小麦水溶性阿拉伯木聚糖对大米粉加工特性及鲜湿米粉食用品质的影响

李佳洋; 王馨远; 殷丽君; 刘志刚; 贾鑫

doi:10.13386/j.issn1002-0306.2024030133

小麦水溶性阿拉伯木聚糖对大米粉加工特性及鲜湿米粉食用品质的影响

1.
中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083
2.
丰益（上海）生物技术研发中心有限公司，上海 200137

基金项目: 金龙鱼奖教金资助项目（1061-2220001）。

详细信息

作者简介:
李佳洋（2000−），女，硕士研究生，研究方向：食品科学，E-mail：LijiayangSCNE@cau.edu.cn

通讯作者:
贾鑫（1987−），女，博士，副教授，研究方向：食品科学，E-mail：xinjia@cau.edu.cn。

中图分类号: TS213.3
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出版历程
- 收稿日期: 2024-03-10
- 网络出版日期: 2025-01-03
- 刊出日期: 2025-02-28

Effects of Wheat Water-extractable Arabinoxylanon on the Processing Properties of Rice Flour and Eating Quality of Fresh Rice Noodles

1.
College of Food Science and Nutrition Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China
2.
Wilmar (Shanghai) Biotechnology Research & Development Center Co., Ltd., Shanghai 200137, China

摘要

摘要: 为改善鲜湿米粉在储藏过程中易老化、食用品质下降等问题，本文系统研究了不同添加量（0%~1.0%，w/w）的小麦水溶性阿拉伯木聚糖（water-extractable arabinoxylan，WEAX）对大米粉的糊化和热力学特性，以及鲜湿米粉色泽、蒸煮品质、质构特性和老化特性的影响。结果表明：与空白对照组相比，加入WEAX后大米粉的糊化黏度从3454.00 cP升高至3773.65 cP，糊化焓值从4.02 J/g降低至3.18 J/g，但不同添加量的WEAX对大米粉-WEAX复合体系的糊化温度影响不显著（P>0.05）。在WEAX的添加量为0.6%时，鲜湿米粉的断条率和蒸煮损失最低，分别为11.46%和8.48%。鲜湿米粉的色泽和质构品质随着WEAX添加量的增加而得到显著提升（P<0.05）。与原米粉相比，添加1%WEAX的鲜湿米粉经过老化7 d处理后，其老化度、相对结晶度以及红外峰强度比值R_1047/1022分别下降了67.3%、71.4%和30.9%。综上，添加1%WEAX能够改善鲜湿米粉的色泽及质构品质，延缓米粉的长期老化进程。本研究为拓展WEAX在淀粉类食品工业中的应用，以及提升淀粉类食品品质提供了理论依据。
- 大米粉 /
- 鲜湿米粉 /
- 小麦水溶性阿拉伯木聚糖 /
- 糊化 /
- 老化
Abstract: To improve the problems of fresh rice noodles such as being prone to aging and eating quality declined during storage, the effects of wheat water-extractable arabinoxylan (WEAX) addition (0%~1.0%, w/w) on the gelatinization and thermodynamic properties of rice flour, as well as the color, cooking, texture and aging properties of fresh rice noodles were systematically studied. The results showed that compared with the blank control group, the gelatinization viscosity of rice flour with WEAX increased from 3454.00 cP to 3773.65 cP, and the gelatinization enthalpy value decreased from 4.02 J/g to 3.18 J/g. WEAX with different additive amounts had no significantly effect on gelatinization temperature of rice flour-WEAX mixed systems (P>0.05). The breakage rate and the cooking loss of fresh rice noodles with 0.6% WEAX reached the minimum of 11.46% and 8.48%, respectively. As the increase of WEAX addition, the color and texture quality of fresh rice noodles were significantly improved (P<0.05). Compared with the original rice noodles, the aging degree, relative crystallinity and infrared peak intensity ratio R_1047/1022 of fresh rice noodles with 1% WEAX after aging for 7 days decreased by 67.3%, 71.4% and 30.9%, respectively. In summary, the addition of 1% WEAX could improve the color and texture quality of fresh rice noodles and delay the long-term aging process of rice noodles. This study will provide a theoretical basis for expanding the application of WEAX in the starch food industry and improving the quality of starch food.
- rice flour /
- fresh rice noodles /
- wheat water-extractable arabinoxylan (WEAX) /
- gelatinization /
- retrogradation

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鲜湿米粉通常含水量较高，是以大米作为主要原料加工制得的淀粉基食品。经过糊化后的大米淀粉在长期储存过程中容易出现老化和腐败变质等问题，使得鲜湿米粉的货架期严重缩短，并制约了鲜湿米粉在方便主食市场中的竞争力^[1]。除不断改进米粉的生产工艺之外，研究人员也在不断探究可以改良米粉品质的方法，以延缓米粉在储藏过程中的老化进程。其中在米粉中添加食品添加剂，如亲水胶体、乳化剂和变性淀粉等^[2]，是目前研究普遍采用的有效手段。有研究表明，通过添加适宜比例的亲水胶体到大米粉中，如可然得胶^[3]、普鲁兰多糖^[4]等可有效延缓米粉的老化回生，一定程度上能够起到延长米粉保质期的作用。除此之外，有研究发现将水溶性阿拉伯木聚糖应用于意大利面中，可以提高面条的持水性并且降低面条的硬度^[5]。

小麦阿拉伯木聚糖（wheat bran arabinoxylan，WBAX）是麦麸中主要的半纤维素成分，由阿拉伯糖（arabinose，Ara）和木糖（xylose，Xyl）两种戊糖组成^[6]，根据溶解性的差异可分为水溶性（water-extractable arabinoxylan，WEAX）和水不溶性（water-unextracted arabinoxylan，WUAX）两大类^[7]。近年来WBAX在改善淀粉基食品质量方面表现出巨大潜力^[8]，课题组前期研究发现WBAX对小麦淀粉的糊化和长期回生特性有着显著影响，凝胶的回生程度随着WBAX浓度的增加而降低^[9]。另外具有不同结构特征的WBAX，如分子量（molecular weight，M_w）、阿拉伯糖与木糖的比例（Ara/Xyl，A/X）不同，也会对淀粉的糊化和老化回生特性产生差异化影响^[10]。Hou等^[11]发现低Mw的WEAX对淀粉糊化和短期回生表现出更显著的抑制作用，而高Mw的WEAX则能够有效抑制淀粉的长期老化回生。鲜湿米粉在储藏期间难以避免发生老化行为，研究鲜湿米粉的老化特性以及合理调控米粉的老化程度，对于改良鲜湿米粉的加工特性和食用品质具有重要意义。然而，目前关于WBAX的研究主要集中在对淀粉本身特性的影响上，对于淀粉基食品的研究则以面包和馒头为主，缺少对鲜湿米粉加工及食用品质影响的探究。因此本实验选取对长期老化回生影响显著的高分子量WEAX和桂朝米作为实验对象，将WEAX加入到大米粉中，研究不同WEAX添加量对大米淀粉糊化行为以及鲜湿米粉色泽、蒸煮、质构和老化特性的影响，以其为扩大WEAX在淀粉基食品中的应用及相关研究提供理论基础。

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

桂朝米　西乡县寻农人生态农业有限公司；小麦水溶性阿拉伯木聚糖　A/X=38/62，Mw=37×10⁴ g/mol，[η]>40 cSt，纯度95%，爱尔兰Megazyme公司。

RVA-4快速粘度分析仪　澳大利亚悉尼Newport Scientific公司；AR2000流变仪　美国TA公司；Synergy H1酶标仪　美国BioTek公司；NR60C色差仪　深圳市三恩驰科技有限公司；CT3 1000质构仪　美国BROOKFIELD公司；Spectrum100傅里叶变换红外光谱仪　美国Perkin Elmer公司；Ultima IVX-射线衍射仪　日本Rigaku公司；Q2000差示扫描量热仪　美国TA公司；SU3500扫描电子显微镜　日本HITACHI公司。

1.2 实验方法

1.2.1 大米粉的制备

将桂朝米去杂清洗后浸泡4 h，直至大米能被轻易碾碎。将浸泡好的大米和水按照1:1的料液比加入到胶体磨中进行磨浆，收集浆液并置于60 ℃烘箱中干燥2 d，烘干后进行粉碎，并过80目筛，得到质地均匀的大米粉原料（含水量为3.54±0.05 g/100 g）。

1.2.2 大米粉糊化特性的测定

依次称量0wt%、0.2wt%、0.4wt%、0.6wt%、0.8wt%、1.0wt%的WEAX（以大米粉干基计）加入到蒸馏水中，配制成25.00 g相应浓度的WEAX溶液，利用磁力搅拌器将溶液在室温下搅拌12 h，直至WEAX完全溶解。参照Yan等^[12]的方法，准确称取3.00 g的大米粉加入到不同浓度的WEAX溶液中，再转移到RVA专用铝盒中，用配套的塑料桨叶充分搅匀，选择RVA加热程序中的“Standard method 2”程序完成糊化过程，进行黏度测定，黏度单位表示为cP。

1.2.3 大米粉热学特性的测定

分别添加0wt%、0.2wt%、0.4wt%、0.6wt%、0.8wt%、1.0wt%的WEAX（以大米粉干基计）到大米粉中，在研钵内充分研磨均匀。参照Ahmad等^[13]的方法并适当修改，称取10 mg研磨样品置于铝盘中作密封处理，测定之前保证样品在4 ℃条件下平衡24 h。在DSC加热扫描过程中，样品处于流动干燥氮气氛围，以10 ℃/min的加热速率从25 ℃加热到130 ℃，采用空白铝盒作为参照。使用Q Series Explorer Q2000软件记录大米粉起始糊化温度T_o、峰值糊化温度T_p、终止糊化温度T_c并计算糊化焓值ΔH_gel。

1.2.4 鲜湿米粉的制备

准确称量大米粉，按料液比（m（大米粉）:V（WEAX溶液）=1 g:0.6 mL）分别加入质量浓度为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的WEAX溶液（以大米粉干基计），混合均匀后以约5 mm的厚度摊平蒸2 min，冷却后放入压片机反复压制6次，挤丝，沸水煮3 min，流水淋洗1 min后沥干水分，制备得到直径为0.3 cm左右的鲜湿米粉，装入自封袋备用，部分样品置于4 ℃条件下进行老化处理。

1.2.5 鲜湿米粉色泽测定

使用色差仪对制备的鲜湿米粉进行测定，记录鲜湿米粉的L^*、a^*、b^*值。

1.2.6 鲜湿米粉蒸煮品质测定

1.2.6.1 断条率测定

参照张玉荣等^[14]的方法并适当修改，任取长度均为15 cm左右的米粉样品共50 g，将米粉放入500 mL的沸水中煮沸2 min，捞出米粉后沥干水分，米粉的断条率计算公式如下：

$\mathrm{断}\mathrm{条}\mathrm{率}(\text{%})=\frac{{\text{M}}_{\text{1}}}{{\text{M}}_{\text{1}}+{\text{M}}_{\text{2}}}\times 100$

式中：M₁表示短于10 cm的米粉重量，g；M₂表示长于10 cm的米粉重量，g。

1.2.6.2 蒸煮损失测定

取部分米粉样品置于105 ℃烘箱中烘干2 h，之后放入干燥皿内静置0.5 h。锅中盛有500 mL沸水，将米粉煮5 min后流水淋洗1 min，捞出后沥干水分，再次放进烘箱内105 ℃干燥4 h，米粉的蒸煮损失计算公式如下：

$\text{蒸煮损失}(\text{%})=\frac{{\text{M}}_{\text{1}}-{\text{M}}_{\text{2}}}{{\text{M}}_{\text{1}}}\times{100}$

式中：M₁表示第一次干燥静置后的米粉重量，g；M₂表示第二次干燥静置后的米粉重量，g。

1.2.7 鲜湿米粉质构分析测试

参照刘瑾瑾等^[15]的方法，取3根长度为5 cm左右的米粉样品，并排放置于测试台平面。设置实验参数为：测量长度3 mm、形变75.0%、负载5.0 g、测试速度1 mm/s、探头TA5、夹具TA-RT、循环次数2.0、可恢复时间5 s。分别对4 ℃储存0、1、2、7 d的米粉进行质构分析测试，每个样品重复测试6次，保留平行性较好的数据。

1.2.8 老化鲜湿米粉热学特性的测定

将在4 ℃条件下老化7 d后的米粉取出，切分成长宽为1~2 mm，高度低于1 mm的柱状样品，放置到DSC专用铝盘中，加热速率为10 ℃/min，从20 ℃加热到130 ℃，以相同速率冷却至20 ℃，根据Q Series Explorer Q2000软件计算米粉的老化焓值ΔH_ret，根据老化焓值与糊化焓值之比（ΔH_ret/ΔH_gel）得到米粉的老化度。

1.2.9 老化鲜湿米粉X-射线衍射测定

将老化7 d的米粉进行真空冷冻干燥处理，粉碎后过200目筛。设置测试条件为：电压40 kV、电流15 mA、Cu靶、入射狭缝0.625°、防散射狭缝8 mm、接收狭缝13 mm、扫描范围4°~40°、扫描速度4°/min。采用MDI Jade 6.0软件分析衍射图谱并计算老化米粉的相对结晶度。

1.2.10 老化鲜湿米粉傅里叶红外光谱测定

根据适当修改Chi等^[16]的方法，称量2 mg冻干的老化米粉粉末与200 mg干燥的溴化钾混合，研磨均匀后使用压片机制成薄片。样品以4 cm⁻¹的分辨率在室温下扫描32次，分析光谱范围设定在4000~400 cm⁻¹，在1200~800 cm⁻¹范围内进行相互作用基线校正，利用OMINC软件去卷积，并计算去卷积后1047 cm⁻¹和1022 cm⁻¹两处波数的峰强度之比。

1.3 数据处理

将上述实验至少重复三次，实验结果表示为均值±标准差。使用SPSS 25.0软件对实验所得数据进行ANOVA单因素方差分析（P<0.05），使用Origin 2021软件作图。

2. 结果与分析

2.1 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对大米粉糊化特性的影响

糊化后的淀粉可分为连续相和非连续相，连续相包括直链淀粉以及分子量较低的支链淀粉，而非连续相为吸水膨胀后的淀粉^[17]。如表1所示，与原大米粉样品相比，添加WEAX后大米粉的峰值、谷值和终值黏度均显著增加，同时糊化温度显著下降（P<0.05），以上结果表明WEAX具有促进大米淀粉糊化的作用，但是不同WEAX添加量样品之间无显著规律性变化（P>0.05）。其中大米粉黏度增加可能是因为WEAX的加入使得连续相的浓度增加，所引起的增稠效应降低了淀粉颗粒的流动性，促进了凝胶网络结构的形成，从而使得体系黏度升高。另一方面，随着温度的升高，淀粉分子间的氢键遭到破坏，因此，WEAX有机会与大米淀粉颗粒中的浸出直链淀粉和低分子量支链淀粉产生相互作用^[18]。回生值则代表着直链淀粉分子从无序转变为有序排列状态的能力，可反映淀粉的短期老化程度^[19]。在米粉的生产过程中，淀粉的短期老化行为有利于米粉快速成型，因此回生值是米粉加工关注的重点指标。本实验结果表示，WEAX的加入对大米粉的崩解值和回生值并没有显著影响（P>0.05），表明WEAX不会促进大米粉凝胶的短期老化回生及影响其热稳定性。

表 1 WEAX与大米粉复配体系的RVA特征值

Table 1. RVA characteristic values of WEAX/rice flour mixtures

WEAX添加量（%，w/w）	峰值黏度（cP）	谷值黏度（cP）	崩解值（cP）	终值黏度（cP）	回生值（cP）	糊化温度（℃）
0	3454.00±15.70^b	1622.45±18.34^b	1832.45±29.55^a	3543.00±38.53^b	1922.35±23.67^a	82.37±0.23^a
0.2	3729.50±98.23^a	1807.10±46.31^a	1922.15±51.94^a	3771.25±89.03^a	1964.00±44.40^a	81.18±0.25^b
0.4	3731.35±99.11^a	1800.00±58.03^a	1931.20±67.51^a	3728.45±90.41^a	1928.65±32.51^a	81.17±0.51^b
0.6	3769.00±64.73^a	1830.50±47.72^a	1942.00±27.43^a	3780.50±72.46^a	1950.45±25.94^a	81.10±0.20^b
0.8	3710.50±28.67^a	1803.30±66.20^a	1907.65±37.63^a	3739.10±78.50^a	1936.25±13.65^a	81.30±0.00^b
1.0	3773.65±83.43^a	1817.35±56.57^a	1956.50±26.87^a	3774.60±70.71^a	1957.50±14.14^a	81.30±0.00^b
注：同一列中字母不同表示数据之间存在显著性差异（P<0.05），表2~表6同。

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2.2 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对大米粉热学特性的影响

大米粉的热特性可通过其主要成分大米淀粉的热特性来反映^[20]，糊化温度与淀粉晶体结构的热稳定性密切相关^[21]。如表2所示，大米粉表现出典型的糊化吸热峰，热转变温度范围为43~65 ℃，糊化焓值为4.02 J/g，WEAX与大米粉复合物的糊化吸热峰与空白对照组表现类似。大米淀粉的终止温度T_c随着WEAX浓度的增加而显著降低（P<0.05），表明WEAX能够促进多糖-淀粉复合体系的糊化。而糊化焓值ΔH_gel则代表着淀粉糊化需要的能量，主要用于表征相转变过程中双螺旋的丢失以及晶体结构的熔化^[21]。WEAX可以显著降低大米淀粉的ΔH_gel值，并且随着WEAX浓度的不断增加，ΔH_gel值下降程度更加显著（P<0.05），说明WEAX对大米淀粉的糊化的确起到促进作用，与上述RVA的结果相印证。

表 2 WEAX与大米粉混合物的热学特性

Table 2. Thermal properties of WEAX/rice flour mixtures

WEAX添加量（%，w/w）	T_o（℃）	T_p（℃）	T_c（℃）	ΔH_gel（J/g）
0	43.33±0.20^b	50.55±0.08^e	64.67±0.18^a	4.0170±0.0046^a
0.2	42.31±0.16^c	53.32±0.28^cd	63.59±0.16^bc	3.8753±0.0065^b
0.4	46.85±0.76^a	53.72±0.16^b	62.40±0.09^d	3.7130±0.0046^c
0.6	43.63±0.30^b	55.45±0.20^a	63.64±0.06^b	3.5050±0.0082^d
0.8	40.57±0.38^d	52.97±0.21^d	62.07±0.27^e	3.3907±0.0201^e
1.0	39.89±0.29^d	53.61±0.10^bc	63.27±0.15^c	3.1757±0.0071^f
注：T_o糊化起始温度；T_p糊化峰值温度；T_c糊化终止温度；ΔH_gel糊化焓值。

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2.3 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对鲜湿米粉色泽的影响

色泽是米粉感官特性的重要指标，通常影响消费者对于产品的第一印象，从而影响人们对米粉品质的评价^[22]。L^*数值越大，代表所测定的样品颜色越白越明亮，产品越容易获得消费者的青睐；a^*数值越大，代表所测定的样品颜色发红；b^*数值越大，代表所测定的样品颜色越发黄。如表3所示，WEAX对于鲜湿米粉的色泽有着显著的影响。随着WEAX添加量的增大，米粉的L^*值和a^*值相应上升，b^*值逐渐下降（P<0.05），以上结果表明添加WEAX后的米粉色度更白，更符合消费者对于鲜湿米粉的外观要求。这是由于从精加工小麦粉中提取的WEAX整体颜色偏白，因此添加WEAX后影响了鲜湿米粉的外观色泽。

表 3 WEAX添加量对鲜湿米粉色度的影响

Table 3. Effects of different additions of WEAX on the chromatic aberration of fresh rice noodles

WEAX添加量（%，w/w）	L^*	a^*	b^*
0	58.15±0.31^d	−1.08±0.04^a	8.19±0.40^a
0.2	58.66±0.59^cd	−1.02±0.06^ab	8.02±0.67^a
0.4	60.08±1.49^bc	−0.96±0.06^b	8.10±0.71^a
0.6	60.57±1.00^b	−0.50±0.08^c	6.95±0.21^b
0.8	60.90±0.58^b	−0.51±0.02^c	6.65±0.27^b
1.0	66.65±0.52^a	−0.40±0.05^d	5.65±0.21^c

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2.4 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对鲜湿米粉蒸煮品质的影响

断条率与蒸煮损失一般用于反映米粉在煮制过程中碎条与糊汤程度，代表着米粉的蒸煮品质。米粉断条率高、蒸煮损失大与米粉经历长期老化过程紧密相关。如表4所示，随着WEAX添加量的增加，米粉的断条率和蒸煮损失显著降低（P<0.05）。其中添加量为0.6%的米粉是蒸煮品质改善效果最佳的组别，断条率和蒸煮损失相比对照组分别降低72.61%和24.69%。上述结果表明WEAX在米粉蒸煮的过程中能有效抑制淀粉的析出，使米粉表面不易粘连及形成糊汤。有研究人员发现亲水胶体的添加统一表现出降低米粉断条率和蒸煮损失的特点^[23]。以上结果表明WEAX能够提高米粉筋力、降低米粉断条现象，从而起到优化产品蒸煮品质、提升米粉食用品质的作用。

表 4 不同 WEAX添加量对鲜湿米粉蒸煮品质的影响

Table 4. Effects of different additions of WEAX on the cooking quality of fresh rice noodles

WEAX添加量（%，w/w）	断条率（%）	蒸煮损失（%）
0	41.84±1.82^a	11.26±0.67^a
0.2	31.15±1.15^b	10.23±1.12^ab
0.4	20.30±1.34^c	9.50±0.95^bc
0.6	11.46±1.09^e	8.48±0.85^c
0.8	12.83±1.36^de	8.97±0.89^bc
1.0	14.80±0.57^d	9.53±1.10^bc

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2.5 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对鲜湿米粉质构品质的影响

硬度值可反映鲜湿米粉在储藏期间的老化程度，硬度值越大，代表米粉的老化程度越高，咀嚼性则代表着米粉在食用过程中的嚼劲和韧性。如图1所示，在同一储藏时间内，米粉的硬度和咀嚼性在添加WEAX后显著下降（P<0.05）。随着WEAX在米粉中的比例不断增大，其硬度和咀嚼性始终呈显著递减趋势（P<0.05），WEAX添加量与两个特征参数之间呈负相关关系。其中米粉硬度的降低可能与WEAX在米粉老化过程中延缓了淀粉老化有关^[24]。在米粉中添加WEAX可以阻碍浸出直链淀粉分子的聚集和重排，削弱了淀粉内的分子间作用，因此淀粉分子转变为与水分子结合，从而使得米粉的硬度降低。弹性则反映第一次压缩后凝胶结构的损坏程度，弹性越大，表明凝胶结构越完整，抗变形能力越强^[25]。结果显示，添加WEAX的米粉与原米粉样品相比弹性显著增加（P<0.05），表明WEAX的加入能有效延缓米粉的老化，使米粉保持爽滑的口感。除此之外，在储藏过程中，米粉的硬度和咀嚼性均增大，而弹性降低，表现出米粉整体的质构品质不断下降。综上而言，米粉的各项质构参数在储存过程中均呈现出一定的变化趋势，表明WEAX的加入能够显著改变鲜湿米粉的质构特性。

图 1 添加不同WEAX含量的鲜湿米粉在4 ℃老化过程中硬度（A）、弹性（B）、咀嚼性（C）变化

注：图中小写字母不同是指不同处理组在同一时间点具有显著性差异（P<0.05）。

Figure 1. Changes in hardness (A), elasticity (B) and chewiness (C) of fresh rice noodles with different WEAX contents during aging at 4 ℃

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2.6 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对老化鲜湿米粉热学特性的影响

热焓值通常可反映米粉中淀粉链之间糖苷键的吸热断裂情况，热焓值越大，表明淀粉间的糖苷键越多，淀粉的老化程度越高^[26]。如表5所示，随着WEAX添加量的提高，米粉在相同储存时间内的老化焓值及老化度显著降低（P<0.05），充分说明米粉的老化进程得到了有效抑制。其可能的原因是WEAX上的羟基与淀粉分子间发生了相互作用，WEAX与大米淀粉中支链淀粉的侧链相结合形成复合物，削弱了淀粉分子的再结合，减少了淀粉分子之间双螺旋的形成，从而抑制了淀粉分子的结晶，在一定程度上表现出延缓米粉长期老化的作用^[27]。

表 5 WEAX对储存7 d后鲜湿米粉老化焓值和老化度的影响

Table 5. Effect of WEAX on the enthalpy and degree of retrogradation of fresh rice noodles stored for 7 days

WEAX添加量（%，w/w）	老化焓值ΔH_ret（J/g）	老化度（%）
0	1.2072±0.0092^a	30.05±0.20^a
0.2	0.9589±0.0165^b	24.74±0.40^b
0.4	0.7991±0.0099^c	21.53±0.24^c
0.6	0.6633±0.0062^d	19.93±0.17^d
0.8	0.4797±0.0071^e	14.15±0.15^e
1.0	0.3124±0.0030^f	9.84±0.08^f

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2.7 老化鲜湿米粉的X-射线衍射图谱分析

X-射线衍射技术常用于分析物质的晶体含量。在淀粉老化过程中，由支链淀粉所形成的重结晶含量会不断增加，反映在图谱中便显现出更大的结晶区域，峰强度更高的衍射峰^[28]。淀粉常见所形成的B型结晶峰，位置通常出现在17°和22°附近，其中17°左右的衍射峰主要由支链淀粉的长期回生引起^[29]。如图2所示，添加不同含量WEAX的老化米粉在17°均出现了衍射峰，不同样品衍射峰所出现位置并没有明显变化。以上结果表明米粉在老化过程中均形成了结晶，但WEAX的加入并不会改变淀粉的晶型。另外相对结晶度一般指衍射峰所代表的结晶区域占全部区域的比例。如表6所示，随着WEAX添加量的增加，老化7 d后的米粉的相对结晶度显著下降（P<0.05）。添加1%WEAX的米粉老化后相对结晶度为7.11%±0.69%，与对照组相比下降了71.4%，抑制米粉老化的效果最佳。以上结果表明WEAX可以抑制大米淀粉的脱水缩合和支链淀粉的重结晶，从而延缓米粉在储存过程中发生的长期老化行为^[30]。

图 2 老化7 d后鲜湿米粉的X-射线衍射图谱

Figure 2. X-ray diffraction patterns of retrograded fresh rice noodles stored for 7 days

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表 6 WEAX对储存7 d后鲜湿米粉相对结晶度、R_1047/1022的影响

Table 6. Effect of WEAX on the relative crystallinity and R_1047/1022 of fresh rice noodles stored for 7 days

WEAX添加量（%，w/w）	相对结晶度（%）	R_1047/1022
0	24.84±0.84^a	0.921±0.005^a
0.2	19.35±0.65^b	0.871±0.006^b
0.4	16.49±0.72^c	0.833±0.004^c
0.6	15.09±0.34^d	0.792±0.006^d
0.8	11.76±0.48^e	0.726±0.001^e
1.0	7.11±0.69^f	0.636±0.003^f

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2.8 老化鲜湿米粉的傅里叶红外光谱分析

傅里叶红外光谱通常可用于分析淀粉的短程有序结构，即直链淀粉和支链淀粉中的短链组分所形成的双螺旋结构^[31]。在1200~800 cm⁻¹的波数范围内，主要反映了由C-C键和C-O键拉伸所产生的吸收峰，一般代表淀粉的短程有序性^[32]。如图3所示，红外图谱显示出不同的处理组并没有产生新的吸收峰，表明在米粉回生期间，WEAX的添加不会引起大米淀粉分子中新的化学键或官能团的形成。其中波数在1022 cm⁻¹和1047 cm⁻¹两处的峰强度值分别代表的是淀粉颗粒中无定形区和有序结晶区的比例，因而常用这两处的峰强度之比来反映淀粉的短程有序度^[33]。如表6所示，与WEAX复配后的大米淀粉，其R_1047/1022的比值显著低于原大米淀粉（P<0.05），可能原因是WEAX分子具有高亲水性，对参与大米淀粉重结晶作用的水分子起到了一定程度的限制，阻碍了淀粉分子间的交联，最终表现为R_1047/1022值的下降，抑制了大米淀粉的长期回生。并且随着WEAX添加量不断增大，样品的R_1047/1022从0.921不断下降至0.636，其变化趋势与XRD的分析结果一致。

图 3 添加不同WEAX含量鲜湿米粉储藏7 d后的红外光谱

Figure 3. FT-IR spectra of fresh rice noodles with different contents of WEAX stored for 7 days

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3. 结论

综上所述，小麦水溶性阿拉伯木聚糖的添加对大米粉的糊化及鲜湿米粉的蒸煮品质和老化特性具有显著影响。RVA数据表明WEAX能够增加大米粉的糊化黏度，降低糊化焓值，促进大米粉的糊化。另外，WBAX的加入可以有效改善米粉色泽，降低米粉断条率和蒸煮损失，其中添加0.6%的WEAX对米粉蒸煮品质的改善效果最优。TPA结果表明随着WEAX添加量的上升，鲜湿米粉在储藏期间的质构特性得到了明显改善，米粉的硬度和咀嚼性逐渐降低，弹性增加。相对结晶度结果表明WEAX对米粉在4 ℃储存条件下的老化回生进程起到延缓作用，且作用与WEAX的添加量呈正相关。其中添加1%WEAX的鲜湿米粉在老化7 d后，其老化度、相对结晶度以及红外峰强度比值R_1047/1022最低，由此得出添加1%的WEAX到大米粉中制备得到鲜湿米粉，可以有效提升米粉的质构和食用品质，减少大米淀粉长期老化对鲜湿米粉产生的不良影响，可为进一步将WEAX作为优良的添加剂应用于鲜湿米粉等淀粉基食品的实际加工中提供参考。但本文仅研究了高Mw的WEAX对鲜湿米粉的影响，后续可选择不同Mw但A/X相同的WEAX，以揭示不同Mw的WEAX对鲜湿米粉品质的影响。

图 1 添加不同WEAX含量的鲜湿米粉在4 ℃老化过程中硬度（A）、弹性（B）、咀嚼性（C）变化

注：图中小写字母不同是指不同处理组在同一时间点具有显著性差异（P<0.05）。

Figure 1. Changes in hardness (A), elasticity (B) and chewiness (C) of fresh rice noodles with different WEAX contents during aging at 4 ℃

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图 2 老化7 d后鲜湿米粉的X-射线衍射图谱

Figure 2. X-ray diffraction patterns of retrograded fresh rice noodles stored for 7 days

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图 3 添加不同WEAX含量鲜湿米粉储藏7 d后的红外光谱

Figure 3. FT-IR spectra of fresh rice noodles with different contents of WEAX stored for 7 days

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表 1 WEAX与大米粉复配体系的RVA特征值

Table 1 RVA characteristic values of WEAX/rice flour mixtures

WEAX添加量（%，w/w）	峰值黏度（cP）	谷值黏度（cP）	崩解值（cP）	终值黏度（cP）	回生值（cP）	糊化温度（℃）
0	3454.00±15.70^b	1622.45±18.34^b	1832.45±29.55^a	3543.00±38.53^b	1922.35±23.67^a	82.37±0.23^a
0.2	3729.50±98.23^a	1807.10±46.31^a	1922.15±51.94^a	3771.25±89.03^a	1964.00±44.40^a	81.18±0.25^b
0.4	3731.35±99.11^a	1800.00±58.03^a	1931.20±67.51^a	3728.45±90.41^a	1928.65±32.51^a	81.17±0.51^b
0.6	3769.00±64.73^a	1830.50±47.72^a	1942.00±27.43^a	3780.50±72.46^a	1950.45±25.94^a	81.10±0.20^b
0.8	3710.50±28.67^a	1803.30±66.20^a	1907.65±37.63^a	3739.10±78.50^a	1936.25±13.65^a	81.30±0.00^b
1.0	3773.65±83.43^a	1817.35±56.57^a	1956.50±26.87^a	3774.60±70.71^a	1957.50±14.14^a	81.30±0.00^b
注：同一列中字母不同表示数据之间存在显著性差异（P<0.05），表2~表6同。

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表 2 WEAX与大米粉混合物的热学特性

Table 2 Thermal properties of WEAX/rice flour mixtures

WEAX添加量（%，w/w）	T_o（℃）	T_p（℃）	T_c（℃）	ΔH_gel（J/g）
0	43.33±0.20^b	50.55±0.08^e	64.67±0.18^a	4.0170±0.0046^a
0.2	42.31±0.16^c	53.32±0.28^cd	63.59±0.16^bc	3.8753±0.0065^b
0.4	46.85±0.76^a	53.72±0.16^b	62.40±0.09^d	3.7130±0.0046^c
0.6	43.63±0.30^b	55.45±0.20^a	63.64±0.06^b	3.5050±0.0082^d
0.8	40.57±0.38^d	52.97±0.21^d	62.07±0.27^e	3.3907±0.0201^e
1.0	39.89±0.29^d	53.61±0.10^bc	63.27±0.15^c	3.1757±0.0071^f
注：T_o糊化起始温度；T_p糊化峰值温度；T_c糊化终止温度；ΔH_gel糊化焓值。

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表 3 WEAX添加量对鲜湿米粉色度的影响

Table 3 Effects of different additions of WEAX on the chromatic aberration of fresh rice noodles

WEAX添加量（%，w/w）	L^*	a^*	b^*
0	58.15±0.31^d	−1.08±0.04^a	8.19±0.40^a
0.2	58.66±0.59^cd	−1.02±0.06^ab	8.02±0.67^a
0.4	60.08±1.49^bc	−0.96±0.06^b	8.10±0.71^a
0.6	60.57±1.00^b	−0.50±0.08^c	6.95±0.21^b
0.8	60.90±0.58^b	−0.51±0.02^c	6.65±0.27^b
1.0	66.65±0.52^a	−0.40±0.05^d	5.65±0.21^c

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表 4 不同 WEAX添加量对鲜湿米粉蒸煮品质的影响

Table 4 Effects of different additions of WEAX on the cooking quality of fresh rice noodles

WEAX添加量（%，w/w）	断条率（%）	蒸煮损失（%）
0	41.84±1.82^a	11.26±0.67^a
0.2	31.15±1.15^b	10.23±1.12^ab
0.4	20.30±1.34^c	9.50±0.95^bc
0.6	11.46±1.09^e	8.48±0.85^c
0.8	12.83±1.36^de	8.97±0.89^bc
1.0	14.80±0.57^d	9.53±1.10^bc

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表 5 WEAX对储存7 d后鲜湿米粉老化焓值和老化度的影响

Table 5 Effect of WEAX on the enthalpy and degree of retrogradation of fresh rice noodles stored for 7 days

WEAX添加量（%，w/w）	老化焓值ΔH_ret（J/g）	老化度（%）
0	1.2072±0.0092^a	30.05±0.20^a
0.2	0.9589±0.0165^b	24.74±0.40^b
0.4	0.7991±0.0099^c	21.53±0.24^c
0.6	0.6633±0.0062^d	19.93±0.17^d
0.8	0.4797±0.0071^e	14.15±0.15^e
1.0	0.3124±0.0030^f	9.84±0.08^f

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表 6 WEAX对储存7 d后鲜湿米粉相对结晶度、R_1047/1022的影响

Table 6 Effect of WEAX on the relative crystallinity and R_1047/1022 of fresh rice noodles stored for 7 days

WEAX添加量（%，w/w）	相对结晶度（%）	R_1047/1022
0	24.84±0.84^a	0.921±0.005^a
0.2	19.35±0.65^b	0.871±0.006^b
0.4	16.49±0.72^c	0.833±0.004^c
0.6	15.09±0.34^d	0.792±0.006^d
0.8	11.76±0.48^e	0.726±0.001^e
1.0	7.11±0.69^f	0.636±0.003^f

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[32]	HU Y, HE C X, ZHANG M Y, et al. Inhibition from whey protein hydrolysate on the retrogradation of gelatinized rice starch[J]. Food Hydrocolloids,2020,108:105840. doi: 10.1016/j.foodhyd.2020.105840
[33]	ZHOU D T, MA Z, YIN X X, et al. Structural characteristics and physicochemical properties of field pea starch modified by physical, enzymatic, and acid treatments[J]. Food Hydrocolloids,2019,93:386−394. doi: 10.1016/j.foodhyd.2019.02.048

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图(3) / 表(6)

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1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 大米粉的制备
1.2.2 大米粉糊化特性的测定
1.2.3 大米粉热学特性的测定
1.2.4 鲜湿米粉的制备
1.2.5 鲜湿米粉色泽测定
1.2.6 鲜湿米粉蒸煮品质测定
1.2.6.1 断条率测定
1.2.6.2 蒸煮损失测定
1.2.7 鲜湿米粉质构分析测试
1.2.8 老化鲜湿米粉热学特性的测定
1.2.9 老化鲜湿米粉X-射线衍射测定
1.2.10 老化鲜湿米粉傅里叶红外光谱测定
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对大米粉糊化特性的影响
2.2 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对大米粉热学特性的影响
2.3 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对鲜湿米粉色泽的影响
2.4 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对鲜湿米粉蒸煮品质的影响
2.5 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对鲜湿米粉质构品质的影响
2.6 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对老化鲜湿米粉热学特性的影响
2.7 老化鲜湿米粉的X-射线衍射图谱分析
2.8 老化鲜湿米粉的傅里叶红外光谱分析
3. 结论

1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 大米粉的制备
1.2.2 大米粉糊化特性的测定
1.2.3 大米粉热学特性的测定
1.2.4 鲜湿米粉的制备
1.2.5 鲜湿米粉色泽测定
1.2.6 鲜湿米粉蒸煮品质测定
1.2.6.1 断条率测定
1.2.6.2 蒸煮损失测定
1.2.7 鲜湿米粉质构分析测试
1.2.8 老化鲜湿米粉热学特性的测定
1.2.9 老化鲜湿米粉X-射线衍射测定
1.2.10 老化鲜湿米粉傅里叶红外光谱测定
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对大米粉糊化特性的影响
2.2 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对大米粉热学特性的影响
2.3 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对鲜湿米粉色泽的影响
2.4 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对鲜湿米粉蒸煮品质的影响
2.5 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对鲜湿米粉质构品质的影响
2.6 小麦水溶性阿拉伯木聚糖对老化鲜湿米粉热学特性的影响
2.7 老化鲜湿米粉的X-射线衍射图谱分析
2.8 老化鲜湿米粉的傅里叶红外光谱分析
3. 结论

参考文献(33)

施引文献

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小麦水溶性阿拉伯木聚糖对大米粉加工特性及鲜湿米粉食用品质的影响

作者简介: 李佳洋（2000−），女，硕士研究生，研究方向：食品科学，E-mail：LijiayangSCNE@cau.edu.cn

通讯作者: 贾鑫（1987−），女，博士，副教授，研究方向：食品科学，E-mail：xinjia@cau.edu.cn。

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