不同加工精度糙米粉糊化及流变特性对无麸质桃酥品质特性影响研究

菅雪茹1,孙政1,李文凯1,任传顺1*,王静1,罗明2,严勇3,关二旗1*

1(河南工业大学 粮油食品学院,河南 郑州,450001)2(无锡中粮工程科技有限公司,江苏 无锡,214035)

3(中央储备粮杭州直属库有限公司,浙江 杭州,311113)

摘 要 为科学评价糙米粉加工精度对无麸质桃酥品质的影响,该研究选用粳糙米,通过全智能精米机碾制,在相同碾磨压力下改变碾米时间(0、2、4、6、8、10 s),以留皮度为加工精度的评定指标,碾制出留皮度分别为99.35%、84.05%、63.70%、36.00%、17.05%、7.70%的6种糙米样品,分析其组成成分、水合特性、糊化特性、流变特性及桃酥品质之间的相关性,期望获得营养与口感平衡的无麸质桃酥。结果表明:随着留皮度的降低,糙米中粗蛋白、粗脂肪和粗纤维含量显著下降(P<0.05),其中粗纤维降低幅度最大为44.59%。在糊化特性方面,留皮度降低导致峰值黏度、崩解值升高,同时糊化温度和回生值降低。在流变特性方面,所有样品均表现为弱凝胶体(G′>G″),但随着留皮度的降低,损耗因子tanδ呈现先降后升的趋势,凝胶结构从弹性为主向黏性增加。当留皮度为17.05%时,桃酥硬度降低、酥脆度提升41.69%,感官评分最高(84分)。其中留皮度为17.05%时,加工精度最优,在该条件下部分皮层的去除导致粗纤维、粗蛋白和粗脂肪等含量降低,促进了淀粉与水的相互作用,既保留一定营养价值的同时,又改善了桃酥的感官和质构特性。

关键词 桃酥;质构特性;粗纤维;感官品质;糊化特性;流变特性

糙米(brown rice,BR)是稻谷脱壳后的颖果,其中包含糠层(果皮、种皮、糊粉层)、胚芽及胚乳部分[1]。糙米进一步加工去除糠层和胚芽后,剩余的胚乳即为精米,糙米的皮层和胚芽中富含蛋白质、脂肪、维生素、矿物质、膳食纤维、不饱和脂肪酸和大量人体必需氨基酸以及具有特殊营养价值的活性物质[2],这些重要成分容易在加工成精米的过程中流失,因此,控制碾磨程度是减少糙米皮层及胚芽等各种营养成分[3]流失的直接因素。

科学研究证明,全谷物食品对心脏病、消化系统的癌症以及糖尿病等都有一定的预防作用[4]。糙米营养物质含量较高[5],而精米中含量较少,因此适量增加膳食纤维等组成成分摄入量与许多健康益处相关,包括降低患冠心病、糖尿病、肥胖症和某些癌症的风险[6],糙米还拥有促进新陈代谢、提高免疫力、降血糖血脂、延缓皮肤衰老等生理功能。但是,糙米皮层中含有的植酸盐、糠蜡及纤维素等物质,会导致口感粗糙、蒸煮性差,也是不易于食物消化吸收的主要原因,且过量摄入皮层可能对某些人群造成不适。因此全谷物食品在加工时,可以适当地去除皮层,制作无麸质产品,减小糠层内膳食纤维等物质对食物口感带来的负面影响,以满足消费者对产品口感的需求。

桃酥是一个历史悠久的传统烘烤糕点,以其酥脆可口等特点深受消费者喜爱。传统桃酥以低筋面粉、白砂糖、油和鸡蛋等为主要原料制成[7],能高效提供能量,但膳食纤维、维生素及矿物质等微量营养素方面的含量较为匮乏。从营养角度看,糙米是一种全谷物原料,保留胚芽、皮层、糊粉层等外部组织,营养价值远高于小麦粉。因此,通过将传统配方中的低筋面粉替换为适当地去除皮层的糙米粉,不仅可以保持桃酥的品质特性,还能显著提升其营养价值。

本研究以粳糙米为原料,在相同的碾磨压力下改变碾磨时间,得到不同留皮度的糙米,并用来制作桃酥,探究不同加工精度对糙米粉的糊化、流变等指标的相关性以及对桃酥品质特性的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

材料:原阳粳糙米(水分含量11.53%;粗蛋白8.17%;粗纤维1.48%;粗脂肪2.36%;灰分1.14%);鸡蛋、猪油、小苏打,均为市售;细砂糖,大韩制糖株式会社;伊红Y-亚甲基蓝染色液,北京东孚久恒仪器技术有限公司;无水乙醇,国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

9099全智能精米机,上海精密仪器仪表有限公司;JMJT-12大米留皮度检测仪、TA-XT plus 质构仪,北京东孚久恒仪器技术有限公司;CR-400便携式色差仪,Konica Minolta 公司;DHR-1流变仪,美国TA公司;中号7孔单孔直径5 cm×1.4 cm桃酥模具,永康市迈利达工贸有限公司;RVA-S4快速黏度分析仪,澳大利亚新港科学仪器有限公司;SES-2Y 电加热层式烤箱,珠海三麦机械有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品的制备

每次取(150.0±0.1) g粳糙米,利用9099 全智能精米机在相同的碾磨压力下(高档)通过调节不同的碾磨时间(0、2、4、6、8、10 s),碾制得到6种不同留皮度的糙米样品,分别标记为BR0、BR2、BR4、BR6、BR8、BR10,其留皮度为(99.35±0.25)%、(84.05±0.55)%、(63.70±0.40)%、(36.00±0.20)%、(17.05±0.05)%、(7.70±0.10)%。

参照GB/T 5502—2025《粮油检验 米类加工精度检验》中仪器检测法,选用伊红Y-亚甲基蓝染色液对样品染色,使用大米加工精度检测仪测定留皮度,重复测定3次。将碾制出来的大米样品通过锤式旋风磨制粉,密封于聚乙烯袋中,于4 ℃冰箱中储存备用。

1.3.2 桃酥的制备

根据王丹[8]的制作方法稍做修改,猪油140.0 g、绵白糖60.0 g、全蛋液50.0 g混合搅拌打发至发白与糙米粉240.0 g、泡打粉4.0 g、小苏打2.5 g充分混合均匀,用堆叠法揉制成团。将面团分割成每个面胚26.0 g,放入-16 ℃下冷冻15 min后放置桃酥模具成型,进行烘烤,将烤箱温度上下火调至180 ℃烘烤19 min,取出桃酥放置室温冷却1 h备用。

1.3.3 基本组成成分的测定

粗脂肪的测定:参照GB 5009.6—2025《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》;粗蛋白的测定:参照GB 5009.5—2025《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》;留胚率的测定:参照GB/T 42227—2022《留胚米》,重复测定5次取平均值;粗纤维含量的测定:参照GB/T 5009.10—2003《植物类食品中粗纤维的测定》;灰分的测定:参照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》。

1.3.4 水结合、水溶性和膨胀势的测定

参考马洁[9]的方法并改动,取0.3 g大米混合样品(m0)置于15 mL的离心管中,称量样品和管的总质量(m1),加10 mL蒸馏水,振荡混合均匀,25 ℃下放置24 h后在5 000 r/min条件下离心10 min。倒去上清液,将离心管倒置2 min,称离心管与沉淀质量(m2),每种样品重复测定3次。根据公式(1)计算样品的水结合能力:

水结合能力

(1)

参考杨秋晔[10]的方法并略作修改,为了测量米粉混合物的水溶性指数和膨胀势,将0.8 g(干基)样品和25 mL蒸馏水置于离心管中均匀混合(先粉后水),于90 ℃水浴30 min,每10 min取出涡旋5 s,水浴结束后在4 500 r/min下离心10 min。收集上清液于105 ℃干燥至恒重,称量离心管残留物的重量(m1)和上清液干重(m2)。水溶解指数(water solubility index, WSI)和膨胀势(swelling propertie, SP)按照下列公式(2)和公式(3)计算:

(2)

(3)

式中:m0,样品的干重;WSI,水溶性指数;SP,膨胀势。

1.3.5 色差的测定

使用CR-400色差计测定糙米粉和桃酥的色泽[11],使用标准白板对色差仪进行校准,随后将探头垂直对准样品,获取L*(亮度)、a*[红(+)绿(-)]、b*[黄(+)蓝(-)]值,重复测定5次平行取平均值,并根据公式(4)计算ΔE:

(4)

式中:L*,亮度值;a*,红绿值;b*,黄蓝值;ΔE,样品的白度。

1.3.6 糊化特性的测定

使用快速黏度分析仪测定糙米的糊化特性,准确称取(3.00±0.01) g试样,量取(25.0±0.1) mL水(先水后粉),移入干燥洁净的样品筒中。测试程序选择标准 1 程序,运行测定,记录样品的糊化温度、峰值黏度、谷值黏度、终值黏度、计算回生值和崩解值。

1.3.7 流变特性测定

将1.3.6节快速黏度分析仪处理后的样品糊置于流变仪载物台上,采用DHR-1流变仪进行黏弹性能的测定,平板直径为25 mm,间隙距离1 mm,将样品糊置于2块平板之间静置1 min,等待结构恢复,以松弛残余应力,刮去多余部分。频率扫描参数[12]:温度25 ℃、应变1%、频率0.1~10.0 Hz。探究样品的储能模量(G′)、损耗模量(G″)以及损耗正切tanδ(G/G′)随频率变化的规律。

1.3.8 桃酥的品质分析

1.3.8.1 桃酥质构的测定

在室温条件下采用TMS-Pro物性质构仪对样品进行测定,每组样品测量7次。样品测定条件:采用P/2探头测定,测前速度2.00 mm/s,测中速度1.00 mm/s,测后速度10.00 mm/s,位移20.00 mm,触发力5.00 g。

1.3.8.2 桃酥延展因子的测定

随机抽取9个桃酥,用游标卡尺分别测定其直径及厚度,取平均值,桃酥的延展因子按公式(5)计算:

(5)

式中:W/T,桃酥延展因子;d,桃酥直径;h,桃酥厚度。

1.3.8.3 桃酥烘焙损失率的测定

随机抽取5个桃酥,分别测定其烘焙前、烘焙后的质量,取平均值,桃酥的烘焙损失率按公式(6)计算:

烘焙损失率

(6)

式中:m0,桃酥烘焙前的质量;m1,桃酥烘焙后的质量。

1.3.9 桃酥感官评价

桃酥的感官评价以色泽、外观、口感等为评价指标。选择10位食品专业的人员组成感官评分小组,在品鉴不同号码桃酥前需要漱口,以免影响结果。以感官综合评分为指标,评价各种因素对桃酥品质的影响,满分为100分,将形态(20分)、色泽(20分)、组织结构(20分)、酥松度(10分)、滋味与口感(30分)得分与对应指标总分进行百分比计算,评分标准如表1所示。

1.4 数据处理

每个样品至少平行测定3次,数据以“平均值±标准差”表示,使用SPSS 22软件进行Duncan多重比较分析显著性(P<0.05),使用Origin 2022软件制图。

表1 桃酥感官评分表
Table 1 Sensory evaluation criteria of walnut cake

评价指标评分标准分数形态(20分)外观形态完整,薄厚均匀,有自然裂纹16~20外观形态基本完整,厚薄大致均匀,有自然裂纹10~15外观形态不完整,大小不均匀,有破裂,变形严重1~9色泽(20分)色泽均匀一致,表面有光泽,无过焦16~20色泽基本均匀,表面有光泽,无过焦10~15色泽不均匀,表面光泽度差,无过焦1~9组织结构(20分)断面结构细密均匀、有层次,无大裂缝、大孔洞16~20断面结构较细密均匀,较有层次,少量大裂缝、大孔洞10~15断面结构粗糙,无层次,有大裂缝、大孔洞1~9酥松度(10分)酥松7~10较酥松4~6明显不酥松1~3滋味与口感(30分)滋味浓郁,无异味,口感酥脆,甜度适中,无油腻感21~30滋味较淡,无异味,口感略硬,甜度适中,油腻感偏重11~20滋味淡,无异味,口感粗糙,甜味较淡或过甜,油腻1~10

2 结果与分析

2.1 不同加工精度糙米粉基本组成成分

由表2可知,随着留皮度的降低,糙米的水分、粗纤维、粗蛋白、粗脂肪、灰分含量和留胚率均呈下降趋势[13]。蛋白质和粗脂肪主要分布于胚芽中,膳食纤维主要存在于皮层,碾磨导致皮层和胚芽去除,使得粗蛋白含量从BR0组的8.17%降至BR10组的7.51%,粗脂肪含量从BR0组2.36%降至BR10组1.42%,粗纤维含量从1.48%降至0.82%,其中粗纤维含量的下降最为明显,为44.59%,灰分含量从1.14%逐渐降至0.42%,留胚率从BR0的97.89%显著降至BR10的40.91%,BR0组碾磨强度极低,仅去除稻壳,基本保留了完整胚。与BR0相比,BR10各种组成成分大幅度降低,其中粗蛋白、粗脂肪、灰分、粗纤维的含量分别减少了8.02%、38.98%、63.16%、44.59%。当留皮度从17.05%降至7.70%时,粗蛋白含量下降趋势不再显著,这可能是因为蛋白质在糙米内分布不均匀,与王螺等[14]的结论一致,而粗脂肪含量变化值也趋于稳定,这归因于大部分糊粉层已被去除,而胚乳所含脂肪较少,导致变化不是很大。当留皮度>17.05%时,粗蛋白含量和粗脂肪含量相较于粗纤维含量下降趋势较为平缓。

表2 不同加工精度糙米粉的基本组成 单位:%

Table 2 Basic components of brown rice flour with different milling degrees

样品水分粗纤维粗蛋白粗脂肪灰分留胚率BR011.72±0.03a1.48±0.04a8.17±0.01a2.36±0.12a1.14±0.02a97.89±0.55aBR211.60±0.04b1.38±0.02b8.03±0.01b2.19±0.14b0.95±0.02b94.83±0.41bBR411.58±0.01c1.25±0.06c7.83±0.02c1.82±0.14c0.75±0.02c87.23±1.34cBR611.54±0.04d1.07±0.04d7.79±0.01d1.65±0.09cd0.64±0.03d73.55±0.61dBR811.93±0.01e0.91±0.04e7.59±0.02e1.48±0.10d0.43±0.00e60.11±1.16eBR1012.63±0.08f0.82±0.02f7.51±0.01f1.44±0.03d0.42±0.01e40.91±0.31f

注:BR代表“糙米”,数字后缀 (0、2、4、6、8、10)代表碾磨时间,单位为秒(s)。同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

2.2 不同加工精度糙米粉对色差的影响

如表3所示,L*值代表米粉的亮度,其数值越接近100,米粉颜色越白亮,a*代表红绿色,正值表示红色,负值表示绿色,b*代表黄蓝色,正值表示黄色,负值表示蓝色。以留皮度作为加工精度的评定指标,结果表明,糙米留皮度分别为99.35%、84.05%、63.70%、36.00%、17.05%、7.70%,随着留皮度从99.35%降至7.70%,白度增加了5.16%,亮度增加5.55%,ΔE值增加5.16%,糙米粉的L*和ΔE值均呈现显著上升趋势,a*b*值均呈现显著下降趋势,红色调a*逐渐减弱负值增大、黄色调b*逐渐减弱。这表明随着皮层被逐渐去除,糙米表面富含红黄色素的糠层不断被碾去,米粉的颜色越来越浅,越来越亮。同时ΔE值越大则代表大米的加工精度越高。李金玲等[3]的研究表明,随着碾减率增加,白度和亮度都在逐渐提高。留皮度降低幅度越大,米粉颜色越白亮[15]。这是由于大米色素主要分布在糠层,随着碾磨程度增大,色素随着皮层碾去而损失,颜色由暗变亮。亚达夫等[16]对碾磨时间由0到2.5 min稻米进行整精米率和色度研究,并选用理化指标建立了整精米率和色度的预测模型,同样表明随着碾磨的进行,色度不断增大,并认为影响大米白度的因素包含蛋白质等组成成分。

表3 不同加工精度糙米粉的色差
Table 3 Color indices of brown rice with different milling degrees

样品L∗a∗b∗ΔEBR089.78±0.11f0.24±0.06a8.52±0.38b90.19±0.11fBR290.57±0.21e0.11±0.05b7.81±0.09c90.91±0.20eBR491.67±0.21d-0.11±0.02c6.76±0.19d91.92±0.20dBR692.54±0.15c-0.25±0.04d4.54±0.30e92.65±0.16cBR893.52±0.16b-0.26±0.02d5.01±0.08e93.65±0.16bBR1094.76±0.15a-0.50±0.01e3.69±0.24f94.84±0.14a

2.3 不同加工精度糙米粉水合特性

如表4所示,随着留皮度的降低,BR10组的水结合能力比BR0组降低19.49%,水溶性指数和膨胀势整体呈降低趋势,在BR10时略有回升,水溶性指数从BR0到BR10降低53.91%,膨胀势从BR0到BR10降低54.81%。BR0与BR10的水结合能力相比,因为BR0属于高留皮度样品富含更多的粗纤维,而粗纤维吸水率高,从而使水结合能力更强。溶解度可以用于描述固体在水溶液中溶解或分散的能力。膨胀势的不同主要归因粗蛋白、粗脂肪和粗纤维含量这3种因素,由表2可知,不同留皮度的糙米样品其粗蛋白、粗脂肪和粗纤维的含量随着留皮度的降低呈递减趋势,由于淀粉膨胀是支链淀粉的一种特性,添加膳食纤维会影响支链淀粉,从而显著提高膨胀力[17]。当留皮度大于17.05%时,粗蛋白含量和粗脂肪含量下降趋势较为平缓时,对淀粉膨胀的递增作用将小于粗纤维含量降低引起的递减作用,当留皮度的含量为7.70%时,膨胀势开始增加,是由于大部分皮层已经被碾掉了,粗蛋白和粗脂肪对淀粉润胀性的递增作用将大于膳食纤维含量降低引起的递减作用,润胀性呈现递增趋势[18]。水结合能力强的样品在应用时需加入较多的水,抑制产品水分过度挥发,使产品长时间保持原有的风味和口感,延缓产品老化[19],但过高的持水性对产品的硬度、咀嚼性和黏附性的影响会引起产品的口感的变化。

表4 不同加工精度糙米粉的水合特性
Table 4 Water hydration properties of brown rice flour with different milling degrees

样品水结合能力/(g/g)WSI/%SP/%BR01.18±0.02a3.71±0.03a3.85±0.03aBR21.11±0.01b2.90±0.35b2.99±0.38bBR41.06±0.01c2.07±0.07c2.12±0.07cBR61.04±0.01cd1.80±0.06c1.73±0.06dBR80.99±0.02d1.32±0.11d1.34±0.11eBR100.95±0.02e1.71±0.18cd1.74±0.19d

2.4 不同加工精度糙米粉的糊化特性

如图1和表5所示,随着留皮度的降低,RVA曲线整体上移,峰值黏度、谷值黏度、终值黏度和崩解值随之增加,回生值和糊化温度随之降低,终值黏度是在降温过程中,直链淀粉、支链淀粉与水分子之间的运动减弱使得糙米粉糊黏度再次上升所致的黏度值,终值黏度被用于表征室温下米粉糊的硬度,崩解值反映的是糙米的热稳定性,崩解值越大,说明淀粉颗粒热稳定越差[20],回生值与直链淀粉含量有关,是直链淀粉颗粒聚集重排引起淀粉老化的程度[21],表现了淀粉的冷糊稳定性,回生值越大,则稳定性越差。当留皮度从99.35%降至7.70%时,峰值黏度从2 039.14 cP增加到2 687.33 cP,谷值黏度从1 861.15 cP增加到2 388.33 cP,终值黏度从2 656.25 cP增加到3 021.00 cP,崩解值从177.50 cP增加到299.00 cP,回生值从794.55 cP降低到618.67 cP,糊化温度从90.65 ℃降低到86.77 ℃。这个变化可能与皮层成分的去除有关,粗纤维和粗蛋白等物质的减少,降低了它们对淀粉颗粒的作用,在留皮度为99.35%时糊化温度最高,在留皮度为7.70%时糊化温度最低,原因是存在于糙米皮层和糊粉层等非淀粉组分被不断碾除,而未经碾磨的糙米因组分成分包围在淀粉颗粒周围、纤维层紧密包裹米粒或是与淀粉相互作用,充当着淀粉的天然保护屏障,所以,当蛋白质等组成成分含量相对减少时,会削弱阻碍淀粉颗粒的吸水糊化的程度,糊化温度降低,糊化黏度参数值的升高。糊化温度越高的糙米,其蒸煮过程所需要的蒸煮时间就会越长,淀粉糊化就需要吸收消耗更多的能量[22],从而降低产品品质。随着留皮度的降低,粗蛋白、粗脂肪和粗纤维含量的逐渐减少使得峰值黏度、崩解值和终值黏度逐渐升高,回生值和糊化温度逐渐降低。由此可以推出,不同留皮度的糙米,由于其所含粗蛋白、粗脂肪和膳食纤维含量的不同,导致其呈现出不同的糊化特性[23]

图1 不同加工精度糙米粉的RVA曲线图
Fig.1 RVA profiles of brown rice flour with different milling degrees

表5 不同加工精度糙米粉的特征值
表5 Pasting properties of brown rice flour with different milling degrees

样品糊化温度/℃峰值黏度/cP谷值黏度/cP终值黏度/cP崩解值/cP回生值/cPBR090.65±0.80a2 039.14±12.73e1 861.15±24.75e2 656.25±12.73e177.50±12.02d794.55±12.02aBR288.95±0.02b2 192.11±17.32d2 016.33±9.37d2 698.67±11.02d175.67±21.92d682.33±13.85bBR488.05±0.04c2 377.67±20.03c2 152.67±11.37c2 851.67±12.58c225.00±16.97c679.00±10.54bcBR687.50±0.33d2 486.00±17.99b2 233.67±13.06b2 899.67±19.59c252.33±12.73b666.00±1.73cBR886.85±0.06e2 651.67±12.04a2 369.00±14.62a2 987.67±8.01b282.67±3.54a632.67±15.58dBR1086.77±0.02f2 687.33±19.17a2 388.33±9.07a3 021.00±15.58a299.00±14.95a618.67±15.50e

2.5 不同加工精度糙米粉的流变特性

在动态流变特性的参数中,储能模量(G′)代表样品弹性形变时样品内部储存的能量。而损耗模量(G″)则反映黏性形变时,黏性分子在内部所耗散的能量,G′和G″的比值关系称为阻尼或损耗因子由损耗角正切(tanδ)表示。由图2可知,不同留皮度下的糙米粉的G′大于G″,tanδ<1,因此以弹性为主,流动性弱,为弱凝胶体[24],tanδ越大表示淀粉糊粘性越大,tanδ越小表示淀粉糊弹性越大,与孙伟鹏等[25]研究的大米动态流变学结果一致。在不同频率下,糙米的G′随着留皮度的降低先增加后又逐渐降低,在留皮度为63.70%时G′最大为911.06 Pa,随后又降至573.87 Pa,这可能是由于纤维素存在于皮层中,随着留皮度的降低,减少了纤维素与其他分子之间的相互作用,改变了糙米粉的凝胶结构。在留皮度为36%时,G″最低,为114.12 Pa,随后在留皮度为7.70%时,G″又增加至136.23 Pa。在留皮度从99.35%降低至63.70%时,糙米的tanδ逐渐降低,表明糙米整体表现为弹性增大的变化趋势,在留皮度从36.00%降低至7.70%后,又逐渐增加,说明随着留皮度的降低,粗蛋白、粗纤维和粗脂肪等组成成分含量的减小使淀粉分子间的相互作用增强,使糙米整体表现为黏性增加的变化趋势。由此可知,随着留皮度的降低,对糙米皮层的剥离导致糙米粉中的粗蛋白、粗纤维等组成成分发生改变引起糙米粉的黏弹特性发生了变化。

a-储能模量;b-损耗模量;c-损耗因子

图2 不同加工精度糙米粉频率扫描
Fig.2 Frequency sweep of brown rice flour with different milling degrees

2.6 不同加工精度糙米粉对桃酥品质的影响

2.6.1 不同加工精度糙米粉对桃酥外观品质的影响

随着留皮度的降低,桃酥的色泽逐渐变浅,直径逐渐变大(图3),桃酥的L*值和ΔE值呈现显著增大趋势,分别从65.27、74.01增大至78.13、84.60,a*b*呈现下降趋势,从9.91、33.46下降至3.87、32.17(表6)。这表明随着留皮度的降低,桃酥的颜色逐渐变浅,说明碾磨去除皮层粗纤维和脂肪等,暴露内部浅色淀粉质部分,糙米粉逐渐变得白亮,从而使桃酥的色泽逐渐变浅。同时因为随着留皮度的降低,粗蛋白含量逐渐减少,美拉德反应减少也使得色泽变浅。

表6 不同加工精度桃酥的色差
Table 6 Color variation of walnut cake with different milling degrees

样品L∗a∗b∗ΔEBR065.27±0.23f9.91±0.25a33.46±0.46b74.01±0.40fBR269.06±0.28e8.86±0.48b34.53±0.48a77.73±0.37eBR473.27±0.38d6.44±0.47c32.93±0.59bc80.35±0.39dBR674.96±0.33c5.82±0.23cd32.89±0.84bc82.07±0.20cBR876.16±0.11b4.86±0.24d32.41±0.47bc82.92±0.21bBR1078.13±1.07a3.87±1.17e32.17±0.58c84.60±0.75a

图3 不同加工精度桃酥的外观
Fig.3 Visual appearance of walnut cake with different milling degrees

2.6.2 不同加工精度糙米粉对桃酥质构、延展因子和烘焙损失的影响

硬度代表桃酥在受力后产生最大的破裂性形变现象所需的力值。酥脆性是质构仪探头接触桃酥至样品破碎时的距离,脆性值越大,表明酥脆性越好。由表7可知,随着留皮度从BR0到BR10的降低,酥脆性从12.33上升至17.88,延展因子从3.54增加至4.26,烘焙损失率从11.99%逐渐降低至9.84%,桃酥的硬度从178.67降低至158.43后续又增加至212.60。这是因为当留皮度较高时,胚乳被皮层完好地包裹住,水分很难与胚乳接触,从而阻碍了内部淀粉的吸水与糊化作用,因而使硬度较大,这与郑洋洋等[26]的研究结果相似。BR8硬度的增加是因为水合能力低的糙米粉吸附的水分与淀粉、蛋白质结合更紧密,相互作用更强,从而造成硬度的再次增加以及烘焙损失率大幅度降低。桃酥延展因子与水结合能力的降低趋势呈显著负相关(P<0.05),高水结合能力的糙米粉在面团制备时会吸附更多水分,导致面团流动性降低,烘焙时难以扩展,并且吸附的水分在烘焙过程中更易通过蒸发流失,导致烘焙损失率高。

表7 不同加工精度桃酥的品质特性
Table 7 Quality characteristics of walnut cake with different milling degrees

样品硬度/g酥脆性延展因子/%烘焙损失率/%BR0178.67±1.13b12.33±0.69d3.54±0.02e11.99±0.25aBR2166.67±1.44c14.43±0.91c3.81±0.04d11.23±0.24abBR4146.93±1.09d15.94±0.31b3.93±0.04c10.52±0.06bcBR6158.43±0.68c16.53±1.78ab4.08±0.02b10.24±0.05cBR8166.42±0.51c17.47±1.22a4.15±0.03b10.51±0.07cBR10212.60±2.64a17.88±0.42a4.26±0.2a9.84±0.15d

2.6.3 不同加工精度糙米粉对桃酥感官的影响

由图4雷达图及评分可知,不同留皮度糙米制备的桃酥感官评价存在明显差异,高留皮度BR0桃酥在组织结构、酥松度和滋味口感上评分都较差,硬度较高,BR2、BR6的形态、色泽、组织结构、酥松度、滋味与口感5个部分评分都较为平稳,碾磨BR4在形态上评分较低,且滋味与口感、酥松度、组织结构和色泽都评分较为一般。BR8组综合评分最优,平均分为84分,在滋味与口感、酥松度、组织结构和形态上均为最高,其外观与感官最佳,这与桃酥的质构结果保持一致,证明适中的留皮度既去除了过多粗糙皮层带来的不良口感,又保留了部分营养成分,使桃酥在酥松度、口感和风味上达到最佳平衡。

图4 不同加工精度桃酥的感官评分
Fig.4 Sensory evaluation of walnut cake with different milling degrees

3 结论

本研究通过对改变碾磨时间下得到6种不同加工精度的糙米,结果表明,糙米加工精度的变化是影响其组成成分、糊化特性、流变特性及桃酥产品品质的重要因素。随着留皮度降低,糙米中的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维等含量显著下降,从而导致其水合特性(水结合能力、水溶性指数、膨胀势降低)、糊化特性(峰值黏度升高、糊化温度降低)和流变特性(凝胶结构从弹性为主向黏性增加)发生变化。这些改变影响了无麸质桃酥的质构(硬度降低)、色泽(变浅)和感官品质。当留皮度为17.05%时为最佳工艺参数,此时糙米粉峰值黏度提升30.04%,糊化温度降至86.85 ℃,tanδ<1整体表现为黏性,桃酥硬度降低12.25 g,酥脆性提高5.14 g,皮层粗纤维的减少削弱了对桃酥烘焙时扩展的抑制作用,导致桃酥直径逐渐变大,延展因子逐渐增大,同时又保留部分粗纤维足以支撑结构,避免过度硬化,色泽也更接近传统小麦粉制作的桃酥,桃酥的形态、组织结构、酥松度及滋味与口感综合评分最高可达到84分。在保留一定营养的同时,又降低了留皮度较高带来的口感粗糙等问题。本研究为开发无麸质米制品的精准加工提供了理论支持,兼具营养与口感平衡优势,满足消费者对营养与美味食品的需求。

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Study on effect of gelatinization and rheological properties of brown rice flour with different milling degrees on quality characteristics of gluten-free walnut cake

JIAN Xueru1, SUN Zheng1, LI Wenkai1, REN Chuanshun1*, WANG Jing1, LUO Ming2, YAN Yong3, GUAN Erqi1*

1(College of Food Science and Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, China)

2(Wuxi COFCO Engineering &Technology Co.Ltd., Wuxi 214035, China)3(Central Reserve Grain Hangzhou Direct Warehouse Co.Ltd., Hangzhou 311113, China)

ABSTRACT In order to scientifically evaluate the effects of the gelatinization and rheological properties of brown rice flour with processing precision on the quality of gluten-free walnut cake, This study selected Yuanyang brown rice, took the peel retention as the assessment index of processing precision, and six brown rice samples with milling degree of 99.35%, 84.05%, 63.70%, 36.00%, 17.05%, and 7.70%, respectively, were milled using a fully-intelligent brown rice mill, and the samples were processed at the same milling pressure by changing the brown rice milling time (0 s, 2 s, 4 s, 6 s, 8 s, 10 s).The composition, gelatinization properties, rheological properties, and walnut cake quality were analysed, and the correlations among indices were analysed to achieve walnut cake with balanced nutrition and taste.The results of the study showed that brown rice protein, fat, and dietary fiber content of brown rice significantly decreased (P<0.05), with the greatest decrease in dietary fiber being 44.59%.On the surface of gelatinization properties, the decrease of retention skin degree led to the increase of peak viscosity and disintegration value, and the decrease of pasting temperature and regrowth value.The rheological properties showed that all samples exhibited weak gels (G′>G″), but the loss factor tanδ showed a decreasing and then increasing trend with decreasing skin retention, and the gel structure increased from elasticity-dominated to viscosity.When the milling degree was 17.05%, the hardness of walnut cake decreased, and the crispness increased, the combined scores of the walnut cake morphology, organisation, crispness, taste, and mouthfeel could reach a maximum of 84 points.The results showed that when the milling degree was 17.05%, the removal of part of the skin led to the reduction of dietary fiber, protein, and fat content, and promoted the interaction between starch and water, which improved the organoleptic quality and textural characteristics of walnut cake while retaining certain nutritional value.

Key words walnut cake;textural properties;dietary fiber;sensory quality;gelatinization properties;rheological properties

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.045490

引用格式:菅雪茹,孙政,李文凯,等.不同加工精度糙米粉糊化及流变特性对无麸质桃酥品质特性影响研究[J].食品与发酵工业,2026,52(15):307-314.JIAN Xueru, SUN Zheng, LI Wenkai, et al.Study on effect of gelatinization and rheological properties of brown rice flour with different milling degrees on quality characteristics of gluten-free walnut cake[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(15):307-314.

第一作者:硕士研究生(任传顺讲师和关二旗教授为共同通信作者,E-mail:renchuanshun@haut.edu.cn;guanerqi@163.com)

基金项目:河南省重点研发与推广专项项目(242102110137);本科生米面制品中试生产线制作工艺科学研究和科技创新项目(HN-HautFood IAEG-014)

收稿日期:2025-12-12,改回日期:2026-03-25