速食小米粉膨化特性研究

速食小米粉膨化特性研究

孙翠霞，郭晓冬，李颖，孙庆杰

(青岛农业大学食品科学与工程学院，山东青岛266109)

要:选取6种不同直链淀粉含量的小米作为研究对象，采用气流膨化技术对小米进行膨化，并

将膨化小米粉碎后制作速食小米粉。对不同品种小米的膨化度、速食小米粉的糊化特性和消化性

并将小米淀粉特性与小米膨化特性和速食小米粉消化性进行相关性分析，结果表明:济进行测定，

12、济13、保18的膨化度较高，其中膨化度与回生黏度呈显著正相关(r=0．862);市2、复1速食粉RDS含量高，与淀粉中直链淀粉含量呈显著负相关;市1、济13速食粉SDS含量高，且与淀粉中直摘

链淀粉含量呈显著正相关，而RS含量与淀粉特性无显著相关性。关键词:小米;膨化;糊化性;消化性

中图分类号:TS213．3文献标识码:A文章编号:1007－7561(2012)06－0006－05

Studyonthepoppingpropertyofinstantmilletpowder

SUNCui－xia，GUOXiao－dong，LIYing，SUNQing－jie

(CollegeofFoodScience＆Engineering，QingdaoAgriculturalUniversity，QingdaoShandong266109)Abstract:Sixvarietiesofmilletwithdifferentamylosecontentswereusedassamples．Themilletswereexpandedbytheairflow－puffedtechnology，andthepuffedmilletswerecomminutedtopreparethein-stantmilletpowder．Thepuffeddegreesofvariousmilletsandthegelatinizationanddigestibilityofinstantmilletpowderweredetermined．Therelativitybetweenthecharacteristicsofmilletstarchandthepuffedcharacteristicsofmilletsandthedigestibilityofinstantmilletpowderwerestudiedrespectively．There-J13andB18hadhigherexpansionratio，andtherewasasignificantpositivecorre-sultsshowedthatJ12，

lation(r=0．862)betweentheexpansionratioofmilletsandtheretrogradationviscosityofmilletstar-ches．C2andF1instantmilletpowderhadhigherRDScontentandasignificantnegativecorrelationwiththeamylosecontent．C1andJ13hadthehigherSDScontentandasignificantpositivecorrelationwithamylosecontent．However，therewasnosignificantcorrelationbetweenRScontentandthestarchcharac-teristics．

Keywords:millet;popping;gelatinizingproperty;digestibility小米是我国主要的谷物食品之一，含有多种维生素、蛋白质、脂肪、糖类及钙、磷、铁等人体所必需的营养物质，深受人们的喜爱

［1］

［3］［4］

76%，膨化后可提高到84%。卢健鸣等利用双

螺杆挤压膨化机对小米进行膨化加工营养方便粥;王良仓

［5］

。但是，目前我国

［2］

利用谷物膨化机将小米膨化后再与小麦

［6］

小米的精、深加工技术还处于薄弱环节，主食性制品主要有小米营养粉、小米方便粥、小米八宝粥等

。

近几年，膨化技术在谷物深加工中应用越来越广泛，谷物膨化有挤压膨化和气流膨化两种工艺。谷物经膨化后，提高了营养价值和利用价值，如大豆粕经膨化后酿造酱油，其蛋白质的利用率从65%提高到90%，未经膨化的粗大米其蛋白质的消化率为

收稿日期:2012－04－13

基金项目:国家科技支撑计划(2006BAD02802－01－01)

1987年出生，作者简介:孙翠霞，女，硕士．1970年出生，通讯作者:孙庆杰，男，博士，教授．

粉相混合制作膨化小米粉面包;刘玉德以小米、

藕粉为主要原料制作小米方便米粉，但上述研究只是以单一品种的小米为原料，且仅局限于加工工艺的优化，未对产品的相关性质进行研究。气流膨化可以在改进小米口感，开发小米食品方面发挥作用，是食品加工的一种有效途径，但通过查阅大量文献得知，国内鲜有采用气流膨化技术制作速食小米粉的报道。

淀粉的消化特性与人体的许多疾病密切相关。Englyst等人［7］根据淀粉在人体内的消化特点，将淀



清。弃去上清液继续添加浸泡液搅拌，离心(3000r/min×20min)沉淀并分离淀粉，弃暗色的表层和底层淀粉，收集白色淀粉并多次用蒸馏水清洗，直至用酚酞检查上清液不再显示粉红色。在45℃鼓风干燥箱中干燥24h，研磨并过100目筛。1．2．2

直链淀粉含量的测定

［11］

粉分为三类:快消化淀粉(RDS)、慢消化性淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)。对于非胰岛素依赖的糖尿病和心血管疾病，食用低血糖指数的食品已证明对其疾病的治疗具有疗效。而人体对食品的血糖反应很大程度上取决于食品的消化速度，研究表明体外消化试验的结果与血糖指数有明显的相关性，抗性淀粉和慢消化性淀粉含量高的食品血糖指数低

［8－9］

采用国标GB/T15683—2008规定的方法稍加修改后测定

。准确准确称取淀粉100mg到预先

加入大约50mL水的100mL容量瓶中，加入1．0mol/L的乙酸溶液1．0mL，摇匀，再加入2．0mL碘试剂，加水至刻度，摇匀，静置10min。用5．0mL0．09mol/L的氢氧化钠溶液替代样品液制备空白溶其他试剂相同。用空白溶液调零，在620nm处液，

测定样品溶液的吸光度值。以标准直链淀粉和支链淀粉按同样方法得到标准曲线。1．2．3

小米淀粉糊化黏度的测定

采用RVA仪快速测定米粉黏滞特性，称取一定

［12］

。可见食品的消化特性与食品的血糖指数以

及一些疾病有较大的联系。

因此，本文选取6种不同直链淀粉含量的小米(市1、市2、济12、济13、保18、复1)作为研究对象，采用气流膨化技术对小米进行膨化，并将膨化小米粉碎后制作速食小米粉。通过对不同品种小米的膨化度、速食小米粉的糊化特性和消化性进行测定，以及将小米淀粉特性与小米膨化特性和速食小米粉消化性进行相关性分析，旨在为米制食品生理功能的评价提供参考，为生产实践奠定理论基础。11．11．1．1

材料与方法试验材料材料与试剂

济12、济13，山东省农科院作物所选育;保18，河北省保定市农科所选育;复1，河北省谷子所选育;市1，山东潍坊安丘种植;市2，山东省聊城市冠县种植;市1、济12、济13、保18、市2、复1的直链淀粉含量分别为31．98%、22．14%、21．99%、22．34%、2．27%和3．45%;α－淀粉酶，葡萄糖淀粉Sigma试剂公司;其他试剂均为分析纯。酶，1．1．2

试验设备

DHG－9070A型电热恒温鼓风干燥箱，上海精密试验设备有限公司;RVA－Ezi型快速黏度分析仪，澳大利亚Newport科学仪器公司;Sartorius电子天平，北京赛多利斯天平有限公司;MA45－000230V1红外水分测定仪，德国Sartorius公司;电磁炉，广东银港科技股份有限公司;冰箱，中国海尔集团公司;HH－S恒温水浴锅，金坛市医疗器械厂;离心机，上海安亭仪器公司;FK－Ⅱ型膨化机，气流式，功率:0．55kW，外形尺寸:1600×800×800(mm)，江苏省东台市百盛食品机械厂;LH－08B粉碎机，长沙市雨花区中诚制药机械厂。1．21．2．1

试验方法

小米淀粉的提取

采用碱液提取法。配备0．1%的NaOH溶液浸

［10］

量的小米淀粉，加入25mL蒸馏水于铝罐中，用旋转桨充分搅拌后，放置20min后开始测定。测定条件:首先以960r/min搅拌10s，形成均匀悬浊液后，保持160r/min转速至试验结束。测定程序为初始温度为50℃保持1min，然后以12℃/min提高到95℃，在95℃保持2．5min，再以12℃/min降至50℃并保持2min，整个测定过程为13min。1．2．4

膨化小米及速食小米粉的制备

通过视觉观察挑选取少量小米放于软白纸上，

出颗粒完整的颗粒，并通过嗅觉感官，挑选出具有清香味，无无霉变杂质或其他异味的小米作为膨化原料，将膨化机预热5min后，将一定的小米物料装进带盖的密封铸钢罐体内，开机膨化10min后将罐体盖打开，使压力罐中的压力迅速降低，从而引起物料的膨化，即为膨化小米;采用小型粉碎机对膨化小米粉碎3min，将粉碎后的样品用80目过筛，最后用微波调节小米粉水分为5%，即为速食小米粉。1．2．5

膨化小米品质特性的测定

本试验以膨化产品的膨化度作为小米膨化特性指标，其测定方法如下:

径向膨化率:用螺旋测微器测定样品径向尺寸，每个样品随机测定6次，求其平均值作为产品的平均径向尺寸，采取测量小米膨化前后径向尺寸之比来衡量径向膨化率。

即膨化度=膨化后尺寸/膨化前尺寸。1．2．6

速食小米粉的糊化特性的测定测定方法同1．2．3。



提小米淀粉，料液比1/4，搅拌2h后沉淀12h，排除混浊的上清液，反复更换浸泡溶液，直至上清液澄

粮食加工

1．2．7

速食小米粉消化性的测定

［13］

消化性测定方法在Englyst法基础上稍作修

粮油食品科技第20卷2012年第6期

度较低，可能是因为此种小米直链淀粉含量较低，但中直链淀粉小米(济12、济13、保18)的糊化温度高于高直链淀粉小米(市1)，故所测小米淀粉的糊化温度与直链淀粉含量并无线性相关性。市1淀粉峰值黏度较大，其次是复1和市2这2种低直链小米淀粉，济12、济13、保18这3种中直链小米淀粉的峰值黏度较小。这可能是由于在升温过程中市1淀粉颗粒膨胀程度较大，中直链小米淀粉膨胀程度较小所致。6种小米淀粉的衰减黏度变化趋势与峰值黏度相同，表明中直链小米淀粉溶胀后的淀粉颗粒强度大，不易破裂，其热糊稳定性好。低直链小米淀粉以及高直链小米淀粉衰减黏度相对较大，热糊稳定性较差。淀粉的回生黏度以2种低直链小米淀粉较小，其次为3种中直链小米淀粉，高直链小米淀粉的回生黏度较大。这与它们的直链淀粉含量、聚合度和支链淀粉的结构有关，直链淀粉含量高，直链淀支链淀粉外链长的淀粉易于老化粉聚合度高，

冷糊稳定性差。马金丰

［16］

［15］

改，准确称取500mg样品(干基)放入具塞试管中，加入25mg瓜儿豆胶，注入10mLpH5．2的磷酸盐缓冲溶液，混匀，置于37℃恒温摇床上平衡10min(200r/min)，加入4mLα－淀粉酶(290U/mL)和1mL葡萄糖淀粉酶(2500U/mL)，120水解20min、min，取样0．5mL加入10mL的66%乙醇灭酶，离心后取上清液，采用DNS法测定葡萄糖含量

［14］

。

淀粉的分类是根据淀粉的水解速率:RDS是指SDS是指在在20min内被小肠迅速吸收的淀粉，

20～120min内被小肠消化吸收的淀粉，RS是指在120min内不被小肠消化吸收的淀粉。具体公式如下:

RDS%=(G120－FG)×0．9×100/TS;SDS%=(G120－G20)×0．9×100/TS;RS%=(TG－FG)×0．9×100/TS－(RDS+SDS);

式中:G20—酶解20min后释放的葡萄糖/mg;G120—酶解120min后释放的葡萄糖/mg;FG—游离葡萄糖/mg;TG—总的葡萄糖/mg;TS—总淀粉干基重。1．2．8

统计分析

数据均用SPSS13．0进行统计分析，采用ANO-VA进行方差分析，并分别计算出小米淀粉特性与小米膨化度及速食小米粉消化性间的Pearson相关系数(r)。22．1

结果与分析

不同品种小米淀粉的糊化特性

由图1和表1可知，小米淀粉的糊化温度约在73℃～80℃之间。一般来说，直链淀粉含量高、结晶度高、支链外链较长的淀粉晶体结构紧密，晶体熔解所需热量大，导致糊化温度较高。市2的糊化温

表1

样品市1济12济13保18复1市2

糊化温度/℃75．80±0．14c79．45±0．35a78．65±0．21b79．30±0．00a78．30±0．14b73．55±0．07d

，

利用快速黏度分析仪

(RVA)分析了中国东北地区新近培育的春谷新品种(系)淀粉黏滞性，结果表明以回生黏度可有效区分出品种(系)直链淀粉含量(AC)的高低。低AC品种(系)回生黏度一般较低，中等或高直链淀粉含量品种(系)回生黏度较高，与本研究结论相同

。

图1不同品种小米淀粉的RVA图谱

不同品种小米淀粉的RVA数据

谷值黏度/RVU100．37±2．41b98．58±4．00bc115．75±4．12a92．75±0．12c103．67±0．71b116．37±1．24a

末值黏度/RVU255．33±14．9a224．04±0．65b255．46±0．18a222．96±2．77b136．21±1．47d173．12±1．47c

衰减黏度/RVU121．12±9．25a80．42±2．95c75．33±5．30c81．96±1．00c98．96±0．41b105．92±1．30b

回生黏度/RVU149．12±4．30a125．46±4．66c139．71±4．30b130．21±2．65c32．54±0．77e56．83±0．12d

峰值黏度/RVU227．33±1．41a179．00±1．06e191．08±1．18d174．71±0．00f202．63±0．16c222．21±0．06b

2．2膨化小米的膨化度

由表2可知，济12、济13、保18的膨化度较高，

市1次之，复1、市2的膨化度最小。Srinivas

［17］

等

人研究发现膨化度与谷物化学性质无关，与其物理



粮油食品科技第20卷2012年第6期

粮食加工

黏度有所上升。膨化后低直链(市2、复1)小米糊黏度明显高于高直链(C1)和中直链小米膨化粉(济12、济13、保18)。2．4

速食小米粉的消化性

由表3可知，速食粉的快消化淀粉含量范围为82．73%～89．18%，慢消化淀粉为7．13%～14．97%，抗性淀粉为1．67%～4．05%，膨化处理使小米淀粉发生糊化，易于被酶水解，消化性提高。速食粉RDS含量，市2、复1＞济12、济13、保18＞市1，即低直链小米营养粉更容易消化;SDS含量排列次序为市1、济13＞济12、保18＞市2、复1;而各种小米SDS具有粉RS含量变化并不显著。与RDS相比，保持饭后血糖缓慢增加，且能在很长一段时间维持血糖水平稳定，不会引起血糖迅速升高和降低，有利于糖尿病、心血管疾病和肥胖病患者病情调节和控制

［19－21］

性质如大米的硬度、淀粉颗粒的形状、致密度有关。Chinnaswamy［18］等学者对不同直链淀粉含量的玉米挤压膨化特性进行研究，结果表明当直链淀粉含量由0增大到500mg/g时，其膨胀指数由8增加到16，而直链淀粉含量超过500mg/g时，膨胀指数反与此结论类似，中直而会下降。对于小米品种来说，

链淀粉含量的小米膨化度均高于高直链及低直链淀粉含量的小米膨化度。这可能是因为加热过程中水分逸出并汽化，如果将罐体盖子突然打开，由高温高压状态突然释放降至常温常压，物料会在失水的位置由空气的填充而变大，济12、济13、保18结构比较致密，在失水位置处产生的压差较大，喷爆效果较好，而市1、复1、市2在失水位置处产生的压差较小，喷爆效果较差。

表2品种市1济12济13保18复1市2

不同品种膨化小米的膨化度

膨化度/%2．36±0．02b2．43±0．02a2．45±0．01a2．40±0．03ab2．09±0．03d2．25±0．02

c

。与一般淀粉相比，SDS具有重要且独特生

理和保健功能，如改善糖负荷、维持人体血糖稳定等。市1、济13制成的速食粉以其较低的RDS含量心血管疾病和及较高的SDS含量更适合于糖尿病、肥胖病患者食用。

表3

品种市1济12

速食小米粉的消化性

SDS/%14．97±1．81a10．72±2．34b13．08±1．15a11．35±0．83b7．13±0．85c9．72±0．64bc

RS/%2．31±1．67ab3．86±0．80ab1．67±0．77b4．05±0．75a3．69±0．83ab3．18±1．87ab

注:(1)表中值采用平均值±标准差(3个重复试验)表示;(2)

每一列平均值后字母不同表示差异显著(p≤0．05)。

RDS/%82．73±0．14c85．41±1．54b85．25±1．39b84．60±0．07b89．18±1．68a87．10±1．23ab

2．3速食小米粉的糊化特性

由图2可知，测定温度从50℃升高到95℃的

济13保18复1市2

过程中，高直链(C1)和中直链小米膨化粉(济12、济13、保18)的黏度出现略微增大的阶段，这说明淀粉发生吸水膨胀和糊化，也就是说速食小米粉中存在极少部分淀粉未糊化完全，而复1及市2这2种低直链小米膨化粉未出现明显的快速上升阶段，说明此类小米膨化后淀粉基本糊化完全。95℃保持过程中，米糊黏度未出现衰减现象，变化不大，说明膨化后淀粉大部分糊化完全。随着温度降低，米

糊

2．5

注:(1)表中值采用平均值±标准差(3个重复试验)表示;(2)

每一列平均值后字母不同表示差异显著(p≤0．05)。

小米淀粉特性与小米膨化度及速食小米粉消由表4可知，小米膨化度与回生黏度呈显著正

化性的相关性分析

相关(r=0．813)，与其他特性无显著相关性。膨化营养粉中RDS含量与淀粉中直链淀粉含量、糊回生黏度、凝胶硬度、凝沉体积呈显著负相关;SDS含量与淀粉中直链淀粉含量、回生黏度呈显著正相关;RS含量与淀粉特性间无显著相关性。一些学者对Chung蒸煮大米的消化性进行了研究，

［22］

发现RDS

SDS含量、RS含量与直链淀粉含量呈显著负相关，

含量与直链淀粉含量呈显著正相关;Rashmi与Urooj［23］研究得出直链淀粉含量与RDS含量呈负相

图2

关;Zhang

不同速食小米粉的糊化黏度特性

［24］

等发现蒸煮大米RS含量与直链淀粉含

［25］

量呈正相关;Panlasigui等研究结果表明直链淀粉



粮食加工

含量影响淀粉消化性，从而影响人们的血糖效应。这些结果表明直链淀粉含量对酶的消化性都有一定的抑制作用。

表4相关系数直链淀粉含量糊化温度峰值黏度衰减黏度回生黏度

速食小米粉消化性与小米淀粉特性相关性分析

膨化度0．7340．165－0．333－0．4020．862*

RDS－0．949＊＊－0．029－0．012－0．107

＊

－0．933＊

粮油食品科技第20卷2012年第6期

［9］HarmeetSG，CharlesJ，ElaineTC．Effectofenzymeconcentration

andstoragetemperatureontheformationofslowlydigestiblestarch．Starch，2001，53(4):fromcookeddebranchedricestarch［J］131－139．

［10］刘辉，张敏．不同品种小米的直链淀粉含量与快速黏度分析仪

2010，31(15):31－33．谱特征值关系研究［J］．食品科学，

［11］全国粮油标准化技术委员会．GB/T15683—2008大米直链淀

．北京:中国标准出版社，2009．粉含量的测定［S］

［12］陈海华．木聚糖酶对面粉糊化特性和面包品质的影响［J］．粮

2010，18(1):10－12．油食品科技，

［13］EnglystHN，KingmanSM，CummingsJH．Classificationand

measurementofnutritionallyimportantstarchfractions［J］．Euro-1992，46(2):33－50．peanJournalofClinicalNutrition，

SDS0．860*－0．1380．2130．1530．872*

RS－0．3610．386－0．1760．190－0．419

＊

注:*和＊分别表示在p＜0．05和p＜0．01水平上相关性显著。

3小结

(1)通过对速食小米粉糊化特性的分析可知，

［14］苏畅，夏文水，姚惠源．氨基葡萄糖和乙酰氨基葡萄糖的测定

J］．食品工业科技，2003，24(6):74－77．方法［

［15］张凯，李新华，赵前程，等．不同品种玉米淀粉糊化特性比较

［J］．沈阳农业大学学报，2005，36(1):107－109．

［16］马金丰．直链淀粉含量对谷子淀粉粘滞特性的影响［J］．中国

2010，26(15):195－198．农学通报，

［17］SrinivasT，DesikacharHSR．Factorsaffectingthepuffingquality

．JournalofScienceofFoodAgriculture，1973，24ofpaddy［J］(8):883－891．

［18］ChinnaswamyR，HAnnaMA．Optimumextrusion－cookingcon-．JournalofFoodditionsformaximumexpansionofcornstarch［J］1988，53(3):834－836，840．Science，

［19］LehmannU，RobinF．Slowlydigestiblestarch－itsstructureand

healthimplications:areview［J］．TrendsinFoodScienceand2007，18(7):346－355．Technology，

［20］HanXZ，JanaswamyS，JaneJL．Developmentofalowglycemic

maizestarch:preparationandcharacterization［J］．Biomacromole-cules，2006，7(4):1162－1168．

［21］WoleverT，MehlingC．High－carbohydrate－low－glycaemicin-dexdietaryadviceimprovesglucosedispositionindexinsubjectswithimpairedglucosetolerance［J］．BritishJournalofNutrition，2002，87(5):477－487．

［22］ChungHyun－Jung，LiuQiang，WangRuilin，etal．Physico-chemicalpropertiesandinvitrostarchdigestibilityofcookedricefromcommerciallyavailablecultivarsinCanada［J］．CerealChem-2010，87(4):297－304．istry，

［23］RashmiS，UroojA．Effectofprocessingonnutritionallyimportant

starchfractioninricevarieties［J］．InternationalJournalofFoodSciencesandnutrition，2003，54(1):27－36．

［24］ZhangW，BiJ，YanX，etal．Invitromeasurementofresistant

starchofcookedmilledriceandphysico－chemicalcharacteristicsaffectingitsformation［J］．FoodChemistry，2007，105(2):462－468．

［25］PanlasiguiLN，ThompsonLU，JulianoBO，etal．Ricevarieties

withsimilaramylosecontentdifferinstarchdigestibilityandglyce-micresponseinhumans［J］．AmericanJournalofClinicalNutri-

高直链小米淀粉糊的热糊稳定性和冷糊稳定性较差;中直链小米淀粉糊的热糊稳定性和冷糊稳定性相对较好;低直链小米淀粉糊的热糊稳定性较差，冷糊稳定性很好。

(2)通过对小米膨化性质的测定可知，中直链淀粉含量的小米膨化度均高于高直链及低直链淀粉含量的小米膨化度，其中膨化度与回生黏度呈显著正相关(r=0．862)。

(3)通过对速食小米粉消化性的测定可知，中、高直链小米营养粉具有较低的RDS含量及较高的SDS含量，适合于糖尿病、心血管疾病和肥胖病患者食用。通过相关性分析得出，速食小米粉中RDS含SDS含量量与淀粉中直链淀粉含量呈显著负相关，RS含量与淀与淀粉中直链淀粉含量呈显著正相关，粉特性间无显著相关性。参考文献:

［1］张超，张晖，李冀新．小米的营养以及应用研究进展［J］．中国

2007，22(1):51－55．粮油学报，

［2］高陆卫，史万民，郭常振．小米精深加工技术探讨［J］．河北农

2010，14(11):147－148．业科学，

［3］张焕，．郑州牧业张新州．膨化技术在粮食深加工中的应用［J］

2000，20(1):44－45．工程高等专科学校学报，

［4］卢健鸣，巫东堂，杨春，等．小米挤压膨化加工营养方便粥的工

2002，18(3):123－127艺研究［J］．农业工程学报，

［5］王良仓．膨化小米粉面包的加工技术［J］．内蒙古科技与经济，

2011，230(4):85－86．

［6］刘玉德．小米方便食品的加工［J］．食品科学，2000，21(12):

143－145．

［7］EnglystHN，HudsonGJ．Theclassificationandmeasurementof

dietarycarbohydrates［J］．FoodChemistry，1996，57(1):15－21．［8］HarmeetSG，CharlesJ，ElaineTC．Effectofcoolingandfreezing

onthedigestibilityofdebranchedricestarchandphysicalpropertiesofresultingmaterial［J］．Starch，2001，53(2):64－74．

1991，54(5):871－877．●tion，

瑠瑏