《Journal of Cereal Science》：Effect of milling methods and varieties on the physicochemical properties of brown rice flours and eating quality of extruded rice noodles
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糙米不同碾磨方法（干、温干、湿）及品种（indica、japonica）对面粉物化性质及膨化米面条质量的影响研究，结果表明湿法碾磨indica品种面粉颗粒更小、受损淀粉更低，经 extrusion 处理后形成可溶膳食纤维，提升成品营养价值和质地，主成分分析显示颗粒大小、受损淀粉及水吸指数是关键因素。
杜思伟|程家宇|卢宇|王振忠|程薇薇|吴迪|刘军|唐小志
食品科学与工程学院/现代粮食流通与安全协同创新中心/江苏大学粮油质量控制与加工重点实验室，南京财经大学，南京，210023，中国
摘要
本研究探讨了不同碾磨方法（干法、温湿法）以及不同品种（籼稻和粳稻）对糙米面粉（BRF）的理化性质及挤压米粉（ERN）食用品质的影响。结果表明，温湿法碾磨的糙米面粉粒径更小，破损淀粉（DS）含量更低，水溶性指数更高，L*值和糊化粘度也更高。在不同碾磨方法下，籼稻面粉的DS含量更低，糊化性能更好。此外，挤压处理促进了ERN中不可溶性膳食纤维向可溶性膳食纤维的转化，从而提高了米粉的营养价值和口感。使用温湿法碾磨的籼稻面粉制成的ERN碎条率较低（1.67%），煮熟后水分损失较少（7.10%），硬度较高（2433.73 g），显示出最佳的产品品质。主成分分析和相关性分析表明，糙米面粉的粒径、DS含量和吸水率是影响ERN品质的关键因素。这些结果为未来糙米面粉和ERN的工业化生产提供了科学依据。
引言
糙米（BR）是去壳后的米，由糠层、胚芽和胚乳组成（Summpunn等人，2022年）。随着人们对健康饮食的认识不断提高以及全谷物食品的推广，糙米受到了广泛关注。作为主食（如煮熟的糙米和糙米粥），糙米富含维生素、蛋白质、脂质和生物活性物质（γ-氨基丁酸、面筋、酚类和膳食纤维）等必需营养素（Qin等人，2022年）。这些成分有助于降低心血管疾病、脑血管疾病、糖尿病等慢性疾病的风险（Cao等人，2021年）。随着消费者对功能性食品的需求增加，功能性糙米加工食品（如糙米饼干、蛋糕和饮料等）的研发成为重点研究领域（Cao等人，2021年；Wu等人，2023年）。
由于加工食品对糙米面粉（BRF）理化性质有不同的要求，选择合适的碾磨方法对最终产品质量至关重要。目前，糙米碾磨方法主要分为干法和湿法，依据水分含量进行分类（Tian等人，2024年）。湿法碾磨是常用的方法（Yue等人，2022年），包括浸泡、水磨和干燥。大量水分的存在可以减少机械能和热量造成的损伤，从而得到破损淀粉含量较低、粒径较小的米粉（Fang等人，2023年）。然而，这种方法也会导致较高的营养损失和微生物污染，并且需要大量的水和能源（Yan等人，2020年）。与湿法相比，干法碾磨工艺简单高效，且不会产生废水。不过，强烈的机械作用会产生更多的破损淀粉，从而影响米粉的糊化和吸水性（Wang等人，2022年）。温湿法是在碾磨前向颗粒中加水并静置一段时间，使水分从外层渗透到内核，有助于分离糠层和胚乳，降低DS含量（Ge等人，2023年）。据我们所知，关于不同碾磨方法对糙米面粉理化性质及其对加工产品质量影响的研究较少（Yan等人，2020年）。因此，亟需进行系统研究，以填补糙米碾磨工艺与最终产品质量之间的空白。
除了碾磨方法外，稻米品种也对产品质量起着关键作用，因为不同品种具有不同的理化性质（Summpunn等人，2022年）。在中国广泛种植和消费的籼稻和粳稻在形态和成分上存在显著差异。籼稻粒长而细，直链淀粉含量高，结构紧密（Deng等人，2024年），主要用于制作米粉和米饼。粳稻粒短而饱满，直链淀粉含量低，碾磨后呈湿润粘性，适合制作需要粘性口感的食品。研究表明，直链淀粉含量影响淀粉的糊化和凝胶化性质，较高的直链淀粉含量可能导致峰值粘度增加和糊化时间延长（Sun等人，2023年）。此外，蛋白质含量的差异可能影响胚乳硬度，进而影响碾磨过程中的颗粒形态和损伤程度（Li等人，2024年）。这些内在差异可能与不同的碾磨条件相互作用，导致面粉功能和最终产品品质的不同。目前，关于糙米品种和碾磨方法共同影响糙米面粉品质的研究尚有限。
米粉在许多亚洲国家既是主食也是补充食品，在不断发展的功能性食品市场中具有巨大潜力（Sun等人，2023年）。然而，由于粗纤维、植酸等抗营养因素的存在，糙米米粉往往口感粗糙，烹饪性能不佳（Wu等人，2023年）。尽管适当的碾磨可以改善糙米产品的口感（Li等人，2021年），但仍需要更高效、环保的物理加工技术来提升其品质。挤压技术作为一种高效、环保的工业化食品加工技术，已被证明能有效调节粗粮面粉的理化性质和最终产品的品质。在之前的研究中，我们成功制备了高质量的荞麦和藜麦米粉（Meng等人，2024年；Tang等人，2024年）。然而，这种技术是否适用于生产高质量的糙米米粉仍有待验证。
尽管已有研究分别探讨了碾磨方法和稻米品种的影响，但缺乏系统性的研究将这些因素作为交互变量，全面评估它们对糙米面粉理化性质及挤压米粉品质的综合影响。特别是在双螺杆挤压的高温机械应力下，碾磨引起的基质变化与品种固有特性之间的协同作用尚不明确。此外，建立将原材料指标与最终产品质量联系起来的预测模型也十分必要。因此，本研究旨在系统分析：(a) 不同碾磨方法（干法、温湿法）对糙米面粉理化性质的影响；(b) 这些碾磨方法下籼稻和粳稻品种的表现；(c) 评估挤压米粉的品质，并确定影响其食用品质的关键因素。本研究为高品质糙米产品的工业化生产提供了新的理论支持和数据依据。
材料
籼稻（Wild Fragrance Yolis）购自中国江西省雁新家庭农场。粳稻（Southern Japonica 9108）购自中国江苏省丰收农场。总淀粉测定试剂盒和总膳食纤维测定试剂盒购自爱尔兰Bray的Megazyme International有限公司。硼酸、碘化钾和硫代硫酸钠购自中国上海的Aladdin生化科技有限公司。其他化学试剂均为分析级。
化学组成
总淀粉含量
糙米面粉的粒径和破损淀粉含量
碾磨方法显著影响了糙米面粉的粒径和破损淀粉（DS）含量（表1，图1A）。干法碾磨的糙米面粉粒径最大，DS含量最高；而湿法碾磨的糙米面粉粒径最小，DS含量最低；温湿法碾磨的糙米面粉粒径和DS含量介于两者之间。碾磨方法对DS含量的主要影响具有显著性（p=0.0033），但事后检验未见显著性（p>0.05），可能由于样本量较小（n=3）。
在干法碾磨过程中，机械力直接作用于糙米，可能导致...
结论
不同的碾磨方法显著影响了不同品种糙米面粉的理化性质，进而影响了挤压米粉的品质。湿法碾磨的糙米面粉DS含量较低，粒径更小，糊化粘度和凝胶强度更高，从而提高了挤压米粉的烹饪品质和口感。温湿法碾磨的糙米面粉在糊化性质、热性能、糊化特性和流变性能上也优于干法碾磨的糙米面粉。
作者贡献声明
杜思伟：撰写——审稿与编辑、资源准备、方法设计、实验设计、数据分析。程家宇：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、方法设计、实验设计、数据分析。刘军：撰写——审稿与编辑。唐小志：撰写——审稿与编辑、监督。程薇薇：方法设计、实验设计。吴迪：撰写——审稿与编辑、方法设计、实验设计。卢宇：撰写——审稿与编辑、方法设计、实验设计。王振忠：
未引用文献
Sun等人，2023年；Wei等人，2022年；He等人，2022年。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
数据获取
数据可应要求提供。
资助
本研究得到了中国国家自然科学基金（NSFC）（项目编号：31901646）和江苏省高等教育机构重点学术发展计划（PAPD）的支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
