利用TX-700 质构仪进行米饭的硬度和粘性分析,LAMY,质构仪,TX-700,物性测定仪

大米中含有淀粉(直链淀粉和支链淀粉)、蛋白和脂肪。淀粉主要包括直链淀粉(20-30%)和支链淀粉(70- 80%)。米饭的硬度和粘性取决于三个化学特性,即:

1.  蒸煮时水中提取的淀粉量(即淀粉含量)。
2.  凝胶化温度(即水稻开始吸水,淀粉开始膨胀的温度)。
3.  凝胶的稠度(煮熟的米饭冷却后变硬的趋势)。

淀粉酶的含量将决定煮熟的米粒是干的、片状的还是湿的、粘的。这是因为直链淀粉含量高会导致大米在烹饪过程中体积膨胀,更大程度上出现片状;而低凝胶稠度意味着大米在冷却后会变硬。另一方面,如果直链淀粉含量低,煮熟的米粒则潮湿而粘稠。

一般认为粳稻比籼稻粘稠,因为它的直链淀粉含量低。另一方面,籼米具有较高的直链淀粉含量,使煮熟的大米更硬,粘性更小。然而,稻米的质地不能完全归因于直链淀粉的含量,还与蛋白质和脂肪含量有关。可见,蒸煮米表面提取物中蛋白质含量越高,蒸煮米越硬,粘稠度越低。

使用TX-700 质构仪搭配圆柱型探头,可以通过在目标距离上压缩饭粒并测量压缩力值,以及从饭粒中撤回时所需的力来反映饭粒的硬度和粘性。因此,质地分析仪可用于监测烹饪时间的影响、配方变化、过程控制变化甚至产品货架期研究,并有助于确保生产过程中一致的产品质量和质地。

所用设备

  • 仪器:TX-700 质构仪(5Kg负载单元)
  • 附件:圆柱型探头
  • 软件:RHEOTEX 软件

参数设置

  • 测试类型:Compression
  • 测前速度:1.0mm/s
  • 测试速度:1.0mm/s
  • 测后速度:以测试速度返回
  • 目标类型:% Deformation
  • 目标形变:60%
  • 触发负载:5 g

样品预备

  • 用中火将一杯米放入两杯水中煮20分钟。用叉子按压几粒米饭,确保米饭完全煮熟。
  • 把煮好的米饭放在一个容器里,让米饭冷却5分钟。
  • 每次从相似的位置取样品,对于希望对比的样品,还需确保样品的温度一致。
测试结果

  • 最大峰值力是测量样品硬度的一种方法。硬度值与所选择的压缩程度相关:变形量越大,硬度值越高。
  • 压缩距离不建议大于样品高度的60%,因为此时探头开始对台面产生作用力,可能会发生基台效应。
  • 该样品的粘附力非常小,因此在图1中未观察到负峰。

图1:负荷/时间曲线图

  • 图2中闭合部分的面积为压缩过程所做的功。

  • 由于样品的粘附力非常小,因此未观察到负峰。
 

图2:负荷/位移曲线图

(圆柱形探头,米饭质量:12克,测试参数:硬度和粘性)

下表概况了测试结果(12次平行测试,取平均值):
样品 峰值负载

(g)

粘附力

(g)

(mJ)

粘附性

(mJ)

米饭 2,496.9 8.3 7.29 0.06
  • 当触发负载(或力)达到5克时,测试开始。此时,探针在样品表面停留几秒钟,仪器测量样品长度(基于样品表面到基板的距离)。一旦测量了样品的高度,探头就继续压缩至目标变形%。当探针压缩样品时,可以看到力随着变形%的增加而增加。一旦达到目标变形%,探头从样品中撤回并返回到离样品表面几毫米的起始位置。当探针从样品中抽离时,测量粘性(粘着力)和粘附性(将样品与探头分离的能量)。表现为图谱中的负值部分,附着力是最大的负值,粘附性是图谱的负部分下的面积。粘着力是用来克服样品和与之接触的探针之间的引力,这种引力模拟米饭对牙齿的粘性。从图中可以看出,样品的粘性非常低(见上表)。
  • 图中的最大力值是样品硬度的度量值。这个值与牙齿压缩样品所需的力有关;数值越高,样品越坚固(参见图1和图2)。在目标变形%范围内压缩试样所使用的能量被测量为正峰值下的面积(2),所做的功只能在负载/距离图上观察到,因为它涉及到施加一个给定距离的力。所做的功的值与咀嚼时克服试样内部化学键强度所需要的能量有关。该值越高,分解/咀嚼样品所需的能量就越多。
  • 对于本次测试,在5.7-31秒的时间段内计算了平均负载,如图1所示。在规定距离40毫米内所做的功是根据负载/距离图(见图2)计算出来的,即曲线图下的面积,是克服样品内部键强度所需的能量。

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