米糠膳食纖維對強化大米質構的影響

王煒華黃 麗劉成梅劉 偉萬 婕

（1.南昌大學食品科學與技術國家重點實驗室，江西 南昌 330047；2.南昌市食品質量衛生安全監督檢驗中心，江西 南昌 330012）

米糠膳食纖維對強化大米質構的影響

王煒華1黃 麗2劉成梅1劉 偉1萬 婕1

（1.南昌大學食品科學與技術國家重點實驗室，江西 南昌 330047；2.南昌市食品質量衛生安全監督檢驗中心，江西 南昌 330012）

以早秈米為原料，將米糠膳食纖維以不同濃度添加至粉碎后的大米粉中，混勻，采用“擠壓強化法”制備米糠膳食纖維營養強化大米。通過對比早秈米與制得的營養強化大米炊飯后的質構特性（硬度、彈性、內聚性、膠著性和咀嚼性），確定米糠膳食纖維營養強化大米品質最佳時膳食纖維的添加量。結果表明：膳食纖維添加量為4%時，強化大米各項指標與原料早秈米最為接近；膳食纖維的添加量對強化大米的硬度、膠著性和咀嚼性影響較大，對應指標隨膳食纖維添加量的增加呈先減小后增大的趨勢；但米糠膳食纖維的加入對強化大米彈性和內聚性影響較小。

強化大米；質構；米糠；膳食纖維；擠壓

稻谷經過清理、礱谷脫殼，再碾去皮層和胚即得到最終產品精白米［1］。有研究［2－3］表明，大米在加工、淘洗和蒸煮過程中，原有營養素大量損失，其中膳食纖維損失率高達75%。如果長期食用精白米，又沒有攝入足夠量的蔬菜和水果或補充其他營養食品，就會造成膳食纖維、維生素、礦物質等營養素的缺乏。對大米進行營養強化，是當今世界，尤其是以大米為主食的國家和地區的人們，全面攝取人體所需各種營養素的最經濟有效的途徑之一［4］。大米強化已成為中國營養素補充的一項重大戰略，中國“十一五”規劃也明確提出推行主食強化，發展營養強化大米［5］。目前，進行大米強化的方法主要有“噴涂法”、“營養粒法”、“擠壓強化法”、“吸入法”等，中國公眾營養改善項目辦和中心已選擇了“噴涂法”、“營養粒法”兩種方式開展攻關［6］。

米糠是稻谷加工成精白米過程中被碾下的皮層、少量米胚和碎米的混合物，是一種價廉、利用率低但營養豐富的稻米加工副產品。中國年產稻谷2億t左右，居世界之首，如以5%計算出糠率，則年產米糠達到1 000萬t，但中國對米糠的利用多限于制油和用作飼料，利用價值較低［7］。米糠提取米糠油后，還含有豐富的膳食纖維、植物蛋白等營養物質，是一種非常理想的膳食纖維來源，含量可達到25%～30%［8－10］。但由于米糠中的膳食纖維較粗、吸水性差，人們在口感上難以接受且不利于營養物質的消化和吸收，直接添加到食品中嚴重影響食品的感官品質［11］。

食品質構如硬度、黏著性、彈性和內聚性等［12－13］，是影響產品可接受性的重要因素之一［14］，被認為是評價產品質量好壞的重要參考依據［15］。質構評價是一種標準化程度較高的客觀鑒定方法，應用質構儀評價大米品質已經被廣為使用［16］。本試驗將脫脂米糠進行一系列處理后得到營養強化劑——膳食纖維，將其和原料大米粉混合均勻，采用“擠壓強化法”進行米糠膳食纖維強化大米的制備。采用質構分析儀考察米糠膳食纖維添加量對強化大米質構特性的影響，并通過與普通米粉質構特性的對比確定最佳添加量，旨在為營養強化大米的開發提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

早秈米：金優402，江西江蘭米業有限公司；

脫脂米糠：江西省和合實業有限責任公司。

1.2 儀器與設備

單螺桿擠壓機：SX3000－100，山東濟南賽信機械有限公司；

質構儀：BROOKFIELD CT3，美國Brookfield公司（配TA25／1000型等探頭）；

電飯鍋：MBYJ30CK型，美的電熱電器制造有限公司；

電子天平：AR1502CN型號，精度0.1 g，量程1 520 g，美國奧豪斯儀器（上海）有限公司；

測試杯：圓柱形，自制，高2 cm，直徑5 cm。

1.3 方法

1.3.1 米糠膳食纖維的制備 參照苗欣等的方法［17］進行，提取的膳食纖維純度為75%。

1.3.2 米糠膳食纖維營養強化大米的制備 采用“擠壓強化法”。將原料早秈米進行粉碎得到大米粉，分別以0，1%，2%，3%，4%，5%和6%的米糠膳食纖維置換等量的大米粉，調節水分含量至30%，混勻，采用單螺桿擠壓機進行擠壓，經老化干燥后得到成品。

1.3.3 制備強化大米米飯 在電飯鍋底部平行放入3個圓柱形測試杯，然后稱取300 g米糠膳食纖維強化大米置于電飯鍋中，使強化大米將測試杯完全覆蓋，然后沿電飯鍋內壁加入450 mL的水，蓋上蓋子蒸煮15 min，并繼續保溫18 min。用鑷子夾出盛滿米飯的測試杯，沿測試杯口削平后馬上進行質構測定。同時用原料早秈米做對照試驗。

1.3.4 質構儀測定條件 利用質構儀采用TPA分析測定強化大米米飯的質構特性（硬度、彈性、內聚性、膠著性、咀嚼性），測定條件：預測試速度為2 mm／s，測試速度為1 mm／s，返回速度2 mm／s，穿刺百分比為60%，二次壓縮間隔5 s，觸發點負載為10 g，數據采集頻率10點／s；選用TA25／1000型探頭，半徑25 mm。

1.3.5 質構數據的處理 硬度、彈性、內聚性、膠著性以及咀嚼性數據采用Origin進行統計分析，重復測定3次，結果用“平均值±標準差”表示。將早秈米作為Control組，膳食纖維添加量0的為Blank組，膳食纖維添加量分別為1%，2%，3%，4%，5%和6%。同時將采集到的試驗數據，用SPSS 17.0軟件進行統計學處理，單因素分析檢驗組間顯著性差異，P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。

2 結果與討論

2.1 膳食纖維添加量對強化大米米飯硬度的影響

早秈米和添加不同量膳食纖維的強化大米米飯的硬度見圖1。由圖1可知，早秈米硬度最低，空白強化大米硬度最高；米糠膳食纖維添加量在1%～6%時，隨膳食纖維含量的增加米飯硬度先下降后上升，添加量為4%時所得米飯的硬度與早秈米米飯最為接近。可能是早秈米淀粉未經過擠壓糊化再老化過程，淀粉分子排列較為松散，表現為硬度最低；空白強化大米經過擠壓、老化后，淀粉分子重新排列組合形成新的結構，硬度增大；而米糠膳食纖維的分支結構使淀粉形成的凝膠結構更為疏松，導致米飯硬度下降；繼續增加膳食纖維，強化大米的硬度隨著膳食纖維添加量的增大而增大，但是增幅不明顯。

圖1 膳食纖維添加量對強化大米硬度的影響Figure 1 Effect of addition amount of dietary fiber on hardness of fortified rice

2.2 膳食纖維添加量對強化大米米飯彈性的影響

早秈米和7種膳食纖維強化大米米飯的彈性測定結果見圖2。由圖2可知，強化大米的彈性遠高于原料早秈米；隨著膳食纖維的加入，強化大米的彈性呈先下降后上升的趨勢，可能是由于大米淀粉在擠壓過程中糊化后再經過老化，淀粉分子重新排序，形成新的結構使強化大米彈性增加；而膳食纖維對強化大米的彈性起到一定的破壞作用，對強化大米米飯的彈性具有顯著影響（P＜0.05），當膳食纖維增加到一定程度后使強化大米結構疏松，表現為彈性小幅上升。

圖2 膳食纖維添加量對強化大米彈性的影響Figure 2 Effect of addition amount of dietary fiber on elasticity of fortified rice

2.3 膳食纖維添加量對強化大米內聚性的影響

內聚性是指組成樣品結構的內部作用力，測定結果見圖3。由圖3可知，與早秈米相比，強化大米的內聚性顯著增加（P＜0.05），并隨著膳食纖維添加量的增加呈緩慢下降趨勢。當膳食纖維添加量為6%時強化大米的內聚性較為接近早秈米。其主要原因可能是大米淀粉經擠壓和老化后產生分子重排，使強化大米內部作用力加強，表現為內聚性增加；而膳食纖維的加入不利于淀粉凝膠的形成，使得強化大米內聚性隨膳食纖維的增加呈下降趨勢。

圖3 膳食纖維添加量對強化大米內聚性的影響Figure 3 Effect of addition amount of dietary fiber on cohesiveness of fortified rice

2.4 膳食纖維添加量對強化大米膠著性的影響

強化大米的膠著性，是將強化大米看做沒有彈性的樣品，來評價咀嚼吞咽它所需要的能量，它由硬度和內聚性相乘得到，膳食纖維添加量對強化大米膠著性的影響見圖4。由圖4可知，當膳食纖維添加量為0%～4%時，強化大米的膠著性顯著下降（P＜0.05），且4%時降至最低；添加量4%～6%時，膠著性出現回升，并呈現平穩變化的趨勢。強化大米膠著性的總體變化趨勢，與其硬度變化趨勢一致。

圖4 膳食纖維添加量對強化大米膠著性的影響Figure 4 Effect of addition amount of dietary fiber on gumminess of fortified rice

2.5 膳食纖維添加量對強化大米咀嚼性的影響

咀嚼性是指咀嚼吞咽一個具有彈性的樣品所需要的能量，計算公式為硬度×內聚性×彈性，膳食纖維添加量對強化大米咀嚼性的影響見圖5。由圖2和圖5可知，各強化大米之間的彈性差異很小，所以強化大米的咀嚼性與其膠著性的變化趨勢極為相近。空白強化大米的咀嚼性最大，需要花費最大的能量去咀嚼吞咽它，膳食纖維添加量增大后，由于膳食纖維能使強化大米淀粉分子間疏松，咀嚼性出現明顯下降；當膳食纖維添加量超過一定的范圍后，又表現為小幅增加強化大米咀嚼性。

圖5 膳食纖維添加量對強化大米咀嚼性的影響Figure 5 Effect of addition amount of dietary fiber on chewiness of fortified rice

3 結論

在擠壓法制備米糠膳食纖維強化大米的過程中，伴隨著大米淀粉分子與膳食纖維的結合，與膳食纖維、水分之間的復雜反應，及淀粉分子自身的重新排列組合等一系列復雜的變化。米糠膳食纖維添加量的不同，導致強化大米炊飯后的質構特性各有不同。隨著膳食纖維添加量的增加，強化大米的硬度、膠著性和咀嚼性都呈現出先下降后上升的趨勢，在4%添加量時達到最低值，與原料早秈米最為接近；膳食纖維的加入使強化大米的彈性下降，但添加量對大米彈性的影響不顯著；強化大米的內聚性，則隨著膳食纖維添加量的增加呈緩慢下降趨勢。以普通早秈米的硬度、彈性、內聚性、膠著性和咀嚼性指標為參照，綜合比較不同米糠膳食纖維營養強化大米的各質構特性指標，發現米糠膳食纖維的最適宜添加量為4%，所得產品炊飯后的質構特性與早秈米最為接近。

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7 周顯青.稻谷精深加工技術［M］.北京：化學工業出版社，2006.

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16 李卓瓦.質構儀在面條品質測定中的應用［J］.農產品加工·學刊，2008（7）：188～190.

17 苗欣，張暉，李倫，等.響應面法優化脫脂米糠膳食纖維提取工藝的研究［J］.中國油脂，2009，34（6）：64～67.

Effect of rice bran dietary fiber on texture properties of fortified rice

WANG Wei－hua1HUANG Li2LIU Cheng－mei1LIU Wei1WAN Jie1

（1.State Key Laboratory of Food Science and Technology，Nanchang University，Nanchang，Jiangxi330047，China；2.Nanchang Food Quality Health Safety Supervision and Inspection Center，Nanchang，Jiangxi330012，China）

Rice bran dietary fibers，extracted from Early Indica Rice were added to the crushing rice flour.The"Squeeze Pressure Enhancement Act"was utilized to prepare fortified rice.Different concentrations of fortified rice were transformed into steamed rice after cooking，using texture analyzer to determine their hardness，elasticity，cohesiveness，gumminess and chewiness，and compared with the steamed rice prepared from Early Indica Rice to establish the appropriate amount of dietary fiber in rice.The results showed that：a 4%addition level of dietary fiber fortified rice’s indices was closest to the best texture properties of raw rice；the addition amount of dietary fiber were of the greatest impact on the hardness，gumminess and chewiness of fortified rice，showing a rising trend after the first down，but the elasticity and cohesiveness were of the less affected.

fortified rice；texture；rice bran；dietary fiber；extrude

10.3969／j.issn.1003－5788.2011.03.005

國家重點實驗室目標導向項目（編號：SKLF－MB－201004）

王煒華（1983－），男，南昌大學在讀碩士研究生。E－mail：weihua＿1983＠yahoo.com.cn

劉成梅

2011－03－08