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玉米作为全球主要的粮食作物，在保障粮食安全与推动农业经济发展中占据核心地位。玉米籽粒富含淀粉、蛋白质和脂肪等营养物质，不仅是支撑畜牧养殖业发展的饲用原料，也是国家应对市场波动与粮食储备要求的储备粮，同时作为重要的材料在食品、医药和能源等多个领域发挥着重要作用。玉米重组米作为玉米深加工的一种新型健康食品，近年来逐渐成为研究热点。
玉米重组米是以玉米为原料，通过粉碎、调质和挤压成型等工艺制成的重组型产品，兼具玉米的营养特性与大米相似的食用便利性，在膳食结构升级与粮食资源高效利用的背景下展现出广阔前景。目前，学者对其的研究多集中于原料配比优化和加工工艺调控，如张阳等将魔芋粉和抗性糊精等功能性多糖制备低血糖指数挤压重组米以满足糖尿病和肥胖等慢性病人群对主食的需求；Wang Lishuang等通过控制挤出温度，发现比机械能和截面膨胀指数与密度呈负相关，溶解度与产品温度呈正相关；Yu Xiaoshuai等发现螺杆转速与膨胀率呈正相关，与堆积密度呈负相关，且随着螺杆转速的加快其淀粉氢键和网络结构被破坏，糊化参数和黏弹性也随之降低；吴俊灵等运用蛋白质强化技术和双螺杆挤压技术制成高蛋白含量≥12 g/100 g（以干质量计）的重组米，满足了蛋白质摄入不足的人群的营养需求；另有学者以筛选原料品种为目的研究淀粉结构差异对重组米加工适应性的影响。
然而，现有重组米研究对干燥环节的关注明显不足。干燥作为玉米重组米加工的关键环节，直接影响产品的水分分布、质构特性、储存稳定性及最终食用品质。不同干燥方式（如热风干燥、真空冷冻干燥、微波干燥（MD）等）因传热传质机制差异，会导致物料内部发生不同的物理化学变化。热风干燥可能因高温降低淀粉糊化度，影响复水性；真空冷冻干燥虽能较好保留物料原有结构，但成本高且效率有限；MD则可能因加热不均引发局部硬化，破坏口感一致性。
综上所述，关于干燥方式对玉米重组米加工特性的系统性研究尚未形成体系，未深入探讨其对产品关键品质指标的影响，这一研究空白限制了其加工技术的优化升级。因此，吉林农业大学食品科学与工程学院的周宇涵、吴玉柱*和吉林农业大学小麦和玉米深加工国家工程研究中心的许秀颖*等人聚焦不同干燥方式对玉米重组米米粉微观结构、结晶结构、短程有序结构、质构特性及其理化特性等的影响，以期为玉米重组米工业化生产提供理论依据与数据支撑，推动粮食资源的高效转化与健康食品产业的可持续发展。
1 不同干燥方式对玉米重组米干燥特性的影响
干燥速率是粮食干燥过程中一个重要的指标，将初始含水率为（28.5±0.5）%（以干质量计）的玉米重组米进行FID、MD、HPD，直到玉米重组米水分降至（14±0.5）%。
图1、2是3种干燥方式下玉米重组米的干燥曲线，不同干燥方法对玉米重组米水分含量有显著影响，无论选用哪种干燥方法，均能较快地使产品的含水率降至（14±0.5）%。物料在干燥前期降低速度快，后期较为缓慢。
3种干燥方式下MD 2 700 W组干燥速率相对最快，是因为MD能量大，水分迁移速率快，同种干燥方式下温度越高，功率越大，玉米重组米内部水分迁移速度越快，干燥效率越快。3种干燥方式玉米重组米水分扩散趋势大致相同，这是因为在烘干初期，玉米重组米内部的水分向表面转移汽化，重组米表面含水率高，干燥速度快，含水率变化就大。随着干燥的进行，重组米的汽化面逐渐向内部转移，内部的扩散阻力较大，干燥速率下降，含水率变化变小。
2不同干燥方式对玉米重组米复水性的影响
复水特性是挤压重组米的重要指标，通常低复水时间、高复水率表明产品品质较好。不同干燥方式下玉米重组米的复水时间及复水性如表1所示，与ND组相比，各组的复水时间均降低，复水率提高，这是因为ND条件下干燥时间长，部分淀粉分子发生老化，水结合能力降低。随着FID温度的上升，复水率相较ND条件提高，最大为42%，这是因为较高的温度有可能使米粒的淀粉糊化程度提高，从而使米粒的吸水性变强。HPD条件下，温度主要作用于重组米表面，可能导致米粒表面发生变性或硬化。这种变性使得米粒表面变得更加紧密，水分渗透的难度增加，因此温度升高其吸水能力下降。MD条件下能量较大，高功率微波处理后，米粒内部结构被破坏，孔隙度降低，导致其复水性下降。
3不同干燥方式对玉米重组米米粉色度的影响
通常高亮度和低色差被认为是食品颜色质量的基准。由表2可知，FID 60 ℃处理的产品色泽最佳，与ND组相比，FID干燥后重组米的L*值和b*升高，a*降低，这是由于FID是通过分子振动与分子摩擦使物料内外温度梯度均匀，而MD较FID低的原因是MD干燥时加入了缓苏阶段，而HPD条件下，物料长时间暴露在空气中，且物料内外部受温差过大，水分迁移不均匀，导致玉米重组米发生褐变，使a*值降低。
4不同干燥方式下玉米重组米米粉微观结构分析
如图3所示，挤压后的重组米米粉结构发生了很大改变，表面没有完整的淀粉颗粒，而是形成了块状的聚合物。ND条件下聚合物表面较为粗糙，与ND组相比，随着FID的温度升高米粉表面变得平滑，这是通过分子振动使挤压过程中破坏的淀粉颗粒与蛋白质等进一步发生交联聚合。HPD温度越高米粉表面越粗糙，是因为物料受热后导致外层急剧收缩，内部仍保留较多水分，产生的收缩应力使未发生聚集的淀粉颗粒表面产生微裂纹。随着MD功率的增强，聚集体表面变得更粗糙，是由于重组米米粉中水分子与淀粉颗粒之间发生剧烈摩擦和碰撞，使物料在短时间内迅速升温，水分散失，从而使未发生聚集的淀粉颗粒造成严重损伤并破坏淀粉的分子结构。
5不同干燥方式对玉米重组玉米米粉短程有序结构的影响
如图4所示，不同干燥条件下重组米米粉在3 200～3 600 cm-1附近出现的特征峰属于—OH特征峰，在2 900 cm-1附近出现的吸收峰是由淀粉回生引起的C—H的伸缩振动特征峰，1 650 cm-1附近出现的特征峰为高温挤压下诱导的美拉德反应形成的—C＝N特征峰，1 400 cm-1处出现的特征峰主要是亚甲基（—CH2—）的弯曲变形，对照组与处理组重组米米粉的红外光谱图相似，没有出现新的特征峰或特征峰的消失，这说明干燥处理并未改变重组米米粉的官能团。
6不同干燥方式对玉米重组米米粉晶体结构的影响
由图5可知，不同干燥方式下玉米重组米米粉均在7.5°、14°、17°、18°、20°和23°（2θ）处有较强的衍射峰，表现出典型的A+V型晶体结构，此结果与Lu Xiaoxu等报道的结果类似，说明不同干燥方式并未改变其晶型，此外在20°处也出现衍射峰，是由直链淀粉和脂肪形成的复合物。
由表3可以看出，与ND相比，干燥后玉米重组米米粉的结晶区被不同程度地破坏，FID组玉米重组米米粉的R1049/R1022、R995/R1022以及相对结晶度随温度的上升明显提高，相对结晶度从15.11%上升到17.25%，这是由于FID条件下，物料内外部没有明显温差，对淀粉双螺旋结构破坏最小，而温度升高使脱水速度加快，对其淀粉分子结构影响较小，对淀粉结晶区域破坏也较小，这与Ismailoglu等的研究结果一致。HPD条件下，随着温度的升高，R1049/R1022、R995/R1022以及相对结晶度均下降，相对结晶度从15.69%下降到14.19%，原因是物料受热后内外温差较大，导致外层急剧收缩，内部仍保留较多水分，淀粉颗粒可充分吸水，更易糊化，其结晶结构随之被破坏得更严重。MD条件下的R1049/R1022、R995/R1022以及相对结晶度均随着微波强度的增大而降低，MD 2 700 W条件下相对结晶度最小，为12.31%，对淀粉结晶区破坏最大，是由于过大的能量破坏了淀粉分子的有序结构，使一部分有序区域转变为无定形区域，导致结晶度显著下降。结果与第5节所揭示的规律保持一致，进一步验证了该机制的合理性。
7不同干燥方式对玉米重组米米粉糊化特性的影响
糊化是指在水和热共同作用下，体系中的淀粉颗粒内的氢键断裂，淀粉分子链分散在水中，形成亲水性胶体。由表4可知，与ND组相比，除糊化温度及回生值外，重组米米粉的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度及崩解值均显著降低（P＜0.05）。峰值黏度表征淀粉颗粒的持水能力。随着FID的温度升高，玉米重组米米粉的峰值黏度提高97 cP，从淀粉糊化机制来看，这一变化与糊化程度直接相关：FID的辐射传热具有物料内外温差小的特点，温度升高时，这种传热方式能更高效地将热量传递至重组米内部，不仅减少了传统加热中易出现的重组米表面硬化效应（避免表面淀粉过早糊化），还能使米粒内部的淀粉颗粒获得更充足的热能，从而更充分地吸水膨胀、破坏结晶结构使其淀粉糊化程度显著提升。而淀粉糊化程度的提高使得淀粉糊在糊化过程中形成的黏稠度更高，最终表现为峰值黏度的提升，相比低温度FID处理，糊化更充分。随着HPD的温度升高，水分子与淀粉颗粒之间发生剧烈摩擦和碰撞，使重组米在短时间内迅速升温，导致淀粉颗粒严重损伤并破坏淀粉的分子结构，弱化淀粉分子间的相互作用力，从而HPD 60 ℃对比HPD 40 ℃玉米重组米米粉的峰值黏度显著降低37%。而随着MD的功率增加，淀粉分子链间的氢键等作用力在高温和机械摩擦下断裂而解体，淀粉颗粒无法形成稳定的凝胶网络，进而导致峰值黏度的降低。崩解值可表征淀粉颗粒的热稳定性。随着FID温度的升高重组米米粉的崩解值显著升高（P＜0.05），表明淀粉在加热过程中结构崩解，颗粒破碎。回生值表征淀粉分子的老化程度。FID条件下，随着温度的上升，回生值也逐渐升高，是因为FID干燥下物料内外均匀加热，能溶出更多的直链淀粉，而直链淀粉含量越多，其冷却时越容易与氢键结合形成凝胶网络，导致FID条件下60 ℃相比40 ℃回生值提升50%，糊化体系的抗剪切能力变强。干燥后糊化温度升高，表明干燥处理可增强淀粉分子间的结合力。
8不同干燥方式对玉米重组米米粉流变特性的影响
8.1 静态流变学分析
由图6可知，在0～100 s-1范围内，不同干燥方式下玉米重组米米粉剪切应力随着剪切速率的增加逐渐升高，说明米糊具有剪切稠化的特性。与ND相比，HPD与MD剪切应力均有不同程度降低，而FID条件下，随着温度上升其剪切应力也相应升高，这是因为FID温度升高会加速淀粉的分子交联，分子链从有序排列逐渐展开，通过氢键、疏水作用形成三维网络结构，从而抵抗剪切变形的能力变强。HPD方式下由于热风只作用于表面，导致内外温差过大，内部水分扩散慢，部分淀粉颗粒被破坏甚至降解。MD方式下由于微波能量过大，淀粉分子链断裂，导致内部结合力减弱。在几种干燥方式下，FID 60 ℃条件下的剪切应力最大，说明该方法处理的米糊体系最稳定，这与第7节中回生值测定结果相互印证。
8.2 动态流变学分析
以G’和G”分别作为表征体系弹性和黏性的参数，数值越大，体系的弹性或黏性越强。由图7和图8可以看出，弹性模量与黏性模量均随着角频率的升高逐渐上升。与ND组相比，FID 60 ℃条件下G’和G”显著升高，且G’始终大于G”，说明米糊内部形成了一种更强的三维凝胶体系网络。由图9可见，几种干燥方式下tan δ值都小于1，表明干燥处理后的玉米重组米米粉体系均为典型的弱凝胶体系，玉米重组米米粉的tan δ值随着FID温度的升高而减小，说明随着温度的升高，米糊体系呈现出更强的弹性性质，这可能是由于温度的升高，在水中溶出的直链与支链淀粉增加，淀粉分子间作用力增强，形成更紧密的淀粉凝胶网络结构，进而使玉米重组米米粉体系的弹性和刚性随之增强。综合图7～9可知，FID 60 ℃条件下处理的玉米重组米米粉凝胶体系最强，弹性最好。
9不同干燥方式对玉米重组米米粉热特性的影响
淀粉的热焓值（ΔH）直接反映解开其双螺旋结构所需的能量，而ΔH的变化本质是淀粉颗粒结晶区与非结晶区中氢键断裂、双螺旋解体的宏观体现，这一过程可通过X射线衍射的结晶度数据与傅里叶变换红外光谱的特征峰变化得到精准佐证。由图10和表5可知，不同干燥方式下的玉米重组米米粉均出现一个显著的吸收峰（对应淀粉糊化过程），与ND组相比，不同干燥方式下玉米重组米米粉的热焓值均显著下降（P＜0.05）。重组米米粉的热焓值随着HPD温度及MD功率的升高而降低，对应的X射线衍射结晶度降低，傅里叶变换红外光谱中1 047 cm-1峰几乎消失，这是由于干燥在不同程度上破坏了淀粉的结晶区，氢键断裂进而破坏双螺旋结构，使淀粉分子链趋于无序化。当MD功率为2 700 W时，重组米米粉的热焓值降低最明显，表明高强度微波作用会严重破坏淀粉的结晶区。这一结果与Wang Luyu等的研究相符。而FID条件下，FID 60 ℃条件下热焓值相对FID 40 ℃提高14%，是因其辐射的穿透性加热使物料内外部无明显温差，对结晶区损害较小（X射线衍射结晶度为17.25%，高于HPD组与MD组），直链与支链淀粉含量较多，从而解开双螺旋结构及破坏氢键所需的能量较多，这一结果与第6节晶体结构的研究结果相契合。
10 不同干燥方式对玉米重组米米粉质构特性的影响
由表6可知，与ND组相比，HPD和MD干燥后重组米米糊的硬度、黏性、弹性和咀嚼性均显著下降（P＜0.05）。随着HPD温度和MD功率的增加，硬度值逐渐降低，是由于干燥过程中重组米内外温差过大使支链淀粉分子被破坏，导致分子间的作用力减弱，然而，随着FID温度的上升，硬度值提高到76.08 g，是由于FID加热穿透力强，使物料内外均匀受热，加热温度越高其干燥到安全水分所用时间越短，玉米重组米米粉内的直链淀粉与支链淀粉结构不易被破坏。黏性代表米粉凝胶网络的表面黏附力，咀嚼性代表咀嚼时需要的能量，FID温度越高溶出的直链与支链淀粉越多，导致其凝胶网络更强，而黏性与咀嚼性也会越大，分别为65.06 N、49.39 mJ。弹性代表米粉的凝胶网络弹性，随着FID温度的上升，其弹性为0.69，相比FID 40 ℃升高38%，这是因为FID的较强穿透力可以使物料内外受热均匀，米粉中溶出更多的直链与支链淀粉，从而形成三维凝胶网络结构。HPD温度越高使部分分子链断裂及降解，导致凝胶网络强度下降，而MD功率越大使极性分子振动并破坏淀粉分子的结晶区及非结晶区内的氢键导致弹性降低，越高的弹性指标对应越低的tan δ 值，这与8.2节中tan δ 的测定结果相互印证。
结 论
本研究探讨了不同干燥方式对挤压玉米重组米米粉微观结构及理化特性的影响。结果表明，与ND组相比，MD 2 700 W条件下干燥速率最快；FID 60 ℃条件下色泽最佳且扫描电子显微镜观察下结构光滑平整；不同干燥方式并未引起挤压玉米重组米米粉官能团及晶型的变化；MD 2 700 W条件下重组米米粉的相对结晶度（12.31%）下降最多；不同干燥条件下重组米米粉的峰值黏度、谷值黏度、崩解值和最终黏度均显著降低（P＜0.05）；FID 60 ℃条件下重组米米粉的凝胶体系最稳定且热稳定性较好，同时FID 60 ℃条件下硬度、黏度、弹性与咀嚼性均高于其他条件。综上，可选FID 60 ℃作为挤压玉米重组米后续的干燥条件，既可保证干燥速率又可保证其加工品质。本研究的局限性在于未纳入感官评价指标，且未开展产品在不同储藏条件下的储藏稳定性研究，后续研究可围绕上述方向补充，进一步提升工艺的产业化适配性。本研究结果将为重组米干燥产业化应用及玉米深加工产品品质控制提供理论和数据支持。
作者简介
通信作者
吴玉柱，讲师，吉林农业大学食品科学与工程学院、硕士生导师，吉林大学博士，主要研究方向为粮食和农副产品的干燥储藏及相关装备开发。
主持省级项目2 项，参与国家基金、重点研发计划等省部级项目10余项，近5 年第一作者和通信作者发表SCI/EI期刊检索论文10余篇，其中Top期刊2 篇，中文领军期刊2 篇，授权专利4 件，以参加人身份获得省科技进步一等奖1 项。
第一作者
周宇涵，吉林农业大学食品科学与工程学院，硕士研究生，研究方向为粮食干燥及储藏。
引文格式：
周宇涵, 刘颜嘉, 王羽, 等. 不同干燥方式对玉米重组米米粉理化、结构特性的影响[J]. 食品科学, 2026, 47(3): 232-242. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250812-083.
ZHOU Yuhan, LIU Yanjia, WANG Yu, et al. Effects of different drying methods on physicochemical and structural properties of extruded corn flour[J]. Food Science, 2026, 47(3): 232-242. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250812-083.
实习编辑：杨琼；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
为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、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，合肥工业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、皖西学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“ 第六届食品科学与人类健康国际研讨会 ”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到） 在 中国 安徽 合肥 召开。
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