米线,又称榨粉、米粉、米粉丝,在我国、日本、韩国以及东南亚地区深受欢迎,其不含有麸质,是麸质不耐受面条喜爱者的优良替代品[1]。米线以大米为原料,经过水洗、浸泡、磨浆或粉碎、发酵(或不发酵)、糊化、挤丝和老化等一系列工序制成。米线按照含水量可分为湿米线、半干米线和干米线三类;按照发酵与否,又可分为发酵米线和非发酵米线。米线是截面为圆柱形米粉的统称,形状与扁平米粉(切粉)不同,工业上常挤压米浆使其通过圆孔型模具制得。米线形成过程主要包括糊化、凝胶和老化3个阶段,米粉凝胶性能显著影响着产品的品质[2]。
原料大米组成及特性对米线品质有重要影响。在常见稻谷品种中,早籼米因其直链淀粉含量较高,在米线加工中应用最广泛。然而,受地域、气候和种植技术等因素影响,不同品系、产地和贮藏周期的早籼米的基本组成、理化性质以及米线加工适性均有一定的差异;迄今为止,尚未有米线加工用大米的质量标准,市场上米线的质量也参差不齐。本文在广泛翻阅文献的基础上,总结阐释大米组成和理化特性与其米线加工适性的关系,概括归纳大米米线加工适性改良方法,为米线原料标准化和米线品质提高提供科学依据。
1 大米米线加工适性评价
现有研究表明,影响米线原料加工适性的核心因素是直链淀粉含量,有部分研究把胶稠度、糊化特性和蛋白质含量也作为影响米线品质的重要因素。但由于各研究关注的米线种类及其加工工艺不尽相同,试验方法也有差异,所得结论也不完全一致。表1列举了不同种类米线适宜的原料特性范围。
表1 不同种类米线适宜的原料特性取值范围
Table 1 Suitable range of raw material characteristics for different rice noodles
米线种类原料加工适性相关理化特性及适宜范围文献湿米线 Am 23%～28%, 胶稠度30～45 mm, 膨润力8.0～9.0[7]Am 10%～17.5%, 蛋白质含量>7.1%[8]Am 22.24%～26.86%[9]Am 21.0%～25.0%, 蛋白质含量6%～7%[10]Am>20%, 支链淀粉含量<45%[11]半干米线Am 24%～27%;或Am>27%, 垩白度≤6.95%或≥10.0%, 胶稠度35～55 mm, 糊化等级3.0～4.5[12]Am>25%,谷值黏度>2 134 cP,最终黏度>3 553 cP,回生值643～1 005 cP, 崩解值303～899 cP[13]干米线 Am>22%,最终黏度>3 963 cP,胶稠度<46 mm[3]Am>25%[6]Am 21.05%～24.54%[14]Am 21.40%～25.61%, 蛋白质含量7.31%～8.84%[15]Am 22.11%～25.45%[16]
注:Am指直链淀粉含量。
原料大米的组成成分和理化性质影响米线的糊化和回生,进而影响质构和感官品质。苟青松等[3]认为适宜加工干米线的原料大米直链淀粉含量应大于22%,淀粉最终黏度应大于3 963 cP,胶稠度应小于46 mm。周显青等[4]研究发现直链淀粉含量、支链淀粉含量及糊化特性可有效表征大米的米线加工适性,其中直链淀粉含量与米线感官评分和质构特性(黏附性、弹性除外)呈显著正相关,而支链淀粉含量与之呈显著负相关。WEI等[5]研究发现原料峰值黏度、谷值黏度与米线咀嚼性、硬度呈正相关;溶解度与米线蒸煮损失、断条率呈正相关,与弹性呈强负相关;膨胀力与断条率呈负相关。FARI等[6]研究发现大米直链淀粉含量与米线蒸煮损失率呈显著负相关,与其抗拉伸强度、延展性和弹性恢复呈显著正相关,且大米淀粉的溶解度、膨润力及淀粉凝胶的质构特性均与直链淀粉含量有关。
2 大米主要成分及物化特性对其米线加工适性的影响规律
研究发现大米的淀粉组成及其精细结构、蛋白质含量、脂肪含量、破损淀粉含量、胶稠度、糊化特性、粒度等对其米线加工适性有重要影响。
2.1 淀粉组成及结构
直链淀粉含量一直被认为是影响大米米线加工适性的最重要因素。直链淀粉含量与米线硬度、黏性、弹性和韧性等质构特性有关,糊化后的米粉冷却时,其中的直链淀粉通过氢键交联聚集、重新排列,形成具有一定强度且较稳定的网络结构[4]。直链淀粉含量高的大米制备的米线蒸煮损失小且不易断条,主要是因为直链淀粉具有抑制淀粉凝胶膨胀的特性,使溶解度降低,米线煮制过程中能更好地保持结构完整性,提高其耐煮性[6]。在一定范围内,原料大米直链淀粉含量越高,制备的米线品质越好;当直链淀粉含量超过一定水平,米线会出现弹韧性差、易断条等质量问题。王永辉等[16]发现采用挤压一步成型法制备米线适宜的直链淀粉含量为22.11%～25.45%。除直链淀粉含量外,研究发现大米直链淀粉和支链淀粉的精细结构也与米线品质有关[17]。支链淀粉的链长分布与鲜湿米线的质地特性显著相关,弹性与中链含量[聚合度(degree of polymerization,DP) 13～24]呈显著负相关;黏附性与短链含量(DP 6～12)呈正相关,而与长链含量(DP 37～60)呈负相关[18]。链长较大的直链淀粉和单位链比率较小的支链淀粉可以形成强烈的分子内和分子间相互作用,使淀粉颗粒在挤压过程中保持相对完整性,在很大程度上膨胀而不破裂,从而有助于增加米线的直径和机械强度,降低米线的黏度[18]。直链淀粉链长及支链淀粉的精细结构(链长分布、分子大小等)还能影响与米线品质形成相关的淀粉糊化和老化,进而影响成品最终品质[17]。总的来看,大米直链淀粉含量为21%～27%时米线加工适性较好。原料大米直/支比过大,米线在贮藏过程中老化过快,口感偏硬,柔软性和弹性不佳,且易断条;直/支比过小,则米浆黏附性较大,不利于米线加工,成品米线易糊汤和断条。
2.2 蛋白质含量
蛋白质在大米中的含量仅次于淀粉,其对大米米线加工适性的影响不可忽视。蛋白质具有抑制大米淀粉凝胶膨胀和保持水分的能力,从而直接影响米线加工的难易程度。大米中的蛋白质大多与直链淀粉结合,以蛋白质-直链淀粉复合物的形式存在,对大米的糊化特性和米线品质形成有一定影响。有研究表明,蛋白质含量与湿米线的口感、硬度、咀嚼性等呈显著正相关。蛋白质与淀粉的相互作用使凝胶结构更稳定,采用中高蛋白质含量(>7.1%)的大米生产出的米线品质较好[8]。蛋白质还能阻碍大米淀粉老化回生,这对米线长期贮藏中维持品质稳定至关重要。大米蛋白吸水后无法像小麦蛋白一样自行形成网络结构,不利于淀粉凝胶的弹性和强度,生产中可通过添加麸质成分或者使用谷氨酰胺转移酶来克服该缺点[2]。蛋白质含量并非越高越好,含量过高对米线加工及最终品质均有不利影响。米线生产中常使用中高水平蛋白质含量的大米,一般为4%～8%,但会因米线加工工艺、产品种类不同而略有差异。
2.3 脂肪含量
大米中脂肪含量一般较低(0.2%～2%),但其对大米米线加工适性也有相当影响。研究发现脂肪主要通过与大米淀粉相互作用改变其特性而间接影响米线品质。例如脂肪能与直链淀粉形成淀粉-脂质复合物,从而抑制淀粉颗粒膨胀,维持膨胀淀粉颗粒的完整性;淀粉颗粒表面形成的淀粉-脂质复合物能降低淀粉水合,延缓淀粉糊化。此外,脂肪还能抑制糊化后直链淀粉的老化回生,主要通过与直链淀粉形成单螺旋结构的复合物,抑制淀粉分子链间双螺旋结构的形成[19]。对干米线原料组分与产品品质关系研究发现大米粗脂肪含量与干米线拉伸强度、蒸煮损失率呈显著正相关[20]。总体来看,适当的脂肪含量有利于提升米线的质地和口感。
2.4 破损淀粉含量
大米粉中的破损淀粉对酶解反应的抵抗力较低,极易受到糖化酶作用发生分解,从而影响米制品品质[21]。在米线加工的碾磨工序(湿磨、干磨或半干磨粉)中机械力会致淀粉粒受损形成破损淀粉,使淀粉的多尺度结构和理化特性发生改变,进而影响大米的米线加工适性。相比之下,干磨对淀粉的损伤程度最大,破损淀粉含量也最高。HEO等[1]研究发现干磨和湿磨后破损淀粉的含量分别为14.7%和9.4%,干磨制得的半干米线蒸煮损失率和浊汤度分别比湿磨制得的产品高53.33%和66.67%。这表明破损淀粉的存在能显著影响米线的蒸煮品质,但对其适宜范围及工作机制的研究几乎为空白。
2.5 胶稠度
根据大米糊化米浆的胶稠度,可将大米分为硬胶稠度(米胶长度≤40 mm)、中等胶稠度(米胶长度40～60 mm)和软胶稠度(米胶长度≥60 mm)大米。研究发现胶稠度可作为评价大米米线加工适性的重要指标[3,12]。加工品质良好的米线,大米应具有较低胶稠度,早籼米就属于硬胶稠度大米。胶稠度越小的大米最终黏度和回生值越高,凝胶性能越好,制出的米线品质更高。胶稠度越大,糊化后米浆的流动性好,制备的米线易粘连、不易搓散。苟青松等[3]研究发现生产压榨干米线其大米胶稠度应小于46 mm。吴卫国等[12]发现胶稠度为35～55 mm的大米制备的半干米线断条率较低、品质较好。因此,用作米线加工的大米最好属于中等胶稠度和硬胶稠度。
2.6 大米粉糊化特性
大米粉的糊化特性与米线品质密切相关,其糊化参数可作为米线加工适性的预测指标。对压榨米线,研究发现谷值黏度和最终黏度越大,米线硬度越高;感官评分、硬度、咀嚼性、回复性与回生值均呈显著正相关,而与崩解值呈显著负相关[22]。对干米线,大米粉的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度以及回生值均与产品的蒸煮损失率呈显著负相关,与抗拉伸强度呈显著正相关[14]。对湿米线,YI等[18]研究发现大米的谷值黏度、最终黏度、回生值、糊化温度与产品的咀嚼性呈正相关;最终黏度、回生值和糊化温度与弹性呈正相关,而崩解值与弹性呈负相关;峰值黏度、谷值黏度、最终黏度和回生值与黏附性呈负相关;崩解值与咀嚼性呈负相关,而与黏附性呈正相关。由此可见,大米粉糊化特性与其米线加工适性的关系因米线品种而各异,需要区别情况予以对待。
2.7 大米粉粒度
研究发现大米粉的粒度对其米线加工适性有重要影响,主要是因为粒度会影响大米粉的糊化从而影响米线品质。一般来说,大米粉粒度越小,破损淀粉含量越高,糊化温度越低,糊化越彻底,米粉易于形成致密凝胶网络结构,其质构特性和蒸煮品质都较佳。粒度过大会导致大米粉糊化不均匀,米线表面颗粒感严重,蒸煮损失较大;但大米粉粒度也不宜太小,否则物料吸水过度,进料困难,使生产流畅性受阻。通常大米粉粒度为120目时制得的米线品质较好[23]。
3 大米米线加工适性的改良方法
当大米的米线加工适性不足时,可通过物理改性(湿热处理、韧化处理、过热蒸汽处理等)、陈化、发酵、添加改良剂等方法对其进行改良。
3.1 物理改性
常用于大米米线加工适性改良的物理方法包括湿热改性处理、韧化处理和过热蒸汽处理等。此类方法的优点是工艺简单易操作、安全无污染。湿热处理是指在水分含量低于35%,温度高于玻璃化转变温度但低于糊化温度的条件下处理大米及其粉的方法[24]。湿热处理改善大米米线加工适性主要基于以下两点:a)提升表观直链淀粉含量,降低大米粉的溶解度和膨胀度,使米线形成的网络结构更加稳定、淀粉分子排列更加有序;b)能诱导直链淀粉与脂肪、蛋白质等形成复合物,抑制淀粉溶出和膨胀[25]。湿热处理后大米粉凝胶黏度降低,米线的蒸煮品质提高,质构特性尤其是硬度、弹韧性和拉伸性能得到显著改善[25]。唐玮泽[26]发现在110 ℃处理水分含量为25%的大米粉2 h能显著改善米线的硬度、咀嚼性、蒸煮损失率、断条率和感官品质,但会使其内聚性和复水率降低。
韧化处理常指在低于糊化温度的温度下处理含水量较高(≥40%)大米物料的方法。研究发现韧化处理能改变大米淀粉的多尺度结构和直链淀粉/支链比例,使米粉溶解度和膨润力降低,米线的凝胶硬度、热稳定性和抗剪切能力提高,变得更加爽口,富有柔韧性以及黏弹性[27]。但韧化处理时间不可过长、温度不能太高,否则会导致米线口感和色泽劣变。
过热蒸汽处理指将大米物料用高温水蒸气短时间处理的一种方法。蒸汽温度和处理时间是影响处理效果的关键因素。通常较低温度过热蒸汽短时间处理(例如120 ℃,2 min至150 ℃,6 min范围内)能提高大米粉的直链淀粉含量、谷值黏度、最终黏度和回生值,降低其崩解值、膨胀力、水溶性和糊化焓,可改善米线的凝胶硬度、拉伸性、蒸煮损失率和断条率,使其更加韧弹爽口[28]。但过热蒸汽处理温度过高或时间过长(如180 ℃过热蒸汽处理8 min)会使表观直链淀粉含量降低,米线凝胶网络结构强度减弱、韧性变差、断条率升高[28]。例如对籼米过热蒸汽处理(处理温度:120、150、180 ℃;处理时间:0、2、4、6、8 min)的研究发现,150 ℃/4 min处理效果最佳,此时大米粉直链淀粉含量升高11%(25.36%→28.26%),制得的米线复水时间、断条率和蒸煮损失率分别降低10%(497.5 s→450 s)、40%(未知→7.3%)和26%(18.32%→13.6%),感官品质也得到提升[29]。
由此可见,湿热处理、韧化处理和过热蒸汽处理能显著改善大米米线加工适性,提高米线的蒸煮、质构和感官品质。而一些新型物理改良方法,例如微波、等离子体、臭氧、高压等虽然在淀粉改性中应用较多,但在大米米线加工适性改良中的作用有待验证。
3.2 陈化处理
通常陈化被认为是稻谷和大米在贮藏过程中随时间发生的品质劣变现象,但研究发现陈化能有效改善大米的米线加工适性。陈化改善大米米线加工适性的机制主要包括:a)陈化导致直链淀粉含量增加以及直链淀粉的链长和多尺度结构有序性降低,使其更易形成均匀而高强度的凝胶结构[30];b)陈化过程中蛋白质被氧化,其中巯基转化成二硫键,更有利于其与淀粉协同形成更高强度的凝胶。大米陈化处理可使米线的硬度、咀嚼性、拉伸性等质构特性和蒸煮品质大幅提升。早籼米在温度36 ℃、相对湿度85%的条件下加速陈化90 d后,其峰值黏度、崩解值持续降低,回生值和糊化温度逐渐升高,制得的米线咀嚼性和弹性提高,而黏附性下降[18]。易翠平等[31]发现相比于室温下陈化2月的籼米,陈化12～16月后制得的湿米线其蒸煮损失率和断条率分别降低71.03%和21.10%,硬度、回复性、咀嚼性、拉伸性和白度等也有明显改善。可见,陈化(通常长于1年)是改善大米米线加工适性的有效方法,可使米线表面光滑度、色泽、弹性和咀嚼性得到改善,黏附性和断条率降低。
3.3 发酵处理
对大米进行适度发酵,可改善其米线加工适性。表2总结了发酵改善大米米线加工适性的相关研究。常见的发酵方式包括自然发酵、纯种发酵和混合菌种发酵。自然发酵实际上主要作用的是乳酸菌和酵母;纯种发酵常用乳杆菌,尤其以植物乳杆菌为主;而混合菌种发酵是在乳杆菌的基础上合并使用酵母和/或芽孢杆菌。发酵时间短则几小时,最长也不超过十几天;纯种或混合菌种发酵的接种量一般在5%以内。在发酵过程中,乳酸菌主要贡献是改善米线的质构特性,而酵母能提升米线的风味[32]。相较自然发酵,接种发酵效率更高、改善效果更可控,能使产品品质更加稳定[33]。发酵改善大米米线加工适性的主要原因是能降低大米中的蛋白质、灰分和脂肪含量,提高直链淀粉含量[33]。发酵后大米的糊化温度、回生值、峰值黏度、崩解值、回生值和糊化焓升高,制得的米线质地、延展性、凝胶网络强度和口感得以改善,蒸煮损失率和断条率下降,产品更加劲道爽滑、不易糊汤[34-35],且有更好弹性、光洁度和香气[36]。发酵对大米米线加工适性的改良程度与其操作条件(温度、时间、料/水比、微生物种类等)密切相关,相比传统自然发酵,接种发酵的安全性、可控性都要好很多。
表2 发酵大米制备米线的品质变化
Table 2 Quality change of fermented rice to prepare rice noodles
发酵菌种(比例)-米线接种量/发酵时间米线品质变化文献自然发酵-1103CFU/mL/1 dT↑41.8, H↑39.29[32]植物乳杆菌-110%/18 hS↑4.27, Ss↑0.46[34]植物乳杆菌-1106 CFU/mL/12 hS↑, C↑, T↑28.93, Rcl↓20.04[35]植物乳杆菌-11%/60 hH↑21.34, C↑21.55, A↓61.44, Rcl↓51.72, Rb↓60.02, Ss↑53.85[37]植物乳杆菌-2106 CFU/g/54 hH↑55.61, A↓92.88, T↑4.34, C↑125.89, Co↓6.46, Rcl↓50[38]乳杆菌-1109 CFU/mL/24 hT↑16.24, S↑19.91[39]乳杆菌-21010 CFU/g/18 hC↑10.0[33]植物乳杆菌/毕赤酵母(1/1)-31%/12 hH↑38.22, S↑26.32, Tl↑67.44, Rwa↑5.81[40]植物乳杆菌/发酵乳杆菌/热带假丝酵母/枯草芽孢杆菌(1/1/1/1)-11%/3 dS↑15.38, C↑11.43[36]发酵乳杆菌/植物乳杆菌/酿酒酵母(1/1/1)-15×106 CFU/mL/6 hRcl↓25.65, H↑98.43, C↑57.35[41]酿酒酵母/干酪乳杆菌/植物乳杆菌(1/1/1)-1109 CFU/mL/12 hH↑31.60, S↑31.08, Co↑37.70, C↑116.71, Rcl↓53.88[42]
注:米线种类:1为湿米线,2为半干米线,3为干米线;品质指标中A为黏附性(adhesiveness),C为咀嚼性(chewiness),Co为内聚性(cohesiveness),H为硬度(hardness),Rb为断条率(rate of breaking),Rcl为蒸煮损失率(rate of cooking loss),Rwa为吸水率(rate of water absorption),S为弹性(springiness),Ss为感官评分(sensory score),T为拉伸力(tensile strength),Tl为拉伸长度(tensile length);↑表示该指标随发酵而升高;↓表示该指标随发酵而降低;↑和↓后的数值表示相较于对照组升高或降低的百分比(%),是从论文数据直接计算或估计而得。
3.4 改良剂使用
改良剂是指添加到大米粉中能改善其米线加工适性的物质,常见的有淀粉类、亲水胶体类、无机盐类、蛋白质类和乳化剂类改良剂(表3)。在淀粉类改良剂中,常使用的包括玉米淀粉、马铃薯淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉和芭蕉芋淀粉等,其中玉米淀粉使用最多,使用量一般为2%～5%[43]。添加淀粉使大米米线加工适性改良的原因主要包括以下几点:a)提升物料中淀粉的占比,使其他成分对米线品质的影响相对降低;b)提高物料中直链淀粉在淀粉中的占比,使更易形成更加致密的凝胶网络结构,如玉米淀粉[43]、豌豆淀粉[44]、绿豆淀粉[45-46]和芭蕉芋淀粉[47];c)提升米线凝胶的持水力,赋予米线更高的弹性和抗老化性,如马铃薯淀粉[48]。就现有报道来看,这些淀粉的添加都会不同程度改善米线质构特性(硬度、弹性、拉伸性、咀嚼性等升高)、蒸煮品质(蒸煮损失率和断条率下降)和感官品质(感官评分升高)。除此之外,某些淀粉还可以改善米线的其他品质,如马铃薯淀粉能使米线亮度和贮藏稳定性提升[49]。为最大限度改善大米的米线加工适性,淀粉的添加量都应保持在其最适添加范围之内。过低,达不到改善效果,过高则会损伤米线品质。除原淀粉外,一些变性淀粉诸如马铃薯变性淀粉、羟丙基二淀粉磷酸酯、醋酸酯淀粉、交联酯化淀粉、羟丙基淀粉等的使用也能改善大米的米线加工适性[50]。
表3 改良剂对米线品质的影响
Table 3 Effect of improvers on the quality rice noodles
添加物质(用量)-米线添加量及米线品质变化文献玉米淀粉(3%)-1H↑56.01, C↑45.90, 白度值↑, Ss↑0.99[43]豌豆淀粉(25%)-2H↑71.83, S↑7.49, C↑83.32, Rcl↓54.50[44]绿豆淀粉(5%)-2H↑7.49, S↑6.82, C↑24.61, Co↑7.94, A↓27.18, Rcl↓37.75, Rb↓14.2, Ss↑17.2 [45]芭蕉芋淀粉(5%)-2H↑13.08, S↑9.09, C↑33.78, T↑9.86, Rcl↓37.75, Rb↓29.31[47]马铃薯淀粉(0～3%)-3Rcl↓, H↑, C↑, T↑[48]羟丙基淀粉(5%)-1H↑4.5, Rb↓17.57[50]黄原胶(0.05%)-3Rcl↓12.26[51]羧甲基纤维素(0.1%)-3Rcl↓23.58, H↑3.06, Rwa↑32.05[51]羧甲基纤维素(0.2%)-3T↑19.16, E↑62.36, H↑59.23, C↑113.77, Rcl↓11.48[52]瓜尔豆胶(0.2%)-3T↑23.7, E↑70.3, H↑60.6, Rcl↓15.6[52]瓜尔豆胶(0.05%)-3Rcl↓14.15, H↑11.77[52]可得然胶(0.6%)-2H↑26.89, S↑22.2, C↑18.2, Rcl↓48.1, Rb↓82.23[53]焦磷酸钠(0.6%)-3T↑, C↑[55]复合磷酸盐(0.6%)-3Rcl↓, T↑, C↑, 光泽↑, 表面光滑度↑[55]大豆分离蛋白(<4%)-1Rb↓, Rcl↓[56]甘油单硬脂酸酯(1.0%)-3A↓71.14, Rcl↓50[59]
注:米线种类:1为湿米线,2为半干米线,3为干米线;品质指标中A为黏附性(adhesiveness),C为咀嚼性(chewiness),Co为内聚性(cohesiveness),E为延展性(extensibility),H为硬度(hardness),Rb为断条率(rate of breaking),Rcl为蒸煮损失率(rate of cooking loss),Rwa为吸水率(rate of water absorption),S为弹性(springiness),Ss为感官评分(sensory score),T为拉伸力(tensile strength);↑表示该指标随改良剂添加而升高;↓表示该指标随改良剂添加而降低;↑和↓后的数值表示相较于对照组升高或降低的百分比(%),是从论文数据直接计算或估计而得。
在亲水胶体类改良剂中,报道的有黄原胶、羧甲基纤维素、瓜尔豆胶和可得然胶。这些胶体对大米米线加工适性的改良一方面得益于它们良好的增稠性、凝胶性和保水性,另一方面归因于它们和大米淀粉之间的相互作用而改变了淀粉的糊化和老化特性。如添加黄原胶能显著减缓米线的短期和长期老化,使其蒸煮损失率降低,硬度提升[51];添加羧甲基纤维素能使发酵干米线形成大小均匀的多孔结构,改善产品的质地和复水性,降低蒸煮损失率[51];在红茉莉香米粉中添加0.2%的瓜尔豆胶能显著改善半干米线结构,使其更加致密,提高米线耐煮性、抗拉强度、延展性和硬度,而降低蒸煮损失率[52];添加0.4%～0.6%可得然胶可使米线凝胶网络更加致密,在不影响米线短期老化的前提下显著改善其硬度、弹性、咀嚼性和蒸煮特性,延缓其长期老化[53]。
相较前两类改良剂,无机盐类、蛋白质类和乳化剂类改良剂的研究较少。目前报道的主要包括磷酸盐、大豆分离蛋白和单甘酯等。磷酸盐一方面能提高米粉物料的持水力[54],另一方面能加强米线中蛋白质分子之间和蛋白质与淀粉之间的交联,从而改善米线凝胶结构,提升其品质。陈洁等[55]研究发现添加量为0%～0.6%时,随复合磷酸盐和焦磷酸钠的添加量的增大,干米线的拉伸力和咀嚼性持续增大,蒸煮损失率持续降低。但相比之下,焦磷酸盐降低蒸煮损失率更有效,而复合磷酸盐对质构特性的改善作用更明显。大豆分离蛋白通过其良好的持水性、变性凝胶特性以及对大米淀粉老化的抑制而改善大米的米线加工适性[56]。胡秀婷等[57]研究发现添加量为0%～6%时,大豆分离蛋白能使鲜湿米粉硬度持续提升,而其断条率和蒸煮损失率在添加量为4%时降为最低。单甘酯则能与大米中的直链淀粉形成不溶性淀粉-脂质复合物,降低淀粉溶出,阻碍淀粉分子凝聚,减缓米线老化和回生,改善米线弹性、韧性和口感[58]。
由上可见,不同改良剂对大米米线加工适性的改良机制各有不同,应根据产品特性予以选择使用或组合使用。同时,各类改良剂的使用量也有较大差异,一般淀粉类、蛋白类改良剂通常用量较大,而亲水胶体类、无机盐类和乳化剂类改良剂在较低使用量即可发挥较大作用。
3.5 多方法联用
上述每种大米米线加工适性改良方法都有其优点,也有其缺点。物理改性操作简单、安全无污染,符合绿色生产理念,但是效果有限;稻米陈化具有效果显著的优点,但是其周期太长,不利于生产效率提高;发酵是改良大米的米线加工适性的有效方法,但要严格控制其发酵程度,时间过长或条件控制不当将达不到改良效果;添加改良剂虽操作简单、效果明显,但对清洁标签米线的生产是不利的。此外,有人尝试将不同改良方法联合使用来改良大米的米线加工适性,以获得更佳改良效果。SRIKAEO等[51]研究发现自然发酵与亲水性胶体添加(羧甲基纤维素、黄原胶和瓜尔豆胶等)联合应用是改善大米米线加工适性的有效方法。在发酵改良的基础上,亲水性胶体的添加能进一步提升米线的硬度,降低其蒸煮损失率。CHARUTIGON等[60]研究发现联合使用木薯变性淀粉(4%)和单甘酯(1%)可解决干法磨粉挤压米线品质低下、表面粘连严重等问题。单甘酯和木薯变性淀粉协同抑制淀粉颗粒水合和膨胀,改善米线黏性和蒸煮损失。
4 结论与展望
综上所述,大米米线加工适性主要受其直链淀粉含量、淀粉精细结构、蛋白质含量、脂肪含量、破损淀粉含量、胶稠度、糊化特性和粒度等诸多因素影响,其影响机制各不相同。物理改性(湿热处理、韧化处理和过热蒸汽处理)、陈化、发酵和改良剂添加等可有效改良大米的米线加工适性。虽然大米的米线加工适性得到了较好的研究,但这些研究结果与简便明确的工业指导之间还有不小差距,其结果的实践可操作性还不够强。鉴于此,未来对大米米线加工适性的评价及其改善的研究应更加面向工业一线,实现理论与实践的有机衔接。具体来讲,可从以下几个方面开展:a)进一步明确影响大米米线加工适性的各因素之间内在关系与逻辑,梳理出核心因素,踢出重复性指标,构建简明清晰的米线加工专用大米质量标准;b)进一步研究梳理不同工艺、不同品种米线对大米原料特性的要求,建立更加精准的米线原料选择操作指南和原料验收要求;c)明确不同大米米线加工适性改良方法的优缺点及使用条件,将其与大米原料特性、米线品种和加工工艺有机对接,为个性化米线原料改良提供理论和技术支撑;d)利用上述技术开发各类米线加工专用粉,解决生产企业专业原料供给及产品品质稳定控制问题。
[1] HEO S,LEE S M,SHIM J H,et al.Effect of dry-and wet-milled rice flours on the quality attributes of gluten-free dough and noodles[J].Journal of Food Engineering,2013,116(1):213-217.
[2] LI C M,YOU Y X,CHEN D,et al.A systematic review of rice noodles:Raw material,processing method and quality improvement[J].Trends in Food Science &Technology,2021,107:389-400.
[3] 苟青松,吴凡,王展,等.压榨型干米粉专用米关键指标的研究[J].食品科技,2020,45(2):170-176.
GOU Q S,WU F,WANG Z,et al.Study on key indicators of special rice for pressed dry rice noodles[J].Food Science and Technology,2020,45(2):170-176.
[4] 周显青,彭超,张玉荣,等.压榨型鲜湿米粉条凝胶质构特性及食用品质影响因素[J].食品科学,2017,38(21):93-99.
ZHOU X Q,PENG C,ZHANG Y R,et al.Factors influencing gel texture and eating quality of pressed type fresh rice noodles[J].Food Science,2017,38(21):93-99.
[5] WEI P,FANG F,LIU G M,et al.Effects of composition,thermal,and theological properties of rice raw material on rice noodle quality[J].Frontiers in Nutrition,2022,9:1003657.
[6] FARI M J M,RAJAPAKSA D,RANAWEERA K K D S.Quality characteristics of noodles made from selected varieties of Sri Lankan rice with different physicochemical characteristics[J].Journal of the National Science Foundation of Sri Lanka,2011,39(1):53.
[7] 丁文平,王月慧,夏文水.米线生产中原粮选择指标的确定[J].食品科技,2004,29(10):24-26.
DING W P,WANG Y H,XIA W S.Determination on choosing standard of raw material in manufacturing rice noodle[J].Food Science and Technology,2004,29(10):24-26.
[8] 刘友明,谭汝成,荣建华,等.方便米粉加工原料的选择研究[J].食品科技,2008,33(3):133-136.
LIU Y M,TAN R C,RONG J H,et al.Study on raw material selection for instant rice noodle[J].Food Science and Technology,2008,33(3):133-136.
[9] XUAN Y,YI Y,LIANG H,et al.Amylose content and RVA profile characteristics of noodle rice under different conditions[J].Agronomy Journal,2020,112(1):117-129.
[10] 高晓旭,佟立涛,钟葵,等.鲜米粉加工专用原料的选择[J].中国粮油学报,2015,30(2):1-5.
GAO X X,TONG L T,ZHONG K,et al.Raw material selection for fresh rice noodles[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association,2015,30(2):1-5.
[11] 李琳,陈洁,王远辉,等.大米原料对鲜湿米粉品质影响[J].食品工业,2019,40(6):177-182.
LI L,CHEN J,WANG Y H,et al.Raw material selection of instant fresh rice noodles[J].The Food Industry,2019,40(6):177-182.
[12] 吴卫国,张喻,肖海秋,等.原料大米特性与米粉产品品质关系的研究[J].粮食与饲料工业,2005(9):21-24.
WU W G,ZHANG Y,XIAO H Q,et al.The relationship between characteristics of rice raw material and quality of rice noodle[J].Cereal &Feed Industry,2005(9):21-24.
[13] 孙婷琳,熊宁,郭利利,等.基于主成分分析的鲜湿米粉感官品质的预测[J].食品科技,2016,41(1):269-274.
SUN T L,XIONG N,GUO L L,et al.Sensory quality of fresh rice noodles based on principal component analysis[J].Food Science and Technology,2016,41(1):269-274.
[14] HAN H M,CHO J H,KOH B K.Processing properties of Korean rice varieties in relation to rice noodle quality[J].Food Science and Biotechnology,2011,20(5):1277-1282.
[15] 张星灿,白菊红,康建平,等.四川地方大米品种特性对方便米粉品质的影响[J].粮油食品科技,2019,27(3):9-14.
ZHANG X C,BAI J H,KANG J P,et al.Effect of variety characteristics of Sichuan local rice on the quality of instant rice noodle[J].Science and Technology of Cereals,Oils and Foods,2019,27(3):9-14.
[16] 王永辉,张业辉,张名位,等.不同水稻品种大米直链淀粉含量对加工米粉丝品质的影响[J].中国农业科学,2013,46(1):109-120.
WANG Y H,ZHANG Y H,ZHANG M W,et al.Effect of amylose content of different rice varieties on the qualities of rice vermicelli[J].Scientia Agricultura Sinica,2013,46(1):109-120.
[17] TAO K Y,LI C,YU W W,et al.How amylose molecular fine structure of rice starch affects functional properties[J].Carbohydrate Polymers,2019,204:24-31.
[18] YI C P,ZHU H,BAO J S,et al.The texture of fresh rice noodles as affected by the physicochemical properties and starch fine structure of aged paddy[J].LWT-Food Science and Technology,2020,130:109610.
[19] CHEN J,CAI H L,YANG S,et al.The formation of starch-lipid complexes in instant rice noodles incorporated with different fatty acids:Effect on the structure,in vitro enzymatic digestibility and retrogradation properties during storage[J].Food Research International,2022,162(Pt A):111933.
[20] 孟岳成,刘鑫,陈杰.原料组分及应力松弛与方便米线品质的关系[J].农业工程学报,2011,27(10):375-382.
MENG Y C,LIU X,CHEN J.Relationship between rice components,stress-relaxation and instant rice noodles quality[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2011,27(10):375-382.
[21] BROWN H T,HERON J.Contributions to the history of starch and its transformations[J].J Chem Soc,Trans,1879,35:596-654.
[22] 周显青,彭超,张玉荣,等.早籼稻的品质分析与其压榨型鲜湿米粉加工适应性[J].食品科学,2018,39(19):36-43.
ZHOU X Q,PENG C,ZHANG Y R,et al.Quality analysis of early indica rice cultivars and their suitability for processing of pressed fresh noodles[J].Food Science,2018,39(19):36-43.
[23] 黄梅婷.原料特性对米粉品质影响研究进展[J].福建轻纺,2016(9):35-37.
HUANG M T.Research progress on the influence of raw material characteristics on rice noodle quality[J].The Light &Textile Industries of Fujian,2016(9):35-37.
[24] CHAM S,SUWANNAPORN P.Effect of hydrothermal treatment of rice flour on various rice noodles quality[J].Journal of Cereal Science,2010,51(3):284-291.
[25] DA ROSA ZAVAREZE E,STORCK C R,DE CASTRO L A S,et al.Effect of heat-moisture treatment on rice starch of varying amylose content[J].Food Chemistry,2010,121(2):358-365.
[26] 唐玮泽.多次湿热处理对大米淀粉和米粉消化性的影响[D].长沙:中南林业科技大学,2021.
TANG W Z.The effect of multiple heat moisture treatment on digestibility of rice starch and rice noodle[D].Changsha:Central South University of Forestry and Technology,2021.
[27] WANG L,ZHANG C N,CHEN Z X,et al.Effect of annealing on the physicochemical properties of rice starch and the quality of rice noodles[J].Journal of Cereal Science,2018,84:125-131.
[28] 舒星琦,李波轮,任传顺,等.过热蒸汽处理大米对方便米粉品质的影响[J].河南工业大学学报(自然科学版),2022,43(6):45-52.
SHU X Q,LI B L,REN C S,et al.Effect of superheated steam treatment on quality of instant rice noodles[J].Journal of Henan University of Technology(Natural Science Edition),2022,43(6):45-52.
[29] 郑洋洋.过热蒸汽处理对大米粉及方便米线品质的影响研究[D].郑州:河南工业大学,2021.
ZHENG Y Y.Study on the effect of superheated steam treatment on the quality of rice flour and instant rice noodles[D].Zhengzhou:Henan University of Technology,2021.
[30] WANG H W,WANG Y,WANG R,et al.Impact of long-term storage on multi-scale structures and physicochemical properties of starch isolated from rice grains[J].Food Hydrocolloids,2022,124:107255.
[31] 易翠平,刘旸,樊振南,等.籼米陈化对鲜湿米粉品质的影响[J].中国粮油学报,2018,33(6):1-5;12.
YI C P,LIU Y,FAN Z N,et al.Qualities of fresh rice noodle affected by indica rice aging[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association,2018,33(6):1-5;12.
[32] YI C P,YANG Y W,ZHOU S M,et al.Role of lactic acid bacteria in the eating qualities of fermented rice noodles[J].Cereal Chemistry,2017,94(2):349-356.
[33] GENG D H,LIANG T T,YANG M,et al.Effects of Lactobacillus combined with semidry flour milling on the quality and flavor of fermented rice noodles[J].Food Research International,2019,126:108612.
[34] GENG D H,LIU L,ZHOU S M,et al.Effects of Lactobacillus plantarum inoculum on the fermentation rate and rice noodle quality[J].Journal of Oleo Science,2020,69(9):1031-1041.
[35] 易翠平,任梦影,周素梅,等.纯种发酵对鲜湿米粉品质的影响[J].食品科学,2017,38(4):20-25.
YI C P,REN M Y,ZHOU S M,et al.Effect of pure culture fermentation on qualities of rice noodle[J].Food Science,2017,38(4):20-25.
[36] 李芸,杨梦妍,陈小雪,等.微生物强化发酵对米粉品质的影响[J].中国粮油学报,2016,31(11):1-6;31.
LI Y,YANG M Y,CHEN X X,et al.Effect of fortified fermentation with microorganisms on quality of rice noodles[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association,2016,31(11):1-6;31.
[37] 王东坤,张佳艳,李才明,等.植物乳杆菌强化发酵对鲜湿米粉品质的影响及作用机理分析[J].食品与发酵工业,2022,48(7):134-139.
WANG D K,ZHANG J Y,LI C M,et al.Effects of Lactobacillus plantarum enhanced fermentation on the quality of fresh rice noodles and its mechanism[J].Food and Fermentation Industries,2022,48(7):134-139.
[38] 周永升,杨日坤,孙晓波,等.半干米粉的发酵工艺优化及蒸煮品质、质构特性分析[J].中国粮油学报,2023,38(4):34-41.
ZHOU Y S,YANG R K,SUN X B,et al.Optimization of fermentation process and analysis of cooking quality and texture properties of semi-dry rice noodles[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association,2023,38(4):34-41.
[39] CHITTRAKHANI C,SONGSERMPONG S,TREVANICH S,et al.Effect of Levilactobacillus brevis TISTR 860 and Lactiplantibacillus plantarum TISTR 951 on gamma-aminobutyric acid content in fermented rice flour and rice noodles (Kanomjeen)[J].International Journal of Food Science &Technology,2022,57(6):3410-3418.
[40] 任元元,孟资宽,邹育,等.发酵对方便米粉品质影响的研究[J].食品与发酵科技,2019,55(6):46-49;64.
REN Y Y,MENG Z K,ZOU Y,et al.Study on the effect of fermentation on the quality of instant rice flour[J].Food and Fermentation Sciences &Technology,2019,55(6):46-49;64.
[41] WANG A X,XIAO T Z,XI H H,et al.Edible qualities,microbial compositions and volatile compounds in fresh fermented rice noodles fermented with different starter cultures[J].Food Research International,2022,156:111184.
[42] 任元元,李宇航,孟资宽,等.协同发酵生产的鲜湿米粉及其品质特性和风味研究[J].食品与发酵工业,2022,48(11):185-191.
REN Y Y,Li Y H,MENG Z K,et al.Quality and flavor characteristics of fresh rice noodles produced by co-fermentation[J].Food and Fermentation Industries,2022,48(11):185-191.
[43] 陶醉,谢岚,包劲松,等.玉米淀粉对鲜湿米粉品质的影响[J].食品与机械,2019,35(1):181-185.
TAO Z,XIE L,BAO J S,et al.Maize starch on the quality of fresh rice noodles[J].Food &Machinery,2019,35(1):181-185.
[44] JIAO A Q,YANG Y Y,LI Y,et al.Structural properties of rice flour as affected by the addition of pea starch and its effects on textural properties of extruded rice noodles[J].International Journal of Food Properties,2020,23(1):809-819.
[45] WU F F,MENG Y P,YANG N,et al.Effects of mung bean starch on quality of rice noodles made by direct dry flour extrusion[J].LWT-Food Science and Technology,2015,63(2):1199-1205.
[46] 代蕾,熊柳,孙庆杰.复配粉理化性质与米线质构性质关系的研究[J].中国粮油学报,2013,28(1):6-10.
DAI L,XIONG L,SUN Q J.Studies on the relation between the physicochemical properties of pre-mixed power and the textural properties of rice noodles[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association,2013,28(1):6-10.
[47] 孟亚萍,吴凤凤,徐学明.芭蕉芋淀粉对米粉理化性质及粉丝品质的影响[J].食品科学,2015,36(9):33-38.
MENG Y P,WU F F,XU X M.Effects of Canna edulis Ker starch on physicochemical properties of rice flour and quality of rice noodles[J].Food Science,2015,36(9):33-38.
[48] 邓宏凯.马铃薯淀粉对米粉品质改良效果研究[J].食品安全导刊,2016(21):138-139.
DENG H K.Study on the effect of potato starch on improving the quality of rice flour[J].China Food Safety Magazine,2016(21):138-139.
[49] CHEN J,YANG S,ZHANG M N,et al.Effects of potato starch on the characteristics,microstructures and quality attributes of indica rice flour and instant rice noodles[J].International Journal of Food Science and Technology,2022,57(4):2285-2297.
[50] 卢斌,李才明,顾正彪,等.羟丙基淀粉对鲜湿米粉贮藏品质的影响及其作用机理分析[J].河南工业大学学报(自然科学版),2022,43(2):16-22.
LU B,LI C M,GU Z B,et al.Effect of hydroxypropyl starch on storage quality of fresh rice noodles and its mechanism analysis[J].Journal of Henan University of Technology(Natural Science Edition),2022,43(2):16-22.
[51] SRIKAEO K,LAOTHONGSAN P,LERDLUKSAMEE C.Effects of gums on physical properties,microstructure and starch digestibility of dried-natural fermented rice noodles[J].International Journal of Biological Macromolecules,2018,109:517-523.
[52] KRAITHONG S,RAWDKUEN S.Effects of food hydrocolloids on quality attributes of extruded red Jasmine rice noodle[J].PeerJ,2020,8:e10235.
[53] 李才明,陈荻,陆瑞琪,等.可得然胶对米粉加工及食用品质的影响[J].食品科学,2021,42(16):23-28.
LI C M,CHEN D,LU R Q,et al.Effect of curdlan on processing and eating quality of rice noodles[J].Food Science,2021,42(16):23-28.
[54] WANG L,HOU G G,HSU Y H,et al.Effect of phosphate salts on the Korean non-fried instant noodles quality[J].Journal of Cereal Science,2011,54(3):506-512.
[55] 陈洁,张玮,蔡永艳,等.米粉食用品质改良的研究[J].食品科技,2018,43(11):178-184.
CHEN J,ZHANG W,CAI Y Y,et al.Effect of food additives on quality of rice noodles[J].Food Science and Technology,2018,43(11):178-184.
[56] QIAO F,WANG L,GUAN C M,et al.Effects of soybean 7S protein on the quality and digestibility of dry rice noodles under twin-screw extrusion process[J].International Journal of Food Science &Technology,2023,58(1):463-472.
[57] 胡秀婷,占柳菁,刘成梅,等.大豆分离蛋白对湿米粉储藏品质的影响[J].中国粮油学报,2018,33(4):38-42.
HU X T,ZHAN L J,LIU C M,et al.Effect of soy isolate protein on storage quality of wet rice noodles[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association,2018,33(4):38-42.
[58] LOW Y K,EFFARIZAH M E,CHENG L H.Factors influencing rice noodles qualities[J].Food Reviews International,2020,36(8):781-794.
[59] LAI H M.Effects of rice properties and emulsifiers on the quality of rice pasta[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,2002,82(2):203-216.
[60] CHARUTIGON C,JITPUPAKDREE J,NAMSREE P,et al.Effects of processing conditions and the use of modified starch and monoglyceride on some properties of extruded rice vermicelli[J].LWT-Food Science and Technology,2008,41(4):642-651.