加速陈化对粳稻米饭蒸煮、食味品质及质构特性的影响

周显青，刘敬婉

（河南工业大学 粮油食品学院，粮食储藏与安全教育部工程研究中心，粮食储运国家工程实验室，河南 郑州 450001）

加速陈化对粳稻米饭蒸煮、食味品质及质构特性的影响

周显青，刘敬婉

（河南工业大学 粮油食品学院，粮食储藏与安全教育部工程研究中心，粮食储运国家工程实验室，河南 郑州 450001）

为了探讨粳稻的蒸煮食味品质在储藏过程中的变化，以我国3个主要粳稻主产区的稻谷样品为研究对象，模拟高温高湿生态区的储藏环境条件，对不同储藏时间的3种粳米蒸煮、食味品质及质构特性进行测定并做差异性分析，结果表明：3种粳稻样品的蒸煮品质、质构特性和食味品质变化基本相同。随着储藏时间的延长，米饭的吸水率、膨胀体积和质构特性中黏聚性、胶着性和咀嚼性逐渐上升，硬度先升高后降低，分别达到1 523，1 687，1 687后降低，而米汤pH值（最 大 值 ：7.23，6.88，6.88）、 碘 蓝 值 （最 大 值 ：0.321，0.311，0.281）、 固 形 物 （最 大 值 ：48.29，45.71，42.86） 和米饭质构特性中弹性（最大值：0.72，0.7，0.72） 和黏着性（最大值：0.46，0.283，0.216）随储藏时间的延长呈逐渐下降的趋势，而回复性没有呈现出规律性变化。3种粳稻样品感官综合评分整体随储藏时间延长呈下降趋势（最大值均为97）。储藏12周后，感官评分值均降至70分以下，继续储藏4～6周后，感官评分值降至60分以下。差异性分析结果表明，米汤固形物、米汤pH值、米汤碘蓝值、吸水率、膨胀体积及米饭硬度、弹性、黏着性、黏聚性、胶着性和米饭感官评分可作为稻谷陈化敏感指标。

粳稻；加速陈化；蒸煮品质；食味品质；质构特性

0 引言

稻谷是我国重要的粮食作物之一，其在储藏过程中的变化主要以大米外观品质、加工品质、蒸煮品质、营养品质和食味品质来表示[1]，其中蒸煮食味品质是反映稻谷品质中最为直接而重要的一项。大米籽粒在蒸煮过程中会发生组织结构破裂而影响其品质变化[2]，使蒸煮大米在其食用过程中显示出一定的质构特性，质构特性是也是目前用于代替感官评价的最重要的指标，有研究表明稻谷的品种不同，其碾磨后大米的蒸煮质构特性也不相同，而大米在储藏过程中也会随着储藏时间的延长，质构特性指标中硬度上升，黏度下降，直接影响着大米的食用品质[3-5]。目前，对稻谷的蒸煮品质的研究主要从糊化特性、蒸煮特性、胶稠度、食用品质等方面进行。程建华等[6]的研究表明，糙米在低温储藏时所呈现的食味品质明显比常温或准低温的要好。包清彬等[7]研究了糙米在不同温度下储藏其蒸煮食品品质的变化，结果表明在高温条件下经过一段时间的储藏后制得的大米其膨胀体积与吸水率等蒸煮特性均有较大的改变，而在其他温度下这些指标的变化不明显；同时糙米的食用品质在高温时也有较大变化。还有研究表明常温下储藏1 a，糙米蒸煮时的吸水率减小，膨胀率增大，米饭黏度下降，饭粒松散，出饭率增高[8]。张玉荣等[9]研究了典型储藏环境下储藏大米的糊化特性，结果表明随着储藏时间的延长峰值黏度、最终黏度和保留黏度均有波动增长的趋势。结合以上研究，本文对加速陈化条件下粳稻米饭的蒸煮品质、质构特性及食味品质的各指标进行测定，并应用差异性分析探讨各指标的变化，以期通过这些变化来反映米饭最终食用品质的变化程度，为稻谷储藏品质变化敏感指标的筛选提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本研究分别选取了3个粳稻谷主产区江苏（矮白稻）、吉林（吉粳 88）、河南（原阳黄金晴）2014年收获的稻谷，参照GB 5491—1985进行采样，取样后在4℃冷藏存放。将稻谷制备成GB 1354—2009中规定的标准三级精度的大米，置于4℃冰柜中保存。

1.2 试验仪器与设备

101C-3型电热鼓风干燥箱：上海实验仪器厂有限公司；PQX多段可编程人工气候箱：宁波东南仪器有限公司；MP2002电子天平：上海恒平科学仪器有限公司；BS210S电子天平：北京赛多利斯仪器系统有限公司；HY-4调速多用振荡器：江苏省金坛市医疗仪器厂；YXJ-3调速离心机：江苏石化仪器厂；722S分光光度计：上海精密科学仪器有限公司；JLG-Ⅱ型砻谷机、JNM-Ⅱ型碾米机：中储粮成都粮食储藏科学研究所；HHS型电热恒温水浴锅：天津市华北实验仪器有限公司；PHS-3C精密酸度计：上海虹益仪器仪表有限公司；JWXL型物性测试仪：北京东孚久恒仪器技术有限公司，见图1。

图1 物性仪结构示意图Fig.1 Schematic diagram of physical instrument

1.3 试验方法

1.3.1 模拟试验及条件的设置

将3种粳稻用缝制的纱布袋分装（50 cm×20 cm），每袋盛装样品质量1 kg左右。人工气候箱的温、湿度的参数设置模拟我国典型高温高湿地区的气候条件(35℃，RH80%)，参数设定后，人工气候箱空载2周使内部环境平衡，将样品放入模拟储藏，每隔2周取样进行测定(人工气候箱温度误差±2 ℃，湿度误差±5%)。

1.3.2 大米蒸煮特性的测定方法

参照文献[10]中大米蒸煮特性实验方法，对大米蒸煮特性各指标进行测定。

1.3.3 米饭质构特性的测定方法

米饭质构测定方法采用饭饼法，将蒸煮焖制后的米饭冷却至室温，将米饭放置于铝盒中用500 g的压砣压15 s，然后移去压砣，将制备好的饭饼从铝盒中取出，置于选择好的质构仪载物台上进行测定。测试探头选择P/36R型圆柱型压缩探头。

测定参数：测前速度1.00 mm/s；测试速度1.00 mm/s，测后速度 2.00 mm/s；触发力值 5.0 g，两次压缩间隔时间为5.00 s，压缩比为50.0%。每次测定后用干净湿纱布将探头和载物台擦拭干净，准备下一个米样的测定。每个样品做5个平行试验，去掉最大值和最小值，取平均值。所测得质构典型曲线见图2，各指标参数表示见文献[11]。

图2 米饭质构曲线Fig.2 Texture curve of rice

1.3.4 大米食味品质的测定方法

参照GB/T 15682—2008中小量样品制作米饭样品，并稍作改进。具体制作方法为：称取大米样品10.00 g置于铝盒（直径45 mm，体积40 mL）中，加入适量蒸馏水淘洗3次，按米水比1∶1.3加蒸馏水，在25℃下浸泡30 min，浸泡完成后，置于蒸笼上蒸煮40 min，然后停止加热，焖制20 min。采用综合评分法进行评价。

2 结果与讨论

2.1 加速陈化过程中稻谷蒸煮品质的变化

2.1.1 大米吸水率随储藏时间的变化

不同储藏时间的稻谷样品通过砻谷碾米后进行蒸煮实验，吸水率的测定结果如图3所示。

图3 加速陈化过程中大米吸水率随储藏时间的变化Fig.3 Change of water absorption rate of rice during accelerated aging process

由图3可知，3种粳稻的吸水率和膨胀体积均随储藏时间的延长逐渐增加，且3种粳稻的增加速率基本一致。3种稻谷在加速陈化过程中其米饭的吸水率变化趋势与 Swamy等[12]和Gujral等[13]研究的粳米在储藏过程中吸水率的变化趋势一致。其主要原因是储藏过程中大米中淀粉微晶束结构逐渐加强，晶区区域增加，水分子进入大米籽粒中拆散淀粉分子间缔合状态的难度增加，从而造成淀粉糊化难度增加，糊化温度提高，同时大米细胞壁中蛋白质、果胶和纤维素等在陈化过程中失水，使大米细胞内各组分的吸水能力提高，大米吸水率增加。

2.1.2 大米米汤固形物随储藏时间的变化（图4）

大米在蒸煮时，米粒表面会被一种黏液状的溶出物所包裹，这种被称之为保水膜溶出物的多少与米饭的气味口感等息息相关，溶出物较多即保水膜较厚时，米饭的食味就比较好[14]。米汤固形物即为这种溶出物，它反映了米饭的光泽与黏度。

图4 加速陈化过程中大米米汤固形物随储藏时间的变化Fig.4 Change of solids content of rice soup during accelerated aging process

由图4可知，米汤固形物随储藏时间的延长呈逐渐下降的趋势，这是由于稻米在储藏过程中不溶性直链淀粉含量显著增加、淀粉分子微晶束加强[15]，淀粉的凝胶化加强、淀粉颗粒外周组织硬化，使淀粉颗粒在蒸煮时能较好地维持多角结构[13]，由于大米细胞壁结构的这些改变，增加了淀粉溶出物的溶出难度，同时，大米的陈化，使细胞壁的溶解性下降，抑制了淀粉可溶出物的溶出，从而使米汤中所具有的固形物含量减少。

2.1.3 大米米汤pH值随储藏时间的变化

大米在加速陈化过程中蒸煮后米汤pH值测定结果见图5。

图5 加速陈化过程中大米米汤pH值随储藏时间的变化Fig.5 Change of rice soup pH during accelerated aging process

米汤pH值与米饭的味道有关，由图5可看出，3种粳稻米汤pH值随储藏时间的延长而不断下降，与吴伟等[8]的研究结果一致。3种粳稻米汤pH值在26周的加速陈化过程中，在初期变化较快，而后趋于平稳，在后期变化又加速，且3个样品均呈现相同的变化规律。稻谷米汤pH值下降的原因主要为随着陈化程度加深，稻谷中的脂质在微生物及内源酶的作用下水解成脂肪酸[16]，而淀粉和蛋白质也会在内源酶的作用下产生酸性物质，从而导致米汤pH值的下降。

2.1.4 大米米汤碘蓝值随储藏时间的变化（图6）

大米品质的劣变很大程度上取决于淀粉结构的变化，一般表现为随着储藏时间的延长大米中可溶性直链淀粉含量减少，其米汤碘蓝值下降，米饭的黏度减小，口感变差。

图6 加速陈化过程中大米米汤碘蓝值随储藏时间的变化Fig.6 Change of iodine blue value of rice soup during accelerated aging process

从图6可知，3种大米样品在加速陈化条件下，其米汤碘蓝值随储藏时间的延长呈直线下降的趋势，这与Tran等[17]研究陈化粳米米饭的米汤碘蓝值变化趋势一致。这种变化趋势是在加速储藏条件下，由于储藏温度较高导致了大米中的淀粉粒表面蛋白质包裹力度上升和游离脂肪酸的增加，致使其溶性直链淀粉难于溶出，而造成米汤中不溶性直链淀粉含量增加，可溶性直链淀粉含量下降，表现为碘蓝值下降。

2.1.5 大米膨胀体积随储藏时间的变化（图7）

图7 加速陈化过程中大米膨胀体积随储藏时间的变化Fig.7 Change of swelling volume of rice during accelerated aging process

蒸煮米饭时的膨胀体积和米汤固体含量等指标作为蒸煮品质的重要组成部分，在日本和韩国已被列入大米品质评价要素之中，从图7可知，随储藏时间的延长，3种大米样品的米饭膨胀体积在其储藏初期快速上升而后变化趋于平稳，在储藏20周后又快速上升，这是由于稻谷在储藏过程中其分子间的结构发生变化，分子变大，因而大米吸水能力增强，米饭膨胀体积增大，从而使其吸水率增加。

2.2 米饭质构品质随储藏时间的变化

大米的食味品质主要包括外观品质、气味、滋味和内部质构特性，目前评价米饭的内部质构特性主要是利用质构仪模仿人的咀嚼以硬度、黏性、弹性（松驰性）、凝聚性和黏附性等参数来反映，同时米饭质构特性还可以直观反映稻谷的陈化及劣变程度。在储藏过程中质构参数不同则意味着大米组成的含量及结构发生了不同的变化，从而影响到大米的食用品质。3种大米在加速陈化过程中米饭质构特性测定结果见图8。

由图8可知，3种稻谷样品的米饭硬度随储藏时间的延长呈现先提高后降低的趋势，江苏、吉林和原阳样品的硬度分别在储藏第10、8和8周时达到峰值，储藏过程中最大值/最小值/平均值分别为 1 523/886/1 197、1 687/844/1 163 及 1 687/906/1 258，3种稻谷样品硬度的变化范围和平均值十分接近。在稻谷储藏前期，由于水分含量较高，随储藏时间的延长，稻谷籽粒中淀粉大分子的逐渐形成，与蛋白结合形成的淀粉一蛋白质复合体，从而阻止了大米在糊化过程中淀粉粒表面或间隙直链淀粉和支链淀粉的溶出，导致糊化温度升高，致使大米蒸煮后所得米饭硬度增加，而随着陈化更进一步的加深，保持籽粒完整性的能力降低，米饭吸水率升高且变得松散，即会导致硬度的降低。

图8 加速陈化过程中米饭质构特性随储藏时间的变化Fig.8 Changes of textural properties of cooked rice during accelerated aging process

弹性是评价米饭滋味的重要指标，弹性的大小与咀嚼时所需消耗的力成正比。3种稻谷样品制得的米饭其弹性随着储藏时间的延长不断下降。而在储藏后期时，吉林和原阳样品的弹性下降的速率远小于江苏样品，这可能是品种的差异所致。

随储藏时间的延长，3种稻谷样品的黏聚性呈逐渐上升的趋势，黏着性呈逐渐下降的趋势。黏着性是指对米饭进行咀嚼时，牙齿与米饭接触并摩擦时其米饭表面间分子力的作用产生的局部固态连接。黏着性降低表示米饭变得松散，食味品质降低。有文献指出黏着性的降低是由于多种原因的综合效应。在加速陈化条件下，随着储藏时间的延长，稻谷籽粒细胞壁硬度增加，淀粉酶活力下降，蛋白质由溶胶变为凝胶，使其在蒸煮时不易破裂，同时大米还因为淀粉粒被游离脂肪酸包裹而出现膨胀困难等现象，从而造成米饭的黏着性下降。

胶着性反映了米饭的黏牙程度，随储藏时间的延长，3种稻谷样品的米饭胶着性呈上升的趋势。而对于咀嚼性，吉林和原阳样品的咀嚼性呈波动增加的趋势，而江苏样品的咀嚼性呈先增加后下降的变化趋势，但储藏26周后测定值仍高于初始值，说明经过一段时间的储藏，3种稻谷的咀嚼性均有所升高，大米食味品质升高。随着储藏时间的延长，3种稻谷样品的恢复性没有呈现出规律性的变化趋势。

2.3 米饭感官评分随储藏时间的变化

食味主要由嗅觉及味觉构成，主要与大米的化学组成和组织结构有关。同时还会受诸多因素的影响，如稻米的品种、加工方式、储藏条件和米饭蒸煮方式等，相关研究表明[18]大米中的化学成分如蛋白质、直链淀粉、脂肪酸和米粒内部结构的变化会导致储藏后食用品质改变。其中，直链淀粉含量变化尤其是可溶性直链淀粉含量的变化将直接影响蒸煮时大米的吸水率和膨胀度，同时还会对米饭的硬度等质构指标以及色泽等感官指标产生影响。而脂肪酸含量的增加不仅可引起大米风味劣变还会与直链淀粉形成淀粉-脂质复合物，使大米在糊化时所需要的水难以通过，糊化温度升高，淀粉粒的强度增加，致使米饭的硬度增加。3种大米样品米饭的感官评分结果见图9。

图9 加速陈化过程中米饭感官评分随储藏时间的变化Fig.9 Change of sensory comprehensive score of rice during accelerated aging process

由图9可知，在整个储藏期内，3种米饭的感官评分不断下降。储藏12周后3种米饭的感官评分值均降至70分及以下，说明3种稻谷在储藏12周后食用品质急剧下降，由GB/T 20569—2006可知，此时的稻谷已经归为轻度不易存的范围，继续陈化4～6周 3种米饭的感官评分值均降至60分以下，应该采取相应的措施，防止稻谷品质继续劣变以致完全不能食用，同时也说明需要为感官评分较低即蒸煮出来米饭品质较差的稻谷选择更适宜的食用方法。

2.4 相关性分析

对3种粳稻进行蒸煮特性各指标与感官评分的相关性分析，结果见表1。

由表1可知，大米的蒸煮特性指标与感官评分均有很好的相关性，其中吸水率和膨胀体积与感官评分呈极显著负相关，而米汤碘蓝值、米汤固形物和米汤pH值与感官评分呈极显著正相关，其中米汤碘蓝值的相关系数最高，达到0.938。

表1 大米蒸煮特性与感官评分相关性分析Table 1 Correlation analysis between cooking characteristics and sensory score of rice

2.5 差异性分析

对各储藏时期的3种粳稻蒸煮特性和质构特性各指标的数值进行样品均值、标准差的统计分析以及各指标数值在不同储藏时期间差异性的方差分析，结果见表2和表3。

由表2可知，米汤碘蓝值在陈化第6周时即出现了与原始样品的差异性，而随着储藏时间的延长，每2周测定的碘蓝值间大部分存在显著差异；米汤固形物、吸水率和感官评分均在储藏第2周出现与原始数据的差异性，而且在此后24周的储藏时期内每隔2周测定值之间大多数存在显著性差异；米汤pH和膨胀体积均在储藏第4周出现与存储前数据的差异性，而储藏10～20周这两个指标的差异性没有出现显著变化，说明在储藏中期米汤pH和膨胀体积变化速率较小。可以得出：蒸煮特性各指标和感官评分均为随稻谷陈化程度加深而产生变化的敏感性指标。由表3可知，米饭黏着性在储藏进行到第6周时出现了和存储前测定值的显著性差异，硬度和弹性第8周时出现了和储前测定值的显著性差异，而胶着性和黏聚性分别在第10周和第12周出现和原始数据的差异性，咀嚼性和回复性分别在储藏第20周和第16周才出现与原始数据的差异性，且在整个储藏期每次测定数值之间大多数均不存在显著性差异，因此在筛选稻谷陈化敏感指标时应将咀嚼性和回复性排除。

表2 粳稻蒸煮特性各指标和感官评分的变化及其差异性分析Table 2 Changes and variance analysis of cooking characteristics and sensory score of rice

表3 米饭质构特性各指标的变化及其差异性分析Table 3 Changes and variance analysis of texture characteristics of cooked rice

3 结论

（1）不同储藏时间的3种粳稻样品蒸煮特性结果表明：在加速陈化条件下随着陈化的加深，米饭的吸水率和膨胀体积呈上升趋势，而米汤的pH值、碘蓝值和固形物则逐渐降低，其中米汤pH值在储藏前10周内下降速率较大，而后下降趋势逐渐平缓，24周后又迅速下降。

（2）3种粳稻样品的米饭硬度随储藏时间的延长呈先上升后下降的趋势，江苏、吉林和原阳样品硬度分别在储藏第10周、第8周和第8周时达到最大值，分别为 1 523，1 687，1 687；黏聚性、胶着性和咀嚼性呈现增加趋势，米饭弹性和黏着性随储藏时间的延长逐渐降低，而回复性没有呈现出规律性变化。

（3）3种粳稻样品感官综合评分整体随储藏时间延长呈下降趋势且在整个储藏期内的下降速率几乎一致。在储藏12周后，米饭的感官评分值均降至70分及以下，继续储藏4～6周后，感官评分值迅速降至60分以下。

（4）3种粳稻的蒸煮特性、质构特性各指标和感官评分的差异性结果表明：米汤固形物、米汤pH值、米汤碘蓝值、吸水率、膨胀体积及米饭硬度、弹性、黏着性、黏聚性、胶着性和米饭感官评分为稻谷陈化敏感指标。

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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

网络出版时间：2017-12-26 17:24:10

2017-01-18

“十三五”国家重点研发专项（2017YFD0401404-2）

周显青（1964—），男，江西吉安人，博士，教授，硕导，主要从事谷物科学及产后加工与利用。