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    米飯抗老化探究

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    米飯抗老化探究

    本文作者:李新華沈雍徽作者單位:沈陽農業大學食品學院

    我國大米傳統的食用方法以蒸飯、煮粥為主,另外還制成米團、米線等產品。大米的化學成分主要是淀粉,約占大米質量的75%,水分含量約為14%,蛋白質約為7%,其余為粗脂肪、粗纖維及灰分[1]。大米的加工性質從很大程度上表現出來是大米淀粉的性質,而以大米為主要原料的熟化食品,在加工和儲藏過程中涉及到的最大問題就是淀粉的回生老化問題,這也是米飯工業化生產和保藏的最大難題。近年來方便米飯、保鮮米飯在國內外發展迅速,特別是日本和美國,對方便大米飯的原料選擇、加工工藝、風味改善和米飯抗老化等領域均有報道[2-4],我國在米飯產品保鮮、抗老化方面的研究報道很少。本文對新型保鮮米飯的抗老化問題進行探討,旨在改善保鮮米飯的食用品質和保質期,推動米飯產品工業化生產[5-7]。

    1材料與方法

    1.1材料

    大米:東北粳米;α-淀粉酶、海藻酸鈉、單甘脂:湖州禮來生物有限公司。

    1.2儀器設備

    XS-04B破碎機、220V1000W萬能電爐:天津市泰斯特儀器有限公司;DHG-9426A恒溫烘箱:上海精宏實驗設備有限公司;BCD-205YAQX(GR-Q21YANX)電冰箱:泰州樂金電子冷機有限公司;HANGPINGFA1004分析天平;水浴鍋:深州市富易達儀器有限公司。

    1.3方法

    1.3.1大米的預處理

    將大米在水中完全浸泡2h。

    1.3.2樣品的制備

    在大米中加入所需輔料,水,放入蒸鍋中蒸煮30min。冷卻后放置4℃的冰箱中,待測其糊化度。

    1.3.3糊化度的測定

    采用糖化酶法[8-9]。通過測得的糊化度反映米飯的抗老化程度,糊化度高,說明老化程度低,反之,說明老化程度高。

    1.3.3.1不同水分風味米飯制備

    在大米蒸煮前添加不同量的水浸泡2h,水和大米的質量比分別設為1:1、1:1.3、1:1.5、1:1.7、1:1.9,蒸煮30min,待米飯冷卻,置于2~4℃貯藏8d,測定其糊化度。

    1.3.3.2不同濃度α-淀粉酶處理米飯

    在大米蒸煮前添加不同濃度α-淀粉酶對大米浸泡,濃度設為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%,浸泡30min后,沸水浴蒸煮30min,待米飯冷卻后置于2~4℃貯藏8d,測定其糊化度。

    1.3.3.3不同劑量單甘酯處理米飯

    在米飯蒸煮前分別添加0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的單甘酯,沸水浴蒸煮30min,將米飯冷卻后置于2~4℃貯藏8d,測定其糊化度。

    1.3.3.4不同劑量海藻酸鈉處理米飯

    分別添加0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的海藻酸鈉,沸水浴蒸煮30min,將米飯冷卻后置于2~4℃貯藏8d,測定其糊化度。

    2結果與分析

    2.1低溫下米飯不同貯藏時間糊化度的測定

    由圖1可知,米飯在低溫下貯藏11d期間,其糊化度變化呈下降趨勢,即其糊化度從96.4%下降到76.1%,說明米飯的淀粉發生老化。貯藏前3d淀粉的老化速度較緩慢,貯藏4~8d淀粉老化迅速,糊化度下降較快,直到8~11d米飯糊化度曲線趨于平緩,淀粉老化程度不再繼續加大。說明,在低溫貯藏在0~11d內米飯中淀粉的老化過程呈慢、快、慢的變化趨勢,4~8d為淀粉老化的劇烈期,8d后為淀粉老化的穩定期。因此,低溫貯藏低于3d米飯的老化程度較小,而在第8天研究風味米飯的抗老化為最佳時期。因此選擇低溫貯藏8d作為風味米飯低溫抗老化的實驗條件。

    2.2不同加水量下米飯低溫抗老化的測定

    由圖2可見,低溫貯藏8d后,加1.3倍水的米飯樣品的糊化度接近或超過76%,淀粉老化程度較小,結合外觀評價,認為加水1.3~1.5倍的樣品能夠保持米粒的完整,不結塊,為可選的加水量范圍。

    2.3α-淀粉酶添加量對米飯抗老化的影響測定

    圖3表明,以0.2%~1.0%的α-淀粉酶溶液浸泡的樣品,低溫貯藏8d后,均能夠有效提高米飯低溫貯藏后的糊化度。當酶濃度大于0.4%時,米飯的抗老化能力更強,其糊化度由對照的76.7%提高到91%以上。其原因是α-淀粉酶能夠水解淀粉分子,酶量大,水解反應速度快,降低淀粉聚合度,增加了短鏈可溶性糊精的產生量,有效地阻止淀粉分子的結晶,緩解米飯的老化趨勢[10-11]。因此,綜合分析認為,以0.4%的濃度為最佳。

    2.4單甘酯添加量對米飯抗老化影響的測定

    圖4表明,蒸煮時添加0.4%~0.6%的單甘酯的抗老化效果較好,低溫貯藏8d后,米飯糊化度還可保持在93%以上。原因是單甘酯屬于表面活性劑類物質,能提高米飯米粒表面的親水性,使水分均勻滲透到米粒內部,并可與淀粉的羥基及周圍的水分子形成大氫鍵而抑制淀粉的老化[12-14]。又因單甘酯最高限量為0.6%,故選用0.2%,0.4%,0.6%進行正交試驗。

    2.5海藻酸鈉添加量對米飯抗老化的影響測定

    圖5表明,蒸煮時添加海藻酸鈉的抗老化能力有一定程度提高,添加量從0.1%增加到0.5%時,低溫貯藏8d后,米飯糊化度從76.7%升高到82.1%。原因是海藻酸鈉屬于親水膠體,添加后米飯表面成膜性好。一方面,減少了米飯在加工或貯藏過程中水分的散失;另一方面,它可與淀粉鏈上的羥基及周圍的水分形成氫鍵,起到阻止淀粉回生的作用;第三,海藻酸鈉具有很高的吸水、持水能力,從而大大提高了米飯的含水總量,對米飯失水老化起到延緩作用[15]。

    2.6米飯抗老化的正交試驗設計

    在前面單因素試驗的基礎上,選擇海藻酸鈉添加量、單甘酯添加量和加水量、α-淀粉酶添加量進行L9(34)正交試驗,以確定抗老化的最佳組合。方便米飯抗老化的正交試驗方差分析結果見表2,從表2可以看出,本試驗范圍內4因素對米飯低溫抗老化能力的提高均具有顯著作用,A3B1C3D2因素組合制備的米飯保藏8d,糊化度可保持97.1%,即米/水比為1:1.7,海藻酸鈉添加量為0.3%,單甘酯添加量為0.5%,α-淀粉酶添加量為0.6%。4因素對試驗結果的影響順序為:加水量>α-淀粉酶>單甘酯添加量>海藻酸鈉。

    3討論

    分析認為,提高米飯的含水量,有利于米粒在蒸煮中糊化成熟。一般來說,淀粉所含水分量對淀粉發生老化的速度有一定影響。含水量越高,水分子與淀粉分子接觸越完全,淀粉越易糊化,水分子不僅可以通過氫鍵同淀粉分子中的羥基發生締合,也可以同食物所含蛋白質中的羧基、氨基等發生締合,當成熟后在冷卻及貯存的過程中,由于淀粉分子與水分子之間的氫鍵很不穩定,容易斷裂,從而使淀粉分子之間形成穩定的氫鍵結合,致使一部分水從米飯中脫離出來,導致米飯老化。而當水分含量高時,米飯中淀粉糊化比較完全,米飯發生老化的速度也因此受到延緩。浸泡時添加α-淀粉酶,淀粉酶能夠水解淀粉分子,增加了短鏈可溶性糊精的產生量,有效干擾淀粉的結晶,緩解米飯的老化趨勢[17]。蒸煮時添加單甘酯,能提高米飯米粒表面的親水性,使水分均勻滲透到米粒內部,并可與淀粉的羥基及周圍的水分子形成大氫鍵而抑制淀粉的老化,但與前2種相比其對米飯抗老化影響程度略小。海藻酸鈉有很好的增稠性和穩定性,改善制品組織內部的持水性和均一作用,防止水分擴散,提高穩定性,延緩米飯的老化[16-18]。本試驗在冷凍條件下保藏8d,檢測米飯的抗老化程度,在很大程度上反映了米飯保鮮抗老化的趨勢,雖然密封包裝、高溫殺菌、常溫保藏條件下米飯抗老化保鮮試驗還有待進一步研究,但本研究說明米飯保鮮是可行的,可為米飯的的工業化生產提供有益的參考。

    4結論

    米飯在2~4℃的低溫下貯藏,前3d淀粉的老化速度較緩慢,貯藏4~8d淀粉老化迅速,直到8~11d米飯糊化度曲線趨于平緩,淀粉老化程度不再繼續加大。加水量、α-淀粉酶、單甘酯、海藻酸鈉4個因素影響保鮮米飯的老化程度,加水量為1:1.3,海藻酸鈉濃度為0.3%,單甘酯含量為0.5%,α-淀粉酶濃度為0.6%的條件下,可以得到老化程度較低的保鮮米飯。

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