炒米加工工艺参数优化及大米淀粉特性变化研究

论文摘要

本文以糯米为主要原料,对传统炒米的最优加工工艺及参数、加工前后大米淀粉的颗粒形态、碘兰值、酶解力、透光率、膨胀度和溶解性、糊化特性、热特性等进行了研究,并在最优加工工艺条件下加工而成的炒米的风味物质和原料糯米的风味物质进行了比较分析和研究。主要研究内容与结果如下：1.对原料糯米的基本组分进行了测定,分析结果为水分含量13.06%,蛋白含量8.36%,脂肪含量1.059%,淀粉含量73.23%,支链淀粉：直链淀粉值为5.90。利用中心组合试验设计和响应面分析法,借助Design expert统计软件对炒米加工工艺条件进行优化,得到了炒米加工工艺的回归预测模型方程：Y=8.53-0.097 X1+0.14X2-0.069 X3+0.73X4+0.033X1 X2+0.033X1X3-0.0085X1 X4-0.00825X2 X3-0.00025X2 X4+0.00025X3 X4-0.58 X12-1.41 X22-1.12 X32+0.95 X42确定了最佳的工艺参数：浸泡温度29.07℃、浸泡时间4.05h、蒸煮（上汽）时间1.97min和焙炒温度180℃,在此生产条件下,炒阴米的感官评价值可达10.2219。2.大米淀粉经过蒸煮、阴干和焙炒等加工过程后,淀粉的形态特征、糊化性、膨胀度、溶解度、热特性等性质变化较大。（1）SEM表明：大米原淀粉颗粒较小,多数为不规则多角形,且颗粒排列比较整齐、紧密。而经过蒸煮、阴干和焙炒后,淀粉颗粒形貌发生了明显的变化,颗粒晶体被破坏,晶体状态消失,颗粒表面形成糊状,颗粒之间聚集而融合在一起,而且经过高温焙炒后,淀粉粒细胞壁被冲破,形成蜂窝状,最终融合形成大块的团聚体,比表面积增大。（2）加工前后碘兰值有所下降,说明淀粉颗粒膨胀、破裂,直链淀粉爽螺旋结构被破坏,淀粉晶体结构消失。淀粉的酶解力也明显降低,主要由于高温加热减小了淀粉颗粒的膨胀能力,使淀粉酶进入颗粒内部的机会降低。（3）随着温度的上升,两种淀粉的膨胀度和溶解度都呈增大的趋势,淀粉暴露出来的极性基团与水结合,逐渐开始部分溶解,淀粉团粒崩解,因此淀粉的溶解度随之增加,与此同时,未溶解的淀粉颗粒也充分吸水膨胀,膨胀度逐渐增大。（4）原料糯米和炒米的糊化度有较大的区别,糯米经过加工制成炒米后,淀粉糊化度明显提高,且在静置于室温25℃时,随时间的延长,淀粉糊的透光率呈降低趋势。（5）应用DSC分析淀粉干粉在不同升温速度下在50～350℃范围内的DSC曲线,得出淀粉干粉的脱水反应及热分解反应温度,淀粉悬浮液DSC分析结果表明,炒米淀粉的晶体熔融的起始温度较糯米淀粉明显提前了8.7℃,炒米淀粉的Tc-To比糯米淀粉高11.1K,表明油炸淀粉结晶体更趋于多样化。（6）对于原料糯米来说,炒米的弹性增加,粘性减少,这是糯米和经过加工后炒米之间流变特性的重要差异。3.用顶空固相微萃取技术（HS-SPME）和气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析技术,对在最优加工工艺条件下加工而成的炒米的风味物质和原料糯米的风味物质进行了比较分析和研究。

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摘要

ABSTRACT

缩略表

第一章前言

1 糯米的概述

1.1 糯米的性质与加工

1.2 糯米的营养价值

2 炒米的概况

3 加工过程对炒米淀粉理化性质的影响

3.1 加工过程对炒米淀粉颗粒形态的影响

3.2 加工过程对炒米淀粉结构的影响

3.3 加工过程对炒米淀粉膨胀力和溶解性的影响

3.4 加工过程对炒米淀粉消化性的影响

3.5 加工过程对炒米淀粉糊化特性的影响

3.6 加工过程对炒米淀粉凝沉性质的影响

3.7 加工过程对炒米淀粉糊流变特性的影响

4 焙炒过程中香气成分研究

4.1 香气检测前处理技术

4.2 香气分离检测技术

5 研究的目的和意义

6 主要研究内容

第二章炒米加工工艺参数优化研究

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.2 主要试剂

1.3 主要仪器设备

1.4 实验方法

1.4.1 炒米加工工艺流程

1.4.2 米饭的质构特性测定

1.4.3 炒米感官评价方法

1.4.4 单因素试验及响应面分析试验

1.4.5 水分含量测定方法

1.4.6 蛋白质含量测定方法

1.4.7 氨基酸序列的测定方法

1.4.8 脂肪含量测定方法

1.4.9 淀粉含量测定方法

1.4.10 直、支链淀粉含量测定方法

2 结果与讨论

2.1 原料糯米的基本成分

2.1.1 原料糯米水分含量

2.1.2 原料糯米蛋白质含量

2.1.3 原料糯米氨基酸序列

2.1.4 原料糯米脂肪含量

2.1.5 原料糯米淀粉含量及支、直链淀粉含量

2.2 响应面试验因素及因素水平的确定

2.2.1 浸泡温度及浸泡时间对糯米含水率的影响

2.2.2 蒸煮时间对米饭硬度等物性的影响

2.2.3 焙炒温度对炒米感官评价的影响

2.2.4 响应面分析因素水平的选取

2.3 响应面分析方案及结果

3 结论

第三章加工过程对大米淀粉特性的影响

1 材料与方法

1.1 主要试剂

1.2 主要仪器设备

1.3 试样方法

1.3.1 大米淀粉的制备

1.3.2 淀粉颗粒的形貌观察

1.3.3 淀粉的碘兰值

1.3.4 淀粉的酶解力

1.3.5 淀粉的膨胀度和溶解性

1.3.6 淀粉的糊化度

1.3.7 淀粉糊的透光率

1.3.8 淀粉的热特性

1.3.9 淀粉振荡模式下的流变行为

2 结果与分析

2.1 加工过程对淀粉的颗粒形貌的影响

2.2 加工过程对淀粉碘兰值及酶解力的影响

2.3 加工过程对淀粉膨胀度和溶解度的影响

2.4 加工过程对淀粉糊化度的影响

2.5 加工过程对淀粉糊透光率的影响

2.6 加工过程对淀粉DSC的影响

2.6.1 加工前后淀粉干粉的DSC分析

2.6.2 加工前后淀粉悬浮液的DSC分析

2.7 大米淀粉振荡模式下的流变行为

3 结论

第四章传统炒米香气成分的研究

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 主要仪器设备

1.3 试验方法

1.3.1 SPME提取香气成分

1.3.2 气相色谱-质谱联用

2 结果与分析

2.1 主要芳香成分图谱分析

3 结论

第五章结论

参考文献

致谢

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