升高，黏聚性随添加量变化显著，6%与8%间胶着度差异不显著。由此可见，虽然小麦粉添加量为6%时，硬度(1 044.73 +13.50)g较8%添加量时的硬度(1013.69±14.88)g大，10%小麦粉添加量时，黏聚性及胶着度分别为( 0.60±0.068)g．s与( 507.90±3.58)g，较8%小麦粉添加量好，但弹性、咀嚼度、黏聚性及胶着度在小麦粉添加8%时达最佳，分别为( 0.87±0.06) mm、(508.68±16.42)g、( 0.58 +0.10)g．s和(495.71+ 7.08)g。综合结果表明，当小麦粉添加量为6%～10%时，营养复合米的质构特性较佳，以8%小麦粉添加量对营养复合米质构最为有利。
2.3马铃薯淀粉对营养复合米质构的影响
不同马铃薯淀粉添加量对营养复合米质构特性的影响见图2。
由图2可以看出，随着马铃薯淀粉添加量的增加，营养复合米质构各指标均呈上升的趋势，营养复合米内的淀粉一淀粉、淀粉一蛋白质及淀粉一脂肪等的交互作用，增强了营养复合米的内部结构。当马铃薯添加量为15%时，复合米的硬度、弹性、黏聚性、胶着度、咀嚼度及回复性值分别为(1 612.15±24.01)g、 ( 0.51±0.02)mm、 (0.48±0.01)g.s、( 951.28±2.57)g、 (805.32±9.69)g、 (0.16±0.01)g．s；而当添加20%马铃薯淀粉时，米粒的硬度、弹性、黏聚性、胶着度、咀嚼度及回复性值分别为(1 872.09±64.04)g、(0.46±0.02)mm、 (0.50±0.02)g.s、 (906.24±16.40)g、( 828.72±5.88)g、(0.16±0.01)g．s，相较15%的添加量，营养复合米硬度、咀嚼度及回复性值大，而弹性、黏聚性及胶着度值小。因此，马铃薯淀粉添加量不宜超过15%。
2.4麦芽糊精对复合米质构的影响
不同麦芽糊精添加量对营养复合米质构特性的影响见表2。
由表2中可以看出，添加麦芽糊精的营养复合米比不添加麦芽糊精的营养复合米在弹性、胶着度及咀嚼度方面有显著的提高，而硬度、回复性变化差异不显著。麦芽糊精添加量为5%与10%所制成的复合米黏聚性、胶着度无显著性差异，硬度、弹性、咀嚼度和回复性具有差异显著性。麦芽糊精添加量为10%时，营养复合米综合指标较好，硬度(2 346.78±37.08)g、弹性(0.86±0.03) mm、黏聚性( 0.52±0.02)g．s、胶着度(1 400.24±18.74)g、咀嚼度(704.33±15.26)g、回复性( 0.10±0.01)g．s。
2.5醋酸酯淀粉对复合营养米质构的影响
不同醋酸酯淀粉添加量对营养复合米质构特性的影响见表3。
由表3中可以看出，添加醋酸酯淀粉后，营养复合米的各项质构指标都有显著提高，其中，不同醋酸酯淀粉添加量对复合米硬度、弹性、咀嚼度及回复性影响显著，而对黏聚性影响不显著。当醋酸酯淀粉添加量为10%时，营养复合米的综合质构最优，硬度、弹性、黏聚性、胶着度、咀嚼度及回复性分别为(2 515.96±54.97)g、(0.96±0.01) mm、( 0.56 +0.02)g.s、(2 081.69±14.14)g、(1263.93±76.91)g和(0.14±0.01)g．s。当醋酸酯淀粉添加量为15%时，营养复合米的硬度及咀嚼度偏大，因此，醋酸酯淀粉添加量不宜超过15%。
3结论与讨论
挤压强化方法生产营养强化米是以大米为基料，配以大豆、糯米、小麦、玉米等辅料经过原料预处理、配料混料、挤压熟化、干燥、冷却及抛光等加工过程制成的人造大米，对于改善主食营养结构意义巨大。但是，相对自然米营养复合米存在硬度大，蒸煮后的米粒咀嚼时有硬心，且有弹性差、黏性小、回复性差及米粒质构疏松等问题，质构特性与蒸煮品质调控已成为制约我国复合米类产品品质和产业化的巨大障碍。
淀粉作为营养复合米的主料，在挤压熟化中由未胶化的白色向凝胶化的无色半透明体转化，糊化淀粉分子相互交换，形成网状空间结构，冷却后定型，成为复合米的网状结构的骨架，对复合米质构调控作用较大。试验研究不同淀粉组成与添加比例对挤压法生产复合米的质构的影响，结果表明，稻米淀粉添加量能直接影响营养复合米硬度、弹性、黏聚性、咀嚼度和胶着度，其中稻米淀粉添加量与营养复合米咀嚼度呈极显著负相关，当稻米淀粉添加量在50%～55%时，营养复合米质构特性最佳；小麦粉添加量的增加将使营养复合米硬度、弹性、咀嚼度、黏聚性及胶着度均增加，当小麦粉添加量为6%～10%时，营养复合米的质构特性最佳；马铃薯淀粉有利于改善营养复合米的质构特性，添加15%马铃薯淀粉时，营养复合米各项质构指标最优；麦芽糊精和醋酸酯淀粉能对营养复合米内部结构进行调整，两者的添加量均为5%～10%时，营养复合米具有良好的质构特性，结合复合米成本因素，麦芽糊精和醋酸酯淀粉的添加量均为5%。最宜。
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