电饭煲制备米饭品质方面研究

李超 张兆明 关阳

1.中家院（北京）检测认证有限公司 北京 100176；2.中国家用电器研究院 北京 100053

1 引言

随着科技发展，电饭煲产品种类也丰富多样，由最初磁钢型温控器控制，电热管加热机械电饭煲发展到目前流行的电子控温，电磁加热IH电饭煲，本文将对机械型电饭煲、国内外主流品牌的IH电饭煲在不同档位（精煮、快煮）所制备的米饭，针对重要营养成分以及质构进行研究，对于电饭煲的不同的加热方式、不同加热时间、不同档位对米饭品质影响进行研究探讨。

2 米饭中主要营养成分

米饭中营养成分比较多，主要的营养成分有B族维生素、米精蛋白、总膳食纤维、烟酸、淀粉、水分、铁等微量元素。由于米饭中微量元素、蛋白质、碳水化合物、脂肪等含量较少且受不同米种的影响较大，如糙米的营养价值优于白米，发芽过程使糙米营养价值提高，发芽米的营养含量更高[1]。本文从维生素B2，总膳食纤维及水分方面进行营养成分的研究。

2.1 维生素VB2

在大米中维生素含量较高的是B族维生素VB，B族维生素存在于各种豆类和粗粮。维生素B2微溶于水[2]，是人体内黄酶类辅基的组成部分，当缺乏维生素B2时，就会影响机体的新陈代谢。

2.2 总膳食纤维

粮食中膳食纤维是重要营养素之一[3]，食品中的膳食纤维具有很高的营养价值[4]，膳食纤维是多糖的一种，它不能被人体消化吸收，也不产生能量，但是却对人体健康起着重要作用，膳食纤维能起到预防肠癌、控制体重、治疗便秘、降低胆固醇甘油三酯等功能。膳食纤维可分为两大类：可溶性膳食纤维、不可溶性膳食纤维。总膳食纤维就是可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维的总和。

2.3 水分

大米质量的评判有国家标准GB/T 1354-2018《大米》可以确定大米等级。大米按品种可分为三类：籼米、粳米、糯米。按等级分为一级、二级、三级、四级米。大米质量评判标准有加工精度，碎米、杂质最大限量等。其中影响大米质量的重要因素之一是水分，要求水分含量不低于13%，水分又和外部温湿度作用，影响大米质量，若水分含量过高，则会引起霉变，所以水分含量控制是保障大米安全的重要手段。米饭中的水分活度、糖水分子等对淀粉糊化产生影响，水分活度越高，糊化程度也相应提高，进而影响到米饭口感，水分对对米饭感官影响较大[5]。

表1 不同电饭煲在不同档位制备米饭营养含量表

表2 米饭硬度、弹性与咀嚼性质构数据表

3 米饭营养成分分析

3.1 米饭的制备及营养成分含量测试

经过前期的市场调查，主流品牌国产电饭煲市场占有率在60%以上，国外电饭煲主要以日本和韩国高端IH电饭煲为主，国产品牌电饭煲针对不同消费人群，各个品牌电饭煲都有高中低端产品，本文所选取样机是市场上占有率较高的品牌，覆盖国内外高中低端产品，目前市场上高端电饭煲都以IH电饭煲为主，日韩品牌在国内的IH电饭煲市场占到90%以上的市场份额[6]，国内高端电饭煲也是以IH电饭煲为主，与国外品牌争夺高端市场。本次所选具备主流功能档位的样机，以及传统型机械电饭煲，通过前期实验摸索，所选样机及档位都具备代表性，能起到很好对比作用。故本文此次（国外品牌IH电子电饭煲、国产品牌IH电子电饭煲、国产品牌机械电饭煲）在相同条件下进行实验，室温22～25℃，选用同一批次稻花香优质大米（以下简称大米）（中粮），选取相同额定容积电饭煲，在（电源条件满足参数：额定电压220 V～，频率50 Hz）的状态下进行米饭制备，所选用试剂均为分析纯，水为一级水。（不进行对大米淘洗步骤）在不同档位下使用同一批次大米进行烹饪，将制备出米饭迅速保鲜及预处理后，参考食品行业国标GB 5009系列相关条款进行营养成分的含量测试。将测试结果进行对比，分析其营养成分含量的区别从而得出结论。

3.1.1 测试样品制备及预处理

分别称取大米各300 g置于电饭煲锅内，加入600 g水，在额定电压实验条件下，分别在国外品牌IH电饭煲精煮档位，快煮档位进行制备米饭，国内品牌IH电饭煲精煮档、快煮档位进行制备米饭，国产机械电饭煲（只有煮饭档位）在煮饭档位制备米饭。待制备过程结束时，选取电饭煲内锅中间层的米饭检测。所涉及设备（电子天平、多功能电参数仪、直尺）。

3.1.2 关于不同电饭煲档位制备米饭的营养成分测试

通过不同加热方式电饭煲所制备米饭的营养含量及营养流失等需要进行考核，通过对大米和精煮档、快煮档制备米饭的营养成分含量比对试验，得出使用不同电饭煲及不同档位所制备的米饭之间营养成分差别。

3.2 营养成分对比

测试其大米营养成分，再按照上述样品制备方法，取出不同电饭煲制备米饭，分别进行维生素B2、总膳食纤维、水分含量测量。

测定维生素的方法选用GB 5009.85-2016标准中第一法，总膳食纤维含量测定按照GB 5009.88-2014标准进行测试。水分含量测定按照GB 5009.3-2016第一法标准进行。具体测量过程请参看相关标准，此处不再赘述。测试结果如表1所示。

从表1数据可以看出，与未加工大米相比较，经过电饭煲烹制的米饭，维生素B2含量有大幅度衰减，国内品牌IH电饭煲在精煮档位下维生素B2流失最少，其中国外品牌IH电饭煲在快煮档下，总膳食纤维流失最大，除了国外品牌IH电饭煲在快煮档位总膳食纤维含量下降幅度较大，营养成分与电饭锅类型、加热方式、档位，未见明显区别。

4 米饭质构

食品的质构是指眼睛、口中的豁膜及肌肉所感觉到的食品的性质，包括粗细、滑爽、颗粒感等，有研究表明米饭口感软硬与大米本身直链淀粉含量和支链淀粉的精细结构有关[7]，但是口感每个人都不一样，不宜作为评价手段，目前对米饭品质的评价也并无统一的标准，参考以前的研究成果证明采用质构仪测定米饭的质构，是一种比感官评价更简单、更客观的方法[8]，通常经质构仪测试的米饭指标与米饭的品质有很好的相关性[9-12]。

通过质构仪测试其不同电饭煲在不同档位所制备米饭的质构，口感进行分析，按参考文献中方法进行测试，结果如表2所示。

硬度、弹性与咀嚼性进行比较详见图1、图2、图3。

对于不同品种的大米，直链淀粉的含量与蒸煮大米的粘度呈负相关，而与硬度呈正相关[13]。直链淀粉含量与水分含量呈正相关[14]，在烹饪米饭过程中，米饭直链淀粉含量高，淀粉不易糊化，黏度小，口感也较差，支链淀粉高的米饭淀粉易糊化，黏度大，口感也较好，米粒中糊化淀粉比例越高，其硬度越低。烹饪后的米粒细胞壁残留越多，米饭的硬度越小，表现出较大弹性。米饭硬度越大，咀嚼性越高给人的口感越差。从表2及图1-3中看出，国产机械电饭煲硬度最大，咀嚼性数据明显高于其他电饭煲制备的米饭，国产机械电饭煲制备米饭口感体验也是最差。

5 根据加热曲线分析米饭品质

电饭锅档位不同，主要是其加热曲线不同，以上一些研究数据可以看出米饭质构与档位有直接关系，所以对电饭煲加热过程进行研究很有必要，本次实验对锅底部温升进行监控，以此来揭示米饭质构和加热过程的联系。

实验条件（稳压电源220 V～50 Hz，功率计，无纸记录仪，铂电阻，负载为水），由于IH电饭煲若用热电偶测温升，会受干扰本次试验故采用铂电阻测量温升曲线。（蒸煮米饭时所用大米300克，水600克，全部换算成等体积的水约为950克），在电饭煲内锅底部中心点上方一厘米处布点测水底部温升变化情况，然后加入950克水，在精煮和快煮档位下进行测试。

国外IH电饭煲精煮档位加热过程特点：工作时间为81分钟，工作方式为断续加热，前期35分钟内缓慢加热到61℃，然后功率升高，水温从60℃加热到100℃耗时5分钟，41分钟后保持水温100℃到工作结束。如图4。

国外IH电饭煲快煮档位加热过程特点：工作时间为46分钟，工作方式为断续加热，前期加热迅速10分钟，即加热到100℃后保持水温100℃到工作结束。如图5。

国产IH电饭煲精煮档位加热过程特点：工作时间为37分钟，工作方式为断续加热，前期6分钟内加热到61℃持续该温度4分钟，9分钟后开始加热到水沸腾且保持水温99.9℃到工作结束。如图6。

图1 米饭质构硬度汇总

图2 米饭质构弹性汇总

图3 米饭质构咀嚼性汇总

图4 国外IH电饭煲精煮档位加热曲线

图5 国外IH电饭煲快煮档位加热曲线

图6 国内IH电饭煲精煮档位加热曲线

表3 不同品牌档位下加热曲线与口感

国产IH电饭煲快煮档位加热过程特点：工作时间为28分钟，工作方式为断续加热，前期8分钟加热即到99.5℃，8分钟后开始加热到水沸腾且保持水温100℃到工作结束。如图7所示工作28分钟以后为保温状态，保温26分钟，温度降低为98℃。

国产机械型电饭煲加热过程特点：工作时间约为50分钟，工作方式为持续加热，功率稳定，10分钟加热即到100℃，然后保持持续沸腾，水温100℃到工作结束。如图8。

不同品牌电饭煲在不同档位下的加热曲线特点与所制备米饭的口感如表3所示。

电饭煲在制备米饭过程中，大米经历吸水、升温、沸腾、焖饭几个阶段[15]，在加热过程中大米快速吸水进行糊化，焖饭过程米饭中淀粉继续吸水，使得米饭均匀熟透。升温时间，温度控制和持续加热时间改变米饭中蛋白质活性和淀粉及大分子结构，加热过程对米粒细胞壁的破坏和米饭的吸水过程等都对米饭的质构产生改变从而影响口感。IH电磁加热技术能让米粒受热更均匀，火力更大，米饭有较长的保沸时间且口感上也更佳。而传统机械电饭煲升温沸腾快，加热不均匀口感偏硬。从加热曲线上看出质构与受热均匀性、加热速率、米粒含水率、保沸时间相关。

从加热曲线上能看出首先精煮档比快煮档费时，国外IH电饭煲工作时间最长，国产IH电饭煲和国产机械型电饭煲，制备米饭时间快，国产机械电饭煲制备米饭口感最硬，升温时间较短，且密封性不好。质构中硬度和咀嚼性成正相关性，保持沸腾时间有利于米粒均匀吸水，保沸时间短且密闭性不好会使得米粒不能吸收充足的水分，而导致所测结果硬度，咀嚼性数据增大，反之前期缓慢升温加热，分阶段性升温使得米饭均匀熟透，保沸时间长且其密封性良好所测得质构数据硬度、咀嚼性低。

6 结论

通过本文数据及图表分析可以看出，国产品牌IH品牌电饭煲所制备的米饭，在营养成分方面和国外品牌IH电饭煲制备米饭相近，国产IH电饭煲在快煮档位制备出的米饭营养成分流失较少。不同电饭煲加热曲线的加热时间、升温速率、保持沸腾时间、导致含水率、米粒中淀粉含量、大分子结构及蛋白质活性改变、以及细胞壁破坏程度都对米饭硬度、咀嚼性等质构方面带来重大影响。

图7国内IH电饭煲快煮档位加热曲线

图8 国产机械型电饭煲加热曲线