外源酶及预糊化改善黑米的食用品质研究
作者单位：西华大学
学位级别：硕士
导师姓名：包清彬
授予年度：2019年
学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083202[工学-粮食、油脂及植物蛋白工程]
摘 要：黑米是以禾本科植物稻经长期培育的一类特色谷物品种,黑米呈黑色或黑褐色,营养丰富,食、药用价值高,除煮粥外还可以制作各种营养食品和酿酒,有着“黑珍珠、“贡米和“世界米中之王的美名,我国最具代表性的是陕西洋县黑米。但是黑米表皮质地紧密,含有大量的纤维素和果胶等,不便于蒸煮和食用,影响了黑米的消费和利用。本文探讨了利用外源酶酶解黑米及对黑米进行预糊化两种方法改善黑米的食用品质。外源酶主要是利用纤维素酶和果胶酶部分酶解黑米米皮中纤维素和果胶,使黑米表皮松软,从而达到缩短黑米蒸煮时间,改善食用品质的目的;预糊化是通过对黑米浸泡、蒸煮(预糊化)、干燥等工艺,改善黑米表皮及淀粉质构,实现缩短黑米蒸煮时间,改善食味品质的目的。主要结论如下:1、以洋县黑米为原料,纤维素酶为外源酶,纤维素含量和蒸煮时间为主要考察指标,通过单因素实验考察了酶解pH、温度、时间、酶用量等条件对酶解效果的影响,得出适合的酶解条件为pH5.2、温度45℃、酶解时间2h、纤维素酶用量为0.09mg/mL;再通过响应面法分析了酶解pH,温度和酶用量之间的相互影响,通过模型矫正,得出最佳作用条件为pH5.19、温度45℃、纤维素酶用量为0.092mg/mL。此时黑米中剩余纤维素含量为2.201%,所需蒸煮时间为24min,与未经处理的黑米做比较,纤维素含量下降了24.36%,蒸煮时间缩短了52.74%。2、以洋县黑米为原料,果胶酶为外源酶,半乳糖醛酸含量和蒸煮时间为主要考察指标,通过单因素实验考察了酶解pH、温度、时间、酶用量等条件对酶解效果的影响,得出适合的酶解条件pH5.2、温度50℃、酶解时间2h、果胶酶用量0.6mg/mL;再通过响应面分析了酶解pH、温度和果胶酶用量之间的相互影响,通过模型矫正,得出最佳酶解条件为pH5.2、温度50℃、果胶酶用量0.64mg/mL,此时黑米中的半乳糖醛酸含量为0.4873g/kg,所需蒸煮时间为31min,与未经处理的黑米做比较,半乳糖醛酸增加23%,蒸煮时间缩短了38%。3、以纤维素酶和果胶酶复合,纤维素酶用量0.09mg/mL、果胶酶用量0.6mg/mL,在pH5.2、温度45℃的条件下,两种酶复合对黑米进行酶解反应,此时黑米中剩余纤维素含量为2.1%,半乳糖醛酸含量为0.4873g/kg,蒸煮时间为20min,纤维素降低了30%,半乳糖醛酸增加20%,蒸煮时间缩短了60%。4、对预糊化黑米的浸泡工艺,考察了浸泡方式,浸泡时间对吸水率、膨胀率和浸泡后的黑米感官品质的影响,得出适宜的浸泡方式为超声辅助浸泡(超声温度为25℃),最佳浸泡时间为4h,此时黑米的吸水率为24%,膨胀率为331%,感官评分为28分(总分30分)。5、对预糊化黑米的蒸煮工艺,考察了蒸煮料水比对蒸煮品质的影响,同时验证了浸泡方式和浸泡时间对蒸煮品质的影响。以蒸煮时间、蒸煮后黑米饭的感官品质、质构特性为考察指标,得出适合的蒸煮料水比为1:1.6,并进一步验证了适合的浸泡方式为超声辅助浸泡、浸泡时间为4h,此时蒸煮时间21min,缩短了58%,感官评分为95分。6、对预糊化黑米的干燥工艺,采取热风干燥,考察了一段温度干燥和两段温度干燥的干燥效果。一段温度干燥选用温度梯度为40℃、60℃、80℃、100℃、120℃、140℃,干燥目标含水量为11-12%,以干燥所需的时间、干燥速率、干燥后的复水率和感官品质为考评指标。综合评价得出一段干燥温度80℃下干燥所得的预糊化黑米质量最好,所需干燥时间为60min、复水率为1.79、感官评分为90分,且干燥后的预糊化黑米色泽好、无爆腰和碎粒现象。7、对预糊化黑米的两段温度干燥工艺,选用两段温度组合分别为120℃+40℃、140℃+40℃、120℃+60℃、140℃+60℃四种组合方式,其中高温阶段干燥时间均为20min,干燥目标含水量11-12%,以干燥所需的总时间、干燥速率、干燥后的复水率和感官品质为考评指标。综合评价得出120℃+40℃组合干燥后的预糊化黑米质量最好,所需干燥时间为50min、复水率为1.84、感官评分为94分,且干燥后黑米色泽好、无爆腰和碎粒现象。8、为探讨预糊化黑米的干燥特性,利用低场核磁共振技术测定糊化后黑米内部水分的结合情况及干燥过程的变化规律。结果显示:糊化后黑米中大部分水分为结合水,小部分为自由水,基本检测不到半结合水信号;在干燥过程中,前期主要蒸发预糊化黑米中的自由水,干燥大约20min后,自由水基本蒸发完全,结合水开始加速蒸发。根据自由水和结合水特性,在干燥自由水时的蒸发属于表面汽化控制,黑米温度保持在湿球温度左右,为提高干燥效率,该阶段干燥可采用高温干燥。在蒸发结合水时,水分从米粒内部逐渐向表面扩散,属于内部扩散控制,米粒温度会逐渐升高,该阶段干燥应采用低温干燥,本实验从干燥理论上证
同方学位论文库