朱鳳霞，張?jiān)慈瑒?博，甘平洋，周 濤，陳昌勇，陶偉明

（1.湖南糧食集團(tuán)有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410008；2.中南糧油食品科學(xué)研究院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410008)

糙米作為最為常見的全谷物，因富含膳食纖維、維生素和礦物質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而備受關(guān)注[1]。但糙米表層纖維導(dǎo)致的口感差、不耐儲(chǔ)存等問題大大制約了其發(fā)展。糙米重組米是以糙米為原料，經(jīng)粉碎、復(fù)配、擠壓、質(zhì)構(gòu)重組等工藝而成，通過高溫?cái)D壓糊化，改變糙米內(nèi)部淀粉結(jié)構(gòu)，既能保留糙米的部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，又能解決糙米本身存在的口感和儲(chǔ)藏問題[2]。晏夢(mèng)婷等[3]通過掃描電鏡發(fā)現(xiàn)糙米經(jīng)擠壓重組后幾乎不存在完整的淀粉顆粒，且糊化度（即α化度）越高，表面破損程度越大；劉明等[4]研究發(fā)現(xiàn)重組糙米糊化溫度明顯低于原料，且不易回生，產(chǎn)品貨架期延至6個(gè)月以上。

擠壓重組主要是利用水分、熱量、機(jī)械剪切力和螺桿推動(dòng)力等高溫瞬時(shí)混合作用，改變產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)[5]。近年來，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)重組米展開了大量研究：吳偉等[6]采用雙螺桿擠壓制備了發(fā)芽糙米方便米飯，其復(fù)水率、糊化特性均優(yōu)于發(fā)芽糙米；蔡喬宇等[7]采用蘆丁、富鉻酵母等輔料添加制備了有延緩血糖升高作用的擠壓重組米，改善了體外消化情況；田颯颯[8]將青稞粉復(fù)配玉米粉、小米粉和蕎麥粉制得的青稞復(fù)配米，蒸煮品質(zhì)與粳米相近、質(zhì)構(gòu)與秈米相近。國(guó)外也多有關(guān)于擠壓重組米的報(bào)道，有學(xué)者[9-10]通過添加蛋殼粉、瓜爾膠和阿拉伯膠等輔料，以改善重組米的品質(zhì)特性。此外，擠壓重組米的研究還應(yīng)用于單兵自熱米飯[11]、雜糧資源利用[12]、方便米粥開發(fā)[13]等方面。本文立足于當(dāng)前稻米產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，以糙米為主要原料，通過雙螺桿擠壓制備糙米重組米，以期為稻米資源綜合利用及加工產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料與儀器

1.1.1 主要材料試劑

糙米：金健米業(yè)股份有限公司；蒸餾水：實(shí)驗(yàn)室自制；硫代硫酸鈉、硫酸、葡萄糖淀粉酶、鹽酸、氫氧化鈉等試劑：均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

LE204E/02型電子分析天平：梅特勒-托利多儀器有限公司；JXFM-110型錘式旋風(fēng)磨：上海嘉定糧油儀器有限公司；DS32Ⅱ型雙螺桿擠壓膨化機(jī)：濟(jì)南賽信機(jī)械有限公司；101-1AB型鼓風(fēng)式干燥箱：天津泰斯特儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 糙米重組米制備工藝流程

糙米→粉碎過篩→調(diào)節(jié)水分→擠壓重組→切割造?！稍铩善?/p>

1.2.2 糙米重組米制備的單因素試驗(yàn)

將糙米除雜，粉碎過80目篩后，加水混合調(diào)節(jié)水分，采用雙螺桿擠壓機(jī)在控制一區(qū)、三區(qū)溫度分別為50、120 ℃的條件下進(jìn)行擠壓重組，切割造粒后置于40 ℃鼓風(fēng)干燥箱干燥至水分含量12%以下。以α化度為指標(biāo)，選取喂料速度、水分含量、擠壓溫度和螺桿轉(zhuǎn)速4個(gè)因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

（1） 水分含量：在喂料速度18 kg/h、擠壓溫度100 ℃、擠壓轉(zhuǎn)速120 r/min的條件下，分別調(diào)節(jié)水分含量至18%、20%、22%、24%、26%制備糙米重組米，觀察水分含量對(duì)α化度的影響。

（2） 喂料速度：在水分含量22%、擠壓溫度100 ℃、擠壓轉(zhuǎn)速120 r/min的條件下，分別調(diào)節(jié)喂料速度為12、15、18、21、24 kg/h制備糙米重組米，觀察喂料速度對(duì)α化度的影響。

（3） 擠壓溫度：在喂料速度18 kg/h、水分含量22%、擠壓轉(zhuǎn)速120 r/min的條件下，分別調(diào)節(jié)雙螺桿擠壓機(jī)二區(qū)擠壓溫度為80、90、100、110、120 ℃制備糙米重組米，觀察擠壓溫度對(duì)α化度的影響。

（4） 螺桿轉(zhuǎn)速：在喂料速度18 kg/h、水分含量22%、擠壓溫度100 ℃的條件下，分別調(diào)節(jié)擠壓螺桿轉(zhuǎn)速為80、100、120、140、160 r/min制備糙米重組米，觀察螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)α化度的影響。

1.2.3 糙米重組米制備的正交試驗(yàn)

為確定最優(yōu)工藝條件，根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則，采用L9（34）正交表對(duì)工藝條件進(jìn)一步優(yōu)化。其因素水平分布情況見表1。

表1 正交試驗(yàn)條件和參數(shù)

1.2.4 原料及糙米重組米理化指標(biāo)及品質(zhì)測(cè)定

（1）主要營(yíng)養(yǎng)成分：水分含量參考GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》的直接干燥法；蛋白質(zhì)含量參考GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》的半微量凱氏定氮法；淀粉含量參考GB 5009.9—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中淀粉的測(cè)定》的酸水解法；脂肪含量參考GB 5009.6—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》的索氏抽提法。

（2）復(fù)水時(shí)間和復(fù)水率：參考李學(xué)琴[14]的方法，準(zhǔn)確稱取一定量的樣品，置于潔凈燒杯中蒸煮，期間取出樣品咀嚼，待無明顯生米顆粒存在，即為米粒中心完全軟化，記下所用時(shí)間，即為復(fù)水時(shí)間。

準(zhǔn)確稱取一定量樣品，置于潔凈燒杯中，倒入5倍量沸水，攪拌后靜置，使米粒表面均勻接觸沸水，待加蓋復(fù)水5 min取出立即瀝干水分，并用濾紙吸干表面水分，稱重，根據(jù)式（1）計(jì)算復(fù)水率。

式中：c為復(fù)水率，%；m1為復(fù)水前樣品質(zhì)量，g；m2為復(fù)水后樣品質(zhì)量，g。

（3） 感官評(píng)定：參考GB/T 31323—2014《方便米飯》的感官檢驗(yàn)方法。

（4）α化度：參考GB/T 31323—2014《方便米飯》的附錄B。

1.2.5 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel及SPSS 18.0等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

最初拼焊技術(shù)主要是采用焊接的方式將符合要求的材料焊接起來以滿足長(zhǎng)度和寬度的需要.焊接的方式大量應(yīng)用后，汽車鋼板拼焊技術(shù)向不同表面、不同種類、不同厚度的鋼板材料拼焊的方向發(fā)展.

2 結(jié)果與分析

2.1 糙米重組米制備的單因素試驗(yàn)

2.1.1 水分含量對(duì)糙米重組米α化度的影響

由圖1可知，隨著水分含量調(diào)節(jié)由低至高，重組米的α化度隨之明顯增高，在水分含量24%時(shí)達(dá)到頂峰后明顯下降。可能是由于，水分過低時(shí)物料分散流動(dòng)性差，受熱糊化不完全；通過水分調(diào)節(jié)使谷物中生淀粉充分吸水達(dá)到飽和，在高溫高壓條件下，水分快速蒸發(fā)導(dǎo)致物料膨脹，有利于后續(xù)階段擠壓膨化過程中的傳熱以及淀粉的糊化[15]，使α化度增加；水分含量達(dá)一定程度后，過高的水分致使米粉過于黏稠，擠壓系統(tǒng)內(nèi)的摩擦作用減弱，物料停留時(shí)間減少，導(dǎo)致α化度下降。因此，綜合試驗(yàn)結(jié)果，選取20%、22%、24%的水分含量作為正交試驗(yàn)三水平。

2.1.2 喂料速度對(duì)糙米重組米α化度的影響

由圖2可知，隨著喂料速度增高，糙米重組米α化度先增后降，總體影響趨于平緩?？赡苁怯捎谝欢ǖ奈沽纤俣仍黾涌梢詮?qiáng)化螺桿間扭矩機(jī)械能，重組米α化程度好；而喂料速度過高，原料堆積導(dǎo)致原料受熱不均使產(chǎn)品α化度下降，同時(shí)易導(dǎo)致機(jī)器卡頓。綜上，選擇喂料速度在18 kg/h左右為宜。

2.1.3 擠壓溫度對(duì)糙米重組米的影響

由圖3可知，隨著擠壓溫度的增加，α化度先明顯增大，在溫度為110 ℃時(shí)達(dá)到峰值，之后略為下降?？梢?，在一定溫度范圍內(nèi)，溫度的升高有利于淀粉的糊化。而過高的溫度可能導(dǎo)致水分快速蒸發(fā)，其他組分與水的結(jié)合能力增強(qiáng)，導(dǎo)致α化度下降；在擠壓溫度過高時(shí)，原料中的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等物質(zhì)更易與淀粉反應(yīng)形成絡(luò)合物，從而影響擠出物糊化性質(zhì)[16]。通過試驗(yàn)確定擠壓溫度為110 ℃時(shí)產(chǎn)品的品質(zhì)最好，故將擠壓溫度三水平定為100、110、120 ℃。

2.1.4 螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)糙米重組米的影響

2.2 糙米重組米制備的正交試驗(yàn)

以α化度為指標(biāo)考察各因素對(duì)糙米重組米制備效果的影響，α化度越高，效果越好。為了得到最佳的工藝參數(shù)，選取喂料速度、水分含量、擠壓溫度和螺桿轉(zhuǎn)速4個(gè)影響因素，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，影響糙米重組米α化度的因素主次順序?yàn)椋簲D壓溫度（C）＞螺桿轉(zhuǎn)速（D）＞水分含量（A）＞喂料速度（B）。糙米重組制備的最佳工藝條件為：A3B1C2D2，即水分含量24%、喂料速度15 kg/h、擠壓溫度110 ℃、螺桿轉(zhuǎn)速140 r/min。同時(shí)由正交試驗(yàn)表可知：A1B2C2D2即當(dāng)水分含量20%、喂料速度18 kg/h、擠壓溫度110 ℃、螺桿轉(zhuǎn)速140 r/min時(shí)，α化度是正交試驗(yàn)9組數(shù)據(jù)中的最大值。因此需針對(duì)兩組方案進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最優(yōu)組合A3B1C2D2條件下所制備的糙米重組米，α化度高達(dá)93.1%，成品具有良好的感官和復(fù)水率，效果優(yōu)于試驗(yàn)組。

2.3 糙米重組米品質(zhì)分析

2.3.1 感官品質(zhì)分析

對(duì)最佳制備條件下制得的糙米重組米產(chǎn)品及其蒸煮后的成品進(jìn)行感官評(píng)定，結(jié)果如表3所示，均符合GB/T 31323—2014《方便米飯》的感官標(biāo)準(zhǔn)。

表3 成品感官評(píng)價(jià)結(jié)果

2.3.2 質(zhì)量指標(biāo)分析

對(duì)最佳制備條件下制得的糙米重組米產(chǎn)品進(jìn)行主要營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定，并與原料進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見表4。由表4可知，糙米經(jīng)擠壓重組過程中，蛋白質(zhì)和脂肪含量明顯降低，淀粉結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，含量有所降低，但α化度和復(fù)水率、復(fù)水時(shí)間均明顯提高，重組后的成品α化度和復(fù)水率、復(fù)水時(shí)間均符合GB/T 31323—2014《方便米飯》的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

表4 質(zhì)量指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié) 論

以糙米為主要原料，對(duì)影響糙米重組米糊化效果的4個(gè)影響因素進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)結(jié)果顯示，影響α化度的因素主次順序?yàn)椋簲D壓溫度＞螺桿轉(zhuǎn)速＞水分含量＞喂料速度，最佳制備方案為：水分含量24%、喂料速度15 kg/h、擠壓溫度110 ℃、螺桿轉(zhuǎn)速140 r/min。在此基礎(chǔ)上制得的糙米重組米α化度最高、感官效果佳，復(fù)水時(shí)間和復(fù)水率均符合方便米飯相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。