（农产品加工及贮藏工程专业论文）籼米的胶体特性研究.pdf

华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 舀 如需保密，解密时间年月 日 是否保密 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料，指导教师对此进行了审定与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中做了明确的说职，并表示了谢意 研究生签名：专云；良 时间：a 年月2 d 日 学位论文使用授权书 本人完全了解“华中农业大学关于保存，使用学位论文的规定”，即学生必须按 照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印刷版和电 子版，并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇 编学位论文本人同意华中农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表。传播学位论 文的全部或部分内容 注：保密学位论文在解密后适用于本授权书 学位黻作者签名：分云 良导师签名：起是帐 签名日期：p 事6 月2 0 日签名日期：函一6 年6 月如日 注：请将本表直接装订在学位论文的扉页和且录之间 籼米的胶体特性研究 摘要 籼米常被用作加工成米粉等胶体食品以提高其附加值。但目前对胶体食品原料 品种的选择还存在较大的盲目性。本文以1 6 种籼米为原料，研究籼米的储藏品质 和胶体特性，以及胶体特性与稻谷品质的关系。该课题的研究对淀粉质胶体食品的 原料选择及品质控制具有重要的理论和实践意义。主要结论如下： 1 籼稻的储藏品质 籼稻储藏过程中大米的蛋白质含量基本保持不变，碘蓝值略有增大，脂肪和游 离氨基酸含量减少，游离脂肪酸含量增大。 在实验范围内晚籼米的碘兰值、脂肪含量和总糖含量均显著地高于早籼米，蛋 白质含量显著地低于早籼米。早籼米和晚籼米的游离氨基酸和游离脂肪酸含量不存 在显著性差异。 2 凝胶特性 凝胶的形成过程中经历了晶体的熔解、玻璃化转变，从而导致硬度、回弹性和 粘聚性逐渐增大。 在凝胶的制作中，米浆浓度、加热温度、静置温度对凝胶硬度和回弹性都有极 显著影响，静置温度对凝胶粘聚性有显著影响。将浓度为1 5 。b e 的米浆于9 0 下加 热一定时问形成胶体，然后于3 5 c 下静置2 0 m l n ，形成的凝胶的硬度较小，回弹性 和粘聚性较大，酶解力较高，适于制作米粉。 淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶均对凝胶有一定的抗老化作用，最适宜添加量分别为 0 0 1 、0 0 0 1 、0 0 0 1 。 籼米凝胶的硬度与碘蓝值星显著正相关，粘附性与水分含量呈显著正相关，与 碘蓝值、脂肪含量呈极显著负相关，回弹性和咀嚼度均与碘蓝值呈极显著正相关， 最大剪切力、剪切功均、应力松弛时间与碘蓝值呈极显著正相关，蠕变形变量与碘 蓝值呈极显著负相关。 早籼米制作的凝胶的硬度、回弹性显著低于晚籼米。早籼米和晚籼米制作的凝 胶的粘聚性、粘附性、咀嚼度、最大剪切力、剪切功、蠕变形变量、应力松弛时间 没有显著差异。 随着储藏时间延长，凝胶的硬度、咀嚼度变大，弹性、粘聚性、粘附性，回弹 性降低，且这些指标随时间变化的规律均可以用线性方程来模拟。 储藏一年后的稻米制作的凝胶的硬度、咀嚼度、最大剪切力、剪切功都显著增 大。 3 溶胶特性 峰值粘度与游离脂肪酸含量呈显著正相关，与总糖含量呈极显著负相关。最低 粘度与游离脂肪酸含量呈显著正相关，与总糖含量呈显著负相关。降落值与碘兰值、 水分含量呈极显著负相关，与脂肪含量呈显著负相关。最终粘度与游离脂肪酸含量 呈显著正相关回升值与碘兰值、水分含量、脂肪含量呈极显著正相关。峰值时间 与脂肪含量呈极显著正相关，与水分含量呈显著正相关，与游离氨基酸呈显著负相 关。流变学特性与理化指标的相关性不显著。 晚籼米的溶胶的峰值粘度、降落值显著低于早籼米，回升值显著高于早籼米。 在稻谷储藏过程中籼米溶胶的峰值粘度、最低粘度、最终粘度、回升值均增大，随 着稻米储藏时间的延长，籼米溶胶更加偏离牛顿流体。 关键词：籼米；品质；储藏；胶体 2 籼米的胶体特性研究 a b s t r a c t i n d i c ar i c ew a su s u a l l yp r o c e s s e di n t og e l a t i n i z a t i o nf o o ds u c ha sr i c en o o d l ei n o r d e rt oi n c r e a s ei t sa d d - o nv a l u e s b u th o wt os e l e c ts u i t a b l er i c ev a r i e t i e sa n dm a k e g o o dc o l l o i df o o dw a s a p r o b l e m i nt h i sp a p e r t h es t o r a g e p r o p e r t yo fi n d i c ar i c ea n dt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nc o l l o i dp r o p e r t i e sa n dr i c eq u a l i t yw e r es t u d i e d t h em a i nr e s u l t s w e r ef o l l o w e da s ： 1 s t o r a g eq u a i l t yo f i n d i c ar i c e d u r i n gt h es t o r a g et h ec o n t e n to fl i p i da n df r e ea m i n oa c i dd e c r e a s e d ，a n dt h e c o n t e n to f p r o t e i nw a s c o n s t a n t , a n di o d i n eb l u ev a l u ea n df r e ef a t t ya c i di n c r e a s e d i nt h er a n g eo fr i c ev a r i e t i e ss t u d i e d , t h ei o d i n eb l u ev a l u ea n dt h ec o n t e n to fl i p i d a n dt o t a ls u g a ro fl a t ei n d i c ar i c ew a sh i g h e rs i g n i f i c a n t l yt h a nt h a to fe a r l yi n d i c ar i c e ， w h i l et h ec o n t e n to fp r o t e i nw a sl o w e rs i g n i f i c a n t l yt h a nt h a to fe a r l yi n d i c ar i c e t h e c o n t e n to ff r e e 锄c l i n oa c i da n df a t t ya c i dh a dn od i f f e r e n c eb e t w e e nl a t ei n d i c ad e ea n d e a r l yi n d i c ar i c e 2 g e lp r o p e r t i e so fi n d i c ar i c e f o r m a t i o n so fg e lu n d e r g ot h ep r o c e s s i n go fc r y s t a lf u s e da n dg l a s st r a n s i t i o n , w h i c hr e s u l ti nt h eh a r d n e s s ，e l a s t i c i t yo ff i c eg e l a t i ni n c r e a s i n g t h ec o n c e n t r a t i o no fr i c es l u r r y , h e a t i n ga n dd e p o s i t e dt e m p e r a t u r eh a dv e r y s i g n i f i c a n ti n f l u e n c eo nt h eh a r d n e s sa n de l a s t i c i t yo fg e l t h ed e p o s i t e dt e m p e r a t u r eh a d s i g n i f i c a n ti n f l u e n c eo nt h ec o h e s i v e n e s so fg e l t h e1 5 。b e r i c es l u r r yh e a t e d 9 0 cf o r c e r t a i nt i m e ，t h e nd e p o s i t e da t3 5 。cf o r2 0m i na n df o r m e dl o wh a r d n e s s ，h i g he l a s t i c i t y , c o h e s i v e n e s sa n de n z y m eh y d r o l y s a b i l i t yw h i c hw a ss u i t a b l et om a n u f a c t u r er i c en o o d l e a m y l a s e ，p r o t e a s ea n dl i p a s ea l lh a sw e l lg e l a t i na g er e s i s t a n c e t h eb e s td o s a g eo f t h r e ee n z y m e sa r e0 0 1 ，0 0 0 1 ，0 0 0 1 。 t h eh a r d n e s so fr i c eg e l a t i nw a sp o s i t i v e l yr e l a t i v ew i t hi o d i n eb l u ev a l u e t h e c o h e s i v e n e s sw a sn e g a t i v e l yr e l a t i v ew i t hi o d i n eb l u ev a l u e ，t h ec o n t e n to fm o i s t u r ea n d l i p i d t h eb l u ev a l u ew a sp o s i t i v e l yr e l a t i v ew i t he l a s t i c i t y , c h e w i n e s s ，m a x i m u ms h e a r s t r e s sa n d p o w e r , a n d r e l a xt i m e ，n e g a t i v e l yw i t hd e f o r m a t i o n t h eh a r d n e s sa n de l a s t i c i t yo fe a r l yi n d i c ar i c ew a sl o w e rt h a nt h a to fl a t ei n d i c ar i c e t h ec o h e s i v e n e s s ，c h e w i n e s s ，m a x i m u ms h e a rs t r e s sa n dp o w e r , d e f o r m a t i o na n dr e l a x t i m eh a dn od i f f e r e n c eb e m e e ut h e s et w ok i n d so fr i c e s 3 兰! 查些盔兰! 竺! 旦堡主兰堡垒塞 t h eh a r d n e s sa n dc h e w i n e s si n c r e a s e d ，s p r i n g i n e s sa n dc o h e s i v e n e s s ，e l a s t i c i t y d e c r e a s e dw i t ht h et i m ei n c r e a s i n g w h a t sm o r e ，c h a n g e so ft h e s ei n d i c e sw i t ht i m e i n c r e a s i n gc o u l db ed e s c r i b e dw i t hal i n e a re q u a t i o n t h eh a r d n e s s ，c h e w i n e s s ，m a x i m u ms h e a rs t r e s sa n ds h e a rp o w e ro f g e l a t i nm a d eo f r i c ea f t e ro n ey e a rs t o r a g ei n c r e a s e dr e m a r k a b l yt h a nt h a to fg e l a t i nm a d eo fn e wr i c e 3 s o lp r o p e r t i e so fi n d i c ar i c e t h ep e a ka n dt h o u g hv i s c o s i t yw a s s i g n i f i c a n t l yp o s i t i v er e l a t e dw i t hf r e ef a t t ya c i d a n dv e r ys i g n i f i c a n t l yn e g a t i v er e l a t e dw i t ht o t a ls u g a rc o n t e n t b r e a k d o w nw a s p o s i t i v e r e l a t e dw i t hi o d i n eb l u ev a l u e ，w a t e rc o n t e n ta n dn e g a t i v er e l a t e dw i t hl i p i dc o n t e n t s i g n i f i c a n t l y t h ef i n a lv i s c o s i t yw a sw a ss i g n i f i c a n t l yp o s i t i v er e l a t e dw i t hf r e ef a t t y a c i d f e e d b a c kw a sv e r ys i g n i f i c a n t l yp o s i t i v er e l a t e dw i t hi o d i n eb l u ev a l u e ，w a t e r c o n t e n t , l i p i dc o n t e n t p e a kt i m ew a ss i g n i f i c a n t l yp o s i t i v er e l a t e dw i t hl i p i dc o n t e n t , w a t e rc o n t e n ta n dn e g a t i v er e l a t e dw i t hf a t t ya c i d r h e o l o g i c a lp r o p e r t i e sw e r en o t r e l a t e dw i t hp h y s i c o c h e m i c a li n d e x t h ep e a kv i s c o s i t ya n db r e a k d o w no fl a t ei n d i c ar i c es o lw a sr e m a r k a b l yl o w e rt h a n t h a to fe a r l yi n d i c ar i c es o l ，w h i l es e t b a c kw a sr e m a r k a b l yh i g h e r i nt h ep e r i o do fp a n d ys t o r a g e ，t h ep e a k v i s c o s i t y , l o w e s tv i s c o s i t y , f i n a lv i s c o s i t y , s e t b a c ko fr i c es o li n c r e a s e d g r a d u a l l y d u r i n gs t o r a g e ，f l o wb e h a v i o ro fr i c es o l d e p a r t u r ef r o mt h en e w t o n i a nf l u i dg r a d u a l l y k e y w o r d s ：i n d i c a r i c e ：q u a l i t y ：s t o r a g e ：- c o l l o i d 4 轴米的胶体特性研究 1 前言 1 1 研究目的及意义 稻米是主要的粮食作物之一，维持着世界上三分之二的人口的生存( i n t e m a t i o n a lr i c ec o m m i s s i o n ，f a o ，1 9 9 8 ) 。我国是世界上最大的稻谷生产和消费国，年产 稻谷1 9 6 亿吨，约占世界稻谷总量的三分之一( 陆志泉，1 9 9 9 ) 。其中籼稻占绝大多 数，尤其是早籼稻占2 5 ，是我国南方地区的主要种植品种f 李里特等，2 0 0 1 ) 。籼 米加工成的米粉具有柔韧、筋道、滑爽的口感，深受人们的喜爱，在我国南方及东 南亚地区有广阔的市场( 李里特等，2 0 0 1 ) 。显然对米粉等淀粉质食品的生产技术 进行研究对提高我国籼米的食用品质及经济价值具有重要的现实意义。 米粉是大米在有限水分条件下糊化后经挤压成型制作而成的大米凝胶食品，其 诸多性质与大米及其淀粉的特性有关。研究表明籼米因其直链淀粉含量相对较高， 比较适合制作米粉。原料米的储藏时间也对米粉的品质有影响，一般在常温下储藏 一年的大米制作的米粉品质较好( 李勇等，2 0 0 1 ) ，但是其机理尚不清楚。 米粉的形成过程实质上是大米粉糊化后形成凝胶的过程。凝胶的形成赋予米粉 特有的弹性和滑爽、柔韧、筋道的质感。大米凝胶形成的机理，主要是直链淀粉分 子的缠绕和有序化，即糊化后从淀粉粒中渗析出来的直链淀粉，在降温冷却的过程 中以双螺旋的形式相互缠绕形成凝胶网络，并在部分区域有序化形成微晶( f r e d r l k - s s o n ，1 9 9 8 ) 。大米中直链淀粉的含量、直链淀粉和支链淀粉的分子大小以及支链淀 粉的分支化度等因素直接影响着凝胶中分子之间的距离、分子之间作用力的大小和 作用方式( 杜先锋等，2 0 0 2 ) 。此外，大米中的蛋白质含量和脂肪含量都会影响大米 凝胶的特性。米粉的品质主要取决于大米凝胶的特性，因此研究大米凝胶特性对于 研究米粉品质具有重要的意义。 大米的溶胶特性对于大米的加工特性及大米流体食品的品质具有重要的影响， 然而目前对于淀粉溶胶的特性尤其是对大米溶胶的特性还缺乏系统的研究。 本文以大米溶胶和凝胶为研究对象，研究凝胶的制作工艺、酶的作用对大米凝 胶特性的影响以及不同品种稻米原料的理化性质差异及稻米在自然陈化过程中所 发生的原料性质的改变对大米溶胶和凝胶特性的影响，从而为米粉等大米淀粉质胶 体食品生产的原料选择及加工专用大米的育种方向提供理论依据论文以1 6 个品 种的籼米为研究对象，系统地研究了它们的化学成分、凝胶和溶胶特性，比较了早 籼和晚籼蛋白质等成分在储藏过程中的变化及其与胶体特性的关系，通过对籼米的 化学特性、酶处理对大米凝胶特性的影响，探讨了大米凝胶的形成机理和原料对凝 胶特性影响的本质。 5 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 1 2 国内外研究状况 1 2 1 淀粉胶体的形成与老化 淀粉在水分充足( 5 0 以上) 的条件下升温糊化后能够形成胶体，当水分含量较 低时为凝胶，当水分含量较高时为溶胶。淀粉糊化过程中直链淀粉从淀粉颗粒中渗 析出来，以双螺旋形式互相缠绕形成胶体网络，充分水化膨胀的淀粉粒被包裹在网 络中，淀粉粒内为支链淀粉富集区( f r e d d k s s o n ，1 9 9 8 ；r i n g ，1 9 8 5 ) 。 水分和糊化时问对大米淀粉胶体特性有较大影响。水分含量越低，大米淀粉越 难糊化，水分含量低于5 0 时，常压下难以使大米淀粉完全糊化。随着糊化时间增 加，大米淀粉凝胶的断裂强度出现先下降后上升的趋势。这是因为随糊化时间增加， 在凝胶的形成过程中，由于晶体的熔融，结晶区的水分流动增加，凝胶硬度会下降； 如果继续糊化，则糊化过程中溶出的直链淀粉会形成网络结构，导致凝胶硬度的上 升( 熊善柏等，2 0 0 1 ) 。 形成胶体的淀粉在储藏过程中，淀粉分子之间氢键会再度结合，使淀粉胶体内 水分子逐渐脱出，发生离水作用，淀粉分子则重新排列成有序的结晶。这种淀粉糊 化后再回生结晶的现象称为老化( f a n & m a r k s ，1 9 9 8 ) 。老化后的食品主要出现变硬、 容易断条、复水难、掉渣等现象。对于淀粉凝胶的老化机理人们主要从米饭和米粉 两种米制品着手进行研究。近几年的研究表明，淀粉凝胶的老化主要是由淀粉的结 晶和淀粉凝胶的热特性变化所引起。 ， 淀粉糊的老化与其分散相的凝聚、网络结构的形成和淀粉分子刚性增加等因素 有关( 赵思明，熊善柏等，2 0 0 2 ) 。方便米饭的老化主要是由于淀粉的老化引起，而淀 粉的老化与糊化淀粉的再结晶，失水硬化等有较大关系淀粉糊具有假塑性流体的 特征，在存放过程中淀粉糊及其分散相和连续相的流变指数都随时间的延长而增 加，淀粉糊中分散相产生凝聚现象，在支链淀粉分子内部形成胶体网络结构。方便 米饭的老化则主要是由淀粉的起始玻璃化温度升高和淀粉的部分结晶两方面引起， 其中热特性变化为老化的主要因素。淀粉的“两区域”老化模型指出蒸煮过程使淀粉 部分分级，形成淀粉在有限水分下以支链淀粉为主的粘弹区和以直链淀粉为主的粘 流区，两区域的形成促进了方便米饭的老化陡i 思明等，2 0 0 1 ) 。 淀粉质胶体的老化机理至今还仍在继续探索之中，前人的研究可以在一定程度 上对淀粉胶体的老化现象作出解释，但是还不能很好的解决淀粉质胶体食品的抗老 化问题。因而如何延缓淀粉质胶体食品的老化仍是亟需研究的重要课题。 1 2 2 大米胶体特性的研究 大米在充足水分下糊化时可以形成溶胶，目前常用的研究淀粉溶胶的手段有快 6 釉米的胶体特性研究 运牯度分析和流变学特性的研究等。快速粘度分析是在程序控温的条件下研究大米 溶胶的粘度变化，反映了淀粉的糊化特性，流变学特性主要是研究大米溶胶受到剪 切时的应力情况，对于大米的加工特性及大米胶体食品的品质有重要的影响。研究 表明，不同类型的大米糊化特性存在很大差异，籼米的糊化温度最高，其次是粳米， 糯米的糊化温度最低。籼米和粳米的糊化特性曲线均里明显的马鞍形，而糯米的糊 化特征曲线为单一的峰形曲线。峰值粘度越大，大米的食用品质越差伟晓蓉等， 2 0 0 1 ) 。国内外学者对玉米、木薯等淀粉溶胶的流变特性进行了大量的研究，研究表 明不同来源的淀粉溶胶均属于假塑性流体，随着温度的升高，淀粉的特征粘度增大， 随淀粉浓度的提高，溶胶的热粘度、冷粘度都增大，凝胶性增强( 胡飞等，2 0 0 2 ) 。 此外，添加剂对淀粉溶胶的特性有很大影响，单甘酯对淀粉的热稳定性，冷稳定性 有明显的改善作用，黄原胶、食盐对淀粉冷粘度稳定性有增强作用，磷酸盐可提高 淀粉溶胶的稳定性( 李志西等，2 0 0 1 ) 。 大米凝胶的质构与大米品种有关，因为不同品种大米其直链淀粉的含量、直链 淀粉和支链淀粉的分子大小以及支链淀粉的分支化度等都是各不相同的，而这些因 素直接影响凝胶中分子之间的距离、分子之间作用力的大小和作用方式等( 杜先锋 等，2 0 0 2 ) 。大米粉形成凝胶的速度和黏弹性与大米粉的理化指标有关。大米粉理化 指标中脱脂前后的直链淀粉含量和凝胶体的耐热性、强度和胶凝速度都有显著或非 常显著的正相关。不同品种大米淀粉形成的凝胶，其热可逆性与直链淀粉含量有关。 直链淀粉含量低的淀粉形成的凝胶是热可逆的，直链淀粉含量越高，这种不可逆性 越强( 丁文平等，2 0 0 2 ) 。 大米粉的脂类含量、胶稠度和膨胀力与胶凝特征指标并没有显著的相关，淀粉 中过高的脂类含量会使淀粉凝胶强度降低。淀粉的胶稠度指标并不能反映其形成的 凝胶强度，而应该是强度和牯度，即流动性的综合反映溅明华等，2 0 0 0 ) 。同时， 淀粉粒的膨胀能力与凝胶强度和胶凝速度没有显著相关，说明在大米淀粉品种内， 淀粉粒的膨胀能力并不是其凝胶特性的主要影响因素( y a n gcc , e ta 1 ，1 9 8 9 ) 。 目前对大米凝胶及溶胶的特性方面的研究较少，尤其是对大米凝胶特性、溶胶 特性与大米的化学成分之问的关系缺乏系统的研究。 1 2 3 稻米陈化对大米品质的影响 1 2 3 1 影响稻米陈化的因素 稻米在储藏期间发生了很多物理化学和生理学上的改变，这通常被称为陈化。 这些改变包括糊化特性、颜色、滋味( 香味) 和影响稻米品质的成分( b a r b e r ，1 9 7 2 ； p o m e r a n z & c h r a s t i l 1 9 9 2 ：p e r d o n s u z u k i , 1 9 9 9 ) 。 7 、 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 影响稻米陈化的因素主要有水分含量、储藏温度和环境气体的成分等，这些因 素的交互作用也非常重要( p e r d o n ，1 9 9 9 & s u z u k i ，1 9 9 7 & n o o m h o r m ，1 9 9 7 ) 。 储藏温度在1 0 以下时可以抑制害虫、霉菌的繁殖，稻谷呼吸及酶活性也极为 微弱( 支u 凤英，2 0 0 5 ) ，因此在低温下储藏比在高温下储藏的稻米陈化速度慢。 和在空气中储藏相比，在氮气中储藏对稻米的质构影响非常小( p e r e z ，1 9 8 1 ) ，糙 米在氮气含量较高的空气中于1 0 1 3 下储藏2 年仍能保持美味的蒸煮品质( j u l i a n o ， 1 9 8 5 ) 。但在氮气中和在二氧化碳中储藏的稻米的品质没有显著的差异o u l i a n o ， 1 9 8 5 ) 糙米的水分含量为1 4 7 时在3 0 下真空储藏，氮气密封储藏、二氧化碳密 封储藏与同温下在空气中储藏相比对其糖、脂肪酸的减少及对蒸煮米的硬度和粘附 性的降低的影响几乎没有差别。当水分含量为1 5 。7 时，真空包装方式糙米的糖、 脂肪酸含量的减小最少，而蒸煮米的硬度和粘附性降低的幅度最小，其次是充气包 装，然后是空气包装( j u l i a n o ，1 9 8 5 ) 。 此外，陈化与害虫、霉菌危害、储藏期长短、稻米的种类也有密切的关系。 害虫、霉菌危害越严重，储藏期越长陈化的程度越重。不同类型的稻米比较，糯米 陈化速度最快，粳米次之，籼米较慢( 孙文学，2 0 0 0 ) 。 1 , 2 3 。2 稻米陈化过程中品质的变化 淀粉、蛋白质和脂类是稻米中最主要的三种物质，对稻米的品质起着重要作用。 在陈化过程中稻米中的淀粉、蛋白质和脂类都会发生明显的变化( v i l l a r e a l ，1 9 7 6 ； i n d u d h a r a ，1 9 7 8 ) ，其中脂类变化最快，淀粉次之，蛋白质变化较缓慢( 唐为民，2 0 0 4 ) 。 稻米在储藏过程中淀粉被淀粉酶分解，所以储藏之后总淀粉含量减少。在储藏 稻米中脱支酶仍保持其活性，它作用于1 ，6 - 糖苷键使支链淀粉脱支，导致储藏之后直 链淀粉含量增加，支链淀粉含量减少( 邱明发等，1 9 9 8 ) ，同时还原糖的含量显著增加 ( p u s h p a m m a ，1 9 7 9 ) 。直链淀粉含量是预测稻米蒸煮和加工性能的最重要的单一指 标。直链淀粉含量与蒸煮米的吸水性、膨胀体积、蓬松性和可分离性直接相关 ( d e l w i c h e ，1 9 9 6 ) ，与牯聚性、嫩度和光泽呈负相关( j u l i a n o ，1 9 7 1 ) 。水溶性直链淀 粉与蒸煮稻米的质构品质成正相关( o n g ，1 9 9 5 ) 可用来评定稻米质量的好坏( n a r d i ，1 9 9 7 ) 。在储藏过程中可溶于开水的直链淀粉含量减少，从而导致了稻米的蒸煮 速率变慢( i n d u d h a r a ，1 9 7 8 & z z h o u ，e ta l ，2 0 0 2 ) 。 稻米在陈化过程中总蛋白质含量和米谷蛋白的含量基本不变。但是蛋自质的碱 提取率降低( 赵学伟，1 9 9 8 ；v i l l a r e a l ，1 9 7 6 ) 。储藏过程中粳稻和粒稻中的二硫键含 量都增加。粳稻在储藏后米谷蛋白中巯基含量从o 2 降低到0 1 4 ，而籼稻在储藏 后米谷蛋白中的巯基含量也呈降低的趋势。在储藏过程两种米中小分子量的蛋白亚 籼米的胶体特性研究 。 基减少，而大分子量的蛋白亚基增加。( c h r a s t i l ，1 9 9 2 ) 这些亚基成分的变化能够影 响结合力( z z h o u ，e ta l ，2 0 0 2 ) ，因而导致储藏过程中整个米谷蛋白的平均分子量几乎 增加了倍( c h r a s t i l ，1 9 9 0 ) 。陈化后的稻米谷蛋白巯基减少，二硫键交联增大，蛋 白质与淀粉相互作用增强，限制了淀粉的膨胀和柔润，糊化形成的凝胶变硬，粘性 减t j 、( c h r a s t i l ，1 9 9 0 ；赵学伟，1 9 9 8 ) 。此外，在储藏过程中稻米中游离氨基态氮含 量减少，这可能与麦拉德非酶褐变反有关，同时在储藏过程中，大米的白度降低也 证明了这一点( b a r b e r ，1 9 7 2 ) 。 稻米中的脂肪在细胞中保持完整的圆球体时，含量通常保持稳定。但是当在磷 脂酶活、物理伤害或者高温的作用下脂肪隔膜被破坏时，脂肪就开始被脂肪酶水解 ( t a k a n o ，1 9 8 9 ) 。糙米在5 c 下储藏1 2 个月时脂肪含量基本保持不变，而在3 5 c 下储 藏1 2 个月脂肪含量则显著下降( s h i i l ，1 9 8 6 ) 。 组成稻米脂类的脂肪酸主要有软脂酸、油酸和亚油酸，另外还有少量的豆蔻酸、 硬脂酸和亚麻酸。亚油酸是脂氧合酶的作用底物，它受自动氧化及其它因素综合作 用。储藏后软脂酸和亚油酸百分含量相对减少，油酸相对百分含量增加( z z h o u ，2 0 0 2 ；张向民，1 9 9 8 ) 。 。 非淀粉脂中脂肪酸组成百分含量在储藏过程中变化较明显，与总脂类脂肪酸交 化情况一致：软脂酸和亚油酸相对减少，油酸相对增加。淀粉脂中脂肪酸含量在储藏 过程中变化不大。这主要是由于非淀粉脂存在于糙米淀粉颗粒外部，也是脂解酶类较 多的部位，而淀粉脂则存在于淀粉粒内部，与直链淀粉形成螺旋状复合物，不易受外 界条件及酶作用影响的缘故( 张向民，1 9 9 8 ) 。 ， 在储藏过程中少量三酰基甘油酯降解产生游离脂肪酸( s o w b h a g y a ，1 9 7 6 ) ，同时 部分脂质( 包括游离脂肪酸) 被氧化产生氢过氧化物，导致过氧化值、游离脂肪酸和 羰基的数量增加( s o w b h a g y a ，1 9 7 6 ) 。产生的游离脂肪酸与直链淀粉形成复合物，阻 碍了淀粉的糊化c v a s u m a t s u ，1 9 6 4 ) ，从而对蒸煮大米的质构特性产生影响( 赵学伟， 1 9 9 8 ) 。 + 稻米的陈化对其食用品质和加工品质都具有重要的影响。目前研究主要集中在 稻米陈化过程中理化成分及蒸煮品质的改变等方面，但对大米品种对大米胶体特性 的影响方面的研究较少，缺乏系统性，稻米的陈化对大米胶体品质的影响也未见报 道。 1 3 课题主要研究内容 本课题采用米粉的制作工艺来制作大米凝胶，探索凝胶的制作工艺、酶的作用 对凝胶特性的影响。系统研究了籼米胶体特性与大米的理化指标的关系，对早籼米 9 和晚籼米的理化特性与胶体特性进行了比较，并在此基础上研究了稻米在储藏过程 中理化特性、胶体特性的变化，为米粉等淀粉质胶体食品的原料选择提供理论依据。 l o 籼米的胶体特性研究 2 材料与方法 2 1 试验材料 试验用稻谷的名称、品种、类型、来源见表1 。 试验用稻谷均为当年收获精选晾晒的籼稻，收集品种后，将其放于白铁皮箱中 于室温下储藏。使用前由同一台实验砻谷机加工成糙米，然后再由同一台实验碾米 机碾成白米，碾米时间均为6 0 秒。 表1 供试籼稻品种的名称、类型及来源 t a b l eln a m e s ，t y p e sa n ds o u r c e so fi n d i c ar i c ev a r i e t i e ss t u d i e d 2 2 化学试剂 氯化钠，分析纯，广东汕头西陇化工厂生产。 碳酸钠，分析纯，中国上海虹光化工厂。 碘化钾，分析纯，武汉市江北化学试剂厂生产。 碘，分析纯，武汉市江北化学试剂厂生产。 硫酸铜，分析纯，西安化学试剂厂生产。 硫酸钾，分析纯，河南焦作市化工三厂生产。 双氧水，分析纯，武汉亚泰化工试剂有限公司。 氢氧化钾，分析纯，北京化工厂生产 硼酸，分析纯，武汉市中南化学试剂厂生产。 盐酸，分析纯，武汉市亚泰化工试剂有限公司生产。 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 硫酸，分析纯，武汉市亚泰化工试剂有限公司生产。 葡萄糖，分析纯，上海化学试剂站分装厂生产。 无水乙醇，分析纯，上海振兴化工一厂生产。 考马斯亮兰，生化试剂，武汉生命技术有限公司生产。 糖化酶，生化试剂，无锡酶制剂厂生产。 耐高温液态淀粉酶，丹麦诺维信公司生产。 木瓜蛋白酶，生化试剂，广州远天酶制剂生产。 猪胰脂肪酶，生化试剂，上海伯奥生物科技有限公司生产。 3 ，5 一二硝基水杨酸，生化试剂，中国医药集团上海化学试剂公司生产。 重蒸酚，分析纯，武汉天源生物技术有限公司。 茚三酮，分析纯，上海三爱思试剂有限公司。 正丁醇，分析纯，上海试剂一厂。 正丙醇，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。 乙二醇，分析纯，上海试剂一厂。 无水乙醇，分析纯，上海振兴化工一厂。 9 5 乙醇，分析纯，上海振兴化工一厂。 乙酸，分析纯，武汉市亚泰化工有限公司。 乙酸钠，分析纯，天津市博迪化工有限公司。 石油醚，分析纯，沸程：6 0 一9 0 ，天津化学试剂有限公司。 2 3 实验仪器 检验砻谷机，型号j l g j 4 5 ，浙江台州市粮仪厂生产。 检验碾米机，型号j n m 2 3 ，浙江台州市粮仪厂生产。 分光光度计，7 2 2 型，上海精密科学仪器有限公司生产。 电子精密天平，j a l 2 0 0 2 型，上海天平仪器厂生产。 分析天平，b s 2 1 0 s 型，s a r t o r i u si n s t r u m e n t sl t d 生产，日本。 数显恒温水浴锅，h h - 6 型，国华电器有限公司生产。 电热干燥箱，上海实验仪器总厂生产。 磨浆机，沧州隆华电动机械有限公司。 电汽快速蒸车，山东淄博临淄中华厨房设备厂生产。 f r 2 0 0 手压式封口机，温州市瓯海二轻包装机械厂生产 旋转粘度计，h a k k p ，德国。 质构仪，x t p l u s t e x t u r e a n a l y s e r ，t a - x t 2 型，s t a b l em i c r os y s t e m sl t d ，美国 快速粘度检测仪，3 d 型，n e w p o r ts c i e n t i f i c 仪器公司生产，澳大利亚。 差示量热扫描仪，n e t z s c hd s c2 0 4f 1 ，美国。 籼米的胶体特性研究 2 4 实验方法 2 4 1 凝胶的制作 工艺流程： 籼米一洗米一浸泡一磨浆一调浆一初蒸一静置一二次蒸煮一开水漂烫一乳酸 浸泡一装袋灭菌一贮存 工艺说明： 洗米，将籼米轻轻搓洗，再用大量的水冲洗，直到冲洗后的水较清澈为止。 浸泡，洗过的籼米，按照米水比1 ：1 的比例加入定量的水，在4 0 温度下浸泡1 6 h 。 调浆，将磨好的米浆调到一定的浓度，具体参数见表2 。 初蒸，将调到固定浓度的浆在平整的容器内摊成一定的厚度，在一定的温度下 蒸2 0 m i a ，初蒸温度的具体参数见表2 。 静置，静置温度和静置时间的具体参数见表2 。 二次蒸煮，时间为5 r a i n 。 漂烫，时间为3 m i n 。 乳酸浸泡，乳酸浓度为1 5 ，时间为1 0 m i n 。 灭菌，工艺参数为1 0 0 ，1 0 m i n 。 工艺参数设计 制作凝胶的工艺参数见表2 。 表2 制作凝胶的工艺参数 t a b l e2p a r a m e t e r so fg e l a t i np r o c e s s i n g 2 4 2 酶处理对凝胶特性的影晌 2 4 2 1 淀粉酶对凝胶特性的影响 取三份按2 4 1 的方法调好浓度的1 0 0 m l 米浆，分别添加0 0 0 5 、0 1 、1 的 耐高温液态淀粉酶l m l ，按照2 4 1 的工艺制作凝胶，对凝胶进行感官评定和质构测 定。 2 4 2 2 蛋白酶对凝胶特性的影晌 取三份按2 4 1 的方法调好浓度的1 0 0 m l 米浆，分别添加0 0 0 1 、0 0 1 、o 1 的 蛋白酶l m l ，按照2 4 1 的工艺制作凝胶，对凝胶进行感官评定和质构测定，确定适 宜的添加量。一， 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 取三份按2 4 1 的方法调好浓度的1 0 0 m l 米浆，分别添加0 0 0 1 的蛋白酶l m l 于4 0 分别保温0 5 h 、1 h 、3 h ，然后按照2 4 1 的工艺制作凝胶，对凝胶进行感官评 定和质构测定，确定适宜的酶作用时间。 2 4 2 3 脂肪酶对凝胶特性的影响 取三份按2 4 1 的方法调好浓度的1 0 0 m l 米浆，分别添加o 0 0 1 、0 0 1 、0 1 的 脂肪酶l m l ，按照最2 4 1 的工艺制作凝胶，对凝胶进行感官评定和质构测定，确定 适宜的添加量。 取三份已调好浓度的1 0 0 m l 米浆，分别添加o 0 0 1 的脂肪酶l m l 于4 0 分别保温 o 5 h 、l h 、3 h , 然后按照最佳工艺参数制作凝胶，对凝胶进行感官评定和质构测定， 确定适宜的酶作用时间。 2 4 3 性质测定 2 4 3 1 水分含量测定 将大米在高速粉碎机中粉碎成粉状，采用1 0 5 c 干燥恒重法测定水分含量，以 干基含水量( ) 来表示( 无锡轻工业学院等，1 9 9 4 ) 2 4 3 2 蛋白质含量测定 微量凯氏定氮法( 北京大学生化教研室，1 9 7 9 ) 2 4 3 3 脂肪含量测定 索氏抽提法( 无锡轻工业学院等，1 9 9 4 ) 2 4 3 4 碘兰值测定 取0 2 5 9 ( 干基) 大米粉( 过7 0 目) ，用l m l 无水乙醇润湿，加入1 0 m l0 5 m o l l 的 k o h 溶液，在沸水浴中振荡至样品完全分散溶解( 约1 5 m i n ) ，冷却后定容至5 0 m l 。 取出0 5 m l 样液加入1 0 m l 蒸馏水，用o 1 m o l l 的h c i 调至p h 值为3 左右，加入 0 5 m l 碘试剂，用蒸馏水定容至1 0 0 m l ，静置1 5 m i n ，用分光光度计于6 2 0 n m 波长 下比色。空白用蒸馏水中加入0 5 m 1 0 1 m o l l 的h c i 和0 5 m l 碘试剂后定容至1 0 0 m l 。 2 4 3 5 游离氨基酸含量测定 将大米粉碎过4 0 目筛，采用茚三酮法测定( 何照范、张迪清，1 9 9 8 ) 。 2 4 3 6 游离脂肪酸含量测定 称1 0 9 大米粉于2 5 0 m l 碘量瓶中，加入5 0 m l 无水乙醇，置于磁力搅拌器上， 搅拌1 0 r a i n ，静置4 m i n 后过滤，立即取滤液于2 5 0 m l 三角瓶中，加人5 0 m l 蒸馏 水，加入6 滴酚酞指示剂，用k o h 醇溶液滴定至微红，3 0 s 不褪色。 1 4 籼米的胶体特性研究 2 4 0 7 糊化曲线测定 采用澳大利亚n e w p o as c i e n t i f i c 仪器公司生产的3 d 型r v a ( r a p i dv i s c o s i t y a n a l y s i s ) 进行快速测定，用t c w ( t h e r m a lc y d ef o rw i n d o w s ) 配套软件进行分析。 根据a a c c ( 美国谷物化学协会) 操作规程，称取大米粉3 o g ，加入蒸馏水2 5 m i ，制备 测试样品。在搅拌过程中，罐内温度变化如下：5 0 下保持1 r a i n ；以1 2 m i n 的速 率上升到9 5 。c ( 3 7 5 m 叫；9 5 1 2 下保持