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《糧食與飼料工業(yè)雜志》2016年第6期
摘要:
以不同完整度的2個品種的大米為原料,采用干法工藝制備大米粉,研究2個品種米粒完整度、水分對大米粉粒度及物化特性的影響,為干法制備大米粉提供依據(jù)。結(jié)果表明,采用氣流粉碎可以獲得粒徑微小的大米粉,其粒度達(dá)到150目以上的約占75%。大米品種、完整度、水分對大米粉的淀粉破損值、溶膠特性和凝膠特性均有影響。以H優(yōu)518品種的破碎米吸水最迅速,含水量達(dá)到20%時,米粒內(nèi)部水分分布均勻,適于干法粉碎制備大米粉,且所制備大米粉的淀粉破損值小,凝膠硬度和彈性適度,內(nèi)聚性和咀嚼度較低,有利于制作口感爽韌的大米凝膠制品。
關(guān)鍵詞:
干法粉碎;大米粉;溶膠;凝膠;特性
粉碎是生產(chǎn)米線、米糕等米制品的關(guān)鍵工序,粉碎后大米粒度減小,產(chǎn)品質(zhì)地均勻,口感細(xì)膩,并可降低糊化溫度和糊化焓,更易于糊化[1]。目前常用的粉碎方法是濕法粉碎,其加水量通常為大米的1~2倍。濕磨有粉質(zhì)細(xì)膩、粉碎能耗低等特點,但存在廢水排放、干燥耗能、浸泡過程中雜菌污染、大米中營養(yǎng)物質(zhì)流失等缺陷[2-3]。干法粉碎是將含水量控制在30%以內(nèi)的一種制粉方式。常用的干法粉碎有超微粉碎、氣流粉碎、錘片式粉碎等方法[4],干法粉碎生產(chǎn)效率高,減少了廢水污染,且大米中水溶性物質(zhì)流失較少[5],制作的粉體具有破損淀粉含量、溶解度和保水力較高等特點[6-7],因此,逐漸引起粉絲[1]、方便米粉[8]、變性淀粉[9]等生產(chǎn)領(lǐng)域的重視。但干法制粉需要較大的外力作用,粉碎能耗較高,劇烈的外力導(dǎo)致粉體的微觀組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,從而引起粉體的物化特性[10]、加工性能[11]和終端產(chǎn)品品質(zhì)[12]的變化,目前有關(guān)低水分下大米粉體的外力效應(yīng)研究較少,工業(yè)化干法制粉難以得到較好的應(yīng)用。本研究以2種適于制作米線的大米品種為原料,采用氣流粉碎加工大米粉,并制作大米溶膠和大米凝膠,考察稻米品種、大米完整度、水分對大米粉粒度及物化特性的影響,為干法制備大米粉及米粉的應(yīng)用提供實驗數(shù)據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗材料2014年產(chǎn)余赤(晚秈米,水分13.32%,總淀粉81.9%,直鏈淀粉19.6%,蛋白質(zhì)6.2%,脂肪0.8%),2014年產(chǎn)H優(yōu)518(晚秈米,水分13.4%,總淀粉82.2%,直鏈淀粉20.3%,蛋白質(zhì)6.1%,脂肪0.6%),破碎米為用不銹鋼粉碎機(jī)粉碎的破碎度為70%以上的破損米,完整米為整精米。
1.2主要儀器BJ-500A型拜杰不銹鋼粉碎機(jī),WDJ-350型渦輪粉碎機(jī),ZD-178型永林粉絲機(jī),RVA-Super3快速黏度分析儀,TA-XTP質(zhì)構(gòu)儀。
1.3實驗方法
1.3.1大米粉制備將約5kg2種稻米樣品分別裝入10L帶蓋塑料容器內(nèi),按加水量5%、7%、11%分別潤米6、12、18、24h,潤米過程中定時搖勻,取樣測試大米水分;以上樣品在同一設(shè)備參數(shù)下進(jìn)行粉碎,每個樣品間需嚴(yán)格分開。
1.3.2水分測定采用105℃烘干法。重復(fù)3次,取平均值。
1.3.3粒徑分布采用篩分法。篩分后分別稱量80~150目篩下和篩上大米粉的質(zhì)量,精確到0.1g,計算各目篩下物的質(zhì)量百分率,重復(fù)3次,取平均值。
1.3.4破損淀粉值測定用Megazyme公司的淀粉破損值試劑盒測定。破損淀粉以酶水解所得的葡萄糖含量表示,重復(fù)3次,取平均值。
1.3.5溶膠特性測定準(zhǔn)確量取(25.0±0.1)ml水,移入干燥潔凈的樣品筒中,用稱量紙準(zhǔn)確稱取(3.50±0.1)g樣品(按14%濕基校正),移到樣品筒中的水面上,用旋轉(zhuǎn)槳充分?jǐn)嚢韬螅糜赗VA快速黏度分析儀內(nèi)。測定過程中,罐內(nèi)轉(zhuǎn)速、溫度變化如下:先以960r/min轉(zhuǎn)速攪拌10s,待形成均勻的懸濁液后,保持160r/min的轉(zhuǎn)速至實驗結(jié)束。RVA初始溫度設(shè)定為50℃,保持1min,然后以12℃/min提高到95℃,保持2.5min后,再以12℃/min降至50℃并保持2min,整個測定過程歷時13min,重復(fù)3次,取平均值。
1.3.6凝膠特性測定大米粉凝膠由含水量20%的兩種完整大米經(jīng)粉碎后制得。將大米粉加一定量自來水,配制成水分為32%的濕潤大米粉,將濕潤大米粉經(jīng)粉絲機(jī)高溫高壓擠壓制成圓條狀凝膠,取出后于55℃環(huán)境中晾掛12h,即制得大米凝膠。用質(zhì)構(gòu)儀測試凝膠特性,測試探頭采用P/36型,探頭測試前的下壓速度、測試速度和測試后的上升速度均為2.0mm/s,測試壓力為10g,壓力量程為1000g,數(shù)據(jù)采集速度為200pp/s。重復(fù)5次,取平均值。
1.3.7數(shù)據(jù)處理采用SAS8.0軟件進(jìn)行分析,用ANOVA進(jìn)行方差分析,采用Duncan進(jìn)行組內(nèi)顯著性檢驗,相關(guān)數(shù)據(jù)取3次以上平均值。
2結(jié)果與分析
2.1大米的吸水特性不同稻米品種和加水量的吸水曲線如圖1所示。由圖1可知,浸潤前6h米粒含水量迅速上升,隨后趨于平緩。因為隨著時間的延長,米粒中水分逐漸達(dá)到飽和,若繼續(xù)浸潤,米粒含水量會略有下降。這是因為隨著時間的繼續(xù)延長,結(jié)合水與有機(jī)物質(zhì)結(jié)合的程度逐漸減弱,而自由水增加[13],為使桶內(nèi)水分達(dá)到平衡,米粒中部分自由水析出。破碎米的吸水速率和吸水量稍高于完整米,這是由于破碎米粒的比表面積較大,促進(jìn)了水分的吸收。加水量較大的米粒吸水速率和吸水量較大。H優(yōu)518品種的米粒吸水速率較大,這與其淀粉含量較高有關(guān)。其中加水量11%,浸潤12h的H優(yōu)518米粒吸水速率較快,米粒內(nèi)部水分分布均勻。
2.2大米粉的粒度分布大米粉的粒度分布如圖2和表1所示。由圖2和表1可知,稻米品種、完整度、含水量對破碎效果有不同程度的影響;水分16%、18%和20%的大米粉在小于等于80目和100~150目所占比例較小;2個品種的大米粉粒度主要集中在150目以上,大約占75%,其次是80~100目;余赤、破碎米、高含水量的大米,粒徑較小,易于破碎。
2.3淀粉的破損值破損淀粉是淀粉顆粒在研磨過程中受到機(jī)械損傷,而使淀粉顆粒表面被破壞,導(dǎo)致其易于被酶利用[14]。由圖3可知,品種和水分對大米粉的淀粉破損值均有顯著影響。余赤的淀粉破損值較H優(yōu)518小,這可能是由于余赤直鏈淀粉含量較H優(yōu)518少,米質(zhì)較松散,易破碎;且余赤蛋白質(zhì)含量較高,對淀粉起到保護(hù)作用。水分20%的樣品破損值最小,這可能是由于為達(dá)到20%水分,大米吸水時間稍長,水分分布和內(nèi)應(yīng)力較均勻,所以不易破裂。大米粉的完整度對淀粉破損值影響不大。
2.4大米粉的溶膠特性大米粉的溶膠特性見表2,對溶膠特性的方差分析見表3。由表2、表3可知,水分和品種對大米粉峰值黏度、最終黏度、回升值和糊化溫度均有顯著或極顯著影響;衰減值與水分、品種、完整度的影響不顯著;完整度對大米粉最終黏度的影響不顯著。H優(yōu)518稻米的回升值比余赤稻米低,而糊化溫度比余赤高,且高水分的H優(yōu)518大米粉峰值黏度較大,回升值較低,說明H優(yōu)518大米粉淀粉糊的冷糊穩(wěn)定性較好,淀粉不易老化[15]。粒度、破損值與溶膠特性之間的相關(guān)性分析見表4。由表4可知,淀粉破損值只與溶膠特性的最終黏度呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,即淀粉破損值越大,最終黏度越小,這是由于破損淀粉易吸水溶脹,顆粒剛性下降,在機(jī)械力作用下,淀粉顆粒破碎[16-17],導(dǎo)致黏度下降。大顆粒(≤80目)、中大顆粒(80~100目)數(shù)量均與峰值黏度、衰減值、最終黏度呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,而除中大顆粒(80~100目比例)外,粒徑與回升值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。較大的粒徑破損值較小,而糊化溫度較高。
2.5大米粉的凝膠特性大米粉的凝膠特性見圖4和表5。大米粉凝膠的彈性和強(qiáng)度會影響其制品的加工特性及產(chǎn)品特性[18]。由圖4和表5可知,2種米粉制作的凝膠硬度和彈性沒有顯著差異,口感適度,而H優(yōu)518大米粉制作的凝膠內(nèi)聚性和咀嚼度顯著低于余赤大米粉,表明H優(yōu)518大米粉制作的大米凝膠產(chǎn)品更易于咀嚼,口感更爽韌,有利于進(jìn)一步加工成米線。
3結(jié)論
20%以下水分的大米通過控制氣流速度,采用渦輪粉碎可以獲得粒徑微小的大米粉。大米品種、大米完整度、水分,對干法制備大米粉的淀粉破損值、溶膠特性、凝膠特性均有影響。H優(yōu)518品種的破碎米吸水迅速,吸水量達(dá)到20%時,米粒內(nèi)部水分分布均勻,大米淀粉破損值小。大米粉達(dá)到150目以上的粒度約占75%。H優(yōu)518米粉制作的凝膠內(nèi)聚性和咀嚼度稍低,有利于制作口感爽韌的大米凝膠制品。
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作者:劉也嘉 李楠楠 林利忠 趙思明 單位:金健米業(yè)股份有限公司 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院 中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院