大米糊化特性及回生机理研究

Ｇｅｌａｔｉｎｉｚａｔｉｏｎ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ Ｒｅｓｕｓｃｉｔａｔｉｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｏｆ Ｒｉｃｅ Ｒｅｔｒｏｇｒａｄａｔｉｏｎ
ＴＡＮ Ｗｅｉ， ＬＩ Ｋｅ， ＬＵ Ｘｉａｏ－ｌｉ＊ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｓｉｃｈｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００６５， Ｃｈｉｎａ）
200%
时，仍可见到部分未糊化的淀粉颗粒，但较 ５ ０ ％ 水分 含量的样品有明显的减少；水分含量达到 １００％ 时，基 本没有未糊化的淀粉颗粒；水分含量为 １ ５ ０ ％ 和 ２ ０ ０ ％ 时，米粉采用抹片方式观察到米粉已完全糊化。 ２．３ 米粉的糊化特性［３］
米粉的糊化即是颗粒状淀粉在水中因受热吸水膨 胀，分子间和分子内氢键断裂，淀粉分子扩散的过程。 在此过程中有序的晶体向无序的非晶体转化，伴随有能 量的变化，其在 Ｄ Ｓ Ｃ 分析图谱上表现为吸热峰。此时， 淀粉糊化的融化热焓为△ Ｈ，其糊化过程中晶体融化的 起始、顶点和终止温度相应地表示为 Ｔ ０ 、Ｔ Ｐ 、Ｔ Ｃ 。
回生度测定前将上述密封隔夜放置后的样品蒸制 ４０ｍｉｎ，保证其完全糊化，冷却后在 ４℃下分别存放 １、 ３ 、５ 、７ 和 １ ４ ｄ ，用差示扫描量热仪进行回生度测定， 测定条件与糊化测试相同。
２ 结果与分析
２．１ 熟化米团淀粉颗粒观察分析 由于受空间尺寸的限制，熟化米团中淀粉颗粒呈有
限膨胀状态，见图 １ 。从显色结果可知，支链淀粉在 有限膨胀后不能分散，仍为颗粒或团块，遇碘后显紫 色或紫红色（ 支链淀粉团块的含水量和透明度较低，在 图 １ 中为深色） ；而直链淀粉则溶出颗粒，与碘结合而 显蓝色（ 直链淀粉的含水量和透明度高，在图 １ 中为浅 色） 。从淀粉颗粒中溶出的直链淀粉大多分布在支链淀 粉颗粒（ 团块） 周围。 ２．２ 水分含量对米粉糊化的影响
大米是我国的主要粮食作物之一。大米经熟化制成 的食品，冷却后由于淀粉发生老化，而使食品的质构 与消化性变差。如米饭放置一段时间后会变硬回生，以 大米为主要原料制成的糕点类食品其品质降低的主要表 现也是硬化回生，黏弹性降低，这些都是大米中淀粉 老化等因素引起的。因此，防止或延缓淀粉老化课题 一直是国内外学者研究的难题和热点，目前在该领域的 研究主要是将大米中的淀粉提取纯化后，研究其淀粉的 糊化特性及回生机理。本实验以大米全粉为原料，研 究其糊化特性及回生机理，旨在以所得结论对大米食品 品质的进行改良，提供理论依据和技术参考。
１．４．３ 差示扫描量热仪（ＤＳＣ）测定糊化和回生度 ［１－２］ 用分析天平称取 ４．０ｍｇ 米粉于铝制坩埚中，按
ｍ 样品：ｍ 蒸馏水 ＝１：１ 的比例加入单蒸蒸馏水，密封后隔夜放 置平衡，用差示扫描量热仪进行糊化测试：扫描温度从 ２０℃上升到 １００℃，然后从 １００℃冷却到 ２０℃，扫描速 率为 １０℃／ｍｉｎ，保护气为氮气，流速为 ２０ｍｌ／ｍｉｎ。
以米粉的质量记为 １ ０ ０ ％ ，研究 ５ ０ ％ 、８ ０ ％ 、 １００％、１５０％ 和 ２００％ 水分含量下的米粉糊化冷却后的质 构，显微镜观察米粉糊化质构情况如图 ２ ～６ 所示。
分析图 ２ ～６ 可知，水分含量不同，米粉的糊化程
图 １ 熟化米团中淀粉颗粒的有限膨胀 Fig.1 Limited distensibility of curing rice-dumplings
150%
度亦不同。含水量为 ５ ０ ％ 时，米粉糊化困难，显微镜 视野中有大量未糊化的淀粉颗粒存在；水分含量为 ８０％
※基础研究
食品科学
2008, Vol. 29, No. 03 169
Fig.6
图 ６ 水分含量 200% 米粉糊化质构 Gelatinization texture of rice powder of water content at
168 2008, Vol. 29, No. 03
食品科学
※基础研究
１．２ 主要试剂 ０．２ｍｏｌ／Ｌ 碘液（根据 ＧＢ６０１－２００２ 标准配制）；单蒸蒸
馏水（ｐＨ５．３）。 １．３ 主要仪器
德国 Ｎ Ｅ Ｔ Ｚ Ｓ Ｃ Ｈ Ｄ Ｓ Ｃ ２ ０ ０ Ｐ Ｃ 差示扫描量热仪、 ＯＬＹＭＰＵＳ ＣＨＢ－Ｆ３Ｎ 显微镜、ＦＷ１７７ 型粉碎机、１０１Ａ－ ２ 型电热热风干燥箱、ＴＧ－３２８Ｂ 分析天平、ＭＰ５００２ 电 子天平，ＹＡ－ＺＤ－５ 不锈钢电热蒸馏水器、电热蒸煮器、 冷藏箱等。 １．４ 方法
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｒｉｃｅ ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｂｙ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ， ａｎｄ ｔｈｅ ｇｅｌａｔｉｎｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｒｉｃｅ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ＤＳＣ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ （Ｔ０）， ｖｅｒｔｅｘ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ （Ｔｐ） ａｎｄ ｆｉｎａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ （Ｔｃ） ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓａｍｐｌｅｓ， ｗｈｉｃｈ ｈａｖｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒａｔｉｏｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｒｉｃｅ ｐｏｗｄｅｒ ａｓ ８０ ％（Ｗ／Ｗ）， １００ ％（Ｗ／Ｗ）， １５０ ％（Ｗ／Ｗ） ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｗｅｒｅ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｉｄｅｎｔｉｃａｌ； ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｌｔｉｎｇ ｅｎｔｈａｌｐｙ ｏｆ ｒｉｃｅ－ｐｏｗｄｅｒ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ； ｓａｍｐｌｅ ｗｈｏｓｅ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗａｓ ５０％ ｈａｓ ｓｉｍｉｌａｒ Ｔ０， Ｔｐ， Ｔｃ， ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ ｍｅｌｔｉｎｇ ｅｎｔｈａｌｐｙ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｅｄ ｓａｍｐｌｅｓ， ｔｈｅ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｗａｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｍｉｘｅｄ ｉｎｔｏ ｒｉｃｅ－ｐｏｗｄｅｒ ａｎｄ ｗａｓ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｇｅｌａｔｉｎｉｚｅｄ； ｓａｍｐｌｅ ｗｈｏｓｅ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗａｓ ２００％ ｈａｓ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ Ｔｏ， Ｔｐ， Ｔｃ， ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｌｔｉｎｇ ｅｎｔｈａｌｐｙ ｏｆ ｒｉｃｅ－ｐｏｗｄｅｒ ｗａｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ． Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｕｓｃｉｔａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｒｉｃｅ ｐｏｗｄｅｒ， ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ， ｆｏｒ ｔｈｅ ｇｅｌａｔｉｎｉｚｅｄ ｒｉｃｅ－ｐｏｗｄｅｒ， ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｅｌｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ Ｔ０， Ｔｐ， Ｔｃ ｈａｄ ａｌｍｏｓｔ ｓｉｍｉｌａｒ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔｏｒｉｎｇ ｔｉｍｅ． Ａｓ ｔｈｅ ｇｅｌａｔｉｎｉｚｅｄ ｒｉｃｅ－ｐｏｗｄｅｒ ｗａｓ ｓｔｏｒｅｄ ａｔ ４℃ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｉｍｅ， ｉｔｓ ｒｅｓｕｓｃｉｔａｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅｓ ｗｅｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ， ｔｈｅ ｌｏｎｇｅｒ ｉｔ ｗａｓ ｓｔｏｒｅｄ， ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈｅ ｒｅｓｕｓｃｉｔａｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ ｗａｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｉｃｅ；ｇｅｌａｔｉｎｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｒｅｓｕｓｃｉｔａｔｉｏｎ；ＤＳＣ；ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ｏｂｓｅｒｖｅ 中图分类号：ＴＳ２１０．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－６６３０ 水分含量 50% 米粉糊化质构 Fig.2 Gelatinization texture of rice powder of water content at 50%
图 ３ 水分含量 80% 米粉糊化质构 Fig.3 Gelatinization texture of rice powder of water content at 80%
Fig.7 Gelatinization curve of rice powder of water content at 50%
１．４
１．２
←放热
１．０
０．８ １０ ２０ ３０ ４０ ５０ ６０ ７０ ８０ ９０ １００ 温度（℃）
※基础研究
食品科学
2008, Vol. 29, No. 03 167
大米糊化特性及回生机理研究
谭 薇，李 珂，卢晓黎 ＊
（四川大学食品工程系，四川 成都 ６１００６５）
摘 要：采用显微观察和 ＤＳＣ 差热分析方法对样品进行颗粒特性分析及大米糊化特性研究。当米粉（质量记为 １００％） 的水分含量分别为 ８ ０ ％ 、１ ０ ０ ％ 、１ ５ ０ ％ 时，其晶体融化的起始温度 Ｔ ０、顶点温度 Ｔ ｐ 和终点温度 Ｔ ｃ 基本相同，米 粉的融化热焓逐渐升高；水分含量在 ５ ０ ％ 时，其晶体融化的起始温度 Ｔ ０、顶点温度 Ｔ ｐ 和终点温度 Ｔ ｃ 基本不变， 相对于其他水分含量的样品明显偏低，水分难以与米粉充分混合并完全糊化；水分含量在 ２ ０ ０ ％ 时，其晶体融化的 起始温度 Ｔ ０、顶点温度 Ｔ ｐ 和终点温度 Ｔ ｃ 有显著降低，米粉的融化热焓亦降低。糊化米粉的结晶熔融起始温度 Ｔ ０、 顶点温度 Ｔ ｐ 及终止温度 Ｔ ｃ 基本不随时间而变化；而回生度则在 ４ ℃下冷藏时间越长，其值越大。 关键词：大米；糊化特性；回生；差热分析；显微观察
成 分 含 量
水分 （％） １４．００
蛋白质 （％） ７．０５
脂肪 （％） ０．７８
淀粉 （％） ７８．１７
支链淀粉／ 直链淀粉
２．８９
收稿日期：２００７－１１－３０ 作者简介：谭薇（ １ ９ ８ ２ － ） ，女，硕士研究生，研究方向为食品加工与保藏应用技术。ｎ ａ ｎ ｃ ｙ ｔ ａ ｎ ５ ２ ０ ＠ １ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ ＊ 通讯作者：卢晓黎（１９５４－），男，教授，研究方向为食品加工与保藏应用技术。ｌｘｌ８６２８＠１６３．ｃｏｍ
图 ７～１１ 分别为米粉在 ５０％、８０％、１００％、１５０％ 和 ２００％（米粉质量记为 １００％）水分含量下糊化的 ＤＳＣ 分析 曲线。表 ２ 为不同水分含量米粉相应的 Ｄ Ｓ Ｃ 参数。
←放热
１．６
１．４
１．２
１．０
０．８ １０ ２０ ３０ ４０ ５０ ６０ ７０ ８０ ９０ １００ 温度（℃） 图 ７ 水分含量 50% 米粉糊化曲线
１ 材料与方法
１．１ 材料 选取成都互利达实业有限公司生产的“谷之源·
天津小站米（ 籼米） ”为实验原料。用粉碎机粉碎后，过 ８ ０ 目筛，经热风干燥，制成米粉。原料大米的主要成 分含量见表 １ 。
表 １ 原料大米主要成分 Table 1 Primary components of testing rice
１．４．１ 米团制备 称取干燥米粉样品 １０ｇ 于模具盒中，加入一定量的
蒸馏水搅拌均匀。电热蒸煮器蒸制 ４０ｍｉｎ 后取出，制成 熟化米团。
１．４．２ 熟化米团淀粉颗粒观察分析 熟化米团放置在冷藏箱内，在 ４ ℃下分别存放 １ 、
３ 、５ 、７ 和 １ ４ ｄ 。将米团切片，置于载玻片上，加一 滴 ０．２ｍｏｌ／Ｌ 碘液，静置 ３ｍｉｎ，用 ＯＬＹＭＰＵＳ ＣＨＢ－Ｆ３Ｎ 显微镜放大 １ ０ ０ 倍观察、照相。
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Fig.4
图 ４ 水分含量 100% 米粉糊化质构 Gelatinization texture of rice powder of water content at
100%
Fig.5
图 ５ 水分含量 150% 米粉糊化质构 Gelatinization texture of rice powder of water content at