CN115316596A - 一种改善米粉品质的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改善米粉品质的方法，属于食品加工技术领域。在籼米粉中添加羟丙基淀粉，替代了部分籼米粉，使米粉结晶度降低。加入羟丙基淀粉的籼米凝胶网络孔隙的大小和连通性有所增加，并且空隙的内壁变薄。因此，羟丙基淀粉可以帮助籼米凝胶形成更好的网络结构。蒸煮特性结果可以直观的说明，羟丙基淀粉替代部分籼米粉的米粉凝胶更具有较短的复水时间、较高的复水率和较低的蒸煮损失率和断条率。

Description

一种改善米粉品质的方法
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种改善米粉品质的方法。
背景技术
大米(Rice)，是稻谷经清理、砻谷、碾米、成品整理等工序后制成的成品。大米中含碳水化合物75％左右，蛋白质7％～8％，脂肪1.3％～1.8％，并含有丰富的B族维生素等。大米中的碳水化合物主要是淀粉，所含的蛋白质主要是米谷蛋白，其次是米胶蛋白和球蛋白，其蛋白质的生物价和氨基酸的构成比例都比小麦、大麦、小米、玉米等禾谷类作物高。
米粉是用大米为主要材料制作的细长的面条状食品。米粉质地柔韧，富有弹性。但是大米的蛋白质没有形成比较稳定的网络结构，因而纯米粉做出来的米粉会有抗拉强度和延伸性较低，硬度较高和断条率较高等缺点。
为了解决这些问题，已有研究从米粉的制作工艺、添加食品添加剂等手段去改善米粉的品质。例如，采用发酵、水热和酶处理可以改善米粉生产的网络结构；采用微酸性电解质水处理可提高米粉硬度、粘度和咀嚼；采用强酸性电解质水处理可以减少米粉蒸煮损失降低；再比如，添加适量的马铃薯淀粉可增加慢消化淀粉的含量，提高米粉的透明度和滑度。但是以上方法能够改善米粉蒸煮损失或延展性，解决的问题单一，不能全面解决米粉延展性低、破碎率高和烹饪损失高的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改善米粉品质的方法，本发明能够全面解决米粉延展性低、破碎率高和烹饪损失高的问题。
本发明提供了羟丙基淀粉在改善米粉品质中的应用；所述米粉包括以籼米为原料制备的米粉。
优选的，所述改善米粉品质包括1)～4)中的一种或几种：
1)提升米粉的拉伸性能和/或降低米粉的断条率；
2)减少米粉的复水时间；
3)提高米粉的复水率；
4)降低米粉的蒸煮损失率。
优选的，所述羟丙基淀粉的使用质量浓度为1％～5％。
优选的，所述羟丙基淀粉的施用浓度为3％。
本发明还提供了一种改性米粉，包括以下原料：羟丙基淀粉和籼米粉；所述羟丙基淀粉和籼米粉的质量比为(1～5)：(95～99)。
优选的，所述羟丙基淀粉和籼米粉的质量比为3：97。
本发明还提供了一种改善米粉品质的方法，包括以下步骤：
将羟丙基淀粉和籼米粉混合，得到混合料，采用所述混合料制备米粉。
优选的，所述羟丙基淀粉占所述混合料的质量百分比为1％～5％。
优选的，所述羟丙基淀粉占所述混合料的质量百分比为3％。
本发明提供了羟丙基淀粉在改善米粉品质中的应用。在籼米粉中添加羟丙基淀粉，替代了部分籼米粉，使米粉结晶度降低。加入羟丙基淀粉的籼米凝胶网络孔隙的大小和连通性有所增加，并且空隙的内壁变薄。因此，羟丙基淀粉可以帮助籼米凝胶形成更好的网络结构。蒸煮特性结果可以直观的说明，羟丙基淀粉替代部分籼米粉的米粉凝胶更具有较短的复水时间、较高的复水率和较低的蒸煮损失率和断条率。
附图说明
图1为羟丙基淀粉(HPS)凝胶和不同(改性)淀粉凝胶的应变-应力曲线；
图2为添加不同浓度(1％、3％、5％、10％)的羟丙基淀粉(HPS)对米粉(RF)的DSC和HPS的DSC曲线的影响；
图3为羟丙基淀粉(HPS)和添加不同浓度(1％、3％、5％、10％)HPS米粉(RF)的糊化特性；
图4为不同羟丙基淀粉(HPS)浓度的米粉(RN)的应变-应力曲线。HPS低添加量：1％、3％、5％、10％(A)；HPS的高添加量：20％、30％、40％、50％(B)；
图5为不同浓度(1％、3％、5％、10％)羟丙基淀粉(HPS)对米粉(RN)T2的影响；箭头显示T2b和T21的变化RN；
图6为羟丙基淀粉(HPS)凝胶和不同浓度(1％、3％、5％、10％)HPS的米粉(RN)的横截面SEM图，RN(A)、RN-HPS1(B)、RN-HPS3(C)、RN-HPS5(D)、RN-HPS10(E)、HPS(F)；
图7为羟丙基淀粉(HPS)凝胶粉和不同浓度(1％、3％、5％、10％)HPS的米粉(RNF)的X射线衍射图谱；
图8为羟丙基淀粉(HPS)凝胶粉和不同浓度(1％、3％、5％、10％)HPS的米粉(RNF)的二阶导数变换红外光谱，波长范围(900cm-1～4000cm-1)(A)；波长范围(960cm-1～1100cm-1)(B)；波长范围(3240cm-1～3360cm-1)(C)；波长范围(3440cm-1～3600cm-1)(D)。
具体实施方式
本发明提供了羟丙基淀粉在改善米粉品质中的应用；所述米粉包括以籼米为原料制备的米粉。
在本发明中，所述羟丙基淀粉优选为木薯羟丙基淀粉；羟丙基淀粉通常通过在碱性溶液中用环氧丙烷处理淀粉来制备。本发明对所述羟丙基淀粉的来源和制备方法没有特殊限制，常规市售或常规方法制备即可。本发明具体实施过程中，所述羟丙基淀粉优选的购自于杭州星淀粉有限公司，规格T0209，MS＝2.0。
本发明对所述米粉的制备方法没有特殊限制，采用本领域常规方法即可。
在本发明中，所述改善米粉品质优选的包括1)～4)中的一种或几种：
1)提升米粉的拉伸性能和/或降低米粉的断条率；
2)减少米粉的复水时间；
3)提高米粉的复水率；
4)降低米粉的蒸煮损失率。
在本发明中，所述羟丙基淀粉的使用质量浓度优选为1％～5％，更优选为2％～3％。
本发明还提供了一种改性米粉，包括以下原料：羟丙基淀粉和籼米粉；所述羟丙基淀粉和籼米粉的质量比为(1～5)：(95～99)。
在本发明中，所述大米粉优选为籼米粉，所述籼米粉是以籼米为原料，经磨浆、干燥获得。在本发明中，所述大米粉优选为100目筛网的筛下组分；所述大米粉的含水量优选为9％～10％，更优选为9.7％。
在本发明中，所述羟丙基淀粉和籼米粉的质量比优选为3：97。
本发明还提供了一种改善米粉品质的方法，包括以下步骤：
将羟丙基淀粉和籼米粉混合，得到混合料，采用所述混合料制备米粉。
在本发明中，所述羟丙基淀粉占所述混合料的质量百分比优选为1％～5％，更优选为3％。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
下述实施例中籼米购自广西桂林万龙粮油食品有限公司。木薯羟丙基淀粉(T0209，MS＝2.0)来自杭州星淀粉有限公司。除非另有说明，所有其他化学品和试剂均为分析级。
实施例1
1、木薯羟丙基淀粉和籼米复配米粉的制备
1)将籼米清洗干净后浸泡2～3h，捞出籼米沥干后，加水湿磨得到的米浆放到45℃烘箱中烘干并研磨过100目筛得到籼米粉，获得的籼米粉水分含量为9.7％。
2)称取6g籼米粉到小烧杯中，加入9mL去离子水混合均匀，配制36％米粉浆。羟丙基淀粉按照质量百分比为1％的占比替代添加到籼米粉中(RN-HPS1)，得到混合料，将混合料和水混合，配制混合料的质量浓度为36％的米粉浆。
3)将混合均匀的分散液倒入80mm(长)*18mm(宽)*2mm(厚)的硅胶模具中，将这些模具放在100℃蒸锅中蒸煮3min，冷却至室温后，就得到了羟丙基淀粉和籼米粉的复配制备的米粉。
2、差示扫描量热法
本实验采用差示扫描量热法(DSC；梅特勒-托莱多，Schwerzenbach，瑞士)，根据先前的报道(Yang,J.,Li,F.,Li,M.,Zhang,S.,Liu,J.,Liang,C.,Sun,Q.,Xiong,L.(2017).Fabrication and characterization of hollow starch nanoparticles by gelationprocess for drug delivery application.Carbohydr.Polym,173,223–232.)。将3.00mg粉末(籼米粉和(0～10％)羟丙基淀粉)与6μL去离子水混合，置于坩埚中。样品分别被命名为RF-HPS1，3，5，10。容器密封后，在25℃下平衡水分12h。坩埚以10℃/min的速度从25℃加热到125℃，以便记录任何峰值残留熔化的存在。采用STARe软件(Mettler Toledo,Schwerzenbach,Switzerland)计算起始温度(To)、峰值温度(Tp)、结论温度(Tc)和焓变(ΔH)。
3、糊化特性
使用快速粘度分析仪(RVA)(Perten Instruments,Warriewood,Australia)分析了样品的糊化性能。将3g籼米粉加入到小铝盒中，羟丙基淀粉替代籼米粉的0％、1％、3％、5％、10％，再加入25g去离子水使总质量达到28g。每个样品悬浮液在仪器中以960转/分的速度用塑料桨搅拌均匀，然后以160转/分的转速连续搅拌，直至实验结束。将样品从50℃加热到95℃，然后冷却到50℃。记录RVA谱图，得到峰值粘度、谷值粘度、衰减值(峰值粘度与谷值粘度之差)、终止粘度、回生值(终止粘度与谷值粘度之差)。
4、羟丙基淀粉和籼米复配凝胶的力学性能
对所得的凝胶进行了质构分析(TPA)。质构分析使用配备P/36R(36mm探头)的质构分析仪(TA.XT plus,StableMicro Systems,Surrey,UK)。测试速度为1mm/sec。压缩测试在50％应变下进行两次。硬度(g)并记录弹性数据。
5、拉伸特性
拉伸性能分析用质构仪(加强版)的拉伸夹具进行测定，TA程序测定中目标模式：拉伸，测试速度：3mm/sec，触发模式：位移，触发力：5N，停止采集点：Target Position。参数设置：样品宽度w：2mm，样品长度i：18mm，应变高度h：30mm，应力面积：36m2。拉伸测定取15次数值的平均值。拉伸应力(Pa)和拉伸应变(％)按式(1)和式(2)计算。
拉伸应力(Pa)＝力(N)/面条截面积(m2) (1)
拉伸应变(％)＝((面条的初始长度-面条断裂长度)/面条初始长度)×100％(2)
6、蒸煮特性在先前文献的基础上对方法进行了修改(Zhu,J.H.,ChenY.,et al.(2019).Study on optimization of removing cadmium by lactobacillusfermentation and its e ect on physicochemical and quality properties of ricenoodles.Food Control,106,106740.Carbohydrate Polymers,204,247–254.)。将20g干米粉(m0)在400ml水中煮至最佳蒸煮时间，保证无硬(生)部，记录时间为复水时间。冷水冲洗后沥干30s后称重(m1)，用来计算复水率。蒸煮损失为煮后水中残渣重量(m2)与干米粉之比，其中水中残渣是在105℃的烘箱中干燥得到的。由于干米粉在最佳蒸煮时间都不易断条，所以将20条完整的干米粉(m4)在1000ml沸水中增加蒸煮时间到20min，其他样品也是如此，记录断条的米粉条数(m3)，以此来区分断条率。
根据式(3)、(4)、(5)计算复水率、蒸煮损失率、断条率。
复水率(％)＝m1/m0×100％ (3)
蒸煮损失率(％)＝m2/m0×100％ (4)
断条率(％)＝m3/m4×100％ (5)
7、低场核磁共振
低场脉冲核磁共振技术可以在不破坏凝胶结构的情况下测量凝胶体系中水分子不同部分的迁移率和比例。本文采用NMI20-040V-I低场(22.4MHz)1H核磁共振分析仪(苏州牛麦分析仪器有限公司)测定鲜米粉的水分分布。在文献的基础上对方法进行了修改(Choi,S.G.,Kerr,W.L.(2003).Water mobility and textural properties of nativeand hydroxypropylated wheat starch gels.Carbohydr.Polym,51,1–8.)。使所有的鲜米粉保持相同的质量(4g)，并用保鲜膜包裹起来放入到直径为4cm的圆柱形玻璃管中测定。采用Carr Purcell Meiboom Gill(CPMG)序列测量自旋自旋弛豫时间(T2)。数据采用multiexp Inv分析软件(苏州牛麦分析仪器有限公司)进行分析。得到的参数如下：T2包括T2b、T21以及相应的面积分数为PT2b、PT21。
8、SEM
将所得凝胶用液氮(-196℃)冷冻后冷冻干燥48h。然后对断裂的部分进行镀金观察。采用扫描电镜(SEM；S-4800，日立仪器有限公司，日本)。
9、XRD
所得米粉经真空冷冻干燥48h后，将其在冷冻研磨仪中研磨成粉末。将冷冻干燥凝胶粉末的水分含量调整到20％，并在室温下平衡24h。用x射线衍射仪(AxSD8 Advance,Bruker,Karlsruhe,Germany)在4～40范围内记录粉体的衍射图谱。试验在40mA、40kV和CuKα辐射(K＝1.543)下进行。根据先前的报道(Chang,R.,Ji,N.,Li,M.,Li,Qiu,L.,Sun,C.,Bian,X.,Qiu,H.,Xiong,L.,Sun,Q.(2019).Green preparationand characterization ofstarch nanoparticles using a vacuum cold plasma processcombined withultrasonication treatment.Ultrason.Sonochem,58,104660.)，相对结晶度是由结晶面积占整个面积的比例来计算的。
6、傅里叶红外光谱
用Nicolet 6700傅里叶变换红外光谱仪(Thermo Scientific,USA)记录冻干后凝胶粉末的光谱。用OMNIC8.0快速扫描软件在400～4000cm1范围内记录凝胶粉末的红外光谱，得到单一光谱。扫描次数32次，分辨率4cm1(Yu,Z.,Wang,Y.S.,Chen,H.H.,Li,Q.Q.,Wang,Q.(2018).The gelatinization and retrogradation properties of wheatstarch with the addition of stearic acid and sodium alginate.Food Hydrocoll,81,77–86.)。用OMNIC软件计算R1047/1022。
根据之前的报道(Zhao,D.,Deng,Y.,Han,D.,Tan,L.,Ding,Y.,Zhou,Z.,et al.(2019).Exploring structural variations of hydrogen–bonding patterns incellulose during mechanical pulp refining of tobacco stems.)，利用氢键能和距离可以得到红外光谱的二阶导数，在OMNIC软件中使用Savitsky-Golay方法。根据式(1)计算二阶导数。
f(xk)″＝(xk+g–2xk+xk–g)/g2. (6)
xk是k处的波数，2是二阶导数，g是差距的大小。
9、统计分析
每组实验都要进行至少三次测定。采用单因素方差分析方法对检验方法之间的差异进行分析。数据都用平均值和标准差(SD)计算表示。采用SPSS17.0统计软件包(SPSSInc.，Chicago,IL)分析实验数据之间的差异，并采用Duncan’s多范围检验来确定数据之间的显著性差异(p<0.05)。
实施例2
除羟丙基淀粉按照质量百分比为3％的占比替代添加到籼米粉中(RN-HPS3)外，其余和实施例1相同。
实施例3
除羟丙基淀粉按照质量百分比为5％的占比替代添加到籼米粉中(RN-HPS5)外，其余和实施例1相同。
对比例1
除不添加羟丙基淀粉(RN)外，其余和实施例1相同。
对比例2
除羟丙基淀粉按照质量百分比为10％的占比替代添加到籼米粉中(RN-HPS10)外，其余和实施例1相同。
试验例1
使用快速粘度分析仪(RVA)(Perten Instruments，Warriewood，Australia)分析所得凝胶的糊化性能。将3g籼米粉加入到小铝盒中，按照质量百分比，木薯羟丙基淀粉替代籼米粉的0％、1％、3％、5％、10％，再加入25g去离子水使总质量达到28g。每个样品悬浮液在仪器中以960转/分钟的速度用塑料桨搅拌均匀，然后以160转/分钟的转速连续搅拌，直至实验结束。将样品从50℃加热到95℃，然后冷却到50℃。记录RVA谱图，得到峰值粘度、谷值粘度、衰减值(峰值粘度与谷值粘度之差)、终止粘度、回生值(终止粘度与谷值粘度之差)。
结果与讨论
1、羟丙基淀粉凝胶和其他淀粉凝胶的拉伸性能
1显示了羟丙基淀粉凝胶和其他淀粉凝胶的拉伸性能结果。结果表明羟丙基淀粉凝胶有非常优秀的拉伸性为1024.78±18.77％，而其他的淀粉比如醋酸酯淀粉虽然有比较好的拉伸性(946.74±13.11％)，但是其应力只有56.88±4.41Pa。羟丙基淀粉凝胶的应力是醋酸酯淀粉的2.10倍为119.66±5.04Pa。因为羟丙基淀粉凝胶拥有比较优异的拉伸性和合适的应力比其他(变性)淀粉凝胶，所以我们选用羟丙基淀粉作为本研究中米粉的添加剂。
2、热特性
表1显示了羟丙基淀粉对籼米粉热性能的影响。添加羟丙基淀粉的籼米粉的熔化温度与对照组基本上无显著性差异。结合图2来看，因为羟丙基淀粉Tp在66.20±0.05°С，而籼米粉的Tp在77.28±0.15°С，所以我们可以看到加入羟丙基淀粉的籼米粉会出现两相吸热峰，在58～70℃左右有一个小的吸热峰，72～83℃出现籼米粉的大吸热峰。尤其是10％羟丙基淀粉添加量的籼米粉在图2中羟丙基淀粉的小吸热峰会更加明显。
表1
Figure BDA0003801286810000091
数据表示为平均值±标准偏差(n＝3)。在同一列中用不同字母(a-e)注释的均值显着不同(p<0.05)。
To、Tp、Tc和ΔH的缩写参数分别为起始温度、峰值温度、结束温度和焓变。RF代表米粉；HPS代表羟丙基淀粉。
混合淀粉糊化过程能产生两相吸热转变。在这种情况下，具有不同颗粒稳定性的混合淀粉会导致独立的糊化和不同的结晶熔化位置，而这两个熔体的重叠或叠加程度取决于淀粉糊化温度的相似性。因此，羟丙基淀粉与米粉混合后，也出现了两相吸热峰。表1结果显示了随着羟丙基淀粉浓度的增加，样品的ΔH值从对照组的16.13±0.05J/g降低到15.07±0.03J/g。而且羟丙基淀粉的ΔH值是12.52±0.28J/g，低于对照籼米粉的ΔH值。所有加入羟丙基淀粉的米粉的ΔH值都显示稍微降低了。ΔH值反映了有序度，即晶体的熔化焓和淀粉的双螺旋结构。熔化淀粉所需要的能量取决于淀粉氢键的程度。说明了羟丙基淀粉的加入本身就替代了部分籼米粉，从而降低了样品的结晶度，此后XRD的实验结果也证实了这一点。
3、含羟丙基淀粉米粉的糊化和质构特性
图3和表2显示了将米粉与不同浓度的羟丙基淀粉混合后通过RVA测量的糊化特性。样品的总体粘度值通过添加羟丙基淀粉而降低，并随着羟丙基淀粉浓度的增加而降低(图3)。RF-HPS样品的峰值粘度从4074.0±10.48cP(RF)下降到3272.0±11.60cP(RF-HPS10)，RF-HPS样品的终止粘度和回生值也有显着降低(p<0.05，表2)。
表2
Figure BDA0003801286810000101
数据表示为平均值±标准偏差(n＝3)。在同一列中用不同字母(a-f)注释的均值显着不同(p<0.05)。
RF代表米粉；HPS代表羟丙基淀粉。
相反，RF-HPS样品的衰减值随着羟丙基淀粉浓度的增加而增加。由于羟丙基淀粉本身的峰值粘度、终止粘度和回生值远低于对照RF(表2)，因此RF-HPS样品的粘度和回生值与米粉值相比有所下降。这一发现与先前的文献一致，羟丙基淀粉会降低了木薯淀粉糊的峰值粘度和回生值(Schmitz,C.S.,De Simas,K.N.,Santos,K.,Joao,J.J.,Amboni,R.D.D.M.C.,&Amante,E.R.(2006).Cassava starch functional properties byetherification–hydroxypropylation.International Journal of Food Science&Technology,41,681–687.)。羟丙基淀粉的衰减值是对照RF的3.46倍；因此，RF-HPS样品显示出更高的击穿值。
表3显示了RF-HPS样品的RVA糊剂在4℃下储存12h后形成的水凝胶的TPA结果。米粉水凝胶的硬度为174.68±2.11g，而RF-HPS10水凝胶的硬度显着下降(p<0.05)至116.97±2.00g。总体而言，随着添加的羟丙基淀粉量的增加，米粉凝胶变得更软。含HPS的米粉凝胶样品硬度降低的原因是羟丙基淀粉形成非常柔软的凝胶，其硬度仅为对照RF凝胶的6％(10.93±1.34g)。
表3
Figure BDA0003801286810000111
数据表示为平均值±标准偏差(n＝3)。在同一列中用不同字母(a-e)注释的均值显着不同(p<0.05)。
RF代表米粉；HPS代表羟丙基淀粉。
除RF-HPS10凝胶外，RF-HPS凝胶样品的弹性增加，添加3％HPS后出现最大弹性(0.95±0.03)。RF-HPS凝胶样品的粘合性绝对值从64.96±1.74g(RF)降至最低27.81±3.80g(RF-HPS3)。这是因为羟丙基淀粉凝胶在没有粘性的情况下具有显着的弹性(表3)。因此它的添加在一定程度上增加了弹性并降低了RF-HPS凝胶样品的粘性。
4、羟丙基淀粉米粉的拉伸性能
图4显示了所得米粉样品的拉伸性能。对照米粉具有54.97±0.45％的低拉伸应变，而添加羟丙基淀粉将拉伸应变增加到68.31±1.11％至100.63±1.58％的范围。尤其是RN-HPS3的应变最大，是对照RN的1.83倍。添加羟丙基淀粉后，RN-HPS样品的拉伸应力从305.33±5.51Pa(RN)降低到178.67±3.51Pa(RN-HPS10)。含有羟丙基淀粉的米粉应变增加和应力降低的原因与纯羟丙基淀粉凝胶的拉伸性能有关(图1)。羟丙基淀粉凝胶的拉伸应变为1024.78±18.77％，是对照RN的10.18倍。拉应力为119.66±5.04Pa，为对照米粉的39.19％。因此，RN-HPS样品的拉伸应变增加，而拉伸应力逐渐降低。然而，在添加对照增加至5％和10％后，RN-HPS样品的应变降低，但应变值仍高于对照RN。我们推测RN-HPS样品的应变增加和应力降低的原因是羟丙基淀粉的大分子可能在面条中形成半互穿网络(Sikora,M.&Kowalski,S.(2007).Polysaccharide–polysaccharide hydrocolloidsinteractions.)。羟丙基淀粉大分子可以填充米粉凝胶网络的孔隙，从而加强面条网络结构。
添加1％～10％羟丙基淀粉导致RN-HPS的应变先增加然后减少。随着羟丙基淀粉量的增加，将羟丙基淀粉增加到非常高的水平(20％～50％)应变明显增加了(图4中的B)，表明羟丙基淀粉对米粉应变的浓度有依赖性。羟丙基淀粉含量低的样品主要由于米粉形成凝胶网络，而羟丙基淀粉填充在网络中形成半互穿网络。然而，随着羟丙基淀粉含量增加到20％～50％，凝胶可能形成了双网络，因此应变主要是由羟丙基淀粉引起的，复合凝胶主要反映了HPS凝胶的特性。这些结果与Liang等人报道的结果相似，他发现羟丙基淀粉和羟丙基甲基纤维素的凝胶特性取决于这两种成分的浓度。在低温下，当羟丙基甲基纤维素浓度高时，混合物表现得像流体。当羟丙基淀粉浓度较高时，在冷却过程中羟丙基淀粉中形成直链淀粉的双螺旋结构，形成凝胶网络结构(Liang,Zhang,Yanfei,Wang,Long,&Yu,et al.(2015).Rheological and gel properties of hydroxypropyl methylcellulose/hydroxypropyl starch blends.Colloid&Polymer Science.)。
5、蒸煮特性
干米粉样品的蒸煮特性结果总结在表4中。增加羟丙基淀粉浓度显着缩短了RN-HPS样品的复水时间，从16.17min(RN)缩短到13.33min(RN-HPS10)。添加10％羟丙基淀粉(p<0.05)后，再复水率显着提高，是对照RN的1.53倍。羟丙基淀粉比大米淀粉具有更高的水结合能力；因此，复水率的增加反映了在米粉中添加了羟丙基淀粉，表明这种添加将提高米粉的保水能力。RN-HPS样品的蒸煮损失主要是由于松散结合的糊化淀粉的溶解，并且很大程度上取决于回生淀粉网络的强度(Wang,N.,Maximiuk,L.,&Toews,R.(2012).Pea starchnoodles:effect of processing variables on characteristics and optimisation oftwin–screw extrusion process.Food Chemistry,133,742–753.)。我们的研究结果表明，米粉的蒸煮损失从8.30％(RN)减少到最低5.67％(RN-HPS3)。蒸煮后RN-HPS的断条率显着降低(p<0.05)。RN-HPS3的断条率比对照RN低6.2倍。断条率降低可能与RN-HPS的高拉伸性有关(图2)。根据我们的结果，我们可以得出结论，RN-HPS样品比对照RN具有更好的蒸煮性能，包括更短的复水时间、更高的复水率以及更低的蒸煮损失和断条率。
表4
Figure BDA0003801286810000131
数据表示为平均值±标准偏差(n＝3)。在同一列中用不同字母(a-e)注释的均值显着不同(p<0.05)。
RN代表米粉；HPS代表羟丙基淀粉。
6、低场核磁
图5和表5显示了不同浓度羟丙基淀粉米粉的弛豫时间和峰面积比的变化。图5中T2b组分表示与淀粉链密切相关的水(结合水)，其弛豫时间在0.1～10ms范围内，T21组分反映的是凝胶微观结构保留的水(固定化水)，其弛豫时间在10～100ms范围内。T2值较低，说明水分子与淀粉分子在淀粉糊体系中紧密结合，从而降低了水流动性。弛豫时间受加入羟丙基淀粉浓度的影响。在图5显示，与对照样品相比，所有添加羟丙基淀粉的样品T2b、T21的峰值都略向左移。表5中结果显示添加不同浓度羟丙基淀粉下籼米凝胶的弛豫时间和峰面积比例的变化，PT2b值从0.090(RN)增加到0.0.117(RN-HPS10)，并且PT21值0.910(RN)减少到0.883(RN-HPS10)。这表明RN-HPS样品中的分子与水分子结合得更紧密。由于羟丙基淀粉中亲水基团的数量比天然淀粉中的多，添加羟丙基基团促进了水分子在淀粉颗粒内部的渗透，从而提高了与水的结合能力类似的结果在以前的报告中也有报道。
表5
Figure BDA0003801286810000141
数据表示为平均值±标准偏差(n＝3)。在同一列中用字母(a-d)注释的均值显着不同(p<0.05)。
RN代表米粉；HPS代表羟丙基淀粉。
7、SEM
图6显示了冷冻干燥的RN-HPS样品的SEM图像。对照RN的横截面(图6A)呈蜂窝状，与之前的报道一致。对照RN的孔隙率不一致，孔径范围为5μm至20μm，空隙内壁的厚度范围为1μm至15μm。纯羟丙基淀粉凝胶截面的孔隙率(图6F)均匀、连续、有序，孔径在3～6μm之间。因此，添加羟丙基淀粉可以在RN-HPS中产生连续的网络结构。先前的一项研究报告称，木薯淀粉似乎使三维结构连续(Jacquelin N.Vieira,James J.Posada,RodrigoA.Rezende,Marcos A.Sabino.(2014).Starch and chitosan oligosaccharides asinterpenetrating phases in poly(N–isopropylacrylamide)injectablegels.Materials Science and Engineering C,37,20–27.)。图6中的B～E显示了不同浓度羟丙基淀粉的RN-HPS网络结构的横截面图。与对照RN相比，RN-HPS凝胶的孔隙更小，孔隙数量增加，孔隙内壁变薄。这些结果表明，RN-HPS样品的凝胶网络变得均匀致密，有利于形成具有增强机械性能的凝胶。因此，这些结果表明，与传统米粉相比，添加羟丙基淀粉可以形成更好的凝胶网络结构。
8、XRD
图7显示了籼米粉样品的X射线衍射(XRD)图谱。籼米粉在20°处有一个明显的峰，为典型的V型结构。同样，加入羟丙基淀粉之后的籼米粉样品在20°处也有特征峰，所以也是呈现弱V型结构。这表明了添加羟丙基淀粉之后的籼米粉样品的结晶类型没有发生改变。直链淀粉-脂质复合物可以组织成定义为V型结晶形式的部分有序结构，脂质的脂肪链***直链淀粉螺旋的内腔。因此，图7结果说明米粉的V型结晶来自于米粉中的直链淀粉与米粉脂质形成复合物。并且小麦面条中的淀粉与脂质也有类似的行为，在冻干后的样品中观察到了V型结晶结构。图7的衍射图得出，加入羟丙基淀粉后，籼米粉的结晶度从11.37％(RNF)最低降到3.94％(RNF-HPS10)，这大概归因于纯羟丙基淀粉凝胶晶型是无定型，其结晶度近于0。因此，加入羟丙基淀粉后会降低整体米粉的结晶度，与前面DSC实验结果保持一致。
9、红外二阶导数光谱分析
利用红外光谱对籼米凝胶样品的结构进行了表征。籼米凝胶样品的红外光谱如图8所示,加入羟丙基淀粉后的籼米凝胶的红外光谱峰与对照组相同(图8中的A)，这表明加过羟丙基淀粉的凝胶样品没有产生任何新的化合物。1047cm1处的吸光度与淀粉结晶区有关。相反，非晶态区域的吸光度为1022cm1。因此，R1047/1022可用于评价淀粉样品的晶体结构和近程有序量。光谱反褶积是红外光谱分析的重要方法。在本研究中，R1047/1022的值是通过谱反褶积计算得到的，其反褶积谱如图8中的B所示随着羟丙基淀粉浓度的增加，R1047/1022从0.054(RNF)降低到0.011(RNF-HPS10)。这说明加入羟丙基淀粉后米粉的结晶度降低，这与XRD的结果一致。将红外光谱进行二阶导数分析。根据先前的报道可知(Imberty,A.(1988).Arevisit to the three–dimensional structure of B–type starch.Biopolymers,27,1205–1221.)，链间氢键和双螺旋间氢键的位置分别约为3515cm-1和3286cm-1，游离氢键的位置通常在3500cm-1以上。从图8D中可以看出，样品凝胶的游离氢键和链间氢键的波数分别为3541cm-1和3515cm-1。随着羟丙基淀粉浓度的增加，3515cm-1和3286cm-1处的波段向高频偏移。这说明链间氢键和双螺旋间氢键能量都减弱了。氢键数量的减少和氢键的松动可以导致带移到高频率。出现这种情况的原因是羟丙基淀粉是弱凝胶，可能会使RN-HPS凝胶整体变弱(图8中的C～D)。
综上来看，本研究通过添加不同量的羟丙基淀粉对米粉品质的改进进行了研究。当羟丙基淀粉含量为3％时，RN-HPS样品的拉伸应变由54.97±0.45％(对照RN)增加到100.63±1.58％，蒸煮损失(5.67±0.16％)和破碎率(12.50±1.54％)的干米粉是所有测试的RN-HPS样品中最低的。此外，SEM表明添加羟丙基淀粉对米粉有益，因为它促进了致密凝胶网络的形成。随着羟丙基淀粉含量的增加，RN-HPS样品的结晶度降低，RN-HPS的水结合能力增加。米粉质量改善的主要原因是羟丙基淀粉可以形成具有优异拉伸性和保水能力的软凝胶，从而降低RN-HPS样品断裂的趋势。因此，添加羟丙基淀粉可以为提高米粉质量提供一种方便、经济、环保的策略。未来，我们将继续探索羟丙基淀粉提高米粉性能的机理。
10、添加剂市场价格比较。
表6
Figure BDA0003801286810000161
Figure BDA0003801286810000171
相比之下，羟丙基淀粉价格相对比较低。

Claims (9)

1.羟丙基淀粉在改善米粉品质中的应用；所述米粉包括以籼米为原料制备的米粉。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述改善米粉品质包括1)～4)中的一种或几种：
1)提升米粉的拉伸性能和/或降低米粉的断条率；
2)减少米粉的复水时间；
3)提高米粉的复水率；
4)降低米粉的蒸煮损失率。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述羟丙基淀粉的使用质量浓度为1％～5％。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述羟丙基淀粉的使用质量浓度为3％。
5.一种改性米粉，包括以下原料：羟丙基淀粉和籼米粉；所述羟丙基淀粉和籼米粉的质量比为(1～5)：(95～99)。
6.根据权利要求5所述的米粉，其特征在于，所述羟丙基淀粉和籼米粉的质量比为3：97。
7.一种改善米粉品质的方法，包括以下步骤：
将羟丙基淀粉和籼米粉混合，得到混合料，采用所述混合料制备米粉。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述羟丙基淀粉占所述混合料的质量百分比为1％～5％。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述羟丙基淀粉占所述混合料的质量百分比为3％。
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卢斌等: "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" *

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