段小明 張 蓓 馮敘橋 李萌萌 蔡茜彤 范林林

（渤海大學(xué)食品科學(xué)研究院遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，錦州 121013）

超高壓（Ultra-high pressure processing，UHP）是一種新型的食品加工技術(shù)，當(dāng)超高壓作用于食品原料時(shí)，可在常溫或較低的溫度下，使食品中的酶、蛋白質(zhì)和淀粉等生物大分子的性質(zhì)發(fā)生改變，達(dá)到改性和改變物料某些理化反應(yīng)速度的效果［1-2］。隨著超高壓技術(shù)的不斷發(fā)展，其對(duì)大米的加工效果也日益受到人們的關(guān)注。劉莉等［3］在大米浸泡時(shí)進(jìn)行超高壓處理，以促進(jìn)浸泡液中溶質(zhì)β-環(huán)糊精滲入米粒內(nèi)部，更有效地抑制米飯老化。朱轉(zhuǎn)等［4］研究表明，大米浸泡和超高壓預(yù)處理能夠提高米飯淀粉中快速消化淀粉（RDS）和慢速消化淀粉（SDS）的含量，降低抗性淀粉（RS）的含量，從而提高了米飯的消化特性。高嘉琦［5］研究了超高壓處理對(duì)大米感官品質(zhì)的影響，認(rèn)為大米超高壓處理后制得米飯的色澤均勻，有光澤，無(wú)裂縫，口感良好，有嚼勁和彈性，感官品質(zhì)明顯優(yōu)于對(duì)照樣品。上述研究說(shuō)明超高壓或超高壓輔助處理可在一定程度上改變米飯的品質(zhì)特性。

方便米飯是一種較為新興的方便食品，其種類(lèi)繁多，目前市場(chǎng)上主要有α-化米飯、軟罐頭米飯、速凍米飯等［6］，熱風(fēng)干燥方便米飯是α-化米飯的一種，現(xiàn)有的熱風(fēng)干燥方便米飯還存在復(fù)水時(shí)間長(zhǎng)，回生現(xiàn)象嚴(yán)重、香氣損失大、感官品質(zhì)欠佳等問(wèn)題［7］，如何有效利用食品加工技術(shù)或食品添加劑在一定程度上解決上述問(wèn)題、改善方便米飯的食用品質(zhì)一直是人們研究的熱點(diǎn)，目前關(guān)于超高壓加工對(duì)方便米飯品質(zhì)影響方面的研究相對(duì)較少。本試驗(yàn)對(duì)大米進(jìn)行不同超高壓處理后制得熱風(fēng)干燥方便米飯，對(duì)方便米飯的復(fù)水性和色澤，復(fù)水后方便米飯的質(zhì)構(gòu)和理化指標(biāo)（碘藍(lán)值、透光率）進(jìn)行了測(cè)定，以考察超高壓處理對(duì)熱風(fēng)干燥方便米飯品質(zhì)的影響，探討超高壓處理是否適合作為熱風(fēng)干燥方便米飯?jiān)厦椎念A(yù)處理方式，為超高壓技術(shù)應(yīng)用于谷物加工提供一定的理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

盤(pán)錦、五常大米：市售。

C21-RH2101多功能電磁爐：廣東美的生活電器制造有限公司；TA.XT-plus質(zhì)構(gòu)儀：英國(guó)Stable Micro Systems公司；HPP.L2-600／0.6超高壓設(shè)備：天津市華泰森淼超高壓設(shè)備有限公司；722N可見(jiàn)分光光度計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司；DZ-500／2S型真空包裝機(jī)：諸城市舜康包裝機(jī)械有限公司；DHG-9240A電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；CR-400色差計(jì)：日本 Konica Minolta公司；TDL-5-A臺(tái)式低速離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；FW-200高速萬(wàn)能粉碎機(jī)：北京中興偉業(yè)儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 方便米飯制備工藝流程

大米→淘洗→浸泡→超高壓處理→蒸煮（米水比：1∶1；常壓；15 min）→米飯→冷卻→浸漬離散（米飯與水的比：1∶1；40℃；30 s）→瀝干水分→熱風(fēng)干燥（80℃，90 min）→方便米飯

1.2.2 大米前處理

稱(chēng)取50 g大米并淘洗。將淘洗后的大米進(jìn)行浸泡，浸泡條件為∶米水比：1∶2、浸泡溫度40℃、浸泡時(shí)間40 min。浸泡結(jié)束后，瀝干大米水分，將其裝入經(jīng)高溫滅菌的蒸煮袋（15 cm×10 cm）中并抽真空密封。

1.2.3 大米超高壓處理方法

將包裝好的大米放入超高壓設(shè)備的施壓容器并保證其浸沒(méi)于傳壓介質(zhì)（水）中，對(duì)其分別施加200、400、600 MPa的壓力，保壓時(shí)間10 min，處理溫度15℃。浸泡后未經(jīng)超高壓處理（0 MPa）的大米作為對(duì)照試驗(yàn)組。

1.2.4 方便米飯的質(zhì)構(gòu)測(cè)定［8-9］

取5 g形態(tài)完整的熱風(fēng)干燥方便米飯于50 mL的燒杯中，加入10 mL約90℃的熱水，將燒杯置于90℃的水浴中保溫10 min。使用質(zhì)構(gòu)儀在 TPA（Texture Profile Analysis）模式下測(cè)定復(fù)水后方便米飯的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)（硬度、彈性、咀嚼性、凝聚性、回復(fù)性、黏著性），具體測(cè)定方法為：將6粒完整飽滿(mǎn)的米粒放在測(cè)試臺(tái)中央，將米粒平放，上表面不能有突起，下表面不能有懸空。平行5次，結(jié)果取平均值。

測(cè)定參數(shù)：測(cè)前速度1.00 mm／s；測(cè)試速度0.5 mm／s；測(cè)后速度 1.00 mm／s；壓縮比 90.0%；2次壓縮間隔時(shí)間5.00 s；探頭型號(hào)SMSP50。

1.2.5 方便米飯復(fù)水率測(cè)定［10］

稱(chēng)取方便米飯樣品A g于燒杯中，加入5倍的沸水后立即加蓋。密閉5 min后，立即瀝干水分并用濾紙吸干表面水分，稱(chēng)重為B g，則：復(fù)水率＝B／A。

1.2.6 方便米飯復(fù)水時(shí)間測(cè)定［11］

將一定量的方便米飯置于裝有100℃開(kāi)水的燒杯中，并加蓋，待米粒完全復(fù)水（米粒中心完全軟化）后，記下所用時(shí)間。

1.2.7 方便米飯碘藍(lán)值測(cè)定［12］

取方便米飯5.00 g于燒杯中，加入20 mL沸水，浸泡8 min，隨后進(jìn)行離心（3 000 r／min，15 min）。取離心得到的上清液5 mL，加入到含有0.5 mL 0.01 mol／L碘液、0.5 mL 0.1 mol／L HCl溶液和蒸餾水約40 mL的比色管中，定容至50 mL，靜置15 min后于620 nm波長(zhǎng)下比色。以0.5 mL 0.01 mol／L碘液＋0.5 mL 0.1 mol／L HCl溶液定容至50 mL的溶液作為參比溶液。以吸光值表示碘藍(lán)值。

1.2.8 方便米飯透光率測(cè)定［12］

方便米飯前處理同1.2.7，取離心得到的上清液于620 nm波長(zhǎng)下比色，以蒸餾水為參比，透光值T表示透光率。

1.2.9 方便米飯色差測(cè)定［13-14］

熱風(fēng)干燥樣品粉碎，過(guò)0.25 mm（60目）篩，采用色差儀測(cè)定。L*值表示黑白亮度，值越大則越白亮；a*值表示紅綠度，其中正值表示偏紅，負(fù)值表示偏綠；b*值表示紅藍(lán)度，其中正值表示偏黃，負(fù)值表示偏藍(lán)。方便米飯白度（W）的計(jì)算公式為：W＝100-［（100-L*）2＋a*2＋b*2］1／2，每次測(cè)量重復(fù) 5次，結(jié)果取平均值。

1.2.10 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，檢驗(yàn)組間顯著性差異，P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 大米超高壓處理對(duì)方便米飯質(zhì)構(gòu)的影響

食品的食用品質(zhì)主要是指其質(zhì)地特征，質(zhì)地作為表征食品流變性的重要指標(biāo)之一，對(duì)食品的加工處理有著重要的影響，同時(shí)也決定著消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)可度［15］。圖1反映了大米超高壓處理對(duì)方便米飯咀嚼性、黏著性、凝聚性、硬度、彈性、回復(fù)性的影響，結(jié)合Duncan多重比較可知，五常大米超高壓處理后制得方便米飯6個(gè)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的數(shù)值均顯著低于對(duì)照（P＜0.05），不同高壓處理的五常大米制得方便米飯的黏著性、咀嚼性、凝聚性、回復(fù)性差異均不顯著（P＞0.05）。盤(pán)錦大米超高壓處理后制得方便米飯除黏著性之外的5個(gè)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的數(shù)值均顯著低于對(duì)照（P＜0.05）；不同高壓處理的盤(pán)錦大米制得方便米飯的黏著性、彈性、咀嚼性、凝聚性、回復(fù)性均無(wú)顯著差異（P＞0.05）。2種大米高壓處理后，其方便米飯的硬度、咀嚼性均隨處理壓力的增大而增大，黏著性隨處理壓力的增大而降低；隨著盤(pán)錦大米處理壓力的增大，方便米飯的彈性逐漸降低，凝聚性、回復(fù)性逐漸增大；而五常高壓處理組制得方便米飯彈性、凝聚性、回復(fù)性變化的規(guī)律性不明顯。

圖1 大米超高壓處理對(duì)方便米飯質(zhì)構(gòu)的影響

Tian等［16］的研究表明普通大米和糯米加壓浸泡（300或400 MPa，25 min）后，制得米飯的硬度顯著降低，彈性升高，凝聚性顯著增大，這可能是因?yàn)閴毫葑柚沽舜竺字兄辨湹矸酆椭ф湹矸鄣娜艹?，抑制了米粒表面涂層的形成；加壓浸泡過(guò)程中，米粒內(nèi)部形成了更為緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得直鏈淀粉和支鏈淀粉發(fā)生了重新分布。Boluda-Aguilar等［17］研究了浸泡后超高壓處理大米微波熟制后的質(zhì)構(gòu)特性。結(jié)果表明：300、400 MPa下處理2或4 min的大米及300、400 MPa下處理2或4 min后又在570 MPa下處理20 min的大米微波1.5 min制得米飯與大米微波10 min制得的米飯相比，硬度、咀嚼性、黏著性、回復(fù)性均較為接近，凝聚性較高。Prasert等［18］研究了蒸煮壓力（80.0～195.8 MPa）對(duì)復(fù)水后方便米飯質(zhì)構(gòu)特性的影響后認(rèn)為，壓力使大米的糊化度升高，復(fù)水米飯質(zhì)地較軟，硬度和咀嚼性隨蒸煮壓力的升高而降低。侯磊等［19］將大米室溫下浸泡90 min后進(jìn)行超高壓處理，發(fā)現(xiàn)隨著處理壓力的增大，米飯的黏著性逐漸升高。上述研究表明，大米壓力施加階段（浸泡中、浸泡后、蒸煮中）不同，制得米飯的質(zhì)構(gòu)變化情況有所不同；與本研究結(jié)果對(duì)比可知，超高壓處理對(duì)新鮮米飯和脫水方便米飯質(zhì)構(gòu)的影響結(jié)果存在較大差別，這可能是因?yàn)椋阂环矫?，大米超高壓處理的具體方式及參數(shù)、大米品種等均存在差別；另一方面，脫水米飯經(jīng)歷的干燥過(guò)程對(duì)其復(fù)水后質(zhì)地有較大影響。

方便米飯的質(zhì)地指標(biāo)可間接預(yù)測(cè)其食用品質(zhì)，硬度、黏著性、彈性、凝聚性、咀嚼性及回復(fù)性是表征方便米飯質(zhì)構(gòu)的參數(shù)，其中能直接反映米飯品質(zhì)的參數(shù)是硬度和黏著性［20］。硬度越小、黏著性越大，方便米飯的食用品質(zhì)越好［21］。大米經(jīng)超高壓處理后，方便米飯的硬度顯著降低，同時(shí)黏著性、彈性、咀嚼性也均降低，導(dǎo)致方便米飯的食用品質(zhì)下降。

2.2 大米超高壓處理對(duì)方便米飯復(fù)水率、復(fù)水時(shí)間的影響

復(fù)水率和復(fù)水時(shí)間是衡量方便米飯復(fù)水性的重要指標(biāo)。米飯淀粉老化程度［22］、米飯的組織結(jié)構(gòu)［23］對(duì)方便米飯的復(fù)水性均有影響。由圖2及Duncan多重比較可知，與對(duì)照相比，2種大米經(jīng)超高壓處理后，其方便米飯的復(fù)水率均顯著降低（P＜0.05）；五常高壓處理組制得方便米飯的復(fù)水率無(wú)顯著差異（P＞0.05）；盤(pán)錦高壓處理組中，200 MPa處理組制得方便米飯的復(fù)水率最低。相關(guān)研究表明，對(duì)一定條件下浸泡后得到的高水分大米施加高壓（80.0～195.8 MPa）進(jìn)行蒸煮卻可使其制得方便米飯的復(fù)水率升高，這是因?yàn)榇竺赘邏赫糁笾频梅奖忝罪埖拿芏容^低，而方便米飯的密度與其復(fù)水率呈負(fù)相關(guān)［18］。由圖3及Duncan多重比較可知，與對(duì)照相比，2種大米經(jīng)超高壓處理后，方便米飯的復(fù)水時(shí)間縮短，其中600 MPa五常、盤(pán)錦處理組制得方便米飯的復(fù)水時(shí)間顯著低于對(duì)照（P＜0.05），分別為9.8和9.5 min。

圖2 大米超高壓處理對(duì)方便米飯復(fù)水率的影響

圖3 大米超高壓處理對(duì)方便米飯復(fù)水時(shí)間的影響

方便米飯的復(fù)水率與口感呈極顯著正相關(guān)，復(fù)水率較高的方便米飯感官品質(zhì)較好［10］；復(fù)水時(shí)間決定了方便米飯食用的方便性。對(duì)試驗(yàn)結(jié)果綜合分析可知，大米超高壓處理對(duì)方便米飯的復(fù)水性有不良影響，其顯著降低方便米飯的復(fù)水率；雖然2種大米600 MPa處理制得方便米飯的復(fù)水時(shí)間在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上顯著低于對(duì)照，但對(duì)脫水方便米飯復(fù)水時(shí)間的改良效果不如淀粉酶［24］、蛋白酶［25］、蔗糖脂肪酸酯和β-環(huán)糊精［26］等食品添加劑；且在實(shí)際食用中，對(duì)方便米飯食用方便性的提升意義不大。

2.3 大米超高壓處理對(duì)方便米飯碘藍(lán)值、透光率的影響

方便米飯碘藍(lán)值表征其溶解在水中的直鏈淀粉含量；透光率是透射光通量與入射光通量之比，米飯?zhí)崛∫涸酵该?，透光率越高，米飯?zhí)崛∫涸綔啙?，透光率越低?7］。由圖4～圖5及 Duncan多重比較可知，超高壓處理五常、盤(pán)錦大米制得方便米飯的碘藍(lán)值顯著高于對(duì)照（P＜0.05）；不同壓力處理五常大米制得方便米飯的碘藍(lán)值差異顯著（P＜0.05），其中600 MPa處理組最高，不同壓力處理盤(pán)錦大米制得方便米飯的碘藍(lán)值差異顯著（P＜0.05），其中400 MPa處理組最高，可能是因?yàn)榇竺字械牡矸劢?jīng)超高壓處理后會(huì)使部分支鏈淀粉受壓變?yōu)榉肿恿啃〉闹辨湹矸郏?8］，直鏈淀粉含量增加，與碘的結(jié)合能力增強(qiáng)，故大米超高壓處理后，方便米飯的碘藍(lán)值升高。超高壓處理五常、盤(pán)錦大米制得方便米飯的透光率顯著低于對(duì)照（P＜0.05）；隨著2種大米處理壓力的增大，其方便米飯的透光率逐漸增大。

圖4 大米超高壓處理對(duì)方便米飯碘藍(lán)值的影響

圖5 大米超高壓處理對(duì)方便米飯透光率的影響

方便米飯的理化指標(biāo)與其食味值、感官品質(zhì)密切相關(guān)。米飯碘藍(lán)值和透光率與其食味值相關(guān)極顯著（P＜0.01），隨著米飯碘藍(lán)值的增加及透光率的減小，食味等級(jí)有增加的趨勢(shì)［29］；碘藍(lán)值與米飯的香味呈正相關(guān)［30］，與口感呈負(fù)相關(guān)［10］；透光率與米飯口感、滋味呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）［31］。結(jié)合上述理論和試驗(yàn)結(jié)果可知，大米經(jīng)超高壓處理后，方便米飯的食味值有一定改善，香味有所提升，對(duì)口感的影響難以預(yù)測(cè)。

2.4 大米超高壓處理對(duì)方便米飯色澤的影響

色澤是方便米飯重要品質(zhì)指標(biāo)之一，方便米飯的白度越大，越易被人們接受。L*值反映方便米飯的亮度，a*、b*值從單色角度分別反映方便米飯偏紅或綠、藍(lán)或黃的趨勢(shì)，W則綜合了上述3個(gè)色澤指標(biāo)的變化，反映方便米飯的白度。由圖6及Duncan多重比較可知，五常高壓處理組制得方便米飯的L*值、a*值、b*值、W值與對(duì)照相比均無(wú)顯著差異（P＞0.05）；各高壓處理組制得方便米飯的a*值、b*值、W值差異也均不顯著（P＞0.05）。盤(pán)錦大米200 MPa處理組制得方便米飯的L*值顯著低于對(duì)照（P＜0.05），400與600 MPa處理組制得方便米飯的L*值與對(duì)照無(wú)顯著差異（P＞0.05）；各高壓處理組制得方便米飯的a*值為負(fù)值、b*值為正值且均顯著高于對(duì)照（P＜0.05），即方便米飯偏綠、偏黃的趨勢(shì)增大；3組高壓處理組中，200 MPa處理組制得方便米飯的b*值最大，W值最低，600 MPa處理組制得方便米飯的b*值最小，W值最高。Tian等［16］的研究表明，大米壓力浸泡處理使米飯的亮度值L*顯著增大，飽和度值降低，這可能是因?yàn)槌邏衡g化了大米中的過(guò)氧化氫酶和多酚氧化酶，抑制了酶促褐變的發(fā)生。Prasert等［18］研究了高壓蒸煮（80.0～195.8 MPa）對(duì)方便米飯色澤的影響，認(rèn)為浸泡后的高水分大米制得方便米飯的W值隨蒸煮壓力的升高而降低；浸泡后的較低水分大米制得方便米飯的W值隨蒸煮壓力的升高而升高。由此可見(jiàn)，超高壓處理對(duì)米飯色澤的影響與其處理方式及大米理化特性密切相關(guān)。

圖6 大米超高壓處理對(duì)方便米飯色澤的影響

3 結(jié)論

大米超高壓處理后制得熱風(fēng)干燥方便米飯，對(duì)其質(zhì)構(gòu)、復(fù)水率、復(fù)水時(shí)間、碘藍(lán)值、透光率、色澤進(jìn)行了測(cè)定，與對(duì)照相比，可得到以下結(jié)論。

3.1 方便米飯的硬度、黏著性、咀嚼性、彈性、回復(fù)性、凝聚性均下降，從整體上看，方便米飯的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)降低，從方便米飯質(zhì)構(gòu)指標(biāo)與其食用品質(zhì)的相關(guān)性可推測(cè)其食用品質(zhì)也有所下降。

3.2 方便米飯的復(fù)水率顯著降低，會(huì)對(duì)米飯口感產(chǎn)生不利影響；復(fù)水時(shí)間略有縮短，但并不能有效提升方便米飯食用的方便性。

3.3 方便米飯的碘藍(lán)值升高，透光率下降，通過(guò)方便米飯理化指標(biāo)與感官品質(zhì)及食味值的相關(guān)性可間接推測(cè)出其食味值和香味有一定改善。

3.4 五常大米超高壓處理對(duì)方便米飯的色澤指標(biāo)L*、a*、b*、W均無(wú)顯著影響，盤(pán)錦大米超高壓處理對(duì)方便米飯的色澤有一定影響，600MPa處理可在一定程度上提升方便米飯的白度。

從大米超高壓處理對(duì)熱風(fēng)干燥方便米飯質(zhì)構(gòu)、復(fù)水性、理化指標(biāo)、色澤的影響來(lái)看，其對(duì)方便米飯品質(zhì)的影響弊大于利，故大米超高壓處理不宜作為熱風(fēng)干燥方便米飯?jiān)系念A(yù)處理方式。由于目前有關(guān)大米超高壓處理對(duì)新鮮米飯或方便米飯品質(zhì)影響方面的報(bào)道相對(duì)較少，可對(duì)比分析的研究結(jié)果有限，且不同學(xué)者的研究方法、超高壓處理方式、試驗(yàn)原料等存在差別，難以尋求恰當(dāng)?shù)那腥朦c(diǎn)來(lái)嘗試采用儀器分析手段分析本研究結(jié)果與他人不一致的原因，故此方面內(nèi)容未詳細(xì)展開(kāi)，爭(zhēng)取在后續(xù)研究中完善。

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