砂辊粒度号对大米食用品质及血糖生成指数特性的影响

张阳1,曹伟伟1,刘文超1,李琳琳1,陈俊亮1,段续1,杨同香1,卫新雨1,张德榜2,范会平3,任广跃1*

1(河南科技大学 食品与生物工程学院,河南 洛阳,471000)2(郑州万谷机械股份有限公司,河南 郑州,450041)3(河南农业大学 食品科学技术学院,河南 郑州,450002)

摘 要 砂辊粒度直接影响糙米碾磨程度,从而影响加工后精米的品质特性。目前,关于不同粒度号砂辊影响精米食用品质及血糖生成指数(glycemic index,GI)特性的研究鲜有报道。该文以不同粒度号的砂辊(46#、36#和30#)碾磨的精米为研究对象,对加工后精米的蒸煮特性、白度指数、微观结构、质构、感官评定及GI特性等品质进行分析。结果表明,经46#砂辊碾磨后精米的加热吸水率分别比经36#和30#砂辊碾磨后的精米降低了11.26%、16.16%,经46#砂辊碾磨后精米的长度延展率分别比经36#和30#砂辊碾磨后的精米低4.11%、7.17%。36#和30#砂辊碾磨后精米的最佳蒸煮时间分别比46#砂辊碾磨后精米减少15.56%、24.44%。3种粒度号砂辊碾磨的精米蒸煮后的白度分别为砂辊46#(61.65)<砂辊36#(62.64)<砂辊30#(65.68)。随着砂辊粒度号减小,糙米加工精度增加,米饭的表面变得光滑。砂辊46#碾磨后精米蒸煮的米饭的硬度比砂辊36#和30#碾磨后精米蒸煮的米饭分别高15.17%、27.03%。此外,蒸煮3种碾磨后精米的气味、滋味、外观、黏性和硬度的感官评分均显著高于蒸煮糙米。经46#砂辊碾磨后精米的GI值显著低于经36#和30#砂辊碾磨后的精米,分别降低了12.21%、16.07%。因此,在选择碾磨糙米的砂辊粒度号大小时,应兼顾加工后精米的感官评分和GI特性。

关键词 砂辊;大米;食用品质;血糖生成指数特性

稻谷是全球一半以上人口的主食,在中国有60%的人口以稻米为主食,是我国重要的粮食作物之一[1-2]。稻谷经过砻谷机加工去壳得到糙米,糙米由糠层(果皮、种皮、糊粉层)、胚和胚乳构成,果皮和种皮占5%~6%,胚占2%~3%,胚乳占91%~92%[3]。糙米再经过碾磨和抛光后便可得到精白米。近年来,我国糖尿病患者的数量持续增加,为有效控制血糖和体重,应避免摄入血糖升高较快的食物,慢消化食物——即血糖生成指数(glycemic index,GI)较低的食物是消费者的较佳选择[4]。基于营养和健康角度,消费者对糙米的需求日益增加。与精米相比,尽管糙米营养更为丰富,但口感粗糙,蒸煮品质差。此外,糙米糠层中含有较高比例的纤维,导致糙米吸水性差,煮熟后的籽粒容易破裂,严重影响外观品质[5]。精米加工精度较高,其皮层残留少,食味评分较高而具有更好的感官品质。但精米的膳食纤维较低,淀粉含量的比例较高,更易引起人体餐后血糖的升高。砂辊的磨料粒度会影响糙米的碾磨程度,粒度过粗的砂辊对米粒表面的划痕较深,造成米粒表面粗糙不平,且易损伤米粒造成碎米。此外,粒度过粗的砂辊会去除糙米更多的糠层和胚芽,导致更高的碾磨程度;粒度过细的砂辊碾米后获得的米粒表面光滑平整,但碾磨程度低、能耗高。因此,开展经不同粒度号的砂辊对糙米碾磨后精米的蒸煮品质及GI值的研究,对于控制糙米的适度加工具有重要意义。

因消费者对于食品营养的高标准需求[6],研究者在提升大米营养价值方面开展了广泛研究。如罗霜霜等[7]研究发现,将抗性淀粉(resistant starch,RS)添加到大米中能够提高方便米饭的硬度、黏性、咀嚼性,并增加抗性淀粉含量,同时降低了方便米饭的感官评分和GI值。刘瑜彬等[8]通过挤压工艺结合添加桑叶提取物和抗性淀粉等成分,成功制备了低GI重组米,显著降低了其血糖生成指数,并且重组米的感官特性与天然大米更为相近。XU等[9]研究了不同高压蒸汽水平对米饭的影响,结果表明,高压蒸汽促进了美拉德反应,提高了米饭的香气,并使其颜色变暗。高压蒸汽还使米饭的质地改善,水分分布更佳。目前,大部分关于大米的食用品质和GI特性的研究主要集中于不同的加工手段和蒸煮方式等,关于不同粒度的砂辊对加工后制成不同精度的大米食用品质和GI特性的影响鲜有报道。

本研究采用不同粒度号的砂辊(46#、36#、30#)对糙米进行碾磨,得到不同加工精度的大米,然后将大米蒸煮成米饭,考察不同粒度号的砂辊对碾磨后精米的食用品质和GI特性的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

“稻花香”糙米,秋润水稻种植农民专业合作社(五常市,中国);葡萄糖含量试剂盒,苏州格锐思生物科技有限公司;淀粉含量检测试剂盒,北京索莱宝科技有限公司。

1.2 仪器与设备

101型电热鼓风干燥箱,北京科伟永兴仪器有限公司;TM05-C砂辊碾米机,佐竹机械(苏州)有限公司;TM3030Plus台式扫描电镜,日本日立高新技术公司;color 15色差仪,美国爱色丽公司;NMI20-015V-I核磁共振波谱仪,上海纽迈电子科技有限公司;砂辊参数及图片如表1、图1所示。

表1 砂辊磨料的粒度号及基本尺寸
Table 1 The grit size and basic dimensions of abrasive for sand rollers

粒度号46#36#30#基本尺寸/μm355~425500~600600~710

A、B、C-粒度号为30#、36#和46#的砂辊;A1、B1、C1-砂辊30#、36#和46#的局部图片

图1 砂辊图片
Fig.1 The images of sand rollers

1.3 实验方法

1.3.1 样品制备

1.3.1.1 稻谷调质

将购买的糙米进行清理,挑出不完整粒,得到干净糙米进行调质以模拟新鲜收获的大米水分,首先称取一定质量的糙米置于自封袋中,添加一定量的蒸馏水使糙米的含水率达到20%,与糙米充分混合后放入4 ℃冰箱中放置12 h备用。

1.3.1.2 样品制备

采用50 ℃的干燥温度对调质后的糙米进行热风干燥,使调质后的糙米含水率从20%降到15%左右,采用不同粒度号砂辊(46#、36#和30#)的碾米机对糙米进行碾磨得到不同加工精度的大米,然后将大米按照GB/T 15682—2008《粮油检验 稻谷、大米蒸煮食用品质感官评价方法》中大米加工方式制成米饭,考查不同粒度号的砂辊对碾磨后精米的食用品质及GI特性的影响。

1.3.2 蒸煮特性的测定

a)最佳蒸煮时间测定

采用XIONG等[10]的玻璃板-白芯法确定大米的最佳蒸煮时间,首先将5 g的大米放入沸腾的蒸馏水中,在试验过程中保持沸腾,蒸煮时间从米粒放入沸水中开始记录。蒸煮10 min后,每隔1 min取出10粒米粒,用2块玻璃板压紧米粒,以10粒米粒的90%白芯消失的时间加上2 min作为试验样品的最佳蒸煮时间。

b)加热吸水率

加热吸水率根据MOHAPATRA等[11]的方法测定,并适当修改。将5 g大米在沸水中蒸煮至预定的蒸煮时间测定大米的加热吸水率。蒸煮后,将煮熟的米粒沥干,在25 ℃下冷却并称重。加热吸水率为米粒蒸煮过程中吸收的水分与未蒸煮大米的质量百分比,按公式(1)计算不同样品的加热吸水率:

加热吸水率

(1)

式中:m,大米经蒸煮后和沥干后的固形物质量,g。

c)体积膨胀率

将5 g大米在沸水中蒸煮至预定的蒸煮时间,煮熟冷却后,用体积替代法测量大米体积和蒸煮后米饭的体积[12]。按公式(2)计算不同样品的体积膨胀率:

体积膨胀率

(2)

d)长度延展率

分别选取10粒完整的米粒,利用游标卡尺测量其蒸煮前后的长度,分别记为L0L1,按公式(3)计算不同样品的长度延展率:

长度延展率

(3)

1.3.3 色差

将煮熟的大米在室温下冷却1 h后,采用色差仪测量米饭的色差。每个样品做3次平行,记录L*a*b*。按照公式(4)计算白度指数[13]:

W=100-[(100-L*)2+(a*)2+(b*)2]1/2

(4)

式中:W,白度指数;L*,亮度;a*,红(+)绿(-)值;b*,黄(+)蓝(-)色。

1.3.4 扫描电镜

用扫描电镜观察样品的表面和横截面的微观结构,为尽可能保证微观结构不被破坏,用刀片将冻干的米粒分成两半[14],由此得到约2 mm厚的米粒横截面样品,将刀切的一侧黏在导电胶上并将其置于扫描电子显微镜下喷金,在15 kV加速电压下借助背散射电子成像观察样品的表面和横截面的微观结构。

1.3.5 质构特性

称量5 g的米饭样品置于测定专用的圆环模具中挤压成型,每次压制时间10 s,将压制好的样品取出,放在质构仪检测台上进行检测。测试探头选择P/36R探头,测试模式选择TPA全质构模式,压缩比为70%,测前速度1 mm/s,测试速度0.5 mm/s,测后速度1 mm/s。每个样品做3次平行试验,取平均值。

1.3.6 感官评定

根据TIEN等[15]的方法对米饭进行感官评定,并稍做修改。感官评定由一个25名训练有素的食品行业专业人员和学生组成的团队进行。评分者在评分前接受统一训练,并使用了九分享乐表(1:极度不喜欢;2:非常不喜欢;3:适度不喜欢;4:有点不喜欢;5:既不喜欢也不讨厌;6:有点喜欢;7:适度喜欢;8:非常喜欢;9:极度喜欢)来评估米饭的气味、外观结构、白度、黏性和硬度[16]

1.3.7 GI值的测定

参考刘瑜彬等[8]的方法测定经蒸煮的米饭的体外消化过程,并进行适当修改。首先,将5 g蒸煮好的经过粒度号为46#、36#和30#的碾米砂辊碾磨后的精米样品置于烧杯中,加入5 mL口腔模拟唾液,混合均匀,加入0.15 g α-淀粉酶,在37 ℃下连续搅拌2 min。在含有口腔消化后的样品中加入10 mL模拟胃液模拟胃部环境,然后加入0.012 5 g胃蛋白酶,用1 mol/L HCl溶液将pH值调节至3.0,在37 ℃水浴中振荡2 h。胃部模拟消化完成后,向样品中加入20 mL模拟肠液,0.15 g胰酶,用1 mol/L NaOH溶液将pH值调节至7.0,并在37 ℃水浴中振荡,在模拟肠消化阶段的不同时间间隔(0、10、20、30、60、90、120、150、180 min)分别取出100 μL样品。向取出的100 μL样品中加入400 μL无水乙醇终止消化反应。将乙醇混合物静置30 min,10 000×g离心15 min,收集上清液,采用D-葡萄糖试剂盒测定上清液的葡萄糖含量。以时间为横坐标,淀粉水解率为纵坐标,绘制淀粉水解曲线,曲线下面积表示食物消化后对血糖的影响。按GI与水解指数(hydrolysis index,HI)的关系式,计算出样品GI值,如公式(5)和公式(6)所示:

(5)

GI=0.549HI+39.71

(6)

式中:AUC样品,样品消化曲线的积分面积;AUC对照,标准品(白面包)消化曲线的积分面积;HI,水解指数;GI,血糖生成指数。

1.4 数据处理

所有试验平行进行3次,利用SPSS 26.0进行方差分析,利用Origin 2021软件对所有试验数据作图。

2 结果与分析

2.1 最佳蒸煮时间和加热吸水率

不同粒度号砂辊对碾磨后精米最佳蒸煮时间和加热吸水率的影响如图2所示,经粒度号为46#、36#和30#的碾米砂辊碾磨后的精米最佳蒸煮时间分别为22.5、19、17 min,加热吸水率分别为118.99%、134.09%和141.92%。经粒度号为46#的砂辊碾磨后的精米,其最佳蒸煮时间显著长于经粒度号为36#和30#的砂辊碾磨后的精米(P<0.05),分别增加了18.42%和32.35%。与未经过碾磨的糙米(最佳蒸煮时间为29 min和加热吸水率为66.84%)相比,经过3种砂辊碾磨后的精米最佳蒸煮时间显著缩短(P<0.05),加热吸水率显著升高(P<0.05),这是由于糙米的皮层能阻止水分渗入米粒内部,并在一定程度上阻止可溶性固形物的释放,从而导致糙米所需的烹饪时间更长以及较低的加热吸水率[17]。经粒度号为46#、36#和30#的砂辊碾磨后的精米,随着砂辊粒度号减小其加热吸水率显著升高(P<0.05),砂辊46#碾磨后的精米的加热吸水率比砂辊30#碾磨后的精米低16.16%,这主要是由于砂辊粒度号越小,砂辊粒度越大,其表面越粗糙,加工精度越大,皮层去除的越多,有助于蒸煮过程中更多的水分扩散到米粒中,淀粉胚乳更易熟化[18]。结果表明,经粒度号为30#的碾米砂辊碾磨后的精米最佳蒸煮时间最短(17 min),加热吸水率最高(141.92%)。

图2 不同粒度号砂辊对碾磨后精米的最佳蒸煮时间和加热吸水率的影响
Fig.2 Effects of sand rollers with different grit sizes on the optimal cooking time and water absorption ratio of polished rice after milling

注:46#、36#、30#分别表示经粒度号为46#、36#、30#的砂辊碾磨后的精米;不同字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。

2.2 体积膨胀率和长度延展率

不同粒度号砂辊对碾磨后的精米体积膨胀率和长度延展率的影响如图3所示,经粒度号为46#、36#和30#的砂辊碾磨后的精米,其体积膨胀率分别为276.61%、304.24%和299.18%,长度延展率分别为122.35%、127.59%和131.80%。与未经过碾磨的糙米(体积膨胀率为185.43%和长度延展率比为113.15%)相比,经过3种砂辊碾磨后精米的体积膨胀率和长度延展率均显著升高(P<0.05),这主要是由于位于糙米皮层的糊粉层细胞壁较厚,在浸泡或蒸煮过程中很难吸收水分[19],若淀粉没有完全水合,即使在沸水温度下,糙米中的淀粉也难以糊化[20]。经粒度号为46#、36#和30#的砂辊碾磨后的精米,其体积膨胀率差异不显著(P>0.05)。经粒度号为46#的砂辊碾磨后的精米长度延展率显著低于经粒度号为36#和30#的砂辊碾磨后的精米(P<0.05),分别降低了4.11%和7.17%,这与SIRISOONTARALAK等[18]研究的不同碾磨度黑米的体积膨胀率和长度延展率结果一致。

图3 不同粒度号砂辊对碾磨后精米体积膨胀率和长度延展率的影响
Fig.3 Effects of sand rollers with different grit sizes on the volume expansion ratio and length expansion ratio of polished rice after milling

2.3 白度指数和亮度

蒸煮米饭的亮度和白度与消费者的感官接受度密切相关。如表2所示,经不同粒度号砂辊碾磨后的精米蒸煮后的亮度和白度均显著高于未经碾磨的蒸煮糙米。经粒度号为30#的砂辊碾磨后的精米煮熟后的亮度和白度最大(P<0.05),显著高于经砂辊粒度号为36#和46#碾磨后的精米。这与RODRGUEZ-ARZUAGA等[21]研究随着碾磨程度增加,米饭的白度逐渐升高的结果一致。不同粒度号砂辊对精米蒸煮外观的影响如图4所示,随着砂辊粒度号减小,米饭的颜色逐渐由棕褐色变为白色,因为砂辊粒度号减小,砂辊表面越粗糙,精米碾磨程度越大,米饭的洁白度随着碾磨过程中麸皮层去除的增加而显著增加[22];由图4还可知,熟糙米和经46#砂辊碾磨后的精米蒸煮后的米粒大部分碎裂,而经36#和30#碾磨后的精米蒸煮后米粒基本完整,主要是因为糙米和经46#砂辊碾磨的精米皮质坚硬紧凑,淀粉难以吸水和糊化,导致二者蒸煮后容易碎裂[23]

表2 不同粒度号砂辊对碾磨后精米蒸煮色差的影响
Table 2 Effects of sand rolls with different grit sizes on the color difference of cooked polished rice after milling

样品L*a*b*W糙米58.20±2.44c0.23±0.14a7.78±3.22a57.39±2.17c46#61.92±0.82b-0.89±0.10b4.41±1.09ab61.65±0.87b36#62.75±0.65b-1.81±0.26c1.72±1.37bc62.64±0.57b30#65.73±0.90a-1.70±0.31c-0.47±0.31c65.68±0.89a

注:不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。

图4 不同粒度号砂辊对碾磨后精米蒸煮外观的影响
Fig.4 Effects of sand rolls with different grit sizes on the appearance of cooked polished rice after milling

注:Ⅰ:熟糙米的外观图像;Ⅱ~Ⅳ分别为糙米经砂辊粒度号为46#、36#和30#碾磨后蒸熟的外观图像。

2.4 扫描电镜

经不同粒度砂辊碾磨对米饭微观结构的影响如图5所示。糙米蒸煮后表面纵向破裂,破裂间隙松散多孔,未破裂区域致密(图5-a1、图5-a2)。熟糙米粒的横截面孔隙分布较少且不均匀(图5-a3、图5-a4),可能是由于吸水较少或固形物损失不足造成的[24]。经粒度号为46#、36#和30#的砂辊碾磨后的精米蒸煮后,其表面均有大小不一的孔洞(图5-b2、图5-c2、图5-d2)。随着砂辊粒度号减小,糙米加工精度增加,米饭的表面变得光滑(图5-b1、图5-c1、图5-d1)。经粒度号为46#、36#和30#砂辊碾磨后的精米蒸煮后,随着砂辊粒度号的减小,其横截面的孔隙密度增加且越来越大(图5-b3、图5-b4、图5-c3、图5-c4、图5-d3、图5-d4),这主要是由于砂辊粒度号越小,砂辊粒度变粗,碾磨程度变大,皮层去除的越多,越有助于蒸煮过程中更多的水分扩散到米粒中,促进烹饪过程中米粒的吸水,导致米粒的结构更为疏松[25]。这与杨榕等[26]发现随着碾磨度的增加,方便米饭横断面的孔洞的数量和大小逐渐变大的结果一致。

图5 糙米和不同粒度号砂辊碾磨的精米蒸煮后的微观结构
Fig.5 Microscopic structure of brown rice and polished rice milled by sand rollers with different grit sizes after cooking

注:a1~d1分别表示糙米和经粒度号为46#、36#和30#的砂辊碾磨的精米蒸煮后的表面(40×);a2~d2分别表示糙米和经粒度号为46#、36#和30#的砂辊碾磨的精米蒸煮后的表面(80×); a3~d3分别表示糙米和经粒度号为46#、36#和30#的砂辊碾磨的精米蒸煮后的横截面(40×); a4~d4分别表示糙米和经粒度号为46#、36#和30#的砂辊碾磨的精米蒸煮后的横截面(300×)。

2.5 质构特性

不同粒度号砂辊对蒸煮米饭质构特性的影响如表3所示,米饭的硬度随着砂辊粒度号减小呈下降趋势。与糙米饭的硬度相比,经粒度号为46#、36#和30#的砂辊碾磨后的精米,其米饭的硬度分别下降了31.52%、40.54%和46.09%;3种粒度号砂辊碾磨的精米蒸煮后的硬度分别为砂辊46#(30.22)>砂辊36#(26.24)>砂辊30#(23.79)。粒度号为46#砂辊碾磨后的精米,其米饭的硬度分别比粒度号为36#和30#的砂辊碾磨后的精米蒸煮后高15.17%和27.03%,原因可能是砂辊粒度号越小,砂辊的表面越粗糙,加工精度就越大,导致精米脂质损失增大,从而降低了直链淀粉-脂质复合物的形成,大米淀粉颗粒在糊化过程中所受到的阻力减小,糊化更为完全[27]。此外,糙米的高加工精度促进了水分与淀粉的结合,加速了淀粉的糊化,导致米饭的硬度下降。由表3还可知,随着砂辊粒度号减小,米饭的黏性增加。大米皮层随着加工精度的提高,其碾磨程度增加,米粒中胚乳比例逐渐增大,淀粉含量升高,糊化程度增加,导致经3种砂辊碾磨后的米饭黏性增大[28]。这与LYON等[29]研究米饭的黏性随着碾磨程度的增大而增大的结果一致。经粒度号为46#、36#和30#的砂辊碾磨后的精米,其米饭的弹性和咀嚼性无显著性差异(P>0.05)。经3种砂辊碾磨后的精米蒸煮后的弹性之间无显著性差异。与糙米饭相比,经粒度号为46#、36#和30#的砂辊碾磨后的精米蒸煮后的弹性分别下降了59.32%、61.02%和61.02%,其咀嚼性分别下降了70.00%、79.47%和78.74%。此外,经粒度号为46#、36#和30#的砂辊碾磨后的精米,其米饭的黏聚性与蒸煮的糙米无显著性差异(P>0.05)。因此,糙米经3种砂辊碾磨的米饭的硬度、弹性及咀嚼性下降,黏性增加。这与路乐乐等[30]研究的不同碾磨时间下加工的大米的质构特性变化一致。

表3 不同粒度号砂辊对碾磨后精米的蒸煮质构特性的影响
Table 3 Effects of sand rollers with different grit sizes on the textural properties of cooked polished rice after milling

样品硬度/N黏性/(N·s)弹性黏聚性咀嚼性糙米44.13±0.40a-4.27±0.28a0.59±0.08a0.34±0.01a892.36±46.70a46#30.22±0.56b-8.87±0.61b0.24±0.01b0.34±0.01a267.80±0.23b36#26.24±1.00c-9.79±0.21b0.23±0.01b0.29±0.03a183.22±18.00b30#23.79±0.02d-9.96±0.34b0.23±0.02b0.33±0.04a189.71±36.18b

2.6 感官评定

采用九分享乐法研究不同粒度号砂辊对碾磨后精米蒸煮的感官评分的影响。由表4和图6可知,采用不同粒度号的砂辊碾磨后的精米与未经碾磨的糙米蒸煮后的气味、外观、滋味、黏性和硬度有显著性的差异。糙米经过3种不同粒度的砂辊碾磨后,米饭的气味评分显著增加,这可能由于皮层保留较多时会出现不愉悦的糠味。随着砂辊粒度号减小,磨料粒度越大,从而导致精米碾磨度越大,留皮度降低,因此米饭的糠味减弱。糙米的皮层在碾磨过程中不断被打磨,导致碾磨后精米蒸煮后的颜色逐渐变浅,白度升高,大米外观品质不断提高,这也是导致大米过度加工的重要原因之一。从外观上还可以看出,熟糙米和经46#砂辊碾磨后的精米蒸煮后部分饭粒爆花,而经36#和30#碾磨后的精米蒸煮后完好无损,主要是因为糙米和经46#砂辊碾磨的精米皮质坚硬紧凑,抑制了高温蒸煮时米粒的水分向外迁移,导致煮熟的米粒容易爆花[31]。经46#砂辊碾磨后精米蒸煮的米饭滋味比30#砂辊碾磨精米蒸煮的米饭低30.18%,这与糙米皮层被碾除后,影响大米持水性的不溶性物质被碾除的比例增加,水分更容易与淀粉结合,大米淀粉糊化度更高有关。随着砂辊磨料粒度增大,米饭的黏性升高,硬度降低,米饭的口感得到改善,这与不同砂辊对碾磨后精米的蒸煮质构特性的研究结果一致。由表4可知,熟糙米的综合评分最低,为19.04;经不同粒度号砂辊碾磨的精米蒸煮的米饭,其综合评分随着砂辊粒度号减小而显著升高,砂辊46#碾磨后的精米蒸煮的米饭综合评分分别比砂辊36#和30#碾磨后的精米蒸煮的米饭低25.66%和29.50%。这与张洁等[32]研究大米随着加工精度的提高,其米饭的感官评价呈现逐渐升高的趋势一致。

表4 蒸煮不同粒度号砂辊碾磨后精米的感官评分
Table 4 Sensory evaluation of polished rice milled by sand rollers with different grit sizes after cooking

样品气味外观滋味黏性硬度总分糙米6.36±0.49b2.40±0.76d3.28±0.84c3.76±0.66c3.24±0.88d19.04±1.86d46#7.12±0.73a3.84±0.69c4.72±0.68b5.32±0.69b5.00±0.71c25.72±1.57c36#7.24±0.60a6.40±0.50b6.76±0.93a7.24±0.66a6.96±0.74b34.60±2.20b30#7.36±0.76a7.56±0.51a6.76±0.88a7.12±0.73a7.68±0.63a36.48±1.69a

图6 不同粒度号砂辊对碾磨后精米蒸煮感官评分的影响
Fig.6 Effects of sand rollers with different grit sizes on sensory evaluation of cooked polished rice after milling

2.7 GI特性

GI值是用于衡量食品进入人体后血糖应答速度的重要参数。不同粒度号的砂辊对米饭GI值的影响如图7所示,糙米的GI值最低,为56.83;糙米经粒度号为46#、36#和30#的砂辊碾磨后,其蒸煮米饭后的GI值分别为60.73、69.18和72.36,随着砂辊的粒度变粗,米饭的GI值显著升高(P<0.05)。与蒸煮经46#砂辊碾磨的精米相比,蒸煮经粒度号为36#和30#的砂辊碾磨后精米的GI值分别升高了13.91%和19.15%。这主要是由于砂辊粒度越粗糙,大米的碾磨度增加,从而使皮层去除的越多,可能造成膳食纤维和其他微量元素减少,淀粉的保留率变高,导致大米淀粉的快速消化,GI值升高[33]。WEDICK等[34]也发现以糙米为基础的食谱,其GI值普遍比白米食谱要低20左右。因此,糙米的较低碾磨程度可以显著降低精米的GI值。

图7 不同粒度号砂辊碾磨后米饭的GI值
Fig.7 GI values of cooked rice milled with sand rollers of different grit sizes

3 结论

不同碾磨程度的精米不仅影响大米的理化特性,而且影响大米的健康功效。通过研究不同粒度号砂辊对碾磨后的精米的加工品质的影响发现,随着砂辊的粒度号减小,精米的碾磨程度增加,蒸煮精米的L*W呈上升趋势,颜色逐渐由棕褐色变为白色。糙米经砂辊46#碾磨后的精米,其蒸煮米饭的加热吸水率、体积膨胀率和长度延展率最小,最佳蒸煮时间最长。砂辊46#、36#和30#碾磨后的精米蒸煮的米饭的硬度、弹性、咀嚼性显著低于蒸煮糙米。砂辊46#碾磨后的精米蒸煮的米饭感官评分显著高于蒸煮糙米,同时GI值显著低于经砂辊36#和30#碾磨后的精米。因此,基于GI的角度,粒度号为46#砂辊碾磨后的精米更适于血糖较高的消费者。

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Effects of sand rollers with different grit sizes on eating quality and glycemic index characteristics of rice

ZHANG Yang1, CAO Weiwei1, LIU Wenchao1, LI Linlin1, CHEN Junliang1, DUAN Xu1, YANG Tongxiang1, WEI Xinyu1, ZHANG Debang2, FAN Huiping3, REN Guangyue1*

1(College of Food and Bioengineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471000, China)2(Zhengzhou Wangu Machinery Co.Ltd., Zhengzhou 450041, China)3(College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

ABSTRACT The particle size of sand rollers directly affects the milling degree of brown rice, thereby influencing the quality characteristics of the processed polished rice.Currently, there is limited research on the impact of sand rollers with different grit sizes on the eating quality and glycemic index (GI) characteristics of polished rice.This study focused on polished rice milled by sand rollers with different grit sizes (46#, 36#, and 30#), analyzing the quality attributes of the processed rice, including cooking properties, whiteness index, microstructure, texture, sensory evaluation, and GI characteristics.The results showed that the water absorption ratio during heating rice milled by the 46# sand roller was 11.26% and 16.16% lower than that of rice milled by the 36# and 30# sand rollers, respectively.The length expansion ratio of rice milled by the 46# sand roller was 4.11% and 7.17% lower than that of rice milled by the 36# and 30# sand rollers, respectively.The optimal cooking time for rice milled by the 36# and 30# sand rollers was 15.56% and 24.44% shorter than that of rice milled by the 46# sand roller, respectively.The whiteness index (W) of cooked rice milled by three different grit sizes of sand rollers was in the order:46# (61.65) <36# (62.64) <30# (65.68).As the grit size of the sand rollers decreased, the milling precision of brown rice increased, resulting in a smoother surface of the cooked rice.The hardness of cooked rice milled by the 46# sand roller was 15.17% and 27.03% higher than that of rice milled by the 36# and 30# sand rollers, respectively.Additionally, the sensory scores for aroma, taste, appearance, stickiness, and hardness of cooked rice milled by the sand rollers with three different grit sizes were significantly higher than those of cooked brown rice.The glycemic index (GI) of rice milled by the 46# sand roller was 12.21% and 16.07% lower than that of rice milled by the 36# and 30# sand rollers, respectively.Therefore, when selecting the grit size of sand rollers for milling brown rice, both the sensory scores and GI characteristics of the processed polished rice should be considered.

Key words sand roller; rice; eating quality; glycemic index (GI) characteristics

第一作者:硕士研究生(任广跃教授为通信作者,E-mail:guangyueyao@163.com)

基金项目:河南省重大科技专项(221100110800)

收稿日期:2025-01-14,改回日期:2025-04-06

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.042108

引用格式:张阳,曹伟伟,刘文超,等.砂辊粒度号对大米食用品质及血糖生成指数特性的影响[J].食品与发酵工业,2025,51(22):214-221.ZHANG Yang,CAO Weiwei,LIU Wenchao, et al.Effects of sand rollers with different grit sizes on eating quality and glycemic index characteristics of rice[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(22):214-221.