國立臺灣大學生物資源暨農學院農業化學所 碩士論文
Department of Agricultural Chemistry College of Bioresources and Agriculture
National Taiwan University Master Thesis
以國產富機能性有色米穀粉開發新穎式中式麵條
Domestic Bioactive Colored Rice Flour for Novel Chinese Noodles Making
段以南 Enan Duan
指導教授：賴喜美 博士 Advisor: Hsi-Mei Lai, Ph.D.
中華民國 104 年 7 月
July 2015
1
謝誌
從大學至研究所期間，感謝指導教授賴喜美教授所給予的科學訓練。大至研 究架構，小至論文撰寫細節，鉅細靡遺地盡心指導，使我在邏輯思考與規劃上受 益良多，並得以一窺學海之浩瀚。感謝賴教授在生活上的照顧與包容，使我在農 業化學所，無後顧之憂地順利完成學業。感謝賴教授和論文口試委員林子清科長、
張永和教授、陳烱堂教授，在論文和口試中細心的指導，使此論文得以更臻完善。
感謝學姐黃玉嬋、林佩吟、張馨云在研究上多方的指導與協助，訓練我獨立 思考與解決問題的能力，使得以逐漸成為能獨當一面的人。感謝實驗室同儕與同 仁們，在研究期間每日生活上的包容、愛心與研究上的幫助；在同甘共苦後，成 為更珍惜彼此的人。
感謝父母和家人，無條件地全力支持我的每一個決定，讓我無後顧之憂地專 心在研究上；感謝家人們不遺餘力地在論文實驗上的協助。感謝每一位陪我經歷 喪親之痛的朋友，使我安然走過最忙碌的碩二下生活。
I
摘要
本研究選用國產有色米（花蓮太巴塱紅糯米(RW)與花蓮太巴塱黑糯米(BW)）
為試驗材料，分析其理化性質及機能性成分，並探討濕熱處理對有色米理化性質 之影響。試驗中，以30%及 51%有色米穀粉（未處理及濕熱處理）取代小麥麵粉，
建立製程，製備富含機能成分之中式米麵條，並探討取代程度及濕熱處理米穀粉，
對有色米麵條的烹煮品質與質地之影響。此外，將米麵條預拌粉（米穀粉：小麥 粉=3:7 及 51:49），進行 90 天貯藏試驗，分析其於貯藏期間，機能性成分與游離 脂肪酸含量變化。實驗結果發現，紅糯米與黑糯米經濕熱處理後，澱粉分子內部 發生重排，因此糊化溫度提高。且濕熱處理15 分鐘以上，可使米穀粉中酵素活性 失活，造成黏度分析中，最高黏度與最終黏度上升。此外，以稻穀形式進行濕熱 處理，可降低濕熱處理中熱與水分對其糊液黏度性質之影響程度。熱性質分析結 果顯示，濕熱處理將造成吸熱峰往高溫移動，並使熱焓值減少。濕熱處理時糊化 情形隨加水量之增加漸趨明顯，且水分對糊化程度的影響較時間更為顯著。以濕 熱處理15 分鐘之米穀粉和小麥麵粉 30%或 51%進行配粉，其糊液黏度特性與純小 麥麵粉最為接近，故以此配粉製作米麵條。米麵條中，以稻穀形式濕熱處理15 分 鐘之米穀粉製作米麵條，麵糰成糰性較佳，與小麥麵條之外觀亦較為相近。麵條 性質與質地測定結果中發現，以米穀粉取代之米麵條，烹煮時間顯著減少；以稻 穀形式濕熱處理15 分鐘後，其米麵條烹煮損失率最低，並具有較低的黏著力與較
大的拉伸性。以 51%米穀粉取代之米麵條，添加活性麵筋可使米麵條之烹煮損失
率與黏著力下降，並提升其硬度、咀嚼性與柔軟度。添加 8.8%活性麵筋可維持熟 麵條之完整性，增強麵條結構。官能品評結果顯示，51%米穀粉取代之紅糯及黑糯 米麵條之接受度較30%取代之米麵條為高。濕熱處理 15 分鐘之紅糯米穀粉所製備 之51%取代米麵條，其整體接受度在紅米麵條中最佳。以濕熱處理 15 分鐘之紅糯 米穀粉，和以未經處理之黑糯米穀粉或濕熱處理15 分鐘之黑糯米穀粉，添加 8.8%
之活性麵筋，所製備之 51%取代米麵條，最具開發潛力。貯藏試驗中，濕熱處理
會抑制酵素活性；而4 oC 貯藏則可降低游離脂肪酸含量。機能性成分測定中，黑 糯米麵條總酚含量為紅糯米麵條之兩倍。黑糯米穀粉總花青素含量不受貯藏溫度
II
之影響。製成黑糯米麵條後，總花青素含量仍維持原料之 70%。本研究成果不僅
提升國產有色米應用範疇，更提供國人富機能性新穎米食製品之新選擇。
關鍵詞：有色米、總酚、濕熱處理、米麵條、貯藏、游離脂肪酸
III
Abstract
The physical properties and bioactive compounds of domestic colored rice (RW
and BW) were investigated. Furthermore, the effects of heat-moisture treatment (hmt) of
the colored rice on the physical properties were investigated. The process of 30% and
51% substitution of colored rice (including hmt rice) with wheat flour for bioactive
Chinese rice noodle making was built up. The effect of rice replacement levels and hmt
levels on cooking quality and textural properties of colored rice noodles were also
investigated. The mixture of rice flour and wheat (rice flour: wheat = 3:7 and 51:49)
was stored for 90 days to evaluate the changes of free fatty acids and bioactive
compounds during storage. The pasting properties analysis results showed that the hmt
rice flour had higher pasting temperature due to molecular rearrangement of starch
molecules. When hmt time is over 15 min, it inactivated enzyme, and caused peak and
final viscosity increased. When the heat-moisture treatment was processed in rough rice
form, the effect of heat and moisture to pasting properties was reduced. The thermal
properties analysis results showed that hmt caused TO shifted to higher values and
enthalpy reduced. The additional moisture during hmt caused higher gelatinization level,
and the effect of moisture to gelatinization level was more obvious than heating time to
it. The mixture of wheat and hmt rice (30% and 51%) showed a pasting viscosity similar
IV
to pure wheat flour and may ideally substitute for wheat flour in noodle preparation.
Rice noodle had less cooking time than wheat noodle. The rice noodle containing hmt in
rough rice form had lower cooking loss and adhesiveness, and higher tensile strength
than noodle containing untreated rice. Adding 8.8% vital gluten in 51% substitution rice
noodles decreased cooking loss and adhesiveness, and also increased firmness,
chewiness and tenderness. The sensory evaluation results showed that the 51%
substitution rice noodle had the higher value on total acceptance. The 51 % substitution
hmt (15 min) red rice noodle had the highest value of total acceptance in red rice noodle.
51% rice noodle prepared from hmt red rice, native or hmt black rice showed the beat
potential to rice noodle products. During storage, the lower storage temperature at 4 oC
and hmt caused less free fatty acid. In bioactive compounds analysis, total phenolics in
black rice noodle was two times of red rice noodle. Total anthocyanins in black rice was
not affected by storage temperature. There was 70% maintenance in total anthocyanins
from black rice flour to black noodles. The results of this study not only promote the
application category in domestic colored rice but also provide new choice about
bioactive novel rice products for compatriots.
Keywords: colored rice, total phenolics, heat-moisture treatment, rice noodle, storage,
free fatty acid.
V
目錄
摘要 ... I Abstract ... III 目錄 ... V 圖目錄 ... VII 表目錄 ... IX
第一章、前言 ... 1
第二章、文獻整理 ... 2
第一節、有色米 ... 2
第二節、濕熱處理 (Heat-moisture Treatment) ... 8
第三節、小麥麵條與米麵條 ... 12
第三章、材料與方法 ... 14
第一節、材料與試劑 ... 14
一、米穀粉及麵粉 ... 14
第二節、樣品製備及實驗設計 ... 14
一、稻米樣品製備 ... 14
二、貯藏試驗 ... 14
三、米穀濕熱處理試驗 ... 15
四、麵條製作 ... 15
五、麵條配方 ... 16
七、官能品評 ... 16
第三節、分析方法 ... 18
一、一般成分分析 ... 18
二、多酚類化合物分析 ... 19
VI
三、米穀粉與配粉糊液黏度性質測定 ... 21
四、熱性質分析 ... 21
五、直鏈澱粉含量測定 ... 22
六、麵條烹煮性質測定 ... 22
七、麵條質地測定 ... 23
第四章、結果與討論 ... 28
第一節、一般成分含量 ... 28
第二節、濕熱處理之米穀粉理化性質 ... 28
二、糊液黏度性質 ... 34
三、熱性質分析 ... 43
第三節、配粉之理化性質測定 ... 48
一、糊液黏度性質 ... 48
第四節、有色米穀粉取代之中式米麵條烹煮品質及質地 ... 52
一、30%有色米穀粉取代之中式米麵條 ... 52
二、51%有色米穀粉取代之中式米麵條 ... 59
第五節、米穀粉與米麵條之微結構--掃描式電子顯微鏡 ... 68
第六節、官能品評 ... 73
第七節、貯藏試驗中游離脂肪酸與機能性成分之變化 ... 82
第五章、結論 ... 93
第六章、參考文獻 ... 95
附 錄 ... 104
VII
表目錄
表一、有色米在體內試驗中的氧化壓力生物指標 ... 7
表二、官能品評評分表 ... 17
表三、快速糊液黏度測定之條件設定 ... 21
表四、熟麵條堅實度測定條件 ... 23
表五、熟麵條黏著性測定設定 ... 24
表六、熟麵條抗拉伸強度測定設定 ... 25
表七、紅糯米與黑糯米之一般成分 ... 29
表八、紅糯米經濕熱處理之米穀粉水分含量 ... 33
表九、黑糯米經濕熱處理之米穀粉水分含量 ... 33
表十、濕熱處理紅糯米穀粉之糊液黏度性質 ... 39
表十一、濕熱處理黑糯米穀粉之糊液黏度性質 ... 42
表十二、紅糯米於不同濕熱處理條件下之熱性質分析 ... 46
表十三、黑糯米於不同濕熱處理條件下之熱性質分析 ... 47
表十四、30%紅糯米穀粉取代之紅糯米麵條煮麵品質 ... 54
表十五、30%紅糯米穀粉取代之熟麵條寬度、厚度及膨脹度 ... 54
表十六、30%黑糯米穀粉取代之黑糯米麵條煮麵品質 ... 55
表十七、30%黑糯米穀粉取代之熟麵條寬度、厚度及膨脹度 ... 55
表十八、30%紅糯米穀粉取代之熟麵條質地 ... 58
表十九、30%黑糯米穀粉取代之熟麵條質地 ... 58
表二十、51%紅糯米穀粉取代之紅糯米麵條煮麵品質 ... 61
表二十一、51%紅糯米穀粉取代之熟麵條寬度、厚度及膨脹度 ... 61
表二十二、51%黑糯米穀粉取代之紅糯米麵條煮麵品質 ... 62
表二十三、51%黑糯米穀粉取代之熟麵條寬度、厚度及膨脹度 ... 62
VIII
表二十四、51%紅糯米穀粉取代之熟麵條質地 ... 66
表二十五、51%黑糯米穀粉取代之熟麵條質地 ... 66
表二十六、第一次紅糯米麵條嗜好性官能品評結果 ... 75
表二十七、第一次黑糯米麵條嗜好性官能品評結果 ... 75
表二十八、第二次紅糯米麵條嗜好性官能品評結果 ... 75
表二十九、第二次黑糯米麵條嗜好性官能品評結果 ... 76
表三十、濕熱處理與貯藏溫度對游離脂肪酸含量之影響 ... 86
表三十一、濕熱處理與貯藏溫度對總酚之影響 ... 87
表三十二、黑糯米、紅糯米麵條之總酚含量 ... 87
表三十三、濕熱處理與貯藏溫度對總類黃酮之影響 ... 91
表三十四、米麵條之總類黃酮含量 ... 91
表三十五、濕熱處理與貯藏溫度對總花青素之影響 ... 92
表三十六、黑糯米麵條之總花青素 ... 92
IX
圖目錄
圖一、類黃酮之基本結構 ... 4
圖二、有色米中花青素之結構 ... 5
圖三、米澱粉之掃描式電子顯微鏡影像 ... 10
圖四、預蒸煮米從稻穀至米穀粉的製作步驟 ... 11
圖五、熟麵條堅實度測定示意圖 ... 23
圖六、麵條黏性測定示意圖 ... 24
圖七、麵條抗拉伸度測定示意圖 ... 25
圖八、實驗架構 ... 27
圖九、紅糯稻穀及糙米經濕熱處理後之紅糯糙米外觀照片 ... 30
圖十、黑糯稻穀經濕熱處理後之黑糯糙米外觀照片 ... 31
圖十一、黑糯糙米經濕熱處理後之外觀照片 ... 32
圖十二、紅糯糙米經濕熱處理之穀粉糊液黏度變化圖；(A) 濕熱處理 5 及 15 分鐘 及(B) 濕熱處理 30 分鐘 ... 37
圖十三、紅糯稻穀經濕熱處理之米穀粉糊液黏度變化圖 ... 38
圖十四、米穀粉溶於蒸餾水與2.5 mM AgNO3溶液之糊液黏度變化圖 ... 38
圖十五、黑糯糙米經濕熱處理之米穀粉糊液黏度變化圖；(A) 濕熱處理 5 及 15 分 鐘及(B) 濕熱處理 30 分鐘 ... 40
圖十六、黑糯稻穀經濕熱處理之米穀粉糊液黏度變化圖；(A) 濕熱處理 5 及 15 分 鐘及(B) 濕熱處理 30 分鐘 ... 41 圖十七、小麥麵粉與濕熱處理之紅糯米穀粉之糊液黏度變化圖；(A)-(C) 30%濕熱 處理紅糯米穀粉取代之配粉；(D)-(E) 51%, 70%濕熱處理紅糯米穀粉取代之配粉50 圖十八、小麥麵粉與濕熱處理之黑糯米穀粉之糊液黏度變化圖，(A)-(C) 30%濕熱
X
處理黑糯米穀粉取代之配粉；(D)-(E) 51%濕熱處理黑糯米穀粉取代之配粉 ... 51
圖十九、30%紅糯米取代之麵帶及麵條外觀照片 ... 56
圖二十、51%米穀粉取代之麵帶與麵條外觀照片 ... 63
圖二十一、黑糯米麵條外觀照片 ... 64
圖二十二、小麥麵條及30%米穀粉取代之紅糯生麵條之掃描式電子顯微鏡影像 69 圖二十三、小麥麵條及30%米穀粉取代之紅糯熟麵條掃描式電子顯微鏡影像 .... 70
圖二十四、51%米穀粉取代之紅糯熟麵條掃描式電子顯微鏡影像 ... 71
圖二十五、51%米穀粉取代之黑糯熟麵條掃描式電子顯微鏡影像 ... 72
圖二十六、第一次紅糯米麵條官能品評之分數分布圖 ... 77
圖二十七、第一次黑糯米麵條官能品評之分數分布圖 ... 78
圖二十八、第一次米麵條官能品評之整體接受度分數分布圖 ... 79
圖二十九、第二次官能品評不同年齡層之整體接受度分數分布圖 ... 80
1
第一章、前言
稻米為世界重要糧食之一，亦為國人常年主食。近年來台灣稻作平均面積約 26萬公頃，年產近120萬公噸糙米。相較於民國七十年之稻作面積67萬公頃與237 萬公噸糙米，明顯下降。近三十年來國人每年消耗米食自98公斤降為48公斤，探 究其消費量下降原因，可歸納為外食人口增加，使米食消費管道減少、缺乏方便 與多樣性等因素，而致米食消費用量銳減。為提升米食消費管道，可從米食多元 化與保健效益雙方面進行，進而提升其方便性、健康新穎性，達稻米多元化發(張 學琨、侯福分, 2006)。
近年來為拓展稻米多元化發展，國內致力於非米飯類型之新型態製品的開發 研究。農委會農糧署亦於民國100年起「推動在地消費，提振國產米食」措施(劉玉 文, 2011)。面臨米食消費下降問題，應從米食多元化與保健效益雙方面進行訴求，
藉此提升消費者意願從而改善國人飲食結構，促進國民健康，提升糧食自給率並 活絡農業生產。
本研究選取富機能性成分國產有色米，將其磨製成米穀粉，並與小麥麵粉進 行配粉後，分析其理化性質、麵條烹煮品質與質地性質，以及貯存過程中，機能 性成分之變化。同時，將紅糯米、黑糯米以稻穀或糙米形式進行濕熱處理，探討 不同程度之濕熱處理，對米穀粉理化性質之影響，以及濕熱處理對改善米麵條烹 煮品質與質地之影響。經由本試驗，得以建立米穀粉於麵條製品之可行配方，將 富機能性國產有色米及一般糙米應用於麵條製品，以開發國產稻米取代傳統麵食 製品，達到米食多元化、健康新穎性之訴求。
2
第二章、文獻整理
第一節、有色米
一、有色米與有色米之全穀物利用
稻米(Oryza sativa Linn.)是亞洲地區主要的糧食作物，亦是全球近一半人口數 之主要糧食作物。稻米在種源庫中亦有許多顏色的穀粒，稱為有色米(colored rice;
pigmented rice)。人類消費最多的米為白米，約占85%，其次則為有色米(Deng et al., 2013; Osawa et al., 1992)。有色米主要為黑米、紅米、深紫米。有色米主要的消費 群為中國、日本和韓國，其中以可增進健康和口感之目的為主(Lee et al., 1988;
Simmons and Williams, 1997; Yoshinaga, 1986)。在中藥裏，有色米則被用做滋陰、
增強腎臟功能、治療貧血、增進血液循環、去除淤血、消腫、治療糖尿病、改善 視力等作用(Ma et al., 2000)。黑米和紅米被視為保健食品，其萃取物也被用在麵包、
冰淇淋、酒類的增色(Yoshinaga, 1986)。
有色米的色素主要分佈於穎果皮（pericarp）或種皮(seed coat)，其顏色來源主 要由花青素所貢獻。稻米中許多機能物質，如礦物質、膳食纖維、多酚類化合物、
維生素E與植物固醇等，均集中於麩皮；若可將稻米麩皮完整保留，不進行精白，
而以全穀物形式進行稻米之利用，則人體可攝取更多機能性成分。然而，因糙米 麩皮主成分為纖維，口感上較為粗糙且乾硬，不易廣受消費者喜愛；因此發展出 消費者可接受之有色米產品，將可使國產有色米營養價值之利用大為提升。
近年來，全穀物與其產品的消費量增加，與其可降低中風、慢性病、心血管 疾病、第二型糖尿病(T2DM)、肥胖與癌症之風險有關(Okarter and Liu, 2010)。而 這些對人體有益的物質存在於全穀物中特定的植物性化學物質中而受到重視(Liu, 2007)。全穀物食品包括如黑麵包(dark bread)、全穀物早餐麥片、爆玉米花、燕麥 粥、麥芽、糙米、麩皮等(Truswell, 2002)。根據Shao et al. (2014)研究指出，在白米、
紅米和黑米中，總酚含量在麩皮部分最高，分別佔總酚含量的60%（白米）、86%
（紅米）和84%（黑米）。而根據Hegsted et al. (1993)研究顯示，若食用稻米麩皮 100 (g/day)可有效降低血漿中的總膽固醇(TC)7%。若食用道米麩皮60 (g/day)則可
3
輕微降低低密度脂蛋白-膽固醇(LDL-C)、增加高密度脂蛋白-膽固醇(HDL-C)，並 顯著地降低TC與HDL-C的比例、顯著降低三酸甘油脂(TAG) (Kestin et al., 1990)。
而食用稻米麩皮30 (g/day)，則可降低血漿中的TG (Sanders and Reddy, 1991)。然而，
一般食用稻米時，以精白米為主，不若燕麥以完整穀粒食用，因此欲每日食用至 前述含量，可行性上具其困難度。然而，食用有色米時，一般以完整穀粒進行烹 煮與食用，若可增加有色米的應用範疇，將可增加人類飲食中食用稻米麩皮之含 量，增加全穀物產品之選擇性。
二、有色米中之植物性化學物質
在稻穀的外層麩皮部分，含有抗氧化物質，如多酚類化合物、花青素、維生 素E 和米糠醇等。其中米糠醇(γ-oryzanol)的量可達維生素 E 的 10 倍之多，可還原 膽固醇的氧化，被視為麩皮上主要的抗氧化物質(Xu et al., 2001)。而比較有色米與 一般白米，有色米的抗氧化能力比白米強，是因為黑米含有白米中所沒有的花青 素(Hu et al., 2003)。
1. 多酚類化合物
酚類化合物廣泛存在於蔬菜、水果、豆類與穀類如稻米中，在低濃度下可延 緩食品或生物體中碳水化合物、脂質及DNA 等基質氧化，因而被視為重要的天然 抗氧化劑。酚類化合物可分為類黃酮(flavonoids)和非類黃酮(non-flavonoids)兩大類，
其中非類黃酮類亦稱為酚酸類(phenolics acids)。類黃酮之基本結構為 C6-C3-C6如圖 一所示，可再分為黃酮醇類(flavonols)、黃酮類(flavones)、黃烷醇類(flavanols)、黃 烷酮類(flavavones)和花青素類(anthocyanidins)五大類(Singh et al., 2008)。其中常見 的槲黃素(quercetin)屬於黃酮醇類，而異黃酮屬於黃酮類，其 B 環接在 C 環之 C2
位置上，因而亦有另起異黃酮一類者。稻米中所含有之兒茶素(catechin)屬於黃烷 醇類。
酚酸類則廣泛存在自然界中，其基本結構為 C6-C3，可分為羥基苯甲酸 (hydroxybenzoate)與羥基肉桂酸(hydroxycinnamic acid)；稻米中則以阿魏酸(ferulic acid)與咖啡酸(caffeic acid)形式存在為主。
4
圖一、類黃酮之基本結構。
Figure 1. Chemical structure of flavonoids.
飲食中數以千種的多酚類化合物，可在人體腸道內被微生物叢利用，經由水 解(hydrolysis)、還原(reduction)、去羥基(dehydroxylation)、去甲基(demethylation) 與脫羧(decarboxylation)等作用，從 C 環逐漸裂解，最終成為可被人體吸收之形式，
如沒食子酸(gallic acid)、苯酚等(Selma et al., 2009)。穀物中的多酚類化合物含量豐 富，可依其結構區分為benzoic acid 與 cinnamic acid 兩大類。稻米中的多酚類化合 物以ferulic acid 含量最多，其他如 sinapic acid, vanillic acid, hydroxybenzoic acid, protocatechuic acid, syringic acid, caffeic acid 與 chlorogenic acid 等。有色米中富含 酚類化合物，其中游離態酚酸以阿魏酸(ferulic acid)含量最高(Yawadio et al., 2007;
Zhou, 2004)，可達 255-362 mg ferulic acid eq./kg 的含量(Zhou, 2004)。
類黃酮類化合物對人體健康有利的作用機制可分為：(1) 抑制特定酵素如 xanthine oxidase 和 aldose Reductase (AR)；(2) 抗氧化活性(Cotelle, 2001)。體外試 驗中，黑米與糙米中之酚類化合物均可有效抑制AR 作用(Yawadio et al., 2007)。
2. 花青素
花青素屬於酚類化合物中的類黃酮類，為水溶性的紫色物質，被認為是有色 米中最主要的功能性成分(Hiemori et al., 2009)。其基本結構為C6-C3-C6，可因結構 上之羥基數目、羥基甲基化程與醣基化數目與連接位置等差異，而呈現不同的顏 色(Chiu and Fan, 1998)；稻米可按顏色分為紅、綠、黑、白米，其顏色即為依花青 素組成而不同。與其他類黃酮的差別是其可形成2-苯基苯吡喃酮陽離子
(flavylium(2-phenylbenzopyrylium) cation)。自然界中的花青素主要有紫紅色的矢車菊 素 (cyanidin) 、橘紅色的天竺葵素(pelargonidin, Pg)、藍紫色的飛燕草素(delphinidin, Dp)、紅色的芍藥素(peonidin, Pn)、紫色的矮牽牛素(petunidin, Pt)及深紫色的錦葵
5
素(malvidin, Mv) (Chiu and Fan, 1998)。在紅米與黑米中，其花青素具有特定結構，
普遍帶有醣基結構，包括cyanidin-diglucoside (Cy-diGlu), cyanidin-3-glucoside (Cy-3-Glu), cyanidin-3-rutinoside (Cy-3-Rut)與peonidin-3-glucoside (Pn-3-Glu)；其中 紅米與黑米所具有之花青素含量以Cy-3-Glu為最多(Abdel-Aal et al., 2006)占總花青 素95%以上含量。黑米中的花青素含量，一般以Cy-3-Glu及Pn-3-Glu為主(Shao et al., 2014; Sompong et al., 2011b)。圖二為稻米中常見之花青素結構(Deng et al., 2013)。
一般而言，B環中羥基愈多則該結構極性愈大，甲基愈多則極性愈小。花青素具水 溶性，可作為天然色素，易受酸鹼值與溫度等影響而改變其呈色。
圖二、有色米中花青素之結構。
Figure 2. Chemical structure of several anthocyanins in pigmented rice.
花青素屬多酚類化合物，具有重要的生物功能。研究指出，含花青素之有色 米，具有效的抗氧化物質，可減低由氧化壓力所造成之疾病發生率，並可增進食 品中之顏色與風味(Chung and Shin, 2007)。在動物試驗中，從黑米所萃取出的花青 素Cy-3-Glu 及 Pn-3-Glu，可有效降低大鼠肝臟、心臟、主動脈與血漿中之總膽固
6
醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)與三酸甘油脂(TAG)，改善高血 脂症狀 (Zawistowski et al., 2009)；也可抑制 NO 的形成和 ROS 所引起的超螺旋 DNA 結構斷裂(Hu et al., 2003)。而體外(in vitro)試驗發現，黑米中的花青素，可藉 由抑制基質金屬蛋白脢9 (MMP-9)和激酶纖維蛋白溶酶原活化體(u-PA)的表現，來 抑制癌細胞的生長(Chen et al., 2006)。除此之外，花青素可抑制糖尿病所引起的白 內障、抑制酒精性肝損傷(AID) (Hou et al., 2010)、降低氧化損傷、預防心血管疾病 (Xia et al., 2003)；Cy-3-Glu 可有效保護脂肪細胞避免 H2O2與TNF-α 所引起之胰島 素阻抗(IR) (Guo et al., 2008)。表一為 Fardet et al. (2008)所整理出，以有色米進行體
內試驗（包含動物試驗和人體試驗），其對於氧化壓力的生物指標（僅列出有色米
部分）。
帶有醣基之花青素結構相對較穩定，在 20-40 oC 下貯藏四個月，其含量並無 顯著下降(Htwe et al., 2010)；但將黑米進行蒸煮、高壓蒸煮(Hiemori et al., 2009)或 擠壓(Sompong et al., 2011a)，將使花青素含量流失，降解為較小之酚酸化物原兒茶 素。此外，原兒茶素被視為花青素之代謝物，亦具有生物活性功能；研究發現，
原兒茶素可在Apo-E 小鼠中有效抑制早期動脈粥狀硬化進展(Wang et al., 2010)。
在 Laokuldilok et al. (2011)的研究中指出，有色米的麩皮較長白米具有較高的 還原力。其麩皮中的抗氧化物質，穀維素(γ-oryzal)佔 39-63%，酚酸類佔 33.43%。
黑米中則以花青素佔抗氧化物質的18-26%，其中 58-95%為 Cy-3-Glu。此外，在小
麥麵粉中加入 5%的黑米麩皮，可顯著地增加氧化氫除力和抗氧化力。綜合以上，
本論文研究選用太巴塱紅糯米與黑糯米，測定有色米中植物性化學物質含量，並 將有色米穀粉以 30%及 51%的比例，取代小麥麵粉製成米麵條，測定米麵條中的 總酚、總類黃酮及總花青素含量。
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表一、有色米在體內試驗中的氧化壓力生物指標 (Fardet et al., 2008)
Table 1. In vivo studies (animal and human) with coloured rice and their effect on oxidative stress biomarkers (Fardet et al., 2008)
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第二節、濕熱處理 (Heat-moisture Treatment)
濕熱處理(Heat-moisture Treatment, hmt)為一種物理修飾，相較於化學修飾更為 自然且安全。濕熱處理包括以低水分含量於高溫環境進行加熱，水分含量範圍可 為10-35%，溫度範圍為 90-120 oC，時間範圍為 15 分鐘至 16 小時。
一般而言，濕熱處理所造成澱粉結構與性質之變化隨澱粉來源與直鏈澱粉含 量而異。根據研究指出，相較於根莖類澱粉，濕熱處理對豆科或穀物澱粉所造成 之影響較大(Gunaratne and Hoover, 2002)。而將馬鈴薯、樹薯澱粉(Gunaratne and Hoover, 2002)、米澱粉(Hormdok and Noomborm, 2007)、高粱澱粉(Olayinka et al., 2008)或玉米澱粉(Chung et al., 2009)進行濕熱處理，均可見其膨潤力下降。而膨潤 力下降之因，包括在濕熱處理過程中，澱粉顆粒的結晶度(crystallinity)增加、水合 度(hydration)降低、直鏈澱粉與支鏈澱粉的交互作用、分子內鍵結增強、直鏈澱粉 與脂質形成複合物，與澱粉的結晶區發生重排等(Zavareze and Dias, 2011)。濕熱處 理對於澱粉溶解度的影響則不一。對班巴拉花生(bambarra groundnut)澱粉進行濕熱 處理，於60-90 oC 下，均可見其溶解度下降(Adebowale and Lawal, 2002)。濕熱處 理造成澱粉膨潤力與溶解度下降的原因，是澱粉分子內部的重排，致使和其他官 能基形成更多的交互作用(Hoover and Manuel, 1996)，而在澱粉顆粒內部產生更多 雙股排列規整的支鏈澱粉側鏈叢與直鏈澱粉-脂質複合物(Olayinka et al., 2008;
Tester and Morrison, 1990)。
對米進行濕熱處理，將造成糊液黏度性質顯著的改變(Hormdok and Noomhorm, 2007; Zavareze et al., 2010)。該研究指出，造成糊液黏度性質改變，主要原因是非 結晶區中鏈間的交聯(cross link)，而使結晶度上升，且當濕熱處理的含水量上升時，
此現象更為明顯。在Arns et al. (2015)的研究中則指出，濕熱處理造成的糊化溫度 上升，是因濕熱處理後，澱粉顆粒中鄰近的支鏈澱粉聯結被強化，而增進其結晶 薄片(crystalline lamella)結構。
Olayinka et al. (2008)對高粱澱粉進行濕熱處理發現，當澱粉的水分含量增多 (18-27%)時，糊化溫度上升，且最高黏度下降。此外，崩解黏度與回凝程度顯著降 低。造成這些現象的主要原因是，分子內的鍵結力增強，而使得澱粉需要更多的 熱才可崩解形成糊液。而濕熱處理使得崩解黏度降低，則是澱粉對於連續熱與攪
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動更加穩定(Adebowale et al., 2005; Hormdok and Noomhorm, 2007; Olayinka et al., 2008; Watcharatewinkul et al., 2009)。Zavareze et al. (2010) 分別對高直鏈、中直鏈 與低值鏈澱粉進行濕熱處理（水分含量15%、20%及 25%），發現高直鏈的影響最 大；其糊化溫度提高，而尖峰黏度、崩解黏度、最終黏度與回凝黏度均降低。並 且，在外觀形態上，低直鏈澱粉含量的米澱粉經過濕熱處理(25%)後，在掃描式電 子顯微鏡底下發現失去其結構完整性，澱粉顆粒表面亦擴張延伸，如圖三所示；
但濕熱處理對高直鏈與中直鏈澱粉，僅些微造成澱粉顆粒表面不規則與結塊。此 現象在澱粉濕熱處理時含較高的水分含量(25%)時發生，因較高的水分含量較亦使 部分糊化的情形發生而造成外觀形態的改變。Dutta and Mahanta (2012)的研究中，
對不同直鏈澱粉含量的稻米進行預蒸煮(parboiling)。在低直鏈澱粉含量（直鏈澱粉 含量1.1%）的兩種稻米中，以 100 oC 進行預蒸煮 10、15 與 20 分鐘後，其糊液黏 度特性之尖峰黏度均顯著升高，作者指出此乃因支鏈澱粉的影響。而以120 oC 進 行蒸煮 10、15 及 20 分鐘後，則見糊化溫度顯著降低，且尖峰黏度的升高趨勢比 100 oC 蒸煮時略低或比預蒸煮前些微下降。
濕熱處理對於澱粉糊化的影響，可由熱性質分析得知。濕熱處理將影響澱粉 熱性質分析中的起始溫度(TO)、尖峰溫度(TP)、終止溫度(TC)與熱焓值(ΔH)；其影 響程度因濕熱處理程度、澱粉來源與直鏈澱粉含量而異。研究發現，對馬鈴薯澱 粉、樹薯澱粉、山藥(true yam)澱粉(Gunaratne and Hoover, 2002)，以及玉米澱粉 (Chung and Shin, 2007; Hoover and Manuel, 1996; Maache-Rezzoug et al., 2008)、美人 蕉(Watcharatewinkul et al., 2009)等進行濕熱處理後，其 TO、TP與TC均上升，且隨 熱與水量之增加，上升情形更為明顯。而造成此現象的原因，是濕熱處理過程中，
造成澱粉結構上的改變，包括直鏈澱粉-直鏈澱粉，與直鏈澱粉-脂質的交互作用 (Hoover and Vasanthan, 1993)。Adebowale et al. (2009)的研究指出，糊化過程中，結 晶區的熔化與雙股螺旋解開，可由非結晶區的水合與膨潤力決定。當非結晶區膨 潤時，將帶給結晶區外力，而使結晶區的polymer chain 由結晶區釋出。而濕熱處 理將減低非結晶區分子的移動能力，因此需要更高的溫度才可膨潤，並使結晶區 崩解，因而擁有較高的TO、TP與TC。而對於濕熱處理造成熱焓值的下降，Gunaratne and Hoover (2002)的研究指出，其原因為濕熱處理造成結晶區與非結晶區中，雙股 螺旋的崩解所致。然而，Hormdok and Noomhorm (2007)的研究則認為，濕熱處理
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將造成直鏈澱粉與支鏈澱粉的不穩定，而導致熱焓值下降。
圖三、米澱粉之掃描式電子顯微鏡影像；未濕熱處理之高直鏈澱粉 (a)；濕熱處理 (25%含水量)之高直鏈澱粉 (b)；未濕熱處理之中直鏈澱粉 (c)；濕熱處理（25%含 水量）之中直鏈澱粉 (d)；未濕熱處理之低直鏈澱粉 (e)；與濕熱處理（25%含水 量）之低直鏈澱粉 (f)。
Figure 3. Scanning electron micrographs of high-amylose native starch (a);
high-amylose – HMT 25% (b); medium-amylose native starch (c); medium-amylose – HMT 25% (d); low-amylose native starch (e); and low-amylose – HMT 25% (f).
(Zavareze et al., 2010)
在 Min et al. (2014)指出，預蒸煮(parboiling)是一種傳統的濕熱處理方法，包含 了浸泡(soaking)、蒸煮( steaming)和乾燥(drying)，其後再進行脫殼和磨粉。預蒸煮 對蒸煮米的質地和特性造成的影響，包括其煮熟的預蒸煮米，整精米率(head rice yield)提高、顏色變暗、硬度提高、黏度下降，並具有更多營養物質(Buggenhout et al., 2013)。圖四為預蒸煮米從稻穀至米穀粉的製作步驟(Buggenhout et al., 2013)。
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圖四、預蒸煮米從稻穀至米穀粉的製作步驟 (Buggenhout et al., 2013)。
Figure 4. Steps in the conversion of rough rice to milled parboiled rice (Buggenhout et al., 2013).
在 Bhattacharya (2011)中整理出預蒸煮對一般非糯性米和其產品造成的影響，
包括浸泡時影響酵素和水溶性小分子，蒸煮時影響澱粉、脂肪、蛋白質等。本論 文研究所選用的米種為糯性米種，濕熱處理所造成的影響可與之所比較。
在有色米的植物性化學物質之抗氧化功效研究中，多為針對未處理之有色米 進行研究。然而，有色米中植物性化學物質的含量，會受到影響濕熱處理的影響。
研究指出，將有色糙米和稻穀進行濕熱處理後，親脂性的抗氧化物含量提高，而 水溶性部分總酚含量及抗氧化力均下降。然而，若以稻穀方式預蒸煮，則有助於 維持水溶性抗氧化物質的含量(Min et al., 2014)。此外，濕熱處理也可使麩皮上的 植物性化學物質往內部移動，在有色米被精白後仍保有游離態酚類化合物含量 (Paiva et al., 2016)。
本論文研究中選用太巴塱紅糯米與黑糯米，探討「濕熱處理」對糯米理化性 質的影響，以及濕熱處理後，有色米中植物性化學物質含量（包含總酚含量、總 類黃酮含量及總花青素含量等）的變化趨勢。
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第三節、小麥麵條與米麵條
東方式麵條(Asian noodles)主要以中國技術配合日本改良技術製造，並逐漸流 傳於全球。若從含鹽組成區分，可區分為一般含鹽麵條(regular salted noodles)和黃 鹼麵條(alkaline noodles)；若從製作方法區分，則可區分為新鮮麵條(fresh noodles)、
乾麵條(dried noodles)、蒸煮麵條(steamed noodles)、熟麵條（boiled noodles，可再 分為半熟和全熟麵條）、冷凍／無菌熟麵條(frozen boiled noodles and sterilized boiled noodles)、蒸煮和油炸速食麵條(steamed and deep-fried instant noodles)和蒸煮和熱空 氣乾燥麵條(steamed and hot-air dried noodles)等。一般麵條除以小麥麵粉製成，亦 可由米、蕎麥等製成粉絲(starch noodles)、蕎麥麵(buckwheat noodles)和米粉(rice noodles)等。但因米、蕎麥缺乏穀蛋白(gluten)，在製作時需要將澱粉糊化使結合在 一起，或者和小麥混合。因此穀蛋白的有無將決定製作的方法。一般麵條所需的 材料為麵粉(flour)、水、鹽、含鹼物(alkaline reagents)（0.1-0.3%增進質地，或 0.5-1.5%
加強鹼味）、澱粉、油、改良劑和防腐劑等。麵條的製程則包含混合(mixing)、複 合壓延成麵帶(sheeting)、切條(cutting)、乾燥(drying)、蒸煮(steaming)、油炸(frying)、
水煮(boiling)、冷凍(freezing)等步驟(Fu, 2008)。
以一般小麥麵粉製成的麵條，含有灰分(<0.4%)、水分(≦35% on flour base)、
鹽類(NaCl)或鹼性鹽(alkaline salt)(Kruger, 1996; Miskelly, 1996)。製作麵條時須將小 麥麵粉、水、（鹼性）鹽、及蛋（若需要，適度）混合後複合為麵糰(Delcour and Hoseney, 2010; Miskelly, 1996)。一般而言，製麵所需要的水分低於製麵包所需的水分；水分 過多會使麵糰難以壓延(dough sheeting)，水分吸收過少則造成麵糰過硬而形成缺乏 延展性的麵帶(less extensive noodle sheets)(Hatcher et al., 1999)。而麵粉中的直鏈澱 粉(AM)與支鏈澱粉(AP)的比例、破損澱粉程度、膨潤及糊化性質，均將決定麵條 質地(Delcour and Hoseney, 2010; Kruger, 1996)。烹煮麵條時，若麵條表面的澱粉過 度地被烹煮，將造成麵條表面過黏；相反地，若烹煮適當的時間，則可使麵條表 面具有滑順口感(Delcour and Hoseney, 2010)。為使麵條達到好的食用品質(eating quality)，一般選用尖峰黏度高、成糊溫度低且直鏈澱粉含量低的小麥麵粉來製作 (Crosbie, 1991; Kruger, 1996)。
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在以小麥麵粉之外的生物材料來源，製成麵條時，將改變其麵條性質。Choo and Aziz (2010)的研究指出，以青香蕉粉(green banana flour)30%取代小麥麵粉，對於麵 條的纖維、抗性澱粉、酚類含量有正面的影響。在Yoenyongbuddhagal and Noomhorm (2002)研究中指出，對米穀粉進行濕熱處理可增進義大利麵條(vermicelli)的品質。
而除了以全麥或外添加纖維來製作麵條，若外添加纖維於米麵條，可改善其製程、
烹煮品質和貯存狀態(Ross, 2013)。
此外，Hormdok and Noomhorm (2007)的研究亦指出，對米澱粉進行濕熱處理，
將改善米麵條的質地。研究中對米澱粉進行濕熱處理（110 oC，1.5 小時，水分含 量20%）和 annealing（55 oC，24 小時）；其後將處理過的澱粉 50%取代未處理的 澱粉，進行米麵條製作，發現以濕熱處理取代者，其麵條品質和市售麵條品質相 仿。該研究推論可用米澱粉的糊液黏度特性與成膠性做為預測麵條品質的參數。
在對米進行預蒸煮的過程中，冷卻和乾燥會使澱粉再交聯而形成直鏈澱粉結晶 (AM crystallites)(Lamberts et al., 2009)和老化支鏈澱粉(retrograded AP)(Derycke et al., 2005a; Mahanta et al., 1989; Ong and Blanshard, 1994)。因為 AP 的糊化溫度約在 50 oC，因此形成 AP crystallites 並不會影響煮熟米的質地；然而，AM 的糊化溫度 大於100 oC，因此會連帶影響煮熟米的質地。然而，這些需要進一步的研究。在 的研究中發現，澱粉的崩解程度隨著預蒸煮溫度而提高，並影響預蒸煮米煮熟後 的硬度(Mahanta et al., 1989; Ramesh et al., 1999)。此外，預蒸煮不僅影響米中澱粉 的改變。Derycke et al. (2005b)的研究指出，預蒸煮將破壞蛋白質體，並有助於形 成蛋白質的雙硫鍵鍵結，使得米在蒸煮的過程中，防止固形物流失，並造成吸水 下降、硬度上升與黏度下降。
本試驗以糯性米穀粉 30%及 51%取代小麥麵粉，製作米麵條。因糯性米穀粉 缺乏一般小麥麵粉所含有的穀蛋白，易缺乏直鏈澱粉含量，而期望以濕熱處理方 式提高米麵條製作可行性，並提升米麵條之烹煮品質與質地。此外，模擬預拌粉 的貨架期，將米穀粉與小麥麵粉配粉進行貯藏試驗，以瞭解貯藏期間各機能性成 分變化與游離脂肪酸含量變化。
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第三章、材料與方法
第一節、材料與試劑
一、米穀粉及麵粉本試驗所使用之有色米為 99 年第二期之花蓮太巴塱紅糯米(RW)及花蓮太巴 塱黑糯米(BW)，購自花蓮光豐地區農會。
本試驗製作米麵條所使用之高筋小麥麵粉，購自洽發企業股份有限公司。活 性麵筋(vital gluten)則由羅蓋特(Roquette)公司提供，其水分含量為 7.62%，粗蛋白 含量為62.70% (db)。
二、試劑
膳食纖維含量測定之 α-amylase、protease 及 amyloglucosidase 購自 Megazyme (Wicklow, Ireland) ， 活 性 分 別 為 3000 、 3000 及 3260 U/mL 。 2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid (MES) 、 tris(hydroxymethyl)aminomethane (TRIS)、兒茶素(catechin)、抗壞血酸(ascorbic acid)與阿魏酸(ferulic acid)購自 Sigma-Aldrich Inc. (Saint Louis, MO, USA)。其餘藥品為試藥級。
第二節、樣品製備及實驗設計
一、稻米樣品製備以脫殼機(THM-1, Long Good industry corp., Taiwan)去殼後之糙米為分析樣品。
以小型磨粉機（RT-02A，裕勝光，臺灣）將糙米研磨後，過 40 mesh 篩網之米穀 粉以雙層PE 袋密封後，置於乾燥箱內備用。
二、貯藏試驗
將紅糯米、黑糯米未處理與濕熱處理之米穀粉，30%及 51%米穀粉取代之配粉，
置於真空包裝袋中，真空包裝後，分別置於4 oC 及 25 oC 中，測定在貯藏 0-3 個月 過程中，游離脂肪酸與機能性成分含量變化。
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三、米穀濕熱處理試驗
分為浸泡、蒸煮與乾燥三階段。
1. 浸泡 (Soaking)
取黑糯米或紅糯米之稻穀或糙米置於容器內，加入適量水量浸泡。稻穀加水 量為稻穀重之 1.5 倍(w/w)；糙米加水量為糙米之飽和吸水量，紅糯米加水量為米 重之0.31 倍(w/w)，黑糯米加水量為米重之 0.33 倍(w/w)，採分次逐量噴灑。加入 適當水量後，於4 oC 下隔夜浸泡，使其吸水量達飽和，取出瀝乾 15 分鐘。
2. 蒸煮 (Steaming)
於100 oC 下蒸煮 5、15 與 30 分鐘，並於同一蒸煮時間條件下，於容器內添加 相對於米重之0、0.1、0.3、0.4 與 0.5 倍之水量。
3. 乾燥 (Drying)
參考並修飾自 Lai (2001)。將蒸穀米放入恆溫恆濕箱中(45 oC/70% RH)乾燥 15-16 小時，直至水分含量為 11-14%。
四、麵條製作
參考自Huang and Lai (2010)麵條製作方法。麵條製作可分為攪拌、複合、壓延、
熟成與切條等5步驟。秤取200 g之配粉，以適當水量溶解5 g食鹽後攪拌並複合成 麵糰，鬆弛30分鐘後整型一次，再鬆弛30分鐘後以壓麵機(中部電機，臺中，臺灣) 於滾輪間距1 cm之設定下，反覆對摺並旋轉90o重複壓延延8次。鬆弛60分鐘後，於 相同滾輪間距下，再次摺疊，反覆壓延9次。鬆弛60分鐘後，逐漸調小間距以連續 壓延，每次壓延厚度比不超過2/3，直至麵帶最終厚度為0.3 cm；每次壓延後均鬆 弛30分鐘。以切麵刀(SK-207，中部電機，臺中，臺灣)將麵帶切為5 mm寬度之麵 條。所製得之生麵條以30倍(w/w)微沸水烹煮，直至麵心消失為最適煮麵時間，撈 起後立即以4 oC流水冷卻30秒，瀝乾備用。
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五、麵條配方
1. 30%米穀粉取代米麵條
糯米穀粉 60 g (30%)，高筋小麥麵粉 140 g (70%)，鹽 5 g (2.5%)，水 70 g (35%)。
2. 51%米穀粉取代米麵條
糯米穀粉 102 g (51%)，高筋小麥麵粉 98 g (49%)，鹽 5 g。無添加活性麵筋者，
水70 g；兩種活性麵筋(vital gluten, v)添加量：7.2 g (3.6%)及 17.6 g (8.8%)，以分 別達到與30%米穀粉取代麵條及小麥麵條相近之蛋白質含量；因應活性麵筋之添 加，前者之加水量調整為75 g 而後者之加水量則為 76 g。添加 3.6%活性麵筋之 代號為v3.6，添加 8.8%之代號為 v8.8。
七、官能品評
採用嗜好性評分法(Hedonic scale test)，以九分制(nine point hedonic scale)進行。
評分標準為：1 分為極差(very bad)，3 分為不滿意(unsatisfactory)，5 分為可接受 (acceptable)，7 分為好(good)，及 9 分為極佳(very good)。第一次品評對象為未經 受訓之 20~24 歲臺灣大學農化系學生，共 47 人。第二次品評對象為未經受訓之 26-60 歲臺灣大學教職員，共 72 人，以 10 歲為一年齡層進行分析，30 歲以下 27 人，31~40 歲 13 人，41~50 歲 18 人，51~60 歲 14 人。品評樣品為 30%米穀粉取 代之黑糯米與紅糯米麵條各一種(W70BW 及 W70RW)及 51%米穀粉取代之黑糯米 與 紅 糯 米 麵 條 各 兩 種 (W49BWv8.8 ， W49rBW15v8.8 ， W49RWv8.8 及 W49rRW15v8.8)；黑糯米麵條與紅糯米麵條分別進行品評。品評項目包括色澤 (color) 、 氣 味 (aroma) 、 風 味 (flavor) 、 彈 性 (springness) 、 硬 度 (hardness) 、 黏 性 (adhesiveness)與整體接受度(total acceptance)。官能品評評分表如表二所示。
八、掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope, SEM)觀察
將生麵條、熟麵條冷凍乾燥後，以液態氮冷凍後將其脆斷，固定於冷凍載臺 上，以桌上型掃描式電子顯微鏡(SEM, TM-1000, Hitachi Ltd., Tokyo, Japen)觀察斷 面結構。
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表二、官能品評評分表
Table 2. Sensory evaluation table for colored rice noodles.
品評員編號：____________
請針對下列各項屬性，於評分空格內勾選。評分標準：每項最高 9 分，最低 1 分。1 分為極差(very bad)，3 分為不滿意(unsatisfactory)，5 分為可接受(acceptable)，
7 分為佳(good)，9 分為極佳(very good)。
樣品編號：
項目 1
極差
2 3 不 滿意
4 5 接受
6 7 佳
8 9 極佳 色澤
(Color) 氣味 (Aroma)
風味 (Flavor)
彈性 (Springiness)
硬度 (Hardness)
黏性
(Adhesiveness)
整體接受度 (Total Acceptance)
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第三節、分析方法
一、一般成分分析
一般成分依照AACC標準分析方法(AACC, 2000)進行。
1. 水分含量測定
依據AACC Method 44-15A (Air-Oven Method)方法，採一階段乾燥方式。秤取 2.5 g 樣品粉末，置於已秤重之乾燥鋁盤內，於130 oC下烘乾兩小時後，置於乾燥 皿中，冷卻後秤重。以樣品減少之重量為水分含量，以百分比表之。
2. 灰分含量
依據AACC Method 08-01 (Ash-Basic Method )方法測定。精秤2.0 g烘乾樣品於 預灰化處理後之坩堝內，於灰化爐中250 oC下碳化2小時，再於500 oC下灰化24小 時，冷卻後秤重。灰分含量以百分比表之。
3. 粗脂肪含量
依據AACC Method 30-25 (Crude Fat in Wheat, Corn, and Soy Flour, Feed, and Mixed Feeds)方法測定。精秤2.5 g烘乾之樣品，以烘乾濾紙包捲後置於脂肪抽提器 中，抽提器置於45 oC水浴中，以無水乙醚中萃取16小時，以5-10 oC之95% 乙醇迴 流冷凝。將抽提瓶置於100 oC烘箱乾燥30分鐘，冷卻至室溫後秤重。粗脂肪含量以 百分比表之。
4. 粗蛋白含量
依 據 AACC Method 46-12 (Crude Protein-Kjeldahl Method, Boric Acid Modification)方法，秤取0.5 g烘乾之樣品與1.0 g觸媒劑(5H2OCuSO4: K2SO4 = 1:10, w/w)於秤量紙上，包妥後置於Kjeldahl蛋白質分解管中，加入25 mL濃硫酸，於分 解爐(Tecator Model 2008 Digestor, Foss Tecator, Höganas, Sweden)以360 oC加熱分 解至澄清，靜置冷卻。分解液移至蒸餾裝置(Tecator Model 1002 Distillator, Foss Tecator, Höganas, Sweden)中，加入30% NaOH至溶液呈鹼性，以0.1 N之硫酸為吸
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收劑進行蒸餾；再以已標定濃度之氫氧化鈉滴定，計算其氮含量並轉換為粗蛋白 含量。蛋白質轉換係數，小麥為5.7，米穀粉為5.9。
5. 膳食纖維含量
參考AACC Method 32-07 (Soluble, Insoluble, and Total Dietary Fiber in Foods and Food Products)方法。秤取1.0 g乾燥去脂樣品，加入40 mL MES TRIS (pH 8.2) 緩 衝溶液與100 μL α-amylase (Megazyme E-BLAAM, 300 U/mL)，於95-100 oC水浴中 震盪反應45分鐘，冷卻至60 oC並添加100 μL protease (Megazyme E-BSPRT, 3000 U/mL)，再於60 oC水浴中震盪反應35分鐘後，調整溶液pH值至4.0-4.7，加入200 μL amyloglucosidase (Megazyme E-AMGDF, 3260 U/mL)，60 oC反應35分鐘後，以抽氣 過濾裝置(Fibertec System E, Foss Tecator, Sweden)進行過濾。預灰化過之玻璃坩堝 上鋪層0.5 g矽藻土。殘留固體經70℃蒸餾水、78及95%乙醇清洗乾燥後為不可溶性 膳食纖維(IDF)測定樣品，濾液以60 oC, 95%乙醇沉澱1小時後過濾，重複上述之清 洗、乾燥步驟，可得為可溶性膳食纖維(SDF)。坩堝以烘箱乾燥，冷卻後秤重，膳 食纖維殘渣連同矽藻土分別測定其粗蛋白質和灰分含量，以扣除樣品中之粗蛋白 質和灰分含量。
6. 游離脂肪酸含量測定
參考Lowry and Tinsley (1976)及Kwon and Rhee (1986)方法。取0.3 g米穀粉或配 粉，以1.8 mL 正己烷於室溫下震盪(900 rpm)萃取 5 min，離心(3000 rpm，5分鐘) 後取0.8 mL上清液於預先秤重之2 mL微量離心管中，待溶劑揮發後，秤重並計算 油脂重；另取0.8 mL上清液，加入copper-pyridine試劑(5% cupric acetate (w/v), pH 6.1)，震盪後離心(3000 rpm，1分鐘)後，測量715 nm波長下之吸光值。以油酸為標 準品制定檢量線，計算游離脂肪酸含量(goleic acid equiv/100 g lipid)。
二、多酚類化合物分析
1. 萃取條件
參考並修飾自 Walter et al. (2013) 及 Jun et al. (2012)方法。將 0.3 g 米穀粉樣品
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置於50 mL 超高速離心管中，以 15 mL 80%甲醇室溫下萃取 1 小時，離心(300 rpm、
10 min)後收集上清液；殘餘物再以 15 mL 酸化甲醇(pH 2.0)於室溫下萃取 1 小時，
離心(300 rpm、10 min)後收集上清液；殘餘物再以 40%丙酮 15 mL 於室溫下萃取 一小時，離心(1000 g、10 min)後收集上清液。合併三次上清液，過濾後以定容瓶 定容至50 mL，進行多酚類化合物含量分析。
2. 總酚含量測定
參 考 自Taga et al. (1984) 方 法 。 取 50 μL 樣 品 萃 取 液 ， 加 入 50 μL 50%
Folin-Ciocalteau’s phenol reagent，混合均勻後靜置5分鐘；再加入1mL 2%碳酸鈉溶 液，混合均勻後於室溫下避光靜置30分鐘，測量750 nm波長下之吸光值。以ferulic acid為標準品，計算其當量(mg ferulic acid equiv/g, db)。
3. 總類黃酮含量測定
參考自Saikia et al. (2012)和Zhishen et al. (1999)方法，取1 mL樣品萃取液，加 入4 mL蒸餾水與0.3 mL 5% NaNO2，6分鐘後加入0.3 mL 10% AlCl3溶液反應1分鐘，
加入2 mL 1 N NaOH與2.4 mL蒸餾水混合稀釋，測量510 nm波長下之吸光值，以 catechin為標準品，計算其當量(mg catechin equiv/g, db)。
4. 總花青素含量測定
參考自Fuleki and Francis (1968) 和Lin and Lai (2011)方法，以pH-differential method進行測定。取0.4 mL樣品萃取液，分別以0.025 M KCl緩衝溶液(pH 1.0)及0.4 M CH3COONa緩衝溶液(pH 4.5)定容至2 mL，混勻後避光15分鐘，測量510 nm及700 nm波長下之吸光值。依下列公式計算總花青素含量：
花青素含量(mg/g) = (A × 449.2 × DF × V) / (26900 × l × W) 其中
A = (A510 – A700)pH1.0 – (A510 – A700)pH4.5
DF = 稀釋倍數(dilution factor) V = 定容體積 (50 mL)
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449.2 = cyanidin-3-glucoside之分子量
26900 (L cm-1mol-1) = Cy3Glc 之消光係數(ε, extinction coefficient) l = Path length (1 cm)
W = 樣品乾重(g)
三、米穀粉與配粉糊液黏度性質測定
精秤2.5 g米穀粉或配粉(30%及51%米穀粉取代)(db)，放入已秤好適量蒸餾水 之鋁杯中，使總重達25 g，以玻璃棒均勻攪拌後，立即以快速糊液黏度測定儀(RVA-4, Newport Scientific, Warriewood, Australia)進行測試，測試條件如表三所示。測定結 果包含成糊化溫度(pasting temperature, PT)、尖峰黏度(peak viscosity, PV)、熱糊黏 度(trough, T)、最終黏度(final viscosity, FV)、崩解黏度(breakdown, BkD = PV-T)及 回凝黏度(setback, SB = FV-PV)。
表三、快速糊液黏度測定之條件設定
Time scale (min) temperature (oC) speed (rpm)
0 35 960 1/6 35 160
1 35 160 21 95 160 31 95 160 46 50 160 48 50 160
四、熱性質分析
精秤2.5 mg (db)米穀粉於示差掃描熱分析儀專用鋁盤中，加入適量蒸餾水使其 水量為乾基之2.5倍，平衡4小時後，以調幅式示差掃描熱分析儀(MDSC 2910, TA Instruments Inc., New Castle, DE, USA)進行熱性質分析。將樣品及參考盤（空盤）
依序置於MDSC爐內，升溫條件設定為：升溫速率5 oC/min，溫度範圍自5 oC升溫 至120 oC，溫度振幅±1 oC、週期40秒，記錄MDSC曲線之起始溫度(onset temperature, TO)、尖峰溫度(peak temperature, TP)、熱焓值(transition enthalpy, ΔH)及終止溫度 (conclusion temperature, TC)。2-3重複，取其平均值。
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五、直鏈澱粉含量測定
以澱粉-碘液親和性呈色法測定(Chrastil, 1987)。秤取約0.5 g澱粉，以濾紙包覆 後連同濾紙筒放入索式萃取裝置，以75% n-propanol萃取7 hr。將所得之去脂穀粉 置於105 oC烘箱乾燥3 hr後，於乾燥皿內冷卻30分鐘；從中秤取9 mg穀粉，加入1 M NaOH 1 mL，於4 oC靜置隔夜。加入85 oC 蒸餾水2mL，於85 oC恆溫水浴加熱10分 鐘，震盪攪拌使澱粉完全溶出。分別取0.1mL標準溶液與樣品溶液於試管內，加入 0.5% Trichloroacetic acid (TCA)溶液後，加入0.01 N I2-KI溶液50 μL，均勻混合後避 光靜置30分鐘，測量於620 nm波長之吸光值。以市售蓬萊米澱粉劃分之純化直鏈 澱粉與台中秈糯劃分之純化支鏈澱粉為標準品，繪製標準曲線。
六、麵條烹煮性質測定
1. 麵條水分含量測定
以AACC Method 44-15(Air-Oven Method)二階段水分乾燥方法測定麵條水分 含量。將麵條置於40-45 oC 烘箱放置 24 小時，再於 105 oC 下乾燥至恆重。
2. 烹煮損失率
參考自Lee et al. (1998)方法，取 2 L 蒸餾水煮沸，放入 10 條已秤重之 30 cm × 5 mm × 3 mm 麵條，於蒸餾水保持微沸下進行麵條烹煮，至最適烹煮時間後將麵條 撈出，將煮麵水於105 oC 下烘乾至恆重，依下列公式計算烹煮損失率。
Cooking loss (%) =
[Residue in cooking water (g) / noodle weight before cooking (g)] × 100%
3. 麵條吸水率與膨脹度
將 熟 麵 條 重 量 扣 除 麵 條 乾 重 ， 除 以 麵 條 乾 重 所 得 為 麵 條 吸 水 率(water absorption)。並參考自 Lai and Hwang (2004)之方法，以游標卡尺測量生麵條與熟麵 條之長、寬、厚度，將熟麵條測得值除以生麵條測得值，所得即為麵條長、寬、
厚度之膨脹度(degree of swelling)。每次取十條測量。
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七、麵條質地測定 1. 熟麵條堅實度
參考自AACC Method 16-50 (Cooking Characteristics)方法測定麵條的堅實度。
利用質地分析儀(TA-XT2i, Stable Micro systems, Surrey, UK)進行測試，探頭為 1 mm 寬的有機玻璃刀具(A/LKB-F)，相鄰放置 5 條麵條於刀具軸向中心下方，開始 測試。麵條煮熟後 15 分鐘內測定完畢，10 重複。測定最大正向力為麵條堅實度 (firmness)；正向作用面積(work of shear)為功，定義為咀嚼性(chewiness)；最大作 用力／斷裂時間為柔軟度(tenderness)。質地分析儀(TA)測試設定如表四，測定圖如 圖五。
表四、熟麵條堅實度測定條件
Table 4. The determination conditions for cooked noodles firmness
Load cell 5 kg
Probe A/LKB-F Test Mode Measure Force in Compression
Option Return to start Pre Test Speed 2.0 mm/s Test Speed 0.2 mm/s Post Test Speed 0.2 mm/s
Distance 90 %
Trigger Auto - 5 g
圖五、熟麵條堅實度測定示意圖。
Figure 5. The diagram of noodle firmness measurement.
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2. 熟麵條黏著性
利用質地分析儀進行測試，探頭為 HDP/PFS。將麵條的黏性測試裝置放在承 重平臺上，矩形探頭放置在力量感應元上，放低探頭至支撐平臺上，調整承重平
臺位置後固定。將相鄰 5 條麵條放置在支撐平臺上（麵條長度需長於夾具且短於
平臺），固定夾具，開始黏性測試。麵條煮熟後15 分鐘內測定完畢，4 重複。測定 最大正向力為黏著力(adhesiveness)。TA 測試設定如表五，測定圖如圖六。
表五、熟麵條黏著性測定設定
Table 5. The determination conditions for cooked noodles adhesiveness
Load cell 5 kg
Probe HDP/PFS Load-bearing platform HDP/90
Test Mode Adhesive Test Option Return to start Pre Test Speed 1.0 mm/s Test Speed 0.2 mm/s Post Test Speed 0.2 mm/s
Pressure 500 g
Pressure time 2 sec
Distance 30.0 mm
Trigger Auto - 20 g
圖六、麵條黏性測定示意圖。
Figure 6. The diagram of noodle stickiness measurement.
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3. 熟麵條抗拉伸強度
利用質地分析儀進行測試，探頭為 A/SPR。麵條單條進行測試，將麵條一端 繞過探頭，另一端繞過下端夾具，固定後進行測試。麵條煮熟後15 分鐘內測定完 畢，10 重複。測定最大正向力為抗拉伸強度(tensile strength)。TA 測試設定如表六，
測定圖如圖七。
表六、熟麵條抗拉伸強度測定設定
Table 6. The determination conditions for cooked noodles tensile strength
Load cell 5 kg
Probe A/SPR Test Mode Measure Force in Tension
Option Return to start Pre Test Speed 1.0 mm/s Test Speed 3.0 mm/s Post Test Speed 10.0 mm/s
Distance 100.0 mm
Trigger Auto - 5 g
圖七、麵條抗拉伸度測定示意圖。
Figure 7. The diagram of noodle tensile strength measurement.
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八、統計分析
本試驗結果以 Statistical Analysis System (SAS Institute Inc., Cary, NC)軟體進行 ANOVA(analysis of variance)與 Duncan’s New Multiple-Range Test 統計分析，比較 是否具顯著性差異(p < 0.05)。
27
圖八、實驗架構。
Figure 8. Experimental design of this study.
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第四章、結果與討論
第一節、一般成分含量
本試驗所使用之黑糯及紅糯米一般成分如表七，兩者之水分、灰分、粗脂肪、
粗蛋白與膳食纖維含量上差異不大，其視直鏈澱粉含量均為0%。
麵條製作所使用之小麥麵粉，其水分含量為13.14%，粗蛋白含量為12.68% (db)。
活性麵筋之水分含量為7.62%，粗蛋白含量為62.70% (db)。
第二節、濕熱處理之米穀粉理化性質
一、米穀外觀
紅糯及黑糯米分別以糙米或稻穀形式，經濕熱處理後，其外觀照片如圖九、
圖十及圖十一所示。由外觀可見，本試驗所選用之紅糯米屬於稉糯（圓糯），黑糯
米則屬於秈糯（長糯）。紅糯米經濕熱處理後，紅色色澤偏深、暗，且外皮皺縮；
當濕熱處理過程中加水量增加時，趨勢更為顯著。推測因浸泡過程中，糯米吸水 膨脹將外皮部分撐起；再經濕熱處理並調整水分至11-14%時，水分含量減少而體 積減小，造成外皮皺縮。而若以稻穀型式進行濕熱處理，則因稻殼之保護，色澤 變化趨勢較為緩和。黑糯米進行濕熱處理後，外觀變化與紅糯米趨勢相同，濕熱 處理過程中所添加之水分含量高時，外皮皺縮並微裂。紅糯米與黑糯米經濕熱處 理後，水分含量介於11-14%之間，如表八與表九所示。Bhattacharya (2011)指出，
隨著濕熱處理的程度增強，米的顏色也會隨之變深；變深的程度為紅色大於黃色 偏光向度，而紅色與黑色向度相當。而Kim et al. (2014)的研究指出，隨著濕熱處 理的程度增強，米麩皮的顏色會隨之變深，可能是梅納反應所造成。然而，亦有 學者認為此為非梅納反應的呈褐色化(Oli et al., 2014)。在 Buggenhout et al. (2013) 的研究中指出，在預蒸煮米浸泡的過程中，吸水將造成稻穀、米粒上的裂縫，而 乾燥的過程中，脫水也會造成裂縫，這些均將影響含水量。
29
表七、紅糯米與黑糯米之一般成分
Table 7. Proximate composition of red and black waxy rice
Sample
Moisture content
(%)
Ash Crude lipid
Crude protein
Dietary Fiber 1 Amylose content 2
(%) SDF IDF TDF (%, db)
RW 13.97±0.06 1.72±0.03 3.20±0.10 8.88±0.06 0.26±0.08 4.02±0.16 4.28±0.12 0 BW 13.99±0.08 1.53±0.01 3.67±0.09 8.60±0.07 0.22±0.03 4.11±0.08 4.33±0.07 0 Data expressed as mean±SD.
1 SDF, IDF and TDF are the abbreviations of soluble, insoluble and total dietary fiber, respectively.
2 Based on total starch.
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(A) RW (B) rRW15 (C) rRW30 (D) rRW15-3 (E) rRW15-4 (F) rRW15-5
(G) rRW30-3 (H) rRW30-4 (I) rRW30-5 (J) bRW15 (K) bRW30 (L) bRW15-3
(M) bRW15-4 (N) bRW15-5 (O) bRW30-1 (P) bRW30-3 (Q) bRW30-4 (R) bRW30-5
圖九、紅糯稻穀及糙米經濕熱處理後之紅糯糙米外觀照片。
Figure 9. Pictures of heat-moisture treated red waxy rice; RW: original red waxy rice, bRW: hmt brown RW, rRW: hmt rough RW, dehulled, RWxx-y, xx and y indicated the heating time and one tenth ratio of water addition based on the rice weight during hmt.
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(A) BW (B) rBW15 (C) rBW30
(D) rBW15-3 (E) rBW15-4 (F) rBW15-5
(G) rBW30-3 (H) rBW30-4 (I) rBW30-5
圖十、黑糯稻穀經濕熱處理後之黑糯糙米外觀照片。
Figure 10. Pictures of heat-moisture treated rough black waxy rice; BW: original black waxy rice, rBW: hmt rough BW, dehulled, BWxx-y, xx and y indicated the heating time and one tenth ratio of water addition based on the rice weight.
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(J) bBW15 (K) bBW30 (L) bBW15-3
(M) bRW15-4 (N) bRW15-5 (O) bRW30-1
(P) bBW30-3 (Q) bBW30-4 (R) bBW30-5
圖十一、黑糯糙米經濕熱處理後之外觀照片。
Figure 11. Pictures of heat-moisture treated brown black waxy rice; BW: original black waxy rice, BWxx-y, xx and y indicated the heating time and one tenth ratio of water addition based on the rice weight.
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表八、紅糯米經濕熱處理之米穀粉水分含量
Table 8. Moisture content of heat-moisture treated red waxy rice flour 1 Sample Moisture content
(%) Samples Moistures content (%)
bRW5 12.94±0.08 rRW5 13.47±0.10
bRW15 12.53±0.22 rRW15 12.81±0.05
bRW15-3 11.86±0.06 rRW15-3 12.52±0.04 bRW15-4 12.03±0.01 rRW15-4 12.59±0.05 bRW15-5 12.64±0.05 rRW15-5 12.30±0.00
bRW30 12.07±0.07 rRW30 11.93±0.05
bRW30-3 11.82±0.03 rRW30-3 12.79±0.00 bRW30-4 11.61±0.04 rRW30-4 12.07±0.06 bRW30-5 11.74±0.19 rRW30-5 11.86±0.16 Data expressed as mean±SD.
1 Means within each column with the identical superscript letter are not significantly different at P < 0.05.
表九、黑糯米經濕熱處理之米穀粉水分含量
Table 9. Moisture content of heat-moisture treated black waxy rice flour 1 Sample Moisture content
(%) Samples Moisture content (%)
bBW5 13.07±0.08 rBW5 12.94±0.03
bBW15 13.70±0.04 rBW15 12.94±0.04 bBW15-3 11.70±0.01 rBW15-3 11.98±0.03 bBW15-4 11.63±0.25 rBW15-4 11.91±0.06 bBW15-5 11.66±0.05 rBW15-5 12.01±0.02 bBW30 11.39±0.01 rBW30 11.71±0.09 bBW30-3 11.89±0.04 rBW30-3 11.99±0.13 bBW30-4 11.61±0.03 rBW30-4 12.07±0.06 bBW30-5 11.35±0.82 rBW30-5 12.01±0.14 Data expressed as mean±SD.
1 Means within each column with the identical superscript letter are not significantly different at P < 0.05.
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二、糊液黏度性質
紅糯米濕熱處理後，其連續糊液黏度變化圖如圖十二與圖十三所示；圖十二 為紅糯米以糙米形式進行濕熱處理結果，圖十三為以稻穀形式進行濕熱處理結果。
當紅糯米濕熱處理5 分鐘後，可見最高黏度迅速提升，由未處理前之 1001 (cps)上 升至1998 (cps)；濕熱處理 15 分鐘與 30 分鐘後，最高黏度亦維持在 2262 與 2213 (cps)，顯示濕熱處理 5-30 分鐘時，不論處理時間長短，均可使 PV 值提升。此外，
濕熱處理5-30 分鐘後，糊液黏度之 T、BkD 與 FV 亦顯著提升，Trough 由 512 (cps) 提升至1121 (cps)，BkD 由 489 (cps)提升至 1231 (cps)，FV 由 755 (cps)提升至 1583 (cps)，SB 由 243 (cps)提升至 492 (cps)，如表十所示；顯示紅糯米經濕熱處理後，
在糊液黏度測定上糊化較慢（較高之 PT）、吸水力較強（較高的 PV），其後的成 膠性較佳（較高的FV 與 SB）。此外，當濕熱處理時間由5 分鐘延長為 15 與 30 分 鐘時，FV 可由 1270 (cps)提升至 1523 與 1583 (cps)，可知濕熱處理 15 分鐘以上，
可提供較佳之糊液黏度特性。因此，可預期若以濕熱處理後之紅糯米進行米麵條 之製作，可提升其吸水力與成糰性，並使麵糰之操作性提升。
本論文試驗中，將 2.5 mM AgNO3(aq)取代蒸餾水，加入未濕熱處理之樣品中進 行RVA 測定，則見 PV、T、BkD、FV 與 SB 均上升，且與濕熱處理過之結果一致，
如圖十四所示。一般而言，AgNO3(aq)可在RVA 測定中作為 alpha-amylase 的抑制劑，
證實穀粉中的內生性amylase 作用，避免酵素干擾糊液黏度特性之測定(Abdel-aal et al., 2002; Collado and Corke, 1999)。因此，本論文試驗中加入 AgNO3(aq)可證實 amylase 的作用會使 PV 值等降低。在 Zhu et al. (2010)研究中，將三種糯性米穀粉 進行RVA 測試，固性物含量為 10%，升溫條件為 50-90-50 oC 下，米穀粉之 PV 值 在1000-2800 (cps)之間，若將 RVA 溶液以 0.5 mM AgNO3(aq)取代，則可見PV 提升 至3000-3500 (cps)之間，與本試驗有相同之趨勢。此外，本試驗中若以 AgNO3(aq)
取代蒸餾水，所得之PV、T、FV 與 BkD、SB 值，均較濕熱處理後之值略微高出 50-300 (cps)，顯示濕熱處理 5-30 分鐘可能無法使所有的酵素活性失活，但可使大 部分之酵素活性失活。因此，本試驗中，濕熱處理中之高溫處理，可使大部分之 amylase 等酵素失活，而可預期在麵條製作上有較佳之成形性，並具有較長之穀粉 貯存期。
