五大连池矿泉水蒸煮米饭的美拉德反应初探

王菁华，马晓红，李月兴，潘　虹，王佳楠

（1.黑龙江省科学院火山与矿泉研究所，黑龙江 五大连池 164100；2.黑龙江省科学院高技术研究院，哈尔滨 150020）

五大连池矿泉水蒸煮米饭的美拉德反应初探

王菁华1，2，马晓红1，2，李月兴1，2，潘虹1，2，王佳楠1

（1.黑龙江省科学院火山与矿泉研究所，黑龙江 五大连池 164100；2.黑龙江省科学院高技术研究院，哈尔滨 150020）

通过对米饭食味品质、营养成分变化和抑菌性实验，研究五大连池矿泉水对米饭蒸煮过程中美拉德反应进行的促进作用。本文分别用五大连池天然重碳酸矿泉水、仙池牌含气重碳酸矿泉水和自来水蒸煮米饭，对米饭的食味品质、营养成分以及微生物进行评价和检测。发现使用矿泉水蒸煮的米饭色泽较深，饭香浓郁，蛋白质和维生素B1的含量降低，矿物质元素含量升高，三种米饭细菌滋生时间相差不明显。说明使用五大连池重碳酸矿泉水和仙池含气重碳酸矿泉水蒸煮米饭能显著改善米饭的食味品质，提高米饭矿物质元素含量，没有明显的抑菌效果。

五大连池矿泉水；美拉德反应；大米

美拉德反应是广泛存在于食品工业的一种非酶褐变，是氨基化合物和羰基化合物之间发生的羰氨缩合反应［1］，其产物是一类复杂的混合物，包括终产物类黑精和多种中间产物，是食品风味和色泽的主要来源［2］。大量研究表明，美拉德反应产物（MPs）具有抑菌和抗氧化活性，是新型天然防腐剂的主要研究方向之一［3］。因此自1912年被法国化学家Maillard发现以来，其在食品、医药、香料等领域逐渐成为研究热点［4］。

稻米是种植最广泛的粮食作物，也是世界一半人口以上的主粮。米饭的风味和食味品质直接影响着消费者的喜爱程度。研究表明，米饭蒸煮过程中，在40℃～60℃加热阶段［5］，由于发生美拉德反应和热降解过程，产生大量挥发性气味成分，形成米饭风味［6］。米饭食味品质主要受大米自身理化性质、蒸煮工艺和水质影响较大，其中米饭蒸煮用水量和水质是外在因素，可以调节米饭色泽、口感以及矿物质微量元素营养成分的补充［7］。据报道，pH值在3～10随pH值升高，美拉德反应加剧。而金属离子铁、锌、铜等的存在也会促进美拉德反应的进行［8］。五大连池重碳酸矿泉水含有大量矿物质离子，使用该水蒸煮米饭不仅增加了米饭的矿物质离子含量，还可以增强米饭的适口性。因此本实验采用五大连池重碳酸矿泉水（以下简称天然矿泉水）、仙池含气矿泉水（以下简称仙池矿泉水）以及自来水蒸煮米饭，并比较了三种米饭的食味品质、营养成分变化以及抑菌性。

1　实验部分

1.1实验原料与设备

大米，金龙鱼五常稻花香；水，五大连池南饮泉天然重碳酸矿泉水、仙池牌含气矿泉水、自来水；原子吸收分光光度计TAS-990 Super AFG，北京普析通用仪器有限责任公司；紫外可见分光光度计UV-754，上海第三分析仪器厂；电饭锅，美的豪华多功能自动电饭煲。

1.2实验方法

1.2.1米饭的制备

称量大米100 g，按照大米与水1:2.1的质量比分别量取五大连池南饮泉天然重碳酸矿泉水、仙池牌含气矿泉水、自来水210 mL蒸煮米饭20 min。

1.2.2营养成分检测

将制备好的米饭用鼓风干燥箱在60℃下恒温干燥至恒重。米饭干样送检，检测粗蛋白、粗淀粉、维生素B1和维生素B2。

1.2.3抑菌性实验

三种米饭蒸煮后于自然环境下存放，按照《GB/T 4789.2-2008食品安全国家标准·食品微生物学检验菌落总数测定》中规定的方法，每隔3h取样一次，观察米饭样品菌落的生长情况。

2　结果与讨论

2.1米饭的食味品质

三种水的理化指标如表1所示。三种水蒸煮的米饭色泽、口感和气味、如表2所示。

表1　水质数据（mg/L）Tab.1 The data of water quality（mg/L）

表2　米饭的食味品质Tab.2 Edible quality of rice

根据表1和表2的数据可以看出，天然矿泉水和仙池矿泉水蒸煮的米饭颜色均较深、口感过软、气味较重。这主要是由于两种矿泉水虽然pH值较低显弱酸性，但是碱度较高分别为798 mg/L和628 mg/L。并且含有铁、铜、锌等金属离子，据相关研究报道，这两种因素均能够促进美拉德反应的进行，进而改善米饭的食味品质。但是由于仙池矿泉水是经过一系列过滤进一步处理过的天然矿泉水，损失了部分矿物质离子，其中铁离子几乎被全部去除，仙池矿泉水蒸煮的米饭食味品质的变化低于天然矿泉水蒸煮的米饭。

2.2米饭的营养成分

由于米饭在蒸煮过程中发生美拉德反应，在改善米饭食味品质的同时，也可能导致营养成分的损失。表3中数据为三种米饭和大米的测粗蛋白、粗淀粉、维生素B1、维生素B2以及矿物质元素含量。

表3的数据显示，三种米饭营养成分含量的变化符合美拉德反应的物质变化。由于米饭中美拉德反应是蛋白质和糖类的缩合反应，所以三种米饭中粗蛋白和淀粉的含量均有所下降。天然矿泉水中离子含量和碱度较高，更加促进了美拉德反应的进行，所以使用天然矿泉水蒸煮的米饭粗蛋白和粗淀粉的含量降低较多。

表3　米饭的营养成分Tab.3 Nutrient component of cooked rice

维生素B1在用自来水蒸煮的米饭中降低最少，主要是两方面原因造成的。一方面是加热本身就会促进维生素的损失，另一方面就是由于碱度也会加速维生素B族的损失。因此，天然矿泉水和仙池矿泉水中碱度较高，蒸煮的米饭维生素B1的损失就越大。

2.3抑菌性实验

美拉德反应的产物类黑精具有较强的抗氧化性和抑菌性。本实验采用营养琼脂做培养基，根据国标中规定的检验方法，每隔3h取样一次，观察米饭的细菌滋生情况。结果列于表4。

表4　细菌检测Tab.4 The results of bacteria

根据表4的实验结果可以看出，三种米饭在自然环境下放置12h后，检测菌落总数，均有细菌滋生。天然矿泉水和仙池矿泉水蒸煮的米饭与自来水蒸煮的米饭抑菌效果差距不大。究其原因有三点，一是由于米饭中发生的美拉德反应类黑精产物不具有抑菌性。二是由于米饭蒸煮的量较少，美拉德反应产物较少导致抑菌效果不明显。三是由于采样间隔过长，没有观察到细菌滋生时间的差距。

3　结论

本文比较了三种水质蒸煮米饭在食味品质、营养成分变化和抑菌性实验数据，结果显示在米饭蒸煮过程中，美拉德反应对改善米饭风味有较大贡献，营养成分含量略有降低，抑菌性效果不明显有待进一步研究。五大连池矿泉水能够有效促进米饭蒸煮过程中的美拉德反应的进行，增加米饭的适口性，并可以补充米饭矿物质元素离子的含量，提高米饭的营养价值。因此，五大连池矿泉水可以进一步开发成米饭蒸煮专用水。

［1]李亚丽，刘晓徐，郑培华，等.美拉德反应研究进展［J］.食品科技，2012，37 （9）：82-87.

［2]Yue LI，Fang LU，Changrong LUO，et al.Functional properties of the Maillard reaction products of rice protein with sugar［J］.Food Chemistry，2009，（117）：69-74.

［3]郭先霞，李长玲，黄翔鹄，等.沙蚕美拉德反应产物的抑菌活性研究［J］.广东石油化工学院学报，2011，21（3）：28-30.

［4]JOSE A，RUFIAN-HENARES，FRANCISCO J.MORALES.A new application of a commercial microtiter plate-based assay for assessing the antimicrobial activity of Maillard reaction products［J］.Food Research International，2006，（39）：33-39.

［5]徐兴凤，钟业俊，刘成梅，等.米饭气味成分形成途径及影响因素［J］.食品工业科技，2013，（13）:378-382.

［6]邓灵珠.大米蒸煮与米饭物性及食味形成机理［D］.郑州：河南工业大学，2012.

［7］纪崴.酶法及美拉德反应改进大米蛋白功能性质的研究［D］.无锡：江南大学，2012.

［8]陈华.影响食品中美拉德反应的因素［J］.四川食品与发酵，1998，（03）：21-24.

The Primary Study on Maillard Reaction of Rice Cooked by Wudalianchi Mineral Water

WANGJing-hua1，2，MAXiao-hong1，2，LI Yue-xing1，2，PANHong1，2，WANGJia-nan1
（1.Institute of Volcanoes and Mineral springs，Heilongjiang Academy of Sciences，Wudalianchi 164100，China；2.Institute of Advanced Technology，Heilongjiang Academy of Sciences，Harbin 150020，China）

The advanced action of Maillard reaction of rice cooked by Wudalianchi mineral water was researched by studying edible quality，nutrient component and antibacterial properties.he edible quality，nutrient component and antibacterial properties of rice which cooked by Wudalianchi mineral water，Xianchi mineral water and city water were assessed and analyzed，respectively.The color was darker and smelt was stronger of rice cooked by mineral water than city water.The content of protein and VB1 was decreased.But the content of mineral matter was increased.The time's differences ofbacterial appeared of all three rice aren't available.The edible quality and mineral ions could be increased of rice cooked by Wudalianchi mineral water.However，the antibacterial activity isn't good as expected.

Wudalianchi mineral water；Maillard reaction；Rice

TS201.4

A

1674-8646（2015）07-0018-03

2015-04-01

黑龙江省科学院研究基金

王菁华（1982-），女，黑龙江五大连池人，硕士研究生，助理研究员，从事五大连池矿泉资源利用与开发、保护评价工作。