米糠的微细化、性质及其在糙米发糕中的应用

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糙米营养丰富,但食用口感较差,改进糙米的加工方法可提高糙米食品品质。本文将糙米的米糠和白米分开处理,对米糠采用挤压膨化和球磨法微细化,另将白米适当粉碎,再把两者混合制得重组糙米粉,加工成糙米发糕。主要研究了经挤压膨化和球磨后的米糠微粉的物理性质、营养性质和微观结构的变化,并比较了重组糙米粉与整粒粉碎糙米粉、大米粉在糊化性质、热力学性质方面的差异,以及制得的米发糕品质的差异。首先,通过单一球磨、挤压膨化-球磨得到不同的米糠微粉。结果表明,球磨能有效减小米糠粒度,得到粒度为D50=18.90μm的米糠微粉。挤压膨化处理可缩短米糠的球磨粉碎时间,当米糠粉碎粒度接近D50=18.90μm时,球磨时间缩短75%。分析了不同粒度的米糠微粉的粉体特性、水合特性等物理性质,结果表明:单一球磨时,随着粒度的减小,米糠微粉的堆积密度、振实密度增大,休止角、滑动角先增大后减小,持水力、膨胀力、持油力先减小后增大,水溶性指数增大,且与粒径为D50=203.33μm米糠样品相比,粒径为18.90μm米糠样品的膨胀力提高了37.36%。与对照组干燥-球磨米糠微粉相比,挤压膨化-球磨米糠微粉堆积密度减小,振实密度增大,休止角、滑动角无明显变化,水溶性指数减小,且持水力和膨胀力分别提高了26.98%和94.93%。先进行温和的挤压处理(出口温度90℃,物料水分含量40%)再进行球磨,更能使米糠微粉的持水力、膨胀力、水溶性指数提高。其次,探究了不同条件下制得米糠微粉的抗氧化性、总酚、总黄酮、γ-氨基丁酸、γ-谷维素等营养性质。结果表明:单一球磨时,随着粒度的减小,米糠微粉的DPPH、ABTS自由基清除能力的IC50值减小,且与粒径为D50=203.33μm米糠样品相比,粒径为18.90μm米糠样品的DPPH、ABTS自由基清除能力的IC50值分别降低了13.31%和11.96%,球磨有利于米糠总酚、γ-氨基丁酸、γ-谷维素等有效成分的溶出,从而使测得的总酚含量提高了11.01%,γ-氨基丁酸、γ-谷维素含量分别增加了23.68%和6.06%,且其不溶性膳食纤维含量减小,可溶性膳食纤维含量增大了35.82%。与对照组干燥-球磨米糠微粉相比,挤压膨化-球磨米糠微粉DPPH、ABTS自由基清除能力的IC50值更小,分别降低了30.77%和24.74%,挤压膨化有利于米糠总酚、总黄酮、γ-谷维素等有效成分的释放,从而使测得的总酚、总黄酮、γ-谷维素含量增加,且其不溶性膳食纤维含量减小,可溶性膳食纤维含量增大,总膳食纤维含量无明显变化。球磨之前适当的挤压预处理(出口温度120℃,物料水分含量25%)可以使米糠微粉抗氧化性提高,总酚、γ-谷维素更易释放,而剧烈的挤压处理(出口温度160℃,物料水分含量18%)更有利于米糠微粉中不溶性膳食纤维转化为可溶性膳食纤维。接着,探究了不同制备条件下获得的米糠微粉颗粒的孔径分布、SEM、FTIR、XRD等微观性质。结果表明:单一球磨时,随着粒度的减小,米糠微粉的总孔体积先减小后无明显变化,孔隙率、平均孔径减小,总孔面积增大,米糠结构逐渐由大块状变成小颗粒状,亲水基团O-H暴露得更多,纤维素、淀粉的晶体结构被破坏,这可能是造成米糠微粉粉体特性、水合特性、营养性质变化的原因。与对照组干燥-球磨米糠微粉相比,挤压膨化-球磨米糠微粉的总孔体积和总孔面积增大,平均孔径减小,米糠微粒结构更松散,氢键作用增强,并有淀粉-脂质复合物生成。最后,探究了不同重组糙米粉、整粒粉碎糙米粉、大米粉的糊化性质、热力学性质差异,以及所制得的米发糕的品质差异。结果表明:与整粒粉碎糙米粉相比,挤压膨化-球磨米糠微粉所制得的重组糙米粉最终黏度、谷值黏度提高,崩解值下降,其做成的糙米发糕比容增大了21.71%,弹性、回复性增强,硬度下降,感官评定总分更高。综上所述,挤压膨化和球磨处理可有效减小米糠粒度,改善米糠粉体特性、水合特性等物理性质,以及促进总酚、γ-氨基丁酸、γ-谷维素等营养成分的溶出。所得米糠微粉与白米粉混合成的重组糙米粉的耐热耐剪切作用增强,所制糙米发糕的比容、质构特性、感官品质更好。
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