两种温度两种干燥方式对稻谷品质的影响
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粮 食 储 藏 )2013(1
谷物化学与品质分析
檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱殗不同的干燥方式和干燥工艺
[1]
两种温度两种干燥方式对稻谷品质的影响
2
杨慧萍1, 蔡雪梅1 陈 琴1
*
()1 南京财经大学 210046()2 粮食储运国家工程实验室 210046
摘 要 以微波及热风两种方式、低温(45℃)和高温(65℃)恒温干燥工艺处理稻谷,并与自然风干对照组比较,研究其发芽率、碘蓝值、可溶性蛋白含量、直链淀粉含量(包括可溶性、不可溶性)及糊化特性的变化规律。结果表明:低温时微波和热风干燥处理与自然风干对照组相比,稻谷碘蓝值、可溶性蛋白含量、可溶性直链淀粉含量有所提高,不可溶直链淀粉含量有所降低;在糊化特性方面表现出较低的最低粘度、较大的破损值和较低的最终粘度,从而改善稻谷品质;而且,低温微波恒温干燥稻谷可缩短干燥时间、提高稻谷干燥效率,改善了普通微波干燥温度波动对稻谷品质的影响。高温时微波和热风干燥处理与自然风干对照组相比,稻谷品质受损,不利于后期的储藏及食用。
关键词 稻谷 微波 热风 干燥 品质
稻谷收获后的水分含量通常较高,储藏期间易
生虫、发热、霉烂。干燥是稻谷收获后的重要处理环节,但稻谷是热敏性高的谷物,不合理的干燥条件会使稻谷主要成分发生理化特性变化。为在干燥过程中保护稻米食味品质且考虑经济效益,需研究
。微波干燥作为一种
新型的节能干燥方式已开始应用于粮食,但微波干燥时温度的测量及控制不够成熟,粮食温升快,干燥后的品质会有较大波动,甚至会产生内部焦糊的现象。为实现微波恒温干燥,应测量粮食的实时温
2]
。影响稻谷干燥品质的度,控制微波的工作状态[
1 材料与方法
1.1 实验材料
稻谷:晚粳稻,2011江苏南京六合粮库提供。1.2 主要实验设备
MCR-3微波化学反应器:西安生产;101电热鼓风干燥箱:上海生产;TM-902C点温计:上海生产;HG303-4A电热恒温培养箱:南京生产;JXFM110锤式旋风磨:上海生产;TP-214丹佛电子天平:上海生产;Suer3快速粘度测定 p仪:澳大利亚生产;XW-80A漩涡混合器:上海生产。1.3 实验方法
1.3.1 实验样品处理 将水分16.1%的粳稻实验粮温样品分为5组分别干燥至14.5%,第1组(粮温645℃)和第2组(5℃)在微波化学反应器粮温4粮温内干燥,第3组(5℃)和第4组(65℃)在鼓风干燥箱中干燥;第5组以自然干燥作为对照。处理好的样品转入磨口瓶内平衡48h,测定水分及其它品质指标。
主要参数应为稻谷本身的温度,而不是热风温
3]4]
。魏成礼[度[等研究确定了干燥介质的初始温度
和极限温度、谷物允许受热温度,其中:稻谷干燥介质温度80℃~110℃,允许受热温度50℃。
本实验采用微波和热风两种干燥方式,以稻谷允许受热温度50℃为基础,选择高温(65℃)和低温(45℃)两种恒温干燥工艺处理稻谷,以自然风干处理的稻谷作为对照组,对比干燥后稻谷的品质,研究其品质变化规律,为确定合理干燥方式、确保稻谷品质提供依据。
),南京财经大学研究生创新项目()十二五”国家科技支撑计划项目(2011BAD03B02M11062*基金项目:“
通讯地址:南京市栖霞区文苑路3号
第42卷
两种温度两种干燥方式对稻谷品质的影响
响见表1。
表1 不同干燥条件对稻谷发芽率的影响
干燥方式热风45℃热风65℃微波45℃微波65℃
16.1
94
500
初始
含水率(%)
初始
发芽率(%)
·35·
1.3.2 测定稻谷实时水分 如处理500g稻谷,当称量稻谷质量(m)为490.64g时,稻谷水分(X)约为14.5%。
(1-16.1%)×5001-X)×mg=(1.3.3 测定稻谷温度 稻谷经干燥处理后,立即用点温计测定稻谷中层的中心以及同一层面上离中心等距的周边4个点的温度,然后取平均值作为稻
5]
。谷温度[
干燥干燥干燥终了终了
数量时间速率粮温发芽率(h)(%/h)(℃)(%)g)(
3.530 0 4 2
0.85 5 1.16.385 1 4 0.5.25 3 6
93 86 90 28
发芽率
损失(%)18466
1.3.4 测定稻谷品质
/1.3.4.1 测定水分含量 执行GBT5497-85。/1.3.4.2 测定发芽率 执行GBT5520-2011。 /1.3.4.3 测定直链淀粉含量 执行GBT15683 /-2008ISO6647-1:2007。
/1.3.4.4 测定糊化特性(RVA) 执行LST6101-2002。
1.3.4.5.50g糙米粉至 测定碘蓝值 准确称取050mL比色管中,加入1mL无水乙醇分散,再加/入10mL的0.5molLKOH溶液,沸水浴反应15 min后定容至50mL,成待测液。用碘试剂法测定吸光值,碘蓝值以吸光值与每克绝干糙米的比值表示。
碘试剂法:准确移取1.0mL待测液加入到预先加入大约50mL水的100mL容量瓶中,加入1.0mL乙酸溶液,摇匀,再加入2.0mL碘试剂,加水至刻度、摇匀,静置10min后于620nm处测/定吸光值。空白液:用0.09molL的NaOH溶液代替待测液。
1.3.4.6 测定水溶性蛋白质含量 准确称取3.0g糙米粉于50mL比色管中,加入25mL蒸馏水振/荡均匀,于4℃浸提1h后4000rmin离心10min,过滤。用考马斯亮蓝法测定滤液中水溶性蛋白质含量,以每克绝干糙米中水溶性蛋白质含量表示。
1.4 数据处理
实验数据用Excel系统进行分析处理。
4.5%。 注:实验终止时稻谷水分含量为1
由表1可知,与自然风干稻谷相比,微波干燥和热风干燥处理在不同程度上均降低了稻谷发芽率。低温时微波和热风干燥对稻谷发芽率的影响较小;高温微波干燥处理对稻谷发芽率影响较大,发芽率降低到28%,与自然风干对照组相比降低了66%;高温热风干燥稻谷发芽率降低到86%,与自然风干对照组相比降低了8%。说明低温时微波和热风干燥及高温热风干燥对稻谷发芽率的影响较小,而高温微波干燥严重影响了稻谷生长力。2.2 不同干燥条件对稻谷碘蓝值的影响
碘蓝值是反应稻谷中直链淀粉含量高低的特征指标。直链淀粉含量是影响大米食用品质的主要因
5]
。不同干燥条件处理后稻谷碘蓝值的变化素之一[
见表2。
表2 不同干燥条件对稻谷碘蓝值的影响
处理方式
微波热风热风自然微波风干45℃70min65℃30min45℃3h65℃2h
0.99
0.88
0.98
0.87
)0碘蓝值(.96 g
表2显示:经低温时热风和微波干燥处理后,稻谷碘蓝值与自然风干对照组相比都略有提高,分别提高了2.3%和2.7%;而经高温时热风和微波干燥处理后,稻谷碘蓝值与自然风干对照组相比均有明显下降,分别降低了9.8%和8.3%。
稻谷经适宜的微波处理后,由于淀粉大分子链极性基团(-OH基)和糖苷键在微波交变电磁场的作用下产生取向性的高频摆动,使淀粉分子结构变得松散,直链淀粉较容易从淀粉颗粒中溶出来,水溶性增强,易与碘结合产生成色反应,导致碘蓝值上升。低温干燥可以使α-淀粉酶和β-淀粉酶活性适宜变大,降低了支链淀粉含量,提高了水溶性直链淀粉含量。高温时微波和热风处理会损坏稻米的品质、降低水溶性直链淀粉的含量,从而使碘蓝值降低。
2 结果与讨论
2.1 不同干燥条件对稻谷发芽率的影响
种子发芽的能力是衡量种子质量的指标之一,而表示发芽力的具体指标就是发芽率和发芽势。粮食的新鲜程度及食用品质好坏可以通过发芽率的变化而体现出来,稻谷的发芽率是综合衡量稻谷新陈
6]
。不同干燥条件对稻谷发芽率的影度的重要指标[
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粮 食 储 藏
组相比有明显的降低。
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2.3 不同干燥条件对稻谷可溶性蛋白含量的影响
可溶性蛋白质含量高有利于大米的吸水膨胀和
7]
。不同干燥条件处理后稻糊化,增加米饭的粘性[
低温时微波和热风干燥处理组稻谷的可溶性直链淀粉含量与自然干燥对照组相比略有提高,且低温微波干燥处理的稻谷可溶性直链淀粉含量最高;而高温时微波和热风干燥处理组稻谷的可溶性直链淀粉含量与自然干燥对照组相比有明显的降低,这可能是适宜的微波处理过程中,微波的交变电磁场环境促使可溶性直链淀粉从淀粉颗粒中溶出来。水溶性直链淀粉含量高的大米蒸煮成米饭,米饭具有良好的口感
[10]
谷可溶性蛋白含量的变化见表3。
表3 不同干燥条件对稻谷可溶性蛋白含量的影响
处理方式
自然微波微波热风热风
风干45℃70min65℃30min45℃3h65℃2h
0.85
0.56
0.84
0.76
可溶性蛋白含量0.84
(/mmL)g
由表3可见:经低温时热风和微波干燥处理后,稻谷可溶性蛋白的含量与自然风干对照组相比基本无变化;而经高温时热风和微波干燥处理后,稻谷可溶性蛋白含量与自然风干对照组相比都有明显的下降,且微波干燥处理的下降更为显著。导致这种结果的产生可能是在微波交变电磁场的作用下,稻谷中大分子(例如淀粉)上的极性基团产生取向性的高频摆动使淀粉粒结构松散,填充于淀粉细胞间以及淀粉粒之间的蛋白质很容易溶出,从而增加了水溶性蛋白质的含量。当温度过高时,温度引起蛋白质变性,降低了蛋白质的水溶性
[8]
。
低温时微波和热风干燥处理组稻谷的不溶性直链淀粉含量与自然干燥对照组相比有所降低,且低温微波干燥处理的稻谷不溶性直链淀粉含量最低;而高温时微波和热风干燥处理组稻谷的不溶性直链淀粉含量与自然干燥对照组相比基本没有变化。不溶性直链淀粉含量的变化与大米蒸煮后粘度的变化存在明显的负相关,而与硬度变化有明显的正相
11]
。关[
。
2.5 不同干燥条件对稻谷糊化特性的影响
具有良好蒸煮特性的米饭应有较低的糊化温度,较大的峰值粘度,较大的破损值,较小的最终粘度和较小的胶凝值。不同干燥条件处理后稻谷糊化特性的变化见表5。
表5 不同干燥条件对稻谷糊化特性的影响
处理方式自然风干
峰值
粘度
最终最低
胶凝值破损值
粘度粘度
糊化
温度80.868.179.2571.269.8
2.4 不同干燥条件对稻谷直链淀粉含量的影响
大米中直链淀粉含量多少是大米食用品质的关键因子。Bhattaohara等y
[9]
研究表明,一部分直链
淀粉可以溶解在热水中,另一部分则为热水不溶性直链淀粉,并且不溶性直链淀粉含量与米饭特性的关系比全部直链淀粉有着更好的相关性。不同干燥条件处理后稻谷直链淀粉含量的变化见表4。
表4 不同干燥条件对糙米粉直链淀粉含量的影响
(单位:%)
处理方式自然风干热风45℃微波45℃热风65℃微波65℃
全部直链
淀粉含量23.99 22.19 22.54 14.22 16.05
可溶性直链
淀粉含量13.46 13.77 15.68 3.61 5.25
不可溶性
直链淀粉含量
10.538.426.8710.6110.80
2623317306647330 1 1 2 1
微波45℃2569223346494271 1 1 2 1 热风45℃2603187416483296 1 1 2 1 微波65℃2571466105758292 1 1 2 1 热风65℃2532424108652228 1 1 2 1
峰值粘度显示了淀粉或混合物结合水的能力,它可以在一定程度上反映大米的食用品质。表5中,经过低温微波和热风干燥处理后,稻谷峰值粘度与自然干燥对照组相比变化不大;而经高温干燥处理后,稻谷峰值粘度均有所下降。
在糊化特性(RVA)测定过程中,样品受到恒定高温(95℃)和机械剪切力的作用,淀粉颗粒进一步崩解,淀粉分子进入溶液并重新排列,该阶段通常表现为粘度衰减至保持强度(即最低粘
[12]
。由表5可见,经低温微波和热风干燥处理度)
经不同干燥方式处理后稻谷的全部直链淀粉含量、可溶性直链淀粉含量、不可溶性直链淀粉含量均有所变化。如表4所示,低温时微波和热风干燥处理组稻谷的全部直链淀粉含量与自然干燥对照组相比略有降低,变化不大;而高温时微波和热风干燥处理组稻谷的全部直链淀粉含量与自然干燥对照
后,稻谷最低粘度与自然干燥对照组相比都有所降
第42卷
两种温度两种干燥方式对稻谷品质的影响
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低,而经高温微波和热风干燥处理后,最低粘度与自然干燥对照组相比都有所上升。说明低温的干燥处理能够改善稻谷的品质。
,B破损值(BreakdownDV)是峰值粘度与最低粘度的差值,表示的是在95℃保温阶段糊化粘度的值。破损值与淀粉的热稳定性和剪切力有关,反映了淀粉粒破裂后米胶损失的黏度值。已知
[3]
。BDV与米饭质地的粘性和柔软性显著正相关1
干燥及高温热风干燥对稻谷发芽率的影响较小,而高温微波干燥严重影响了稻谷的发芽率。3.3 碘蓝值的变化
低温时微波和热风干燥处理与自然风干处理相比,稻谷碘蓝值略有提高;而高温时微波和热风干燥处理的稻谷碘蓝值有所降低。3.4 可溶性蛋白含量的变化
低温时微波和热风干燥处理与自然风干处理相比,稻谷可溶性蛋白含量基本无变化;而高温时微波和热风干燥处理后可溶性蛋白含量有所下降,且微波干燥处理的降低更为显著。3.5 直链淀粉含量的变化
低温时微波和热风干燥处理与自然风干处理相比,稻谷不溶性直链淀粉含量有所降低,且低温微波干燥处理的稻谷不溶性直链淀粉含量最低;而高温时微波和热风干燥处理的稻谷不溶性直链淀粉含量基本没有变化。说明低温时微波和热风干燥处理稻谷可以在一定程度上改善米饭的品质。3.6 糊化特性的变化
低温时微波和热风干燥处理与自然干燥对照组相比,稻谷的最低黏度、最终黏度和胶凝值有所降低,破损值升高;而高温时微波和热风干燥处理与自然干燥对照组相比,稻谷的最低黏度和最终黏度有所提高,峰值黏度和破损值有所降低。
综上所述,利用低温微波恒温干燥稻谷可缩短干燥时间、提高稻谷干燥效率,减少了普通微波干燥温度波动对稻谷品质的影响,并对干燥后稻谷品质有所改善。本实验验证了微波恒温干燥稻谷的可行性,具有实际的应用价值和推广前景。
参 考 文 献
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由表5可见,低温微波和热风干燥处理的稻谷破损值与自然干燥处理对照组相比都略有上升;而高温干微波和热风干燥处理的稻谷破损值与自然干燥处理对照组相比都明显降低。表明适宜的干燥处理有益于提高稻谷的食用品质,而过度的干燥处理有损稻谷的食用品质。
最终粘度是指米粉混合物熟化并冷却时,大米淀粉分子之间,尤其是直链淀粉分子之间发生重聚合形成凝胶时的粘度。由表5可知,经低温微波和热风干燥处理后,稻谷最终黏度与自然干燥对照组相比都有所降低;而经高温微波和热风干燥处理后,最终粘度与自然干燥对照组相比都有所上升。这与经过干燥处理后各样品中可溶直链淀粉含量呈负相关。
胶凝值是淀粉老化程度和老化速率的1个量
14]。度,胶凝值越大,表明淀粉的老化速率越大[
糊化温度是指熟化给定试样所需要的最低温度。由表5可见,各种干燥方式处理的稻谷其胶凝值、糊化温度与自然干燥对照组相比都略有降低。
3 结论
3.1 干燥时间
将粳稻实验样品从水分16.1%降至14.5%的,高温微波干燥时间为:低温微波干燥需70min需30min;低温热风干燥需3h,高温热风干燥需2h。自然干燥需76h。3.2 发芽率的变化
低温时微波和热风干燥对稻谷发芽率影响较小;高温热风干燥对稻谷发芽率有一定的影响,与自然风干处理相比,发芽率降低了8%;高温微波干燥处理对稻谷发芽率影响较大,与自然风干处理相比,发芽率降低了66%。说明低温微波和热风
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()收稿日期:2012 10 08
INFLUENCEOFTWODRYING MEASURE WITHTWOTEMPERATURETORICEUALITY Q
1211
YanHuiinaiXuemeihenQin C gpg C
,
()1 NaninUniversitofFinance&Economics10046 2jgy
()2 NationalEnineerinLaboratorforFoodStoraeandTransortation10046 2ggygp
Hotairandmicrowavewereusedastwowastodrriceatdifferentconstanttemerature(lowtem- yyp ,,)erature(rou45℃)andhihtemerature(65℃)comaredtothecontrolwhichwasdriednaturall pgpgppy
,,,erminationroteinwhichwastostudthevariationofrateiodinebluevaluesolublecontentstraiht gpyg ,content(includinsolubleandinsoluble)andastinroertiesofthevariation.Theresultsamlose gpgppy :,,showedthatatthelowtemeraturecomaredtothecontrolrouwhichwasdriednaturalltheiodine gpppy ,,valuesolublesolubleamlosecontentofricedriedbmicrowaveandhotairwasimroved,bluerotein yypp
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