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四种杂粮米预熟化工艺及理化性质的研究

刘佳男  
【摘要】:本文采用恒温浸泡和微波技术对薏仁、燕麦米、白高粱和黑米这4种杂粮米进行预熟化处理,使杂粮米具有一定的糊化度,能够与大米实现共煮同熟。首先利用响应面法和正交试验法对4种杂粮米与大米共煮同熟工艺进行工艺优化,探讨了各因素分别对4种杂粮米糊化度和感官性质的影响。然后研究了预熟化处理对薏仁、燕麦米、白高粱和黑米主要营养成分、色度、复水性、质构特性和消化特性的影响。分别提取天然和预熟化处理的4种杂粮米的淀粉,通过扫描电子显微镜,光学显微镜,差示扫描量热分析,紫外吸收光谱,傅里叶红外光谱,X-衍射分析和小角度X散射分析方法,比较研究它们在理化特性、微观形态、结晶结构、热特性和层状结构的差异。试验研究结论如下:⑴经过恒温浸泡和微波技术处理的薏仁、燕麦米、白高粱和黑米能够与大米实现共煮同熟。薏仁的最佳工艺条件为:浸泡温度46.4℃,浸泡时间3.9 h,微波功率600 W,微波时间85 s。燕麦米的最佳工艺条件为:浸泡温度40℃,微波时间40 s,微波功率1200W。白高粱的最佳工艺条件为:浸泡温度55℃,微波功率800 W,微波时间80 s。黑米的最佳工艺条件为:浸泡温度50℃,微波时间60 s,微波功率800 W。⑵预熟化处理后,4种杂粮米的总淀粉和蛋白质较原杂粮米均有所增加,薏仁的蛋白质含量下降不显著。处理后薏仁、燕麦和黑米的粗脂肪均显著升高,白高粱中粗脂肪有所下降。预熟化处理后,4种杂粮米的抗性淀粉含量均下降。预熟化处理使薏仁的光泽丧失,呈透明白色;预熟化处理使燕麦变得有光泽,呈亮黄色;预熟化处理使白高粱呈稍暗黄色;预熟化处理使黑米丧失了一些光泽,呈黑紫色。预熟化处理后,与大米共同蒸煮后的4种杂粮米硬度、粘附性和咀嚼性都显著降低,而且处理后的4种杂粮米粘附性、黏聚性、胶黏性、回复力等性质都更接近于大米,4种杂粮米的复水率均显著提高。预熟化处理后,4种杂粮米的快速消化淀粉含量均上升。薏仁和黑米的慢速消化淀粉含量均上升,燕麦米和白高粱的SDS含量均下降。处理后4种杂粮米的抗性淀粉含量均显著下降。⑶原薏仁淀粉多为卵形和椭圆形;原燕麦淀粉多为多边形,少部分椭圆形;原白高粱淀粉多为类圆形和不规则;原黑米淀粉为多边形,大小较为均匀。预熟化处理后,4种杂粮米淀粉颗粒表面有裂纹、破碎,一些淀粉的脐点出现了凹坑,且薏仁淀粉颗粒表面变得粗糙。预熟化处理后,薏仁、燕麦和白高粱淀粉的偏光十字模糊、消失,燕麦淀粉的偏光十字全部消失,颗粒全部膨胀。预熟化处理后4种杂粮米淀粉的酶解率均显著提高。预熟化薏仁和黑米直链淀粉下降;预熟化燕麦米和白高粱直链淀粉上升。⑷预熟化处理后,4种杂粮米的最大吸收峰波长均向右移动,发生了红移现象。处理前后薏仁淀粉的最大吸收峰波长与支链淀粉的最大吸收峰波长接近,且扫描光谱曲线的波形与支链淀粉相类似,都呈对称分布。经过预熟化处理后,4种杂粮米淀粉的最大吸光度变化不大。处理前后的4种杂粮米淀粉相变峰值温度在62~76℃之间,预熟化处理后4种杂粮米淀粉的ΔT和ΔH值均有所下降。随着4种杂粮米中抗性淀粉的减少,DSC的相变吸热焓也随之减少。4种杂粮米淀粉的晶体构型均为A型晶体,而预熟化处理后4种杂粮米淀粉晶体构型也没有改变,仍为A型淀粉。原薏仁、燕麦、白高粱、黑米淀粉的结晶度为24.74%、18.74%、25.88%、25.85%,预熟化处理后薏仁、燕麦、白高粱和黑米淀粉的相对结晶度分别下降为18.89%、14.98%、18.08%和24.43%,糊化焓的减少也与之相呼应。预熟化处理后,黑米的相对结晶度由24.86%升高到27.37%。对比预熟化前后的淀粉的FT-IR光谱图,在400~4000 cm-1的整个光谱范围内,处理前后的杂粮米淀粉具有相同的结构特征,吸收峰位置基本一一对应,预熟化处理并未改变淀粉分子的化学键组成,也没有产生新的化学物质。4种杂粮米淀粉在散射角q为0.6-0.8 nm-1的范围内均存在一个明显的宽散射峰,4种预熟化处理杂粮米淀粉的DB均变小,散射峰值强度Imax均下降。预熟化处理后,燕麦的DB值与LP值的差异性(△L)变化不显著,薏仁、白高粱和黑米的△L变化显著。预熟化处理后,薏仁、燕麦和白高粱的LP值均下降,黑米的LP值升高。而这与上面X-衍射相对结晶度得到的结果一致。


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1 刘佳男;四种杂粮米预熟化工艺及理化性质的研究[D];吉林农业大学;2017年
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