薏仁蒸煮特性及改进技术的研究

摘要

薏仁(Semen Coicis)是禾本科植物薏苡(Coix lacryma-jobi)的干燥成熟种仁，又名薏苡仁、薏米。近年来，国内外学者对薏仁的化学成分和营养功能价值进行了大量的实验研究，结果表明，薏仁具有抗癌、降血脂、美容减肥、增强免疫力等药理活性。由于独特的保健价值，使其成为当前食品领域研究和开发的热点，但由于薏仁难以熟化，食用时必须经过长时间的浸泡和蒸煮，限制了薏仁在食品方面的广泛利用。关于薏仁蒸煮特性的研究相对较少。
　　本文采用低场核磁共振技术研究了薏仁浸泡吸水特性，测定了薏仁浸泡过程中氢质子的横向弛豫时间T2，分析水分的迁移以及水分状态的变化情况，并利用Peleg方程模拟薏仁在30～60℃范围内的吸水动力学方程。同时研究了淀粉含量、淀粉热特性、蛋白质含量、颗粒大小等因素对薏仁熟化的影响，分析薏仁难以熟化的机理。此外，还对超声波在减少薏仁的最适蒸煮时间的作用和其影响方面做了研究，旨在为薏仁的深加工提供实验数据。主要研究成果如下:
　　(1)对薏仁浸泡吸水特性的研究，研究结果表明，浸泡温度越高，米粒吸水越快，达到水分平衡的时间越短;薏仁吸水率随浸泡时间的延长而增加，初始吸水速度很快，一定时间后达到饱和，不再吸水;薏仁的适宜浸泡时间为3h。运用Peleg方程，建立了薏仁在30～60℃范围内的吸水动力学方程:M=Mo+t/[0.01488-0.82×T×10-5+(0.03975-T×1.77×10-5)×t]。本方程可以用来描述浸泡过程中薏仁的水分含量与温度和时间的关系，并可以求出相应温度和时间下的近似含水量。
　　根据低场核磁共振的MRI图像分析，水分是通过薏仁颗粒中心的胚乳向四周扩散，薏仁在浸泡的过程中保持着米颗粒结构的完整性，阻碍了水分的渗透，影响了薏仁的熟化。根据低场核磁共振的T2图谱分析得出，水温在30～60℃范围内，每升高10℃，薏仁达到相同水分状态的浸泡时间可以缩短10min。
　　(2)通过对薏仁蒸煮特性的研究，结果表明，淀粉含量和水分含量越大，谷物越容易熟化，蒸煮时间也就越短;而颗粒、淀粉初始糊化温度、蛋白质含量和淀粉热焓值越大，谷物越难煮熟，蒸煮时间也就越长。根据相关性系数大小，对影响谷物蒸煮过程中糊化度的因素大小排序依次为淀粉热焓值、蛋白质含量、谷物颗粒大小、淀粉含量、淀粉初始糊化温度、直链淀粉含量、水分含量。
　　与其他5种谷物（糯米、粳米、籼米、玉米、高粱）相比，薏仁蛋白质含量较高(12.65％)并且淀粉热焓值较大(10.39 J/g);薏仁淀粉初始糊化温度(65.18℃)和颗粒(7.65mL/100粒)最大;水分含量(9.76％)和淀粉含量(57.89％)最低。根据对谷物成分含量、颗粒大小和淀粉热特性对蒸煮糊化度的影响研究结果表明:薏仁难蒸熟的原因是由高淀粉热焓值、高淀粉初始糊化温度、高蛋白质含量、低淀粉含量、水分含量、颗粒大等原因综合下引起，其中薏仁高淀粉热焓值是难煮熟的最主要影响因素。
　　(3)对超声波处理改善薏仁蒸煮特性进行了研究，结果表明，超声波处理后的薏仁表面出现大量裂纹，失去原有形态，导致了薏仁在蒸煮过程中的水分渗透速率显著提高，从而缩短了薏仁的最适蒸煮时间。25℃、40℃、55℃超声波处理将薏仁的最适蒸煮时间由处理前的80.5min分别缩短到75.8min、71.3min、67.3min。
　　质构特性检测结果表明，超声波处理使薏仁的硬度降低，而咀嚼度和弹性随着处理温度的升高而增加，粘聚性和黏附性在处理前后变化不大。超声波处理明显改善了薏仁的蒸煮品质。薏仁的感官评定结果显示，25℃超声波处理薏仁的感官综合评分最高。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 薏仁概述

1．1．1 薏仁的种植与分布

1．1．2 薏仁的化学成分

1．1．3 薏仁的营养功能价值

1．2 薏仁加工研究进展

1．2．1 薏仁的加工现状

1．2．2 薏仁加工产业存在的问题

1．3 谷物蒸煮特性的国内外研究进展

1．3．1 谷物浸泡方法的研究

1．3．2 谷物蒸煮方法的研究

1．3．3 谷物熟化影响因素的研究

1．4 本课题研究目的与研究内容

1．4．1 研究目的与意义

1．4．2 研究内容

第2章 薏仁浸泡过程中吸水特性的研究

2．1 材料与方法

2．1．1 试验材料

2．1．2 试验试剂

2．1．3 试验设备

2．1．4 试验方法

2．1．5 分析测定方法

2．1．6 实验数据分析处理方法

2．2 结果与分析

2．2．1 薏仁和糯米的主要化学成分测定结果

2．2．2 薏仁淀粉颗粒的原位观察

2．2．3 薏仁浸泡过程中水分状态的变化

2．2．4 薏仁吸水动力学的实验研究

2．3 本章小结

第3章 薏仁蒸煮特性的研究

3．1 材料与方法

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验试剂

3．1．3 试验设备

3．1．4 试验方法

3．1．5 分析测定方法

3．1．6 实验数据分析处理方法

3．2 结果与分析

3．2．1 薏仁的蒸煮特性试验

3．2．2 薏仁的营养成分、颗粒大小和淀粉热性质对蒸煮性的影响

3．2．3 薏仁蛋白质对薏仁糊化性质的的影响

3．2．3 薏仁蛋白对薏仁淀粉糊化特性的影响

3．2．4 薏仁蛋白对薏仁淀粉糊化的热力学影响

3．3 本章小结

第4章 超声波处理对薏仁蒸煮特性的影响

4．1 材料与方法

4．1．1 试验材料

4．1．2 试验试剂

4．1．3 试验仪器与设备

4．1．4 试验方法

4．1．5 分析测定方法

4．1．6 实验数据分析处理方法

4．2 结果与分析

4．2．1 超声波处理对薏仁的含水率和外观品质的影响

4．2．2 超声波处理对薏仁最适蒸煮时间的影响

4．2．3 超声波处理对薏仁蒸煮特性的影响

4．2．4 超声波处理对薏仁的营养成分的影响

4．2．5 超声波处理对薏仁质构特性的影响

4．2．6 超声波处理对薏仁感官特性的影响

4．2．7 超声波处理对薏仁结构的影响

4．2．8 超声波处理对薏仁粉黏度的影响

4．2．9 超声波处理对薏仁淀粉热力学特性的影响

4．3 本章小结

第5章 结论及展望

5．1 结论

5．2 创新点

5．3 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表情况