微波营养套餐中米饭加工工艺的改良研究

刘临洁 李云飞，2 肖 菲 王璐怡

微波营养套餐中米饭加工工艺的改良研究

刘临洁1李云飞1，2肖 菲1王璐怡1

(上海交通大学农业与生物学院食品科学与工程系1，上海 200240)
(上海交通大学陆伯勋食品安全研究中心2，上海 200240)

模拟供应动车组微波营养套餐中米饭的生产工艺，采用6种不同的米饭蒸煮方式，在两周的货架期内与常规水浴加热米饭进行对比。通过测定米饭的水分含量、质构参数(硬度、黏着性、弹性、凝聚性和咀嚼性等)、微观形态等特性，对比得出60℃水浴30 min，取出后在25℃下放置30 min，后以400 W功率微波加热6 min，取出后保温10 min为最优化的微波营养套餐米饭蒸煮工艺。这种水浴微波混合加工工艺生产的米饭在4℃储存条件下，在14 d货架期内微波复热后仍可较好地保证米饭的品质。

动车组营养套餐 米饭 质构 微观形态

微波作为一种方便、快捷的加热能源，已经广泛应用在食品加工领域。微波营养套餐主要是供应动车组，学校和商务区等地方消费，须在食用前微波复热以达到更优的口感。米饭作为中国人最喜爱的主食之一，是微波营养套餐中生产量最大的产品。但由于生产的产品不能及时送达消费者口中，从而导致放置过后的米饭食用品质下降。

米饭的质构品质被认为是大米食用品质中最重要的因素，它与大米食用口感关系密切［1］。不同蒸煮方式的米饭其质构特性不同，且由于其储藏过程中蛋白质、淀粉等成分含量和结构的变化，会使大米的蒸煮品质发生变化［2］。对米饭品质进行评价的基本方法是感官评价法。但是，评价人员由于存在着文化背景和生活习惯等方面的差异，往往有着不同的食味嗜好，造成评价结果可能有较大的差异［3］。质构仪(texture analyzer)是近年来用于测定食品质构特性的一种仪器。质构测试主要是通过模拟人口腔的咀嚼运动，对样品进行两次压缩，质构测试的米饭样品指标有:硬度、黏着性、弹性、凝聚性和咀嚼性［4］。

在工业生产中，米饭的加工方式为蒸煮法，为了改善生产工艺，本试验使用微波加工工艺和水浴微波混合加工工艺蒸煮米饭，研究表明微波加热可以使大米淀粉糊的粘稠性和柔软性增大［5］，且微波有助于大米淀粉消化性能的提高［6］。实际生产中，微波营养餐的保质期为2周，所以本试验为能保证2周内米饭食用品质最佳，模拟实际生产保藏条件，通过研究不同的工艺的微波米饭蒸煮方法，以期获得最优米饭蒸煮工艺。

1 材料与方法

福临门牌金典特选东北米:中粮国际有限公司。

1．2 主要试验仪器

TA．XT plus Texture Analyser物性测试仪:英国Stable Micro System公司;WLD2S－08微波炉:额定功率2000 W，可调，南京三乐微波技术发展有限公司;HWS28型电热恒温水浴锅:上海一恒科学仪器有限公司;Haier BCD－196F冰箱:青岛海尔股份有限公司;艾科浦超纯水系统:重庆颐洋企业发展有限公司。

1．3 试验方法

1．3．1 米饭的制备

将150 mL水和100 g大米一起置于保鲜盒中，设定2种加热方式，并在每种加热方式中采用3种加热时间，分别为:1)微波加工工艺:微波加热功率为400 W，分别加热10、12、14 min，取出后保温10 min;2)水浴微波混合加工工艺:60℃水浴30 min，取出后在25℃下分别放置0、30、60 min，后以400 W功率微波加热6 min，取出后保温10 min。另本试验中以沸水浴40 min蒸煮米饭作为常规加热方法进行对照，各处理均设有3次重复。

徐伟：其作品被评为“最具前卫意识的倾诉”、“关注‘人性’”。认为艺术需要“人性”美的升华与个性的提炼，要将摄影者自我的“情感语态”转化为视觉图形。

1．3．2 米饭的保藏

将制备好的米饭样品保存在4℃下，在米饭制备完后的第1，7，14 d分别取出样品，称取10 g于玻璃培养皿中，放入微波炉中以300 W功率微波复热2 min，复热完后立刻进行质构测定。

1．3．3 含水量测定

按照GB/T 5497—1985粮食、油料检验水分测定法测定米饭的含水量。

1．3．4 质构测定条件

利用质构仪TPA分析测定米饭的质构特性(硬度、黏着性、弹性、凝聚性和咀嚼性)。将米饭均匀混合后，随机挑选5粒大小相近的完整饱满的米饭，在探头下方载物台上对称放置，每个样品测定5次，去掉硬度最大和最小的两个测定结果，取3次测定结果，计算平均值和平均偏差。

参数设定为:压缩程度90%，测前速度1 mm/s，压缩速度为0．5 mm/s，测后速度1 mm/s，间隔时间为2 s。trigger type设置为auto－5 g，采用P3．6R探头测量。

1．3．5 质构数据处理

应用spss13．0软件进行单因素方差分析，单因素分析检验组间显著性差异，P＜0．05表示差异显著，P＜0．01表示差异极显著。

1．3．6 微观形态测定

米粒采用戊二醛分步固定，梯度浓度乙醇脱水后，将处理好的待观察样品用导电双面胶粘附在铜台上，离子溅射仪真空喷金后，用电子扫描显微镜观察。

2 结果与分析

2．1 不同加工工工艺对米饭含水量的影响

常规水浴加工工艺和微波、水浴微波混合加工工艺对米饭含水量的影响如表1所示。水浴微波混合加工工艺生产出的米饭含水量最高，其次为常规加热，而微波加工工艺的工艺3含水量低。这可能是因为微波加工工艺功率高，时间短，水分未能充分进入大米细胞内部，导致含水量低于常规加热。水浴微波混合加工工艺中，因为低温水浴的浸泡，使米粒内部吸水充足，从而含水量上升。

表1 不同加工工艺对米饭含水量的影响/%

2．2 不同加工工艺对米饭硬度的影响

常规水浴加工工艺和微波、水浴微波混合加工工艺对米饭硬度的影响如图1所示。由图1可知，微波加工工艺的米饭硬度高于常规和混合加热工艺，含水量最低的是水浴微波混合加工的米饭。这是因为，淀粉颗粒的硬度和淀粉的含水量有显著的负相关性。微波加工工艺含水量最低，所以硬度高于常规加热。微波3工艺硬度最高，这是因为随着微波时间的继续延长，水分的散失导致淀粉和蛋白质的交联，从而使硬度继续上升。水浴微波混合加工工艺中，因水分充足，从而在微波加工时有足够水分产生能量，所以硬度较低，且随着工艺间隔时间的延长，米饭的硬度有小幅度下降。在混合工艺2中，米饭的硬度显著小于常规加热(P＜0．05)，小于微波3工艺极显著(P＜0．01)，且米饭加工时间较短、硬度适中，延长水浴微波间隔时间并不能进一步提高米饭的含水量和降低米饭的硬度。

图1 不同加热方式对米饭硬度的影响

2．3 不同加工工艺对米饭黏着性的影响

图2表示不同加工工艺对米饭黏着性的影响。黏着性过高的米饭会给人以粘牙的口感，而过低又会导致米饭饭粒分明，产生类似于夹生饭的感官品质。由图2可知，微波加工工艺米饭的黏着性显著大于常规水浴加工工艺(P＜0．01)，水浴微波混合加工米饭黏着性居中。常规水浴加工的米饭其黏着性随时间下降最快，其次为微波加工的米饭，而混合加工的米饭其黏着性保持最好，且在第7天和第14天都显著高于常规水浴加工的米饭黏着性。说明适宜的混合加热条件有利于米饭品质的保持。热作用可能加强分子间的相互作用，导致淀粉与脂肪等形成复合态化合物的能力增强，从而抑制了糊化过程中淀粉颗粒的膨胀［7］。使得大米糊的黏度下降。但微波作用使极性分子链高频振动、碰撞，会导致分子内和分子间氢键的断裂，使淀粉分子的伸展较水浴加热充分，所以黏度较水浴加热大［8］。

图2 不同加热方式对米饭黏着性的影响

2．4 不同加工工艺对米饭弹性的影响

图3表示不同加工工艺对米饭弹性的影响。弹性是指变形样品在去除变形力后的恢复程度［9］。由图3可知，微波加工工艺和水浴微波混合加工工艺，米饭的弹性要显著高于常规水浴加工工艺(P＜0．05)。因为微波加热对大米淀粉颗粒破碎程度小于水浴加热对大米淀粉颗粒的破碎程度，微波加热形成的淀粉糊凝胶网络结构较紧密，淀粉的粘稠性和柔软性较大，从而相比较于常规水浴加热，有微波加热的米饭蒸煮工艺弹性显著增加。

图3 不同加热方式对米饭弹性的影响

2．5 不同加工工艺对米饭凝聚性的影响

图4表示不同加工工艺对米饭凝聚性的影响。凝聚性是指组成样品结构的内部作用力。由图4可知，与常规水浴工艺相比，微波加工工艺生产出的米饭凝聚性显著增加(P＜0．05)，水浴微波混合加工工艺凝聚性与常规加工工艺相比无显著性差异。这可能是因为经过高强度的微波加热后，糊化后溶出的大米直链淀粉分子在冷却过程中趋向于结晶，老化程度大于常规加热，使得大米糊内部作用力增大，表现为凝聚性增加。

图4 不同加热方式对米饭凝聚力的影响

2．6 不同加工工艺对米饭咀嚼性的影响

图5表示不同加工工艺对米饭咀嚼性的影响。咀嚼性是表示将半固体食品咀嚼成吞咽状态时所需的能量，它由硬度×凝聚性×弹性确定［10］。由图5可知，微波加工工艺的咀嚼性要显著高于常规水浴加热和水浴微波混合加工的咀嚼性，水浴微波混合加工的米饭咀嚼性略高于常规水浴加工的咀嚼性，且在第7天和第14天仍能保持这种咀嚼性不变。微波加热工艺因为硬度较大，所以需要较多能量来咀嚼吞咽，且稳定性不好，口感较差。而常规加热工艺咀嚼性下降较快，说明结构保持能力下降，内部结构松散，口感易下降。在混合加热工艺中，3种加工工艺咀嚼性适中，且工艺2的保持能力良好，不随时间的延长降低，从而保持了较好的口感。

图5 不同加热方式对米饭咀嚼性的影响

2．7 不同加工工艺对米饭微观结构的影响

采用扫描电镜对米饭超微结构进行分析，加速电压为20 kV，放大到3 000倍，常规水浴加工工艺、微波加工工艺2、水浴微波混合加工工艺2对米饭微观结构的影响如图6所示。由图6a可知，常规加工工艺生产出的米饭表面较平滑，糊化渗析出来的直链淀粉形成了凝胶网络，淀粉界面已基本模糊，颗粒吸水膨胀，部分表面有凹陷。由图6b可知，微波加工工艺生产的米粒细胞有一定的塌陷，微波加热功率较大，水分散失导致米粒细胞收缩，结构致密，颗粒表面洞穴凹痕数量多。由图6c可知，水浴微波混合加工工艺表面趋向于平滑，淀粉颗粒糊化完全，无序排列，颗粒吸水膨胀到最大体积。

3 讨论

水浴微波混合加工工艺吸取了水浴和微波工艺的共同优点，水浴加热浸泡使大米淀粉颗粒溶胀，在一定间隔的时间内，米粒内部充分吸水，从而在之后的微波加热中，米粒内部水分得到保持，米饭在微波加热过程中黏稠性和柔软性得到了提高，同时因为水分的充足降低了淀粉和蛋白质的交联，降低了硬度，保证了较好的咀嚼性。

4 结论

选取6种不同的米饭预熟方式，综合比较了硬度、黏着性、弹性、凝聚性和咀嚼性和生产流通周期性等数据后，得出了改良后的米饭水浴微波混合加工工艺，即在60℃水浴30 min，取出后在25℃下放置30 min，而后以400 W功率微波加热6 min，取出后保温10 min。这种水浴微波混合加工工艺生产的米饭在4℃储存条件下，在14 d货架期内微波复热后可较好的保证米饭的品质。

［1］赵学伟，卞科，王金水，等．蛋白质与淀粉的相互作用对陈化大米质构特性的影响［J］．郑州粮食学院学报，1998，19(3):23－29

［2］SITAKAL IN C，MEULLENET J－F C．Prediction of cooked rice texture using extrusion and comp ression tests in conjunction with spectral stress strain analysis［J］．Cereal Chemistry，2000，77(4):501－506

［3］湖南农学院水稻品质遗传育种课题组．水稻品质育种(三):稻米的蒸煮食味品质和营养品质［J］，湖南农业科学，1985(5):42－48

［4］李云飞．食品物性学［M］．北京:中国轻工业出版社，2009:118－121

［6］许永亮，程学勋，陈建峰，等．大米淀粉的微波糊化特性研究［J］．食品工业科技，2006(12):98－103

［6］宁芯，程学勋，赵思明，等．微波对大米淀粉物化特性的影响［J］．华中农业大学学报，2009，28(3):369－372

［7］胡强，孟岳成．淀粉糊化和回生的研究［J］．食品研究与开发，2004，25(5):63－66

［8］程学勋，徐永亮，瞿明勇，等．热处理对大米黏性的影响［J］．食品科技，2007(3):59－64

［9］彭义峰，刘彦军，班进福，等．面包总评分与质构分析(TPA)相关性的探讨［J］．粮油加工，2011(2):119－123

［10］王炜华，黄丽，刘成梅，等．米糠膳食纤维对强化大米质构的影响［J］．食品与机械，2011，27(3):16－19．

Study on Optimization of Processing Technique for Rice in Microwave Nutritional Meal

Liu Linjie1Li Yunfei1，2Xiao Fei1Wang Luyi1
(Department of food science and engineering，College of Agriculture and Biology，Shanghai Jiaotong University1，Shanghai 200240)
(Shanghai Jiaotong University Bor．S．Luh Food Safety Research Center2，Shanghai 200240)

Processing technique of rice in nutritional meal which is provided in the Electric Multiple Unit(EMU)is imitated in this experiment．There are 6 different kinds of methods of cooking rice．It compares the effects of shelf period in two weeks and conventional water bath heating rice．By measuring moisture，quality and structure parameters(hardness，tackiness，elasticity，coherence and chewiness)and microstructure，it can get that the optimized processing technique is that water bath heat the rice in 60℃for 30 min and cools down in 25℃for 30 min and heats for 6 min by using 400 W microwaves．By doing so，the rice in nutritional meal that stored in 4℃can maintain the best quality by microwave reheating after 14 days shelf life．

nutritional meal of electric multiple unit(EMU)，rice，quality and structure，microstructure

TQ432．2

A

1003－0174(2012)07－0097－05

国家科技支撑计划(2008BAD91B00)

2011－10－13

刘临洁，女，1988年出生，硕士，食品加工

李云飞，男，1954年出生，博士后，教授，博士生导师，食品加工贮藏