籼米籽粒苋挤压米的研制

1、和i米籽粒觅挤压米的研制乔艳秋胡杨王雪松汪磊沈汪洋武汉轻工大学食品科学与工程学院中粮米业（仙桃）有限公司 大宗粮油精深加工省部共建教育部重点实验室 湖北省农产品加工与转化重点实验室摘要：以釉米为主要原料，添加籽粒觅全粉，通过双螺杆挤压机制备岀具有更高营养 价值的釉米籽粒觅挤压米。选取套筒温度、螺杆转速、单甘脂添加量、籽粒觅全 粉添加量、水分添加量作为主要因素，以糊化度为考查标准，制备出糊化度低的 釉米籽粒觅挤压米，得到最佳的工艺参数。通过快速黏度仪（rva）、电镜 （sem）、差式量热扫描仪（dsc）等方法对产品品质进行检测。关键词：米山米; 籽粒觅; 挤压米; 工艺参数; 品质;作者简介：乔

2、艳秋（1994）,女，在读硕士，研究方向为谷物资源综合利用开 发。作者简介：沈汪洋（1978）,男，博士，副教授，研究方向为谷物资源综合利 用开发。收稿日期：2017-08-23基金：粮食公益性行业科研专项“营养主食再生米制粒工艺及设备研究” （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籽粒觅是觅科觅属的一年生草本植物，属于c4植物，由茎、叶和籽粒3个部分 组成，目前已经发现有50多个品种4。籽粒觅觅籽中的蛋白质含量和品质皆高 于一般谷物，且氨基酸配比平衡，其蛋白质品质超过了大豆，接近于牛奶，并 富含赖氨酸和人体必需脂肪酸，很适合人类

6、营养需要，籽粒觅蛋白质中含有6% 的赖氨酸，为大米的2倍，是玉米、小麦的3倍。粒觅籽具有明显的降低血 脂和延缓衰老作用，因其含有丰富的蛋口质、脂肪、膳食纤维、糖类，被广泛运 用于饲料、食品和药品等领域固。据了解，已有学者研制出一种色浓、味鲜、 口感醇厚、营养丰富的籽粒觅酱油，其氨基酸总量比原来提高了 35. 1%,其中谷 氨酸提高38. 6%,赖氨酸提高22. 8%,无盐固形物含量提高18.0%4。釉米是我国产量最大的稻米种类，产量高、品质优良、营养丰富，除用作粮食外, 还是食品加工原料，釉米的蛋白质含量，平均约9. 3%,粳米平均约为8. 8%,其 营养价值较粳米高，是一种很有食用潜力的谷物

7、固。由于籽粒觅中含有丰富的 赖氨酸，其含量大约是稻米的2倍、小麦的3倍、玉米和高粱的4倍，而赖氨酸 恰恰是人类营养所必需的6-9。试验旨在通过挤压技术重新造粒牛产釉米籽粒 觅挤压米，使籽粒觅的营养物质得到充分利用，提高了籽粒觅的综合利用程度 和经济效益，也为籽粒觅的进一步开发利用提供参考。1材料与方法1.1材料与试剂 釉米，中粮米业仙桃有限公司提供;籽粒觅，市售;单廿酯、五水合硫酸铜、硫酸 钾、碘化钾、氢氧化钠、五水合硫代硫酸钠、甲基红、无水乙醋、95%乙醇、硫 酸、盐酸、硼酸、澳甲酚绿指示剂、亚甲基蓝指示剂等试剂，均为国产分析纯，其 屮釉米和籽粒觅均过100目筛备用。1. 2试验仪器yb-1

8、000a型高速多功能粉碎机，永康市速锋工贸有限公司产品;rva super4型快 速黏度分析仪，瑞典波通公司产品;ds321i型双螺杆挤压膨化机，济南赛信机械 有限公司产品;q2000差示扫描量热仪，美国ta公司产品;s-3000n型扫描电子显 微镜，日本日立公司产品。1. 3试验方法1. 3. 1挤压米的制备工艺挤压膨化造粒工艺见图1。1原丰斗半粉111莒养添加扬1屋扌半均匀产品图1挤压膨化造粒工艺下载原图 1.3.2釉米籽粒觅挤压米正交试验 依次进行螺杆转速、水分添加量、套筒温度、单廿酯添加量、籽粒觅全粉添加量 5个单因素的优化试验，在前期单因素试验的基础上，进行正交试验的优化工 艺。正交

9、因素与水平设计见表1。表1正交因素与水平设计下载原表水a螺杆转速b水分c套筒温度d单平/ rimin'添加量/%3 / °c添加】1110155002130176003150197004170218001.3.3粒米籽粒觅挤压米的营养成分测定及分析仃）基础营养成分。主要测定釉米籽粒觅挤压米的水分、脂肪、蛋白质、淀粉的 含量（此项送检由武汉食品药品化妆品检验所检测）。（2）釉米和挤压米rva测定。rva测定采用实验室前期研究者晏梦婷等人hq的 方法。（3）釉米和挤压米的dsc测定11。用杜邦堆竭称取3 mg左右的釉米粉或挤压 米粉，按1： 2（质量比）的比例加入重蒸水，制备成样

10、品，密封后置于4°c冰箱 中隔夜平衡，用差示扫描量热仪（dsc）进行测定。扫描温度范围为10100°c, 扫描速率为10°c/mino测定时，以空坦埸作为对照，载气为氮气，氮气的流速 为20 m l/mino每个样品至少做2个平行样，结果取平均值。（4）釉米和挤压米的电镜测定曲。用电子扫描显微镜观察挤压米的颗粒形态。 选取饱满、完整度高的釉米和釉米籽粒觅挤压米，擦干净，将米粒切成厚度约为 1mm的薄片，选择直径最人的作为观察样本，然后将其固定在样品台上，喷金, 加速电压为15 k vo(5) 釉米和挤压米的糊化度测定曲。称取粉碎过60目筛的样品各1 g,分别 放入

11、2个100 m l的锥形瓶中 仙、a2),另取一锥形瓶a。不加试样做空白试验。 3个锥形瓶中均加入蒸镭水50 m l,摇匀，将a1锥形瓶在电炉上用小火微沸糊 化20 min,避免烧干，不停摇动，然后冷却至室温。在ao, ab a23个锥形瓶中, 分别加入稀释的糖化酶5 m l,摇匀后于50°c下恒温水浴保温1 h,并不时摇荡, 及时取出立即加入2 m l盐酸(1 mol/l)终止反应，将3个锥形瓶内的反应物 定容至100 m l,然后过滤备用。移取滤液各10 m l分别放入3个250 m l碘 量瓶中，均准确加入10 ml碘液(0. 05 mol/l)及18 ml氢氧化钠(0. 1

12、mol/l) 溶液，盖塞，在暗处放置15 min,然后迅速各加入2 m l硫酸(10%),用硫代 硫酸钠(0. 05 mol/l)溶液滴定至无色。记录各用去硫代硫酸钠溶液的体积。糊化度=字导乂 1°°%式中:vo滴定空白消耗硫代硫酸钠的体积；vt滴定完全糊化样品消耗硫代硫酸钠的体积;v2滴定样品消耗硫代硫酸钠的体积。2结果与讨论2.1籽粒觅理化指标籽粒觅蛋白质、脂肪、粗纤维的含量都高于小麦、大米和玉米的含量。觅菜籽蛋 白质的一大优点是赖氨酸含量高，氨基酸的组成接近fao/who的推荐值，并且 籽粒觅屮的矿物质含量比其他粮食屮的矿物质含量都丰富。2. 2正交试验结果与分析选取

13、螺杆转速、水分添加量、套筒温度、单廿酯添加量、籽粒觅全粉添加量5 个因素作为主要因素，进行正交试验。正交试验结果见表2。由表2可以看出，在挤压的过程屮，对糊化度影响的主次因素为螺杆转速水分 添加量套筒温度单甘脂添加量籽粒觅全粉添加量，最优组合为a出cde2,即 螺杆转速130 r/min,水分添加量17%,套筒温度50°c,单廿脂添加量0. 2%,籽 粒觅添加量10%。表2正交试验结果下载原表水平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在此最优工艺条件下进行验证试验，测得釉米籽粒觅挤压米糊化度为0. 80,糊 化度值较低。2. 3釉米籽粒觅挤压米的营养品质2. 3.1基础营养成分基础营养成分见表3o表3基础营养成分 下载原表样品淀粉*蛋白质*/g(100 g)-1/g-( 100 g)'1釉米粉原料65.67.31制米籽粒觅挤压米67.88.45注：表3中带*数据为实验室送检武汉食i测报告此数据表明釉米籽粒觅挤压米的淀粉、脂肪、蛋白质含量明显高于制米原料，所 以其

15、含有的营养价值更高。2. 3. 2 r va测定结果与分析rva测定值见表4。下载原表样品峰值保持亠创估黏度黏度朋解值粘米4 409.00 2 006.00 2 403.00 2釉米籽粒觅挤压米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胀导 致相互摩擦，而使黏度增加，最终黏度的值越高代表其淀粉糊的硬度就越大， 回生值代表着淀粉的老化程度，回生值越低，淀粉老化程度越大，所以可以得 出釉米籽粒觅挤压米的淀粉老化程度高于釉米，淀粉糊的硬度低于釉米，淀粉 的膨胀力也低于釉米。崩解值是最高黏度(peak viscosity value, pkv)

16、与热 浆黏度(hot paste value, hpv)的差值，是反映淀粉在高温下耐剪切力的能力 15,即淀粉的热糊稳定性。崩解值越大，则淀粉的热糊稳定性越差。从表4 可以看出，制米籽粒觅挤压米的峰值黏度、保持黏度、崩解值、最终黏度和回生 值都低于釉米，说明釉米-籽粒觅挤压米具有良好的热糊稳定性和冷糊稳定性， 可能是在挤压的过程中淀粉分子的原始结构遭到了破坏，淀粉分子的相对分子 质量减少，导致其黏度值和崩解值下降i161o2. 3.3 dsc测定值的结果与分析dsc测定值见表5。表5 dsc测定值下载原表样品起始温度峰值温度ere6/°c釉米60.7972.29和1米籽粒觅挤压米57

17、.6258.63由表5可以看出，釉米测量出开始糊化的温度为60. 79°c,大于釉米籽粒觅挤压 米测量出的57. 62°c,制米测量出的峰值温度为72.29°c,大于制米籽粒觅挤压 米测量出的58.63°c,制米测量出来的热焰值为7. 275 j/g,大于和i米籽粒觅挤 压米测量出的0. 340 9j/go因为挤压的过程对淀粉的结构已经打乱了一部分，所 以再次向无序结构转变的时候所需要的能量就比较少。同时，也可能因为挤压米 的糊化度比较高，造成糊化度较高的原因可能是温度较高时，分子的热运动就 会加快，同时糊化度也会增加。与此同时，糊化度也随着水分添加量的

18、增加而下 降，随着螺杆转速的增加而降低。釉米的起始温度、峰值温度、终止温度和热焙 值都高于釉米籽粒觅挤压米。经过挤压，其起始温度、峰值温度、终止温度和热 恰值都降低了，庄海宁等人16进行了类似的研究,发现起始温度、峰值温度、 终止温度和热焙值都随着糊化度的增加而降低。这种现象可能是玻璃态向高弹态 的转变，实际上是淀粉链段从有序到无序的过程，而挤压米经过挤压已经实现 了一定程度的无序化，在转变过程中所需的热量较少17。2. 3.4电镜测定釉米电镜扫描见图2,釉米-籽粒觅挤压米电镜扫描见图3。分析扫描电子显微镜图可以看出，制米淀粉颗粒表面较为光滑，只是有一些较 大的颗粒，但是具有规则的表面，彼此的

19、结合也比较紧密;经过挤压膨化z后的 釉米-籽粒觅挤压米，由于糊化的原因，淀粉的颗粒增大，表明有少许的裂纹， 但是总体感官还是接近于釉米的外观，所以由此看来釉米挤压米的外观更优于 釉米挤压米的外观，具有更光滑的外表和更少的断层。图3釉米-籽粒觅挤压米电镜扫描下载原图3结论釉米籽粒觅挤压米的制备最佳工艺方案为螺杆转速130 r/min,水分添加量17%, 套筒温度50°c,单廿脂添加量0. 2%,籽粒觅添加量10%。通过rva测定釉米籽 粒觅挤压米的峰值黏度、保持黏度、崩解值、最终黏度和回牛值均低于釉米，其 峰值吋间则高于釉米。表明釉米籽粒觅挤压米具有良好的热糊稳定性和冷糊稳定 性。通过

20、差示扫描量热仪测得釉米籽粒觅挤压米的起始温度、峰值温度低于柚米, 热焰值低于釉米，因为玻璃态向高弹态的转变实际上是淀粉链段从有序到无序 的过程，而复合米经过挤压已经实现了一定程度的无序化，所以在转变过程中 所需的热量要少。通过电子扫描显微镜观察得出釉米籽粒觅挤压米的外观结构不 如釉米原料紧密，存在较多的裂纹和较大的颗粒。参考文献1 薛丽芝籽粒觅在食品工业中的研究进展及前最j食品工业，2016(5) :257-260.2 徐明生，上官新晨，吴少福，等.籽粒觅蛋白质的提取研究j农业工程学 报，2003 (1) : 43-45.3 孙鸿良籽粒觅100问m北京：中国农业科技出版社,1997:32-81.4 范晓君釉米甜酒的制作工艺研究g1/+国科学技术协会提高全民科学素 质、建设创新型国家一-2006中国科协年会论文集中国科学技术协会， 2006:5-8.5 金增辉.营养强化米及其加工方法j.粮食与油脂，2004 (9) :40-43.6 张锡洲，李廷轩，王昌全富钾植物籽粒觅研究进展j中国农学通报，2005, 21 (4) :230-2357 王隽英，曹卫东，郭永兰，等富钾绿肥籽粒觅的研究j中国土壤与肥料， 1999 (4) :36-39.8 bunce j a effects of environinent during growth on the sensitiv