毛根武 董德良 楊瑞征 張國棟 劉建偉

(成都糧食儲藏科學(xué)研究所1，成都 610031)

(西華大學(xué)食品生物技術(shù)四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2，成都 610039)

糧食制品的樣品制備方法、前處理方式、測試環(huán)境條件、測試位置、不同類型、不同材料及參數(shù)的測試探頭、測試過程中的測試速度、保持停留時間以及測試過程中樣品的變形程度等質(zhì)構(gòu)測試方法及參數(shù)是影響質(zhì)構(gòu)測試結(jié)果的關(guān)鍵因素［1－8］。本研究在米飯樣品制作與質(zhì)構(gòu)測試方法探討、米飯樣品放置時間、環(huán)境溫度對硬度測定值影響的研究基礎(chǔ)上［9－10］，通過米飯質(zhì)構(gòu)關(guān)鍵參數(shù)的單因素試驗(yàn)以及正交試驗(yàn)，對影響米飯質(zhì)構(gòu)測試結(jié)果的關(guān)鍵因素進(jìn)行了全面系統(tǒng)的試驗(yàn)測試，探討了米飯質(zhì)構(gòu)測定的最佳測試條件，以期為米飯質(zhì)構(gòu)特性測定方法的建立打下基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

天津小站米(市販包裝粳米):天津金蘆米業(yè)有限公司;南充順心大米(市販包裝秈型雜交稻米):南充順心糧業(yè)有限公司。選用這2種大米的理由是其具有粳米和秈米2大類型大米品種的食味品質(zhì)居中的代表性。

1.2 試驗(yàn)儀器與設(shè)備

蘇泊爾自動電飯煲:浙江蘇泊爾股份有限公司;ACS－3H－B金菊電子秤:中山市金利電子衡器有限公司;JM3102電子天平:余姚記銘稱重校驗(yàn)設(shè)備有限公司;TA.XT plus物性測定儀:Stable Micro Systems(英國);RS－11型數(shù)字式溫濕度記錄計:TABAI ESPEC CORP.(日本);其他:飯盒，勺子，米飯樣品預(yù)壓組件(底座:內(nèi)徑Φ44 mm×高20 mm;壓頭:質(zhì)量1 kg)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 米飯樣品制作方法與測試

主要參照《糧油檢驗(yàn)稻谷、大米蒸煮食用品質(zhì)感官評價方法》GB/T 15682—2008進(jìn)行米飯樣品制作，樣品制作與質(zhì)構(gòu)測試的方法、流程及要點(diǎn)如下［9－10］。

大量樣品米飯制備(電飯煲炊飯方法):稱米(200 g)→洗米(電飯煲鍋內(nèi))→加水(粳米、秈米均按1∶1.3倍加水)→浸泡(30 min)→蒸煮(電飯煲炊飯)→燜飯(20 min)→冷卻(60 min)→測定(依次稱取15 g米飯分別裝入米飯樣品預(yù)壓組件的5個底座內(nèi)，并用壓頭對底座內(nèi)米飯下壓8 mm保持2 min后進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測試，每次試驗(yàn)進(jìn)行5次平行測定。)

米飯樣品制作與測試的溫度設(shè)置與控制:本研究的所有試驗(yàn)的米飯樣品制作、放置及測定的全過程都通過空調(diào)的溫度設(shè)定和人為輔助控制使實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫度波動≤0.5℃。

1.3.2 米飯樣品質(zhì)構(gòu)測定的條件與參數(shù)

根據(jù)面包和饅頭質(zhì)構(gòu)測試的經(jīng)驗(yàn)及米飯質(zhì)構(gòu)測試方法的研究［7－10］，本研究采用 TA.XT Plus型質(zhì)構(gòu)測試儀進(jìn)行米飯質(zhì)構(gòu)測試時，質(zhì)構(gòu)測試方式選用TPA測試模式，觸發(fā)類型設(shè)置為“Auto”，觸發(fā)力設(shè)置為5 g，數(shù)據(jù)采集速率為200 pps。質(zhì)構(gòu)測試的探頭選用P/1SP(1英寸)圓球形尼龍?zhí)筋^，測試時探頭的測前速度為60 mm/min、測后速度為120 mm/min、保持時間為5 s，除考察壓縮速度和壓縮程度影響因素外的基本質(zhì)構(gòu)測定之壓縮速度和壓縮程度分別設(shè)置為60 mm/min和50%。米飯硬度測定值由質(zhì)構(gòu)測試儀的專用軟件TE32自動分析并輸出。

1.3.3 壓縮程度對米飯硬度測定值影響的單因素試驗(yàn)

用天津小站米和南充順心大米按1.3.1所述方法(電飯煲炊飯和米飯樣品預(yù)壓8 mm)制作米飯樣品并用Φ25.4 mm圓球探頭做質(zhì)構(gòu)測定，在壓縮速度60 mm/min條件下進(jìn)行壓縮程度單因素試驗(yàn)，壓縮程度設(shè)定為20%、35%、50%、65%。

1.3.4 壓縮速度對米飯硬度測定值影響的單因素試驗(yàn)

用天津小站米和南充順心大米按1.3.1所述方法(電飯煲炊飯和米飯樣品預(yù)壓8 mm)制作米飯樣品并用Φ25.4 mm圓球探頭做質(zhì)構(gòu)測定，在壓縮程度為50%條件下進(jìn)行壓縮速度單因素試驗(yàn)，壓縮速度設(shè)定為 30、60、100、150 mm/min。

1.3.5 正交試驗(yàn)

用天津小站米和南充順心大米按1.3.1所述方法(電飯煲炊飯和米飯樣品預(yù)壓8 mm)制作米飯樣品并用Φ25.4 mm圓球探頭做質(zhì)構(gòu)測定，在前述單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，分別以米飯放置時間、米飯樣品制作與測試溫度、壓縮程度、壓縮速度為考察因素，4個因素的水平分別為:60、90和120 min，20、25和 30 ℃，35%、50%和65%，50、100 和150 mm/min，試驗(yàn)因素水平如表1所示，并按L9(34)正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)(兩重復(fù))。

表1 L9(34)正交試驗(yàn)因素水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 壓縮程度對米飯硬度測定值影響

在壓縮速度60 mm/min條件下的壓縮程度(20%、35%、50%、65%)單因素試驗(yàn)結(jié)果分別如圖1和圖2所示。

試驗(yàn)結(jié)果表明，在試驗(yàn)條件范圍內(nèi)隨著壓縮程度的增大、2種大米的米飯硬度測定值逐漸增大，其中在壓縮程度為50%以上范圍，天津小站米的米飯硬度測定值增大程度有所減弱，硬度測定值增大趨勢特性與米飯質(zhì)構(gòu)圖譜特征基本相符。如圖2所示，不同壓縮程度的米飯硬度測定值(n=5)的變異系數(shù)為3.3% ～11.7%。其中，天津小站米米飯在壓縮程度35%以上的米飯硬度測定值的變異系數(shù)較小，壓縮程度為50%和65%的米飯硬度測定值變異系數(shù)分別為4.9%和3.6%，明顯小于其他壓縮程度條件的測定值變異系數(shù);南充順心大米米飯在壓縮程度為35%和50%時的米飯硬度測定值的變異系數(shù)較小、其分別為3.3%和5.3%，明顯小于其他壓縮程度條件的測定值變異系數(shù)。

綜上所述，以米飯硬度測定值的變異系數(shù)大小作為考察指標(biāo)，同時考慮質(zhì)構(gòu)測試參數(shù)對不同種類大米的適應(yīng)性，在本研究的米飯樣品制作和質(zhì)構(gòu)測試條件下，壓縮程度以50%左右為合適。

圖1 壓縮程度對米飯硬度測定值的影響

圖2 米飯硬度測定值變異系數(shù)與壓縮程度的關(guān)系

2.2 壓縮速度對米飯硬度測定值影響

在壓縮程度為50%條件下進(jìn)行壓縮速度(30、60、100、150 mm/min)單因素試驗(yàn)結(jié)果表明，在試驗(yàn)條件范圍內(nèi)隨著壓縮速度的增大、米飯硬度測定值近似直線增大，其硬度測定值增大的程度和趨勢如圖3所示。另外，在試驗(yàn)條件范圍內(nèi)，不同壓縮速度的米飯硬度測定值(n=5)的變異系數(shù)為2.8%～7.7%，不同壓縮速度的2種大米平均變異系數(shù)分別為 4.1%、5.7%、5.3%、4.4%，表明不同壓縮速度的米飯硬度測定值的變異幅度的差異不大。

圖3 壓縮速度對米飯硬度測定值的影響

2.3 米飯質(zhì)構(gòu)(硬度)測試條件的正交試驗(yàn)結(jié)果

用天津小站米和南充順心大米，在采用電飯煲炊飯和米飯樣品預(yù)壓8 mm制作米飯樣品并用Φ25.4 mm圓球探頭進(jìn)行米飯質(zhì)構(gòu)測定的條件下，以米飯放置時間、米飯樣品制作與測試溫度、壓縮程度、壓縮速度為考察因素的正交試驗(yàn)(兩重復(fù))的結(jié)果如表2～表9所示。

其中，用2種大米分別進(jìn)行的兩重復(fù)正交試驗(yàn)的硬度測定結(jié)果如表2和表6所示，其方差分析分別如表3和表7所示。用直觀分析法按極差R值大小(或方差分析的F值大小)可知，各因素對米飯硬度測定值的影響主次關(guān)系為:C壓縮程度＞D壓縮速度＞B米飯樣品制作與測試溫度＞A放置時間，并且由方差分析顯著性檢驗(yàn)可知，壓縮程度、壓縮速度、米飯樣品制作與測試溫度、放置時間4個因素對硬度測定值都有高度顯著(P＜0.01)的影響。

天津小站米以米飯硬度測定值(n=5)變異系數(shù)為指標(biāo)的兩重復(fù)正交試驗(yàn)的結(jié)果與方差分析表如表4和表5所示，南充順心大米以米飯硬度測定值(n=5)變異系數(shù)為指標(biāo)的兩重復(fù)正交試驗(yàn)的結(jié)果與方差分析表如表8和表9所示。結(jié)果表明，2種大米的兩重復(fù)正交試驗(yàn)的全部硬度測定值變異系數(shù)為1.5%～5.8%，并且由方差分析顯著性檢驗(yàn)可知，米飯放置時間、米飯樣品制作與測試溫度、壓縮程度、壓縮速度對米飯硬度測定值的變異幅度大小無影響。綜合前述結(jié)果和2種大米的正交試驗(yàn)結(jié)果(以變異系數(shù)為指標(biāo))k值最小條件，得到以米飯硬度測定值變異幅度為指標(biāo)的米飯質(zhì)構(gòu)測定的最佳條件(參數(shù))為:米飯放置時間90 min、米飯樣品制作與測試溫度20℃、壓縮程度50%、壓縮速度50 mm/min。

表2 正交試驗(yàn)因素水平與試驗(yàn)結(jié)果(天津小站米－硬度)

表3 正交試驗(yàn)方差分析表(天津小站米－硬度)

表4 正交試驗(yàn)因素水平與試驗(yàn)結(jié)果(天津小站米－變異系數(shù))

續(xù)表

表5 正交試驗(yàn)方差分析表(天津小站米－變異系數(shù))

表6 正交試驗(yàn)因素水平與試驗(yàn)結(jié)果(南充順心大米－硬度)

表7 正交試驗(yàn)方差分析表(南充順心大米－硬度)

表8 正交試驗(yàn)因素水平與試驗(yàn)結(jié)果(南充順心大米－變異系數(shù))

表9 正交試驗(yàn)方差分析表(南充順心大米－變異系數(shù))

3 結(jié)論

在本研究的米飯樣品制作和質(zhì)構(gòu)測試條件下，隨著壓縮程度的增大、米飯硬度測定值逐漸增大，其壓縮程度50%以下范圍的硬度測定值增大趨勢特性與米飯質(zhì)構(gòu)圖譜特征基本相符。以米飯硬度測定值的變異系數(shù)大小作為考察指標(biāo)時，米飯質(zhì)構(gòu)測定的壓縮程度以50%左右為合適。隨著壓縮速度的增大、米飯硬度測定值近似直線增大，不同壓縮速度的米飯硬度測定值的變異系數(shù)為2.8% ～7.7%，不同壓縮速度條件下2種大米平均的米飯硬度測定值的變異幅度的差異很小。

用2種大米材料分別進(jìn)行的兩重復(fù)正交試驗(yàn)結(jié)果表明:各因素對米飯硬度測定值的影響主次關(guān)系為:壓縮程度＞壓縮速度＞米飯樣品制作與測試溫度＞放置時間，并且各因素對硬度測定值都有高度顯著(P＜0.01)的影響;各因素對米飯硬度測定值的變異幅度大小無影響;以米飯硬度測定值變異幅度為指標(biāo)的米飯質(zhì)構(gòu)測定的最佳條件(參數(shù))為:米飯放置時間90 min、米飯樣品制作與測試溫度20℃、壓縮程度50%、壓縮速度50 mm/min。

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