米线是我国的特色小吃，其口感爽滑、无麸质、致敏性低，深受消费者喜爱，目前市场上的米线大多以大米加工而成。糙米保留了富含膳食纤维、维生素、矿物质、γ-氨基丁酸、植酸和谷维素等的麸皮（即米糠，主要为种皮、胚芽等）[1]，因此以糙米为原料制成的糙米米线的营养价值高于大米米线。但糙米中膳食纤维韧性强、难以粉碎，导致以糙米粉为原料加工而成的糙米米线的口感粗糙、适口性差、不易被消费者接受，因而目前市售的糙米米线仍较为少见。
为提高糙米米线的食用品质，研究者探究了回添法（将物理改性后的米糠添加至大米粉中）加工糙米米线。孙周亮等[1]应用回添法制备的挤压膨化米糠糙米米线的蒸煮损失率和感官得分优于未处理米糠糙米米线；Wu 等[2]采用回添法制备的挤压稳定化米糠糙米米线的蒸煮品质和质构特性较未挤压稳定化米糠糙米米线得到改善。
蒸汽爆破（steam explosion，SE）简称汽爆，是一种物理改性膳食纤维（dietary fiber，DF）的方法，具有绿色环保、适合工业化规模生产等优势。适当的SE 处理可破坏DF 的致密结构，使不溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber，IDF）中的纤维素和半纤维素转变为可溶性膳食纤维（soluble dietary fiber，SDF），提高DF 的适口性及米糠的持水性、持油性[3-4]，增强SDF 吸附多余胆固醇、葡萄糖及有毒阳离子的能力[5-6]。本试验以长粒香稻谷米糠为原料，探讨蒸汽爆破工艺条件（蒸汽压力、维压时间、米糠粒度）对SE 处理米糠SDF 含量的影响，以及添加不同SDF 含量汽爆米糠糙米米线的蒸煮特性、质构特性及感官品质之间的差异，以期为生产营养丰富、适口性好的糙米米线提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
长粒香稻谷米糠：哈尔滨市五常金禾米业有限公司；长粒香脱脂稻谷米糠：天津商业大学食品工艺学实验室自制；籼米：抚州市永庆米业有限公司；膳食纤维检测试剂盒、淀粉检测试剂盒：爱尔兰Magazyme 公司；糖化酶（100 U/mg）、α-淀粉酶（10 U/mg）、碱性蛋白酶（100 U/mg）：北京博奥拓科技有限公司；无水乙醇、丙酮、葡萄糖等（均为分析纯）：天津市富宇精细化工有限公司。
1.2 仪器与设备
蒸汽爆破工艺实验台（QBS-80）：河南正道环启宝有限公司；紫外可见分光光度计（UV5Bio）：上海梅特勒-托利多仪器有限公司；单螺杆挤丝组合机（CHQ80）：广东省东莞市陈辉球米粉设备有限公司；多用老化箱（HE-UV8）：东莞市豪恩自动化设备有限公司；质构分析仪（TA-XT2i）：英国Stable Micro System 公司；水分测定仪（M150）：德国Sartorius 公司。
1.3 方法
1.3.1 米糠基本成分的测定
分别参考GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》中的直接干燥法、GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》中的方法、GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》中的索氏抽提法、GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法、GB 5009.9—2016《食品安全国家标准 食品中淀粉的测定》中的酶水解法和GB 5009.88—2014《食品安全国家标准 食品中膳食纤维的测定》的方法，测定米糠水分、灰分、脂肪、蛋白质、淀粉及SDF、IDF 的含量。
1.3.2 蒸汽爆破（SE）米糠的制备
以蒸汽压力、维压时间和米糠粒度为影响因素，以SDF 含量为测定指标，设定试验条件：固定米糠粒度（过60 目筛的筛下物）、维压时间200 s，将蒸汽压力分别设置为0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 MPa，进行SE 处理；固定米糠粒度（过60 目筛的筛下物）、蒸汽压力1.2 MPa，将维压时间分别设置为100、200、300、400 s，进行SE处理；固定蒸汽压力1.2 MPa、维压时间200 s，以分别过60、80、100 目和120 目筛的筛下物米糠为试验材料进行SE 处理。将SE 处理后的各米糠于45 ℃烘至水分含量为10.25%（与原米糠水分含量10.27%相近）后粉碎，过60 目筛，密封、冷藏待用。以原米糠（即未处理米糠）为对照。
1.3.3 糙米米线的制作
前期预试验发现，当米糠粉（过60 目筛）的添加量大于6% 时，米线的品质明显下降。米糠经SE 处理后，其DF 的组成、含量、特性发生了变化，可能会影响其在米线中的应用效果。因此，研究添加8%（以籼米与米糠的质量总和为基准，干重） SE 处理米糠对米线品质的影响。以料液质量比为1∶2，将籼米加入纯净水中浸泡12 h 后取出并沥干，将未经SE 处理米糠和SE 处理米糠分别以8% 的质量分数与沥干的籼米混合，经粉碎、过100 目筛、混匀后，调制混合粉水分含量为36%，使用单螺杆挤丝组合机制备成直径为2 mm的米线，室温下自然老化1 h 后于老化箱中沸水复蒸40 min，待冷却后切成20 cm 长的米线，干燥后密封。
1.3.4 米线蒸煮特性的测定
参考吴娜娜等[7]的方法测定米线的蒸煮特性，并稍作修改。取20 根粗细相对均匀的糙米米线，放入500 mL 沸水中，同时开始计时，从5 min 开始，每隔30 s 取出1 根米线，切开，观察其芯部色度变化，直至无白心时判定为熟制米线，其煮制时间为米线的最佳蒸煮时间。
用水分测定仪测定干制糙米米线的水分含量（w，%）。取20 根粗细相对均匀且长度约为20 cm 的干米线，称其质量（m1，g）后放入500 g 沸水中，煮至其最佳蒸煮时间后捞出，用吸水纸吸去表面的水分，称其质量（m2，g），数出完整米线的根数（n）后，置于105 ℃下烘至恒重（m3，g）。分别依照公式（1）、（2）、（3）计算面条的吸水率（A，%）、蒸煮损失率（L，%）和断条率（B，%）。
1.3.5 米线质构特性的测定
参考周游等[8]的方法，利用质构分析仪测定米线的质构特性，测试前从冷水中取出蒸煮后的米线，将5 根长度约为5 cm 的米线并排放在测试台中间位置。测试条件：采用全质构分析模式，应用HDP/PFS 探头，测前、测试、测后速度分别为2.0、1.0、2.0 mm/s，压缩形变量75%，压缩时间为5.0 s，触发力5.0 g。
1.3.6 米线的感官评价
选取经过感官培训的10 名食品科学与工程专业人员组成感官评定小组，参考粮食行业标准LS/T 6137—2020《米粉条食用品质感官评价方法》和孙周亮等[1]的评定方法制定评定标准，具体见表1。
表1 糙米米线感官评定标准
Table 1 Sensory evaluation criteria for brown rice noodles
指标外观与色泽气味质地食味评定标准表面光滑，有明显光泽，形态完整，粗细均匀；色泽均匀，具有糙米粉固有色泽或浅棕色表面较光滑，略有光泽，形态较完整，粗细较均匀；色泽较均匀，呈深棕色或褐色表面不光滑，无光泽，形态不完整，粗细不均匀；色泽不均匀，呈黑色大米或糙米香味浓郁，无酸味或其他异味大米或糙米香味较淡，无酸味或其他异味无大米或糙米香味，无酸味或其他异味无大米或糙米香味，略有酸味或其他异味口感柔软顺滑，无粘牙或夹生现象，黏性及软硬度适中，有嚼劲口感较柔软顺滑，基本不粘牙或无夹生现象，黏性较大或较小，略硬或软，稍有嚼劲口感粗糙，有粘牙或夹生现象，黏性过大或过小，太硬或太软，无嚼劲咀嚼时有浓郁的米香味，无异味咀嚼时有淡淡的米香味，无异味咀嚼时无米香味，无异味咀嚼时无米香味，稍有异味分值15～20 10～＜15 0～＜10 15～20 10～＜15 5～＜10 0～＜5 30～40 20～＜30 0～＜20 15～20 10～＜15 5～＜10 0～＜5
1.4 数据处理与分析
结果以平均值±标准差表示，分别使用SPSS 22 和Origin 2015 软件对数据进行分析和作图处理。
2 结果与分析
2.1 SE 处理前后米糠基础成分的变化
选取未处理米糠和SE 处理米糠（蒸汽压力0.8 MPa、维压时间200 s、米糠粒度60 目）进行基础成分的测定，结果见表2。
表2 SE 前后米糠的基础成分含量
Table 2 Basic component contents of rice bran before and after SE
注：同列不同字母表示样品间差异显著（P＜0.05）。
米糠样品未处理米糠SE 处理米糠水分含量/%10.27±0.05a 10.82±0.13a蛋白质含量/%干基14.98±0.23b 15.05±0.09a脂肪含量/%干基20.12±0.06b 23.41±0.15a灰分含量/%干基11.38±0.62b 11.75±0.21a淀粉含量/%干基12.71±0.19a 11.85±0.24b IDF 含量/%干基31.66±0.82a 23.45±0.47b SDF 含量/%干基3.22±0.47b 4.91±0.22a DF 含量/%干基34.88±0.64a 28.36±0.42b
由表2 可知，SE 处理米糠的蛋白质、脂肪、灰分和SDF 含量均显著增加，这可能是由于SE 过程中产生的分解产物在高温下挥发[9]，使总干物质损失，从而间接导致其它组分含量增加；而淀粉、IDF 和DF 含量则显著降低，这可能是由于蒸汽爆破使纤维中部分不溶性糖分解成可溶性糖，导致IDF 和SDF 含量发生变化。
2.2 蒸汽压力对米糠SDF 含量的影响
蒸汽压力对米糠SDF 含量的影响如图1 所示。
图1 蒸汽压力对米糠SDF 含量的影响
Fig.1 Effect of steam pressure on SDF content of rice bran
由图1 可知，在蒸汽压力为0.4 MPa 时，米糠SDF的含量最高，较未处理米糠（蒸汽压力为0 MPa）SDF的含量约增加了94.7%。蒸汽爆破处理使纤维中的部分不溶性木葡聚糖和半乳甘露聚糖断裂成可溶性的木葡聚糖和半乳甘露聚糖[10]，导致SDF 含量增加；当蒸汽压力大于0.4 MPa 时，随着蒸汽压力的升高，物料SDF 的含量降低，这是由于当蒸汽压力过大时，瞬间释压汽爆导致水蒸气急速膨胀的作用力过强，加剧焦糖化反应，组成SDF 的半乳甘露聚糖和木葡聚糖发生降解[11]，从而使SDF 含量下降。
2.3 维压时间对米糠SDF 含量的影响
不同维压时间对米糠SDF 含量的影响如图2 所示。
图2 维压时间对米糠SDF 含量的影响
Fig.2 Effect of pressure maintenance time on SDF content of rice bran
由图2 可知，在维压时间为100～400 s 时，随维压时间的延长，汽爆米糠SDF 的含量整体上呈现先增加后降低的趋势，且汽爆米糠SDF 的含量较未处理米糠（维压时间为0 s）均明显增加。在维压时间为100～200 s 时，SDF 含量变化不显著，表明此维压时间范围对米糠SDF 含量的影响较小；在维压时间为300 s 时米糠SDF 的含量最高（5.09%），较未处理米糠增加了58.1%。维压时间影响着物料中半纤维素的降解和木质素的软化程度以及介质的渗透程度[12]，因而维压时间的延长导致了SDF 含量的增加，而维压时间过长可能会使纤维素、半纤维素和木质素部分降解为5-羟甲基糠醛、糠醛、酚类等小分子产物[13]，使SDF 含量降低。
2.4 米糠粒度对蒸汽爆破米糠SDF 含量的影响
米糠粒度对汽爆米糠SDF 含量的影响如图3 所示。
图3 米糠粒度对汽爆米糠SDF 含量的影响
Fig.3 Effect of particle size of rice bran on SDF content of rice bran
由图3 可知，米糠粒度为60～120 目时，随着米糠粒度的减小（目数的增大），SDF 的含量呈现先升高后降低的趋势，米糠粒度为80 目时SDF 的含量最高，较未处理米糠增加了22.0%。米糠粒度越小，高温高湿蒸汽越易穿透米糠颗粒，水蒸气软化米糠作用越明显，越利于纤维的降解，但当米糠粒度过小时，会降低体系的饱和蒸汽压力并产生毛细管效应，从而导致蒸汽进入米糠内部的量减少，不利于纤维的降解[14]，致使SDF的含量减少。
根据以上试验结果，从SDF 含量、汽爆能耗等方面考虑，选择蒸汽压力≤1.2 MPa（0.4、0.8、1.2 MPa）、维压时间为200 s、米糠粒度≤120 目（60、100、120 目），且SDF 含量为高、中、低的5 种汽爆处理米糠，研究其对糙米米线的蒸煮特性、质构特性与感官品质的影响。
2.5 汽爆处理米糠对糙米米线蒸煮特性的影响
米线最佳蒸煮时间的长短表示米线耐煮性的强弱，熟制米线的断条率越高表明米线的筋力越低、品质越差，蒸煮损失率越高说明米线的蒸煮耐受性越差、质地越差、米线的结构越薄弱[15]，品质好的米线应具有较低的蒸煮损失率（＜10%）[16]。汽爆处理米糠对糙米米线蒸煮特性的影响如表3 所示。
表3 汽爆处理米糠对糙米米线蒸煮特性的影响
Table 3 Effect of rice bran treated by steam explosion on cooking characteristics of brown rice noodles
注：同列不同字母表示样品间差异显著（P＜0.05）。
米线样品未汽爆米糠米线0.4 MPa、200 s、60 目米糠糙米米线0.8 MPa、200 s、60 目米糠糙米米线1.2 MPa、200 s、60 目米糠糙米米线1.2 MPa、200 s、120 目米糠糙米米线1.2 MPa、200 s、100 目米糠糙米米线SDF 含量/%3.22±0.25c 6.27±0.21a 4.91±0.22b 3.71±0.18c 2.82±0.17d 2.41±0.18d最佳蒸煮时间/s 425.19±12.32a 331.58±9.13c 419.57±13.26a 360.86±12.52b 329.56±11.31c 302.53±8.73c断条率/%24.97±2.35a 12.61±1.18b 7.71±3.42b 12.60±2.91b 24.35±1.98a 7.62±1.56b吸水率/%219.60±3.61c 199.72±3.17d 184.39±2.92e 251.19±3.52a 237.86±3.55b 234.62±4.06b蒸煮损失率/%3.41±0.56c 5.89±0.78b 24.90±0.49a 3.61±0.35c 2.81±0.63d 4.83±0.47bc
由表3 可知，5 种汽爆米糠糙米米线的最佳蒸煮时间较未汽爆米糠糙米米线均有所缩短，这与Wu 等[2]的挤压稳定化糙米米线蒸煮品质的试验结果一致；汽爆米糠糙米米线的断条率较未汽爆米糠糙米米线显著降低（1.2 MPa、200 s、120 目米糠糙米米线除外），可能是未汽爆米糠中IDF 含量较高，亲水性较差，米线结构不紧密，煮制时易断条；而1.2 MPa、200 s、120 目米糠糙米米线的高断条率可能与此汽爆条件导致汽爆米糠纤维与籼米淀粉颗粒分子间的作用力变弱有关[1]。0.8 MPa、200 s、60 目米糠糙米米线的吸水率最低（184.39%），蒸煮损失率最大（24.90%），而其他汽爆米糠糙米米线的蒸煮损失率均小于10%，这可能是因为0.8 MPa、200 s、60 目米糠的密度较小，其不利于糙米米线内部连续且致密结构的形成[1]。0.8 MPa、200 s、60 目米糠糙米米线的SDF 含量较高（4.91%），耐蒸煮性好，断条率低，但其蒸煮损失率高，这可能是此汽爆条件下的米糠膳食纤维结构不易与淀粉凝胶形成网络结构[2]，导致米线结构较松散。因此，0.8 MPa、200 s、60 目米糠不适于与籼米混合制作糙米米线。
2.6 汽爆处理米糠对糙米米线质构特性的影响
高质量的米线应软硬适中，弹性好，耐咀嚼[17]；米线质构硬度值越高，其口感越硬[18]。表4 为汽爆处理米糠糙米米线的质构特性。
表4 蒸汽爆破米糠对糙米米线质构特性的影响
Table 4 Effect of rice bran treated by steam explosion on texture properties of brown rice noodles
注：同列不同字母表示各样品间差异显著（P＜0.05）。
米线样品未汽爆米糠米线0.4 MPa、200 s、60 目米糠糙米米线0.8 MPa、200 s、60 目米糠糙米米线1.2 MPa、200 s、60 目米糠糙米米线1.2 MPa、200 s、120 目米糠糙米米线1.2 MPa、200 s、100 目米糠糙米米线硬度/g 1 129.72±85.53c 1 173.04±46.70b 1 192.49±28.03b 1 224.81±14.28b 1 246.19±39.92b 1 305.53±13.74a咀嚼性907.31±42.24c 925.82±46.90b 932.67±19.90b 945.84±98.01b 934.09±10.72b 978.37±15.03a黏性/（g·s）13.04±2.12a 10.83±0.71b 5.91±0.85c 4.03±0.42c 4.14±0.53c 3.89±0.57c内聚性0.85±0.14a 0.80±0.02b 0.78±0.03b 0.76±0.02b 0.76±0.03b 0.76±0.03b回复性0.37±0.03a 0.35±0.01a 0.30±0.01b 0.23±0.01c 0.22±0.02c 0.22±0.01c弹性0.94±0.08a 0.96±0.02a 0.94±0.02a 0.92±0.01a 0.91±0.03a 0.92±0.02a
由表4 可知，5 种汽爆米糠糙米米线的硬度和咀嚼性较未汽爆米糠糙米米线均显著增加，且汽爆米糠糙米米线的硬度随米糠中SDF 含量（见表3）的减小而逐渐增大，而黏性、内聚性、回复性则整体上随SDF 含量的减小而减小，弹性则无显著差异。这是由于汽爆米糠膳食纤维的持水力高于未汽爆米糠[19]，米糠与籼米混合制作米线时，汽爆米糠与籼米淀粉争夺水分更强烈，减少了水与淀粉的结合，使淀粉分子难糊化，引起汽爆米糠糙米米线的硬度增加[20]，黏性、内聚性、回复性降低。SDF 结构疏松，具有优良的水合特性，影响面筋的形成[21]，导致SDF 含量高的汽爆米糠糙米米线的硬度和咀嚼性整体上相对较低，黏性、内聚性、回复性、弹性相对较高。因此适当的汽爆处理有利于提高米线的质构特性。
2.7 糙米米线的感官评定
米糠经汽爆处理后，其SDF 的交联结构被破坏，SDF 的含量增加，膳食纤维的持水性、膨胀性得到改善[22]，但在汽爆过程中发生了美拉德反应，有色终产物类黑精的形成导致米糠褐变[23]，且褐变度随蒸汽压力增大、维压时间的延长而增大[24]。因此，汽爆米糠的添加会对米线的感官品质产生一定的影响。表5 为米糠糙米米线的感官评定结果。
表5 蒸汽爆破米糠糙米米线的感官评定
Table 5 Sensory evaluation of brown rice noodles made of rice bran treated by steam explosion
注：同列不同字母表示各样品间差异显著（P＜0.05）。
米线样品未汽爆米糠米线0.4 MPa、200 s、60 目米糠糙米米线0.8 MPa、200 s、60 目米糠糙米米线1.2 MPa、200 s、60 目米糠糙米米线1.2 MPa、200 s、120 目米糠糙米米线1.2 MPa、200 s、100 目米糠糙米米线外观与色泽18.50±1.32a 18.42±1.63a 14.39±0.91c 14.68±0.68c 16.31±1.72b 15.14±1.25b气味14.23±0.45b 16.61±1.21a 13.47±1.32c 14.04±1.30b 14.49±0.76b 14.13±1.51b质地34.14±2.33b 35.72±2.50a 33.10±1.98c 34.18±2.61b 34.61±2.95b 34.33±3.04b食味17.24±0.92b 18.08±1.18a 16.92±2.04c 17.04±1.56c 17.46±2.23b 17.22±0.76b总分84.11±3.22b 88.83±1.75a 77.88±0.94c 79.94±0.67c 82.87±0.83b 80.82±2.26b
由表5 可知，6 种米糠糙米米线中，0.4 MPa、200 s、60 目米糠糙米米线（SDF 含量最高）的感官评定总分最高，其色泽（浅棕色）与未汽爆米糠糙米米线相近，软硬度适中，糙米香味较浓，但未汽爆米糠糙米米线的黏性感较大（这与其黏性结果相一致），而其他4 种汽爆米糠糙米米线的色泽（深棕色、浅褐色或深褐色）较差，糙米香味较淡，影响了其感官品质，导致感官总分较低。
3 结论
本试验探讨蒸汽爆破工艺条件（蒸汽压力、维压时间、米糠粒度）对汽爆米糠SDF 含量的影响，以及添加不同SDF 含量汽爆米糠糙米米线的蒸煮特性、质构特性及感官品质之间的差异。结果显示，适当的蒸汽爆破处理可增加长粒香稻谷米糠SDF 的含量，粒径60 目的米糠经0.4 MPa、200 s 的汽爆处理后，其SDF的含量为6.27%，较未汽爆米糠增加了94.7%。蒸汽爆破米糠SDF 的含量显著影响糙米米线的品质，与未汽爆米糠糙米米线相比，添加8% 汽爆米糠糙米米线的最佳蒸煮时间、断条率得到改善，硬度和咀嚼性显著增加（P＜0.05）。添加5 种不同汽爆条件处理米糠的米线中，0.4 MPa、200 s、60 目米糠米线的色泽与未汽爆米糠糙米米线相近，蒸煮特性好，感官得分最高；0.8 MPa、200 s、60 目米糠糙米米线的蒸煮损失率最大（24.90%）、米线呈深褐色；1.2 MPa、200 s、120 目米糠糙米米线的断条率较高（24.35%）；1.2 MPa、200 s、60 目米糠糙米米线和1.2 MPa、200 s、100 目米糠糙米米线呈深棕色，感官评分较低。因此，添加0.4 MPa、200 s、60 目汽爆米糠糙米米线的品质最好，即应用SDF 含量高的汽爆米糠制备的糙米米线的品质最好。
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