大米—黄米混米品质特性

任 静 姜雯倩 赵 宁 姬小惠 李梦卿 杜双奎,2

(1. 西北农林科技大学食品科学与工程学院，陕西 咸阳 712100；2. 粮油功能化加工陕西省高校工程研究中心，陕西 咸阳 712100)

大米是中国人的主食之一，伴随饮食结构的精细化，消费者对主食的营养特性与食味品质越来越关注[1]。大米口感优良，香气浓，但随着加工精度的提高，其营养物质损失严重，特别导致核黄素与硫胺素降低[2-3]。黄米作为营养价值较高的一种杂粮，备受消费者青睐，其蛋白含量高于大米与玉米等，且为无麸质蛋白，是患有乳糜泻患者与麸质敏感者的理想优选食品[4]。黄米中必需氨基酸含量较高，可与大米、玉米搭配，互补其氨基酸不足[5]。此外，黄米含有丰富的B族维生素、矿物质，脂肪含量高且具有特殊香气等优点，其铁含量是大米的3.13倍，钙磷含量高于大米[6-7]。相对于精米、精面，黄米米饭口感粗糙，适口性较差，不能满足消费者需求[6]。因此，将黄米与大米混合搭配食用可实现营养与品质方面的互补，不仅利于日常摄入营养均衡的蛋白质与改善黄米口感不佳等问题，同时也为黄米的利用提供了新的思路和方向。但目前黄米添加对大米品质特性、香气特征的影响尚不明确。

研究拟以榆黍1号、榆糜2号黄米和宁粳50大米为试验材料，在对其基本组分分析的基础上，从氨基酸评分、感官评分、质构特性及风味特性方面评价混米米饭的品质特性，以期为大米、黄米的混和复配提供指导，为不同粮食搭配混搭改善品质提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

宁粳50(粳性大米)：陕西榆林上盐湾；

榆黍1号(糯性黄米)、榆糜2号(粳性黄米)：陕西府谷；

总淀粉含量测定试剂盒：爱尔兰Megazme公司；

溴化钾：光谱级，天津科密欧化学试剂公司；

无水乙醇、石油醚等均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

高速万能粉碎机：FW-100型，天津泰斯特仪器有限公司；

全自动凯氏定氮仪：UPT-K1600型，瑞典FOSS公司；

氨基酸自动分析仪：L-89001001A型，日立(中国)有限公司；

低速离心机：KDC-40型，科大创新股份有限公司中佳分公司；

气质联用仪：TRALE DSQII03030706型，赛默飞世尔公司；

电饭煲：HAOLTONCFXB20-B型，1.5 L，350 W，廉江市长程电器厂。

1.3 试验方法

1.3.1 混合米制备

(1) 榆黍1号与大米混合：混合配比(m榆黍1号∶m大米)分别为10∶90，20∶80，30∶70，依次记为榆黍1号10%、榆黍1号20%、榆黍1号30%，搅拌混匀。

(2) 榆糜2号与大米混合：混合配比(m榆糜2号∶m大米)分别为10∶90，20∶80，30∶70，依次记为榆糜2号10%、榆糜2号20%、榆糜2号30%，搅拌混匀。

1.3.2 米饭样品制备 称取米样100 g，按m水∶m米=1∶2, 加入蒸馏水，电饭锅蒸煮，煮熟后保温20 min，备用。

1.3.3 理化指标测定

(1) 水分含量：参照GB 5009.3—2016恒重法。

(2) 总淀粉含量：采用淀粉检测试剂盒测定。

(3) 粗蛋白含量：参照GB 5009.5—2010凯氏定氮法。

(4) 粗脂肪含量：参照GB 5009.6—2016索氏抽提法。

(5) 灰分含量：参照GB 22427.1—2008高温灼烧法。

(6) 氨基酸含量：参照GB 5009.124—2016。

(7) 氨基酸评分(AAS)：按式(1)进行计算。

(1)

式中：

SAAS——氨基酸评分值,%；

P1——某必需氨基酸含量，mg/g·粗蛋白；

P2——FAO/WHO评分模式氨基酸含量，mg/g·粗蛋白。

1.3.4 米饭TPA特性 称取50 g米饭于100 mL烧杯中，用物性测定仪测定。探头采用P50R，测前、中速度为1 mm/s，测后速度为2 mm/s，压缩比90%。

1.3.5 米饭感官特性 参照陈静等[8]的方法。当米饭温度降至40～50 ℃时，由5位评价员参照表1进行感官评价，满分100分。

表1 米饭感官评价表Table 1 Sensory evaluation table of rice

1.3.6 米饭香气特性 参照Rohleder等[9]的方法。气相色谱条件：PEG-200 mol/L毛细管柱；载气流量(He) 0.8 mL/min，不分流；柱初温40 ℃，保持4 min，以6 ℃/min 升温至80 ℃，以10 ℃/min升温至230 ℃，保持7 min。质谱条件：接口温度250 ℃、离子源温度200 ℃、离子化方式EI、电子能量70 eV、检测电压350 V、发射电流200 μA。

2 结果与分析

2.1 基本组分分析

由表2可知，榆黍1号、榆糜2号两种黄米的总淀粉、直链淀粉、粗蛋白、粗脂肪以及灰分含量显著高于大米(P<0.05)。黄米的粗蛋白含量是大米的2倍多，达12%左右，食用可改善中国居民的食源蛋白，尤其是动物蛋白不足的现状[10]；其粗脂肪含量是大米的13倍以上，灰分含量是大米的2倍左右，表明黄米中含有丰富的蛋白质、粗脂肪和矿物质元素，若将黄米与大米混配，可提高大米的营养价值，达到营养互补的效果。

表2 样品基本组分含量(干基)†Table 2 Proximate composition contents of samples(dry basis)(n=2) %

2.2 氨基酸组分

由表3可知，榆黍1号(14.89 mg/g·粗蛋白)、榆糜2号(13.71 mg/g·粗蛋白)的氨基酸总量明显高于大米(6.76 mg/g·粗蛋白)，必需氨基酸、非必需氨基酸总含量均是大米的2倍多。大米中除甘氨酸(0.29 mg/g·粗蛋白)、赖氨酸(0.23 mg/g·粗蛋白)与精氨酸(0.53 mg/g·粗蛋白)外，其他氨基酸含量均低于黄米，脯氨酸、丙氨酸和亮氨酸含量不足黄米的1/3。虽然黄米与大米的第一限制性氨基酸均为赖氨酸，但大米的赖氨酸含量仍是黄米的近1.9倍，与Anitha等[11]的结果一致。黄米与大米的EAA/TAA和EAA/NEAA比值无明显差别，而托列霍加·加吾提等[12]研究表明黄米的EAA/TAA和EAA/NEAA比值均低于大米，可能与原料品种间遗传基因、加工方式不同等因素有关。

表3 样品氨基酸组分含量Table 3 Amino acids contents of samples mg/g·粗蛋白

由表4可知，两种黄米的苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸含量均高于大米，大米的赖氨酸、组氨酸含量高于黄米。除赖氨酸、组氨酸外，两种黄米的其他必需氨基酸的AAS均高于大米的，其中榆黍1号(97.89%)、榆糜2号(90.53%)亮氨酸的AAS最高，且明显高于大米(29.47%)的，亮氨酸具有调节中枢，降低血糖值的作用[13]。大米的氨基酸评分较低，导致其氨基酸的生物效价不高，因此可利用黄米中氨基酸评分高的优点与大米混合搭配，从而提高大米蛋白质的营养价值。

表4 必需氨基酸组分对比评价Table 4 Comparative evaluation of essential amino acid components

2.3 米饭品质分析

2.3.1 TPA特性 大米蒸煮质构特性是反映大米食用品质的重要因素，特别是硬度和黏附性[14]。Meullenent等[15]研究发现，硬度、黏附性和咀嚼性可较好反映米饭的质地结构。由表5可知，大米米饭的硬度和黏附性显著高于榆黍1号、榆糜2号米饭，而榆糜2号米饭的硬度、黏附性和咀嚼性均高于榆黍1号米饭。黄米添加量对米饭TPA特性有显著影响(P<0.05)，与大米米饭相比，添加榆黍1号后，混米米饭的硬度和黏附性均显著降低(P<0.05)，可能因为混米在蒸煮糊化过程中，黄米的吸收速度大于大米，当黄米混合比例达到30%时，黄米的吸水速度快，成熟度高，占主导作用，影响了大米的完全吸水熟化，从而影响了混米米饭的成熟度，导致米饭偏硬。当榆黍1号混配比例为20%时，米饭硬度最小、黏附性和咀嚼性最大，食用品质较好，可能是榆黍1号添加量超过20%时，混米米饭糊化温度升高，米饭难以均匀熟化，大米、黄米成熟度不一，导致感官得分降低，这可能与大米、黄米吸水蒸煮熟化程度不一有关，所以榆黍1号添加量以20%为宜。添加榆糜2号后，混米米饭硬度下降，黏附性、咀嚼性增大，这与混米中的直链淀粉含量增大有关，因直链淀粉含量与咀嚼性呈极显著正相关[16-17]；当榆糜2号混配比例为10%时，米饭硬度、黏附性适中，较为接近纯大米米饭，食用品质好。Zhu等[18]研究指出，中国消费者更喜欢硬度低、黏性大，咀嚼度适中的米饭。综上，当榆黍1号和榆糜2号添加量分别为20%和10%时，混米米饭的硬度和黏附性适中，质构特性较好。

表5 米饭的TPA特性†Table 5 TPA characteristics of rice

2.3.2 米饭感官特性 由表6可知，纯大米米饭的形态和口感得分高于黄米米饭，榆黍1号米饭的滋味、香气得分高于大米和榆糜2号米饭；榆糜2号米饭的色泽得分最高，但滋味、口感不及榆黍1号米饭。这是因为粳性品种榆糜2号直链淀粉、蛋白质含量高，阻碍了蒸煮过程中水的扩散作用，影响了蒸煮效果，导致榆糜2号米饭硬度较高，黏度较低，质地松散，使口感和滋味评分偏低[19]。榆黍1号的添加会使混米米饭除外观形态变差外，其他指标评分均升高，当其添加量为10%时，混米米饭的总感官评分最高，食用品质最好；而榆糜2号的添加会使混米米饭除香气评分增加外，其他指标评分均下降，混米米饭的总感官评分小于纯大米米饭，榆糜2号混米米饭的感官评分也低于榆黍1号，表明榆糜2号不适宜与大米复配。

表6 米饭感官评分Table 6 Sensory evaluation score of rice

2.3.3 相关性分析 由表7可知，混米米饭的硬度与吸水率存在极显著负相关(P<0.01)，即吸水率越高，混米米饭硬度越小，这与混米的直链淀粉含量、米粒吸水特性有关。混米中直链淀粉含量多，其紧密的封闭型螺旋结构利于其形成较强的分子内氢键，导致难与水分子接触，所以米粒间松散且相对较硬[19]。米饭的黏附性与黄米混配比例呈极显著正相关(P<0.01)，与吸水率、透光率呈极显著负相关(P<0.01)；米饭的咀嚼性与黄米比例呈极显著正相关(P<0.01)，与碘蓝值和透光率呈极显著负相关(P<0.01)。米饭的感官评价与碘蓝值和透光率呈极显著正相关(P<0.01)，与黄米比例呈极显著负相关(P<0.01)，米饭色值与其他指标间无显著相关性。综上，混米米饭的黏附性、咀嚼性以及感官评分受黄米比例以及吸水率影响，吸水率越高，米饭的硬度、黏附性越小；黄米混配比例越大，米饭的黏附性、咀嚼度越高，但感官评分会下降，即黄米适度比例添加是可行的。米饭的碘蓝值、透光率越高，米饭的咀嚼性越低，但感官评分会提高，这与混米中的直链淀粉含量高低有关，说明适当提高混米直链淀粉含量，有利于提高米饭品质。

表7 米饭理化指标和食用品质相关性分析†Table 7 Correlation analysis of physicochemical indexes and edible quality of rice

2.3.4 米饭风味物质 研究[20-21]表明，挥发性物质会受到直链淀粉含量、品种、环境条件等因素的影响。直链淀粉是一种长链型聚合物，可与挥发性物质形成络合物，从而提高挥发性物质的含量。目前米饭中已鉴定出100多种风味物质，大部分是一些醛、酮、酸、酯、醇、烷烃以及杂环等化合物，其中醛类物质是米饭中评价米饭香气的主要指标[22]。

由表8可知，纯大米米饭中共鉴定出5种醛类、2种酮类、2种酯类、2种酸类、1种呋喃类和1种苯类，其中醛类和酮类含量较高，总相对含量均为2.12%，酸类和酯类总相对含量分别为1.31%，0.77%，而呋喃类和苯类物质的含量相对较低。榆黍1号混米米饭中增加了6种风味化合物，分别为二苯甲酮(玫瑰香)、乙醛(刺激气味)、乙醇(酒味)、戊醇(水果香)、2-甲基呋喃(醚样气味)、二甲基硫醚(海鲜味)；其中醛类和酸类含量较高，总相对含量分别为5.00%，3.22%；其次是酮类和呋喃类，总相对含量分别为1.55%，2.25%，其余物质含量相对较低。榆糜2号混米米饭中增加了8种风味化合物，分别为庚醛(水果香)、甲基叔丁醚(萜烯味)、L-谷氨酸(酸味)、琥珀酸(酸味)、3-戊醇(特殊气味)、已醇(水果香)、甲硫醇(烂菜心味)、戊烷(薄荷香)；其中醛类和酸类含量较高，总相对含量分别为3.22%，2.78%，其次是酮类和呋喃类，总相对含量分别为1.07%，0.96%，其余物质含量相对较低。但米饭的关键风味化合物2-乙酰基吡咯啉尚未检出，可能由品种、检测仪器精度等不同因素造成[23]。

表8 米饭中鉴定出的风味化合物†Table 8 Analysis list of flavor compounds identified in rice

黄米中存在的醇类与酚类物质可为黄米米饭提供一定的芳香、花香等良好的香气[24]，杂环类物质中的呋喃类成分对米饭香气也有重要作用[25]；酮类赋予米饭甜味与微酸；酯类一般没有芳香气味，但对米饭的香气起到强化作用，还可增加米饭饱满温润的口感。综上，黄米的添加增加了大米米饭中的风味化合物种类及含量。

3 结论

试验表明，大米的蛋白质、粗脂肪及氨基酸含量、氨基酸评分较低，与黄米合理搭配可提高其营养价值。混米米饭的黏附性、咀嚼性与黄米复配比例呈极显著正相关(P<0.01)，但黄米复配比例与感官评分呈极显著负相关(P<0.01)；榆黍1号的添加明显提高了大米米饭的感官评分，且添加量为10%～20%时，混米米饭有较好的质构特性，食用品质好。黄米的添加增加了大米米饭中的风味化合物种类及含量，但蛋白质、淀粉、脂肪组分与结构及其相互作用对风味和质地的影响尚未涉及，后续可重点研究。