湿米粉回生老化机理研究

◎ 张秦蕾

（深圳市计量质量检测研究院，广东 深圳 518000）

鲜湿米粉以大米为主要原料，含水量高，口感柔软滑爽，深受消费者喜爱。与干米粉生产工艺相比，湿米粉存在的技术难题是成品在贮存过程中容易发生老化（又称回生），过度回生会使湿米粉易碎、易断条，丧失新鲜滑爽感。

1 大米品质属性及不同谷类淀粉中直链淀粉与支链淀粉的含量比例

1.1 大米品质属性

大米主要分粳米、籼米两大类。粳米颗粒短且阔厚，抗压性较好，在加工过程中碎米少，出米率高，煮米饭口感较好；籼米颗粒细长，强度较小，抗压性不好，在加工过程中碎米多，出米率低，煮米饭黏性较小、口感差[1]。有专家把糯米列为第3大类，再分为粳糯稻、籼糯稻，粳糯稻米粒为椭圆形居多，籼糯稻米粒呈长椭圆形[2]。

大米中80%为淀粉，8%为蛋白质，其他物质为粗脂肪、游离糖、矿物质和膳食纤维等[3]。大米中的蛋白质是由谷胶蛋白和谷蛋白组成，因此不能形成面筋网络结构，制作米粉时需要依靠大米中的淀粉提供抗拉力和黏结力，米粉回生老化与大米的淀粉特性有重要的关系。淀粉颗粒是淀粉在大米中的主要存在形式，呈不规则的多角形，且棱角显著。大米淀粉颗粒主要是支链淀粉分子，由疏密相间的结晶区与无定形非结晶区组合而成，还掺杂了螺旋结构的直链淀粉分子，其中淀粉颗粒中直链淀粉的含量受稻谷生长过程中气候和土壤等条件的影响。大米淀粉颗粒比其他谷类小，而不同品种稻米的淀粉颗粒大小也有明显的差异，一般糯米的淀粉颗粒比粳米和籼米的要大。大米直链淀粉的结构特征与小麦和玉米淀粉相似，但与马铃薯淀粉和木薯淀粉相比，其分子链要短的多[4]。

支链淀粉是淀粉的主要组成部分，是形成淀粉颗粒形状和结构的主要因素，是一种高度分支的大分子，各链又可分主链、内链和外链。大米淀粉本质上其实是α-D-葡萄糖的多聚体，因其组成和结构不同，其溶解性也有明显差异。研究发现，直链淀粉含量较高的籼米品种比较适合制作米粉，其中早籼米更合适。因此，直链淀粉的功能性质如糊化特性、凝胶特性和老化特性对米粉和淀粉在食品工业中的有效利用具有重大的意义[5]。

1.2 不同谷类淀粉中直链淀粉与支链淀粉的含量比例

湿米粉生产厂家大多会选择添加小麦淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉，来调整湿米粉中淀粉总含量以及直链淀粉含量与支链淀粉的比例，改善湿米粉的成品品质。籼米的直链淀粉含量在10.85%～22.49%，支链淀粉含量大致在77.51%～89.15%[6]；玉米淀粉直链淀粉含量在34%左右，支链淀粉含量占比在66%左右[7]；小麦淀粉中直链淀粉含量在大致在22%～26%，支链淀粉含量在大致在74%～78%[8]；马铃薯淀粉中直链淀粉含量较低，大致占比18%～28%，支链淀粉占比72%～82%[9]。

2 直链淀粉含量对湿米粉回生老化的关键作用

直链淀粉能溶于水形成胶体溶液，冷却静置后，其分子会快速重新结晶，使米粉具有一定的保形力和抗拉力，而支链淀粉在热水中容易糊化，冷却静置后不会有明显的重结晶现象，使米粉具有一定的黏结力。因此使用支链淀粉比例高的原料制作的米粉弹性好、易成条，但容易回生、冷却后易断条；用直链淀粉含量高的大米制成的米粉柔韧性好、不易断条，但会增强黏性、易并条。研究表明，直链淀粉含量高的原料较适合做米粉，因为直链淀粉为米粉引入了弹性，淀粉分子间的结合力比较强，因此，米粉的弹性和韧性与直链淀粉和支链淀粉比例的大米原料有很大关系[4]。

雷婉莹等的研究表明，适合生产湿米粉的不同品种大米的淀粉含量和粗蛋白含量差别不大[1]，但其直链淀粉含量、粗脂肪含量以及大米淀粉的最低黏度、最终黏度、衰减值和回生值在不同品种间有较大差异，主要受品种影响较大，是由不同大米的品种遗传基因、种植技术以及环境等因素的差异导致的[10]。

用直链淀粉质量分数为21.0%～25.0%的大米制作的鲜米粉口感柔软顺滑，品质较好，当直链淀粉含量超过25%时，生产的米粉会出现柔韧性差、易断条等品质问题，所以制作米粉时，大米原料的选择非常关键，应选择直链淀粉含量适中、凝胶回弹性大和糊化回生值低的品种。因此，大米的直链淀粉含量可以作为米粉原料标准的主要指标[6]。

3 陈米与新米加工生产湿米粉的回生老化差异

3.1 新米加工湿米粉

行业人士普遍认为新米制做的米粉不如陈米[11]。做米粉关键是要成型，而新米做的米粉不易成型，或煮沸时易断条，所以一般不选新米做米粉。新米在加工过程中表面凝胶黏、米粉软，而用陈化大米加工的米粉凝胶更有韧性，有延伸性且不易黏手。大米蛋白含量为8%左右时（以干基计）能赋予米饭更好的营养价值和鲜香口感，但是在米粉生产中，蛋白和淀粉包裹在一起，导致淀粉难以析出，使得米粉发黏，不易成型。新米中脂肪含量为1.8%左右（以干基计），较陈米高，脂肪与淀粉呈螺旋状缠绕在一起，使淀粉难以形成凝胶，也不利于米粉成型通透。新米存放一段时间后，经微生物作用与大米的呼吸作用后，其蛋白和脂肪含量会降低，有利于淀粉糊化（蒸熟）形成优良的网格结构，口感更劲道。降低大米中蛋白质与脂肪含量，除让大米陈化外，还可以使用微生物发酵，例如常德粉属发酵粉，口感十分筋道。

3.2 陈米加工湿米粉

早籼米中直链淀粉含量高，适宜做米粉[12]。籼米陈化有利于鲜湿米粉品质的提高。理化性质分析表明，陈化降低了米粉的蛋白质、脂肪和灰分含量，但提高了米粉的淀粉和直链淀粉含量，改变了产品中淀粉-蛋白质的相互作用，从而引起产品品质发生变化。

室温下大米蛋白质、直链淀粉等含量的减少相对较快。研究报道，大米在室温条件下陈化18个月内可以增加米粉的抗剪切性和拉伸特性，米粉黏性低、咀嚼性和弹性随陈化时间延长而升高。对比研究表明，室温放置0～2个月和12～16个月籼米（浙富802）经自然陈化后，鲜湿米粉的硬度、回复性和咀嚼性等质构特性及拉伸力、白度均随陈化时间的延长而增加，且陈米米粉的相应指标值显著高于新米。随发酵时间的延长，陈米米粉的黏性、断条率和蒸煮损失率显著低于新米[11]。

4 湿米粉加工过程中的糊化、凝胶及回生老化机理

4.1 淀粉糊化机理

大米淀粉在加水调浆并加热后会发生α化现象，就是在高温状态下水分子进入淀粉分子，打破了分子间氢键的作用，使大米变成为淀粉糊的状态，也就是大米的糊化工艺[13]。糊化的本质是淀粉颗粒微晶束的溶解所致。由支链淀粉侧链的双螺旋结构形成的淀粉结晶区，在加热过程中淀粉结晶结构被破坏[14]。淀粉在加热糊化的同时，分子有序性被破坏，并伴有其颗粒的膨胀、直链淀粉的溶解、双折射消失及淀粉糊的形成等现象[4]。

4.2 凝胶的形成

淀粉糊化后从淀粉颗粒中析出来的直链淀粉，在降温冷却过程中以双螺旋形式形成凝胶，并在部分区域有序化形成微晶，所以淀粉的凝胶主要就是直链淀粉分子进行缠绕和有序化排列[15]。大米经过糊化后进行一定程度的冷却，会形成半透明凝胶，并具有一定弹性和强度，与米粉的柔韧性有重大的关系。形成凝胶速度和凝胶强度主要与淀粉中的直链淀粉含量有关，直链淀粉含量越高，凝胶速度越快，强度也越大[4]。淀粉凝胶的形成也可以理解为淀粉的早期回生过程，所以凝胶的黏弹性和强度等特性对米粉的品质有重要的影响。

4.3 淀粉的回生

糊化后的淀粉分子冷却时，直链淀粉与支链淀粉分子通过氢键堆积重组形成晶体，重新趋于有序化，从而导致淀粉的回生[16]。一般淀粉的回生分为两种类型。①不可逆的回生，指淀粉加热糊化后，在冷却过程中直链淀粉快速形成凝胶。②可逆的回生，主要是指支链淀粉分子的缓慢重结晶。淀粉的回生按时间可以分为两个阶段，包括短期回生及长期回生。短期回生一般发生在前期，在淀粉糊化冷却后的较短时间（几小时或十几小时）内完成，主要是指直链淀粉的有序化胶凝和结晶。长期回生是一个缓慢的过程，主要是指支链淀粉外侧短链的重结晶，所以淀粉回生也称淀粉老化或凝沉[16]。

4.4 淀粉的老化

研究表明，支链淀粉短支链聚合度大于10才能形成双螺旋和结晶结构而老化，聚合度在6～9的短支链能阻止淀粉凝胶老化。大米中的直链淀粉含量越高，米粉糊化后的回生速率越快，但支链淀粉能限制直链淀粉的稳定结晶作用，即能抑制直链淀粉的老化速率[4]。淀粉老化行为与贮存温度也有很大关系，一般鲜湿米粉的储藏温度为室温和4 ℃。有研究表明，4 ℃下的大米淀粉老化速率最快[17]。

干米粉的生产需要使淀粉充分回生老化，这样米粉才有嚼劲、不糊汤。但湿米粉需要柔软、不断条、不黏条，要适度回生老化，不能过度。湿米粉在储运销售过程中容易回生老化，在食用前回生是难免的，但过度回生容易导致米粉变僵硬，易断条，影响口感和销售。

4.5 老化和断条率之间的关系

从图1可以发现，在0～24 h的老化时间内，断条率是先降低后升高，在8 h达到达最低值。在0～4 h范围内，断条率较高但断条率下降速度较快。因为时间短，胶体并未充分伸展，米粉表面结构不均匀，不能形成较好的网络结构；在4～10 h时，因连续相中的直链淀粉参与了胶体的形成和重结晶的产生，晶体含量增加，各团块间的相互作用增强，产生凝聚力，形成了良好的凝胶网络，断条率下降，断条率也变缓；在10～24 h时，凝胶网络逐渐由疏变密，强度由弱变强，由外到内的微晶束逐渐增多，断条率逐步增大并趋于稳定，但米粉因老化过度，品质硬而脆，蒸煮时易断条[18]。

图1 老化时间对断条率影响图

5 结语

湿米粉的回生老化机理跟原料大米的主要成分有关，关键在于直链淀粉及支链淀粉含量比例，除此之外，湿米粉加工过程中的糊化、凝胶对回生老化机理也有至关重要的影响。因此探讨抑制湿米粉过度回生老化的措施十分必要，需要业内人员加大对相关方面的研究力度，以适应湿米粉工业化生产实际

需要。