刘建垒 常 柳 段晓亮 洪 宇 孙 辉
(国家粮食和物资储备局科学研究院粮食品质营养研究所,北京 102629)
谷子(Setariaitalica),亦称粱、稷、粟米,是中国古代主要的粮食作物。中国是世界上谷子种植面积最大的国家,世界上90%以上的谷子栽培于中国[1]。谷子脱壳后称小米(Foxtail millet),小米含丰富的蛋白、脂肪、膳食纤维、维生素B1、维生素B2等营养物质[2];还含有丰富的赖氨酸,可用作大多数谷物的补充蛋白质来源[3]。此外,小米的多酚类提取物具有较好的抗氧化活性[4],小米蛋白水解产物还可以缓解高血压和相关心血管疾病[5]。由于小米等杂粮对国家粮食安全和潜在的健康利益的重要贡献,小米现在正受到食品科学家、技术专家和营养学家越来越多的关注。
小米的食用方式以煮粥为主,当今生活节奏的加快及人们对方便快捷营养食品的需求,也引发了对方便速食小米粥的广泛研究[6-9]。但是,小米粥食用品质评价尚缺乏统一有效的标准,目前只有GB/T 19503—2008《地理标志产品 沁州黄小米》的附录中规定了小米的食味品质评定方法,该附录规定小米食味品质评定按米饭和米汤2种方式进行,两者均用烧开的蒸馏水,米水质量比分别为1∶1.94和1∶19.5,且均采用蒸笼蒸40 min的方法[10],对品评标准没有详细的等级划分和说明,可操作性不强。此外,有报道称小米的最佳煮粥条件为米(20 g)水质量比1∶30,电磁炉功率900 W,蒸煮时间为15 min,保温2 min[11]。而实际研究中发现,小火煮粥的米香远不及大火煮的浓郁。因此,对影响煮粥的条件还需要较全面的深入研究。
本研究首先筛选出加热器的类型,选择合适的锅的直径,进一步研究了加水种类、电磁炉功率、米水质量比和煮粥时间对小米粥食用品质评分的影响。品评人员对小米粥的色泽、均匀性、米香及适口性分别进行感官鉴定,并予综合评分,最终确定小米粥米香最浓郁,适口性最好的煮粥条件为小米粥制作的最佳条件。食味品质评价是小米定等分级重要的技术手段之一,建立规范统一的评价标准有利于实施“优质粮食工程”及“中国好粮油”行动计划,促进我国传统小米产业的可持续健康发展。
张杂谷13号:河北省张家口市农业科学院谷子研究所。MB-WFZ4099IH型电饭煲:额定功率1 250 W;C21-WT2118型电磁炉:额定功率2 100 W;CF-28型电热锅:额定功率2 100 W;不锈钢材质带盖平底锅。
1.2.1 试样准备
试样的扦样、分样按GB 5491《粮食、油料检验 扦样、分样法》执行[12],样品应去除杂质。
1.2.2 煮粥方法
称取100 g小米,放入带盖平底锅中,用自来水快速淘洗1~3次,沥尽余水。按一定的米水质量比加入预先烧开的水,盖上锅盖,置于加热器上,开始计时。在2 100 W下烧开,取下锅盖,将加热器功率调低,继续煮一定时间。期间间歇搅拌几次,防止粥沸腾溢出。
将煮完的小米粥从电磁炉上取下,室温下自然放置,待温度降至65~70 ℃(约20 min)时,搅匀并分装到100 mL烧杯中,每杯80 mL,供品尝评定。
1.2.3 影响煮粥的因素分析
对影响小米粥制作的因素,包括加热器的类型、锅的尺寸、加水种类、电磁炉功率、米水质量比、煮粥时间分别进行研究,由经过培训的9名品评员分别进行食味品质评定,确定小米粥米香最浓郁,适口性最好的煮粥条件为小米粥制作的最佳条件。
1.2.3.1 加热器的类型
分别用电饭煲、电磁炉和电热锅煮粥,按米水质量比1∶20加入烧开的直饮水,煮至稠度相当为止,煮粥功率和时间分别为(1)电饭煲:采用稀饭模式,加热时间约40分钟;(2)电磁炉:1 000 W煮40 min和1 400 W煮25 min;(3)电热锅:1 600 W煮25 min。
1.2.3.2 锅的尺寸
用电磁炉煮粥,用直径为20、22、24 cm的带盖平底锅分别煮粥,按米水质量比1∶25加入烧开的直饮水;在电磁炉2 100 W下烧开后取下锅盖,将3个电磁炉的功率分别调至1 200、1 400、2 100 W,煮到稠度相当为止。
1.2.3.3 加水种类
用电磁炉煮粥,直径22 cm的平底锅,按米水质量比1∶20分别加入烧开的直饮水、自来水、去离子水、纯净水、超纯水进行煮粥;在电磁炉2 100 W下烧开后取下锅盖,将电磁炉功率调至1 400 W,继续煮至25 min。
1.2.3.4 电磁炉功率
用电磁炉煮粥,直径22 cm的平底锅,按米水质量比1∶20加入烧开的直饮水,在电磁炉2 100 W下烧开后取下锅盖,将电磁炉功率调至800、1 000、1 200、1 400、1 600、1 800 W分别煮粥。
1.2.3.5 米水质量比
用电磁炉煮粥,直径22 cm的平底锅,按米水质量比1∶18、1∶20、1∶23、1∶25加入烧开的直饮水分别煮粥;在电磁炉2 100 W下烧开后取下锅盖,将电磁炉功率调至1 400 W,继续煮至25 min。
1.2.3.6 煮粥时间
用电磁炉煮粥,直径22 cm的平底锅,按米水质量比1∶20加入烧开的直饮水;在电磁炉2 100 W下烧开后取下锅盖,将电磁炉功率调至1 400 W,分别继续煮至20、23、25、30 min。
1.2.4 感官评价方法
1.2.4.1 品评内容及评分标准
通过对不同品质的小米进行多次煮粥实验和感官评价,并征求相关粮油质检机构、企业、高校、研究院所等专家的意见,对小米粥的评分标准不断修改完善,确定小米粥感官评价的评分项目、各项的总分及层级划分。品评时,根据小米粥食味品尝的实际情况,对照评分标准对各项目分别进行打分评定,将各项得分相加即为综合评分。
1.2.4.2 品评要求
(1)品评顺序:先观察小米粥的色泽和均匀性;用勺子搅匀后,再通过咀嚼品尝其米香及适口性,参考对照样对各评分项目进行评分;
(2)感官评价工作的检验区应符合GB/T 13868[13]的要求,环境照明应符合GB/T 22505[14]的要求;
(3)品评人员以7~13人组成为宜。品评人员的感官条件应符合GB/T 10220[15]的要求;
(4)品评时间最好在饭前1 h或饭后2 h进行,品评前不得吸烟或吃任何食物饮品;
(5)品评前和品尝样品之间品评人员应用温开水漱口,把口中残留物去净;
(6)独立品评,每人一份;
(7)制成的粥样应在短时间内完成品尝评分,以免粥样温度下降影响品尝评分。
1.2.4.3 结果表示
每个实验重复2次。根据每个品评人员的综合评分结果计算平均值,个别人员品评误差大者(超过平均分10分以上)应舍弃,舍弃后重新计算平均值,最后以综合评分的平均值作为小米粥食用品质感官评定的结果,计算结果取整数。
小米粥的感官评价标准定为四项:色泽20分、均匀性20分、米香30分、适口性30分,综合评分100分。参考对照样对各评分项目进行评分,对照样一般采用具有代表性的,产量较高的,品尝评分中等偏上的小米品种。黄小米按照表1的评分项目及标准对小米粥试样进行感官鉴定和品尝评分。
表1 小米粥食味品质评分标准
非黄小米(黑小米、绿小米、白小米、灰小米等)粥的食用品质评分标准除色泽部分与黄小米不同外,均匀性、米香和适口性均相同。非黄小米粥的食用品质评分标准的色泽项分3档:(1)颜色纯正,明亮,无杂色,16~20分;(2)略有杂色,较明亮,11~15分;(3)杂色较多,无光泽,6~10分。
本方法先后征集到来自全国8个单位的40余条意见,及来自11个省(自治区、直辖市)的20位专家的意见,在此基础上修改完善后最终确定。其中,小米粥的评分项目确定时,未将气味和黏稠性列为小米粥食味品质的评分标准。原因是只有在温度高时小米粥闻起来的气味才明显,但此时小米粥又不能直接品尝;而温度降至50 ℃左右可以品尝时,嗅觉闻到的小米粥气味又不明显,较难区分;黏稠性在均匀性中的分层情况已经体现。此外,品粥过程中还发现,小米粥在温度较高时吃起来米香味并不明显;冷却至60 ℃左右品尝时米香味较浓郁。因此,待小米粥温度降至65~70 ℃时分装再品尝更容易区分米香味。小米粥食味品质评分标准中色泽、均匀性、米香及适口性的权重确定时,重点考察小米粥的米香和适口性,分别赋予30分;其次是色泽和均匀性,分别赋予20分。
2.2.1 加热器的类型对小米粥感官评价的影响
不同加热器煮粥的感官评分结果如表2所示。
表2 不同加热器煮粥对小米粥感官评价的影响
研究发现,用电饭煲煮小米粥时,米粒及汤呈浅黄色,米和汤明显分层,汤较清澈,均匀性评分较低;且米香清淡,米粒有粗糙感,适口性一般。电磁炉煮的小米粥较电饭煲煮的颜色黄,稠度大,米汤分层不明显,均匀性好;且米香较浓郁,口感细腻,适口性好。电热锅煮的小米粥颜色也呈深黄色,米汤分层不明显,均匀性较好;但米香较清淡,略有粗糙感,适口性一般。
此外,煮粥时间为40 min时,电磁炉1 000 W煮的小米粥的米香较电饭煲(低于额定功率1 250 W)制作的小米粥的米香浓郁;煮粥时间为25 min时,电磁炉1 400 W 煮的小米粥的米香较电热锅1 600 W制作的小米粥的米香浓郁。即电磁炉煮的小米粥的米香均较电饭煲和电热锅煮的浓郁。同样用电磁炉煮粥时,1 400 W 煮25 min制作的小米粥的米香较1 000 W煮 40 min的米香更浓郁。即大火短时煮的小米粥的米香较小火长时煮的米香更浓郁。此外,电热锅直径一般在24~34 cm,功率不能连续调节,多数仅可调节500、800、1 300、1 600、2 100 W5个档位。因此,选用电磁炉进行小米粥的后续实验。
观察了用不同尺寸平底锅煮粥时锅内的沸腾状态,结果如表3所示。
由表3可知,当锅的直径为24 cm,在最大功率2 100 W条件下,也只能保持锅中心沸腾,小米粥煮至稠度相当时需要的时间也最长;直径20 cm的平底锅虽然可以在较低功率下使整个锅内保持沸腾状态,但煮粥量较少,不采用;直径22 cm的平底锅也容易使整个锅内保持沸腾状态,且锅的底面积与电磁炉的加热面积相当,可以使热量更有效的利用,因此选用直径22 cm的平底锅进行后续实验。
锅的直径越大,锅内均保持沸腾状态需要的功率也越大,当锅的直径大于电磁炉加热面的直径时,即使在电磁炉最大功率下也不能使整个锅内保持沸腾状态,即整锅小米粥相当于处于小火加热的状态,在此条件下制作的小米粥米粒与汤分层,均匀性差,且米香味较清淡。因此,选择合适大小的锅对小米粥的制作及感官评价的结果都很重要。
2.2.3 加水种类对小米粥感官评价的影响
不同类型的水煮粥的感官评分结果如表4所示。
表4 加水种类对小米粥感官评价的影响
直饮水和自来水煮的小米粥的米香较纯净水、去离子水和超纯水的米香浓郁,色泽和适口性略好,而均匀性没有明显差别。自来水煮粥较纯净水煮粥米香更浓郁的原因可能是自来水中的Ca2+、Mg2+等金属离子可与小米中的香气成分结合,更利于香气成分的释放[16]。
纯净水是采用蒸馏法、去离子法或离子交换法、反渗透法等方法制备的水[17],和去离子水、超纯水一样,金属离子含量都很低。直饮水是经过膜过滤技术去除了细菌、病毒和有机物的自来水[18]。经检测,自来水和直饮水的大部分金属离子含量没有显著差别。因此,选用直饮水进行小米粥的后续实验。
直饮水应符合CJ 94规定的饮用净水水质标准[19]。若没有条件满足直饮水,也可用自来水代替直饮水进行煮粥和感官评价。但不管是使用直饮水还是自来水,均应符合GB 5749[20]对生活饮用水规定的卫生标准。
2.2.4 电磁炉功率对小米粥感官评价的影响
在研究加热器的类型对小米粥感官评价的影响时发现,大功率条件下制作的小米粥的米香较小功率条件下制作的米香更浓郁,综合评分更高。为进一步确定小米粥制作的最佳功率,观察了不同功率煮粥过程中的沸腾状态,以确定可控的最大功率作为最优煮粥功率。
结果如表5所示,当电磁炉加热功率从800 W增加到1 800 W时,随着功率的增大,小米粥的沸腾状态从间歇沸腾到持续微沸、再到持续剧烈沸腾。当功率增大到1 400 W时,可以保持沸腾状态,且整个沸腾过程均可以控制;当功率超过1 600 W时,煮制中期小米粥往外飞溅,较难控制。因此,选用1 400 W作为小米粥制作的最佳功率进行后续实验。
表5 小米粥在不同电磁炉功率条件下的沸腾状态
2.2.5 米水质量比对小米粥感官评价的影响
不同米水质量比煮粥的感官评分结果如表6。
表6 米水质量比对小米粥感官评价的影响
米水比在1∶18~1∶25时,小米粥的色泽没有明显差别;随加水量的增大,小米粥开始出现轻微的分层,均匀性的评分下降,米香由浓郁变清淡。米水比1∶18的小米粥黏稠度高,适口性下降;米水比1∶20的小米粥均匀性好,米香最浓郁,适口性较好,综合评分最高。因此,选用米水比1∶20进行小米粥的后续实验。
小米粥的挥发性风味成分主要由醛类物质、碳氢类物质和苯衍生物组成[21-23]。有研究报道,随加水量的增加,小米粥挥发性成分的种类减少,含量降低[24]。因此,当加水量增大时,小米粥品尝起来的米香味由浓郁变清淡。
2.2.6 煮粥时间对小米粥感官评价的影响
不同煮粥时间制作的小米粥的感官评分结果如表7。
表7 煮粥时间对小米粥感官评价的影响
煮粥20~30 min时,随煮粥时间的延长,小米粥的色泽和均匀性有所改善,但米香和适口性评分先升高后下降。在煮制25 min时,小米粥的米香和适口性最佳;煮粥时间较短(20 min)米香较清淡,入口有粗糙感;煮粥时间过长(30 min),小米粒变得软烂,适口性下降,米香也不及煮25 min的浓郁。因此,煮粥时间选择25 min作为小米粥制作的最佳时间。
Zhang等[21]用瓶内加热结合固相微萃取和气相色谱-质谱联用的方法对小米粥挥发性化合物进行检测和鉴定,发现随煮粥时间的延长,小米粥产生的香味成分的浓度增大。故煮粥时间从20 min增加到25 min时,小米粥的米香变得更浓郁;但煮粥时间过长(30 min),香气成分挥发量增大,品尝时米香又有一定程度的降低。
本研究通过对影响小米粥制作的因素进行系统的研究,确定了小米粥米香最浓郁,适口性最好,综合评分最高的小米粥制作条件,即选用电磁炉为加热器,采用直径22 cm的带盖平底锅,用直饮水或自来水煮粥,米水质量比为1∶20,在1 400 W条件下煮25 min。
小米粥食用品质感官评价的煮粥方法为:称取100 g小米,放入直径22 cm的带盖平底锅中,用自来水快速淘洗1~3次,沥尽余水。按米水质量比1∶20加入预先烧开的直饮水,盖上锅盖,在电磁炉2 100 W下烧开;取下锅盖,将电磁炉功率调至1 400 W,继续煮至25 min。期间间歇搅拌几次,防止粥沸腾溢出。