李柳燕 詹 展 張 威,2,3 舒在習(xí),2 王平坪,2

(1. 武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430023；2. 大宗糧油精深加工教育部重點(diǎn)實驗室(武漢輕工大學(xué))，湖北 武漢 430023；3. 濰坊市檢驗檢測中心，山東 濰坊 261000)

稻谷是世界三大糧食作物之一，全球50%以上的人口以稻米為主食[1]。近年來，中國稻谷種植面積均保持在3 000萬hm2左右，占全球種植面積的近20%。2020年，中國稻谷總產(chǎn)量超2.1億t[2]。中國栽培稻主要分秈、粳兩大亞種。粳稻能適應(yīng)冷涼氣候，食味好，主要分布在東北三省、江蘇等地。秈稻消化性好，肥料利用率高，耐熱性強(qiáng)，在華南、長江流域等地廣泛種植，其種植面積占全國稻谷總面積的70%左右。為減少加工環(huán)節(jié)的糧食損失，國家正大力倡導(dǎo)糧食適度加工，蔡沙等[3]研究發(fā)現(xiàn)，隨著碾磨精度的增加，米飯的硬度、咀嚼性呈先減小后增大的趨勢，彈性、黏聚性呈先增大后減小的趨勢。安紅周等[4]發(fā)現(xiàn)影響米飯風(fēng)味的醛類物質(zhì)含量隨加工精度的提高而顯著下降。劉厚清等[5]發(fā)現(xiàn)，過高的碾磨精度對米飯外觀和口感的改善作用有限。

由于優(yōu)質(zhì)秈稻具有良好的蒸煮食用品質(zhì)，其市場價值更高，因此中國種植的稻種存在由普通秈稻逐漸向優(yōu)質(zhì)秈稻升級的趨勢。目前，有關(guān)秈稻米碾磨程度與蒸煮食用品質(zhì)關(guān)系的研究多集中于普通秈稻。此外，目前市場主流的稻米蒸煮設(shè)備有常壓蒸煮的電飯鍋和加壓蒸煮的電壓力鍋，但兩種不同蒸煮方式下不同碾磨精度稻米的米飯品質(zhì)差異并未完全明晰。試驗擬通過改變碾磨時間，制備不同加工精度的優(yōu)質(zhì)秈稻稻米，使用電壓力鍋和電飯鍋對其進(jìn)行蒸煮，利用質(zhì)構(gòu)儀、氣相離子遷移譜(GC-IMS)、感官評定等對米飯品質(zhì)進(jìn)行分析比較，以期為稻種升級和稻谷適度加工政策的實施推進(jìn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

稻谷：隆兩優(yōu)1813，產(chǎn)地湖北洪湖。

1.2 主要儀器設(shè)備

礱谷機(jī)：THU35C型，日本佐竹公司；

碾米機(jī)：JNM-III型，國家糧食局成都糧食儲藏科學(xué)研究所；

質(zhì)構(gòu)儀：TA-XT2i型，英國Stable Micro System公司；

氣相色譜—離子遷移譜聯(lián)用儀(GC-IMS)：Flavour Spec型，德國GAS公司；

電飯鍋：MG-TH559型，佛山市順德區(qū)美的電熱電器制造有限公司；

電壓力鍋：WCS5025型，佛山市順德區(qū)美的電熱電器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 稻谷的碾磨處理 采用礱谷機(jī)脫殼制成糙米，用碾米機(jī)對糙米進(jìn)行碾磨處理，控制碾磨時間制備不同碾磨程度的大米。

1.3.2 稻米的蒸煮 取大米10 g，淘洗、瀝干后裝入鋁盒中，加入12 mL水，浸泡30 min，用電壓力鍋和電飯煲分別蒸制30 min，燜飯15 min(電壓力鍋壓力為40 kPa，燜飯前手動排氣降壓)。

1.3.3 碾減率的測定 參照安紅周等[4]的方法。按式(1)計算碾減率。

(1)

式中：

DM——碾減率，%；

mb——糙米質(zhì)量，g；

mw——碾磨后大米質(zhì)量，g。

1.3.4 稻米吸水率和膨脹率的測定 參照吳偉等[6]的方法。分別按式(2)和式(3)計算稻米吸水率和膨脹率。

(2)

(3)

式中：

a——吸水率，%；

W0——稻米質(zhì)量，g；

W1——米飯質(zhì)量，g；

v——稻米膨脹率，%；

V0——大米體積，mL；

V1——米飯體積，mL。

1.3.5 米飯的質(zhì)構(gòu)特性 根據(jù)周曉理等[7]的方法修改如下：取3粒米飯(約60 ℃)平行置于底座上，選用P/40R探頭，采用TPA全質(zhì)構(gòu)模式，測前速率60 mm/min，測試速率60 mm/min，測后速率120 mm/min，壓縮比例75%。

1.3.6 米飯的感官評價 按GB/T 15682—2008《糧油檢驗 稻谷、大米蒸煮食用品質(zhì)感官評價方法》執(zhí)行。

1.3.7 米飯風(fēng)味物質(zhì)的測定 取3 g米飯樣品于20 mL鉗口頂空進(jìn)樣瓶中，密封，經(jīng)頂空自動進(jìn)樣檢測。

(1) 進(jìn)樣條件：孵化溫度60 ℃；孵化時間10 min；進(jìn)樣體積500 μL，不分流模式；進(jìn)樣針溫度80 ℃；載氣高純N2(純度≥99.999%)；孵化轉(zhuǎn)速200 r/min。

(2) 氣相色譜條件：色譜柱OV-5；色譜柱溫度50 ℃；IMS溫度50 ℃；漂移管溫度45 ℃；離子化模式為正離子模式；載氣流速2 mL/min保持2 min，10 min內(nèi)線性增至15 mL/min， 10 min內(nèi)線性增至100 mL/min，10 min內(nèi)線性升至150 mL/min，保持1 min。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS軟件進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，并通過Duncan新復(fù)極差檢驗法分析差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 碾磨時間對碾減率的影響

由圖1可知，隨著碾磨時間的延長，糙米碾減率逐漸上升。當(dāng)碾磨時間為5～50 s時，碾減率為1.8%～16.5%。糙米的糠層(果皮層、種皮層和糊粉層)占稻米質(zhì)量的6%～8%[8]。碾磨20 s的碾減率為7.6%，表明該碾磨時間下稻米大部分糠層已被碾去。因此，選用20，35，50 s 3種不同碾磨時間的稻米作原料進(jìn)行蒸煮試驗。

圖1 碾磨時間對碾減率的影響

2.2 碾磨程度和蒸煮方式對稻米吸水率和膨脹率的影響

由表1可知，相同碾磨條件下，兩種蒸煮方式的吸水率和膨脹率存在顯著差異，電飯鍋制得米飯的吸水率和膨脹率均高于電壓力鍋的。高壓蒸煮時，溫度和壓力更高，米粒結(jié)構(gòu)更易被破碎，增加了米粒中營養(yǎng)成分的溶出，故米飯吸水率和膨脹率較低[9]。說明優(yōu)質(zhì)秈稻米粒在電飯鍋蒸煮過程中更易保持良好米粒形態(tài)，鎖住水分。相同蒸煮方式下，3種不同碾磨程度稻米的吸水率和膨脹率僅存在細(xì)微差異，表明碾磨程度對稻米的吸水、溶脹的影響有限，與Wu等[10]的研究結(jié)果一致。

表1 蒸煮方式和碾磨程度對稻米吸水率和膨脹率的影響?

2.3 碾磨程度和蒸煮方式對米飯質(zhì)構(gòu)的影響

由表2可知，當(dāng)碾磨時間為20 s時，電飯鍋蒸煮米飯的硬度大于電壓力鍋的。高溫高壓蒸煮過程中，高壓蒸汽會破壞淀粉—蛋白質(zhì)骨架，米粒被破碎，水分分布更均勻，從而降低米飯硬度[9]。增加碾磨時間，電飯鍋蒸煮米飯與電壓力鍋蒸煮米飯的硬度無顯著差異，說明加壓蒸煮僅對低碾磨程度稻米米飯的硬度特性有較好的改善作用。同一蒸煮方式下，隨著碾磨時間的增加，米飯硬度逐漸減少，黏性逐漸增加，與Mohapatra等[11]的結(jié)果一致，說明稻米碾磨程度提高引起的質(zhì)構(gòu)變化與稻米厚度有關(guān)。電飯鍋和電壓力鍋蒸煮的米飯彈性為0.52～0.81，說明碾磨程度和蒸煮方式對彈性影響較小。

表2 碾磨程度和蒸煮方式對稻米米飯質(zhì)構(gòu)特性的影響?

2.4 碾磨程度和蒸煮方式對米飯揮發(fā)性成分的影響

稻米米飯中揮發(fā)性物質(zhì)的指紋圖譜如圖2所示，其揮發(fā)性成分組成和定性信息分別見表3、表4。

a、b和c表示碾磨時間20，35，50 s稻米的電壓力鍋米飯，A、B和C表示碾磨時間20，35，50 s稻米的電飯鍋米飯

表3 不同碾磨程度下稻米米飯的揮發(fā)性成分

表4 米飯揮發(fā)性成分的定性信息

由表3可知，相同碾磨程度下，不同的蒸煮方式制得米飯的風(fēng)味物質(zhì)不盡相同，電壓力鍋制得米飯的風(fēng)味物質(zhì)相對更多。這可能是由于高壓蒸煮時米粒易爆開，揮發(fā)性物質(zhì)容易溢出，故揮發(fā)性物質(zhì)種類較多。但電壓力鍋蒸制后進(jìn)行了排氣，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)散失較多[12]，導(dǎo)致部分揮發(fā)性成分含量不如電飯鍋的，如電飯鍋蒸煮的米飯中2-正戊基呋喃和3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛含量相對更高。

稻米碾磨程度對米飯的揮發(fā)性成分存在影響。庚醛具有干草味，在電壓力鍋蒸煮米飯中，碾磨時間20 s制得的米飯庚醛含量明顯高于其他兩種碾磨程度的。稻谷脂質(zhì)分解會產(chǎn)生脂肪酸，水解產(chǎn)物進(jìn)一步氧化會導(dǎo)致異味或酸臭味產(chǎn)生，影響米飯的食味品質(zhì)[13]。1-辛烯-3-醇是亞油酸氫過氧化物的降解產(chǎn)物，具有類似蘑菇般的氣味[14]，該成分僅存在于碾磨時間為20 s的電壓力鍋米飯中，表明提高碾磨程度，可以改善稻米脂質(zhì)酸敗對米飯風(fēng)味的影響。糙米米粒中，脂質(zhì)在表層比內(nèi)部分布更多，表層脂質(zhì)更易與氧氣接觸而發(fā)生酸敗，碾磨程度的提高有利于減少米粒中脂質(zhì)過氧化物含量，從而改善米飯風(fēng)味。

為了全面準(zhǔn)確地分析不同米飯揮發(fā)性成分的差異，采用PCA對其進(jìn)行分析[15]。圖3為6種米飯的動態(tài)主成分分析圖。由圖3可知，第1、2主成分的方差貢獻(xiàn)率分別為66%， 19%，總貢獻(xiàn)率為85%，能較充分地代表原始數(shù)據(jù)信息[16]。電飯鍋制得的3種米飯在同一象限內(nèi)，且距離較近，而電壓力鍋米飯與電飯鍋米飯位于不同象限；電壓力鍋米飯中，碾磨35，50 s的稻米米飯均位于第四象限，距離較近，但碾磨20 s的稻米米飯在第一象限。綜上，電飯鍋與電壓力鍋蒸煮的米飯在揮發(fā)性成分上差異較大[17]；電飯鍋蒸煮時，稻米碾磨程度對米飯的揮發(fā)性成分影響較小，但電壓力鍋蒸煮時，碾磨20 s的稻米米飯的揮發(fā)性成分與其他兩種較高碾磨程度的差異較大。

a、b和c表示碾磨時間20，35，50 s稻米的電壓力鍋米飯，A、B和C表示碾磨時間20，35，50 s稻米的電飯鍋米飯

2.5 碾磨程度和蒸煮方式對米飯感官評價的影響

由表5可知，相同碾磨程度下，電壓力鍋和電飯鍋蒸煮米飯的總得分無顯著差異。隨著碾磨時間的延長，米飯的感官評分呈上升趨勢。當(dāng)碾磨時間為20 s時，米飯的硬度大，且電壓力鍋蒸煮米飯還帶有草味，不易被接受，但隨著碾磨程度的增加，米飯氣味逐漸改善。同一蒸煮方式下，隨著碾磨程度的提高，米飯的適口性、滋味及感官總分均逐漸改善。綜上，提高碾磨程度可改善優(yōu)質(zhì)秈稻米飯的感官品質(zhì)。

表5 碾磨程度和蒸煮方式對米飯感官評價的影響?

3 結(jié)論

試驗表明，相同碾磨程度優(yōu)質(zhì)秈稻稻米的電飯鍋蒸煮米飯和電壓力鍋蒸煮米飯整體感官可接受度差異不明顯。電飯鍋蒸煮米飯的米粒保水、溶脹性更好，但風(fēng)味成分種類較少。提高碾磨精度可提升米飯質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味及整體感官特性?？傮w而言，優(yōu)質(zhì)秈稻碾磨至一定程度(碾磨時間35 s)后，采用電飯鍋和電壓力鍋蒸煮均可獲得較好的食味品質(zhì)。優(yōu)質(zhì)秈稻貯藏品質(zhì)較差，貯藏后蒸煮食用品質(zhì)變化較大，不同貯藏期稻谷是否可通過改變碾磨精度及蒸煮方式改善米飯品質(zhì)有待進(jìn)一步研究。