豌豆粉添加对米粉品质特性的影响

丁 岚 王丽丽 佟立涛 刘丽娅 周闲容 周素梅

(中国农业科学院农产品加工研究所，北京 100193)

米粉起源于中国，是一种具有2 000多年历史的传统食品，主要以籼米为原料，经浸泡、蒸煮、成型、冷却等工序制成条状或丝状的米制品[1]。米粉作为一种重要的大米加工食品，食用方便、口感爽滑柔软，已成为我国及东南亚国家餐饮业的重要组成部分。此外，米粉还具有营养美味、不含麸质蛋白的特点，在世界诸多国家和地区是典型的无麸质谷物主食食品。

近年来乳糜泻的发病率在全世界范围内逐年上升，据报道欧洲白种人中该病发病率可达1%[2]。乳糜症在我国曾极为罕见[3]，但近期研究表明，中国人群患乳糜症的风险远高于原先预计[4]。目前，对乳糜泻病唯一有效的治疗方法是无麸质饮食，天然认为的无麸质谷类食物主要是大米、玉米和高粱。米粉是一种典型的无麸质食品，大米淀粉占米粉干基质量的80%以上，蛋白含量约为8%，具有易消化、低致敏等特点。不同于面条依靠面筋蛋白成型，米粉的形成主要依靠大米淀粉形成凝胶[5]，因此其加工特性对米粉的品质具有决定性的影响。尽管米粉口感爽滑，低致敏，深受消费者尤其是乳糜泻症患者的青睐，但由于较低的蛋白质、膳食纤维、微量元素及矿物质含量导致其营养价值较低。因此，开发营养型米粉不但可以丰富米粉产品的花色品种，提高商品价值，还能解决麸质过敏人群对饮食及营养多样化的需求。

豆类是植物蛋白、膳食纤维、维生素(硫胺素和烟酸等)和矿物元素(P、K、Ca、Mg等)的良好来源。诸多研究显示，花色米粉更有利于增加蛋白质、微量元素、矿物质及膳食纤维的含量。Bouasla等[6]向米粉中加入黄豆、鹰嘴豆、扁豆制成了具有紧凑内部结构，蒸煮损失较低、品质较好的无麸质意大利面。Petitot等[7]研究发现硬粒小麦面粉中加入35%的去皮蚕豆粉或去皮豌豆粉可制得营养强化的意大利面。还有研究表明，加入煮后干燥豆粉制成的意大利面中糠氨酸和酚类物质的含量明显提高[8]。豌豆富含蛋白质、B族维生素、多酚以及多种微量元素，不同品种豌豆的蛋白质含量为18%～30%，其中赖氨酸和色氨酸的含量较高[9]。《本草纲目》记载：“豌豆味甘、性平，归脾、胃经，具有益中气、止泻痢、调营卫、利小便、消痈肿、解乳石毒之功效”。我国是世界第二大豌豆生产国，在世界豌豆生产中占有重要地位[10]。但是，我国豌豆大部分用于初级加工，粮食豌豆主要用于生产淀粉[11]，总体上加工产品种类较少。在米粉中添加豌豆粉制成杂豆米粉，既提高了米粉的营养品质又丰富了豌豆的加工利用方式，同时也可满足人们对无麸质食品日渐增加的需求。

本研究制备不同粒度的豌豆粉，考察不同的豌豆粉添加量对大米粉粉质特性及米粉感官评价、质构、蒸煮损失、色度的影响；通过探究豌豆粉的添加对豌豆-大米混合粉品质特性及米粉加工特性的影响，为新型功能性米粉的研究开发和产品品质提升提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

籼米：桂朝米，产地贵州，市售；豌豆：箭筈豌豆，市售。石油醚、硫酸钾、硫酸铜、浓硫酸等试剂均为分析纯，北京国药集团；总淀粉测定试剂盒，爱尔兰Megazyme公司；试验用水为去离子水。

1.2 仪器与设备

KJELTEC2300型全自动凯氏定氮仪，丹麦FOSS仪器有限公司；SER148型全自动粗脂肪测定仪，意大利VELP公司；Lindberg/Blue M马福炉，美国Asheville NC公司；FW100型万能粉碎机，天津市泰斯特仪器有限公司；Mastersizer 3000激光粒径分析仪，英国Malvern Panalytical公司；DG6001型蒸箱，德国Miele公司；p/10意面挤出机，意大利Pama Parsi Macchine公司；CM-5分光测色计，日本柯尼卡美能达公司；TA-XT 2i/5型质构仪，英国Stable Micro System公司；RVA4500快速黏度测定仪，瑞典波通瑞华科学仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 基本理化指标测定 大米粉及豌豆粉的水分含量测定参照GB 5009.3-2016[12]；灰分含量测定参照GB 5009.4-2016[13]；粗蛋白质含量测定参照GB 5009.5-2016[14]；粗脂肪含量测定参GB 5009.6-2016[15]；总淀粉含量测定按照试剂盒说明书进行。

1.3.2 豌豆-大米混合粉的制备 利用万能粉碎机粉碎豌豆分别过80目和200目筛以得到80目豌豆粉和200目豌豆粉。分别将7.5%、15%、30%的(以大米粉干基计算)豌豆粉与大米粉充分混合均匀，制成豌豆-大米混合粉，分别装袋密封备用。

1.3.3 大米粉及豌豆粉的粒径分析 采用激光粒径分析仪对大米粉及不同目筛处理豌豆粉的粒径分布进行分析。

1.3.4 大米粉及豌豆-大米混合粉糊化特性测定 参考高利等[16]的方法测定糊化特性。准确称取样品3.50±0.01 g，样品水分基准为14%，加入25.00±0.01 mL蒸馏水，于快速黏度测定(rapid viscosity analyzer，RVA)仪专用铝盒中混合，试样重复3次。具体测试程序：50℃保持1 min；然后以13.6℃·min-1的速率升温至95℃(3.8 min)，95℃保持2.9 min，再以11.8℃·min-1的速率降至50℃(3.8 min)，50℃保持1 min。测定过程中搅拌器的转速在最初10 s保持960 r·min-1，其余时间均保持在160 r·min-1。用仪器配套软件对数据进行统计和分析。

建议：长期不活动将增加肺炎、胰岛素抵抗、肌肉虚弱的风险。鼓励患者术后第1天开始下床活动并完成每日制定的活动目标，如术后第1天下床活动1～2 h，至出院时逐日增加活动量。

1.3.5 豌豆米粉的制备 按比例配制的豌豆-大米混合粉加水后充分混匀成52%(以物料干基算)大米-豌豆粉混合面团，室温静置5 min，蒸箱中100℃处理20 min。将蒸熟的大米面团置于意面挤压机中，选用2 mm的模具，挤出豌豆米粉。制备好的豌豆米粉于4℃老化2 h后备用，以大米粉制备的米粉为对照样。

容器中加入800 g蒸馏水，加热至沸腾后保持微沸状态，加入200 g豌豆米粉或大米米粉，蒸煮2 min。煮好后的米粉置于过滤网上用80 mL的水淋洗，沥水5 min后用于后续测定。

1.3.6 豌豆米粉的感官评价 参考郭利利等[17]和高晓旭等[18]制定的感官评价方法及广西、广东、湖南及湖北等地方标准，进行综合修改后得到感官评价表，具体评价标准如表1 所示。由8人组成品评小组，根据感官评价表对米粉进行感官评分，结果去掉最高分和最低分，取平均值。

1.3.7 豌豆米粉的色度测定 米粉的色度由分光测色计测定，L*表示物体的明暗度值(1～100)；a*值为正值时表示物体偏红色，为负值时表示偏绿色；b*值为正值时表示物体偏黄色，为负值时表示偏蓝色。每个样品测量3次，取平均值。

1.3.8 豌豆米粉质构(texture profile analysis，TPA)、拉伸特性的测定 参考刘鑫[19]及Charutigon等[20]的方法进行TPA分析：选取粗细均匀、无裂纹的米粉，截成5 cm长，每5根一起置于测试平台上，采用TPA模式，程序参数：测试探头P/36R，测前、后速度2 mm·s-1，测中速度1 mm·s-1，压缩比50%，触发力0.049 05 N，两次压缩时间间隔3 s，数据采集速率200 pp·s-1， 平行次数12次，去掉最大值和最小值取平均值。测定指标包括硬度、黏性、弹性、胶着性、咀嚼性和回复性6个物性指标。

表1 米粉感官评价标准

参考易翠平等[21]的方法进行拉伸特性分析，取粗细均匀、无裂纹的米粉1根固定在质构仪的A/SPR 探头上进行测试，程序参数：两探头的初始距离为50 mm，测试速度3 mm·s-1，回程速度5 mm·s-1。每个样品重复测试12次，去掉最大值和最小值取平均值。

(1)

(2)。

1.3.10 数据分析 采用Microsoft Excel 2016建立数据库，采用SPSS 19.0和Origin 9.1软件对数据进行统计分析和制图。

2 结果与分析

2.1 原料的基本理化成分

由表2可知，豌豆粉的蛋白质含量为28.83%，远高于大米粉的蛋白质含量(8.36%)。由于谷物与豆类氨基酸互补，因此米粉中添加豆粉可以提高米粉的蛋白质含量和蛋白质的营养价值[24]，且豌豆蛋白中抗营养因子含量较低，过敏源少，适合各类人群食用[25]。

表2 大米粉和豌豆粉的化学成分

2.2 豌豆粉和大米粉原料粒径分布

谷物原料的粒径分布对于加工后产品的品质有重要影响[26]。由图1可知，大米粉的粒径分布呈双峰型，分别在18和75 μm附近出现峰值。80目豌豆粉的粒径分布呈双峰型，在23和200 μm附近出现2个峰值，说明其中含有较多的大颗粒；200目豌豆粉的粒径分布呈单峰型，峰值出现在20 μm附近，颗粒较小且分布集中。

2.3 豌豆粉添加对大米粉糊化特性的影响

糊化特性是反映大米粉品质的重要指标，对米粉加工具有重要的影响，常被用来预测米粉的加工适应性。由表3可知，同一目筛下，随着豌豆粉添加量的增加，豌豆-大米混合粉的峰值黏度、最低黏度、最终黏度均显著降低，崩解值和回生值总体呈现下降趋势，糊化温度变化无明显趋势。不同粒度的豌豆粉在添加量为7.5%时对豌豆-大米混合粉的糊化特性无显著影响，但当添加量增加到30%时，添加200目豌豆粉的混合粉峰值黏度和最低黏度显著低于添加80目豌豆粉的混合粉。

注: RF:大米粉;80PF:过80目筛的豌豆粉;200PF:过200目筛的豌豆粉。下同。

表3 大米粉和豌豆-大米混粉的糊化特性

2.4 豌豆粉添加对米粉感官评价的影响

由图2可知，米粉样品的感官评价结果显示其整体品质在可接受范围内，除添加30%的80目豌豆粉的米粉样品，其他米粉的感官评价分值均在80分以上。其中豌豆粉添加量为7.5%时，添加不同目筛豌豆粉样品感官评价分值无显著差异(P>0.05)，豌豆粉添加量为15%、30%时，添加200目豌豆粉的米粉感官评价分值比添加80目豌豆粉的米粉分别高5.85%、10.44%。这说明在较高添加量条件下豌豆粉的粒度对米粉的结构品质影响较大，豌豆粉添加量相同时，豆粉的粒度越小感官评分越高。这可能是由于80目的豌豆粉中含有粒径较大的纤维素等皮层物质，在混粉体系中这部分大粒径的皮层物料可阻碍淀粉凝胶网络的形成，破坏米粉爽滑劲道的口感，并增加了其粗糙感。而200目豌豆粉的粉碎程度较高，形成的物料更均匀，可以在保证米粉产品品质的前提下，适当提高豌豆粉的添加量，以提高最终产品的营养价值。

注:不同字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

2.5 豌豆粉添加对米粉色度的影响

米面类食品的颜色也是消费者评价食品质量的重要参数之一。由表4可知，与大米粉组相比，同一目筛下，随着豌豆粉添加量的增加米粉的L*值呈降低趋势，而a*和b*值则随着豌豆粉添加量的增加而增加(绿色减少，红色增加；蓝色减少，黄色增加)。这种颜色变化可能与豆科植物原色和色素的存在有关。这与大米粉中添加黄豆、鹰嘴豆和扁豆制成无麸质意大利面呈现的颜色变化相一致[6]。当豌豆粉添加量为15%和30%时，相比于添加80目豌豆粉的米粉，添加200目豌豆粉的米粉色度发生变化，其a*和b*值显著增大。这可能与豌豆纤维的粉碎程度有关，过大的纤维颗粒会粘附在米粉的表面从而影响米粉色度。

表4 不同豌豆粉添加量对米粉色度的影响

2.6 豌豆粉添加对米粉质构特性和拉伸特性的影响

由表5可知，随着同一目筛下豌豆粉添加量的增加，米粉的胶着性、咀嚼性显著增加，黏性、弹性变化无明显规律，回复性降低。豌豆粉添加量为7.5%时，添加200目豌豆粉的米粉硬度、回复性和胶着性显著大于添加80目碗豆粉的米粉。豌豆粉添加量为15%时，添加200目豌豆粉的米粉硬度、弹性、胶着性和咀嚼性显著大于添加80目豌豆粉的米粉。豌豆粉添加量为30%时，与添加80目豌豆粉的米粉相比，添加200目豌豆粉的米粉硬度、回复性显著降低，弹性显著增加，胶着性和咀嚼性变化不显著。由表6可知，同一目筛下，30%豌豆粉添加量鲜湿米粉的最大力处距离、拉断距离和拉伸功均有所降低。

表5 不同豌豆粉添加量对米粉质构特性的影响

结合米粉的TPA、拉伸特性和感官评价结果可以发现，当豌豆粉为同一添加量时，相比于80目豌豆粉，添加200目豌豆粉制成的米粉综合品质较好。豌豆粉的粒度越小，豌豆纤维的粒度随之减小，降低了纤维对米粉内部结构的不利影响，从而提高米粉的品质。由此可以推断降低豌豆粉的粒度有助于豌豆米粉品质的提高。

2.7 豌豆粉添加对米粉蒸煮品质的影响

蒸煮损失和吸水率也是米粉品质的重要质量参数。较低的蒸煮损失意味着较低的米粉质量损失和较高的营养保持率。吸水率越高表明商业价值越高，因为吸水率高的米粉烹饪后增重更多。米粉团在蒸煮和挤压过程中的热、压力和机械剪切力形成了致密且均匀的淀粉-蛋白质基质。该基质能够使米粉在热水中保持结构的完整性，使得蒸煮损失降低[6]。

表6 不同豌豆粉添加量对米粉拉伸特性的影响

由图3可知，随着同一目筛下豌豆粉添加量的增加，米粉的蒸煮损失显著增加，吸水率总体呈下降趋势。当豌豆粉添加量相同时，添加80目豌豆粉的米粉蒸煮损失显著高于添加200目豌豆粉的米粉，这可能是由于大纤维颗粒的存在削弱了淀粉凝胶的网络结构，导致糊化过程中淀粉凝胶结构松散，凝胶强度降低。米粉在蒸煮过程中，随着温度的升高，部分淀粉从米粉中溶出，蒸煮损失增加[27]。除添加30% 80目豌豆粉的米粉外，其他组米粉的蒸煮损失均低于14%。鉴于目前并无关于米粉品质的国家标准，参考湖南省米粉地方标准DB 43/156-2007[28]的要求，米粉的蒸煮损失应低于15%。结合感官评价得分和地方标准认为添加30% 200目豌豆粉制成的米粉蒸煮损失符合标准要求，能够制成不影响日常食用可被消费者接受的米粉。

图3 不同豌豆粉添加量对米粉的蒸煮品质的影响

3 讨论

米粉中蛋白质含量较低，赖氨酸含量相对不足，赖氨酸是必需氨基酸，豆类蛋白赖氨酸含量较高[20]。大米和豆类的互补能提高米粉的氨基酸评分，提高米粉产品的营养价值。一些研究表明添加杂豆可以增加大米及小麦等主粮产品的蛋白含量，是强化产品品质的重要方法[29]。根据本研究结果可以推测，添加豌豆粉可明显提高米粉的蛋白质含量，因此添加豌豆粉可以改善米粉蛋白质不足与氨基酸不平衡的缺陷。

添加不同的原料会显著改变米粉的品质特性，其中原料粒度的变化是最直接的影响因素。大米原料因处理方式的不同，其粒度会影响大米粉的粉质特性与品质，同样豌豆粉的粒度也会影响最终产品的品质。本研究结果显示，200目豌豆粉的粉碎程度较大，粒径较小，更适宜加工。有研究表明，若物料粉碎粒度较小，其较小的淀粉颗粒糊化后更稳定，小粒径谷物制成的食品更不易老化[30]。Muttakin等[31]用气流磨处理脱脂大豆发现，降低大豆粉的粒度可以提高其感官特性，并能增加甜度，减少苦味和粗糙感，对大豆粉理化和感官特性产生积极影响。本研究结果也印证了上述结论，添加200目豌豆粉的米粉具有更高的感官评分，因而降低豌豆粉的粒度有助于提高米粉产品的品质。

通过对比不同粒径豌豆粉的添加对混合粉粉质特性的影响发现，豌豆-大米混合粉的糊化特性随豌豆粉添加量和粒径的变化而发生改变。随着豌豆粉添加量的增加米粉峰值黏度逐渐降低，这可能是因为豌豆粉中蛋白质与纤维素含量较普通大米粉高，而这2种成分吸水性较强，可与淀粉分子发生竞争性吸水，导致进入淀粉颗粒内部的水分子减少，整个体系更不易形成凝胶，峰值黏度下降[32]。另外，豌豆粉的添加使得米粉的最低黏度下降，说明加热后米粉体系的热糊稳定性随豌豆粉的添加而降低；然而随着豌豆粉添加量的增加，米粉的崩解值和回生值下降，说明豌豆-大米粉混合物的冷糊稳定性更高，更不易老化。

硬度和弹性是反映米粉品质的两个重要因素，品质优良的米粉通常要求软硬适中以及弹性较高。本研究发现添加豌豆粉后米粉硬度增加，这可能与混合粉中蛋白含量增加有关。这与Zhao等[33]的研究结果一致，绿豌豆、黄豌豆、鹰嘴豆和小扁豆的添加使得硬粒小麦意面的硬度增加。本研究中米粉的拉伸特性变差可能是由于豌豆粉的添加使得体系中纤维素增加，不溶性纤维素使得米粉内部的淀粉凝胶不连续或形成裂纹，从而削弱了米粉的结构[34]。Padalino等[35]研究了豌豆粉添加量对硬粒小麦意大利面化学成分、蒸煮及感官品质的影响，当豌豆粉添加量为15%时产品的感官品质下降到阈值,添加豌豆粉后产品的蒸煮损失、黏性和硬度增大，同时产品的颜色加深。Sudha等[36]添加脱水的新鲜豌豆同样使制成的面条蒸煮损失、硬度增加。Sereewat等[37]添加10%脱脂大豆粉制成意大利细米面条的蒸煮损失增加，黏性增大。可见豆类的添加对米粉或面条营养品质有积极影响，但是会对食用品质产生不利影响[8]。本研究发现豌豆粉添加量相同时，粒度是决定品质的关键因素，与添加80目豌豆粉相比，添加200目豌豆粉的米粉具有更高的产品品质与感官评分，这可能是由于较低的粒度降低减小了纤维素、蛋白质等成分对米粉品质的劣化作用。

4 结论

本研究发现，米粉中添加豌豆粉对豌豆-大米混合粉品质及米粉产品的营养及加工特性有一定的影响。随着豌豆粉添加量的增加，豌豆-大米混合粉的蛋白质含量明显提高，营养价值提升。但米粉的粉质特性也随豌豆粉的添加而改变。相比于纯大米米粉，豌豆粉添加量的增加使得米粉的硬度、胶着性和咀嚼性增加，颜色加深。添加豌豆粉后米粉的蒸煮损失增加、感官评分降低，但是总体在消费者可接受范围内。本研究还发现，相比于添加200目豌豆粉的米粉，添加80目豌豆粉的米粉蒸煮损失较大，综合感官评分较低。这说明豌豆粉的粒度越小其对米粉蒸煮品质和综合感官的不利影响也较小，因此可以通过适度降低豌豆粉的粒度在保证米粉食用品质的前提下增加豌豆粉的添加量。本研究通过降低豌豆粉的粒度开发出感官品质较好而添加量高达30%的米粉，可以满足消费者对米粉口感与营养品质的需求。