大米理化成分与米饭品质的相关性研究

通信作者：刘英(1956-)，女，教授，E-mail:lyinghh@126.com.

大米理化成分与米饭品质的相关性研究

郭亚丽1，李芳1，洪媛1，刘英1,2

(1.武汉轻工大学 食品科学与工程学院，湖北 武汉 430023；2.湖北省稻谷加工工程技术研究中心，湖北 武汉 430023)

摘要：在测定8种不同品种大米理化成分的基础上，利用质构仪和SATAKE米饭食味计对米饭样品的质构特性及食用品质进行测定，研究大米理化成分与蒸煮质构特性之间的相关性。结果：原料大米直链淀粉含量、脂肪含量与米饭硬度、胶着性、咀嚼性和回复性呈较显著相关性；原料大米水分含量、直链淀粉含量、脂肪含量、蛋白质含量、灰分对米饭平衡度、口感、外观和综合评分呈较显著相关性。通过理化成分分析，为大米的品质判断提供了科学依据。

关键词：理化成分；米饭；质构特性；食用品质；相关性

收稿日期：2015-3-25.修回日期：2015-05-18.

作者简介：郭亚丽(1990-)，女，硕士研究生，E-mail:gyl1804372583@163.com

基金项目：国家“十二五”科技支撑项目(2012BAD37B03).

文章编号：2095-7386(2015)03-0001-06

DOI:10.3969/j.issn.2095-7386.2015.03.001

中图分类号：TS 201.2

Study on the correlation between properties of

rice and the quality of cooked rice

GUOYa-li1,LIFang1,HONGYuan1,LIUYing1,2

(1.School of Food Science And Engineering. Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023，China；

2.Hubei Rice Engineering and Technology Research Center, Wuhan 430023，China)

Abstract：Main physical properties of eight kinds of rice were determined, possible relativity of basic characteristics of rice and the textural property and eating qualityofcooked rice were investigated. By using texture analyzer and SATAKE taste analyzer, the textural property and eating quality of rice were studied. The results showed that the content of amylase starch and the fat content went in significant correlation with the textural property, such as,hardness, gumminess, chewiness and resilience.The content of the moisture, amylase starch, protein, fat, and ash went in significant correlation with the degree of balance, taste, appearance and comprehensive scores.The analysis of the physical properties provides scientific basis for the judgment of the rice quality.

Key words：main physical properties; rice; textural property; edible quality; relativity

1引言

大米是世界上最重要的粮食作物之一，目前世界上有一半以上的人口以大米为主食[1]，其主要理化成分对米饭的食用品质有极大影响。随着经济快速发展和社会不断进步，消费者对大米食用品质的要求也逐渐提高，不仅要求大米具有较高的营养价值，而且要求其口感较优[2]。大米的蒸煮质构特性被认为是大米食用品质中最重要的因素[3]。不同品种的大米，其蒸煮质构特性不同；即使是同一品种的大米，在加工和储运过程中水分、蛋白质、直链淀粉等成分含量的变化，也会使大米的蒸煮品质发生变化。

一般以感官评价作为米饭食用品质的评价标准，但受到地域、民族、性别、年龄等因素影响，很难得到客观准确评价。而且大量耗费人力、物力，很难对大批次样品进行快速而又准确的测定[4]。因此，更为客观、快速、准确的物性仪更受到研究人员的青睐。质构仪通过模仿人体口腔咀嚼时的机械运动，测出米饭质地的各项特性参数，如硬度、弹性、胶着性和回复性等，通过特性值的分析可对米饭品质做出客观评价[5]。SATAKE米饭食味计采用近红外光和可见光波段的反射和透过进行分光测定，从而客观准确的反映米饭硬度、黏度、平衡度、弾性、外观、口感、食味值等特征值。

笔者在测定不同品种大米理化成分的基础上，利用质构仪和米饭食味计对米饭样品的蒸煮质构特性进行测定并分析，研究大米理化成分与蒸煮质构特性之间的相关性，为客观判断大米的品质提供理论依据。

2材料与方法

2.1材料与试剂

2.1.1原料大米

试验所需大米品种类型及来源见表1。

表1供试品种类型及来源

编号品种名称品种类型来源1江苏珍珠米早杂江苏徐州精米加工厂2宫廷贡米籼稻江西省佳禾米业有限公司3茉莉香长粒大米晚杂淮南皖瑞粮油有限公司4五丰东北大米粳稻辽宁华润五丰营销有限公司5黑香米黑粳五常市常鑫兴食品有限公司6山信黑1号黑籼河南省商城县山信粮业有限公司7山信黑3号黑籼河南省商城县山信粮业有限公司8山信黑6号黑籼河南省商城县山信粮业有限公司

2.1.2试剂

硫酸铜、硫酸钾、无水乙醚、无水乙醇、碘、碘化钾、氢氧化钠、盐酸、浓硫酸等；实验所用的试剂均为分析纯，购于天津市科密欧化学试剂有限公司。

2.2主要仪器与设备

高速万能粉机 FW80 天津市泰斯特仪器有限公司；自动定氮仪K9840 济南海能仪器股份有限公司；物性测试仪 TA-XT2i 英国SMS公司；米饭食味计 STA18 SATAKE；电热恒温干燥箱 GZX-9070MBE 上海博讯实业有限公司；可见分光光度计 WFJ7200 尤尼柯(上海)仪器有限公司；恒温水浴锅 HHS-11-2 上海博讯实业有限公司医疗设备厂

2.3方法

2.3.1大米基本成分测定

(1)水分：测定方法参照GB5009.3-2010 105℃恒重法；

(2)蛋白质：测定方法参照GB5009.5-2010凯氏定氮法；

(3)脂肪：测定方法参照GB5009.6-2010索氏抽提法；

(4)总淀粉：测定方法参照GB5009.3-2010 酸水解法；

(5)直链淀粉：测定方法参照GB/T15683-2008；

(6)灰分：测定方法参照GB 50094-2010550℃灼烧法；

(7)纤维素：硝酸乙醇法[6]。

2.3.2米饭质构指标测定

将大米按照GB/T《粮油检验稻谷、大米蒸煮使用品质感官评价方法》[7]中大米的加工方式制得米饭。

质构特性是对食品进行食用品质评价的重要内容，可以客观地反映食品的物性特征。将米饭蒸煮后，采用直接盛瓶取样法作为质构仪的测定方式[8]。采用TA-XT2i物性测试仪，测定模式TPA，探头型号 P/0.5 DIA CYLINDER EBONITE，测前速度2.00 mm/s ，测时速度1.00 mm/s，测后速度2.00 mm/s，引发力20 g，压缩深度60%，时间间隔5 s，获取速率500 pps，每个样品测定3次。数据收集和处理由计算机软件完成。

2.3.3米饭食味品质测定

取冷却至室温的米饭7.0 g装入直径30 mm、高9 mm的不锈钢试样圆环内，再用专用的压饭器压成饭饼，作为测定米饭试样。将测定米饭试样放到测定槽中插入食味计测定。一个米饭试样的正反面各测1次(计2次)，即一个试样测定2个饭样，就得到4次反射光(R1、R2)和透射光(T1、T2)的测定值。每个试样测定时间约1min左右。

2.4数据统计与分析

采用SPSS17．0软件对数据进行相关性分析。

3结果与分析

3.1大米理化成分及其相关性

3.1.1原料大米理化成分

大米品种和成分指标如表2所示。

表2大米理化成分(干基，%)

原料品种水分含量/%淀粉含量/(g/100g)直链淀粉含量/%蛋白质含量/(g/100g)脂肪含量/%灰分/(g/100g)纤维素含量C/%江苏珍珠米12.9072.0522.158.371.183.003.59宫廷贡米14.8273.2020.677.621.073.543.82茉莉香13.2564.4223.828.971.253.844.55五丰大米14.7567.9019.927.001.030.592.45黑香米13.6967.1817.128.052.553.855.03山信黑1号14.0467.3518.207.523.383.474.16山信黑3号13.2168.1117.569.383.423.383.98山信黑6号11.8066.9716.598.353.703.903.04

从表2中可以看出，不同的原料大米，其水分、直链淀粉、总淀粉、蛋白质、灰分、脂肪和纤维素等基本成分的含量都有不同程度的差异。可能是由于原料品种和加工方法不同，黑米有皮也是一个重要原因。原料大米水分含量基本集中在13%—14%，这对大米的储藏非常有帮助[1]。蛋白质和淀粉是大米的两大主要营养成分，其中蛋白质和直链淀粉含量在很大程度上影响和决定着大米的食用品质[9]。由表2可知，黑米品种的直链淀粉含量整体低于普通大米，山信黑6号最低，为16.59%；大米中的直链淀粉含量一般在20%—24%，其中茉莉香大米直链淀粉含量较高 (23.82%)，而五丰大米的直链淀粉含量较低(19.92%)。大米蛋白质含量范围为7%—9%，最低的是五丰大米(7.00 g/100g)，最高的是山信黑3号(9.38 g/100g)。黑米品种在脂肪含量方面整体高于普通大米，山信黑6号高达3.70%。五丰大米的灰分明显低于其他大米品种，大米品种纤维素含量基本集中在3%—4%。五丰大米米饭口感较柔、粘湿、光泽度较好，食用满意度较高。

3.1.2大米理化成分之间的相关性分析

由表3可知，总淀粉含量与直链淀粉含量呈显著正相关，与脂肪含量呈极显著负相关，相关系数为-0.924；直链淀粉含量与水分含量呈正相关，而与蛋白质干基含量呈负相关。蛋白质含量与总淀粉含量、脂肪含量和灰分呈正相关，未达到显著水平。

表3大米特性指标间的相关性(r/a)

指标水分含量/%总淀粉含量/(g/100g)直链淀粉含量/%蛋白质含量/(g/100g)脂肪含量/%灰分/(g/100g)纤维素含量/%水分含量/%1.0000.578/0.1340.184/0.663-0.699/0.054-0.518/0.188-0.138/0.744-0.012/0.978总淀粉含量/(g/100g)0.578/0.1341.0000.809*/0.0150.590/0.124-0.924**/0.0010.094/0.8250.012/0.977直链淀粉含量/%0.184/0.6630.809*/0.0151.000-0.407/0.317-0.891**/0.0030.064/0.881-0.051/0.905蛋白质含量/(g/100g)-0.699/0.0540.590/0.124-0.407/0.3171.0000.520/0.1870.582/0.1300.330/0.425脂肪含量/%-0.518/0.188-0.924**/0.001-0.891**/0.0030.520/0.1871.000-0.091/0.8300.147/0.729灰分/(g/100g)-0.138/0.7440.094/0.8250.064/0.8810.582/0.130-0.091/0.8301.0000.528/0.178纤维素含量/%-0.012/0.9780.012/0.977-0.051/0.9050.330/0.4250.147/0.7290.528/0.1781.000

注：*在0．05水平(双侧)上显著相关； **在0．01水平(双侧)上显著相关。

3.2大米理化成分及米饭质构特性相关性分析

3.2.1米饭质构特性的测定

对米饭的硬度、黏弹性、胶着性、咀嚼性和回复性等质构特性指标进行测定。每次测定在TPA模式下模拟咀嚼2次。每个样品进行3次测定并取平均值。质构指标分析结果见表4。

表4米饭质构特性

原料品种硬度黏性弹性凝聚性胶着性咀嚼性回复性江苏珍珠米3688.106-5989.7710.9370.2841046.070979.9050.032宫廷贡米3982.522-9735.9350.9320.4871939.5081807.4740.059茉莉香4072.867-11684.9950.8810.5182108.3351856.4490.064五丰大米4199.607-10000.9740.9420.4842032.7281914.1380.067黑香米3036.925-5840.9800.9410.3741136.6131069.6880.034山信黑1号517.403-2047.4100.9680.541279.857270.9720.027山信黑3号370.990-1123.3260.9640.466172.746166.6070.020山信黑6号1984.791-11338.9010.4850.359712.885345.6310.028

从表4可知，不同大米品种的大米制得的米饭，通过质构分析得到的硬度、黏性、胶着性、咀嚼性方面差别较大，而在弹性、凝聚性和回复性等方面的差别较小。五丰东北大米的硬度、黏弹性和咀嚼性等质构指标都优于其他大米品种，综合品质较优。宫廷贡米和茉莉香大米的硬度、黏弹性、胶着性、咀嚼性等质构特性数值均等，相差不大，其米饭口感都较好。山信黑1、3号黑米品种的硬度、黏性、胶着性和咀嚼性明显低于其他大米品种，且差别较大，口感较差。

3.2.2大米理化成分与米饭质构特性相关性分析

从表5中可以看出：(1)原料水分含量与米饭弹性呈显著的正相关关系。水分含量较低(<14 %)的大米，当对其蒸煮加热，吸水的过程中，使得米粒的腹部与背部产生水分差，此体积偏差瞬间会引起米粒龟裂，产生裂纹，大米淀粉粒从裂纹处流失，从而使米饭失去弹性[10]，品质变差。(2)直链淀粉含量与硬度、胶着性和咀嚼性呈极显著正相关，相关系数分别为0.979、0.884、0.868；直链淀粉含量与粘性呈显著负相关性，与回复性呈显著正相关。直链淀粉含量较高时，米粒吸水率低，蒸煮后米饭质地较生硬[11]，黏性较差，饭粒较蓬松且空隙较大，咀嚼性较好。(3)蛋白质含量与硬度、胶着性、咀嚼性呈正相关性，与粘性呈负相关性。蛋白质含量越高，

表5大米成分指标与米饭质构特性的相关性/(r/a)

指标硬度黏性弹性凝聚性胶着性咀嚼性回复性水分含量/%0.306/0.4610.065/0.8790.719*/0.0440.579/0.1330.461/0.2500.569/0.1410.571/0.139总淀粉含量/(g/100g)0.822*/0.012-0.295/0.4790.519/0.188-0.130/0.7590.718*/0.0450.787*/0.0210.625/0.098直链淀粉含量/%0.979**/0.000-0.727*/0.0410.064/0.880-0.228/0.5880.884**/0.0040.868**/0.0050.753*/0.031蛋白质含量/(g/100g)0.538/0.169-0.309/0.456-0.230/0.583-0.119/0.7790.531/0.1760.572/0.139-0.562/0.148脂肪含量/%-0.904**/0.0020.496/0.211-0.412/0.310-0.018/0.967-0.869**/0.005-0.910**/0.002-0.819*/0.013灰分/(g/100g)-0.080/0.8510.129/0.7600.188/0.6550.151/0.722-0.531/0.176-0.027/0.949-0.072/0.865纤维素含量/C(%)-0.158/0.7090.335/0.4170.353/0.3910.106/0.803-0.138/0.744-0.097/0.819-0.216/0.607

米粒的结构更为紧实，淀粉粒间空隙变小，从而导致米粒的吸水能力变弱，难以糊化，蒸煮后的米饭饭粒较硬，黏度低，米粒略显松散[10]。(4)脂肪含量与硬度、胶着性、咀嚼性和回复性呈极显著的负相关性，相关系数分别为-0.904、-0.869、-0.910、-0.819。(5)灰分与胶着性呈负相关关系，相关系数为-0.531。(6)纤维素含量与粘性、弹性、凝聚性呈正相关性，与硬度、胶着性、咀嚼性和回复性呈负相关性，相关性不显著。

3.3大米理化成分与米饭食用品质的相关性分析

3.3.1米饭食用品质的测定

食味计测定法与常见感官评定相比，优点较为明显，使用的样品量少、操作简便、结果重现性好[12]。研究表明[13]，食味仪测定的食味值与感官评价之间存在极显著相关性。本研究笔者采用SATAKE食味仪对米饭进行食味检测，每份试样设3次重复测定，得到其硬度、黏度、平衡度、弾性、外观、口感和综合评分等物理指标，降低了由人为因素产生的误差。

从表6可知，不同大米品种，通过食味仪测得食用品质的物理指标各不相同。四种黑米品种的食用品质明显低于普通大米品种，可能是由于其外观、口感评分低于其他大米，综合评分较低。宫廷贡米和茉莉香大米在硬度、弹性方面相差不大，米饭口感较好。宫廷贡米的外观和口感优于茉莉香大米，其综合评分明显高于其他大米。五丰大米的硬度和粘性高于其他几种大米，弹性、外观和口感等评分都较高，综合品质较优，与质构仪测得结果基本吻合。

表6米饭食用品质

原料品种硬度黏度平衡度弾性外观口感综合评分江苏珍珠米3.8370.0430.0130.8633.9003.36750.333宫廷贡米3.2470.1570.0470.8437.0336.73372.267茉莉香3.1570.0670.0200.8435.4004.80060.200五丰大米5.1600.3150.0650.7805.2005.00060.050黑香米4.1070.0830.0200.8170.2002.20040.667山信黑1号3.1950.1150.03750.80.33.5548.9山信黑3号3.90750.06250.0150.7951.14.554.2山信黑6号4.830.110.0250.81750.2134.05

3.3.2大米理化成分与米饭食用品质相关性分析

从表7中可以看出，(1)原料水分含量与平衡度、口感和综合评分呈显著正相关，水分含量越高，米饭口感越好，综合评分越高；(2)直链淀粉含量与米饭外观呈显著正相关性，大米直链淀粉含量较高时，米饭质地较硬，米粒松散[14-15]，外观较好。(3)蛋白质含量与黏度和平衡度呈显著负相关性，与质构测定结果相一致。(4)脂肪含量与外观呈极显著的负相关性，相关系数-0.910，这可能由于4个黑米品种，脂肪含量较高，而外观评分较低的原因。(5)灰分含量与硬度呈极显著负相关性。(6)纤维素含量与弹性呈正相关性，与硬度、黏度、平衡度呈负相关性，系数分别为-0.689、-0.675、-0.572。

表7大米成分指标与米饭食用品质的相关性(r/a)

硬度黏度平衡度弾性外观口感综合评分水分含量/%-0.19/0.6520.628/0.1020.737*/0.037-0.259/0.5360.528/0.1780.760*/0.0290.733*/0.039总淀粉含量/(g/100g)-0.188/0.6560.226/0.5900.282/0.4980.512/0.1950.777*/0.0230.569/0.1410.622/0.099直链淀粉含量/%0.011/0.9790.160/0.7060.136/0.7480.612/0.1070.754*/0.0310.299/0.4720.395/0.333蛋白质含量/(g/100g)-0.224/0.593-0.752*/0.031-0.811*/0.0150.127/0.764-0.395/0.333-0.259/0.535-0.287/0.491脂肪含量/%0.109/0.798-0.340/0.411-0.357/0.386-0.444/0.270-0.910**/0.002-0.639/0.088-0.705/0.051灰分/(g/100g)-0.837**/0.010-0.699/0.054-0.543/0.1650.630/0.0940.266/0.5240.382/0.3510.391/0.339纤维素含量/%-0.689/0.059-0.675/0.066-0.572/0.1390.306/0.462-0.244/0.560-0.054/0.900-0.074/0.861

4结论

4.1本研究对原料大米的理化成分和米饭的质构特性、食用品质进行了定，并对大米的理化成分与米饭的质构特性、食用品质进行了相关性分析。

4.2质构特性分析表明，原料水分含量与米饭弹性呈显著正相关；直链淀粉含量与硬度、胶着性和咀嚼性呈极显著正相关，与黏性呈显著负相关性，与回复性呈显著正相关；蛋白质含量与硬度、胶着性、咀嚼性呈正相关性，与黏性呈负相关性；脂肪含量与硬度、胶着性、咀嚼性和回复性呈极显著的负相关性。

4.3由食用品质分析可知，原料水分含量与平衡度、口感和综合评分呈显著正相关；直链淀粉含量与外观呈显著正相关；蛋白质含量与黏度和平衡度呈显著负相关性，与质构测定结果相一致；脂肪含量与外观呈极显著的负相关性；灰分含量与硬度呈极显著负相关性。

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