籼米的成分分析及品质特性研究

夏小帅，陈慧敏，夏远涛，张伟皓，陈 洁

(湖北大学知行学院食品与生物工程系，湖北 武汉 430011)

籼米的成分分析及品质特性研究

夏小帅，陈慧敏，夏远涛，张伟皓，陈 洁

(湖北大学知行学院食品与生物工程系，湖北 武汉 430011)

为研究不同产地籼米的营养成分及品质性状，选取7种湖北产地籼米和2种江西产地籼米，测定其蛋白质、总淀粉等成分含量，垩白度、胶稠度等加工特性以及冻融析水率、透明度、碘蓝值等淀粉特性。结果表明：试验选取的湖北籼米和江西籼米在水分、蛋白质含量、垩白粒率和垩白度上具有显著性差异。4号籼米水分和蛋白质含量较低，适合做发糕；1号和9号籼米宜制米粉；2号籼米透明度较低，淀粉老化较慢。

籼米；稻米品质特性；垩白度；胶稠度；碘蓝值

我国水稻主产区主要有东北地区、长江流域和珠江流域，湖北地处“黄金水稻带”长江流域的中部，为南北稻的过渡地区，籼、粳、糯稻并存，其中籼稻主产区主要分布在两湖、两广等南方省份[1]。湖北省粮食品种以稻谷为主，据湖北省农业厅种植业处发布的《2014年水稻市场综述和2015年市场走势分析》：2014年我国稻谷总产量20 642.7万t，同比增长1.38%，已是连续四年突破了两亿吨；其中湖北省再次刷新稻谷总产量，为1 729.5万t，占全国稻谷总产量的8.38%，可以说湖北是“水稻大省”，且是生产籼米的大省。有研究表明，籼米相比粳米、糯米品质特性及食味品质相对较差，峰值黏度、破损值则居中，糊化温度、最终黏度和回生值较高，因而籼米凝胶强度较大，易老化[2]。籼米的品质与其化学成分的含量和理化特性有较大的关系[3-5]；籼米的特性与米饭或者米粉、脱水方便米饭、米发糕等加工品品质也存在一定的关系[6-9]。由于感官评定的模糊性，且其评定结果易受多种外界因素干扰，对于不同品种的大米，尤其是作为食品生产加工原料用大米，需要进行加工特性的评价。研究选取7种湖北不同产区的籼米，对水分、蛋白质、总淀粉等营养成分和垩白度胶、稠度等加工特性，以及淀粉特性进行测定，通过探讨大米品种与大米加工特性之间的关系，借以对大米加工者选择大米原料、提高大米利用率等方面起到一定的指导作用。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 原料

选择7种湖北不同产地籼米，编号分别为1、3、4、5、7、8、9；2种江西产籼米，编号分别为2、6，原料均购于湖北省粮油批发市场。

1.1.2 试剂

10 μg/ml磷元素标准溶液；硝酸、高氯酸等，以上试剂均为优级纯；三氯化铁、硫酸铜、硫酸钾、硫酸、盐酸、硼酸、氢氧化钠、无水碳酸钠、氢氧化钾、次甲基蓝、甲基红、乙醇百里酚蓝等，以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

AR1140电子分析天平，HH-S数显恒温水浴锅，101-2AB电热数显鼓风干燥箱，FW80高速万能粉碎机，CL-100双层圆盘电炉，SX2-4-10马福炉，QL-90L Vortex涡旋振荡器，WFJ720可见光分光光度计，TG16-WS台式高速离心机等。

1.3 方法

1.3.1 营养成分分析

水分的测定参照GB 5497—1985《粮食、油料检验 水分测定法》中105℃恒重法；灰分的测定参照GB 5009.4—2010《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》；蛋白质的测定参照GB/T 5009.5—2010《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中凯氏定氮法；总淀粉的测定参照GB/T 5009.9—2008《食品中淀粉的测定》中酸水解法；磷的测定采用磷钒钼黄比色法[10]。

1.3.2 品质特性分析

1.3.2.1 垩白度

从整精米样品中随机取出整精米100粒，置于玻璃板上，于聚光灯下观察，拣出有垩白(包括心白、腹白、背白)的米粒，按公式(1)求出垩白米率。重复1次，取2次测定的平均值。随机取垩白米10粒，在聚光灯下平放，逐粒目测垩白面积占整个籽粒面积的百分数，求出垩白面积的平均值，重复1次，2次测定结果的平均值即为垩白大小。垩白度指整精米样品中垩白的面积占样品总面积的百分比，按公式(2)计算。

(1)

垩白度=垩白米率×垩白大小。

(2)

1.3.2.2 胶稠度和胶稠度分类

胶稠度参照GB/T 22294—2008《粮油检验 大米胶稠度的测定》，以米胶在试管内流动的长度(mm)表示。参照NY 147—1988 米质测定方法，按米胶长度(mm)对胶稠度进行分类；米胶长度≤40 mm为硬胶稠度，41 mm≤米胶长度≤60 mm为中胶稠度，米胶长度≥61 mm为软胶稠度。

1.3.3 淀粉特性分析

1.3.3.1 大米淀粉的提取

粉碎原料籼米并过100目筛，按1∶5的比例采用质量分数为0.2%的NaOH溶液浸泡过筛后米粉，磁力搅拌18 h后用稀HCl调整溶液至pH7。浸泡液于3 000 r/min下离心20 min，弃上清液，刮去上层软层和黄淀粉层，重复3次。下层淀粉过100目筛网，45℃干燥24 h得初提淀粉[11]。

1.3.3.2 大米淀粉的溶解度

精确称取1.3.3.1节提取的淀粉样品1 g ，加50 ml水配成质量分数为2%的淀粉乳，分别于55、75、95℃水浴中搅拌加热30 min，3 000 r/min下离心30 min，取上清液水浴蒸干，105℃烘至恒重，按公式(3)计算溶解度[12]。

(3)

1.3.3.3 大米淀粉的透明度

同1.3.3.2节，配制1%的淀粉乳，于沸水浴中加热搅拌15 min，并保持原有体积。冷却至室温，以蒸馏水作空白，设置蒸馏水的透光率为100%，1 cm的比色皿在620 nm的波长下测定淀粉糊的透光率即为透明度[12]。

1.3.3.4 大米淀粉的冻融稳定性

同1.3.3.2节，配制3%的淀粉乳，于沸水浴中加热20 min，冷却至室温，然后置于-20～-15℃冰箱中冷冻，24 h后取出自然解冻，于3 000 r/min下离心20 min，弃上清液，称取沉淀物的质量，按公式(4)计算折水率[12]。

BSA223S电子天平；JJ－1型电动搅拌器；HWS28电子恒温水浴锅；ISO水泥稠度测定仪；TENSOR-27傅立叶红外光度计；DFC-0710B增压稠化仪。

(4)

1.3.3.5 碘蓝值

参照文献[13]碘蓝值BV测定的方法，以吸光值作碘蓝值。

2 结果与分析

2.1 不同产地籼米的主要营养成分

不同产地籼米的营养成分及其最大、最小值见表1。稻谷加工后，大米所含水分的高低是保证大米减少霉变陈化的关键因素之一。水分对大米储存时间、保存品质及食用安全有很大的影响。大米水分高，即使所处环境温度低，但微生物在缓慢代谢过程中产生的热量也足以提升内部温度，从而加速真菌繁殖[14]。GB 1354—2009《大米》对各质量等级籼米的水分做出了明确的规定(水分≤14.5%)。由表1可知，9个产地的籼米水分最高为13.82%，水分指标都符合国家标准。国内外衡量评价大米新鲜度的主要检验指标有水分、脂肪酸、还原糖、黏度、色泽、香味、酶活性等，其中最能反映大米新鲜度的是香味和酶活性，而影响大米香味和酶活性的最主要因素还是大米的水分，因此大米的水分不仅影响大米的储藏安全，而且影响大米的香味保持。保持大米本身水分对大米食味的保持非常重要，这种来自“天然的”水分，使大米保持了自身充足的结合水，使稻谷中的亲水凝胶颗粒空间结构不被破坏[15]。灰分是有机物经高温灼烧以后挥发逸散无机成分的残留物，它是评定食品是否卫生，有没有污染和评价营养的重要参考指标之一。对大米而言，灰分代表了其中的矿物质，包括人体需要的无机盐和微量元素等；如果灰分超出了正常范围，可能是生产工艺不合理，或是贮运过程中受到污染[16]。9种不同产地的籼米灰分介于0.38%～0.81%，平均值为0.62%，灰分处于正常范围。

蛋白质在米粒细胞壁中存在较多，淀粉细胞间以及淀粉粒之间也存在填充蛋白质。大米中存在清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白。蛋白质因大米品种不同，含量也有所不同：一般而言，籼稻的蛋白质含量较粳稻高，蛋白质对大米蒸煮特性具有显著性影响，大米蛋白质含量越高, 大米蒸煮特性越差，能耗越高，蒸煮时间越长[17]。由表1可知，9种籼米蛋白质质量分数为6.10%～7.64%，江西2个品种的蛋白质平均质量分数(宜春6.86%、富安7.64%)为7.25%，高于湖北7个品种的蛋白质平均质量分数(6.42%)；湖北京山(6.80%)、仙桃(6.70%)品种的蛋白质含量也相对较高。4号籼米的水分和蛋白质含量相对较低，适合做发糕。大米中淀粉含量约为70%～80%，高于小麦、马铃薯等其他粮食中淀粉含量，是主要的营养成分。9个产地籼米淀粉质量分数为73.54%～80.38%，江西2个品种的平均质量分数75.58%，湖北籼米的平均质量分数76.63%。淀粉是大米含量最多的成分也是最重要的碳水化合物，它是决定谷物品质和性质的重要因素。大米淀粉具有一些其他淀粉不具备的特性，如大米淀粉颗粒非常小，在2～8 μm，且颗粒度均一。糊化的大米淀粉吸水快，质构非常柔滑，类似奶油，具有脂肪的口感，且容易涂抹开。磷是大米中的重要无机盐营养素之一，最低含量0.363 mg/g，最高含量0.568 mg/g，不同产地品种磷含量无显著性差异。

表1 不同产地籼米的主要营养成分

2.2 不同产地籼米的加工特性

由表2可知，不同产地籼米的垩白度为5.92%～47.73%，垩白度具有极显著差异，变异系数较大，为74.40%。垩白是指稻米胚乳中不透明的部分。大米垩白是决定大米品质的关键因素之一[18]。大米垩白是由于稻谷在灌浆成熟阶段胚乳中淀粉和蛋白质积累较快，填塞疏松所造成的[19]。同一品种高垩白与低垩白相比，高垩白导致米饭变硬、粗糙、易返生、适口性差[20]，故1号和9号不宜做米饭。在碾米过程中，垩白大米易形成碎米，故可以考虑转向加工成谷物饮料、米果类休闲食品、谷物早餐食品、方便米线和红曲米等[21]。不同产地籼米胶稠度为42.5%～83.5%。胶稠度是稻米胚乳中直链淀粉含量以及直链淀粉和支链淀粉分子综合作用的反映，通常以米胶经煮沸冷却后在水平试管中的延伸长度来衡量，与米饭的柔软性、黏稠性相关[22]。测定大米的胶稠度可反映米胶冷却后的延展性，即柔软性。胶稠度值越大，口感越好。胶稠度和大米食味品质有显著性关系[23]。高直链淀粉的大米属硬胶稠度，低直链淀粉的大米属软胶稠度，通常硬胶体性质的大米不受消费者欢迎。9种籼米中有3种(4号、5号、7号)籼米为软胶稠度，预测其直链淀粉含量较低。对于米粉体系而言，胶稠度是影响其胶凝特性的主要因素之一，胶稠度越小，米粉凝胶的强度和速度就越大，耐热性越好[24]。胶稠度较小，适于加工成米粉、米线等。

表2 不同产地籼米的品质特性

2.3 不同产地籼米的淀粉特性

不同产地籼米的析水率、透明度等淀粉特性见表3。析水率是淀粉糊冻融稳定性评价的主要指标。淀粉糊经过冻结/解冻过程发生沉凝作用，当分子间再经氢键结合时，由于胶体结构的破坏使水析出，因而析水率越低，冻融稳定性越好；冻融稳定性与贮藏稳定性是一致的[26]。9种大米淀粉析水率为35.52%～56.54%，析水率30%～40%有3个品种，40%以上有6个品种，冻融稳定性相对较差。有研究表明，各种改性淀粉可以有效提高大米淀粉的冻融稳定性，如交联后的大米淀粉稳定性要高于原大米淀粉，经交联酯化复合变性后的淀粉4次冻融循环，析水率可以降到20%以下[27-28]。反映出试验品种大米原淀粉经改性改善冻融稳定性后可适于冷冻加工食品。

表3 不同产地籼米的淀粉特性

淀粉糊的透明度与淀粉老化具有相关性，透明度越差的淀粉糊其老化速度越快[29]。9种籼米样品中，透明度较好的有2号江西宜春产地品种，为27%。荆门产地的4号和武汉产地的8号籼米品种透明度低于20%。

碘蓝值可以反映游离淀粉含量的高低[30]。对大米品种而言，碘兰值越高，直链淀粉含量越高[31]。品质好的大米，其淀粉与碘所生成的兰色较深，蒸煮时，米汤溶出物较多，米饭亦黏稠[32]。9个产地籼米碘兰值最小的为仙桃品种，其碘兰值为0.351，最大的为武汉品种，其碘兰值为0.511，不同产地籼米品种间差异较大。

2.4 湖北籼米与江西籼米的特性比较

7种湖北籼米与2种江西籼米的特性比较见表4。由表4可知，湖北籼米和江西籼米的平均水分分别为12.92%、13.56%，湖北籼米的水分显著低于江西籼米。两产地籼米的灰分含量介于0.61%～0.62%，平均值为 0.615%，没有显著性差异。湖北和江西籼米在总淀粉含量上也没有显著性差异，分别为76.63%、75.58%。湖北和江西籼米垩白粒率分别为48.07%、20.75%，垩白度值为21.34%、8.13%，湖北籼米垩白粒率和垩白度显著高于江西籼米。湖北和江西籼米的胶稠度平均值分别为59.29和53.25 mm，两地籼米品种胶稠度值没有显著性差异。磷含量和碘蓝值在两地间也没有显著性差异。

表4 湖北与江西籼米的对照分析

注：标注不同字母的表示有显著性差异，显著水平为0.05。

3 结论

(1)试验选取的湖北籼米和江西籼米在水分、蛋白质含量、垩白粒率和垩白度上具有显著性差异。高垩白度的大米在碾米过程易形成碎米，可考虑转向加工食品。

(2)不同产地籼米在加工特性上具有差异。4号籼米水分和蛋白质含量较低，适合做发糕。4号、5号、7号籼米胶稠度值高，米胶口感好。1号和9号垩白度和胶稠度指标满足米粉生产用原料标准，适合加工米粉。

(3)不同品种大米原淀粉需经改性改善冻融稳定性后才适于制成冷冻加工品。2号大米透明度较高，淀粉老化较慢。1号产地籼米碘蓝值最大，含直链淀粉多。

[1] 游艾青，陈亿毅. 湖北省水稻生产发展战略思考[J]. 湖北农业科学，2008，47(11)：1 361-1 363.

[2] 杜双奎，杨红丹，于修烛，等. 商品粳米、籼米、糯米品质特性和糊化特性比较研究[J].食品科学，2010，31(5)：78-81.

[3] 李云波，许金东，涂丽华，等. 不同品种籼米的特性研究[J].粮食与饲料工业，2007(11)：4-6.

[4] 陈庆川，黄 亮，江媛媛，等. 籼米食味值与品质性状的相关性研究[J]. 粮食与饲料工业，2011(11)：4-6.

[5] 范 华，苏钰亭，刘友明，等. 不同品种稻米的化学成分和理化特性研究[J]. 粮食与饲料工业，2014(3)：1-5.

[6] 周治宝，王晓玲，余传元，等. 籼稻米饭食味与品质性状的相关性分析[J]. 中国粮油学报，2012，27(1)：1-5.

[7] 窦红霞，杨特武，赵思明，等. 不同品种籼米化学成分、凝胶和糊化特性及米粉加工品质比较[J].中国粮油学报，2014，29(3)：1-6.

[8] 王 佳，林亲录，吴 跃，等. 脱水方便米饭的稻米品种筛选[J].食品科学，2013，4(3)：16-20.

[9] 祁 攀，鲁 静，刘 英. 大米基本成分与米发糕品质间相关性探讨[J].粮食与饲料工业，2012，(3)：25-29.

[10] 李则均，刘滨青. 高蛋白大米粉中磷含量测定[J].中国食品与营养，2012，18(5)：52-54.

[11] 芦 鑫，张 晖，姚惠源. 不同提取方法对粳米淀粉结构的影响[J].食品科学，2008，29(1)：102-106.

[12] 陈 洁，汪浩明，张丛兰，等. 板栗的营养成分及加工特性研究[J].现代食品科技，2013，29(4)：725-728.

[13] 林立铭，张振文. 木薯产品碘蓝值检测方法分析[J].农产品加工，2015(4)：62-64.

[14] 张 蕾，王 颖，张秀玉，等. 贮存环境相对湿度对大米霉变影响的研究[J].包装工程，2006，27(6)：129-131.

[15] 马 涛，毛 闯，赵 锟. 大米水分与食味品质和储藏关系的研究[J].粮食与饲料工业，2007，(5)：3-4.

[16] 马小年，段海波，梁志坚，等. 大米粉中灰分的能力验证研究[J].安徽农业科学，2014，42(1)：230.

[17] 余世峰，杨秀春，MENAGER L，等. 直链淀粉、蛋白质及脂类对大米粉热特性的影响[J].食品与发酵工业，2009，35(4)：38-42.

[18] ZHOU L ，LIANG S ，PONCE K , et al.Factors affecting head rice yield and chalkiness in indica rice[J].Field Crops Research,2015,172(12):1-10.

[19] 王鲁峰，王 伟. 原料大米特性与米饭品质的相关性研究[J].食品工业科技，2009，30(8)：113-116.

[20] 刘奇华，蔡 建，李 天，等. 两个籼稻品种垩白对稻米蒸煮食味与营养品质的影响[J].中国水稻科学，2007，21(3)：327-330.

[21] 袁 超，王 哲，梁志家. 碎米深加工产品市场概述[J].粮油加工，2010(12)：142-143.

[22] 韩金香，胡培松，焦桂爱，等. 稻米蒸煮食味品质及其仪器分析的研究现状[J].中国稻米，2009(2)：1-4.

[23] 王云光. 稻米淀粉RVA特性及食味评价技术研究进展[J].粮食与饲料工业，2007(9)：7-8.

[24] 姜 松，刘锦伟，朱 婷，等.籼米胶稠度测定方法的研究[J].中国粮油学报，2012，27(11)：87-91.

[25] 吴卫国，张 喻，肖海秋，等.原料大米特性与米粉产品品质关系的研究[J].粮食与饲料工业，2005(9)：21-24.

[26] 梁建兰，刘秀凤，赵 萌，等.板栗贮藏前后淀粉性质的比较[J].中国粮油学报，2015，30(1)：51-54.

[27] 王慧云，赵 阳，陈海华，等.亚麻多糖对薯类改性淀粉糊化特性和冻融稳定性的影响[J].中国食品学报，2014，14(7):176-184.

[28] 荆 晶，程建军. 一步法制备冻融稳定型复合变性淀粉及其性质研究[J].食品工业，2011(11)：79-84.

[29] 任顺成，常云彩，巩 蔼.云南特色豆类淀粉特性研究[J].中国粮油学报，2014，29(6)：33-37.

[30] 吴卫国，谭兴和，熊兴耀，等. 不同工艺和马铃薯品种对马铃薯颗粒全粉品质的影响[J].中国粮油学报，2006，21(6)：98-102.

[31] 谢淑丽，袁佰华，庞慧敏，等. 三种大米淀粉的物性研究[J].粮食与饲料工业，2014(8)：36-39.

[32] 熊善柏，赵思明，刘友明，等. 方便米饭的原料适应性与品质特性研究[J].粮食与饲料工业，2002(1)：41-43.

(责任编辑:俞兰苓)

Nutrient components and rice quality of indica rice

XIA Xiao-shuai, CHEN Hui-min, Xia Yuan-tao, ZHANG Wei-hao, CHEN Jie

(Department of Food and Bioengineering,ZhiXing College of Hubei University,Wuhan 430011, China)

To compare the difference of nutrients components and quality characteristics from different regions, we selected seven kinds indica samples from Hubei province and two kinds from Jiangxi province to analyze the nutrition components(protein content,starch content,etc.), processing adaptability (chalkiness score, gel consistency, etc.) and starch properties (frozen-thawed syneresis rate, transparency, iodine blue value,etc.). The results showed that significant differences were observed in water content, protein content,percentage of chalky kernel and chalkiness of indica from Hubei and Jiangxi province.Sample No.4 with lower water content and protein content can be applied with steamed sponge cake;Samples of No. 1 and No. 9 were suitable for rice noodle; Samples of No.2 showed superiority in the transparence and were. slow aging of starch.

indica rice; rice quality; chalkiness; gel consistency; iodine blue value

2016-10-17；

2016-12-28

2015年度湖北省教育厅科学研究计划指导性项目(B2015515)；2015年度湖北大学知行学院大学生科技创新项目(DC201505)。

夏小帅 (1993-)，女，食品科学与工程专业，主要从事食品分析与检测方面的研究。

陈 洁 (1980-)，女，讲师，硕士，主要从事食品化学研究。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.02.001

TS210.1

A

1003-6202(2017)02-0001-05