米粉加工基本知识与技术

实用文档目录第一章概述(1)……………………第一节米粉的起源和现状(1)…………………一、桂林米粉(1)………………二、过桥米线(3)………………三、常德米粉(4)………………第二节方便米粉的现状与发展趋势(5)………一、方便米粉的现状(5)…………二、方便米粉的发展趋势(8)……第三节米粉的分类(9)…………一、切粉和榨粉(9)……………二、米粉的分类(9)……………第二章稻米的结构和性质(11)…………………第一节稻谷的起源与分布(11)………………第二节稻谷的分类(12)………一、中国稻谷的分类(13)………二、国外稻谷的分类(14)………第三节稻米的结构与成分(15)………………一、稻米的结构(15)……………二、稻米的成分(16)……………第四节稻米适合制作米粉的指标(23)………一、质量标准(24)………………二、理化指标(24)………………三、糊化特性(27)………………第三章米粉生产的理论基础(29)………………第一节淀粉糊化(29)…………一、淀粉的糊化特性(29)………二、影响淀粉糊化的因素(32)……第二节淀粉凝胶(33)…………一、大米淀粉的凝胶形成过程(34)………………二、淀粉凝胶的形成机理(34)……三、大米淀粉理化指标和凝胶特性的相关分析(36)………………第三节淀粉老化(36)…………一、老化的概念(36)……………二、影响老化的因素(36)………三、老化在米粉制作中的作用(39)………………第四节大米的储藏与熟化(39)………………一、大米陈化的概念(39)………二、大米陈化的机理(40)………三、大米陈化的综合影响学说(41)………………四、大米陈化过程的理化变化(42)………………五、大米陈化过程中米粒结构的变化(42)………六、大米后熟制作米粉的机理(43)………………第五节大米发酵机理(43)……一、大米发酵过程中的主要微生物(43)…………二、发酵过程中大米理化成分的变化(46)………三、发酵对米粉品质的影响(50)…………………第六节螺杆挤压技术(51)……一、挤压原理、生产工艺及特点(51)……………二、挤压过程中的理化变化(52)…………………三、挤压技术在方便米粉生产中的应用(54)……第七节干燥技术(56)…………一、热风干燥(56)………………二、真空干燥(57)………………2米粉加工原理与技术三、微波干燥(58)………………四、微波真空干燥(60)…………第八节速冻技术(60)…………一、速冻的概念(60)……………二、影响速冻食品质量的关键因素(61)…………第四章米粉生产的辅料和添加剂(63)…………第一节米粉生产辅料(63)……一、水(63)……………………二、玉米淀粉(63)………………三、乳酸(64)……………………四、柠檬酸(64)…………………第二节食品添加剂(64)………一、食用马铃薯淀粉(64)………二、马铃薯变性淀粉(66)………三、食盐(66)……………………四、磷酸盐类(66)………………五、乳化剂(67)…………………六、焦亚硫酸钠(亚硫酸钠)(68)…………………七、醋精(醋酸)(68)……………八、增稠剂(69)…………………九、酶制剂(69)…………………第五章鲜湿米粉生产的工艺与技术(71)………第一节圆米粉生产技术(71)…………………一、发酵米粉生产技术(71)……二、自熟法米粉生产技术(75)……第二节切条米粉生产技术(76)………………一、鲜河粉简介(76)……………二、鲜河粉工艺流程(77)………三、添加几种淀粉对鲜河粉品质的影响(77)……3目录第六章方便米粉生产工艺与技术(79)…………第一节方便米粉生产技术(79)………………一、自熟式方便米粉生产技术(79)………………二、传统工艺方便米粉生产技术(84)……………第二节方便河粉的生产原理及工艺技术(85)………………一、生产原理(85)………………二、生产机械与设备(85)………三、生产工艺流程(86)…………四、操作要点(87)………………五、影响方便河粉质量的因素(91)………………六、产品质量(91)………………七、关键技术与设备(94)………第三节保鲜方便米粉生产技术(96)…………一、保鲜方便米粉制作工艺(96)…………………二、保鲜方便米粉抗老化关键技术(107)…………三、保鲜米粉成品检验操作标准(110)…………第七章非方便米粉生产工艺与技术(114)………第一节直条米粉(114)…………一、直条米粉生产的工艺流程(114)……………二、关键技术(118)……………三、质量指标(119)……………第二节波纹米粉生产技术(120)………………一、生产流程(120)……………二、湿法生产的技术关键及其难点(124)…………三、质量标准(126)……………第三节速冻米粉(126)…………一、速冻保藏原理(126)…………二、工艺流程(127)……………三、主要设备(128)……………4米粉加工原理与技术四、产品质量指标(128)…………五、速冻米粉的优点(129)………第八章方便米粉的调味料(130)…………………第一节方便米粉调味料的原料和辅料(130)…一、基础调味料(130)…………二、鲜味调味料(138)…………三、天然调味料(139)…………四、复合调味料(141)…………五、着色剂(143)………………六、填充剂(143)………………七、香精(143)…………………第二节方便米粉调味料的生产技术(144)……一、调味的基本原理(144)………二、超临界萃取技术在调味料生产中的应用(145)………………三、杀菌技术在调味料生产中的应用(147)………四、脱水蔬菜(148)……………五、喷雾干燥技术在调味料生产中的应用(152)…六、调味料的自动包装技术(153)………………第三节方便米粉调味料的生产工艺和配方(155)……………一、方便米粉调味料的生产(155)………………二、方便米粉调味料的配方(162)………………第九章方便米粉的质量检验与标准(168)………第一节方便米粉质量检验的常用方法(168)…一、样品处理(168)……………二、质量检验常用的方法(170)…………………第二节方便米粉质量检验的项目和方法(176)………………一、原料、辅料和包装材料(176)…………………二、粉包(182)…………………三、酱包(182)…………………5目录四、鲜米粉(183)………………第三节HACCP在方便米粉生产中的应用(184)……………一、HACCP在方便米粉粉包生产中的应用(184)…二、HACCP在方便米粉酱包生产中的应用(188)…三、HACCP在鲜米粉生产中的应用(194)………附录(203)……………参考文献(220)………6米粉加工原理与技术第一章概述米粉,又叫米线、河粉,是以大米为原料,经过浸泡、粉碎或磨浆、糊化、挤丝(或切条)等一系列工序制成的细条状或扁宽状的米制品。在我国南方的广西、湖南、湖北、江西、福建等地称为米粉;在云南、贵州、四川等地称为米线;在广东一带叫做河粉。米粉在米制品中占有重要的地位,其特点是质地柔韧、晶莹透明、洁白细嫩,口感滑爽,有汤粉、炒粉、凉拌、火锅等多种食法。方便米粉是能够长期保存的开袋冲泡即食的米粉,一般分为方便米粉(米线)、方便河粉、保鲜方便米粉等。第一节米粉的起源和现状米粉起源于中国,距今已有2000多年的历史,随后流传到国外,在东南亚一带及泰国、新加坡等国相继出现并推广起来。中国米粉比较有名的有“桂林米粉”、“过桥米线”和“常德米粉”等。一、桂林米粉桂林米粉文化博物馆这样描述:“桂林米粉,是世界快餐的鼻祖;桂林米粉,是中国食文化的代表;桂林米粉,是烹调艺术的经典;桂林米粉,是民族融合的见证;桂林米粉,是大秦历史的延续……”。据说在公元前214年,秦始皇为了统一中国,派大将屠睢率50万大军征战南越(古代把现在的广东、广西、湖南和江西省南部一带称为南越)。由于军中多为北方人,吃不惯米饭,导致士兵食量锐减。于是只好南粮北做,军中伙夫将大米磨成粉后再擀成面条状。但是米粉中缺乏面筋,没有面粉那样好的延展性,结果做成的“大米面条”易断、易碎,难以成形。后来,用石头做成一个石窝,石窝底部钻有小孔,再将湿米粉团放入石窝中,然后,上面用一个木塞加上杠子用力往下压。这样,细细的米粉条就从石窝底部的小孔里流出来了。另外,在石窝下面放一口大锅,里面烧一锅开水,让米粉条落入开水中,稍煮一下就熟了,这就是最早的“桂林米粉”。这种米粉吃起来和面条差不多,很适合北方士兵的口味。加之食用方便,只需用开水烫一下,再加上佐料就可以了。所以,很受士兵的欢迎,很快便成为流行于军中的“快餐”。后来,将花椒、陈皮、香薷、桂枝、草果、八角、桂皮和甘草等8味香料和草药熬成浓汁,在每个米粉碗里添上一勺,既好吃又能治病,这就是“桂林米粉”最早的卤汁。之后,卤汁中又加入了山柰、茴香、槟榔、胡椒和丁香,以上13味香料和草药便是“桂林米粉”卤汁的基本配方。至于每味香料和草药之间的比例,则是各家的秘诀。盖在“桂林米粉”面上的荤菜,最早多为腌腊的或卤的马肉或马的内脏。因为当时军中常有战马伤亡,于是火头军就将死去的战马肉腌起或卤起,吃时在每碗米粉面上盖几片。不过,现在马肉和马的内脏已被猪肉和猪内脏代替了。后来,“桂林米粉”到了云南,就演变成“过桥米线”;到了湖南,就成了“常德米粉”;到了贵州,就变成“肠旺粉”;到了广东,就变成了“沙河粉”。“桂林米粉”以它独特的风味而闻名。粉条圆细而柔韧,卤水鲜美芳醇,肉菜香松而爽口。桂林人长期以来都当作早点来吃,街头巷尾到处有米粉店。吃米粉离不开卤水,桂林米粉之所以久负盛名,最主要的是卤水鲜美。桂林店家熬制的卤水都各自有绝招,一般是用豆豉、八角、桂皮、甘草、草果、小茴香等香料坐锅,放入猪肉、猪骨、牛肉、下水等,同时加入三花酒、罗汉果等多种配料,先用武火,后用文火精心熬制。卤水香气扑鼻、味道醇美、营养丰富,与米粉拌和,是膳食中的美味佳肴。2米粉加工原理与技术桂林最有特色的是马肉米粉。马肉米粉鼎盛时期是解放前,不过现在有些工艺已经失传。马肉的制备比较奇特,先将马肉下水腌好后贮入缸内,待到秋高气爽季节,再取出腊制,吃时切成薄片,甘香松爽,味道特别诱人。米粉则直接在马骨汤中烫热,连汤盛入碗中。桂林民间流传这样的说法:“不吃马肉米粉,不知天下美味。不食马肉米粉,枉做桂林人。”二、过桥米线“过桥米线”是云南的风味小吃之一,据记载已有200多年的历史。“过桥米线”起源于一个美丽的故事。相传很久以前,一座小桥旁住着一对年轻的夫妇。男的是个穷秀才,每天躲在桥的另一端攻读诗文。他的妻子十分勤劳,靠织布维持一家人生活。一日三餐,妻子总要从小桥上走过把热的饭菜给丈夫送去。可是,当丈夫吃到嘴里,饭菜早已凉了。虽然丈夫不说什么,但妻子心里却十分不安。她几经思索终于想出了办法:买来一只鸡杀掉,割下肉片放在盘内,把米线煮熟放凉,盛在碗里,连同煮得滚烫的鸡汤和青菜、佐料一起端过桥去,虽然路较远,但由于鸡汤滚烫,表面漂着一层黄乎乎的浮油保温,等丈夫把肉片、鲜菜、米线和佐料倒进鸡汤里搅拌后吃,不但依然很热,而且营养丰富,鲜嫩可口,吃得十分香甜。很快,这个办法一传十,十传百张扬出去。大家纷纷仿效她的方法去做,果然吃食鲜美,人人赞不绝口。从此,“过桥米线”的制作方法连同这个故事便流传下来了。云南“过桥米线”主要以汤、肉片、米线再加佐料制成。汤用肥鸡、猪筒子骨等熬制,以清澈透亮为佳;将鸡脯、猪里脊、肝、腰花、鲜鱼等切成薄片,摆入小碟;米线则以细白、有韧性者为好;同时,备有豌豆尖、黄芽韭菜、嫩菠菜等。吃时,以大碗盛汤,加味精、胡椒、熟鸡油,汤滚油厚。碗中肉片倒入汤中,轻轻一搅,霎时变得玉兰片似的雪白、细嫩。然后,放入鲜菜、米线,配上辣椒油、芝麻油等,便可食用。3第一章概述三、常德米粉“常德米粉”是湖南全省闻名的一种地方风味小吃。常德生产米粉有悠久的历史,早在清光绪年间,常德就有了生产米粉的店坊,生产的米粉又细又长。长期以来,常德人不论男女老幼,都喜欢食用米粉;外地来的客人,也以能品尝常德米粉为一大乐事。常德米粉之所以备受青睐,一是米粉洁白,圆而细长,形如龙须,象征吉祥。逢年过节,吃食米粉,以示往后岁月,一家人有如米粉一样团团圆圆;过日子,有如米粉一样,细水长流。二是米粉食用方便,经济实惠,把米粉买回去后,只要用开水烫热,加上佐料,即可食用;饮食店销售的米粉,浇头多种多样,经济实惠,味鲜可口。常德饮食店的米粉,主要有红烧牛肉、麻辣牛肉、红烧猪蹄、红烧排骨、肉丝、酸辣、蹄花、鸡丁、牛杂、羊肉、卤蛋、羊肚、牛筋等20多种。米粉烫好装碗后,调以各种佐料,再加上浇头,餐食时,味美可口,独具风味。常德以清真第一春红烧牛肉粉和津市刘聋子米粉最为著名。清真第一春红烧牛肉粉选用上等半瘦半肥牛肉,漂清血水,切成小方块,放在钵中,同时,在钵内放入公丁、母丁、山柰、花椒、桂皮等10多种香料配制的香料包,用小火烧煮,这样烧煮出来的牛肉,既保持了牛肉的原汁原味,又增添了各种香味,与米粉一起食用,香气四溢,回味悠长。津市刘聋子牛肉粉馆,被人们誉为“澧水第一家”的牛肉粉馆。津市刘聋子牛肉粉馆创办于20世纪40年代初期,因其创办人是一个姓刘的聋子,粉馆因而得名。刘聋子牛肉粉馆的牛肉米粉具有辣、热、香、鲜的特点。牛肉烂度适中,咸度适宜,牛肉从进店到制成浇头,都有十分严格的规定,牛肉进店立即用铁钩挂上,分老、嫩、肥、瘦切成0.5kg左右重,放在清水里浸泡,冬天时间稍长,夏天只泡1h左右,再用清水反复漂洗、挤压,排出血水。然后捞起,4米粉加工原理与技术用配制的香药煮熬,所用的香药有大小茴香、砂仁、中安、桂枝、甘草、陈皮、公丁、母丁、花椒、山柰、十景香、甘松等20多种,香药用纱布包好放在炉锅的底部,上面放牛肉,炉锅不加盖,让牛肉的腥臭散发出去,煮熬时汤中有血泡浮起,立即将血泡舀出,同时,根据牛肉的肥瘦放适量的牛油以增加鲜味。牛肉煮到手指能捏烂时便捞起,摊放在器皿内,待冷却后切成小块,在煮熬了牛肉的汤内加入12的清水,再烧开,然后收尽浮油,澄清汤汁,使之透明晶莹,再将清汤舀进另一只炉锅内,作为原汤,下粉时加放在米粉内,这样制作的牛肉米粉汤鲜味美。第二节方便米粉的现状与发展趋势一、方便米粉的现状我国幅员辽阔,各地饮食习惯不同,北方人偏爱面食,南方人喜好米食。我国南方诸省,尤其是广东、广西、湖南、湖北、云南、贵州、江西等省,人们习惯并喜欢吃米粉。南方早餐普遍以米粉作为主食,像桂林、昆明等地一日三餐喜食米粉。据调查,仅湖南与广东两省,每个省米粉的市场需求量均在500td以上,全年15万30万t。仅南方几省,年需求量就在100万t左右。面食类面条、方便面已畅销全国。但油炸方便面在口感、营养等方面不尽如人意,产品经高温油炸后不但含油量高(20%),而且高温油炸不可避免会产生一些有害或间接有害物质。卫生部2005年4月公布经常食用油炸食品容易致癌。针对传统方便面在满足不同消费者需要时暴露出来的缺点,近年来随着食品加工技术的发展,日本、韩国相继研制成功可以保存3个月以上的速食煮面,速食煮面属高水分食品,具有新鲜、非油炸、食味好、食法多、可保存的特点,其油脂含量低,未经油炸,不会因油炸而产生一些对人体健康不利的物质,开袋即可食用。目前,我国北京等地已开始批量生产。5第一章概述与工业化生产比较成熟的面条、方便面相比,我国南方人喜爱的米粉工业化生产则较慢。各地新鲜米粉一般是当天加工,当天食用,无法长期保存。方便米粉主要是利用现代的食品科学技术,将新鲜的米粉经后续加工使之能长期保存且方便即食的一类方便食品,是继方便面大量占有市场后,近年来新型拓展的方便食品。最早的方便米粉是广东米粉,主要是将米粉干燥包装制成。作为一种主要的米制品和传统的出口商品,已有40多年的历史,其生产技术不断革新和完善,产品品种不断增加,质量稳步上升,已成为广东省出口的拳头商品。从20世纪80年代开始,广东米粉年出口额均超过800万美元。解放前,广东已有米粉生产,都是手工操作的作坊式,但其制品却有整齐的外观和较好的食用品质。20世纪50年代,广东米粉已用机械生产。虽简陋却已形成生产线,并开始有产品出口。其具体的生产方法是把大米由风尘磨磨成粉末,蒸成米糕状压片出丝或加米饭拌匀压二次片出丝,再经平底锅蒸炊,火力、时间全凭经验,没有具体参数可供控制。因此,产品质量时好时差。干燥主要靠太阳晒,产量受到严重限制。质量、卫生更谈不上,发霉、“糖心粉”为家常便饭,碰到阴雨天气,粉排变黄、变黑,中间发霉,产酸、“长毛”,甚至成批产品报废。用硫磺燃烧产生的SO2作为防腐剂和漂白剂,虽然使米粉产品变质率明显下降,但硫磺在密闭的室内燃烧,气流不均匀,对不同位置的米粉作用不同,造成色泽差异大,SO2残留量不均匀,有的粉SO2残留量高达1000mgkg,直接影响了米粉质量和风味,制约了广东米粉在国际市场上的竞争。20世纪60年代,开始用隧道式热风干燥土炉代替太阳晒干工艺,使生产基本形成流水线作业。米粉生产经历了20多年的风雨沧桑,改革开放带来了希望。20世纪80年代初期,广东米粉生产工艺发生改革,米粉生产基本上采用了半机械化或机械化的连续生产工艺;链带式连续冷6米粉加工原理与技术热风干燥箱取代了卫生条件差、劳动强度大的隧道烘房;淘汰了粉饭合搓,采用了蒸汽直接蒸糍(米粉熟化调和过程);大米的粉碎技术也经历多种变革,湿磨代替了风尘磨。湿磨工艺降低了大米粉碎动力消耗及粉尘污染,提高了粉粒破碎度和质量。水磨粉脱水也不断改进,由千斤顶压榨,滚筒式、槽式抽真空,直至液压脱水,如板框式液压脱水等。为减少米粉并条及降低劳动强度,不少厂采用了洗粉机和连续松丝机。番禺制粉厂在吸收消化了其他生产线特点的基础上,排粉生产率先淘汰了高压锅蒸粉方法,采用米粉出丝后,经一段时间的β化后再低压复蒸的连续工艺。原料大米的品质选择与控制一直是米粉生产中制约产品质量的主要关键。多数米粉加工厂凭经验控制米质,难以掌握,准确性低。保鲜方便米粉是近几年新兴的一种方便米粉。与方便干米粉生产工艺相比,存在两大技术难题,一是米粉在贮存过程中易发生老化(又称回生),使米粉易碎、易断条,无新鲜滑爽感;二是米粉需达到商业无菌要求,使之防霉防腐,以保持米粉的新鲜。目前,全国生产方便粉类的厂家已达到数十家,其主要品牌有贵州的“巨星”卷粉、深圳“秀禾”开心粉、深圳“皇子”米粉、广东顺德“陈村”米粉、广西南方食品“快点”河粉等。“金健”的鲜湿米粉、广州“金碗牌”云南米线、乌东粉等产品也以鲜湿米粉上市,使人们能够食用到新鲜的方便米粉。市场上的方便米粉品种虽然不少,花样也不断翻新,但同方便面相比,其市场占有率及销售量都不大。目前,生产方便米粉厂家均没有形成像康师傅、统一等企业的生产规模,其原因主要是市场还没有形成像方便面那样的市场容量。加之有些技术还不太成熟,造成风味不佳、产品成本过高等不足,制约了方便粉的市场发展。在风味方面普遍存在入味难的问题,无论是干燥的米粉或是鲜湿米粉在浸泡食用时,都感到食之无味。米粉的分子结构紧密,成凝胶状;干燥脱水后分子结构更加紧密,复水后,米粉吸水膨胀,更加阻止了调味料的浸入。不像方便面经油炸脱水干燥,使干燥7第一章概述的面条留下更多间隙,便于复水时吸收调味料,从而入味快、入味好。鲜湿米粉因自身含水量大,冲泡时吸水少,比干燥米粉入味更难。各地厂家为解决此问题,将粉条做细、粉片做薄,这在干米粉上有明显的效果。我国传统米粉的吃法,无论是著名的广西桂林米粉或是云南的过桥米线,其共同点均是少不了原汁原味的汤汁(鸡汤汁或是筒子骨汤汁),这是与米粉相配套的吃法精髓,也是米粉得以流传至今的关键所在。而市场上的方便米粉所配套的调味料,有的根本不含有汤汁原料,有的虽加有肉类抽提物,但其量有限,食之根本感觉不到米粉的传统滋味。这种在风味或食用上与传统的米粉存在较大的差距,是我国方便米粉不能迅速发展的主要原因。二、方便米粉的发展趋势世界市场上的方便食品销量将以每年10%15%的速度递增。对湖南地区消费者的抽样调查表明,近年来,方便食品占人们膳食支出每年增长2%3%,方便米制食品占膳食支出每年增加3%4%。但国内食米与食面的消费群体各占一半,也就是说,随着消费者对油炸食品的进一步认识,人们对方便食品的安全更加关注,绿色食品将是未来世界食品的主流。由于方便面在油炸过程中不可避免地会产生有毒性的多环芳烃类物质,中国绿色食品中心停止受理方便面申报绿色食品,而米粉不通过油炸工艺,故不存在方便面那样的食品安全问题,这将给米粉更大的发展潜力。方便米粉与方便面必将各占国内方便食品市场的半壁河山。专家预测,方便米粉市场容量约300亿元人民币,现阶段估计不足5%,还有很大的发展空间。目前,国内外涉足米粉的开发与生产的企业较少,还没有全国范围内的米粉领导品牌。我国的米粉市场主要分布在南方诸省以大米为主要原料生产的米粉;二是以红薯等为主要原料生产的粉丝类。这两类产品中均以干性的方便粉为主,而鲜湿米粉在市场上并不多见。保鲜方8米粉加工原理与技术便米粉是方便米粉系列的一个产品,其主要特点是保鲜、保湿,口感滑爽,且非油炸,具有方便面无法比拟的优势,符合人们对美容、健康、安全的追求,符合世界方便食品发展潮流,其市场需求量呈逐年上升趋势。随着人们生活水平的大幅提高,人们对营养、健康、方便食品的呼声越来越高。非油炸的方便米粉、保鲜方便米粉以其营养、健康、爽滑的概念迎合了现代消费者的消费理念,所以必然成为未来方便食品的一股热潮。第三节米粉的分类米粉的名称和种类十分繁杂,仅我国大陆地区约有米粉名称近百个。这些名称地域性强,命名规则各异,缺乏一定的规范性。米粉根据成型工艺分为切粉(切条成型)和榨粉(挤压成型)两种,所有米粉最终都可归结于这两种米粉。一、切粉和榨粉切粉的工艺流程:原料米→浸泡→磨浆→糊化→冷却→切条成型榨粉的工艺流程:原料米→浸泡→粉碎或磨浆→糊化→挤压成型→二次糊化→冷却两者的主要区别在于产品的成型方式和产品的形状。切粉是采用刀切成型,一般成扁平状。而榨粉是采用挤压机通过挤丝模板挤压成型,一般成圆形。切粉又可分为沙河粉、方便河粉(方便卷粉),根据烹煮方式可分为汤粉、炒粉等。榨粉有桂林米粉、常德米粉、过桥米线,也有新鲜米粉、直条米粉、方便米粉、保鲜方便米粉、速冻米粉等;根据不同的烹煮方式又可称为汤粉、炒粉、干捞粉、火锅粉等。二、米粉的分类米粉生产要向规格化、标准化、产业化发展,首先要合理解决9第一章概述米粉命名和分类的问题,使米粉品种规格化以适应工业化的要求。鉴于目前尚无米粉国家标准,根据米粉的加工和食用方式,可分为湿米粉、干米粉、速冻米粉和方便米粉。方便米粉又可分为方便米线、方便卷粉、保鲜方便米粉。湿米粉是以大米为原料,经磨浆、糊化、成型、冷却等生产工序加工,并未经干燥的米粉,按产品外形可将湿米粉分为扁粉和圆粉,如桂林米粉、常德米粉、过桥米线、米面、沙河粉等。干米粉是加工后的湿米粉,经脱水干燥能长期保存的米粉。食用时需用开水煮熟,如直条米粉、米排粉等。速冻米粉是加工后的湿米粉,在-30℃快速冷冻,然后在0℃以下长期保存的米粉,如速冻调理米粉。方便米粉,又叫即食米粉,是加工后的湿米粉,经脱水干燥后(或不脱水保鲜包装)能够长期保存,且食用时用热水冲泡35min能够马上食用的米粉。根据是否脱水可分为方便米粉和保鲜方便米粉;根据形状可分为方便米线(米粉)和方便卷粉(河粉)。目前,早餐店里的米粉一般都是湿米粉,也有采用干米粉泡水后复原成的湿米粉。包装后进入市场流通的一般为干米粉(如直条米粉)、方便米粉(如方便米线和方便卷粉等)。01米粉加工原理与技术第二章稻米的结构和性质制作米粉的主要原料是大米,大米的品种、成分和性质对米粉的制作具有举足轻重的影响。因此,本章对大米的品种和性质进行阐述。第一节稻谷的起源与分布稻谷,在植物学上属禾本科(Gramineae)稻属(Oryza)普通栽培稻亚属中的普通稻亚种,学名OlyzasativaL.。稻谷是一种50130cm长的一年生植物,有的深水型稻谷可长至5m高。稻谷的主茎在底部分叉成数个分蘖,这些分蘖的末端可长出圆锥状花簇。每个花簇可长出50500个小穗状花序,每个小穗状花序可给出一个果实,即核质仁。与大麦和燕麦相同,但与其他谷物不同,稻谷的果实收获后没有同花簇的植物结构完全分离。即便在脱粒后,稻壳与果实也紧紧地靠在一起。栽培稻是由野生稻经过长期的自然选择和人工选择的共同作用演变而来的,水稻在我国至少有6000年的栽培历史。全世界约有半数人口以稻米为主要食粮,亚洲的稻米消费量占世界总消费量的90%以上。世界水稻播种面积约占粮食作物总面积的20%,水稻产量约占粮食作物总产量的24%。世界各大洲都有水稻栽培,但以亚洲为最多,主要集中分布于东南亚季风区域。该地区气温较高,雨量充沛,自然条件优越,适于发展水稻生产,多数国家都有悠久的种稻历史。亚洲水稻播种面积约占全世界水稻播种总面积的90%以上,美洲约占4%,非洲约占3%,欧洲与大洋洲各占1%以下。世界稻作区划如下。1.亚洲地区亚洲主要产稻国家有中国、印度、印度尼西亚、日本、泰国、缅甸、菲律宾、朝鲜、越南、柬埔寨等。2.美洲地区美洲水稻产区主要分布在美国南部、西部沿海以及拉丁美洲各国低洼、平原地区。栽培面积以拉丁美洲的巴西为最多,此外,产稻国家还有墨西哥、哥伦比亚、秘鲁、古巴等。3.欧洲地区欧洲地区产稻国家有俄罗斯、意大利、西班牙、法国等,而以俄罗斯水稻种植面积较大。4.非洲地区非洲产稻的国家有埃及、塞拉利昂、坦桑尼亚、马尔加什、马里、尼日利亚等。非洲有些国家原来不种水稻,现在正发展水稻,如索马里的水稻沿着谢贝利河流域的田野栽培,从1966年开始试种666.6m2,现发展到1.06×107m2。5.大洋洲大洋洲主要产稻区是澳大利亚。澳大利亚用美国品种兰本耐(BlueBonnet50)与卡尔罗斯(Galrose)杂交,育成高产品种库鲁(Kulu),现正大量推广。第二节稻谷的分类目前,人类共确认出22类稻谷,但是惟一用于大宗贸易的是OryzasativaL.类稻谷,即普通类稻谷。生长于沼泽地的Zizaniaaqutica类稻谷,即美洲野生稻谷或印度稻谷,也作为大米食物的额外补充而进行贸易。OryzasativaL.类稻谷又分为很多品种,每个品种的稻谷原来都适合于当地人的喜好,但是所产出的大米经过不同方式的烹饪后正越来越受到世界各地人的喜爱。普通栽21米粉加工原理与技术培稻可分为籼稻和粳稻两个亚种。一、中国稻谷的分类根据中华人民共和国国家标准(GB1350—1999),稻谷分为早籼稻谷、晚籼稻谷、粳稻谷、籼糯稻谷、粳糯稻谷5类。1.早籼稻谷生长期较短、收获期较早的籼稻谷,一般米粒腹白较大,角质粒较少。加工时容易出碎米,出米率较低,米质胀性较大而黏性较弱。质量指标如表2-1所示。表2-1籼稻谷质量指标等级出糙率%整精米率%杂质%水分%色泽、气味1≥79.0≥50.02≥77.0≥50.03≥75.0≥50.0≤1.0≤13.5正常4≥73.0≥50.05≥71.0≥50.02.晚籼稻谷生长期较长、收获期较晚的籼稻谷,一般米粒腹白较小或无腹白,角质粒较多。加工时容易出碎米,出米率较低,米质胀性较大而黏性较弱。质量指标如表2-1所示。3.粳稻谷粳型非糯性稻谷的果实,籽粒一般呈椭圆形,米质黏性较大胀性较小。腹白小或没有,硬质粒多,加工时不易产生碎米,出米率较高,米质胀性较小而黏性较强。质量指标如表2-2所示。4.籼糯稻谷籼型糯性稻的果实,糙米一般呈长椭圆形和细长形,米粒呈乳白色,不透明,也有呈半透明状(俗称阴糯),黏性大。质量指标如表2-1所示。31第二章稻米的结构和性质表2-2粳稻谷质量指标等级出糙率%整精米率%杂质%水分%色泽、气味1≥81.0≥60.02≥79.0≥60.03≥77.0≥60.0≤1.0≤14.5正常4≥75.0≥60.05≥73.0≥60.05.粳糯稻谷粳型糯性稻的果实,糙米一般呈椭圆形,米粒呈乳白色,不透明,也有呈半透明状(俗称阴糯),黏性大。质量指标如表2-2所示。此外,根据栽种地区土壤水分的不同,又分为稻谷和陆稻(早稻)。稻谷种植于水田中,需水量多,产量高,品质较好;陆稻则种植于旱地,耐旱性强,成熟早,产量低,谷壳及糠层较厚,米粒组织疏松,硬度低,出米率低,大米的色泽和口味也较差。二、国外稻谷的分类国外稻谷一般分为超长粒稻、长粒稻、中粒稻和短粒稻4种,其分类与指标如表2-3所示。表2-3国外稻谷的分类及指标分类代号粒长mm长宽比千粒重(g1000粒)超长粒稻EL7.5以上长粒稻L6.617.53.0以上1520中粒稻M5.516.62.13.01724短粒稻S5.5以下2.1以下2024缅甸的稻谷中短粒稻60%,长粒稻25%。尼泊尔、泰国、老挝等国家长粒稻占多数。印度尼西亚中粒稻占第一位,其次为长粒41米粉加工原理与技术稻;菲律宾长、中、短均有,以中粒为主;日本基本上都是短粒稻;越南以长粒稻为主;美国以长粒稻为主。第三节稻米的结构与成分一、稻米的结构稻谷经砻谷机脱去颖壳后即可得到糙米。糙米属颖果,它的表面平滑有光泽。在糙米米粒中,米粒有胚的一面称腹白,无胚的一面称背面。糙米米粒表面共有5条纵向沟纹,背面的1条称背沟,两侧各有2条称米沟。糙米沟纹处的皮层在碾米时很难全部除去,对于同一品种的稻谷,沟纹处留皮越多,可以认为加工精度越低,所以,大米加工精度常以粒面和背沟的留皮程度来表示。有的糙米在腹部或米粒中心部位表现出不透明的白斑,这就是腹白或心白。腹白和心白是稻谷生长过程中因气候、雨量、肥料等不适图2-1糙米的结构宜而造成的。糙米的结构:糙米由果皮、种皮、外胚乳、胚乳及胚所组成,如图2-1所示。果皮包括外果皮、中果皮、横列细胞和管状细胞,总厚度约10μm。种皮极薄,厚度约为2μm,结构不明显,有的糙米种皮内含有色素而呈现颜色。外胚乳是粘连在种皮下的薄膜状组织,厚度12μm,与种皮很难区分开来。胚乳是米粒的最大部分,包括糊粉层和淀粉细胞。糊粉层细胞中充满了微小的糊粉粒,含有蛋白质、脂肪、维生素等,不含淀粉。淀粉细胞中充满了淀粉粒。胚位于米粒腹面的基部,呈椭圆形,由胚芽、胚茎、胚根和盾片组成,盾片51第二章稻米的结构和性质与胚乳相连接,种子发芽时分泌酶,分解胚乳中的物质供给胚以养分。糙米经加工碾去皮层和胚,留下的胚乳,即为食用的大米。二、稻米的成分精制大米主要由淀粉、蛋白质、脂质、维生素、矿物质和纤维素组成。淀粉和蛋白质是大米的主要成分,其中淀粉含量达80%左右,蛋白质占8%左右。精米中纤维素、矿物质和维生素含量都很低。1.大米淀粉稻谷籽粒主要以淀粉的形式储藏能量。糙米含淀粉约73%,居粮食的首位,是一种优质的碳源。淀粉为白色粉末状物质,密度为1.5gcm3,不溶于水,在水中沉淀,故名淀粉。稻米中的淀粉通常称为大米淀粉。大米淀粉含有较低水平的脂质和矿物质,与淀粉结合的脂质是极性脂质。淀粉中含有磷和氮,磷以磷脂的形式存在。大米淀粉中的氮含量水平较低,一部分来自于脂质,另一部分可能来自于蛋白质或是淀粉合成过程中酶的残余。这些次要的成分在大米淀粉中的含量很少,却可以而且确实影响淀粉的特性。(1)大米淀粉的形态和结构淀粉分子在大米中以淀粉颗粒的形式存在,在所有已知谷物中,大米淀粉颗粒最小,粒径为38μm,其形状多数呈不规则的多角形,且棱角显著,如图2-2所示。大米品种不同,其淀粉颗粒大小也有明显的差异,一般糯米的淀粉颗粒比粳米和籼米的大。大米淀粉有时以复合淀粉粒形式存在,呈球形或椭圆形,直径为739μm,其内包含2060个小淀粉颗粒;复合淀粉粒表面有许多孔洞。同其他类型淀粉一样,大米淀粉颗粒是由支链淀粉分子以疏密相间的结晶区与无定形非结晶区组合而成,中间掺杂以螺旋结构存在的直链淀粉分子。直链淀粉和支链淀粉在淀粉粒中形成发散的各向异性61米粉加工原理与技术和半结晶结构。大米淀粉本质上是α-D-葡萄糖的多聚体。以化学观点看,图2-2大米淀粉的结构可以分为两种类型的多聚体,一种是直链形的多聚体———直链淀粉,另一种是高分支形的多聚体———支链淀粉。直链淀粉是由α-D-葡萄糖通过α-D-1,4糖苷键连接而成的链状分子,呈右手螺旋结构,每一螺旋周期中包含有6个葡萄糖基,螺距为10.6。大米直链淀粉的结构特征与小麦、玉米淀粉相似,但与马铃薯淀粉和木薯淀粉相比,其分子链要短得多。大米直链淀粉的数均聚合度DPn为9201100,重均聚合度DPw为27503800,数均相对分子质量Mn为1.5×1053.8×105,MwMn为1.23.6,平均分子链长为250320。大米直链淀粉带有少量的分支,且每个分支直链淀粉分子中有2.34.5个分支,每个分支链长为17.320.9个葡萄糖单位。淀粉颗粒中直链淀粉含量因植物来源不同而有所差异,并且受稻谷生长过程中气候和土壤条件的影响。高温减少大米直链淀粉的含量,而低温作用则相反;大米的品种和类型对直链淀粉含量的影响则更加明显,如籼米的直链淀粉含量一般为25.4%±2.05%,粳米为18.4%±2.7%,而糯米的直链淀粉含量很少(0.98%)。与玉米淀粉相比,大米直链淀粉含量相对较低,尚未发现含量高达40%80%的高直链大米淀粉。大米中直链淀粉由于其组成和结构的不同,使得71第二章稻米的结构和性质溶解性有明显的差异,据此,可将大米中的直链淀粉分成不溶性和图2-3直链淀粉的结构可溶性直链淀粉。直链淀粉在水溶液中有3种结构,分别是无规则线圈形结构、部分松开的螺旋形结构、变形的螺旋形结构,如图2-3所示。支链淀粉是大部分淀粉的最主要组成,而且被认为是形成淀粉颗粒形状和结构的主要因素。它是一种高度分支的大分子,主链上分出支链,各葡萄糖单位之间以α-1,4糖苷键连接构成它的主链,支链通过α-1,6糖苷键与主链相连,分支点的α-1,6糖苷键占总糖苷键的4%5%。支链淀粉的各条链又可分为主链(C链)、内链图2-4支链淀粉的结构(B链)和外链(A链),如图2-4所示。根据Manners和Matheson等人提出的当前公认的“束簇”模型,大米淀粉颗粒的结晶区是由支链淀粉的侧链簇组成的,结晶区之间通过C链和长B链(B2)相连,而侧链簇与侧链簇之间为非结晶区。Nakamura等人对129种亚洲大米中的支链淀粉进行研究,发现支链淀粉的真实结构可大体上分81米粉加工原理与技术为两大类:L-型和S-型。也有极少数的支链淀粉的结构介于L-型和S-型之间,一般称这种中间型为M-型。L-型支链淀粉和S-型支链淀粉在结构上的差异主要在于单元簇中A链和短B链(B1链)长度的不同,而B2链和其他长链所占的比例几乎没有差异;和L-型相比,S-型支链淀粉中A链和B1链的链长较短,且含有较多的DP≤10的短链。Nakamura等人还发现,α-1,6糖苷键分布在支链淀粉簇的两个区域(结晶薄层和非结晶薄层)中,B1链上的大部分分支点分布在非结晶薄层,而与A链相连的分支点则分布在结晶薄层。Dang等人用原子能显微镜(AFM)观察大米淀粉颗粒发现,每一个单元簇大约长10nm,宽10nm,构成结晶区;而簇与簇之间的距离大约为4nm,也就是有4nm宽的非结晶区。同直链淀粉一样,支链淀粉的结构特征也与其来源有关。另外,研究发现高温能增加支链淀粉长B链含量,相应减少短B链的含量,A链也有较少程度的减少。大米支链淀粉的β-淀粉酶水解率为56%59%,链长为1821,外链长为58,其DP值和直链分布值的变化范围较大。籼米具有较小的平均DP值,约为4700,而粳米和糯米的DP值则要大得多,分别为12800和18500。淀粉中直链淀粉是无规则线圈和螺旋形结构,相互之间由氢键来固定,所以不溶于水而沉淀。在支链淀粉中,因为α-1,4葡萄糖链外侧的分支平行排列,并由氢键固定,所以也不溶于水而形成沉淀。因此,若能将氢键破坏,则直链淀粉和支链淀粉都能溶于水中。如前所述,大米淀粉在细胞质体中形成,其淀粉粒是由支链淀粉分子以疏密相间的结晶区与无定形非结晶区组合而成的,中间掺入以螺旋结构形式的直链淀粉分子。直链淀粉分子和支链淀粉分子的侧链都是直链,它们趋向平行排列,相邻羟基之间通过氢键结合成为放射状结晶性微晶束结构,水分子参与氢键结合。氢键的强度虽然不高,但是数量众多,因此,微晶束具有一定的强度,能使淀粉具有较强的颗粒结构。微晶束区域的分子排列没有规律91第二章稻米的结构和性质性,较杂乱,该区域为无定形区。支链淀粉分子庞大,经过结晶区和无定形区,在淀粉颗粒结构中起到骨架作用。淀粉颗粒中,结晶区约为颗粒体积的25%50%,其余为无定形区。结晶区和无定形区并没有明确的界限,变化是渐进的。(2)大米淀粉的理化性质由于稻米直链淀粉和支链淀粉的结构有很大的差别,其物理、化学性质也迥然不同。大米淀粉的基本理化性质:①大米淀粉为高结晶性淀粉,属于A型衍射图谱。②当大米淀粉在偏振光下观察,具有双折射现象。淀粉颗粒在光学显微镜图示偏光十字。③大米淀粉颗粒具有渗透性,水和溶液能够自由渗入颗粒内部。工业上应用化学方法加试剂于淀粉的悬浮液中生产变性淀粉就是利用颗粒的渗透性,水起着载体的作用。淀粉颗粒内部有结晶和无定形区域,后者有较高的渗透性,化学反应主要发生在此区域。④大米淀粉的水吸收率和溶解度在6080℃间缓缓上升,在9095℃间急剧上升。⑤大米淀粉粒不溶于一般有机溶剂,能溶于二甲亚砜和二甲亚酰胺,淀粉结构之紧密程度与酶之溶解度呈负相关。⑥水结合力的强弱与淀粉颗粒结构的致密程度有关。籼米和粳米水结合力一般为107%120%,而糯米则较高,可达128%129%。米粒中不同层次淀粉的性质、米粒淀粉结构、化学组成和理化性质也有层次的差异。米粒外层部分的淀粉粒径较中心部分淀粉的小0.51.5μm;直链淀粉含量比中心部分低20%30%;外层部分的淀粉含有较多的络合蛋白质,而含结合脂类较少;外层淀粉含油酸、亚油酸较多,而含十四烷酸、棕榈酸则较少。不同层次淀粉在热特性和糊化特性方面也存在差别。①示差热量计(DSC)的分析表明:与中心部分的淀粉相比,02米粉加工原理与技术外层部分淀粉的吸热开始较早,到达顶点时的温度较高,总糊化吸热量少,但在低中温区吸热较多。②淀粉糊化测定表明:外层淀粉表现为黏度开始上升的温度较低而峰值温度较高,此外,各种黏度值也比中心部分的淀粉大。③外层淀粉的膨润力较小,并且溶出物中支链淀粉的百分比也比中心部分淀粉大。④用糖化酶分解淀粉粒时,外层淀粉表现出的抵抗力较弱。总之,米粒不同层次的淀粉性质的差异是由于淀粉生理年龄不同所致。在胚乳中心部分的淀粉积累较早,而外层部分较迟,即存在一种由内而外的生理梯度。2.稻米蛋白质稻米中蛋白质含量因品种、产地、生长发育条件的不同其幅度为5%13%,它是以孤立的蛋白体(直径为14μm)形式存在于胚乳中。稻米蛋白质分为谷蛋白(占80%)、醇溶蛋白(占3%)、球蛋白(占10%)、清蛋白(占5%)。蛋白体具有同心片状结构的球形体(PB1)和没有片状结构的椭圆形体两种(PB2),两种蛋白体所含的蛋白质种类不同,性能也不同。PB1主要含醇溶蛋白,物理性能较强,对蛋白分解酶有较强的抵抗力,而PB2主要含谷蛋白和球蛋白,物理性能较弱,易消化吸收。从蛋白质总量分布上看,由米粒外层到内层呈含量逐渐降低的趋势。从蛋白质种类的分布来说,清蛋白、球蛋白的比例在其最外层最高,越往中心越低,而占主要的谷蛋白恰好相反。从营养品质来说,稻米蛋白质具有优良的品质,主要表现为:米蛋白的组成中含赖氨酸高的碱溶谷蛋白占80%,因此,其赖氨酸含量比其他一些粮食种子高;其次,米蛋白的氨基酸组成配比比较合理,仅赖氨酸和苏氨酸欠缺;第三,米蛋白的利用率较高,米蛋白的生物价(BV值)和蛋白质效用比率(PER值)为77和136256,而小麦、玉米的BV值和PER值分别为67、10和60、12。12第二章稻米的结构和性质大米在储藏前后总的粗蛋白含量并无多大变化,但盐溶性球蛋白随稻米储藏时间的延长而慢慢下降。正常储藏1年的稻米盐溶性蛋白下降率达28%。另外,氨基酸的含量也发生了变化,常规储藏3年,赖氨酸的含量下降14%46%。从结构上来说,大米储藏后,蛋白质会出现相对分子质量增长的趋势,这是由于肽链上—SH减少,S—S增多,造成结合体增大,胶体体系由溶胶变成了凝胶,这样的结果使蛋白在淀粉的周围形成了坚固的网状结构,蒸煮时,限制了淀粉粒的膨胀,使米饭不易糊化,黏性小。稻米蛋白质含量多少将直接影响做饭时米粒的吸水性。含量越高,米粒结构越紧密,淀粉粒之间的空隙小,吸水速度越慢,吸水量越少,因此,米饭蒸煮时间越长。淀粉不能充分糊化,米饭黏度低,较松散。从影响米饭食味的物理特性的角度来说,蛋白质含量高、结构紧密的硬质粒在显微镜下可以发现其横断面呈放线状,蒸米切片周边仅部分组织崩坏,残留许多生淀粉粒,中心部则大部分以组织原状残留,因此米饭较硬。3.脂质脂质包括脂肪和类脂,大米淀粉中脂肪的主要成分是脂肪酸,类脂物质主要是蜡和磷脂。与薯类淀粉相比,大米淀粉中脂质含量较高,而且,来源不同的大米脂质含量也相差较大。非蜡质大米中结合脂质含量为0.3%0.4%,而蜡质大米中结合脂质的含量相对较少,仅为0.03%。脂质与大米淀粉颗粒的连接方式通常有3种:在颗粒外部,游离脂质一般与结合在颗粒表面的蛋白质形成复合物,这些脂质可以通过适当的方法除去;在颗粒内部的脂质一般是单甘油酯和真正的淀粉结合脂质。单甘油酯通常是在淀粉分离(如浸泡和湿磨等)过程中进入淀粉颗粒的。非蜡质大米淀粉中淀粉结合脂质的组成相对比较稳定,通常含有32%的游离脂肪酸和68%的溶血卵磷脂。主要的脂肪酸包括亚油酸、棕榈酸、油酸和肉豆蔻酸等。淀粉中大部分磷以溶血卵磷脂形式存在。用X-射线衍射法和差22米粉加工原理与技术示扫描量热法(DSC)进行研究发现大米淀粉糊化后,直链淀粉与脂质形成复合物,且晶体结构类型为E型,这些复合物对酶具有抗性而且冷水不溶。被直链淀粉吸附的脂质阻止水分的渗入,使大米淀粉颗粒的膨胀和溶解受抑制,因此,若用甲醇将脂质除去,则大米淀粉的糊化温度和凝胶黏度将降低,并能增加凝胶的稠度。另外,脂质还能抑制大米淀粉的回生。第四节稻米适合制作米粉的指标生产米粉的主要原料是大米。大米原料中淀粉含量占其干重的85%以上,它的特性直接影响米粉的质量。没有品质优良的大米,就不可能生产出优良的米粉。在传统的作坊式生产中,通常将大米制作成米饭,经过感官品尝来判断是否能作为米粉生产的原料,这种方法经验性很强,一般人很难把握。对于工业化方便米粉的生产,必须从大米的内在品质出发,了解不同大米的理化指标与可加工性、米粉品质之间的关系,借以建立科学的原料选用标准。这样,才能保证产品质量的稳定性。然而到目前为止,尚无国家或行业的米粉原料标准。研究发现,采用不同品种大米制作米粉时,大米中直链淀粉和支链淀粉含量的高低及其比例直接影响米粉的质量。直链淀粉含量高的大米,制成的米粉成品密度大,口感较硬;而支链淀粉适当高时,制成的米粉韧性好,煮食时不易断条;但支链淀粉含量过高时,大米原料在糊化过程中迅速吸水膨胀,其黏性较强,制作米粉时容易并条,而且韧性差、易断条。直链淀粉的作用是为米粉引入弹韧性(即咬劲),支链淀粉使米粉变得柔软。从籼米、粳米和糯米的直链淀粉含量来看,籼米>粳米>糯米。米粉一般用籼米制作,主要是因其直链淀粉含量较高(达25%以上),大部分粳米不能制作米粉,糯米不含直链淀粉,不能制作米粉。籼米分为早籼和晚籼及杂交籼,晚籼含支链淀粉较多,制成的32第二章稻米的结构和性质米粉韧性好,不易断条,蒸熟后不易回生,但不易成条。早籼含直链淀粉较高,生产出来的米粉容易老化(即回生),质硬且易断,从而使产品难以复水,并有夹生味,但易成条。此外,早籼直链淀粉分子间的结合力比较强,含直链淀粉较高的淀粉粒比较难以糊化,如糯米的糊化温度(约58℃)比籼米(70℃以上)低很多。可见,单纯用直链淀粉含量高的大米或支链淀粉含量高的大米制作保鲜米粉都不太理想,最好是将早、晚籼米以一定的比例进行调配,使其混合后的直链淀粉与支链淀粉达到理想要求。由于大米中所含的蛋白质是由谷蛋白及谷胶蛋白所组成,因而不能形成面筋网络结构,制作米粉时需依靠大米中的淀粉提供抗拉力和黏结力,由此说明,大米淀粉特性对米粉生产影响很大。一、质量标准一般制作米粉的原料需满足表2-4中的质量标准。表2-4大米的质量标准检验项目检验标准早籼米或晚籼米加工精度标一或标一以上色泽、外观、口味正常不完善粒%≤4.0黄粒米%≤2.0碎米总量%≤30小碎米%≤2检验项目检验标准早籼米或晚籼米杂质%≤0.3稻谷粒(粒kg)≤12互混率%≤5水分%≤14.5黄曲霉毒素B1(μgkg)≤10转基因成分不得含有二、理化指标1.大米加工精度制作米粉的大米要求无谷粒、砂石、谷糠等杂质及黄粒米等变42米粉加工原理与技术质米,其次,米的表面光泽度要高,一般制作米粉都选用高精度的大米,不同精度的早籼米对成品米粉质量的影响如表2-5所示。表2-5大米精度对米粉质量的影响指标精度断条情况米粉外观标二易断颜色深光泽度较差标一较易断颜色较浅光泽度较好精白不断白色光泽度很好采用精白大米制出的米粉,颜色洁白,光泽性好,韧性也很好,因此,制作保鲜米粉宜选择精白大米为原料。2.粉浆细度粉浆细度是影响米粉熟化和韧性的主要指标之一。一般来说,粉浆越细,做出的米粉表面越光滑,韧性越好。Chauhsn和Bains(1985)在研究中探讨不同颗粒大小的米粉时,发现米粉越细,挤压产品的膨胀率、吸水性、水流性和糊化度均十分好。这是由于颗粒越细,受热糊化的效果越好。不同目数的米粉颗粒对米粉质量指标的影响如表2-6所示。表2-6米粉颗粒大小对米粉质量的影响颗粒大小目断条率%光滑度602表面粗糙120不断条表面洁白光滑3.大米胶稠度大米粉或大米淀粉制成的米粉糊或米粉胶的黏滞性长期以来被用作评价米饭结构的一种标准,这种标准是用胶稠度来衡量的。胶稠度是反映米胶(米饭糊冷却后形成的胶冻体)冷却后延展性的一项指标,即在米粉的性质上表现为米粉复水后的黏弹性。根据规定,米胶长度40mm以下为硬胶稠度,4160mm为中等胶稠52第二章稻米的结构和性质度,即黏性较大。不同品种的大米的胶稠度如表2-7所示。表2-7各品种大米胶稠度品名早籼米晚籼米粳米粳糯胶稠度CP35527571从上表可知,早籼米的胶稠度最小,属硬胶胶稠度,即早籼的黏性小,所以单独用早籼米为原料做米粉,易碎、冷却后易断条。如果按一定比例加入含支链淀粉高的晚籼米进行调配,即可达到改善米粉质量的目的。Hixnkuki(1983)和Zobele以及Eliassaon(1987)认为支链淀粉含量高,则有利于让淀粉颗粒晶体化,因为支链淀粉之间的长链相互作用,使得淀粉粒更具有黏性,相反,直链淀粉因其链更短而且相互作用不强烈,致使淀粉颗粒更脆弱。由于直链淀粉能溶于水中形成胶体溶液,且没有黏糊状感觉,冷却静置后,它的分子会重新结晶(即β化),从而使米粉具有一定的保形力和抗拉力,而支链淀粉在热水中易糊化,冷却后不产生明显的重新结晶体,给米粉生产提供了一定的黏结力,因此,为了保证生产出的米粉具有一定的弹性和韧性,必须通过采用各种大米原料在相同工艺条件下制作米粉,并对成品断条率、复水时间等质量情况进行优劣性比较,以探索大米淀粉中直链淀粉和支链淀粉含量对米粉质量的影响情况。4.直链淀粉含量的影响不同品种大米中直链淀粉含量及制成米粉的延伸性结果如表2-8所示。从表2-8可以看出,粳米直链淀粉含量较低,早籼米的直链淀粉较高。单纯用粳米制作的米粉,很软,且黏牙,韧性很差,易断,延伸率只有15.80%。有的晚籼米不能做米粉,做出的米粉易“溶”,易断条,但余红、余赤和86-6适合制作米粉,做出的米粉韧性好。因晚籼米的价62米粉加工原理与技术格较早籼米高,所以若把早、晚籼米按一定比例搭配,既可降低成本,又可使做出来的米粉口感好、韧性强。早籼米∶晚籼米为4∶1或3∶1时,做出的米粉质量效果均很好。表2-8早、晚籼米按不同比例搭配后及粳米的指标早籼米∶晚籼米直链淀粉含量%口感米粉延伸率%4∶124.24好102.383∶124.16好110.561∶123.77脆98.051∶323.37黏、软85.62早籼米24.55脆80.56晚籼(余红)米22.98黏、软50.28粳米20.38黏15.80三、糊化特性大米的可加工性与糊化最低黏度、最终黏度、回老度显著相关,与黏度破损值呈负相关性(见表2-9)。这意味着可以通过糊化黏度曲线的绘制来预测此种原料的可加工性,增加原料选择范围,减少生产中在原料选择上的失误。表2-9不同大米及其配米的糊化特性指标配方峰值黏度RVU保持黏度CP破损值RVU最终黏度CP回生值RVU糊化温度℃余红米256.1183.5472.6384.3128.179.97金优207192.2129.063.2279.570.979.9早米220.2177.542.8355.6135.484.7余赤米150.35135.315.0283.1132.785.789-3203.3137.865.5288.885.477.3早∶红∶杂∶优=4∶2∶1∶3192.215042.2335.2143.283.272第二章稻米的结构和性质续表配方峰值黏度RVU保持黏度CP破损值RVU最终黏度CP回生值RVU糊化温度℃赤∶早∶优∶丝=2∶5∶1∶2194.2150.843.4355.5161.383.85赤∶优∶红∶早=2∶3∶2.5∶2.5198.4154.444338.8140.480.7赤∶89-3∶优=6∶2∶2198.0158.439.6341.3143.386.95赤∶红∶优∶新赤=2∶5∶1∶2230.3176.953.4353.723.4183.8早∶红∶89-3∶优=4∶2∶3∶1254.418371.4366.411280.75余赤∶207=8∶2181.4151.330.1316.2134.886.2满足可加工性较好的要求下,可将原料大米的糊化特性一般为回生值>100。综上所述,制作米粉一般选用早籼米和晚籼米按一定比例搭配,直链淀粉含量>23%以上,采用精白大米,将大米粉碎或磨浆至120目以上,制出的米粉质量较好。适宜的主要品种有浙富802、余赤、余红等。82米粉加工原理与技术第三章米粉生产的理论基础尽管米粉起源于中国,有2000多年的悠久历史,但米粉的制作很少有理论方面的报道。米粉生产大部分是靠经验操作,技术秘而不宣。中国米粉具有非常好的品质,但很多生产工艺无法用理论来解释。如米粉的发酵、米粉的老化等在米粉制作中具有非常重要的作用,对米粉制作机理的系统研究和规律揭示会更好地推动米粉产业的快速发展。本章系统地介绍了与米粉生产相关的理论知识。米粉的制作过程一般包括淀粉糊化、凝胶的形成、淀粉回生、挤压、干燥、杀菌等单元操作,因此对此详细阐述。第一节淀粉糊化淀粉是稻米的主要成分,稻米的特性与其淀粉的特性密切相关。在米粉加工过程中,通常要将淀粉进行一定程度的糊化。糊化是淀粉的基本特性之一,淀粉的糊化特性与其含水量、温度、淀粉来源等因素有关。淀粉的糊化速度、糊化程度、糊化能耗等与其加工性能、米粉品质及其稳定性有关。通常,认为淀粉糊化的本质是淀粉颗粒微晶束的溶解所致。淀粉在过量水分下糊化的同时,还伴随有其颗粒的润胀、直链淀粉的溶解以及淀粉糊的形成。一、淀粉的糊化特性当原料淀粉加水调浆加热后会发生“糊化”(α化)现象,不同种类淀粉的糊化温度是不同的。大体可分为低糊化温度(5869.5℃)、中糊化温度(7074℃)、高糊化温度(7479℃)3种类型。根据淀粉颗粒吸水膨胀和黏度增大,以及偏光特性的改变,其糊化过程可分为3个阶段。首先,粉乳中水分子被淀粉粒无定型区极性基吸附并加热到初始糊化前的可逆膨胀阶段,淀粉粒只是稍有膨胀,但尚未改变原有物性,偏光十字仍然存在;继续加温达到糊化开始温度的不可逆膨胀阶段,这时,淀粉分子晶区发生水合作用,大量吸水膨胀,变成黏稠的胶体溶液,改变了原有物性,偏光十字也消失;再继续加温,黏度增高并达到高峰值,此后黏度开始下降。各种大米均有其特征性的糊化特性曲线。同一品种的大米由于种植、收获和储藏过程中各种环境的影响,其糊化特性曲线也会有某些变化。一般稻米的糊化曲线如图3-1所示。图3-1稻米淀粉的糊化曲线1.籼米的糊化特性籼稻主产于我国南方各省。由于早稻米的使用品质较差,近03米粉加工原理与技术年来通过调整农业种植结构,大幅度减少了早籼稻的种植面积,但其产量仍然占有相当大的比例。从籼米的糊化特性曲线特征值可以看出,峰值黏度较高,最终黏度接近,甚至大于其峰值黏度,衰减值与回生值较高是籼米的特征,这表明籼米饭的口感较差并且易于回生(变硬)。籼米糊化主要特征值的平均为:峰值黏度3776CP、最终黏度3847CP、回生值1826RVU、起始糊化温度64.3℃。2.粳米的糊化特性我国粳米主要产于华东与华北各省,特点是米粒外观圆润,米饭晶莹透亮、滑爽柔软、食用品质较高。粳米的主要特征值为:峰值黏度2960CP、最终黏度2269CP、回生值1062RVU、起始糊化温度62.5℃。3.杂交米的糊化特性我国在世界上率先育成一批具有生产实用价值的杂交稻品种,并于1976年开始应用于粮食生产,为大幅度提高稻谷的产量和解决我国的粮食供应不足做出了重大的贡献。但是,杂交稻谷的食用品质较差。其糊化特性曲线与籼米或粳米相似,但其起始糊化温度较高、峰值黏度较高,多数试样的最终黏度接近,甚至大于峰值黏度,所以回生相当高。这些特点表明杂交稻难于熟化,其米饭口感很差,冷却后很容易变硬。其主要特征值为:峰值黏度3809CP、最终黏度4292CP、回生值2938RVU、起始糊化温度66.2℃。4.糯米的糊化特性籼糯米和粳糯米分别为籼稻和粳稻的糯性变种。其直链淀粉含量都很低,食用品质优良。但是因为产量较低,我国人民习惯在喜庆节日用以加工各种冷、热甜食。虽然两类糯米的糊化特性曲线中起始糊化温度与普通大米基本一致,但其黏度迅速达到峰值,表明糯米容易熟化。由于它们的回生值很低,因此即使在冷却后,也不容易变硬,仍可保持较柔软的口感。13第三章米粉生产的理论基础籼糯米的主要特征值为:峰值黏度1981CP、最终黏度1536CP、回生值341RVU、起始糊化温度63.6℃。粳糯米主要特征值为:峰值黏度1508CP、最终黏度886CP、回生值250RVU、起始糊化温度63.3℃。二、影响淀粉糊化的因素1.淀粉结构及成分的影响因淀粉分子聚合度、分子大小和直链淀粉与支链淀粉比例的不同,淀粉分子间的氢键作用强度不同,其糊化难易程度各异。一般说,淀粉分子较小,直链淀粉含量越多,氢键作用越强,破坏这些氢键所需能量越大,糊化温度则高,糊化较难。相反,则容易糊化。淀粉中含脂肪和磷酸酯团的多少,也影响糊化。一般说,含脂肪多的淀粉较难糊化,含磷酸酯团多的淀粉较易糊化。例如,马铃薯淀粉颗粒大,分子间氢键作用力弱,直链淀粉含量少,有磷酸酯团存在,脂肪含量少,其糊化温度较低,易于糊化。玉米淀粉正好相反,则较难糊化。2.水分与温度一般来说,淀粉含水量越高,水分子与淀粉分子接触越完全,温度最佳,淀粉越易糊化。有实验证明,淀粉含水量在30%以下时,在常压下,即使加温,淀粉粒也不易膨胀糊化。淀粉含水量在60%65%并采用喷射加水时,能促进淀粉糊化。若采用挤压法,将挤压受热温度提高到120200℃,压力达到310MPa,淀粉含水量降到20%30%,经十几秒时间,即能糊化。3.碱液的影响含有充分水分的淀粉在强碱作用下,温度降至室温时亦能进行糊化。例如,在玉米淀粉乳和马铃薯淀粉乳中加入适量氢氧化钠溶液,在室温条件下即可糊化。4.盐类的影响某些盐类能在室温下促进淀粉糊化,如硫氰酸钾、水杨酸钠、23米粉加工原理与技术氯化钙等溶液。某些盐又能阻止淀粉糊化,如一定浓度的硫酸盐和磷酸盐等。5.糖类的影响D-葡萄糖、D-果糖和蔗糖均能抑制淀粉粒膨胀,其糊化温度随糖浓度的增大而增高。6.脂类的影响脂类与直链淀粉形成包合物或复合体,而抑制淀粉粒膨胀和糊化。粮食淀粉中含脂肪量较高,其糊化温度要高些。卵磷脂能促进小麦淀粉糊化,而抑制马铃薯淀粉糊化。7.其他因素二甲基亚砜等极性高分子化合物在室温下可以促进淀粉糊化。表面活性剂及其他物理、化学的变性处理都可以影响淀粉的糊化。第二节淀粉凝胶大米经适当糊化后,能形成具有一定弹性和强度的半透明凝胶,凝胶的黏弹性、强度等特性对米粉的口感、速食性能以及凝胶体的加工、成型性能等都有较大影响。与面条不同,大米中不含有面筋,米粉的柔韧性主要来自于大米淀粉糊化后形成的凝胶。因此,米粉的品质主要决定于米淀粉凝胶的品质。凝胶是胶体质点或高聚物分子互相连接,搭起架子所形成的多维网状结构,它是胶体的一种特殊存在形式,其性质介于固体与液体之间。一方面,凝胶不同于液体,凝胶体中的质点互相连接,而且显示出固体的力学性质,如具有一定的弹性、强度等。另一方面,凝胶与真正的固体不完全一样,其结构强度有限,易于遭受变化,如施加一定外力、升高温度等,往往能使其结构破坏,发生变形,甚至产生流动。即凝胶既有固体的弹性,又有液体的黏性,是一种黏弹性体。33第三章米粉生产的理论基础一、大米淀粉的凝胶形成过程动态流变仪是检测大米直链淀粉糊化和回生的有力工具,通过测定贮藏模量G′的变化可以反映其黏弹性的变化,从而测定其糊化和回生。大米在升温糊化阶段,随着温度的升高,淀粉体系贮藏模量G′也略有升高,到糊化温度(6070℃)时,淀粉体系G′快速升高,到达一定高度后又快速下降。这可从淀粉的糊化过程得到合理解释:在糊化温度时,淀粉粒大量吸水膨胀,直链分子从淀粉粒中渗析出来形成凝胶包裹淀粉粒。淀粉体系强度和刚性显著增加,故G′值升高;随着温度的进一步升高,直链链间的迁移能力增强,凝胶网络中的部分氢键断裂,同时,膨胀的淀粉粒间的碰撞加剧,部分淀粉粒破裂。因此,凝胶体系刚性和强度下降,G′值降低。在随后的降温过程中,随着温度的降低,直链淀粉的淀粉分子相互缠绕并趋于有序化,链和链之间的氢键进一步形成;同时,作为填充物的淀粉粒之间的碰撞变缓。粉凝胶体系的强度和刚性逐步增大,因此,G′值逐步升高。重新加热升温,膨胀水化的淀粉粒的运动又加剧,部分氢键断裂,淀粉凝胶体系的强度和刚性逐步降低,因此,G′值逐步下降。直链淀粉含量越高,这种不可逆性越强。根据Gidley等人报道,直链双螺旋片段的解链温度超过100℃,重新加热到100℃不能破坏其结构。因此,这种不可逆性应该是降温过程中形成了直链双螺旋片段所引起的。直链淀粉含量较高的4种籼米淀粉,形成了较多的双螺旋片段,重新加热到100℃时凝胶不能回到原来状态。“香米”和“香糯”淀粉凝胶中双螺旋片段形成很少或者根本没有形成,因此,在升温过程中凝胶又沿着原来的降温过程回复。两种粳米淀粉则介于两者之间。二、淀粉凝胶的形成机理Fredriksson认为淀粉的胶凝,主要是直链淀粉分子的缠绕和有序化,即糊化后从淀粉粒中渗析出来的直链淀粉,在降温冷却的43米粉加工原理与技术过程中以双螺旋形式互相缠绕形成凝胶网络,并在部分区域有序化形成微晶。Ring等人认为,糊化后的淀粉糊可以看作渗析出来的直链形成的凝胶网络包裹着充分水化膨胀的淀粉粒,淀粉粒内为支链淀粉聚集区。因此,淀粉凝胶的强度应该与直链凝胶网络和水化膨胀的淀粉粒强度有关。大米淀粉胶凝的速度和凝胶强度主要与淀粉中的直链淀粉含量有关,直链淀粉含量高的淀粉胶凝速度快,凝胶强度大;大米淀粉的胶稠度和淀粉粒的膨胀度等指标对其凝胶特性影响并不显著。支链淀粉形成的凝胶其强度随温度的变化是可逆的,随着淀粉中直链淀粉含量的增加,这种变化的不可逆性增强。直链淀粉含量低的稻米倾向于软胶凝度;大多数直链淀粉含量中等的样品具有硬胶凝度;所有直链淀粉含量高的样品也具有硬胶凝度。随着直链淀粉含量的升高,稻米强烈地倾向于硬胶凝度,两者之间呈正相关。直链淀粉具有易于形成结构稳定的凝胶特性,DP<110时加热也不会形成凝胶,只会形成沉淀。只有当DP>250,浓度>1.0%时才会形成凝胶,链越长,所形成的凝胶越密实。沉淀的短直链全部形成双螺旋且结晶,而凝胶则由螺旋交联的网状结构组成。Ring等人归结是淀粉糊液中直链分为多聚物富集区和多聚物缺乏区所致。大米直链淀粉的糊化浓度为1.0%左右,只有大于此浓度才能形成糊液,而质量浓度>2.0%的直链淀粉糊液则很难区分糊化的各个阶段。Doublier等人用动态流变仪测定大米直链淀粉糊后发现其贮藏模量G′在很短的时间内(几小时)即达到最大值。根据Clark等人的理论,G′在起始阶段迅速升高是由于链段间交联所导致的三维网络结构的建立,其后G′的稳定是由于已形成的密集网络对分子链扩散,交联产生阻滞,使链间重排与进一步交联变得缓慢。Clark等人进一步研究后发现,直链淀粉糊变硬还与其分子长度有关,较短链长的直链更易快速达到最大G′值,DP在2501100之间的直链淀粉糊,100min内都可达到最大53