周顯青，劉敬婉

（河南工業(yè)大學 糧油食品學院，糧食儲藏與安全教育部工程研究中心，糧食儲運國家工程實驗室，河南 鄭州 450001）

加速陳化對粳稻米飯蒸煮、食味品質及質構特性的影響

周顯青，劉敬婉

（河南工業(yè)大學 糧油食品學院，糧食儲藏與安全教育部工程研究中心，糧食儲運國家工程實驗室，河南 鄭州 450001）

為了探討粳稻的蒸煮食味品質在儲藏過程中的變化，以我國3個主要粳稻主產區(qū)的稻谷樣品為研究對象，模擬高溫高濕生態(tài)區(qū)的儲藏環(huán)境條件，對不同儲藏時間的3種粳米蒸煮、食味品質及質構特性進行測定并做差異性分析，結果表明：3種粳稻樣品的蒸煮品質、質構特性和食味品質變化基本相同。隨著儲藏時間的延長，米飯的吸水率、膨脹體積和質構特性中黏聚性、膠著性和咀嚼性逐漸上升，硬度先升高后降低，分別達到1 523，1 687，1 687后降低，而米湯pH值（最 大 值 ：7.23，6.88，6.88）、 碘 藍 值 （最 大 值 ：0.321，0.311，0.281）、 固 形 物 （最 大 值 ：48.29，45.71，42.86） 和米飯質構特性中彈性（最大值：0.72，0.7，0.72） 和黏著性（最大值：0.46，0.283，0.216）隨儲藏時間的延長呈逐漸下降的趨勢，而回復性沒有呈現出規(guī)律性變化。3種粳稻樣品感官綜合評分整體隨儲藏時間延長呈下降趨勢（最大值均為97）。儲藏12周后，感官評分值均降至70分以下，繼續(xù)儲藏4～6周后，感官評分值降至60分以下。差異性分析結果表明，米湯固形物、米湯pH值、米湯碘藍值、吸水率、膨脹體積及米飯硬度、彈性、黏著性、黏聚性、膠著性和米飯感官評分可作為稻谷陳化敏感指標。

粳稻；加速陳化；蒸煮品質；食味品質；質構特性

0 引言

稻谷是我國重要的糧食作物之一，其在儲藏過程中的變化主要以大米外觀品質、加工品質、蒸煮品質、營養(yǎng)品質和食味品質來表示[1]，其中蒸煮食味品質是反映稻谷品質中最為直接而重要的一項。大米籽粒在蒸煮過程中會發(fā)生組織結構破裂而影響其品質變化[2]，使蒸煮大米在其食用過程中顯示出一定的質構特性，質構特性是也是目前用于代替感官評價的最重要的指標，有研究表明稻谷的品種不同，其碾磨后大米的蒸煮質構特性也不相同，而大米在儲藏過程中也會隨著儲藏時間的延長，質構特性指標中硬度上升，黏度下降，直接影響著大米的食用品質[3-5]。目前，對稻谷的蒸煮品質的研究主要從糊化特性、蒸煮特性、膠稠度、食用品質等方面進行。程建華等[6]的研究表明，糙米在低溫儲藏時所呈現的食味品質明顯比常溫或準低溫的要好。包清彬等[7]研究了糙米在不同溫度下儲藏其蒸煮食品品質的變化，結果表明在高溫條件下經過一段時間的儲藏后制得的大米其膨脹體積與吸水率等蒸煮特性均有較大的改變，而在其他溫度下這些指標的變化不明顯；同時糙米的食用品質在高溫時也有較大變化。還有研究表明常溫下儲藏1 a，糙米蒸煮時的吸水率減小，膨脹率增大，米飯黏度下降，飯粒松散，出飯率增高[8]。張玉榮等[9]研究了典型儲藏環(huán)境下儲藏大米的糊化特性，結果表明隨著儲藏時間的延長峰值黏度、最終黏度和保留黏度均有波動增長的趨勢。結合以上研究，本文對加速陳化條件下粳稻米飯的蒸煮品質、質構特性及食味品質的各指標進行測定，并應用差異性分析探討各指標的變化，以期通過這些變化來反映米飯最終食用品質的變化程度，為稻谷儲藏品質變化敏感指標的篩選提供數據支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本研究分別選取了3個粳稻谷主產區(qū)江蘇（矮白稻）、吉林（吉粳 88）、河南（原陽黃金晴）2014年收獲的稻谷，參照GB 5491—1985進行采樣，取樣后在4℃冷藏存放。將稻谷制備成GB 1354—2009中規(guī)定的標準三級精度的大米，置于4℃冰柜中保存。

1.2 試驗儀器與設備

101C-3型電熱鼓風干燥箱：上海實驗儀器廠有限公司；PQX多段可編程人工氣候箱：寧波東南儀器有限公司；MP2002電子天平：上海恒平科學儀器有限公司；BS210S電子天平：北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；HY-4調速多用振蕩器：江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠；YXJ-3調速離心機：江蘇石化儀器廠；722S分光光度計：上海精密科學儀器有限公司；JLG-Ⅱ型礱谷機、JNM-Ⅱ型碾米機：中儲糧成都糧食儲藏科學研究所；HHS型電熱恒溫水浴鍋：天津市華北實驗儀器有限公司；PHS-3C精密酸度計：上海虹益儀器儀表有限公司；JWXL型物性測試儀：北京東孚久恒儀器技術有限公司，見圖1。

圖1 物性儀結構示意圖Fig.1 Schematic diagram of physical instrument

1.3 試驗方法

1.3.1 模擬試驗及條件的設置

將3種粳稻用縫制的紗布袋分裝（50 cm×20 cm），每袋盛裝樣品質量1 kg左右。人工氣候箱的溫、濕度的參數設置模擬我國典型高溫高濕地區(qū)的氣候條件(35℃，RH80%)，參數設定后，人工氣候箱空載2周使內部環(huán)境平衡，將樣品放入模擬儲藏，每隔2周取樣進行測定(人工氣候箱溫度誤差±2 ℃，濕度誤差±5%)。

1.3.2 大米蒸煮特性的測定方法

參照文獻[10]中大米蒸煮特性實驗方法，對大米蒸煮特性各指標進行測定。

1.3.3 米飯質構特性的測定方法

米飯質構測定方法采用飯餅法，將蒸煮燜制后的米飯冷卻至室溫，將米飯放置于鋁盒中用500 g的壓砣壓15 s，然后移去壓砣，將制備好的飯餅從鋁盒中取出，置于選擇好的質構儀載物臺上進行測定。測試探頭選擇P/36R型圓柱型壓縮探頭。

測定參數：測前速度1.00 mm/s；測試速度1.00 mm/s，測后速度 2.00 mm/s；觸發(fā)力值 5.0 g，兩次壓縮間隔時間為5.00 s，壓縮比為50.0%。每次測定后用干凈濕紗布將探頭和載物臺擦拭干凈，準備下一個米樣的測定。每個樣品做5個平行試驗，去掉最大值和最小值，取平均值。所測得質構典型曲線見圖2，各指標參數表示見文獻[11]。

圖2 米飯質構曲線Fig.2 Texture curve of rice

1.3.4 大米食味品質的測定方法

參照GB/T 15682—2008中小量樣品制作米飯樣品，并稍作改進。具體制作方法為：稱取大米樣品10.00 g置于鋁盒（直徑45 mm，體積40 mL）中，加入適量蒸餾水淘洗3次，按米水比1∶1.3加蒸餾水，在25℃下浸泡30 min，浸泡完成后，置于蒸籠上蒸煮40 min，然后停止加熱，燜制20 min。采用綜合評分法進行評價。

2 結果與討論

2.1 加速陳化過程中稻谷蒸煮品質的變化

2.1.1 大米吸水率隨儲藏時間的變化

不同儲藏時間的稻谷樣品通過礱谷碾米后進行蒸煮實驗，吸水率的測定結果如圖3所示。

圖3 加速陳化過程中大米吸水率隨儲藏時間的變化Fig.3 Change of water absorption rate of rice during accelerated aging process

由圖3可知，3種粳稻的吸水率和膨脹體積均隨儲藏時間的延長逐漸增加，且3種粳稻的增加速率基本一致。3種稻谷在加速陳化過程中其米飯的吸水率變化趨勢與 Swamy等[12]和Gujral等[13]研究的粳米在儲藏過程中吸水率的變化趨勢一致。其主要原因是儲藏過程中大米中淀粉微晶束結構逐漸加強，晶區(qū)區(qū)域增加，水分子進入大米籽粒中拆散淀粉分子間締合狀態(tài)的難度增加，從而造成淀粉糊化難度增加，糊化溫度提高，同時大米細胞壁中蛋白質、果膠和纖維素等在陳化過程中失水，使大米細胞內各組分的吸水能力提高，大米吸水率增加。

2.1.2 大米米湯固形物隨儲藏時間的變化（圖4）

大米在蒸煮時，米粒表面會被一種黏液狀的溶出物所包裹，這種被稱之為保水膜溶出物的多少與米飯的氣味口感等息息相關，溶出物較多即保水膜較厚時，米飯的食味就比較好[14]。米湯固形物即為這種溶出物，它反映了米飯的光澤與黏度。

圖4 加速陳化過程中大米米湯固形物隨儲藏時間的變化Fig.4 Change of solids content of rice soup during accelerated aging process

由圖4可知，米湯固形物隨儲藏時間的延長呈逐漸下降的趨勢，這是由于稻米在儲藏過程中不溶性直鏈淀粉含量顯著增加、淀粉分子微晶束加強[15]，淀粉的凝膠化加強、淀粉顆粒外周組織硬化，使淀粉顆粒在蒸煮時能較好地維持多角結構[13]，由于大米細胞壁結構的這些改變，增加了淀粉溶出物的溶出難度，同時，大米的陳化，使細胞壁的溶解性下降，抑制了淀粉可溶出物的溶出，從而使米湯中所具有的固形物含量減少。

2.1.3 大米米湯pH值隨儲藏時間的變化

大米在加速陳化過程中蒸煮后米湯pH值測定結果見圖5。

圖5 加速陳化過程中大米米湯pH值隨儲藏時間的變化Fig.5 Change of rice soup pH during accelerated aging process

米湯pH值與米飯的味道有關，由圖5可看出，3種粳稻米湯pH值隨儲藏時間的延長而不斷下降，與吳偉等[8]的研究結果一致。3種粳稻米湯pH值在26周的加速陳化過程中，在初期變化較快，而后趨于平穩(wěn)，在后期變化又加速，且3個樣品均呈現相同的變化規(guī)律。稻谷米湯pH值下降的原因主要為隨著陳化程度加深，稻谷中的脂質在微生物及內源酶的作用下水解成脂肪酸[16]，而淀粉和蛋白質也會在內源酶的作用下產生酸性物質，從而導致米湯pH值的下降。

2.1.4 大米米湯碘藍值隨儲藏時間的變化（圖6）

大米品質的劣變很大程度上取決于淀粉結構的變化，一般表現為隨著儲藏時間的延長大米中可溶性直鏈淀粉含量減少，其米湯碘藍值下降，米飯的黏度減小，口感變差。

圖6 加速陳化過程中大米米湯碘藍值隨儲藏時間的變化Fig.6 Change of iodine blue value of rice soup during accelerated aging process

從圖6可知，3種大米樣品在加速陳化條件下，其米湯碘藍值隨儲藏時間的延長呈直線下降的趨勢，這與Tran等[17]研究陳化粳米米飯的米湯碘藍值變化趨勢一致。這種變化趨勢是在加速儲藏條件下，由于儲藏溫度較高導致了大米中的淀粉粒表面蛋白質包裹力度上升和游離脂肪酸的增加，致使其溶性直鏈淀粉難于溶出，而造成米湯中不溶性直鏈淀粉含量增加，可溶性直鏈淀粉含量下降，表現為碘藍值下降。

2.1.5 大米膨脹體積隨儲藏時間的變化（圖7）

圖7 加速陳化過程中大米膨脹體積隨儲藏時間的變化Fig.7 Change of swelling volume of rice during accelerated aging process

蒸煮米飯時的膨脹體積和米湯固體含量等指標作為蒸煮品質的重要組成部分，在日本和韓國已被列入大米品質評價要素之中，從圖7可知，隨儲藏時間的延長，3種大米樣品的米飯膨脹體積在其儲藏初期快速上升而后變化趨于平穩(wěn)，在儲藏20周后又快速上升，這是由于稻谷在儲藏過程中其分子間的結構發(fā)生變化，分子變大，因而大米吸水能力增強，米飯膨脹體積增大，從而使其吸水率增加。

2.2 米飯質構品質隨儲藏時間的變化

大米的食味品質主要包括外觀品質、氣味、滋味和內部質構特性，目前評價米飯的內部質構特性主要是利用質構儀模仿人的咀嚼以硬度、黏性、彈性（松馳性）、凝聚性和黏附性等參數來反映，同時米飯質構特性還可以直觀反映稻谷的陳化及劣變程度。在儲藏過程中質構參數不同則意味著大米組成的含量及結構發(fā)生了不同的變化，從而影響到大米的食用品質。3種大米在加速陳化過程中米飯質構特性測定結果見圖8。

由圖8可知，3種稻谷樣品的米飯硬度隨儲藏時間的延長呈現先提高后降低的趨勢，江蘇、吉林和原陽樣品的硬度分別在儲藏第10、8和8周時達到峰值，儲藏過程中最大值/最小值/平均值分別為 1 523/886/1 197、1 687/844/1 163 及 1 687/906/1 258，3種稻谷樣品硬度的變化范圍和平均值十分接近。在稻谷儲藏前期，由于水分含量較高，隨儲藏時間的延長，稻谷籽粒中淀粉大分子的逐漸形成，與蛋白結合形成的淀粉一蛋白質復合體，從而阻止了大米在糊化過程中淀粉粒表面或間隙直鏈淀粉和支鏈淀粉的溶出，導致糊化溫度升高，致使大米蒸煮后所得米飯硬度增加，而隨著陳化更進一步的加深，保持籽粒完整性的能力降低，米飯吸水率升高且變得松散，即會導致硬度的降低。

圖8 加速陳化過程中米飯質構特性隨儲藏時間的變化Fig.8 Changes of textural properties of cooked rice during accelerated aging process

彈性是評價米飯滋味的重要指標，彈性的大小與咀嚼時所需消耗的力成正比。3種稻谷樣品制得的米飯其彈性隨著儲藏時間的延長不斷下降。而在儲藏后期時，吉林和原陽樣品的彈性下降的速率遠小于江蘇樣品，這可能是品種的差異所致。

隨儲藏時間的延長，3種稻谷樣品的黏聚性呈逐漸上升的趨勢，黏著性呈逐漸下降的趨勢。黏著性是指對米飯進行咀嚼時，牙齒與米飯接觸并摩擦時其米飯表面間分子力的作用產生的局部固態(tài)連接。黏著性降低表示米飯變得松散，食味品質降低。有文獻指出黏著性的降低是由于多種原因的綜合效應。在加速陳化條件下，隨著儲藏時間的延長，稻谷籽粒細胞壁硬度增加，淀粉酶活力下降，蛋白質由溶膠變?yōu)槟z，使其在蒸煮時不易破裂，同時大米還因為淀粉粒被游離脂肪酸包裹而出現膨脹困難等現象，從而造成米飯的黏著性下降。

膠著性反映了米飯的黏牙程度，隨儲藏時間的延長，3種稻谷樣品的米飯膠著性呈上升的趨勢。而對于咀嚼性，吉林和原陽樣品的咀嚼性呈波動增加的趨勢，而江蘇樣品的咀嚼性呈先增加后下降的變化趨勢，但儲藏26周后測定值仍高于初始值，說明經過一段時間的儲藏，3種稻谷的咀嚼性均有所升高，大米食味品質升高。隨著儲藏時間的延長，3種稻谷樣品的恢復性沒有呈現出規(guī)律性的變化趨勢。

2.3 米飯感官評分隨儲藏時間的變化

食味主要由嗅覺及味覺構成，主要與大米的化學組成和組織結構有關。同時還會受諸多因素的影響，如稻米的品種、加工方式、儲藏條件和米飯蒸煮方式等，相關研究表明[18]大米中的化學成分如蛋白質、直鏈淀粉、脂肪酸和米粒內部結構的變化會導致儲藏后食用品質改變。其中，直鏈淀粉含量變化尤其是可溶性直鏈淀粉含量的變化將直接影響蒸煮時大米的吸水率和膨脹度，同時還會對米飯的硬度等質構指標以及色澤等感官指標產生影響。而脂肪酸含量的增加不僅可引起大米風味劣變還會與直鏈淀粉形成淀粉-脂質復合物，使大米在糊化時所需要的水難以通過，糊化溫度升高，淀粉粒的強度增加，致使米飯的硬度增加。3種大米樣品米飯的感官評分結果見圖9。

圖9 加速陳化過程中米飯感官評分隨儲藏時間的變化Fig.9 Change of sensory comprehensive score of rice during accelerated aging process

由圖9可知，在整個儲藏期內，3種米飯的感官評分不斷下降。儲藏12周后3種米飯的感官評分值均降至70分及以下，說明3種稻谷在儲藏12周后食用品質急劇下降，由GB/T 20569—2006可知，此時的稻谷已經歸為輕度不易存的范圍，繼續(xù)陳化4～6周 3種米飯的感官評分值均降至60分以下，應該采取相應的措施，防止稻谷品質繼續(xù)劣變以致完全不能食用，同時也說明需要為感官評分較低即蒸煮出來米飯品質較差的稻谷選擇更適宜的食用方法。

2.4 相關性分析

對3種粳稻進行蒸煮特性各指標與感官評分的相關性分析，結果見表1。

由表1可知，大米的蒸煮特性指標與感官評分均有很好的相關性，其中吸水率和膨脹體積與感官評分呈極顯著負相關，而米湯碘藍值、米湯固形物和米湯pH值與感官評分呈極顯著正相關，其中米湯碘藍值的相關系數最高，達到0.938。

表1 大米蒸煮特性與感官評分相關性分析Table 1 Correlation analysis between cooking characteristics and sensory score of rice

2.5 差異性分析

對各儲藏時期的3種粳稻蒸煮特性和質構特性各指標的數值進行樣品均值、標準差的統(tǒng)計分析以及各指標數值在不同儲藏時期間差異性的方差分析，結果見表2和表3。

由表2可知，米湯碘藍值在陳化第6周時即出現了與原始樣品的差異性，而隨著儲藏時間的延長，每2周測定的碘藍值間大部分存在顯著差異；米湯固形物、吸水率和感官評分均在儲藏第2周出現與原始數據的差異性，而且在此后24周的儲藏時期內每隔2周測定值之間大多數存在顯著性差異；米湯pH和膨脹體積均在儲藏第4周出現與存儲前數據的差異性，而儲藏10～20周這兩個指標的差異性沒有出現顯著變化，說明在儲藏中期米湯pH和膨脹體積變化速率較小。可以得出：蒸煮特性各指標和感官評分均為隨稻谷陳化程度加深而產生變化的敏感性指標。由表3可知，米飯黏著性在儲藏進行到第6周時出現了和存儲前測定值的顯著性差異，硬度和彈性第8周時出現了和儲前測定值的顯著性差異，而膠著性和黏聚性分別在第10周和第12周出現和原始數據的差異性，咀嚼性和回復性分別在儲藏第20周和第16周才出現與原始數據的差異性，且在整個儲藏期每次測定數值之間大多數均不存在顯著性差異，因此在篩選稻谷陳化敏感指標時應將咀嚼性和回復性排除。

表2 粳稻蒸煮特性各指標和感官評分的變化及其差異性分析Table 2 Changes and variance analysis of cooking characteristics and sensory score of rice

表3 米飯質構特性各指標的變化及其差異性分析Table 3 Changes and variance analysis of texture characteristics of cooked rice

3 結論

（1）不同儲藏時間的3種粳稻樣品蒸煮特性結果表明：在加速陳化條件下隨著陳化的加深，米飯的吸水率和膨脹體積呈上升趨勢，而米湯的pH值、碘藍值和固形物則逐漸降低，其中米湯pH值在儲藏前10周內下降速率較大，而后下降趨勢逐漸平緩，24周后又迅速下降。

（2）3種粳稻樣品的米飯硬度隨儲藏時間的延長呈先上升后下降的趨勢，江蘇、吉林和原陽樣品硬度分別在儲藏第10周、第8周和第8周時達到最大值，分別為 1 523，1 687，1 687；黏聚性、膠著性和咀嚼性呈現增加趨勢，米飯彈性和黏著性隨儲藏時間的延長逐漸降低，而回復性沒有呈現出規(guī)律性變化。

（3）3種粳稻樣品感官綜合評分整體隨儲藏時間延長呈下降趨勢且在整個儲藏期內的下降速率幾乎一致。在儲藏12周后，米飯的感官評分值均降至70分及以下，繼續(xù)儲藏4～6周后，感官評分值迅速降至60分以下。

（4）3種粳稻的蒸煮特性、質構特性各指標和感官評分的差異性結果表明：米湯固形物、米湯pH值、米湯碘藍值、吸水率、膨脹體積及米飯硬度、彈性、黏著性、黏聚性、膠著性和米飯感官評分為稻谷陳化敏感指標。

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EFFECT OF ACCELERATED AGING ON COOKING AND EATING QUALITY AND TEXTURE PROPERTIES OF JAPONICA RICE

ZHOU Xianqing，LIU Jingwan
(Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crops，Henan Collaborative Innovation Center of Grain Storage and Security，School of Food Science and Technology，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China）

The present study was to investigate the effect of accelerated aging on cooking and eating quality and texture properties of Japonica rice. The rice samples from three major rice producing areas in China were selected as raw material，which was stored under the conditions of simulated high temperature and high humidity ecological region. The eating and cooking quality and texture characteristics of 3 kinds of Japonica rice were measured and analyzed at different storage time. The result showed that the changes of cooking and eating quality and texture properties of the 3 kinds of Japonica rice almost had the same trend. With the extension of storage time，the water absorption，swelling volume and the cohesion，conglutination and chewiness of texture characteristic were increased gradually，while the hardness was increased firstly and then decreased，and the highest hardness of the three rice samples were reached to 1 523，1 687 and 1 687，respectively. However，the pH value，iodine blue value and solids content of rice soup，and flexibility and adhesiveness of rice were decreased gradually，while the restoration did not show a regular change trend. The three Japonica rice samples all had a declining trend on the sensory score with the extension of storage time，which were all reduced to below 70 after 12 weeks' storage，even below 60 after further storage for 4 to 6 weeks. The results of variance analysis showed that solid content，pH value，iodine blue value of rice soup，and water absorption rate，swelling volume，hardness，resilience，adhesiveness ,cohesiveness，gumminess and the sensory score of rice could be used as the sensitive index for rice aging.

Japonica rice；accelerated aging；cooking quality；eating quality；texture characteristics

TS201.2

B

1673-2383(2017)06-0008-08

http://kns.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20171226.1723.004.html

網絡出版時間：2017-12-26 17:24:10

2017-01-18

“十三五”國家重點研發(fā)專項（2017YFD0401404-2）

周顯青（1964—），男，江西吉安人，博士，教授，碩導，主要從事谷物科學及產后加工與利用。