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虽然薏米营养及功能价值高,但较难蒸煮熟,过长的蒸煮时间限制了薏米家庭直接烹饪消费或作为食品加工原料生产性应用。
本文首先重点研究谷物蒸煮及淀粉糊化机理。本试验选择薏米、大米和高粱等谷物为研究对象,研究淀粉含量、热特性、蛋白质含量和颗粒大小等因素对蒸煮时间的影响,并以籼米、粳米和糯米为研究对象,研究其淀粉颗粒大小、结晶度及支链淀粉分子链长分布对淀粉热特性的影响,分析薏米难蒸煮和其淀粉较难糊化的主要因素。然后以高温短时气流膨化(以下简称为气流膨化)为方法,使薏米淀粉发生预糊化,并改善薏米颗粒空间结构以缩短薏米的蒸煮时间。并且研究膨化后薏米营养成分、淀粉及蛋白质体外消化性、糊化度等性质,并和膨化前薏米原料进行对比,为开发膨化薏米产品提供科学基础依据。最后研究薏米苦荞麦糊的配制,优化出最佳的薏米苦荞麦混合比例、糊颗粒大小和木糖醇添加量。
本研究主要结论如下:
(1)谷物蒸煮性机理:根据相关系数大小将各因素对蒸煮糊化度的影响大小排序:淀粉热焓值>初始糊化温度>蛋白质含量>水分含量>淀粉含量>谷物颗粒大小。
和其他7种谷物相比,薏米蛋白质含量较高(12.85%)并且淀粉热焓值较大(10.75J/g);薏米淀粉初始糊化温度(65.22℃)和颗粒大小(5.82mL/100粒)最大;水份含量(9.66%)和淀粉含量(57.91%)最低。根据对谷物成分含量、颗粒大小和淀粉热特性对蒸煮糊化度的影响研究结果表明:薏米难蒸熟的原因是由高淀粉初始糊化温度和热焓值、高蛋白质含量、低淀粉和水分含量、颗粒大等因素综合下引起,其中薏米淀粉热焓值较高是最主要影响因素。
(2)淀粉糊化机理研究:影响淀粉热焓值大小的主要因素为支链淀粉FRI和FRⅢ含量及结晶度大小。其中FRI及淀粉结晶度和淀粉热焓值呈强正相关关系(相关系数分别为r=0.929和r=0.995),FRⅢ和淀粉热焓值呈较强的负相关关系(r=-0.660)。淀粉颗粒大小(SMD和VMD)和支链淀粉中FRⅡ含量对淀粉热焓值影响较小(相关系数分别为r=-0.123,r=-0.153,r=0.281)。
薏米淀粉在加工过程中较难发生糊化,主要是由于薏米淀粉具有较高的结晶度(20.98%和24.37%)和较低的支链淀粉FRⅢ含量(62.96%和60.18%)。
(3)薏米高温气流膨化工艺研究:在单因素试验基础上,用响应面试验方法优化出薏米最佳膨化工艺。结果表明:最佳膨化条件为:预糊化时间29.9min、膨化温度251℃、膨化时间20.0s与水分含量6%,优化出最佳膨化薏米产品的膨化率为2.097和黄蓝值b*为14.64。
(4)膨化薏米和薏米原料煮熟后品质比较:通过高温气流将薏米膨化后再蒸煮,不仅缩短了薏米生产加工过程中的蒸煮时间,保留了较高的功能性成分含量和提高了淀粉及蛋白质消化性,同时赋予薏米烤香风味,增强了薏米的食用品质。综合分析得出,膨化后蒸煮熟的薏米品质较薏米原料直接蒸煮熟的好。
(5)气流膨化工艺对薏米营养成分及性质的影响:薏米经膨化处理后,其灰分及粗纤维含量下降不显著(P>0.05),但淀粉、蛋白质、脂类和多糖含量显著下降(P<0.05)。膨化后薏米淀粉及蛋白质消化性和淀粉糊化度较薏米原料极显著提高(P<0.01),薏米结构由致密,硬度高变得疏松呈蜂窝状结构。为开发薏米即时产品提供了良好的条件和基础。