玉米又名玉蜀黍、包谷、苞米和棒子等,是我国主要的三大作物之一。玉米糁是玉米食品化利用的重要方向。为了进一步提升玉米糁加工产品的质量,需要对玉米糁原料进行筛选和控制。乳熟期是指玉米从灌浆末期到蜡熟期前的时期,乳熟期的玉米籽粒成分与完熟期有着较大差异,虽然此时籽粒已完成基本的营养成分积累,但还未完成简单小分子质量成分向复杂化合物的转变,因此乳熟期时玉米籽粒中的各种可溶性成分以及游离脂肪酸等蛋白质、脂肪的前体合成成分含量都远高于完熟期玉米。
粽子作为我国的传统食品,口味与品种逐渐趋向多元化,以玉米糁代替糯米开发新型粽子产品,不仅可以进一步更新饮食结构,促进粽子的多元化,还可以促进玉米经济产业链健康发展,大幅度提高农产品的附加值。
江南大学食品学院的李睿轩、王怡、程力*等选择了两种具有代表性的糯玉米品种进行研究,通过分析两种不同成熟期玉米糁的理化性质,筛选新型玉米粽子原料,探究导致粽子品质差异的机理,明确影响玉米粽子品质的关键因素,并对玉米糁原料进行预糊化处理,旨在提升玉米粽子的品质,有效解决玉米粽子口感粗糙、储存期间老化导致的品质下降过快等问题,旨在响应国家“大食物观”全方位多途径开发食物资源,为玉米粽子的开发提供新思路,为新型玉米粽子原料的筛选制备提供理论指导。
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1 不同成熟期糯玉米糁的理化性质
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团队前期通过比较普通玉米糁与糯玉米糁的性质(包括但不限于理化性质、品质分析、储藏期的品质分析、感官分析)与粽子品质相关性进行分析,最终将糯玉米糁作为粽子食品的新型原料。目前,市面上多采用完熟期的糯玉米糁作为食品原料,对其他成熟时期糯玉米糁的研究相对较少,而乳熟期糯玉米拥有比完熟期糯玉米更好的食用价值,采用乳熟期玉米作为原料制备玉米糁拥有更好的研究价值。玉米糁良好的食用品质可以显著改善粽子的品质,因此,研究不同成熟期糯玉米糁对粽子品质的影响,有助于进一步全面了解原料品质对玉米粽子关键性影响因素,开发品质口感良好的玉米粽子产品。
1.1 不同成熟期糯玉米糁基本组成分析
不同成熟期糯玉米糁的基本组分如表2所示,随着糯玉米成熟时期的推移,总淀粉和直链淀粉逐渐积累,含量显著增加,蛋白质含量有所降低,但降低不显著,这与以往文献报道一致,糯玉米糁的灰分与粗脂肪变化并不显著。对于糯玉米糁来说,玉米淀粉的含量显著影响淀粉的糊化程度,只有适宜的淀粉含量才能保证玉米糁食品的最佳口感。总淀粉和直链淀粉含量的增大会使淀粉糊化所需能量逐渐升高,导致玉米糁难以糊化,因此乳熟期玉米糁相较于完熟期更易糊化。
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1.2 不同成熟期糯玉米糁糊化特性
不同成熟期糯玉米糁糊化特性如表3和图1所示。由表3可知,随着成熟时间的推移,糯玉米糁成糊温度和回生值逐渐增加。糯玉米糁在生长期成糊温度的增大表明完熟期糯玉米糁相比于乳熟期糯玉米糁更难糊化,主要因为随着成熟期的推移,直链淀粉逐渐积累,直链淀粉含量较高使淀粉拥有较为紧密的晶体微观结构,淀粉晶体开始熔融时需要较高能量,因此完熟期玉米糁的成糊温度较高。乳熟期糯玉米糁的峰值黏度显著高于蜡熟期以及完熟期玉米糁,峰值黏度反映的是淀粉在升温糊化过程中淀粉颗粒的膨胀程度,表明乳熟期糯玉米糁在糊化后拥有更高的黏度,这一特性可以赋予产品更高的黏滞性和适口性。回生值随着成熟时间的推移逐渐增大,表明其淀粉抗回生性能随着糯玉米的成熟逐渐降低,完熟期糯玉米糁的抗回生能力较弱,更易老化。因此,相比于完熟期糯玉米糁,以乳熟期糯玉米糁作为原料制作的粽子产品拥有更高的黏着性以及更好的抗回生特性。
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1.3 不同成熟期糯玉米糁溶解度、膨润力和持水性
如表4所示,随着成熟时间的推移,糯玉米糁的溶解度、膨润力和持水性均不断减小。这一趋势与糯玉米的直链淀粉含量相关,乳熟期直链淀粉含量更低,对淀粉膨胀的抑制作用更小,导致其溶解度、膨润力和持水性更大,这说明尽管糯玉米品种中的直链淀粉含量较少,但对于玉米糁的性质仍然起到了重要的作用。乳熟期糯玉米糁在加温过程中的高膨润力和持水性可以赋予粽子产品良好的口感和湿润度,相比于完熟期糯玉米糁的品质更好。
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1.4 不同成熟期糯玉米糁结晶结构
由图2可知,随着糯玉米糁成熟时期的推移,玉米淀粉颗粒仍呈A型特征衍射峰,其结晶结构未发生明显变化。同时,所测Y乳熟期、Y蜡熟期、Y完熟期、K乳熟期、K蜡熟期、K完熟期相对结晶度分别为13.66%、11.39%、11.32%、12.84%、12.33%、11.30%。对结果进行显著性分析,发现两种乳熟期与4 种成熟度玉米糁存在显著性差异(除K乳熟期与K蜡熟期
P≤0.05,其余
P≤0.001)。随着成熟时期的推移,淀粉的相对结晶度逐渐降低,这说明在糯玉米成熟过程中,单位质量的淀粉所含结晶成分降低,淀粉中无定形区的增长速率大于结晶区的增长速率,这可能是由于在生长过程中相关酶系的作用使淀粉结晶区内淀粉分子链的有序排列程度和紧密程度发生变化,部分淀粉分子链的双螺旋结构解旋。相比于完熟期糯玉米淀粉,乳熟期糯玉米淀粉的结晶度更高,Y、K相对结晶度分别达到13.66%和12.84%,这表明在糊化过程中破坏其淀粉结构所需的热能更高。
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1.5 不同成熟期糯玉米糁短程有序性
通过FTIR对不同成熟期糯玉米糁的短程有序性进行测定,结果如图3所示。对短程有序性进行计算,得出结果:Y乳熟期0.972±0.001、Y蜡熟期0.935±0.016、Y完熟期0.921±0.008、K乳熟期0.965±0.004、K蜡熟期0.957±0.001、K完熟期0.941±0.002。由此可知,虽然不同成熟期糯玉米糁相比于不同品种的玉米糁的短程有序性差异较小,但随着成熟时期的推移,糯玉米糁的短程有序性呈现逐渐减弱的趋势,淀粉的有序程度逐渐降低,这表明不同成熟期糯玉米糁中乳熟期糯玉米淀粉的有序性最强,有序程度更高,淀粉糊化过程中转变至无序化所需吸收的热能更高,这与1.4节中不同成熟期糯玉米糁结晶度的变化一致。
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1.6 不同成熟期糯玉米糁热力学特性
通过DSC对不同成熟期糯玉米糁的热力学特性进行测定,结果如表5所示,不同成熟期玉米糁的糊化温度变化趋势与RVA测定趋势相同。随着成熟时期的推移,虽然起始成糊温度变化并不显著,但其仍呈升高趋势,糯玉米糁的糊化焓值逐渐降低,这与张海艳的研究结果一致。
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糯玉米糁的起始成糊温度随着成熟时期的推移逐渐升高,说明随着糯玉米籽粒的发育,籽粒中总淀粉与直链淀粉逐渐积累,使淀粉拥有更为紧密的晶体微观结构,淀粉晶体开始熔融时需要的能量更高,淀粉越难糊化,其中乳熟期糯玉米糁的起始成糊温度值较低,说明相比于蜡熟期与完熟期玉米糁其更易糊化。乳熟期糯玉米糁的热焓值显著高于蜡熟期以及完熟期,热焓值随糯玉米籽粒的发育递减,这与其结晶度的降低密切相关,乳熟期玉米有序性更强,晶体结构更加稳定,因此糊化所需能量更大。
1.7 不同成熟期糯玉米糁回生度
如表6所示,对于不同成熟期的糯玉米糁,乳熟期糯玉米糁的回生度最小,Y、K回生度分别为54.00%和52.73%,完熟期糯玉米糁的回生度最大,分别达到59.64%和57.64%,这说明随着成熟时期的推移,样品在4 ℃条件下储藏后,淀粉的回生程度逐渐增大。在淀粉的回生过程中,低温下焓值的变化是由贮藏期间支链淀粉重排堆积形成结晶区熔融所吸收的热量,这表明随着糯玉米成熟时期的推移,储藏期间糯玉米中支链淀粉重新组合和聚集形成有序结构的速率和程度逐渐升高,使淀粉回生的程度逐渐增大,原料的抗回生能力逐渐减小。对于糯玉米糁制作粽子,使用乳熟期糯玉米糁为原料可以延缓储存期间粽子的老化现象,提升产品在储存期的品质。
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1.8 不同成熟期糯玉米糁微观颗粒形貌
通过SEM对不同成熟期糯玉米糁的微观颗粒形貌进行观察。由图4可知,不同成熟期糯玉米淀粉的微观颗粒形貌略有差异。在糯玉米乳熟期时可以观察到淀粉颗粒存在不饱满与凹陷的形状,且淀粉颗粒大小相比于蜡熟期与完熟期较小,这可能是因为在乳熟期时部分玉米淀粉颗粒还处于生长阶段,随着糯玉米成熟时期的推移,玉米淀粉的颗粒形态逐渐饱满,颗粒体积逐渐增大。
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2 不同成熟期糯玉米粽子的品质分析
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2.1 不同成熟期糯玉米粽子的感官评定
由表7可知,不同成熟期糯玉米粽子的感官品质差异较小,但乳熟期玉米粽子感官品质优于完熟期玉米粽子,主要表现为口感的硬度、黏性及弹性差异,乳熟期粽子的硬度更小,黏性及弹性更大。呈现这一结果的主要原因为乳熟期玉米糁总淀粉及直链淀粉含量更低,在相同条件下淀粉更易糊化,同时淀粉在升温糊化过程中淀粉颗粒的膨胀程度更大,黏度更高,使乳熟期糯玉米粽子的黏性更大,口感更佳。
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2.2 不同成熟期糯玉米粽子的质构特性
如表8所示,对于不同成熟期的糯玉米粽子,随着糯玉米成熟时期的推移,粽子的品质逐渐变差。不同时期糯玉米粽子间的差距相比于普通玉米品种粽子较小,其中硬度的变化并不显著,粽子的品质差异主要体现在黏着性、咀嚼性品质,随着糯玉米糁成熟时期的推移,Y、K粽子的黏着性绝对值分别降低了33.67%和34.99%,咀嚼性分别增加了18.48%和24.14%,粽子的黏着性与淀粉的糊化程度相关,这表明相比于完熟期粽子,乳熟期粽子的糊化程度更高,在热作用下淀粉膨胀破裂的程度更高,使淀粉在糊化后具有更高的黏性,导致粽子的口感更为软糯,黏性更大,咀嚼过程中更易吞咽,口感品质更好,这与2.1节中感官品质结果相同。
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3 不同成熟期玉米粽子储存期间的品质分析
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3.1 不同成熟期糯玉米粽子储存期间的感官评定
制备不同品种的玉米粽子,分别在4 ℃条件下储存0、1、3、5、7 d和9 d,然后对其感官品质进行评定。不同成熟期玉米粽子储存期间的感官品质变化如图5所示。随着储存时间的延长,不同成熟期糯玉米粽子的感官评分均下降。乳熟期粽子的感官品质在储存期间一直高于蜡熟期和完熟期,且其品质下降速率更小,Y、K乳熟期的感官评分下降了22.18%和25.69%,而蜡熟期下降了33.64%和34.09%,完熟期下降了37.64%和37.64%,其中蜡熟期与完熟期粽子储存期间感官品质变化差异较小,更为相似。这表明乳熟期糯玉米糁粽子的抗老化能力更好,使乳熟期粽子在储存期间具有更好的品质及其稳定性,与前期回生度及回生值测定结果一致。
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3.2 不同成熟期糯玉米粽子储存期间的质构特性
制备不同品种玉米粽子,分别在4 ℃条件下储存0、1、3、5、7 d和9 d,对其质构特性进行测定,不同成熟期糯玉米粽子储存期间的质构变化如图6所示。随着储存时间的延长,3 种不同时期的粽子的硬度和咀嚼性不断增大,黏着性和内聚性逐渐减小,并且储存时间越长,其品质差异更为明显。而相比于完熟期糯玉米粽子,乳熟期糯玉米粽子的品质变化程度较小,品质下降的趋势更为缓慢,其中质构指标中硬度和内聚性变化程度差异更为显著,其中对于硬度,Y、K乳熟期分别升高了188.94%和143.94%,蜡熟期分别升高了326.80%和299.21%,完熟期分别升高了333.49%和359.08%,这主要是因为淀粉的回生会首先对食品的硬度造成较大影响,同时使粽子内部结合力的强度显著下降。粽子储存期间质构特性的变化趋势表明乳熟期糯玉米粽子相对于蜡熟期与完熟期粽子的抗回生能力更强,储存期间的适口性更好,与玉米粽子储存期间的感官评定结果一致。
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3.3 不同成熟期糯玉米粽子储存期间的水分含量变化
制备不同品种玉米粽子,分别在4 ℃条件下储存0、1、3、5、7 d和9 d,对其水分含量进行测。由图7可知,不同成熟期糯玉米粽子在储存期间的水分含量逐渐降低,其中Y、K乳熟期粽子水分质量分数分别下降了8.81%和8.69%,蜡熟期分别下降了9.16%和9.95%,完熟期分别下降了11.80%和10.14%,并且相比于完熟期糯玉米粽子,在储存后期乳熟期粽子的水分含量更高,这表明乳熟期粽子水分含量的下降趋势更小,其储存期间的持水能力更好,储存后期的粽子湿润程度更好。乳熟期糯玉米直链淀粉含量更低,对淀粉膨胀的抑制作用更小,使粽子持水性更强,粽子中淀粉的老化程度更低,这与感官品质的变化趋势一致。
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4 玉米糁性质与玉米粽子质构特性的相关性分析
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对玉米糁的性质和玉米粽子质构特性的相关性进行分析,结果如图8所示,玉米粽子的质构品质主要与玉米糁原料性质相关性较大,说明粽子的质构品质与玉米糁原料特性显著相关。玉米糁的总淀粉、直链淀粉含量与粽子的质构特性呈显著相关性(
P<0.01),并对粽子的质构品质产生负面影响,其中直链淀粉与粽子质构的相关程度更高,粽子的硬度、咀嚼性与玉米糁的直链淀粉正相关性达到0.99和0.90,说明随着玉米糁直链淀粉含量的升高,淀粉拥有更为紧密的晶体微观结构,其结晶度与淀粉有序性更低,淀粉晶体开始熔融时需要更高能量,对淀粉膨胀的抑制作用更强,导致淀粉更难发生糊化,使粽子在蒸煮后糊化不完全,硬度与咀嚼性明显增加,在食用过程中需要做更多的功才能吞咽,粽子食用口感较差。因此,使用直链含量较低的玉米糁原料可以显著提高玉米粽子的品质。对玉米糁性质中的回生特性进一步分析,以此判断粽子储存期间回生性质与原料性质的相关性。本实验中将回生值、
ΔHg 和回生度作为回生特性的评定指标,由图8可知,回生值、回生度与总淀粉、直链淀粉呈正相关性(
P<0.05),与蛋白质、粗脂肪、成糊温度、溶解度、膨润力、持水性和结晶度呈负相关性(
P<0.05),
ΔHg 与其趋势相反。表明当玉米糁中的总淀粉较高、直链淀粉含量较高时,玉米糁在处理后更容易发生回生现象,且回生值与直链淀粉间相关性达到0.91,这表明对于玉米糁的回生,直链淀粉含量的影响更大。对于不同品种玉米粽子,糯玉米总淀粉含量和直链淀粉含量更低,储存期间糯玉米粽子的品质更好,抗回生能力更强。
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结 论
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本实验以提升玉米粽子的品质、解决玉米粽子口感粗糙、延缓储存期间的老化问题为目标,通过探究不同品种及不同成熟期糯玉米糁原料对玉米粽子品质的影响,筛选适宜加工的最佳成熟期糯玉米品种。结果显示,随着糯玉米成熟时期的推移,两种糯玉米糁总淀粉含量和直链淀粉含量逐渐增加,回生值及回生度逐渐升高,膨润力和持水性降低,粽子感官及质构特性逐渐变差,储存期间回生程度逐渐增加。不同成熟期玉米粽子的感官及质构品质表明,直链淀粉含量对粽子质构的影响最显著,而乳熟期糯玉米粽子的综合品质最好。研究结果可以为筛选新型玉米粽子原料提供参考,对推动玉米在传统食品中的应用、提升玉米食品附加值具有重要意义。
引文格式:
李睿轩, 王怡, 王悦, 等. 不同成熟期糯玉米糁对粽子品质的影响[J]. 食品科学, 2025, 46(21): 63-71. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250428-248.
LI Ruixuan, WANG Yi, WANG Yue, et al. Effect of corn grits at different maturity stages on the quality of Zongzi[J]. Food Science,2025, 46(21): 63-71. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250428-248.
实习编辑:甘冬娜;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
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为汇聚全球智慧共探产业变革方向,搭建跨学科、跨国界的协同创新平台,由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心(动物替代蛋白)、中国食品杂志社《食品科学》杂志(EI收录)、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志(SCI收录)、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志(ESCI收录)主办,西南大学、 重庆市农业科学院、 重庆市农产品加工业技术创新联盟、重庆工商大学、重庆三峡学院、西华大学、成都大学、四川旅游学院、西昌学院、北京联合大学协办的“ 第三届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会 ”, 将于2026年4月25-26日 (4月24日全天报到) 在中国 重庆召开。
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