不同熟度竹筒饭在不同灭菌和储藏条件下的品质变化

王 琴，李锦成，王秋萍，谭 超，和劲松，龚加顺

（云南农业大学食品科学技术学院，云南 昆明 650201）

竹筒饭是将糯米放入新鲜的竹筒中，加入适量的 水后蒸煮或烤制而成的一道既有竹子独特的清香，又软糯可口，饱含傣族丰富文化的传统佳肴。云南是世界竹类植物的主要起源地之一[1]，我国竹子种类繁多，主要分布在云南、四川、广西、广东、浙江、江西、湖南等省，竹林面积达540多万hm2，被誉为“竹子王国”[2-3]。竹子具有生长快、产量高、用途广和经济价值高等特点[4-5]。竹筒饭根据所用竹子种类的不同可分为普通竹筒饭和香竹糯米饭[6]。有报道称，香糯竹（Cephalostachyum pergracile）是最适合制作竹筒饭的竹子[7]，它属于禾本科竹类，外皮呈青绿色，竹节较长，内壁有一层香气扑鼻的竹膜[8]。将制作好的竹筒饭打开，可以看到竹膜包裹着糯米[7]。由于竹膜的存在，糯米不容易散开且用手拿也不粘手。傣族人常用香竹糯米饭招待客人[6]。傣族人主要聚居在云南西双版纳傣族自治州、德宏傣族景颇族自治州等地[9]。竹筒饭这一美食的来源，与当地的猎户和野外劳动者密不可分。人们在上山打猎或是在野外劳作时，为了饮食便捷，于是就地取材，创造出了这一享誉全国的色香味俱佳，具有民族风味的食品[10]。竹筒饭的营养价值主要来源于糯米与竹子。香糯竹中除含有丰富的维生素、有机元素和微量元素，还含有人体所需的一些氨基酸，其特有的香竹黄酮可以延缓衰老、美容养颜[11]。糯米含有丰富的蛋白质、钙、磷、铁、VB1、VB2等成分的同时，亦是重要保健食品，具有温暖脾胃、补益中气之功效[12]。竹筒饭是云南傣族人民的特色食品，也是傣族传统文化中重要的文化标志。它体现着云南少数民族的勤劳和智慧。近年来，竹筒饭深受广大人民的青睐，其种类也开始逐步多样化。

目前，竹筒饭在加工中仍以手工作坊为主，质量和安全控制上薄弱；部分工业化产品生产中存在生产效率低、品质保证技术差等问题，而保证良好品质的关键是最大限度地保留竹筒饭的色、香、味。随着我国食品产业的快速发展，人们越来越关心食品的保质期问题，但对竹筒饭保质期的探讨还很少，所以探究竹筒饭在不同储藏温度和时间下的品质变化尤其重要。

本文通过研究不同熟度的竹筒饭经高温高压灭菌后，在不同储藏温度和时间下微生物、风味成分以及感官品质的变化，为产业化生产的竹筒饭品质保真提供科学依据，这对云南民族特色竹筒饭产业发展有积极意义，有助于推动竹筒饭工业化发展。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

粳糯米：云南省昆明市盘龙区玛特超市；香糯竹：产自云南普洱；高温蒸煮袋：尼龙+氯化聚丙烯（PA+CPP）耐高温多层复合蒸煮袋；平板计数琼脂（PCA）、月桂基硫酸酸盐胰蛋白胨（LST）肉汤、马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）：均购于广东环凯微生物科技有限公司；氯化钠、无水乙醇：购于天津市风船化学试剂科技有限公司。

1.1.2 仪器与设备

LDZM-60KCS立式压力蒸汽灭菌器，上海生申安医疗器械厂；PGX型恒温培养箱，宁波东南仪器有限公司；EU-K1-20TQ实验室超纯水器，南京欧铠环境科技有限公司；Pegasus BT气相色谱高通量飞行时间质谱联用仪，美国力可公司；CAR/PDMS/DVB萃取探头（50/30μm），美国Supelco公司；DZ-400/2E真空包装机，温州市华侨包装机械厂；UVS-1漩涡振荡器，北京优晟联合科技有限公司；C22-RH2268电磁炉，广东美的电磁炉科技股份有限公司；SUPOR蒸锅（食品级304不锈钢），云南省昆明市盘龙区喜玛特超市。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

原料米筛选→淘洗→浸泡→沥干→装筒→加水→封口→蒸煮→真空包装→不同条件灭菌处理→储藏

1.2.2 操作要点

称取50 g粳糯米，淘洗2次，沥干水分后加水100 mL，常温（22～25℃）浸泡1 h，沥干水后装入香糯竹竹筒中，以米水比例1∶0.8（g/mL）加入水，用纱布和棉线封口，放入蒸锅中分别隔水蒸0、15、30 min，得到3种（全生、半熟、全熟[13]）竹筒饭，然后进行真空包装，在121℃下分别进行高压灭菌10、20、30、40 min，得到成品，将所得成品分别置于4℃、常温（22～25℃）及35℃下各储藏0 d和180 d，竹筒饭的处理方案如表1所示。

1.2.3 试验设计

将真空包装后的3种不同熟度的竹筒饭样品在121℃下分别灭菌10、20、30、40 min，灭菌后的样品分别置于4℃、常温（22～25℃）、35℃下储藏。在储藏至第180天时，以储藏0 d的相应样品为对照组，对不同处理组样品（A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3、D1、D2和D3）分别进行微生物指标测定和感官评定；同时对储藏于常温（22～25℃）的样品（A1、A2、A3、D1、D2和D3）进行风味测定。

1.2.4 测定项目与方法

1.2.4.1 竹筒饭微生物指标

菌落总数：参照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准 食品微生物检验 菌落总数测定》[14]规定的方法进行测定；大肠菌群：参照GB 4789.3—2016《食品安全国家标准 食品微生物检验 大肠菌群计数》[15]规定的方法进行测定；霉菌：参照GB 4789.15—2016《食品安全国家标准 食品微生物检验 霉菌和酵母计数》[16]规定的方法进行测定。

1.2.4.2 竹筒饭感官评定

竹筒饭感官评分标准：参照GB/T 15682—2008《粮油检验 稻谷、大米蒸煮食用品质感官评定方法》[17]，结合其特点稍作调整。由10名经培训后的食品专业学生作为品评员，根据评分标准分别从气味（30分）、外观（20分）、适口性（30分）、滋味（15分）、冷饭质地（5分）5方面进行评分，满分100分。结果取平均分作为最终评分。评分标准见表2。

表2 感官评价评分标准Table 2 Sensory evaluation criteria

1.2.4.3 竹筒饭风味成分分析

萃取富集：取10 g样品置于20 mL顶空瓶中，将老化后的萃取探头（50/30μm CAR/PDMS/DVB）插入瓶中，于60℃吸附30 min，取出萃取头插入气相色谱-质谱（GC-MS）进样口，于250℃解析3 min，进行GC-MS分析。

GC条件：选用Agilent DB-Wax石英毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25μm），载气为氦气，恒定流速为1.0 mL/min，进样口温度250℃，程序升温为40℃保持3 min，再以10℃/min升温至230℃，保持6 min。

MS条件：电离方式为EI，离子源温度200℃，电流1 mA，电子能量70 eV，接口温度250℃，质量扫描范围（m/z）为33～400。

1.2.5 数据分析

定性分析：MS结果经NIST.2017质谱库检索，结合保留指数（Retention index，RI）确定。定量分析：挥发性成分含量以相对含量表示，即以峰面积归一化法进行相对定量。试验数据由SPSS 22.0软件进行统计分析，图表由Excel 2010软件绘制而得。P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 灭菌条件和储藏条件对不同熟度竹筒饭储藏中微生物指标的影响

对不同处理组的竹筒饭样品进行了大肠杆菌、霉菌和菌落总数的检测，结果表明，所有竹筒饭样品中均未检测出大肠杆菌和霉菌。仅在35℃储藏180 d的样品A2以及常温下储藏的样品B3中检出菌落，分别为15、10 CFU/g，均小于100 CFU/g。所以，在121℃下灭菌不同时间后于不同条件下储藏180 d，不同熟度竹筒饭样品中微生物指标均符合企业产品微生物检验标准与卫生要求[18]。

2.2 灭菌条件和储藏条件对不同熟度竹筒饭储藏中感官评分的影响

食品的感官特性与消费者的偏好密切相关，并决定产品的可接受性。竹筒饭感官评价是判断竹筒饭储藏期品质好坏的依据和指标之一。经过不同条件灭菌后，以刚灭菌后的样品感官评分为对照，在不同温度下储藏180 d时竹筒饭的感官评价结果如图1所示。

图1 竹筒饭储藏前后的感官评分变化Fig.1 Sensory score changes of bamboo tube rice before and after storage

由图1可知，不同处理组的竹筒饭随着储藏温度的变化感官评分均存在一定的差异。总体上，储藏180 d的竹筒饭感官评分均随着储藏温度的升高而降低。除B1和C3外，4℃储藏的其他处理组感官评分与对照组相差不大；除A1、A2和B3外，其他处理组在4℃与常温下储藏的感官评分相比无显著差异，说明常温和4℃均利于竹筒饭的储藏。除A1、A2和A3外，其他处理组均为在35℃下储藏的感官评分较低，且与在常温和4℃下储藏相比差异显著（P＜0.05）。这可能是由于35℃时，温度过高而导致其感官品质下降，赵卿宇等[19]的研究表明，储藏温度越高，大米新鲜度下降越快，这说明35℃下长时间储藏对竹筒饭的食用品质具有一定影响。

在常温和4℃储藏下，121℃灭菌20 min的处理组（B1、B2、B3）感官评分相对其他灭菌条件的处理组感官评分略高，这说明灭菌时间过长或过短对竹筒饭的食用品质均有一定的负面影响。其他条件相同，随着竹筒饭熟度的增大，产品的感官评分有一定的变化：竹筒饭经121℃灭菌20 min存放于4℃下时，全熟竹筒饭感官评分相对较高；竹筒饭经121℃灭菌40 min存放于35℃下时，全生竹筒饭感官评分相对较高；其余条件下，不同熟度竹筒饭间感官评分差异不显著。说明熟度对储藏180 d的竹筒饭的感官评分影响相对较小。

根据竹筒饭的感官品质和对成本的考虑，确定竹筒饭以全熟状态真空包装，121℃灭菌20 min，室温（22～25℃）储藏为宜。

2.3 灭菌条件和储藏条件对不同熟度竹筒饭储藏中风味成分的影响

表3为A1、A2、A3及D1、D2、D3样品于常温下分别储藏0 d和180 d时分离鉴定出的主要风味成分及相对含量。

由表3可知，在12个样品中共鉴定出主要挥发性成分81种，主要包括12种醛类物质，5种酸类物质，27种烷烃，4种酮类物质，6种醇类物质，3种酯类物质，13种烯烃，2种苯类物质，以及9种杂环类物质。其中储藏0 d时：A1样品40种，A2样品36种，A3样品38种，D1样品46种，D2样品36种，D3样品36种；储藏180 d时：A1样品9种，A2样品24种，A3样品20种，D1样品26种，D2样品24种，D3样品25种。从挥发性风味成分种数来看，储藏后的竹筒饭样品的挥发性成分种数均有一定量的减少。6种竹筒饭样品在储藏前后的挥发性风味物质成分相对含量变化见图2。

表3 竹筒饭储藏前后风味成分种类及相对含量Ttable 3 Type and relative content of flavor components in bamboo tube rice before and after storage 单位：%

由图2可以看出，6种竹筒饭样品储藏0 d时的风味物质中，烷类、烯烃类、醛类、酸类、杂环化合物的总量所占比重较大，酮类、芳香烃类、醇类和酯类等所占比例较小，储藏180 d时均发现一些风味物质的相对含量有减少的现象。

图2 竹筒饭储藏前后挥发性风味成分相对含量Fig.2 Relative content of volatile flavor components in bamboo tube rice before and after storage

续表3 竹筒饭储藏前后风味成分种类及相对含量Continue table 3 Type and relative content of flavor components in bamboo tube rice before and after storage 单位：%

续表3 竹筒饭储藏前后风味成分种类及相对含量Continue table 3 Type and relative content of flavor components in bamboo tube rice before and after storage 单位：%

续表3 竹筒饭储藏前后风味成分种类及相对含量Continue table 3 Type and relative content of flavor components in bamboo tube rice before and after storage 单位：%

由图2可知，样品A1与D1对比，D1样品中醛类物质、酸类物质、酮类物质和杂环化合物有增加的情况，新出现的主要物质是具有油脂和青草香味[20]的己醛，有果子香味[20]的庚醛，乙酸和具有水果香气和新鲜清香香气的甲基庚烯酮，且样品D1中挥发性风味物质总相对含量比样品A1高，说明全生竹筒饭中挥发性风味成分随着灭菌时间的延长而增加。这可能是由于竹筒饭中发生了脂质氧化和美拉德反应[21]或者由于脂质降解[22]造成了风味物质的增加，例如醇类物质被认为是不饱和脂肪酸氧化的副产物，是由醛类物质进一步分解形成的[23]。样品A2比样品D2的挥发性风味物质总相对含量高，说明半熟竹筒饭随着灭菌时间的延长，风味物质总量减少，这可能是由于灭菌过程中发生了缩合、降解和氧化等反应，使风味物质的含量和种类发生了变化。而样品A3与D3的挥发性风味物质总相对含量相差不大，说明灭菌时间对全熟竹筒饭中挥发性风味物质的影响较小。

结合表3和图2可知，在相同的灭菌条件下，不同熟度竹筒饭之间的风味物质存在差异。当在121℃下灭菌10 min时，产品中挥发性风味物质总相对含量随熟度增加而降低。在样品A1、A2、A3中分别检测出挥发性物质40、36、38种。A1样品中，醛类、烷烃类和烯烃类物质占比较大，具有苹果香气[24]的异戊醛、2,4-二甲基庚烷、癸烷、2,4-二甲基-1-庚烯和具有愉快新鲜橙子香气的柠檬烯等物质相对含量较高；A2样品中具有生油脂和青草味的正己醛、有苦杏仁味的糠醛、带有木香和水果香[25]的戊醛、冰醋酸、癸烷、2,4-二甲基-1-庚烯等物质相对含量较高；样品A3中相对含量较高的物质主要有异戊醛、癸烷、丙酮、2-甲基-3-丁烯-2-醇、2-正戊基呋喃等物质。当在121℃下灭菌40 min时，挥发性风味物质总相对含量也是随产品熟度的增加而降低，在样品D1、D2、D3中分别检测出挥发性物质46、36、36种。比较储藏0 d的6种竹筒饭样品发现，(E,E)-2,4-庚二烯醛、(E)-2-庚烯醛等只存在于灭菌10 min的样品中，而十二烷、环庚三烯等物质只在灭菌40 min的样品中检测到，因此有可能是这些化合物的协同作用导致了它们之间的差异。在测定的样品中均鉴定出了醛类、烯烃类、酮类、醇类和酯类物质。醛类物质的阈值较低，具有花香、水果香[25]、奶油、脂肪草香以及清香等气味[26]，一般5～9个碳原子的饱和醛有青香、油香和脂香风味[27]；芳香族化合物大都呈幽雅的花香、水果香和甜香，香味突出，且具有阈值低、沸点高、难挥发的特点[28]；酮类物质一般具有奶油香和果蔬香，其阈值高于其同分异构体的醛，一般对风味贡献相对较小[26]；饱和醇类物质的阈值比较高[29]，对竹筒饭气味影响可能不大。而不饱和醇类物质具有较低阈值[24]，如1-辛烯-3-醇具有类似于蘑菇和泥土的气味[30-31]，可能对竹筒饭气味品质具有一定的影响；酯类物质对米饭香气有烘托作用，使米饭风味更加浓厚[24]，所以可能是这些物质的协同作用使得竹筒饭具有了独特的香气。

由表3和图2可知，灭菌后的竹筒饭常温储藏180 d时，所含的风味物质种类均呈现减少趋势，与储藏0 d相比，A1样品风味物质种类相差最大，由40种下降至9种。风味物质的相对含量变化规律也不尽相同。储藏180 d时，样品A1的风味物质中醛类、酮类、烯烃类等物质相对含量降低，酸类和烷烃类物质相对含量均增加；其中具有苹果香气的异戊醛含量损失达8.92%，2,4-二甲基庚烷含量损失达7.49%；乙酸含量由0增加到19.97%，2,7,10-三甲基十二烷含量由0增加到49.98%；样品A2和A3储藏180 d时，醛类和酸类物质相对含量略有增加，A2和A3中的杂环化合物相对含量均大幅度增加，分别增加了20.31%和15.21%；烷烃类物质总含量大幅度降低，分别损失17.97%和18.03%，其他物质相对含量都有一定程度的降低；样品D1、D2、D3储藏180 d后，酸类、醇类和烯烃类物质相对含量略有增加，杂环化合物总含量分别增加了22.89%、29.40%、15.87%，烷烃类物质总含量大幅度下降，损失分别为22.84%、14.11%、21.25%，醛类和其他物质相对含量略有降低。

综上所述，竹筒饭经121℃灭菌10、40 min并于常温储藏180 d时，风味物质种类明显减少，部分风味物质成分的含量变化幅度较大。在121℃下，灭菌10 min的样品比灭菌40 min样品的酸类物质相对含量增加的幅度大，杂环类物质相对含量增加的幅度小。有研究发现，脂质降解是香气的来源[22]。水解和氧化过程中，脂质的降解会导致食品中形成多种挥发性香气化合物。因此，酸类物质的增加可能与水解有关。酸类物质也有可能是氨基酸降解后经氧化或还原形成[32]。而酸性物质过多会降低竹筒饭的食用品质，杂环化合物中阈值较低的化合物有助于竹筒饭形成更好的食用风味。这说明在121℃下，适当延长灭菌时间可以使竹筒饭在储藏时的风味品质保持得更好。

3 结论

对不同处理方式得到的竹筒饭于不同温度下储藏180 d，研究其微生物、感官品质、风味成分变化，结果表明：在储藏期间，所有竹筒饭中的霉菌、大肠杆菌以及菌落总数均未超过标准，符合卫生要求；储藏180 d的竹筒饭感官品质随储藏温度的升高而降低。综合考虑感官品质变化和成本，以全熟竹筒饭经真空包装后121℃下灭菌20 min，并于常温下储藏为宜；通过GC-MS技术，在竹筒饭中共鉴定出主要挥发性成分81种，主要包括12种醛类物质，5种酸类物质，27种烷烃，4种酮类物质，6种醇类物质，3种酯类物质，13种烯烃，2种苯类物质以及9种杂环类物质，这些物质使竹筒饭有着特殊的香气。本研究结果将为竹筒饭的在贮藏过程中品质保证研究提供一定的参考依据，对竹筒饭的产业发展具有一定的促进作用。