荷香风味蒸谷米生产工艺研究※

高红梅 孙永康 丁志刚 杜 璇

(安徽科技学院,安徽 凤阳 233100)

稻米是世界上绝大多数人口的主粮，而中国有稻米王国之称，1998年以后中国成为世界第四大稻米出口国，对稳定世界稻米市场发挥了巨大作用[1]。稻米在常规加工过程中不可避免地要损失大量的营养成分，人们长期食用这种加工精度高的大米必然会引起某些营养素的缺乏症[2]。人们开始研究营养强化米，由于强化时需要加入各类制剂，而带来潜在食品安全风险，因此开始研究发展无添加、营养安全、出品率高的蒸谷米，以解决上述问题。蒸谷米实际上是一种特殊的营养强化米，它通过水热处理，使稻米皮层、胚中的一部分水溶性营养素向胚乳转移，从而达到营养强化的目的[3]。蒸谷米因其具有碎米少、出米率高、营养价值高等特点，广受东南亚等国家消费者的喜爱[4]。

荷叶具有消暑利湿、生津止渴、散淤解热的作用，荷叶茶中的荷叶碱具有清心火、平肝火、泻脾火、降肺火以及清热养神的功效，荷叶还有排出油脂和减肥的作用，常喝荷叶茶可以排毒，同时对控制“三高”即高血压、高血脂、高胆固醇有显著的效果[5]。

本文研究荷香风味蒸谷米制品基于常规蒸谷米的工艺方法，通过对荷叶的浸提条件、米的浸泡条件的调整，对不同条件下生产的荷叶香风味蒸谷米的品质和风味进行对比和研究。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

早籼米：凤阳县家家乐米业有限责任公司；荷叶：广州市岭南中药饮片有限公司佛山分公司；试验用水均为蒸馏水。

1.2 主要仪器

稻谷·精米检测机:JGMJ8089，上海嘉定粮油仪器有限公司；电子分析天平：AL204,梅特勒—托利多仪器上海有限公司；数显恒温水浴锅:HH—6,国华电器有限公司；电热恒温鼓风干燥箱:SFG—02.400，黄山市恒丰医疗器械有限公司；粉碎机:FZ—102，上虞市华宏净化设备厂；循环水式多用真空泵:SHB—Ⅲ，郑州长城科工贸有限公司。

1.3 工艺流程

荷叶→除梗、粉碎→蒸馏水浸提→抽滤→滤液

↓(加蒸馏水)

风味蒸谷米←碾米←砻谷←缓苏←烘干←蒸制←浸泡←清理←早籼米

1.4 试验设计

按一定比例称取荷叶，粉碎后用蒸馏水按一定的条件浸提，抽滤除去滤渣获取滤液，根据预试验的结果，将滤液与蒸馏水以一定比例配制成120mL的浸米溶液，加入100g清理后的稻谷放入水浴锅浸泡，滤水后，在常压沸水锅中蒸制30min，然后进行分段干燥：先80℃热风干燥30min，然后60℃热风干燥30min，密封后在60℃下缓苏4h[6]，然后60℃下水分干燥至13.5%。将干燥后的稻谷砻谷并分三次碾米处理，每次18s，得到荷香风味蒸谷米。

1.4.1 荷叶浸提条件

称取1.2g粉碎后的荷叶，在恒温水浴锅中浸提，分别设定浸提料液比(1∶20、1∶25、1∶30、1∶35、1∶40)，浸提温度(30℃、40℃、50℃、60℃、70℃)，浸提时间(1h、1.5h、2h、2.5h、3h)为变量，浸提后经抽滤，将滤液与蒸馏水分别配制成1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的浸米溶液120mL，各加入100g清理后的糙米在65℃下浸泡3.5h后取出滤水，常压蒸制并进行分段干燥、砻谷，碾米得到终产品。

1.4.2 蒸谷米浸米条件

称取粉碎后的荷叶1.2g，按照1∶25浸提料液比，在50℃的水浴锅中浸提2h进行提取，浸提后进行抽滤，加蒸馏水补足损失水分，将滤液与蒸馏水配制成1∶3的浸米溶液，浸米溶液为120mL，各加入100g清理后的稻谷，将容器密封后在恒温水浴锅，以浸泡时间(2h、2.5h、3h、3.5h、4h)，浸泡温度(55℃、60℃、65℃、70℃、75℃)为变量进行浸泡。浸泡结束后取出，将水过滤掉，根据制备方法得到终产品进行感官评价分析，由以上试验确定蒸谷米品质最佳的浸米时间和浸米温度。

1.4.3 响应面优化荷叶浸提条件

采用Contral Composite中心组合试验设计原理，结合荷叶浸提单因素和浸米料液比试验结果，得出影响蒸谷米风味主要的因素：料液比(A)，浸提时间(B)，浸提温度(C)，浸米液料液比(D)。通过对主要因素的分析试验，确定荷叶风味蒸谷米的荷叶浸提条件和浸米的最佳工艺。

1.5 模糊综合感官评价

食品感官评价是指食品感官评价员通过视、听、嗅、味和触觉等感知渠道对食品属性做出综合评价的系统分析方法[7]。模糊数学综合评价法是基于模糊数学中隶属度与隶属函数理论对影响食品感官质量的多因素间关系进行数学抽象化并建立反映其本质属性和动态影响过程的理想化评价模式，实现影响因素的定量化，从而对被评价对象隶属等级进行综合评价[8]，参照国家标准GB/T15682—2008中米饭制备方法，筛选出10位符合要求的品评人员进行品尝。评价标准见表1。

表1 蒸谷米米饭食味品质评分标准及权重分配[9]

感官评价的评价集U={U1，U2，U3，U4，U5}={很好，好，一般，差，很差}，分值C={95，85，72.5，57.5，25}，根据感官评价结果，用模糊数学评价方法进行分析。采用的模糊综合评判模型为Y=X×R，X为权重集，R为评判矩阵[10]。

2 结果与分析

2.1 蒸谷米浸米条件的单因素实验

2.1.1 浸米时间对蒸谷米品质的影响

固定浸米温度为65℃，浸米液料液比1∶3，以浸米时间为变量，对清理后的稻谷进行处理，得到终产品蒸煮后利用模糊感官评价进行分析，结果如图1。

图1 浸米时间对蒸谷米品质的影响

由图1可知，在浸米时间3h之前，随着浸米时间的增加，蒸谷米的咀嚼性和弹性逐渐提高，食用品质逐渐变好，这是因为时间过短米粒与水分接触不充分，吸水量不足，在随后的蒸制过程中难以充分糊化，导致蒸谷米硬度较高，弹性和咀嚼性较低，食用品质不佳；而在3.5h后浸米时间过长，稻谷水分含量和米粒吸水量过高，在蒸煮的过程中出现米粒开花和烘干过程中出现爆腰的现象，米粒过于松软导致蒸谷米适口性变差。得出最佳浸米时间为3h。

2.1.2 浸米温度对蒸谷米品质的影响

固定浸米时间为3.5h，浸米液料液比1∶3，浸米温度分别为55℃、60℃、65℃、70℃、75℃，对清理后的稻谷进行处理，得到终产品利用模糊感官评价进行分析，结果如图2所示。

图2 浸米温度对蒸谷米品质的影响

由图2可知，在65℃之前由于温度过低水分向稻谷中迁移缓慢，淀粉黏度较小，稻谷没有达到胀润，胚乳含水量不足，在随后的蒸制过程中难以充分糊化，并且在与荷叶浸提液浸泡的过程中，荷叶提取液也难以进入米中，导致蒸谷米香气不明显；但在70℃后由于浸米温度过高，淀粉开始快速胀润和吸水，稻谷内的淀粉在吸水后发生大量糊化、溶胀，从稻谷的稻壳中爆裂出来的现象，造成蒸谷米品质不佳，还会使稻谷的内部大量接触水分，稻谷内的维生素溶于水，造成流失，综合考虑确定最佳的浸米温度为65℃。

2.1.3 浸米液料液比对蒸谷米风味的影响

固定浸米时间为3h，浸米温度为65℃，浸米液料液比分别为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5，将提取的荷叶浸提物配制成浸米液浸泡稻谷，得到终产品结果如图3所示。

图3 浸米液料液比对蒸谷米品质的影响

由图3可知，浸米液料液比在1∶2时蒸谷米的食用品质最大，主要是在浸米液料液为1∶1时荷叶蒸谷米的荷叶香味太浓重而掩盖了米香味，浸米液料液比1∶2之后随着荷叶香味逐渐稀释导致荷叶蒸谷米的香味逐渐变淡甚至消失。

2.2 荷叶浸提条件单因素实验

2.2.1 浸提料液比对蒸谷米风味的影响

固定浸提时间为2h，浸米液料液比为1∶2，浸提温度为50℃，以荷叶浸提料液比为变量，将提取的荷叶浸提物配制成浸米液浸泡稻谷，经处理得到终产品利用模糊感官评价进行分析，结果如图4所示。

图4 料液比对蒸谷米品质的影响

由图4可知，随着料液比的增加蒸谷米的食用品质先增加后降低，料液比在1∶30食用品质最大。其原因是在料液比较低时，蒸馏水较少而提取的荷叶浸提液浓度过大，掩盖了原有的香气，甚至产生苦味，另外荷叶浸提液浓度过大造成蒸谷米的颜色深，导致了分值不高。在料液比超过1∶30后，虽可以充分提取荷叶中的香气物质，但是料液比的增大降低了香气物质的浓度，导致荷叶香味不足。

2.2.2 浸提时间对蒸谷米风味的影响

固定浸提温度为50℃，浸米液料液比为1∶2，荷叶提取料液比为1∶25，以浸提时间为变量，将提取的荷叶浸提物配制成浸米液浸泡稻谷，经处理得到终产品并利用模糊感官评价进行分析，结果如图5所示。

图5 浸提时间对蒸谷米品质的影响

由图5可知，随着浸提时间的增加蒸谷米的食用品质先增加后降低，浸提时间在2.5h蒸谷米的感官评价得分最高。浸提时间较低时，无法有效地提取荷叶中的香气物质导致蒸谷米的荷叶香味不足。超过2.5h后，由于浸提时间过长荷叶中的香气物质流失，导致蒸谷米的荷叶香味不足，浸提时间过长也会导致荷叶中的某些化学物质发生氧化，从而使浸提液颜色变深，也影响了蒸谷米的品质。

2.2.3 浸提温度对蒸谷米风味的影响

固定荷叶提取料液比为1∶25，浸提时间为2h，浸米液料液比为1∶2，浸提温度分别为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃，将提取的荷叶浸提物配制成浸米液浸泡稻谷，经处理得到终产品利用模糊感官评价进行分析，结果如图6所示。

图6 浸提温度对蒸谷米品质的影响

根据图6，可以看出浸提温度60℃时，感官评价最好。荷叶中的主要物质为荷叶碱、黄酮、荷叶精油[13]，温度低时提取不足，随着浸提温度升高，荷叶中的荷叶精油就被充分提取分离出来；在60℃之后，由于随着温度的提高加速了荷叶中的主要精油和酮类的挥发，从而导致蒸谷米的荷叶香味不足。

2.3 响应面试验优化荷叶浸提条件

2.3.1 模型的建立及其显著性检验

采用中心组合试验设计原理，结合单因素实验结果，研究浸提料液比(A)，浸提时间(B)，浸提温度(C)，浸米液料液比(D)对蒸谷米风味的影响，其设计及结果见表2、表3。

表2 因素水平编码表

表3 试验设计与结果

根据表2、表3数据，采用软件数据处理系统进行二次多项式逐步回归分析，得到模糊感官评价分值与提取料液比、浸提时间、浸提温度、浸米液料液比的回归模型为：Y=82.38-3.04A+2.63B+1.66C-2.38D+1.74AB-2.03AC-1.91AD+0.86BC-2.39BD-0.90CD-5.37A2-4.23B2-7.13C2-5.27D2。通过Design-Expert软件进行方差分析来验证回归模型及各参数的显著度，结果表明，模型的P值<0.01，说明此回归模型极显著；失拟项P值为0.302 8大于0.05说明此失拟项不显著，模型选择合适。模型的决定系数R2为91.71%，校正决定系数为R2Adj为83.42%。变异系数CV是反映模型的置信度，变异系数越低模型置信度越好；本试验的变异系数CV=3.30%，说明该模型方程能很好地反映真实的试验值,置信度较好。因此可以用此模型方程来研究荷叶风味蒸谷米的荷叶浸提工艺。

2.3.2 荷叶风味蒸谷米风味和品质的响应面优化分析

2.3.2.1 液料比和浸提时间对模糊综合评分的影响

实验表明，液料比和浸提时间有一定的交互作用，在浸提时间较小时，随着料液比的增加，模糊综合感官评价分值在缓慢增大，但是在一定浓度后评价分值反而缓慢减小；在浸提时间逐渐增大后，随着料液比的增加评价分值也在缓慢增加，在达到一定时间后评价分值在慢慢减小。响应面的坡度较大，说明两个因素的交互作用较为明显。模糊感官评价分值在一定的浸提时间和液料比下，具有最大值，该极大值出现在较高的浸提时间(2.1h～2.5h)，较低液料比[1∶(20～30)]之间。

2.3.2.2 料液比和浸提温度对模糊综合评分的影响

实验表明，在浸提温度较小时，随着料液比的增加，模糊综合感官评价分值在缓慢增大，但是在一定浓度后评价分值反而缓慢减小；在浸提温度逐渐增大后，随着料液比的增加评价分值也迅速增加，在达到一定温度后评价分值在逐渐减小。模糊感官评价分值在一定料液比和浸提温度时具有最大值，该值出现在较高的浸提温度(50℃～60℃)，较低的液料比[1∶(20～30)]之间。

2.3.2.3 料液比和浸米液料液比对模糊综合评分的影响

实验也表明，料液比和浸米液料液比之间存在交互作用，响应面图变化较慢，坡度较小，说明两者交互作用不明显。在浸米液料液比较小时，随着料液比的增加，模糊综合感官评价分值在缓慢增大，但是在一定浓度后评价分值反而缓慢减小；在浸米液料液比缓慢增大后，随着料液比的增加评价分值也在缓慢增加，在达到一定浸米液料液比后评价分值在慢慢减小。模糊感官评价分值在一定的料液比和浸米料液比时达到最大值，该值出现在较低的料液浸米液比[1∶(1～2)]和较低的液料比[1∶(20～30)]之间。

2.3.2.4 浸提时间和浸提温度对模糊综合评分的影响

由实验可知，料液比和浸米液料液比之间存在交互作用，响应面图变化较快，坡度较大，说明两者交互作用明显。在浸提温度较小时，随着浸提时间的增加，模糊综合感官评价分值在迅速增大，但是在一定时间后评价分值反而缓慢减小；在浸提温度逐渐提高后，随着浸提时间的增加评价分值也迅速增加，在达到一定温度后评价分值在逐渐减小。模糊感官评价分值在一定的料液比和浸米料液比时达到最大值，该值出现在较高的浸提温度(50℃～55℃)和较高的浸提时间(2h～2.5h)之间。

2.3.2.5 浸提时间和浸米液料液比对模糊综合评分的影响

实验可知，浸提时间和浸米液料液比之间存在交互作用，响应面图坡度大，变化较快，在浸米液料液比较小时，随着浸提时间的增加，模糊综合感官评价分值在缓慢增大，但是在一定时间后评价分值呈缓慢下降的趋势；在浸米液料液比逐渐增大后，随着浸提时间的增加评价分值也在缓慢增加，在达到一定浓度后评价分值逐渐减小。模糊感官评价分值在一定的料液比和浸米液料液比时达到最大值，该值出现在较低的料液比[1∶(20～25)]，和较高的浸提时间(2h～2.5h)之间。

2.3.2.6 浸提温度和浸米液料液比对模糊综合评分的影响

实验得出，等高线图接近圆形，说明两个因素之间的交互作用并不明显，在浸米液料液比较小时，随着浸提温度的增加，模糊综合感官评价分值在逐渐增大，但是在一定时间后评价分值反而缓慢减小；在浸米液料液比逐渐增大后，随着浸提温度的增加评价分值也在缓慢增加，在达到一定浓度后评价分值缓慢减小。等高线图表明，沿浸提温度轴向的等高线分布与沿浸米液料液比的轴向等高线分布均匀，说明浸提温度与浸米液料液比对模糊综合评价分值的影响相似，即浸提温度与浸米液料液比对荷香风味蒸谷米的品质和风味的影响相似。模糊感官评价得分在一定的浸提温度和浸米料液比时出现最大值，该值出现在较低的浸米液料液比[1∶(1～2)]，和较高的浸提温度(55℃～60℃)之间。

2.3.3 荷叶浸提条件的确定及验证

通过方差分析以及响应面分析可以得到，在试验范围内对模糊综合评价分值即荷叶风味蒸谷米的品质风味作用大小的顺序次数为：浸提料液比>浸提时间>浸米液料液比(荷叶浸提液与蒸馏水的比例/v∶v)>浸提温度。

进一步用Design-Expert软件对实验模型进行典型性分析，以获得最优的提取条件，经分析得出，最优的提取条件为：浸提料液比1∶29.08，浸提时间2.46h，浸提温度57.65℃，浸米液料液比(荷叶浸提液与蒸馏水的比例/v∶v)1∶1.77，模糊综合评价分值在理论上达到最大值84.869。

为了验证响应面法的可行性，用得到的最佳荷叶浸提条件对荷叶风味蒸谷米生产进行验证实验，同时考虑到实际操作，将结果修正为浸提料液比1∶29，浸提时间2.5h，浸提温度58℃，浸米液料液比(荷叶浸提液与蒸馏水的比例/v∶v)1∶1.8，在此条件下进行三次平行试验得到的实际平均值83.784，与预测值的偏差为-1.085，说明该模型能较好地分析和预测荷叶风味蒸谷米的荷叶浸提条件，试验方法可靠、可行。

3 结论

在传统蒸谷米的基础上，以终产品的风味和品质为指标，研究了荷叶风味蒸谷米的生产工艺。通过单因素实验发现，最佳的米的浸泡条件为：浸泡温度为65℃，浸泡时间为3h。

通过方差分析以及响应面分析得到在实验范围内对模糊综合评价分值即荷叶风味蒸谷米的品质风味作用大小的顺序依次为：荷叶浸提料液比>浸提时间>浸米液料液比(荷叶浸提液与蒸馏水的比例/v∶v)>浸提温度。通过响应面分析得到，荷叶风味蒸谷米中荷叶最佳提取工艺参数为：荷叶浸提料液比1∶29，浸提时间2.5h，浸提温度58℃，浸米液料液比(荷叶浸提液与蒸馏水的比例/v∶v)1∶1.8。在此条件下，根据最佳浸米条件生产的蒸谷米成品的模糊综合评价分值最优，为83.784。