曹珍珍 賈才華 牛 猛 張賓佳 趙思明 熊善柏 房 振

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院1，武漢 430070)(廣東美的生活電器制造有限公司2，廣州 510000)

米飯是亞洲人的主食之一，優(yōu)質(zhì)米飯的加工技術(shù)一直是亞洲人的重要研究內(nèi)容。傳統(tǒng)的米飯烹制是以大鐵鍋為器具，以稻草、樹枝等柴火為熱源，將淘洗好的米和水同時(shí)放入鍋內(nèi)，大火煮沸，米湯沸騰時(shí)將大火轉(zhuǎn)到小火，水干后燜煮一段時(shí)間，這種方式烹制成的米飯稱為柴火米飯。柴火米飯不僅口感柔軟粘稠、氣味清香，還含有酥脆焦香的鍋巴和豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。隨著社會(huì)的發(fā)展，電飯煲、高壓鍋等家電因其快速、便捷等優(yōu)點(diǎn)逐漸取代了傳統(tǒng)柴火成為家庭烹制米飯的主要器具，不同品牌和型號(hào)的電飯煲在烹制米飯過程中溫度響應(yīng)曲線不同，烹制出的米飯?jiān)谑澄镀焚|(zhì)、營養(yǎng)價(jià)值等方面也存在差異。近年來，隨著人們消費(fèi)水平的提高，越來越多的人追尋記憶中柴火飯的味道，因此許多電器企業(yè)模擬柴火飯的加熱方式推出具有柴火飯烹制功能的電飯煲。目前關(guān)于米飯烹制的研究集中于米飯蒸煮過程[1-4]、大米品種[5-6]、大米成分[7-8]以及米飯品質(zhì)分析等[9]。龔婷等[10]研究蒸煮工藝對(duì)米飯蛋白質(zhì)及氨基酸的影響，結(jié)果表明高溫(110～120 ℃)或長時(shí)間低溫浸泡(50～60 ℃，20～30 min)過程利于水溶性蛋白和游離氨基酸的溶出。張瑞霞等[11]研究發(fā)現(xiàn)長時(shí)間低溫(50～60 ℃，20～30 min)處理并以較高溫度(110～120 ℃)蒸煮的米飯香氣、滋味和口感等感官品質(zhì)比未經(jīng)長時(shí)間低溫處理的米飯好，盧薇等[12]研究發(fā)現(xiàn)米飯蒸煮過程中長時(shí)間低溫吸水過程(40～70 ℃)使米飯硬度降低，黏性增加。關(guān)于電飯煲不同蒸煮模式，電飯煲與傳統(tǒng)柴火蒸煮米飯的差異和特點(diǎn)尚不清楚。因此，本實(shí)驗(yàn)采用電飯煲的快速飯、柴火飯模式，以及傳統(tǒng)柴火烹制米飯，研究電飯煲與傳統(tǒng)柴火，以及電飯煲不同烹制模式之間米飯食味品質(zhì)的差異。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

泰國精選茉莉香米：京都米行有限公司，為同一批次生產(chǎn)。

3,5-二硝基水楊酸、氫氧化鈉等均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

TA-XT2型質(zhì)構(gòu)儀；SF-TDL-5A離心機(jī)；Avanti J-26XP系列高效離心機(jī)日立L-8800型氨基酸自動(dòng)分析儀；美的MB-WFS4032XM型全智能電飯煲(快速飯模式)；美的MB-WFS3099XM型IH全智能電飯煲(柴火飯模式)。

1.3 方法

1.3.1 米飯的蒸煮工藝

取450 g大米淘洗3次，按不同模式加水蒸煮。以電飯煲的柴火飯模式烹制的米飯為柴火米飯，以電飯煲的快速飯模式烹制的米飯為快速米飯，柴火米飯和快速米飯采用電飯煲推薦的米水比蒸煮，即柴火米飯采用米水比1 ∶1.2，快速米飯采用米水比1 ∶1.3。以傳統(tǒng)柴火烹制的米飯為傳統(tǒng)柴火米飯，采用米水比1 ∶1.2，米和水入鍋后，先用大火加熱20 min，待鍋內(nèi)水蒸干后，轉(zhuǎn)到小火加熱5 min，最后用爐內(nèi)的余溫燜飯10 min。米飯烹制結(jié)束后輕輕攪拌均勻再取樣，進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測定。

本實(shí)驗(yàn)米飯烹制過程溫度響應(yīng)如圖1所示，以柴火米飯為例，I為預(yù)熱浸泡段，Ⅱ?yàn)樯郎囟?，Ⅲ為高溫段，IV為燜飯段。柴火米飯的浸泡時(shí)間(12 min)和高溫沸騰時(shí)間(12 min)最長，升溫速率較快，浸泡溫度最低，蒸煮時(shí)間41 min?？焖倜罪埖慕荻魏蜕郎囟斡脮r(shí)13 min，高溫段與燜飯段用時(shí)17 min，浸泡溫度較低，升溫速率較快。傳統(tǒng)柴火米飯的浸泡段和升溫段用時(shí)16 min，高溫段與燜飯段18 min，浸泡溫度最高，升溫速率最低。

圖1 米飯烹制過程溫度曲線

1.3.2 感官指標(biāo)的測定

感官評(píng)價(jià)由經(jīng)過培訓(xùn)的6人進(jìn)行，主要是對(duì)米飯的香氣、滋味、口感、形態(tài)、色澤等指標(biāo)進(jìn)行分析，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1[13]。

表1 米飯感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.3 米飯風(fēng)味物質(zhì)的提取與檢測

米飯烹制結(jié)束后，將萃取頭探針伸入電飯煲排氣孔上方，保溫萃取30 min，250 ℃下頂空解吸5 min。傳統(tǒng)柴火米飯烹制結(jié)束后將米飯迅速轉(zhuǎn)移至電飯煲，然后頂空萃取。色譜條件：色譜毛細(xì)管柱為DB-5MS柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)。程序升溫：起始溫度60 ℃，保持2 min，以10 ℃/min速度升溫到160 ℃，保持5 min，以10 ℃/min速度升溫到240 ℃，保持5 min。進(jìn)樣口溫度230 ℃。載氣為氦氣，流量0.8 mL/min，1 min不分流進(jìn)樣。質(zhì)譜條件：電離方式為EI，電子能量70 eV，離子阱溫度150 ℃，傳輸線溫度280 ℃。揮發(fā)性成分含量以某物質(zhì)峰面積占總峰面積百分?jǐn)?shù)表示[14]。

1.3.4 米飯質(zhì)構(gòu)的測定

在室溫下用TA.XT.Plus質(zhì)構(gòu)儀測定米飯的應(yīng)力松弛特性。每次從鍋中隨意挑出完整的米粒3顆，并排放置于質(zhì)構(gòu)儀的樣品臺(tái)上進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測試[15]。測定時(shí)探頭為P6(直徑6 mm，面積2.826×10-5m2)。測試模式：Measure Force in Compression。探頭運(yùn)行程序：Hold Until Time。測試參數(shù)的設(shè)置：測前、測中、測后速率分別是1、1、10 mm/s，變形量20%，保持時(shí)間60 s，觸發(fā)力10 g。數(shù)據(jù)采集速率為200 pps。每次試驗(yàn)進(jìn)行10次平行，取平均值。

表2 米飯的感官品質(zhì)/分

注：每列小寫字母不同表示差別顯著(P<0.05)，余同。

1.3.5 還原糖的測定

取研磨后的米飯10 g，加10 mL蒸餾水溶解，攪拌均勻，50 ℃恒溫水浴20 min，4 000 r/min離心15 min，用10 mL蒸餾水洗滌殘?jiān)? 000 r/min離心15 min，將兩次離心的上清液定容至25 mL，混勻作為還原糖待測液。采用3,5-二硝基水楊酸法測還原糖含量。

1.3.6 氨基酸組成和水分測定

氨基酸組成的測定參照GB 5009.124—2016。水分的測定參照GB 5009.3—2010。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)中各指標(biāo)均進(jìn)行3次重復(fù)，每次重復(fù)進(jìn)行至少3次平行，采用SAS 9.2和Microsoft Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 米飯的感官品質(zhì)

米飯的感官評(píng)分結(jié)果見表2。米飯的香氣、滋味受烹制方式的影響較大。柴火米飯和傳統(tǒng)柴火米飯?zhí)烊幌銡鉂庥?，保留時(shí)間較長，優(yōu)于快速米飯。柴火米飯和快速米飯滋味較濃，有輕微甜味，回味悠長，優(yōu)于傳統(tǒng)柴火米飯。傳統(tǒng)柴火烹制的米飯鍋中間部位稍軟，鍋壁和表層的米飯稍硬，鍋底有一層焦香的鍋巴，米飯的均勻性比柴火米飯和快速米飯差?？赡苁怯捎趥鹘y(tǒng)大鐵鍋的底部靠近熱源部位與米飯表層遠(yuǎn)離熱源部位溫差較大，導(dǎo)致鍋底的米過早充分糊化，表層的米吸水少糊化慢。總體上，三種方式烹制的米飯綜合感官品質(zhì)沒有顯著性差異，均香氣較濃郁，黏彈性好，形狀規(guī)則較完整。

2.2 米飯的揮發(fā)性物質(zhì)

米飯揮發(fā)性化合物主要是烴、醛、酮、醇、酸、酯等，對(duì)米飯風(fēng)味具有貢獻(xiàn)作用的醛、酮、醇等物質(zhì)及其相對(duì)百分含量如表3所示。由表3可知，柴火米飯、傳統(tǒng)柴火米飯、快速米飯中分別檢測出31、10、36種風(fēng)味物質(zhì)，這些風(fēng)味物質(zhì)分別占各自樣品中總揮發(fā)性成分的39.14%、58.20%、65.58%。米飯風(fēng)味成分的主要貢獻(xiàn)者醛類物質(zhì)[16,17]以傳統(tǒng)柴火米飯最高，為43.49%，柴火米飯和快速米飯較少，僅為8.19%～10.40%?？赡苁且?yàn)閭鹘y(tǒng)柴火烹制米飯時(shí)形成了鍋巴，發(fā)生了較強(qiáng)烈的美拉德反應(yīng)，產(chǎn)生較多的己醛、壬醛，以及具有杏仁香和焦糖香的苯甲醛等[18,19]。傳統(tǒng)柴火米飯的醇類(7.16%)、酮類物質(zhì)(2.22%)含量最高。柴火米飯的酚類物質(zhì)(16.78%)高于傳統(tǒng)柴火米飯和快速米飯。柴火米飯、快速米飯的酯類物質(zhì)含量較高(11.50%～25.27%)，酯類及酚類物質(zhì)主要是對(duì)米飯香氣起烘托作用，使米飯風(fēng)味更加濃厚[20]。

表3 烹制方式對(duì)米飯揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)含量的影響/%

續(xù)表3

2.3 米飯的質(zhì)構(gòu)特征分析

采用米飯應(yīng)力松弛曲線的松弛段數(shù)據(jù)，用三元件流變松弛模型(1)，對(duì)應(yīng)力松弛曲線的松弛段進(jìn)行擬合，得松弛參數(shù)見表4。

σ(t)=E1ε0+E2ε0e-tn/ετ

(1)

式中:σ(t)為物料承受的應(yīng)力/Pa；t為松弛實(shí)驗(yàn)時(shí)間/s；E1為普彈模量/Pa；E2為高彈模量/Pa；ε0為變形量，本實(shí)驗(yàn)為20%；τ為松弛時(shí)間/s；η為阻尼體黏滯系數(shù)/Pa·s，η=τE2；n為應(yīng)力松弛非線性指數(shù)，n=1時(shí)，物料體系為由高分子鏈組成的規(guī)整均勻的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及均勻分散于孔洞中的填充物所組成，0≤n<1時(shí)，分子鏈間形成新的物理或化學(xué)交聯(lián)作用，n越小，交聯(lián)程度越高。

不同烹制方式下，模型(1)的剩余平方和遠(yuǎn)小于回歸平方和(P<0.000 1)，說明松弛參數(shù)用該模型來擬合時(shí)精度很高。由表4可知，E1、E2、η受烹制方式的影響較大。E1反映米飯的硬度，快速米飯比柴火米飯和傳統(tǒng)柴火米飯硬，可能是因?yàn)榭焖倜罪埥轀囟容^低、浸泡和蒸煮時(shí)間較短，不能使米粒吸收充足的水分[21]。米飯的黏滯系數(shù)η以柴火米飯最大，表明柴火米飯黏性較大。柴火米飯和快速米飯E2大于傳統(tǒng)柴火米飯，而τ比傳統(tǒng)柴火米飯小，說明柴火米飯和快速米飯彈性較好。可能是因?yàn)閭鹘y(tǒng)柴火米飯烹制過程中米飯受熱不均勻，米層表面溫度較低，導(dǎo)致米粒吸水不足，靠近鍋底米粒長時(shí)間處于高溫狀態(tài)，發(fā)生較強(qiáng)烈的美拉德反應(yīng)，米飯整體的黏彈性次于柴火米飯和快速米飯。

表4 米飯的應(yīng)力松弛參數(shù)

2.4 米飯的營養(yǎng)特征

米飯的氨基酸組成、還原糖含量見表5。由表5可知，烹制方式對(duì)米飯的精氨酸、組氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸等氨基酸含量具有顯著影響，但總體上傳統(tǒng)柴火米飯的必需氨基酸含量和必需氨基酸指數(shù)較高。氨基酸含量的差異可能是因?yàn)槿N米飯烹制的加熱過程不同，導(dǎo)致蛋白質(zhì)降解程度不同[10]。柴火米飯和傳統(tǒng)柴火米飯的還原糖含量顯著高于快速米飯，可能是較長時(shí)間的烹制使淀粉降解較多。還原糖分子量小、溶解性好，對(duì)米飯的消化性和甜味具有一定貢獻(xiàn)[22,23]。

表5 米飯的氨基酸組成、還原糖含量

注：EAA必需氨基酸，NEAA非必需氨基酸；每列小寫字母不同表示差別顯著(P<0.05)。

2.5 米飯品質(zhì)性狀的主成分分析

對(duì)米飯醛、酮、醇、酸、酯、酚類揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的相對(duì)百分含量、感官評(píng)分、應(yīng)力松弛參數(shù)、氨基酸組成、還原糖含量做主成分分析，結(jié)果見表6。由表6可知，主成分PC1、PC2 、PC3、PC4的特征值大于1，累計(jì)貢獻(xiàn)率為88.22%，包含了樣本大部分信息，因此，前4個(gè)主成分可以作為數(shù)據(jù)分析的有效成分。

表6 4個(gè)主成分的特征向量、特征值、貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率

第一主成分與絲氨酸、精氨酸、脯氨酸、胱氨酸、天冬氨酸、組氨酸、色氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、酸類揮發(fā)性物質(zhì)、E1、還原糖含量密切相關(guān)，表示的是米飯的非必需氨基酸組成、硬度、還原糖含量，著重反映米飯的蛋白質(zhì)營養(yǎng)特性。第二主成分與米飯的滋味、醛類、酮類、酯類、醇類、丙氨酸、酪氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸、蛋氨酸密切相關(guān)，表示的是米飯的主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)和氨基酸組成，著重反映的是米飯的蛋白質(zhì)營養(yǎng)和氣味特征。第三主成分與米飯的形態(tài)、色澤、綜合評(píng)價(jià)、E2、η、τ密切相關(guān)，著重反映米飯的外觀特征和黏彈性。第四主成分與米飯的香氣、口感、n、甘氨酸密切相關(guān)，著重反映米飯的感官特性。

2.6 綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)表6中各主成分的特征向量，得到不同烹制方式米飯的前4個(gè)主成分的線性關(guān)系式分別為：

F1=0.002x1+0.055x2+0.134x3+……+0.192x34+0.215x35+0.248x36

F2=-0.226x1-0.168x2-0.194x3+……+0.190x34+0.167x35+0.003x36

F3=0.138x1+0.107x2+0.088x3+……+0.026x34+0.031x35+0.129x36

F4=0.308x1+0.047x2+0.254x3+……+0.070x34+0.036x35-0.031x36

每個(gè)主成分所對(duì)應(yīng)的特征值的方差貢獻(xiàn)率建立綜合評(píng)價(jià)模型F=(0.385F1+0.341F2+0.099F3+0.057F4)/0.882，計(jì)算各個(gè)樣本得分，標(biāo)準(zhǔn)化后得分和綜合得分如表7所示。綜合評(píng)價(jià)排序依次為傳統(tǒng)柴火米飯、柴火米飯、快速米飯，說明傳統(tǒng)柴火烹制的米飯食味及氨基酸營養(yǎng)特性比電飯煲烹制的米飯高，電飯煲的柴火飯模式比快速飯模式烹制的米飯食味及氨基酸營養(yǎng)特性好。

表7 不同烹制方式米飯的成分得分和綜合得分

3 結(jié)論

烹制方式對(duì)米飯食味品質(zhì)和蛋白質(zhì)營養(yǎng)特性具有較大影響，電飯煲烹制的米飯滋味較好，米飯黏彈性好，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類較多，傳統(tǒng)柴火烹制的米飯醛、醇類揮發(fā)性物質(zhì)總量、必需氨基酸指數(shù)較高。電飯煲柴火飯模式烹制的米飯比快速飯模式香氣和滋味好，醛、酮、醇、酚類揮發(fā)性物質(zhì)總量高，且米飯更柔軟黏彈、必需氨基酸指數(shù)更高。對(duì)米飯的感官品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性和氨基酸組成等進(jìn)行主成分分析，提取了4個(gè)主成分，建立綜合評(píng)價(jià)模型計(jì)算米飯的綜合得分，得分從高到底分別是傳統(tǒng)柴火米飯、柴火米飯、快速米飯。