米饭质构特性测定方法的研究(Ⅲ)：米饭质构测试的最佳条件探讨

毛根武 董德良 杨瑞征 张国栋 刘建伟

(成都粮食储藏科学研究所1，成都 610031)

(西华大学食品生物技术四川省高校重点实验室2，成都 610039)

粮食制品的样品制备方法、前处理方式、测试环境条件、测试位置、不同类型、不同材料及参数的测试探头、测试过程中的测试速度、保持停留时间以及测试过程中样品的变形程度等质构测试方法及参数是影响质构测试结果的关键因素［1－8］。本研究在米饭样品制作与质构测试方法探讨、米饭样品放置时间、环境温度对硬度测定值影响的研究基础上［9－10］，通过米饭质构关键参数的单因素试验以及正交试验，对影响米饭质构测试结果的关键因素进行了全面系统的试验测试，探讨了米饭质构测定的最佳测试条件，以期为米饭质构特性测定方法的建立打下基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

天津小站米(市贩包装粳米):天津金芦米业有限公司;南充顺心大米(市贩包装籼型杂交稻米):南充顺心粮业有限公司。选用这2种大米的理由是其具有粳米和籼米2大类型大米品种的食味品质居中的代表性。

1.2 试验仪器与设备

苏泊尔自动电饭煲:浙江苏泊尔股份有限公司;ACS－3H－B金菊电子秤:中山市金利电子衡器有限公司;JM3102电子天平:余姚记铭称重校验设备有限公司;TA.XT plus物性测定仪:Stable Micro Systems(英国);RS－11型数字式温湿度记录计:TABAI ESPEC CORP.(日本);其他:饭盒，勺子，米饭样品预压组件(底座:内径Φ44 mm×高20 mm;压头:质量1 kg)。

1.3 试验方法

1.3.1 米饭样品制作方法与测试

主要参照《粮油检验稻谷、大米蒸煮食用品质感官评价方法》GB/T 15682—2008进行米饭样品制作，样品制作与质构测试的方法、流程及要点如下［9－10］。

大量样品米饭制备(电饭煲炊饭方法):称米(200 g)→洗米(电饭煲锅内)→加水(粳米、籼米均按1∶1.3倍加水)→浸泡(30 min)→蒸煮(电饭煲炊饭)→焖饭(20 min)→冷却(60 min)→测定(依次称取15 g米饭分别装入米饭样品预压组件的5个底座内，并用压头对底座内米饭下压8 mm保持2 min后进行质构测试，每次试验进行5次平行测定。)

米饭样品制作与测试的温度设置与控制:本研究的所有试验的米饭样品制作、放置及测定的全过程都通过空调的温度设定和人为辅助控制使实验室内温度波动≤0.5℃。

1.3.2 米饭样品质构测定的条件与参数

根据面包和馒头质构测试的经验及米饭质构测试方法的研究［7－10］，本研究采用 TA.XT Plus型质构测试仪进行米饭质构测试时，质构测试方式选用TPA测试模式，触发类型设置为“Auto”，触发力设置为5 g，数据采集速率为200 pps。质构测试的探头选用P/1SP(1英寸)圆球形尼龙探头，测试时探头的测前速度为60 mm/min、测后速度为120 mm/min、保持时间为5 s，除考察压缩速度和压缩程度影响因素外的基本质构测定之压缩速度和压缩程度分别设置为60 mm/min和50%。米饭硬度测定值由质构测试仪的专用软件TE32自动分析并输出。

1.3.3 压缩程度对米饭硬度测定值影响的单因素试验

用天津小站米和南充顺心大米按1.3.1所述方法(电饭煲炊饭和米饭样品预压8 mm)制作米饭样品并用Φ25.4 mm圆球探头做质构测定，在压缩速度60 mm/min条件下进行压缩程度单因素试验，压缩程度设定为20%、35%、50%、65%。

1.3.4 压缩速度对米饭硬度测定值影响的单因素试验

用天津小站米和南充顺心大米按1.3.1所述方法(电饭煲炊饭和米饭样品预压8 mm)制作米饭样品并用Φ25.4 mm圆球探头做质构测定，在压缩程度为50%条件下进行压缩速度单因素试验，压缩速度设定为 30、60、100、150 mm/min。

1.3.5 正交试验

用天津小站米和南充顺心大米按1.3.1所述方法(电饭煲炊饭和米饭样品预压8 mm)制作米饭样品并用Φ25.4 mm圆球探头做质构测定，在前述单因素试验结果的基础上，分别以米饭放置时间、米饭样品制作与测试温度、压缩程度、压缩速度为考察因素，4个因素的水平分别为:60、90和120 min，20、25和 30 ℃，35%、50%和65%，50、100 和150 mm/min，试验因素水平如表1所示，并按L9(34)正交表进行正交试验(两重复)。

表1 L9(34)正交试验因素水平表

2 结果与分析

2.1 压缩程度对米饭硬度测定值影响

在压缩速度60 mm/min条件下的压缩程度(20%、35%、50%、65%)单因素试验结果分别如图1和图2所示。

试验结果表明，在试验条件范围内随着压缩程度的增大、2种大米的米饭硬度测定值逐渐增大，其中在压缩程度为50%以上范围，天津小站米的米饭硬度测定值增大程度有所减弱，硬度测定值增大趋势特性与米饭质构图谱特征基本相符。如图2所示，不同压缩程度的米饭硬度测定值(n=5)的变异系数为3.3% ～11.7%。其中，天津小站米米饭在压缩程度35%以上的米饭硬度测定值的变异系数较小，压缩程度为50%和65%的米饭硬度测定值变异系数分别为4.9%和3.6%，明显小于其他压缩程度条件的测定值变异系数;南充顺心大米米饭在压缩程度为35%和50%时的米饭硬度测定值的变异系数较小、其分别为3.3%和5.3%，明显小于其他压缩程度条件的测定值变异系数。

综上所述，以米饭硬度测定值的变异系数大小作为考察指标，同时考虑质构测试参数对不同种类大米的适应性，在本研究的米饭样品制作和质构测试条件下，压缩程度以50%左右为合适。

图1 压缩程度对米饭硬度测定值的影响

图2 米饭硬度测定值变异系数与压缩程度的关系

2.2 压缩速度对米饭硬度测定值影响

在压缩程度为50%条件下进行压缩速度(30、60、100、150 mm/min)单因素试验结果表明，在试验条件范围内随着压缩速度的增大、米饭硬度测定值近似直线增大，其硬度测定值增大的程度和趋势如图3所示。另外，在试验条件范围内，不同压缩速度的米饭硬度测定值(n=5)的变异系数为2.8%～7.7%，不同压缩速度的2种大米平均变异系数分别为 4.1%、5.7%、5.3%、4.4%，表明不同压缩速度的米饭硬度测定值的变异幅度的差异不大。

图3 压缩速度对米饭硬度测定值的影响

2.3 米饭质构(硬度)测试条件的正交试验结果

用天津小站米和南充顺心大米，在采用电饭煲炊饭和米饭样品预压8 mm制作米饭样品并用Φ25.4 mm圆球探头进行米饭质构测定的条件下，以米饭放置时间、米饭样品制作与测试温度、压缩程度、压缩速度为考察因素的正交试验(两重复)的结果如表2～表9所示。

其中，用2种大米分别进行的两重复正交试验的硬度测定结果如表2和表6所示，其方差分析分别如表3和表7所示。用直观分析法按极差R值大小(或方差分析的F值大小)可知，各因素对米饭硬度测定值的影响主次关系为:C压缩程度＞D压缩速度＞B米饭样品制作与测试温度＞A放置时间，并且由方差分析显著性检验可知，压缩程度、压缩速度、米饭样品制作与测试温度、放置时间4个因素对硬度测定值都有高度显著(P＜0.01)的影响。

天津小站米以米饭硬度测定值(n=5)变异系数为指标的两重复正交试验的结果与方差分析表如表4和表5所示，南充顺心大米以米饭硬度测定值(n=5)变异系数为指标的两重复正交试验的结果与方差分析表如表8和表9所示。结果表明，2种大米的两重复正交试验的全部硬度测定值变异系数为1.5%～5.8%，并且由方差分析显著性检验可知，米饭放置时间、米饭样品制作与测试温度、压缩程度、压缩速度对米饭硬度测定值的变异幅度大小无影响。综合前述结果和2种大米的正交试验结果(以变异系数为指标)k值最小条件，得到以米饭硬度测定值变异幅度为指标的米饭质构测定的最佳条件(参数)为:米饭放置时间90 min、米饭样品制作与测试温度20℃、压缩程度50%、压缩速度50 mm/min。

表2 正交试验因素水平与试验结果(天津小站米－硬度)

表3 正交试验方差分析表(天津小站米－硬度)

表4 正交试验因素水平与试验结果(天津小站米－变异系数)

续表

表5 正交试验方差分析表(天津小站米－变异系数)

表6 正交试验因素水平与试验结果(南充顺心大米－硬度)

表7 正交试验方差分析表(南充顺心大米－硬度)

表8 正交试验因素水平与试验结果(南充顺心大米－变异系数)

表9 正交试验方差分析表(南充顺心大米－变异系数)

3 结论

在本研究的米饭样品制作和质构测试条件下，随着压缩程度的增大、米饭硬度测定值逐渐增大，其压缩程度50%以下范围的硬度测定值增大趋势特性与米饭质构图谱特征基本相符。以米饭硬度测定值的变异系数大小作为考察指标时，米饭质构测定的压缩程度以50%左右为合适。随着压缩速度的增大、米饭硬度测定值近似直线增大，不同压缩速度的米饭硬度测定值的变异系数为2.8% ～7.7%，不同压缩速度条件下2种大米平均的米饭硬度测定值的变异幅度的差异很小。

用2种大米材料分别进行的两重复正交试验结果表明:各因素对米饭硬度测定值的影响主次关系为:压缩程度＞压缩速度＞米饭样品制作与测试温度＞放置时间，并且各因素对硬度测定值都有高度显著(P＜0.01)的影响;各因素对米饭硬度测定值的变异幅度大小无影响;以米饭硬度测定值变异幅度为指标的米饭质构测定的最佳条件(参数)为:米饭放置时间90 min、米饭样品制作与测试温度20℃、压缩程度50%、压缩速度50 mm/min。

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