面条是我国的传统主食，深受消费者的青睐，其具有制作简单便捷、营养丰富等优点。小米位居五谷杂粮之首，在我国广泛种植，其不仅含有大量的维生素、蛋白质及钙、磷、铁、锌等微量元素，还富含不饱和脂肪酸、亚麻酸等物质，在降糖降脂、预防血栓、抗癌等方面有显著功效。但因小米不含有面筋蛋白，在制作面条时易出现断条、浑汤和表面粗糙等现象，不能满足人们对主食性产品品质的需求，应用受到限制。

河北工程大学生命科学与食品工程学院的孙晓晓、李红民^*和河北省农林科学院生物技术与食品科学研究的王运亭^*等人通过控制球磨时间研究球磨技术处理对小米全粉理化性质、面团的流变特性及其面条品质特性的影响，以期能够为小米面条开发及主食化加工相关研究提供理论依据，拓宽小米精深加工领域。

1、球磨时间对小米粉营养成分的影响

小米粉基本营养成分含量如表2所示。与空白对照组相比，直链淀粉质量分数显著降低，损伤淀粉质量分数显著增加，这是由于小米粉在球磨过程中一直暴露在强烈的机械冲击力作用下，淀粉颗粒复合结构被严重破坏。随着球磨时间延长，直链淀粉质量分数不断减少（除8h外），在球磨6h达到最低（13.12%），随后在球磨8 h出现增加的趋势，这可能是因为在机械剪切作用下，淀粉分子链不断发生断裂，而在8 h时，淀粉颗粒被过度破坏，逐渐发生了聚集，从而使得含量有所增加。研究表明，适量的损伤淀粉可以提升面条的黏弹性。损伤淀粉质量分数与球磨时间呈正相关，在球磨8 h时损伤淀粉质量分数最高，约是空白对照组的7倍。

由图1可知，与空白对照组相比，球磨处理使L*值显著增加（77.27～81.37），且在球磨4 h最大，说明球磨4 h制备的产品颜色更亮；同时，球磨处理导致a*值由正数转为负数，说明小米粉红度降低，可能是由于机械力的冲击使淀粉产生了晶格缺陷，降低了粉体的反射光强度；此外，球磨时间对b*值影响也较大，但无固定变化规律。ΔE *可以反映食品加工过程中的颜色变化。研究表明，ΔE *＝2是视觉辨别的阈值，当ΔE *＜2时，颜色变化不可察觉。根据图1可得出，小米粉在球磨0.5～6.0 h的色差变化清晰可见，且在球磨2 h达到最大，而在球磨8 h的色差变化不可察觉，这说明小米粉在球磨8 h色度已趋于稳定，色泽变化甚微。在大多数情况下，产品L*值越高，受消费者青睐的程度越高，本实验结果表明球磨处理小米粉可以更好地满足消费者对小米产品色泽的要求。

4、球磨时间对小米粉结晶度的影响

通过对比衍射图谱发现， 小米粉的2θ 均在23.116°时出现较强特征的衍射峰，在17.179°、17.963°处有相连的弱衍射双峰（图2），表现为典型的A型晶体。此外，球磨2 h和8 h的小米粉在2θ 为17°和18°时表现出弥散特征，这与支链淀粉结构和含量有关，支链淀粉以分支端的葡萄糖链平行排列，形成微晶束结构，晶体结构不够紧密，且支链淀粉含量相对较高，更易受到破坏。

5、球磨时间对小米粉糊化特性的影响

由表4可知，球磨处理显著提高了小米粉的峰值黏度、崩解值和回生值，球磨1 h使这些指标分别从1 478、810、719 Pa·s提高至3 271、2 296、1 219 Pa·s，球磨2 h小米粉的谷值黏度和最终黏度分别从665 Pa·s和1 384 Pa·s提高至982 Pa·s和2 199 Pa·s，可能与机械力作用增加了损伤淀粉、吸水膨润力及支链淀粉的含量有关；同时，球磨处理在一定程度上降低糊化温度和缩短糊化时间，糊化温度和糊化时间分别从76.14 ℃、4.51 min（空白对照组）降低至72.03 ℃（球磨处理1 h）和缩短至4.31 min（球磨处理2 h），原因可能是机械损伤导致淀粉内部结构松散、直链淀粉含量降低，易受热分解；回生值能够反映淀粉的老化程度，回生值越低，产品抗老化性越强，但球磨处理使小米粉回生值显著增加，这对缺乏面筋蛋白的小米粉来说，一定程度上有利于其快速凝胶化，但对面条的抗老化性可能会产生不利影响。

6、球磨时间对小米面团流变特性的影响

由图3可知，面团的G’和G”与角频率呈正相关，且在整个频率测定过程中，G’均大于G”，tan δ＜1.1，这意味着样品的黏弹性以类似固体的弹性为主。球磨处理后面团的黏弹性显著高于空白对照组，且球磨时间在4 h时，G’和G”达到最大值，随后在6 h和8 h出现一定程度下降，G’和G”总体表现出先升后降的趋势，说明在球磨4 h形成的网络结构较牢固有序。出现先上升的原因可能是球磨力度增强使淀粉颗粒减小，增加了淀粉颗粒在蛋白质-淀粉基质中的填充度，改善了面团发育过程中二者的相互作用。其随后下降可能是损伤淀粉含量急剧增大，破坏了凝胶网络结构。较高G’和G”制作的面条黏弹性更好，因此小米粉球磨处理4 h流变特性较好这一结论可以为高弹性面条的加工提供借鉴。

7、球磨时间对小米面条质构特性的影响

由表5可知，与空白对照组相比，面条的弹性、咀嚼性、内聚性及拉断力均有显著提升，硬度（除6 h外）显著降低。球磨4 h时，弹性和拉断力均达到最大，分别为2.35 N和0.25 N，硬度适中，为6.84 N，说明经球磨处理4 h的小米粉黏结性很强，该条件下处理易于提高面条的黏弹性。除球磨处理8 h外，硬度、胶黏性、咀嚼性整体上均随着球磨时间的延长呈缓慢增加趋势。结合面团的流变学特性分析可知，面团的弱凝胶结构对面条质构特性的改善有一定积极作用。

8、球磨时间对小米面条蒸煮特性的影响

如表6所示，与空白对照组相比，球磨小米粉制作的面条断条率和吸水率显著降低，说明面条筋力增强，归因于损伤淀粉含量的增加增强了淀粉分子黏附性；随着球磨时间的延长，吸水率表现出先降低后上升并趋于平稳的变化，在4 h处于较稳定状态（91.33%），可能因为在高能机械力的碰撞下，颗粒瞬间产生的应力导致损伤淀粉出现，影响了淀粉和面团的结晶性。面条的蒸煮损失率变化不稳定，除0.5 h和4 h外均呈增加趋势，可能受谷值黏度的影响，研究表明，谷值黏度与蒸煮损失率呈负相关。较低的断条率、蒸煮损失率与适度的吸水率是面条优良品质的直观表现，综合分析，在球磨时间为4 h时制作的小米面条品质较佳。

9、感官评价结果

如表7所示，不同球磨时间所制面条感官质量综合评分从高到低依次为4 h＞6 h＞2 h＞1 h＞0.5 h＞8 h＞空白对照，随着球磨时间的延长（0.5～4 h），面条感官品质逐渐提升，继续延长至8 h，感官品质逐渐降低；球磨4 h制作的面条感官评分最高，这与面粉的直链淀粉质量分数、峰值黏度、吸水率密切相关。爽滑、不黏连的面条易提升消费者的满意度。综合分析，球磨处理一定程度上可为小米面条的制作工艺提供可靠的技术支撑。

10、相关性分析结果

由表8可知，直链淀粉质量分数与损伤淀粉和支链淀粉质量分数呈极显著负相关（r＝－0 .927、r＝－0.741），膨润力与损伤淀粉和支链淀粉质量分数呈极显著正相关性（r＝0.841、r＝0.661），与直链淀粉质量分数呈极显著负相关（r＝－0.900），面条质构特性（弹性、胶黏性、咀嚼性）、感官品质（色泽、外观、黏性）与直链淀粉质量分数呈极显著负相关，与损伤淀粉和支链淀粉质量分数整体上呈极显著正相关。面条的蒸 煮品质（断条率）与直链淀粉质量分数呈极显著正相关，与损伤淀粉和支链淀粉质量分数呈极显著负相关。由此可推断球磨过程中直链淀粉在机械力作用下断裂成短链小分子，使损伤淀粉含量增加，游离水更易渗入淀粉分子内部引起膨润力提升、水溶性指数增大。低直链淀粉含量、适量损伤淀粉及膨润力的提升可以显著增加面条弹性、胶黏性、咀嚼性，改善面条外观、断条率和蒸煮损失。此外，糊化特性中峰值黏度、最终黏度均与面条的适口性呈极显著正相关，与面条的吸水率呈极显著负相关；其中峰值黏度还与面条弹性、滋气味、外观及韧性呈显著或极显著正相关性。糊化温度与面条的适口性和韧性分别呈极显著和显著负相关。由此可知，小米全粉黏度是影响面条适口性和吸水率的重要因素，其中，提升小米全粉峰值黏度、降低其糊化温度可以改善面条品质。球磨处理通过改变小米全粉中直链淀粉、支链淀粉和损伤淀粉含量，持水力、水溶性指数、膨润力，黏度、糊化温度等理化性质，改善面条的蒸煮、质构特性和感官品质。

结论

通过分析球磨时间对小米全粉淀粉组成、色度、水合特性、黏度特性、流变特性等理化特性的影响，发现球磨处理是提高小米面条质量的有效方法。球磨过程中，在机械力及研磨珠的冲击下淀粉颗粒的结构破坏，部分结晶区向无定形区转变，损伤淀粉质量分数显著增加，但总体保持在15%以下，直链淀粉质量分数降低，支链淀粉质量分数增加，进而使小米粉表现出较佳的水合性能，其持水力和膨润力显著提升。此外，与原生小米粉相比，球磨处理提升了小米粉的亮度，增强了面团的弱凝胶网络结构，使其在面制品加工中展现出更高的可接受度。综合分析，球磨小米粉的理化性质在研磨时间为4 h时较稳定。球磨小米粉制作的面条质地和感官评分比用原生小米粉制成的面条更优，断条率更低，消费者满意度更高，综上，不同球磨时间处理可以为生产高质量的小米面条提供一定的技术支撑。

本文《球磨改性对小米全粉理化特性及其面条品质特性的影响》来源于《食品科学》2023年44卷第9期39-46页，作者：孙晓晓，刘敬科，赵 巍，张爱霞，四兴学，李红民，王运亭。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220526-324 。