不同储藏年限稻谷制备的蒸谷米加工品质、外观品质及蒸煮特性分析

周显青，付珊珊，张玉荣，李瑞乐，吴 芳

河南工业大学 粮油食品学院，河南粮食作物协同创新中心，粮食储藏安全河南省协同创新中心，河南 郑州 450001

我国是稻谷生产大国，年产量可达2×108t以上，居世界首位[1]。目前我国稻米库存量占全年总产量的50%以上，平均库存时间约16个月[2]。在常规储藏条件下稻谷第2年开始陈化变质，其理化特性也随之发生变化，使米饭硬度增大，黏度和弹性降低，因此随稻谷储藏时间的延长，米饭的食用品质下降，最终影响其在市场上的流通[3-4]；此外，稻谷大量长期储存，成本逐年增加，稻谷品质逐年降低，最终积累成大量的质次价高的粮食。为去库存及减少因稻谷陈化造成的损失，研究人员将陈化的稻谷制成蒸谷米，因为蒸谷米具有更高的营养价值和出米率，且易于储存[5]。目前国内关于储藏年限对稻谷的影响研究有很多，周显青等[6-7]研究发现储藏年限会影响籼稻和粳稻的蒸煮特性与质构特性，同时在储藏过程中稻谷发生陈化导致米饭食味品质下降。而国内外有关蒸谷米品质的研究主要包含稻谷原料、浸泡液种类、浸泡时间、浸泡温度、蒸煮条件及干燥条件等对蒸谷米加工品质、外观品质及蒸煮特性等方面的影响[8-11]。蒸谷米加工品质主要包括出糙率、整精米率等指标。Taghinezhad等[12]的研究表明淀粉的糊化程度会影响蒸谷米的整精米率。Leethanapanich等[13]对混合大米制备的蒸谷米品质进行了研究，结果表明混合大米更易受较高的浸泡温度和较长的蒸煮时间的影响，导致变形籽粒增加，整精米率和黏性降低。外观品质是判定蒸谷米品质的重要依据，主要包括裂纹率、粒厚及粒型等。Srisang等[14]研究了旋转筛蒸煮设备对蒸谷米品质的影响，结果表明旋转筛蒸煮可以缩短蒸谷米的蒸煮时间，使蒸谷米具有更高的淀粉糊化度和整精米率，且裂纹率降低。蒸煮品质是评价稻米品质的重要指标之一, 蒸煮品质指标直接反映了米饭食味、松软程度和颜色。周显青等[15]用柠檬酸为浸泡液制备蒸谷米，其米饭吸水率、体积膨胀率、碘蓝值、pH值及硬度均显著降低，蒸谷米的色泽以及米饭的滋味、口感及综合评分等显著提高。虽然目前国内外关于蒸谷米的研究有很多，但大都侧重于蒸谷米原料和加工工艺对其品质的影响，而关于不同储藏年限的不同原料制备的蒸谷米的品质变化及其差异性的探讨鲜有报道。因此，作者以不同储藏年限的籼稻、粳稻为原料，制成蒸谷米后对其加工品质、外观品质及蒸煮特性进行测定，通过描述性统计分析及相关性分析了解蒸谷米的品质特性和不同储藏年限的稻谷制备的蒸谷米品质之间的差异性，以期为蒸谷米品质评价和储藏稻谷合理利用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

储藏年限为2、3、4 a的籼型稻谷各10份，储藏年限为2 a的稻谷由湖南长沙质检中心提供，储藏年限为3、4 a的稻谷由广西平果直属库提供；储藏年限为2、3、4 a的粳型稻谷各10份均由中央储备粮长春直属库提供。按照GB/T 5491—1985《粮食、油料检验扦样、分样法》进行采样，样品经除杂后在4 ℃下存放。

1.2 主要仪器与设备

JL6-Ⅱ型砻谷机：中储粮成都粮食储藏科学研究所；JJ500型电子天平：常熟市双杰测试仪器厂；ATX224型分析天平：日本Shimadzu公司；101型电热鼓风干燥箱、DZKW-S-4型恒温水浴锅：北京市光明医疗仪器有限公司；电磁炉：广东美的有限公司；LTJM-2099型精米机：浙江托普仪器有限公司；0～150 mm电子数显卡尺：上海申韩量具有限公司；PHS-3C精密酸度计：上海大普仪器有限公司；UV2000型紫外可见分光光度计：尤尼柯(上海)仪器有限公司；80-2台式低速离心机：上海医疗器械(集团)有限公司手术器械厂。

1.3 试验方法

1.3.1 蒸谷米制备

工艺流程：稻谷→清理→浸泡→汽蒸→干燥→缓苏→砻谷→碾白→蒸谷米。

操作要点：称取净稻谷(籼稻谷和粳稻谷)各200 g，放入盛有500 mL自来水的烧杯中(籼稻水温75 ℃、粳稻水温65 ℃)，将烧杯置于恒温水浴锅中，籼稻浸泡4 h(待浸泡液温度达到75 ℃开始计时)，粳稻浸泡3 h(待浸泡液温度达到65 ℃开始计时)。浸泡后，用孔筛滤出(沥水5 min)稻谷，放置蒸锅中，将籼稻95 ℃汽蒸45 min后，于60 ℃恒温干燥箱中干燥120 min后(水分18%左右)，在室温下缓苏36 h(水分14%左右)；将粳稻90 ℃汽蒸60 min后，于70 ℃恒温干燥箱中干燥60 min后(水分18%左右)，在室温下缓苏24 h(水分14%左右)。将稻谷经脱壳、碾米(碾减率9%)后，于自封袋密封，4 ℃下存放，以保持其品质稳定性。

1.3.2 蒸谷米出糙率、整精米率的测定

按照GB/T 5495—2008《粮油检验 稻谷出糙率检验》、GB/T 21719—2008《稻谷整精米率检验法》中的方法分别检测蒸谷米的出糙率和整精米率。

1.3.3 蒸谷米粒长、粒宽、粒厚的测定

按照GB/T 24535—2009《粮油检验 稻谷粒型检验》中的方法分别测定蒸谷米的粒长、粒宽和粒厚。

1.3.4 蒸谷米裂纹率的测定

根据GB/T 5496—1985中的方法，在试样中随机取出100粒米粒，平放在特制的爆腰灯下，逐步观察，并拣出有裂纹的米粒。根据裂纹条数的不同，将其分为3类，仅有一条裂纹的为轻度粒，有两条裂纹的为中度粒，3条及以上为重度粒，且裂纹方向全部为纵向。按照公式(1)计算裂纹率。

(1)

1.3.5 蒸谷米蒸煮特性

参考Taghinezhad等[16]和周显青[17]的方法测定蒸谷米的吸水率、膨胀体积、米汤碘蓝值、pH值及固形物含量，并稍加修改。称取蒸谷米样品7.0 g(M1)，测定样品体积(V1)后，置于金属笼(质量M2)，将金属笼置于250 mL的高脚烧杯中，倒入70 mL、50 ℃的蒸馏水。沸水浴22～25 min(水沸腾时开始计时)，取出金属笼，将米汤沥干，冷却至室温后称量蒸煮后金属笼和蒸谷米的质量(M3)，并测定蒸煮后蒸谷米的体积(V2)，按照公式(2)计算吸水率，按照公式(3)计算膨胀体积。待烧杯中的米汤冷却至室温后，将米汤稀释至100 mL，取15 mL于离心管中，以4 000 r/min离心10 min，取米汤离心液1 mL于50 mL蒸馏水中，加入5 mL、0.5 mol/L HCl溶液及1 mL、2 g/L的碘试剂后稀释至100 mL，用紫外分光光度计于620 nm处测定吸光度，以表示碘蓝值。取10 mL米汤离心液，置于烧杯(质量M4)中，在105 ℃烘箱中干燥8 h，冷却后称质量(M5)，并按照公式(4)计算米汤固形物含量。取冷却至室温的米汤，用酸度计测定米汤pH值。所有试验均重复2次，取平均值。

(2)

(3)

(4)

1.4 数据统计与分析

运用Excel对数据进行整理、计算。采用SPSS统计软件对单因素方差分析进行描述性统计分析、对双变量进行相关性分析、对线性模型的多变量进行因素方差分析。

2 结果与讨论

2.1 蒸谷米加工品质与外观品质分析

蒸谷米的加工品质及外观品质指标测定结果见表1。

2.1.1 加工品质分析

由表1可知，储藏年限为2 a的蒸谷籼稻的出糙率和整精米率均最高，分别为73.50%和51.70%，且随着储藏年限的增加，其出糙率和整精米率均无显著变化，说明储藏年限对籼稻蒸谷米加工品质的影响不显著，储藏过程中籼稻蒸谷米加工品质较为稳定。储藏年限为2 a的蒸谷粳稻的出糙率和整精米率均最高，分别为80.70%和71.70%。不同储藏年限的粳稻蒸谷米的整精米率之间无显著差异，说明储藏年限对粳稻蒸谷米的整精米率影响不显著。但储藏第3年开始，蒸谷粳稻的出糙率显著降低，且随着储藏年限的增加，粳稻的出糙率逐渐降低，不同储藏年限的粳稻的出糙率之间存在显著差异，说明储藏年限对粳稻的出糙率有显著的影响。

综上可知，随储藏年限的增加，两类蒸谷米的整精米率均无显著变化，且粳蒸谷稻较籼蒸谷稻的整精米率整体均较高，这是由于粳稻呈短圆形，米粒强度大，耐压性能好；籼稻籽粒细长，质地脆弱，加工时易碎，因此整精米率较低[18]。但储藏年限对粳蒸谷稻的出糙率有显著影响，对籼蒸谷稻的出糙率无显著影响。因此，不同储藏年限的籼稻蒸谷米的加工品质优于粳稻。

2.1.2 外观品质分析

粒型(长宽比)是稻米商品性状的重要指标，主要用于稻米的分类和定价。国际上稻米按粒型分为长粒型(>3.0)、中粒型(2.0～3.0)和短粒型(<2.0)3种[19]。由表1可知，随着储藏年限的增加，两类蒸谷米的长宽比均增加，这是由于淀粉经水热处理后，引起淀粉颗粒内部重排以及淀粉官能团之间结合作用加强，增加了淀粉的溶解度和膨胀力[20]。但两类蒸谷米的长宽比增加的不显著，即各储藏年限蒸谷米的长宽比之间无显著差异，说明储藏年限对两类稻谷蒸谷米的长宽比影响不显著。粒厚对大米碾磨品质、外观品质及蒸煮品质有较大的影响，籼稻制备的蒸谷米粒厚随储藏年限的增加无显著变化，而粳稻制备的蒸谷米在储藏4 a时，粒厚显著降低，表明储藏时间对粳稻制备的蒸谷米粒厚影响显著。随储藏年限的增加，蒸谷米裂纹率呈增加趋势，且储藏3 a时，两类蒸谷米的裂纹率均显著增加，说明储藏年限对两类蒸谷米的裂纹率影响显著，且粳稻制备的蒸谷米裂纹率要远大于籼稻。这可能是由于粒型不同造成的差异，籼稻是细长型，在干燥时由于其表面积大，水分迁移时分布得较为均匀，因此产生较少的裂纹。

综上可知，随储藏年限的增加，两类蒸谷米的长宽比均无显著变化，但粳稻蒸谷米的粒厚逐渐降低，籼稻蒸谷米的粒厚变化不显著。此外，两类稻谷蒸谷米的裂纹率在储藏3 a时均发生了显著变化，但粳稻蒸谷米的裂纹率要远大于籼稻蒸谷米。因此，籼稻制备的蒸谷米较粳稻制备的蒸谷米具有更好的外观品质，更耐储藏。

2.2 蒸谷米的蒸煮特性分析

蒸谷米的蒸煮特性指标测定结果见表2。

由表2可知，随着储藏年限的增加，籼稻制备的蒸谷米的吸水率与膨胀体积均无显著变化；而粳稻在储藏4 a后，其蒸谷米的吸水率显著增加，这是由于随储藏时间的延长，粳稻中的直链淀粉含量增加，淀粉微晶束结构增强，使其难以糊化，造成蒸谷米的吸水率增加[21]。籼稻制备的蒸谷米的吸水率和膨胀体积均比粳稻制备的蒸谷米大，主要原因与直链淀粉的含量密切相关，直链淀粉含量是决定大米蒸煮特性的重要因素[22]。粳稻经水热处理后，直链淀粉含量降低，部分淀粉转化为糊精，且在蒸煮过程中，淀粉发生糊化，生成淀粉-脂质络合物[23]，该络合物具有较好的稳定性，使蒸谷米吸水率降低，抑制淀粉膨润[24]。

表2 蒸谷米的蒸煮特性指标Table 2 Cooking characteristic indexes of parboiled rice

米汤pH值反映米汤中酸性物质含量的多少，与米饭的味道有关。两类蒸谷米的米汤pH值均无显著变化，说明储藏年限对两类稻谷蒸谷米的米汤pH值无显著影响。米汤固形物含量反映米饭的光泽和黏度，由表2可知，籼稻制备的蒸谷米固形物含量随储藏年限的增加先增大后减小，且变化较显著，粳稻制备的蒸谷米固形物呈相同变化规律，但无显著变化。粳稻制备的蒸谷米较籼稻制备的蒸谷米固形物含量整体较大，主要是由于粳稻籽粒结构强度较大，水热处理增强了淀粉分子微晶束[25]，使淀粉颗粒在蒸煮时能较好地维持多角结构，从而抑制可溶性物质溶出，使固形物含量下降，这表明粳稻制备的蒸谷米饭较籼稻制备的蒸谷米饭黏性大。米汤碘蓝值反映溶解在米汤中的直链淀粉含量[26-27]，与米饭黏度密切相关。籼稻制备的蒸谷米碘蓝值4 a后显著降低，而粳稻无显著变化。籼稻蒸谷米碘蓝值降低的原因是籼米呈细长型，与浸泡液的接触面积大，高温浸泡和蒸煮导致淀粉颗粒表面的蛋白质包裹力增加及游离脂肪酸与淀粉结合，使其可溶性直链淀粉难以溶出，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减小，使米汤碘蓝值下降，米饭黏度减小[7]。与籼稻制备的蒸谷米相比，粳稻制备的蒸谷米碘蓝值整体较大，米饭黏度较大。

2.3 相关性分析

分析蒸谷米加工品质、外观品质及蒸煮特性指标间的相关性，结果见表3。

表3 蒸谷米加工品质、外观品质与蒸煮特性之间的相关性分析Table 3 Correlation analysis between parboiled rice processing quality, appearance quality, and cooking characteristics

由表3可知，籼稻制备的蒸谷米其整精米率与裂纹率呈显著负相关(r=-0.444，P<0.05)，表明整精米率越大，裂纹率越少，蒸谷米加工及外观品质越好；粒厚与长宽比呈极显著负相关(r=-0.617，P<0.01)，表明粒型越长，厚度越小；吸水率与膨胀体积、碘蓝值呈显著正相关(r=0.458，P<0.05；r=0.365，P<0.05)，说明吸水率高有助于可溶性直链淀粉的溶出，从而增加米饭的黏度；固形物含量与碘蓝值呈极显著正相关(r=0.552，P<0.01)，表明固形物含量越多，可溶性物质溶出得越多，米汤中可溶性直链淀粉越多，米饭的蒸煮品质越好；储藏年限对籼稻蒸谷米的加工品质、外观品质及蒸煮特性无显著影响。粳稻蒸谷米的长宽比与粒厚呈极显著负相关(r=-0.806，P<0.01)，与固形物含量呈显著负相关(r=-0.423，P<0.05)；裂纹率与出糙率呈显著负相关(r=-0.395，P<0.05)，表明出糙率越大，裂纹率越少，蒸谷米外观品质越好；吸水率与膨胀体积呈极显著正相关(r=0.756，P<0.01)；储藏年限与出糙率、粒厚呈显著负相关(r=-0.560，P<0.05；r=-0.458，P<0.05)，与长宽比呈极显著正相关(r=0.598，P<0.01)，与裂纹率、吸水率呈显著正相关(r=0.460，P<0.05；r=0.411，P<0.05)，表明粳稻的储藏年限对其制备的蒸谷米的加工品质、外观品质及蒸煮特性有显著影响，随储藏年限的增加，粳稻制备的蒸谷米品质显著降低。

对比发现，两类稻谷的粒厚与长宽比均呈极显著负相关，且粳稻蒸谷米的相关性更好。这可能是因为相对于籼稻，粳稻较短，籽粒更加饱满，米粒结构更加紧密，质地坚硬。储藏年限对籼稻蒸谷米的加工品质、外观品质及蒸煮特性无显著性影响，但对粳稻蒸谷米的加工品质、外观品质及蒸煮特性有显著影响，说明在储藏过程中，粳稻的品质特性受储藏时间的影响较大，其蒸谷米的品质不如籼稻好，储藏稳定性不如籼稻。

3 结论

稻谷的种类和储藏年限对其制备的蒸谷米的加工品质、外观品质及蒸煮特性具有显著影响，且稻谷的种类不同，其蒸谷米品质也不尽相同。随储藏年限的增加，由籼稻制备的蒸谷米其品质无显著性变化，只有裂纹率、碘蓝值和固形物含量呈先增后减的变化趋势；由粳稻制备的蒸谷米整精米率、长宽比、膨胀体积、米汤pH值、固形物含量及碘蓝值无显著变化，而出糙率、粒厚显著减小，裂纹率和吸水率显著增加。对比发现，储藏年限对粳蒸谷稻的出糙率具有显著影响，对籼蒸谷稻的出糙率无显著影响；籼稻制备的蒸谷米较粳稻制备的蒸谷米具有更好的外观品质和蒸煮特性，其品质特性受储藏年限的影响较小，说明与粳稻相比，籼稻更易储存，稳定性更好，其蒸谷米的品质优于粳稻。相关性分析发现，籼稻制备的蒸谷米其整精米率与裂纹率呈显著负相关(r=-0.444，P<0.05)，粒厚与长宽比呈极显著负相关(r=-0.617，P<0.01)，吸水率与膨胀体积、碘蓝值呈显著正相关(r=0.458，P<0.05；r=0.365，P<0.05)，固形物含量与碘蓝值呈极显著正相关(r=0.552，P<0.01)。粳稻蒸谷米粒厚与长宽比呈极显著负相关(r=-0.806，P<0.01)，裂纹率与出糙率呈显著负相关(r=-0.395，P<0.05)，吸水率与膨胀体积呈极显著正相关(r=0.756，P<0.01)，长宽比与固形物含量呈显著负相关(r=-0.423，P<0.05)。对比发现储藏年限对籼稻蒸谷米的加工品质、外观品质及蒸煮特性无显著性影响，对粳稻蒸谷米的加工及外观品质影响较大。粳稻储藏年限与其蒸谷米的出糙率、粒厚呈显著负相关(r=-0.560，P<0.05；r=-0.458，P<0.05)，与长宽比呈极显著正相关(r=0.598，P<0.01)，与吸水率、裂纹率呈显著正相关(r=0.460，P<0.05；r=0.411，P<0.05)，与其他指标无显著相关性，表明粳稻蒸谷米品质随储藏年限的增加而显著降低，籼稻蒸谷米的品质特性受储藏年限的影响较小，储藏稳定性更好。