不同實驗室干法制備工藝對糯米粉品質(zhì)特性的影響

◎ 曹 松，周 洲，董 明，陳 力

（1.中國儲備糧管理集團有限公司，北京 100039；2.中儲糧油脂有限公司，北京 100043；3.中國儲備糧管理集團有限公司浙江分公司，浙江 杭州 310063；4.江西中儲糧糧油質(zhì)監(jiān)中心有限公司，江西 南昌 330004）

目前我國糯米粉的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)還沒有大規(guī)模形成，生產(chǎn)實踐基本以經(jīng)驗指導為主[1]，沒有較嚴謹?shù)目茖W理論依據(jù)。國內(nèi)主要研究了制粉工藝對大米粉品質(zhì)的影響，其中粉碎方式（干磨、濕磨和半干磨）能夠造成大米粉在理化特性、糊化度、粒度分布等方面的不同[2]，進而造成加工產(chǎn)品品質(zhì)的差異，但對于不同磨粉方法造成米粉品質(zhì)差別的原因還不明確，本實驗旨在探究干法制粉造成糯米粉其品質(zhì)特性差異的原因，選用吉林粳糯品種，采用干法制粉，探討不同干法制粉工藝對糯米粉品質(zhì)特性的影響。探討了糯米原料水分含量、不同的磨粉機械以及不同的糯米粉粒度對糯米粉品質(zhì)特性的影響，希望為糯米粉生產(chǎn)工藝的改良提供某些必要的理論基礎，為加工某些特殊用糯米粉提供理論依據(jù)，進而對新產(chǎn)品的開發(fā)和應用起到一定的推動作用。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

糯米（吉林粳糯）、蒸餾水、自來水，細粉篩一套。

101FAR-1型電熱鼓風干燥箱，上海樹立儀器儀表有限公司；JFSD-70實驗室粉碎磨，上海嘉定糧油儀器有限公司；FDV型超細粉碎機，北京興時利和科技發(fā)展有限公司；中草藥粉碎機，天津市泰斯特儀器有限公司；JXFM110錘式旋風磨，上海嘉定糧油儀器有限公司；電子天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；福斯Kjeltec8400全自動凱氏定氮儀，丹麥福斯有限公司；BT-9300H激光粒度分布儀，丹東百特儀器有限公司；SMY-2000ST型色差計，北京盛名揚科技開發(fā)有限責任公司。

1.2 糯米粉樣品的制備

1.2.1 糯米調(diào)質(zhì)方法

準確稱取糯米樣品200 g，置于自封樣品袋中，根據(jù)糯米原始含水量（10.54%），加入計算得出的水量，封袋，搖勻，使糯米同加入的水充分混勻，放在室溫下24 h，進行潤米。潤米水分分別為12.5%、13.5%、14.5%、15.5%，共4個水分梯度[3]。其中，加水量計算公式為：

式中：W為糯米樣品重（g）；M1為需要調(diào)到的入磨水分（%）；M0為原始水分（%）。

1.2.2 磨粉（1）為研究不同水分的糯米原料對糯米粉品質(zhì)特性的影響，取調(diào)質(zhì)后的4個水分梯度（12.5%、13.5%、14.5%、15.5%）的糯米樣品各100 g分別使用錘式旋風磨進行磨粉，得到4個糯米粉樣品，分別裝入4個自封樣品袋，并分別記為12.5%、13.5%、14.5%、15.5%。

（2）為研究不同的實驗磨在磨粉過程中對糯米粉品質(zhì)的影響，取調(diào)質(zhì)后含水量為13.5%的糯米樣品4份，各100 g，分別使用錘式旋風磨、實驗室粉碎磨（盤式磨）、超微粉碎機、中草藥粉碎機共4種實驗磨對糯米樣品進行磨粉。得到4份糯米粉樣品，分別記為錘式、盤式、超微、藥物，并裝入4個密封袋中于4 ℃保存待用[4]。

（3）為研究不同米粉顆粒大小對糯米粉品質(zhì)的影響，取調(diào)質(zhì)后含水量13.5%的糯米樣品足夠量，使用實驗室錘式旋風磨對其進行磨粉，將得到的糯米粉連續(xù)依次過80目篩、100目篩、120目篩，分別收集100目篩的篩上物即粒度大于100目、小于80目的糯米粉樣品；收集120目篩的篩上物，即粒度120目以上、100目以下的糯米粉樣品；收集過120目篩的篩下物，即粒度120目以下的糯米粉樣品。將收集到的3份糯米粉樣品記為80目、100目、120目，并立即用樣品袋密封存放于4 ℃下待用。

1.3 指標測定方法

（1）糯米粉水分測定：GB 5497—1985定溫定時烘干法。（2）糯米粉灰分測定：依照GB/T 5009.4—2016。（3）糯米粉蛋白質(zhì)測定：GB/T 5009.5—2016，轉(zhuǎn)化系數(shù)為5.95。

（4）粒度測定：使用BT-9300H激光粒度分布儀測定。步驟：打開激光粒度分布儀，先用自來水沖洗管道再用蒸餾水沖洗（2～3次），扣除系統(tǒng)背景后，在盛有蒸餾水的燒杯中溶解少量糯米粉樣品，將折光率調(diào)節(jié)到最佳進樣條件（13%～15%），迅速打開超聲波開關(guān)（激光設置為3 min），超聲波完成后點擊“連續(xù)測量”按鍵，將測定的數(shù)據(jù)保存入電腦中，整理后取平均值。

（5）色度測定：使用SMY-2000色差計測定。步驟：將色差計打開預熱10 min，以標準白板為基準，將色差計調(diào)整為測試狀態(tài)，選擇平均測試。將樣品放于樣品盒中，裝滿并刮平，將樣品盒裝入保護盒后置于傳感器，開始測定。每一個樣品重復測定5次，將所測5次數(shù)據(jù)的平均值作最終測試結(jié)果，重復上述步驟測定3次，將數(shù)據(jù)整理記錄。

2 結(jié)果與分析

2.1 干法制粉對糯米粉水分、蛋白質(zhì)和灰分的影響

2.1.1 不同含水量的影響

由表1中數(shù)據(jù)可看出，不同水分含量的糯米通過干法加工工藝制取的糯米粉的含水量有一定的區(qū)別，這主要是受到糯米原料水分的影響，入磨前含水量較高的糯米，其制備出的糯米粉含水量較高，反之含水量較低；4種水分梯度的糯米經(jīng)過錘式旋風磨研磨出的糯米粉的蛋白質(zhì)含量有一定差異，水分含量為15.5%的糯米所制備出的糯米粉與含水量12.5%的糯米所制備出的糯米粉的蛋白質(zhì)含量相差0.2%左右；不同水分梯度的糯米所磨出的糯米粉的灰分有一定差異，水分含量最低的，其灰分含量最高，可分析得出，灰分含量同原料水分含量成反比。

表1 不同含水量對其水分、蛋白質(zhì)和灰分的影響表

2.1.2 不同制粉機械的影響

由表2中數(shù)據(jù)可看出，同樣采用干法加工工藝，使用不同的實驗磨制出的糯米粉的含水量有一定的區(qū)別，使用超微粉碎機磨出的糯米粉水分含量最低，使用藥物粉碎機和盤式磨加工出的糯米粉水分含量較高，這是由于在干法制粉過程中制粉機械的高溫所造成的水分散失，其中超微粉碎機工作時產(chǎn)生的溫度較高造成了其磨出的糯米粉水分含量低；同樣的糯米經(jīng)不同的實驗磨所研磨的糯米粉樣品的蛋白質(zhì)含量有所差異，其中使用超微粉碎機制備的糯米粉蛋白質(zhì)含量最高；盤式粉碎機研磨出的糯米粉灰分含量最高。

表2 不同制粉機械對其水分、蛋白質(zhì)和灰分的影響表

2.1.3 不同粒度范圍的影響

由表3中數(shù)據(jù)可看出，通過錘式旋風磨制出的糯米粉在通過不同篩分離后，不同粒度范圍的糯米粉的水分含量也不同，粒度小于120目的糯米粉樣品水分含量最低，粒度在80～100目的樣品的含水量最高。這是因為在磨粉過程中粒度較大的淀粉顆粒較粒度小的淀粉顆粒有更好的保水性。同樣的糯米粉經(jīng)過不同目篩分離出的樣品的蛋白質(zhì)含量有明顯差異，粒度范圍在80～100目的糯米粉的蛋白質(zhì)含量最高，而粒度較小的，過120目篩的樣品的蛋白質(zhì)含量最低。不同粒度范圍的糯米粉樣品之間灰分含量差異不明顯，沒有規(guī)律。

表3 不同粒度范圍對其水分、蛋白質(zhì)和灰分的影響表

綜合分析，在干法制粉的過程中，制備的糯米粉水分變化主要受到原料水分、制粉過程中制粉機械升溫和所磨出糯米粉粒度大小的影響。糯米蛋白可分為4類：谷蛋白、醇溶蛋白、球蛋白、清蛋白，其中清蛋白可溶于水，占總蛋白的5%左右[5]。由此結(jié)合數(shù)據(jù)可以看出，蛋白質(zhì)含量的影響因素為糯米入磨前水分含量的高低和糯米粉顆粒的大小，粒度越小其淀粉顆粒破損程度越高，加重了蛋白質(zhì)的損失。從試驗過程及原料來分析，干法制備糯米粉的工藝由于其操作過程中可能混入較多不可控的灰塵、雜質(zhì)，從而影響到糯米粉的灰分含量。

2.2 實驗室干法制粉對糯米粉粒徑分布的影響

2.2.1 不同含水量的影響

由圖1中數(shù)據(jù)可看出，不同水分的糯米制備出糯米粉的粒度有一定差異。

圖1 不同含水量對糯米粉粒徑的影響圖

在不同水分含量的糯米原料所磨出的糯米粉中，含水量為12.5%、13.5%、14.5%的糯米制備出的糯米粉的D10、D50、D90值之間差異性不明顯，含水量15.5%的糯米制備出的糯米粉的D10、D50、D90值最小，由此看出含水量為15.5%的糯米制備出的糯米粉粉質(zhì)較細。

2.2.2 不同制粉機械的影響

由圖2中數(shù)據(jù)可看出，不同的制粉機械對糯米粉的粒度均有影響。在不同種類的實驗磨所研磨出的樣品中，超微粉碎機所制備出的糯米粉樣品D10、D50、D90值最小，使用錘式旋風磨制備的糯米粉的D10、D50、D90值最大，由此得出，超微粉碎機磨出的糯米粉的粉質(zhì)較細。

圖2 不同制粉機械對糯米粉粒徑的影響圖

2.2.3 不同粒度的影響

由圖3中數(shù)據(jù)可看出，不同粒度分布對制備出的糯米粉的粒徑均有影響。過不同目篩所分離出的3個糯米粉樣品中，由80目篩樣品到120目篩樣品的D10、D50、D90逐漸減小，糯米粉的粒度逐漸變細。

圖3 不同粒度分布對糯米粉粒徑的影響圖

從整個實驗過程來分析，影響糯米粉粒度變化的因素有制粉機械種類的不同和糯米原料的含水量的不同。

2.3 實驗室干法制粉對糯米粉色度的影響

本次實驗采用SMY-2000色差計來測定樣品的色度變化，即Cielab色空間，L*表示樣品顏色的亮度，+a*為紅色，-a*為綠色，+b*為黃色，-b*為藍色。由表4可以看出，不同水分含量糯米原料所制取的糯米粉的色度存在一定的差異。糯米原料水分含量越高，其制備出的糯米粉的L*值越大，粉質(zhì)越白。由表5可以看出，在使用4種不同的實驗磨制出的糯米粉中，使用超微粉碎機磨出的樣品的L*值最大、a*值最小，粉質(zhì)最白。由表6可以看出，在不同粒度范圍的糯米粉樣品中，小于120目的糯米粉的L*值最大、a*值最小。從表4～表6中的數(shù)據(jù)來看糯米粉色度的變化主要受L*和a*的影響，通過數(shù)據(jù)來看，干法制粉的糯米原料含水量越高、糯米粉的粒度越小，粉磨得越細，其制備出的糯米粉越白。

表4 不同含水量對糯米粉色度的影響表

表5 不同制粉機械對糯米粉色度的影響表

表6 不同粒度范圍對糯米粉色度的影響表

3 結(jié)論

相同條件下，糯米原料含水量的不同會影響糯米粉的含水量、蛋白質(zhì)含量、灰分、粒度、色度；糯米粉蛋白質(zhì)含量和灰分隨糯米粉含水量的減小而增大。原料水分為15.5%的糯米粉，其粒度最小，粉質(zhì)最細；使用超微粉碎機制出的糯米粉蛋白質(zhì)含量高、粒徑小、色度較好。糯米粉的粒度大小對糯米粉的灰分影響不大，粒度小于120目的糯米粉在粒徑、色度方面表現(xiàn)出良好的特性；粒度在80～100目的糯米粉的水分含量與蛋白質(zhì)含量較高。