影响米饭质构特性和感官的关键理化因素分析

王鹏跃，路兴花，庞林江（.浙江工商大学食品与生物工程学院，浙江杭州30000；.浙江农林大学农业与食品科学学院，浙江杭州3300）

影响米饭质构特性和感官的关键理化因素分析

王鹏跃1，路兴花2，*，庞林江2
（1.浙江工商大学食品与生物工程学院，浙江杭州310000；2.浙江农林大学农业与食品科学学院，浙江杭州311300）

选取来自统一产区的24个水稻品种，测定了稻米以及其所加工成米饭的理化特性，分析了稻米理化特性与米饭质构特性间的相关性，建立了质构特性及感官与理化因子间的回归方程，进一步分析影响米饭食味品质的一些关键因素。结果表明，淀粉与多个质构参数呈显著（p＜0.05）或极显著（p＜0.01）正相关关系；蛋白质与各质构参数相关性不大；水分与米饭的弹性显著相关（r=0.448，p＜0.05）；游离氨基酸与粘连性极显著负相关（r=-0.576，p＜0.01），与弹性负相关（r=-0.423，p＞0.05）；脂肪与硬度显著负相关（r=-0.420，p＜0.05），与其他质构参数也基本呈负相关；长宽比主要与反映淀粉特性的质构参数显著相关。回归分析表明，脂肪和游离氨基酸含量对米饭食用品质影响较大，当这两者含量低时，米饭质构特性更优良，而当游离氨基酸含量高时，米饭适口性好、感官评分值高。

稻米，理化特性，质构特性，食味品质

稻米的主要成分是淀粉和蛋白质，含量分别约占80%和8%，是影响米饭食味品质的主要因素［1］；而淀粉中又以直链淀粉（amylose，AM）含量对米饭质构特性的影响最为重要［2］。对稻米的理化指标与食味品质的关系，前人做的大量研究，主要是在淀粉，尤其是直链淀粉和蛋白质与食味品质的关系上，后来又有研究者对脂肪［3］也进行了研究，对其他理化成分与食味品质的关系的研究相对较少。稻米理化特性与米饭食味品质的关系已有相关研究［4-7］，但主要是建立在理化指标（淀粉、直链淀粉和蛋白质）与米饭食味品质质构（硬度、粘性、弹性等）的关系，缺乏对稻米理化特征对米饭食味品质和感官的影响的系统研究。本文选取来自统一产区的24个水稻品种，探讨非主要影响米饭食味品质的稻米理化指标与食味品质的关系，为稻米理化特征与米饭食味品质的进一步研究提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

水稻 由浙江杭州中国农业科学院提供，共24个品种，包括粳稻：宁84、甬优538、浙优18、浙新A12、浙粳88；籼稻（粳籼杂交）：深优9597、C两优4418、C两优513、1892S/YR0822、丰两优4号（1）、丰两优4号（2）、C两优华占（1）、两优1882、Y两优900、Y两优2008、两优116、广占63-2S/HR1128、泸优华占、C两优华占（2）、深优9519、徽两优630、620S/丙4114、深两优9310、科两优889；甲醇、乙醇、碘化钾、碘、氢氧化钠、乙酸铅、硫酸钠、石油醚、乙醚、盐酸、硫酸、乙酸、三水合茚三酮等试剂 均为分析纯。

JLGJ45-B型检验电机砻谷机 浙东粮检仪器厂；pearlest实验用小型精米机 日本Kett科学研究所；DFT-200型手提式高速万能粉碎机 温岭市林大机械有限公司；MB-WYN161型豪华多功能电饭煲 广东美的生活电器制造有限公司；近红外5000光谱分析仪 Silver Spring，MD，USA；物性测试仪TMS-PRO （Texture Analyzer） 美国Food Technology Corporation。

1.2 实验方法

1.2.1 样品的制备 对水稻收获后晒干，实验室放置一段时间平衡水分，随后进行砻谷得到糙米，对糙米用精米机统一碾米30 s获得精米，备用；取部分精米粉碎，过100目筛用于理化成分测定。

1.2.2 成分含量测定 水分：GB 5009.3-2010直接干燥法；淀粉：GB/T 5009.9-2008酸水解法；直链淀粉：GB/T 15683-2008；蛋白质：GB 5009.5-2010分光光度法；游离氨基酸：茚三酮显色法；脂肪：GB 5009.6-2003酸水解法；长宽比、垩白度：NY 147-1988米质测定方法；胶稠度、碱消值：用近红外光谱分析仪直接测定。

1.2.3 米饭蒸煮和食味品质测定 参照国标GB/T 15682-2008大样品量制备米饭和进行感官评价。品评小组由从事谷物研究且有感官品评经验的14人组成，男女各7人，年龄分布在20～30岁之间。

米饭物性测试（质构仪参数）：采用Measure Force in compression测试模式，3粒米饭，辐射状摆放，P/75圆盘挤压探头，70%的压缩比和0.5 mm/s的压缩速率，0.2 N触发力，500 N感应元量程，10 mm上升高度，测试速率30 mm/min。

1.3 数据分析

采用Excel对数据进行统计分析，采用SPSS 19.0进行Pearson相关性分析和向后法回归分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种稻米的理化成分

由表1可知，不同稻米品种各理化成分间存在着较大差异。由于稻米品种来源于同一产区、收获期一致，因此导致这些差异的原因主要是品种间存在较大的遗传差异［5］。

淀粉和蛋白质是稻米的主要营养成分，其中AM和蛋白质含量又被认为是影响稻米食用品质的最重要因素。在所有稻米品种中，AM含量在11.03%～17.52%之间，属于低AM含量范围。从食用角度看，低AM含量稻米膨胀性小，其米饭很粘，含水多而软，较易消化，适口性较好。蛋白分布范围为6.56%～8.43%。多数研究者认为，蛋白质含量与蒸煮食味品质之间呈负相关，蛋白含量超过9%的品种其食味往往较差［24，26］。因此整体上看本文所选材料AM和蛋白质含量分布都相对集中且处于对稻米食味品质有利的范围，可为分析其他理化成分对米饭品质的影响提供支持。

稻米水分的分布为9.18%～12.73%，水分含量为10%以下的有2个品种，水分含量10%～11%的有8个，水分含量11%～12%的有10个品种，水分含量为12%以上的有4个品种。Fitzgerald等［8］研究了稻米主要成分对米粉糊化的影响表明，水分对米粉的糊化极为重要，水分影响糊化和膨胀米粉形成的复合组分的剪切流变响应，因而影响米饭的口感。

稻米中氨基酸含量是衡量其营养品质的重要指标之一［9-10］。24种稻米中游离氨基酸含量在范围为4844.10～11268.47 μg/100 g，总体上含量较低。这是因为稻米比较新鲜，贮藏期较短，还未出现因陈化期间稻米中的贮藏蛋白被蛋白酶降解为游离氨基酸的现象。关于稻米游离氨基酸含量与米饭食味品质间的关系目前鲜有报道。

脂肪在稻米中含量较低，多为不饱和脂肪酸，是稻米中重要的营养成分，其含量对于食味品质也有一定的影响。表1中不同稻米品种的脂肪含量基本与丁文平等［11］所阐述的我国籼稻中脂类的含量为0.65%～0.80%，粳稻为0.55%～0.66%的结果一致。

垩白度是表征稻米外观品质的一个重要指标。垩白度越低，稻米的外观越好［5］；由表1可知，在供试品种中，五个粳米品种的垩白度都在30%以上，最高为45.5%（浙粳88）；而籼米的垩白度大部分都在30%以下，最低的是9.7%（C两优4418）。

长宽比是稻米的外观品质的指标之一，同时也能简单反映和预估稻米的食味品质。一般来说，籼米、粳米、糯米三类稻米的长宽比依次减小。表1中，5个粳稻品种长宽比与籼稻差异明显，粳稻品种长宽比均值为1.82，籼稻为2.97，所有品种间的变异系数17.91%，个体间差异较明显。

GC是稻米淀粉胶体的流体特性，显示稻米淀粉米胶冷却后的延展性，即柔软性，是稻米中直链淀粉及AP两类分子综合作用的反映。一般中或低直链淀粉的品种都是软GC，表1中，除了品种两优116为32.98 mm外，其余品种胶稠度都在41.00 mm以上。ASV值可反映稻米糊化温度，其值越大，糊化温度越低。所选品种中高、中、低糊化温度的品种均有，主要为中低糊化温度品种。

表1 不同品种稻米的理化成分Table1 Physicochemical composition of twenty-four rices

2.2 不同品种稻米的理化性能与质构特征参数相关性分析

不同品种稻米的质构特征参数及感官评分见表2。由表3可知，蛋白质含量与各质构参数无相关性，这与Qin［12］的研究结果一致。施利利［6］也认为蛋白质含量对米饭的食味品质没有影响。林建荣［13］却得到相反的观点，认为蛋白质含量与食味值显著负相关。也有研究表明蛋白质含量对食味品质的影响是双向的［14］。金正勋［15］对蛋白质含量与食味值的相关性进行了研究，表明两者的关系是处于动态变化的，首先，当蛋白质含量降低时食味值增加，当蛋白质含量降低到某一值时，食味值却随着蛋白质含量的降低而降低。对于稻米蛋白质的含量与其食味品质的关系，目前尚无定论，说明蛋白质含量对食味品质的影响不是唯一因素，应从影响蒸煮食味品质的其他蛋白质相关因素对蛋白质与食味品质的关系作进一步探讨。

稻米中淀粉含量与粘性、内聚性和胶黏性极显著正相关，与硬度、咀嚼性正相关，但不显著；其中AM与粘连性显著正相关，AP与粘性和胶黏性显著正相关。淀粉为稻米中的主要成分，本身对米饭的食味品质起决定作用。

水分作为米制品内极富变动性的成分，对口感和品质的影响极为重要。稻米中水分在与淀粉分子结合、聚合形成凝胶时仍然具有一定的流动性，因而影响了淀粉分子的活性［16］。由表3可以看出，水分对米饭的弹性显著相关，水分对硬度、粘连性正相关，但不显著。这是因为对于水分含量较低的稻米，在蒸煮时稻米腹部会迅速吸水，造成腹部和背部的水分差，进而形成两部分的体积差，致使饭粒产生龟裂，淀粉粒从裂缝流出，米饭的硬度、粘度和弹性等均会受其影响而下降［17］。

由表3看出，游离氨基酸与粘连性极显著负相关、与弹性负相关，这是因为游离氨基酸是蛋白质中的可溶性蛋白，可明显阻碍淀粉的糊化膨胀，因此游离氨基酸含量越高，反应米饭粘性的粘连性和弹性等指标就越小。

脂肪与硬度显著负相关。脂肪含量高，米饭硬度偏大。这是因为脂肪不利于淀粉的糊化膨胀，导致吸水率低，米饭偏硬，影响食味品质，因此稻米脂肪与其他质构指标基本呈负相关。

长宽比与内聚性极显著负相关，与粘性、胶黏性显著负相关。长宽比主要与反映淀粉特性的质构指标相关性高。诸多研究［18-20］表明，长宽比与蛋白质含量呈正相关或者负相关的关系。因此长宽比可能与淀粉含量也存在相关性，进而与食味品质有着联系，需作进一步探讨。

表2 不同品种稻米的质构特征参数及感官评分Table2 The textural characteristic parameters and sensory evaluation of twenty-four cooked rices

表3 不同品种稻米理化成分与质构特征参数间的相关性Table3 Correlation between the physicochemical composition of rice and textural characteristics parameters of cooked rice

垩白度与内聚性显著正相关。垩白的形成是因为胚乳细胞内淀粉和蛋白质积累不充分，淀粉粒排列疏松，颗粒间充气引起折射所致，这应该是其适口性差的主要原因［5］。

2.3 理化特性与食味性参数之间回归模型的建立

以11个理化指标为自变量，分别以主要质构指标硬度、粘性、弹性、内聚性和咀嚼性为因变量，利用SPSS 19.0建立多重线性回归模型（方法为“向后法”，剔除标准是p≥0.1），其结果如表4所示；而感官评分能综合反应米饭的食味品质，建立理化指标与感官评分值间的回归方程如表5所示。

由表4看出，理化成分中，对主要质构参数影响较大的是淀粉、脂肪与游离氨基酸的含量。

表5表明，在稻米的理化成分中，对感官评分值影响最大的几个指标为：水分、脂肪、淀粉、GC、游离氨基酸、AM（按建模过程中逐级排除因子的先后顺序排列，见方程1）。在建模过程中，AP含量这一因子首先被剔除，紧接着为蛋白质因子；这可能表明对感官评分值影响最小的理化指标是AP含量，其次为蛋白质含量。

稻米中的蛋白质或多肽经水解成小分子的氨基酸后，才被人体小肠黏膜所吸收［21］，游离态氨基酸更易为机体所利用［22］，易被吸收且富有营养，较易满足人们的口感，因此可以一定程度地承载稻米的食味品质；龚婷［22］对不同工艺蒸煮条件下的几种稻米米饭的氨基酸组成及含量进行了分析，发现游离氨基酸中主要含苯丙氨酸、苏氨酸等必需氨基酸，含有一定的丙氨酸和甘氨酸，从米饭的风味来看，甜味与甘氨酸和丙氨酸的含量有关［23］；而同时氨基酸不利于米饭的组织结构。脂肪易与米粉中的淀粉形成复合物，且被结合的淀粉难以释放，进而降低糊化粘度影响食味品质［24］，如脂肪易于与直链淀粉形成复合物，减弱淀粉分子特别是直链淀粉分子间的相互作用，使淀粉分子形成有效交联点的数目和密度减小［25］，使米饭的硬度等指标降低［26］。因此，回归方程表明，当脂肪和游离氨基酸含量低时，米饭质构特性更优良（硬度大，粘性大等），而当游离氨基酸含量高时，米饭适口性好、感官评分值高。

表4 理化组成对主要质构参数的回归分析Table4 Regression analysis of rice physicochemical composition dependence on main textural parameters of cooked rice

表5 理化组成对感官评分的回归分析Table5 Regression analysis of rice physicochemical composition dependence on sensory evaluation

回归分析应当综合考虑各个因素，不然具有一定的局限性［12］，本文建立回归分析的11个因变量总体能代表稻米的内外品质。夏加发等［27］对种植于安徽省的54个优质水稻品种的食味与理化品质的相关性进行了研究，其回归分析表明，由精米率、长宽比、透明度、GC和蛋白质含量组成的线性回归方程能较高程度地评估米饭的食味值；而莫小玉［28］的回归分析表明稻米的淀粉和凝胶特性能较好地反应米饭的食味品质；Qin［12］建立的由食味计测得的米饭食味值与稻米各理化特征的回归方程包含AM、脂肪、GC等因子。由表4和表5可知，各回归方程均显著，结合前人的研究成果及综合分析本文两组回归方程表明，除蛋白质、淀粉和水分对米饭食味品质影响显著外，脂肪、游离氨基酸也是影响米饭质构特性和感官的关键理化成分。

3 结论

通过分析稻米理化特性与米饭质构特性间的相关性及建立质构特性及感官与理化因子间的回归方程表明，除了稻米中的主要成分淀粉、蛋白质和水分外，游离氨基酸及脂肪含量也是影响稻米食味品质的关键理化因素；通过稻米理化特性与食用品质间回归模型建立，可对稻米的食味品质进行预测，为优良适口性稻米的选育提供相关依据。

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Key physicochemical factors of rice affecting textural properties and sensory of cooked rice

WANG Peng-yue1，LU Xing-hua2，*，PANG Lin-jiang2
（1.College of Food Science and Biotechnology，Zhejiang Gongshang University，Hangzhou 310000，China；2.School of Agricultural and Food Science，Zhejiang A＆F University，Hangzhou 311300，China）

To further evaluate the key physicochemical factors that influence the eating quality of rice，twentyfour rices from the unified producing area were taken as materials.The physicochemical properties of the rices and their cooked rice were measured，and the correlation between rice physicochemical properties（RPP）and the cooked rice textural characteristic parameters（CTCP）were analyzed.The regression equation between CTCP，sensory of cooked rice and RPP were established.The results showed that the content of starch significantly positively correlated（p＜0.05）or extremely significantly positively correlated（p＜0.01）with multiple CTCP.The content of protein had little correlation with most CTCP.The content of water significantly positively correlated with the springiness of cooked rice（r=0.448，p＜0.05）.The content of free amino acid extremely significantly negatively correlated with the stringiness length（r=-0.576，p＜0.01），and negatively correlated with the springiness of cooked rice（r=-0.423，p＞0.05）.The content of fat significantly negatively correlated with the hardness of cooked rice（r=-0.420，p＜0.05），and negatively correlated with many other CTCP.The length width ratio of rice significantly correlated with some CTCP that could reflect the starch properties of rice.Regression analysis showed that eating quality of rice was obviously impacted by the fat and free amino acid content.When the contents of both were low，the textural property of the rice was better.When the free amino acid content was high，the palatability and sensory score of the cooked rice were high.

rice；physicochemical properties；textural properties；eating quality

TS210.1

A

1002-0306（2016）02-0119-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.02.015

2015－07－24

王鹏跃（1990-），男，硕士研究生，研究方向：农产品加工，E-mail：pywang96@126.com。

*通讯作者：路兴花（1976-），女，博士，副教授，研究方向：农产品加工品质及安全，E-mail：flowerlxh@126.com。

宁波市江北区科技项目（2013B08）；高等学校访问学者教师专业发展项目（FX2014042）；浙江省自然基金项目（LQ12C15001）；浙江农林大学科研发展基金（2012FR083）