论大米饭质地评价方法及影响因素1

◎李兴军 韩 旭 王 昕

论大米饭质地评价方法及影响因素1

◎李兴军 韩 旭 王 昕

稻谷储藏过程中脂肪分解快于蛋白质和淀粉，脂肪酸作为品质劣变的指标。但是脂肪水解产生游离脂肪酸 （FFA），游离脂肪酸氧化成为过氧化氢和其他次级代谢产物。稻谷长时间储藏中以大米FFA含量增加作为判定存储指标需要谨慎对待。陈稻谷加工的大米饭硬度变大、黏性降低，可能与储藏过程湿热条件导致稻谷淀粉从半晶体向晶体相态转变有关。本文从稻谷遗传育种、生化成分、收获后处理及蒸煮方法概述米饭质地影响因素，提出从米饭质地角度筛选稻谷新陈度理化指标。

稻谷 低温储藏 米饭质地 硬度黏度 相态转变

我国是稻谷生产大国，产量占世界的30%。稻谷通常以米饭形式消费，仅小部分作为原料加工成食品。这种利用模式决定了将稻谷储存不同时间。在储藏过程中，稻谷发生许多物理、化学属性的变化，这些变化将影响大米蒸煮及食用品质。近年来，消费者偏爱优质大米，尤其是好吃的品种。在不同国家及地区，人们偏爱各自适合的品质属性。[1]蒸煮大米的质地属性是它的食用品质评价中最基本的指标。质地是多参数感官属性，硬度和黏性是米饭评价常见的质地参数。[2]本文就大米饭的质地评价方法及影响因素作一综述。

一、食物的味道和口感

人对味道的感觉叫味觉，味道的受体主要分布在舌头上，还有一部分分布在口腔深处的上部（软口盖）、喉头盖、食道上部的内表面。味觉细胞遍布口腔及喉部。口感是对咀嚼力和食物对口腔刺激程度的综合判断。人在咀嚼食物时，食物对牙齿的抵抗力、反弹力、黏着力通过牙齿的挤压刺激口腔壁、舌头侧端及牙根表面，人体进而通过神经将接受到的刺激信息传递到大脑。对口感的评价，也会由于居住环境、民族习惯、年龄及嗜好等方面的不同而有差异。日本、韩国、我国人民评价粳米饭的口感时，饭粒的弹性和黏性越大，评价值越高。而印度、巴基斯坦人则相反，认为饭粒的弹性和黏性越小口感越好。日本人喜欢短粒黏性米饭，美国、南美、中东人喜欢中粒或长粒品种，蒸煮后保持分离、硬而非黏性。[3]

食物的好吃与否是对口腔接收到的气味、味道、口感及温度等参数的感觉综合做出的判断结果。在咀嚼食物时接触并压迫口腔黏膜和牙根黏膜的疼痛接收器及温度接收器，直接刺激味觉黏膜的味觉细胞、嗅觉黏膜的嗅觉细胞，通过三叉神经、味觉神经及嗅觉神经将信息传递给大脑中枢。大脑对各种感觉分析后，将各感觉野的信息集中到前头联合野的眼窝前头皮质处，进而对口腔中的食物作出综合性判断。[4]

二、蒸煮米饭的质地

当稻米以全谷物形式食用时，米饭的质地通常作为消费者最终是否接受该糙米的依据。Szczesniak 1987年将食品质地定义为食品结构及其与使用力反应方式的感官表现。质地是米饭的一个重要属性，指示消费者接受的程度。[5-6]虽然米饭的多个质地属性影响消费者接受度，其中硬度和黏性极大地影响米饭食用品质，是关键的评价参数。大米品种Khao Dawk Mali 105，其米饭硬度和黏度被认为是适口性的重要因素。[7-8]

（一）感官描述分析

表1 蒸煮米饭的感官质地

注：由Lyon等、[3]Meullenet等、[12]Miao等[13]文献整理。不同研究者感官质地属性定义稍有差异。

感官描述分析是定性食品质地特性的人工方法。[9]这个技术广泛用于确定不同种植条件及加工方式对米饭感官特性的影响。[10]通常10个品尝员评价蒸煮大米的11个质地特性，术语及定义如表1。品尝员采用表格打分，评分范围0-15。对品尝员提供的参考物是锚定特定的属性。在米饭蒸煮后10 min内评价。样品置于以塑料杯绝热的碗中，盖上盖子，保持在60℃。

分析米饭感官轮廓的变化，以定量可重复的方式，以专业培训的评价团队描述系列感官特性，包括感官轮廓分析法、描述法，采用固定程序以合适的尺度评价米饭的属性，区分和划分了感官特征的强度。这个方法以单独或综合方式评价香味、风味、外观、质地 (ISO 11036:Sensory analysis,Methodology,Texture profile) 。[11]感官轮廓描述分析法是实用的方法，提供了产品完整的感官描述，区分消费者接受这些感官属性的基础 (Stone and Sidel 1993)。感官轮廓分析针对加工条件和货架期，评价感官指标随时间的变化。描述分析是评价稻谷干燥和储藏条件对蒸煮大米感官特征影响的合适感官工具。培训和维持一个品尝团队成本高，促使研发成本低、不费时的评价方法，开发的一些仪器用于评价蒸煮米饭的质地。[12,14]

（二）质地分析仪

质地分析仪是常用的米饭质地特性测定仪器。Okabe 1979年研发的米饭多种质地指标测定仪， 测定3个蒸煮米粒变形来表示米饭硬度和黏度。Okadome[15]开发了较灵敏的方法测定蒸煮后单一米粒的质地，叫张力压迫装置(tensipresser,Taketomo Electric Inc,Japan)。

Ottawa挤压池是一可靠受欢迎的仪器方法，[16]样品量大，放置在挤压池压缩之前样品需要洗涤和冷却。这个方法能够获得相对稳定的数据。但是洗涤和冷却过程期间米饭的状态发生变化。[17]据报道，冷却期间最初温度的变化导致已糊化米粒中淀粉的劣变，这对米饭的质地检测结果有一定影响。[16]为了克服这个缺点，采用米饭粒取样方法(KSM)，主要优点是与Ottawa挤压试验比较需要的样品量小，通常在几个米饭粒进行。[14]Sesmat和 Meullenet[14]指出，与堆样品试验结果比较，采用小样本是不准确的。[13]目前正在研究快速堆取样方法。

质地轮廓分析仪 (TPA)模拟食品样品的第一次咀嚼 (Stokeset al 2013)。 英国Stable Micro公司质地分析仪TA.XT2i，用于评价熟米饭的质地。采用双循环压缩，力—距离程序用于移动平板9 mm，接着返回，并以相同的速度重复操作。该速度为2.0 mm s-1，探针直径为10 mm。从测试曲线记录的参数包括硬度、黏附性 (adhesiveness)及黏结性 (cohesiveness)。硬度定义为在第一个压缩循环期间任何时刻发生的最大力。紧接第一个压缩循环后，探针返回到其初始位置，从样品去除了力。这个负峰的面积作为衡量材料的黏附性。黏结性测定方法是，第二个循环对样品所做的总功除以第一个循环所做的功，以各自曲线下的面积测定功。[18]

近年TA.XTPlus型号用于测定米饭质地。Miao等[13]采用圆柱体取样方法，在电饭锅中放置带小孔 （直径3 mm）的直径18 cm不锈钢圆盘，在其上放置同样4个带有圆孔 （直径6 mm）的直径5.8 cm、高度6.0 cm无底盘的圆柱体，锅中加入600 g大米和720 ml水，蒸煮后将圆柱体取出置于TA.XTPlus干净平整的铝板中心进行质地轮廓分析 （TPA）试验。顶部压缩板与底板之间的间隙设定在70mm (圆柱体取样方法)和20 mn(籽粒取样方法)。压缩板直径36 mm，用于压缩样品到它们最初高度的50%。联杆器预试验速度设定在5 mm s-1，而试验速度和之后试验速度设定在 1 mm s-1。记录硬度 （HRD）、黏附性（ADH）、 黏结性 （COH）、 弹性 （SPR）、 回弹性（RES），采用公式 CHW=(SPR*HRD*COH)计算咀嚼性 （CHW）。

日本佐竹公司的RHS-1A硬度黏度仪是测定米饭物性的检测仪器。

从上面米饭质地分析仪研发看，将单一米粒置于压迫板上的蒸煮米粒质地分析仪有一定成功率，[7,19-20]在一些情况提供的数据密切相关于感官评价数据 (Prakash et al 2005)，它的局限性限制其广泛使用。质地分析仪通过两个米粒的双压迫测试获得力—替代曲线，与堆样品检测的结果比较则不可靠。这一方法对新蒸煮的米饭重复性差，由于随饭粒温度降低淀粉快速回生，要获得有统计意义的测试数据则要多次重复测定，样品准备复杂 (Meullenet et al 1998)。而且，质地分析仪可利用的样品几何学范围限制了使用标准固定物及程序，造成难以作比较研究。实用化的米饭质地分析仪测定结果应该显示压迫，而不是力，允许在几何学和方法学之间作比较，[21]真实反映几个感官属性指标。

（三）动态流变仪预测米饭质地

绝大部分稻米不是以米粉形式蒸煮，收集与食用大米感官评价相关的流变学数据有难度。许多研究采用流变计测定食品材料的特性与食品微结构、感官质地之间的相关性[21]。与常规TPA测定比较，流变学分析的优点是，预先设定好了样品几何学和变形过程，分析机械参数如压迫、拉力、拉力速率、储存及丧失模块等，以定量描述食品材料。对液体和半流体食品的质地和口感分析食品流变学特性较多，对半固体和固体食品如白米饭流变学研究缺乏。[22]

Li等[23]采用感官分析、质地轮廓分析仪（TPA）和动态流变仪测定或预测蒸煮大米的质地，采用的18个精米品种直链淀粉含量范围0-30%。感官测验的13个质地属性中，硬度和黏度是区分精米品种差异的两个属性；动态频率扫描的稠度系数K*和损失正切角tanδ用于比较TPA和感官品尝评价的硬度和黏度，使用K*表达硬度， 表达黏度。动态流变仪区分了精米样品淀粉结构的差异，直链淀粉和聚合度 （DP）70-100的长支链淀粉均占较高比例，引起米饭较大弹性和不黏质地，依据溶液中聚合物动力学行为可解释。

（四）近红外光谱预测米饭质地

另一仪器法评价米粒特性，包含米饭的质地，是近红外光谱仪 (NIRS)。此方法准确定量大米的化学特性，如含水率、（表观）直链淀粉含量、蛋白含量、[24]氨基酸含量、糊化温度、凝胶稠度、[25]快速黏度分析 (RVA)参数。[26-27]NIRS也用于不蒸煮的精米以预测米饭质地的品质，置信度从低度到中等。[28]采用NIRS直接估计米饭的食用品质研究很少。

Siriphollakul等[6]在蒸煮之前采用近红外透射光谱仪在波长940-2222nm范围扫描大米样品。基于透射率的对数一阶导数，大米直链淀粉和米饭质地的校正模型以偏最小平方 （PLS）回归分析。大米直链淀粉PLS回归分析对校正值和预测值决定系数 （R2）分别为0.95和0.92；预测的根均方误差 （RMSEP）是9.9 g/kg干重。压迫试验用力从低和高，米饭的质地表达为弹性 (H1)、回弹性 (A1)、变形 (H2)及黏结性 (A2)。PLS预测结果决定系数 （R2） 对 H1、A1、H2及 A2分别是0.61、0.86、0.87 及0.91。

三、影响蒸煮米饭质地的因素

影响米饭质地的因素有稻谷品种、直链淀粉含量、糊化温度及收获后加工，[23,29]以及蒸煮条件如水/米比率、浸泡时间、浸泡温度、沸腾时间及蒸煮压强。[30-31]

（一）稻谷品种

籼稻深受世界人民欢迎，朝鲜半岛、日本、我国东北地区及台湾省偏爱中度弹性和黏性的粳稻米饭。稻米的食用品质是一个复杂的性状，受直链淀粉含量、面糊特性、凝胶稠度、糊化温度、蛋白质含量等关键理化指标影响。好的食用品质相关于米饭的黏度、甜味、光泽性及美味。与米饭食用品质直接相关的美味，由香味、外观、味道及质地所决定。[32]除过遗传因素如参与淀粉、蛋白质合成的基因，稻米食用品质也受环境因素、栽培技术、收获后处理所影响，如成熟期间空气温度、施肥量、灌溉管理、收获后干燥及蒸饭方法。不同稻谷品种蒸煮米饭在硬度和黏性上显示差异。[7]

在水稻育种程序中，对早期代评价食用品质，采用感官分析试验。每个样品需大量的大米，每天仅评价几个样品。感官分析试验也在评价后期选择株系是否是纯合株系时很高效。感官评价结果对同一样品有时不稳定，可能在于评价人员的体力和感情因素，或样品准备的微小差异。近来研发的稻米美味值测定仪，用于株系选择，样品需求量也大，这个仪器仅用于高级育种代筛选。

就食用品质性状的遗传学研究，揭示了稻米理化特性如直链淀粉含量、糊化温度、凝胶稠度、面糊黏度被含一个或一个以上修饰基因的1－3个主效基因所调控。参与淀粉合成的酶如淀粉支酶 （SBE）、淀粉合成酶 （SS）、颗粒结合淀粉合成酶 （GBSS）主要贡献淀粉理化特性的变异及食用品质。[33]已经报道了与食用品质、蛋白含量、美味相关的主效基因和数量性状位点 （QTLs），如Wx（蜡质基因）、alk(淀粉合成酶II) 。[34]这些基因与其它基因之间的相互作用调控稻米籽粒的理化特性，决定了米饭品质。总之，稻米食用品质的遗传学很复杂，对早期育种材料难以准确评价食用品质，限制了培育优质食用品质的品种。

DNA标记法补充稻米食用品质评价的生化方法和感官检验。它们提供了早期育种材料筛选的简化及准确性。基于聚合酶链式反应 （PCR）的标记已经用于水稻品种品质评价。从随机扩增聚合DNA（RAPD）分析发展的序列标签位点（STS）引物，根据美味区分水稻品种。[35]几个功能标记也用于区分水稻的理化特性，尤其是蜡质位点对面糊特性的影响，[36]淀粉支酶 （SBE）对淀粉黏度的影响，[37]直链淀粉含量 （AC）和淀粉合成酶IIa（SSIIa）对糊化温度 （GT）的影响。[33]从淀粉合成基因也发展了其它的基因标签。尽管与食用品质相关的标记和QTLs的鉴定最近有进展，还未建立较佳食用品质的标记辅助育种系统。Lestari等[38]报道了相关温带粳稻食用品质的30个DNA标记，包括STSs、SNPs、SSRs，并测定了22个粳稻品种的食用品质相关性状。30个标记中，18个DNA标记显著相关于美味，回归模型方程 （R2=0.99），这些标记组高度适合评价温带粳稻米饭的美味。

（二）直链淀粉含量与淀粉精细结构

淀粉结构被认为是影响大米蒸煮品质的重要因素， 如糊化温度、[39]淀粉膨胀[40]及淀粉流出[2]决定了米饭的质地。支链淀粉 (Ap)分子是高度分支、含有大量的短链，分子量相对大 （107-108）；直链淀粉 (Am)分子量较小 （105-106），仅几个长链 （Gilbert et al 2013）。上世纪80年代认为直链淀粉含量是米饭品质重要的决定因素。Juliano等1981年采用仪器测定了11个大米样品米饭的质地，发现硬度与直链淀粉含量是正相关，黏度与直链淀粉含量是负相关。在储藏期间精米面糊特性和热特性的变化，被认为最终影响米饭特性。[41]大米蒸煮特性在很大程度上与其淀粉颗粒的糊化特性有关。在蒸煮过程中，淀粉粒膨胀，释放出淀粉浸出物。大米样品蒸煮损失和残留蒸煮水中可溶直链淀粉含量被用来评估米饭质量 （Nardi et al 1997）。对陈米、米饭可溶性固形物数量减少，说明大米陈化期间，大米淀粉和蛋白质的不溶性增多，导致蒸煮速率变慢。米饭可溶性直链淀粉含量显著相关于米饭的黏性[15,29]和稻谷新鲜度。[42-43]陈化的稻谷加工的米饭黏性/硬度比率低，一旦蒸熟质地就变硬。[44]Li等[45]发现直链淀粉的精细结构如分子量和链长分布，也是显著影响米饭硬度的因素。

在上世纪90年代，提出了米饭质地也相关于支链淀粉的精细结构。Ong和 Blanshard 1995年测定了11个非蜡质品种大米的直链淀粉含量和支链淀粉精细结构，肯定了米饭的质地主要受最长、最短支链淀粉链所占的比例决定，而不是中等支链淀粉链。Ramesh等1999年分析了7个稻谷品种的淀粉结构，认为包括直链淀粉在内，所有长线性链的含量支配米饭质地。在蒸煮期间，大米淀粉粒吸收水分子，膨胀超过它们原有的尺寸。这种淀粉粒膨胀引起米粒破裂，导致硬度减少。当高于糊化温度时，直链淀粉和支链淀粉分子流出到周围蒸煮水中。[46]这些流出的直链淀粉和支链淀粉分子可能贡献米饭的黏度。[31]

Li等[45]选择直链淀粉含量相似、感官属性不同的7个精米品种，采用质地分析仪和质地轮廓分析确定米饭的硬度和黏性，探索了米粒淀粉（Ap和 Am）精细结构与米饭质地特性之间的关系，在米粒的淀粉分子结构 （分支淀粉的分子量分布、脱支淀粉的链长分布）与米饭质地之间建立了有统计学意义的因果关系。聚合度 （DP）100-20000的直链淀粉数量、长支链淀粉数量与米饭硬度呈现正相关，而DP小于70的支链淀粉数量、直链淀粉分子大小 （以排阻色谱分离的直链淀粉分子量轮廓图中峰值和平均等效流体力学半径表示）与米饭硬度负相关。米饭黏度与长支链淀粉的数量之间呈现极显著负相关。直链淀粉含量相似的大米，DP 1000-2000的直链淀粉数量与米饭硬度呈现正相关，而它们的分子大小与米饭硬度显示负相关。这首次表明，不管直链淀粉含量，小分子直链淀粉、长直链淀粉 （DP 1000－2000）占高比例的稻谷品种蒸煮后质地较硬。

（三）蛋白质含量

存在糙米糊粉层的清蛋白和球蛋白通常研磨期间除去。醇蛋白和谷蛋白开始引人注意在于部分蛋白分类为淀粉粒结合蛋白 (SGAP)，位于淀粉粒内或表面 （Udaka et al 2000）。SGAP数量小但可测定，它们的作用是，从大米淀粉粒除去蛋白，引起淀粉糊化发生少量而稳定的变化，差异量热扫描仪 （DSC）测定糊化温度稍减少、焓值增加。

大米淀粉的糊化 （pasting）特性高度依赖于残留蛋白含量，除去蛋白则赋予快速黏度分析仪（RVA）测定中米粉糊 （paste）的黏度增加，糊的糊化温度减少 (Lim et al 1999)。Teo等 （2000）推论蛋白质成分的修饰，主要负责与陈化相关的米粉流变学变化。在中粒和长粒稻谷中，储藏期间二硫键数目增加了，较高分子量肽增加了。肽亚基组成的这些变化修正了淀粉—蛋白质联合体，改变了它们对面糊的糊化行为影响。

Zhou等[48]采用直链淀粉各是18%、20%、29%的三个品种Koshihikari（中粒）、Kyeema（长粒）、Doongara（长粒）精米研究表明，淀粉糊的糊化特性被储藏温度37℃所影响，最显著的变化是峰值黏度和溃败；4℃储藏延缓这种变化。RVA糊的流出物组成被储藏温度显著所影响，37℃储藏精米产生较低比例的直链淀粉，直链淀粉的流出量显著减少。蛋白酶处理增加了37℃储藏精米热水溶解成分中直链淀粉/支链淀粉的比率，4℃储藏精米这个比率不变。两个储藏温度样品经过蛋白酶处理后，直链淀粉/支链淀粉的比率是一样的，糊化内热的峰值温度 （Tp）也是一样的。与4℃储藏比较，精米37℃储藏16个月显著减少丙醇提取的醇蛋白和谷蛋白数量。陈大米做成的米饭质地变化与其蛋白质变化有关，特别是米粒外层蛋白质发生了氧化交联。[44]

（四）收获后储藏对稻米饭质地的影响

Meullenet等 （1993）采用感官描述方法分析了稻谷收获后处理对米饭感官性状的影响。米饭品质受稻谷保持偏高水分的时间、干燥温度、储藏温度和时间显著影响。干燥温度显著地影响样品的块黏附性和硬度。较高的储藏温度减少样品的块黏附性和胶黏物 （gluiness），样品硬度、成块性及浆的几何结构增大了。储藏时间对测定的感官属性具有明显影响，设想的淀粉变化、成块性和综合感官效果在稻谷储藏4周后减少了；储藏时间也影响米饭硬度、水分吸附、硫键及僵硬度变化。

稻谷的储藏时间会影响其整精米率、大米的蒸煮品质、淀粉峰值黏度等特性 （Pearce et al 2001）。Meullenet等 （2000）报道稻谷储藏温度和储藏时间影响米饭的风味及质地属性。Patindol等 （2005）报道，稻谷在4℃、21℃及38℃储存9个月，淀粉结构和理化性质受到明显影响。就高温储藏导致稻谷陈化的机理研究，Zhou等[49]研究表明，与4℃储存精米相比，37℃储存导致米饭硬度显著增加，黏附性显著地降低。在高温储存的精米蒸煮的米饭，淀粉粒的水合作用过低，可能与其硬度高、黏附性低有关；米饭粒的黏结性增加，这表明陈米蒸煮的米饭对质地分析仪TA.XT2i探针第一次压缩显示较高的抵抗力。陈米米饭黏结性增加可能与湿热打破淀粉粒的阻力增大、不溶性物质 （淀粉和蛋白）的量增加有关。即陈米煮成的饭黏结性非常大，在嘴中坚韧、难以嚼碎。储存温度和储存时间显著影响嘴唇对饭粒的黏附性 （Tamaki et al 1993）。

（五）米粒水分吸附容量

由于淀粉粒及晶体结构受蒸煮过程打破，已经证实较多量的水能够降低米饭的硬度，[47]大米蒸煮试验中用大量水蒸煮，蒸煮时间设定为8－30分钟。比较分析不同品种大米，样品在相同的米/水比率中蒸煮。米饭的含水率通常是61.7%－62.6%。Jung等[50]试验表明，不同储藏温度 （5－25℃）稻谷加工的米饭之间，它们含水率没有差异；在米饭蒸煮过程水分的吸收与蛋白含量之间呈现负相关，米饭的含水率与蛋白质之间负相关系数是0.656。

储存温度显著影响大米的蒸煮特性，表现为熟米饭质地和蒸煮残留水特性的变化。与新鲜精米相比，随着精米陈化加重，蒸煮的米饭黏性小而硬，米饭体积膨胀、吸水量增大。Zhou等[49]研究指出，与4℃储存16个月的精米相比， 37℃储藏米粒蒸煮期间吸水量随时间增加。直链淀粉含量18%的Koshihikari品种精米吸水量最小，而高直链淀粉含量 （29%）Doongara品种精米吸水量最大，直链淀粉含量20%Kyeema品种精米居中。与4℃存储比较，储存在37℃的精米对水热破坏的阻力更大，米粒水合作用更难。在4℃储存的精米蒸煮后，浸出的淀粉成分与膨胀的淀粉粒之间相互作用，形成均匀的糊状物，米饭持有的水分主要与参与淀粉水合作用。在37℃存储后，米饭中的水部分地参与淀粉凝胶化，在蒸煮期间，一些水分子因为较大的体积膨胀而简单地固定在熟米粒中 （Noomhorm et al 1997）。4℃储存后的精米蒸煮的米饭粒表面较37℃储存的光滑。

另外，在4℃和37℃存储16个月的精米之间，直链淀粉占总淀粉的比例及总淀粉含量均无明显差异，但是蒸煮残留水中直链淀粉与浸出淀粉的比例明显受储存温度的影响。精米在37℃储存后，残留蒸煮水中的直链淀粉量明显减少，直链淀粉占总淀粉的比例小。似乎是在37℃储存后，米粒结构的变化导致该成分更加难以从淀粉粒流出。37℃储存也降低残留蒸煮水的pH值，并减少其浊度。这些差异一致于蒸煮过程中大米成分，特别是淀粉成分的流出受到抑制，在于高温储存中大米形成更有序的结构。

随着精米储存温度的升高，米饭溶出直链淀粉的比例减少支持Patindol等 （2005）观察结果，稻谷高温储存9个月后，米饭蒸煮残留水中直链淀粉/支链淀粉的比例减小。看来，大米陈化引起的变化可能是不可逆的，米粒蒸煮特性的改变不能通过调节蒸煮时间来消除。在米饭蒸煮残留水中淀粉为主要成分，分析蒸煮水中淀粉成分的浸出行为，特别是直链淀粉溶出物，可阐明直链淀粉对米饭质地的调控作用。

四、消费者接受度与大米理化性质、米饭质地之间的关系

Shin等1991年报道， 35℃储存糙米期限延长，米饭黏性逐渐降低，米饭硬度不显示明显变化。Tamaki等1993年表明，高温储存超过90天，仪器测定的米饭黏性稳定地递减，硬度却增加。Jang等[50]就韩国主产的六个稻谷品种在5、15和25℃储藏12个月后，测定了稻谷发芽率、精米等级特性（整精米率、碎米率、破损率、黄米率及白垩率）、米饭的质地指标 （硬度、弹性、黏附性、黏结性、咀嚼度）和色泽 （L*、a*及b*值）；108个品尝者评价了米饭气味、外观、味道、质地及购买意向。消费者综合接受度，与稻谷的发芽率相关系数r=0.861，与米饭的色泽b*值r=-0.826、与脂肪酸r=-0.768、与米饭的黏结性r=0.733、与硬度r=-0.650，表明稻谷的发芽率和米饭色泽b*值可用作大米食用品质的指示指标。他们对米饭质地轮廓分析 （TPA）表明，对同一品种，储藏温度 （5－25℃）不影响米饭的弹性、黏结性、咀嚼度和硬度。4个品种稻谷储藏在5℃时的米饭黏附性比储藏在15和25℃的大。消费综合接受度与稻谷的发芽率、米饭的黏附性和黏结性、整精米率呈正相关，而与米饭的色泽b*值和硬度、精米的脂肪酸含量、破碎率及黄米率之间呈负相关。消费者不喜欢脂肪酸和蛋白质含量高的精米、b*值和硬度高的米饭，支持了Suwansri和Meullenet（2004）报道，消费者不喜欢籽粒表面脂肪酸和蛋白质含量高的大米。总之，稻谷低温储藏是维持其食用品质一个有效的方法，消费者能够察觉到低温 （5-15℃）和25℃储藏1年的差别。在5-15℃储藏稻谷经济可行性还有待深入研究。

五、展望

（一）研究稻谷安全储存含水率与米饭质地之间的关系

到2050年世界人口预计达到90亿，稻谷主产国家为了提高产量都在探索新品种和新栽培技术。遗传修饰水稻正在评价过敏原物质。杂交水稻占我国稻谷产量的50%以上，FAO和我国正在推荐多年生杂交水稻，为了保持这些高产品种在运输和加工链条的最佳品质，需要测定平衡水分等温线。

（二）分析淀粉结构对米饭质地影响的机制

荧光辅助的碳水化合物毛细管电泳 (FACE)、高效阴离子交换色谱 (HPAEC)和凝胶过滤色谱(GPC)均用于分析淀粉精细结构。FACE和HPAEC能够给出支链淀粉链的信息，FACE是确定支链淀粉链长分布的最佳方法，也能给出最短的直链淀粉链长。GPC用于测定直链淀粉的精细结构。GPC遭受峰加宽、校正的问题，用于联系分子量到聚合度 (DP)的Mark–Houwink关系中的不准确性，而FACE可以消除。

（三）分析消费者对低温 （≤15℃）储藏稻谷加工的米饭接受程度

谷冷机通常用于保持稻谷的品质，通过降低筒仓储藏期间的温度，特别是从晚春到夏天的雨季。稻谷的收获方法正从传统人工收割转变到大规模机械化收割，谷冷机能够处理大量高水分稻谷。含水率15%的稻谷在5－12℃储藏是安全的（Pomeranz 1992）。低温 （≤15℃）储藏稻谷能够提高米饭的感官品质，值得分析经济可行性。

（四）分析特定淀粉分子玻璃化转变温度与米饭质地之间的关系

最近20年发展的基于植物和动物材料的食品系统状态图用于鉴定食品系统合适的加工和储藏条件。状态图给出了食品成分与温度、含量相关的不同物理状态/相态及转变。淀粉中直链淀粉基本显示无定形结构，而支链淀粉显示它的晶体和半晶体结构。谷物淀粉分子结构中半晶体部分随储藏时间发生晶体化的程度，主要取决于储藏温度与特定淀粉分子的玻璃化转变温度之间的差值。

[1]Calingacion M,Laborte A,Nelson A,et al.Diversity of global rice markets and the sicence required for consumertargeted rice breeding[J].Plos One,2014,9:e85106.

[2]Patindol J,Gu X,Wang YJ.Chemometric analysis of cooked rice texture in relation to starch fine structure and leaching characteristics[J].Starch,2010,62(3-4):188-197.

[3]Lyon BG,Champagne ET,Vinyard BT,Windham WR.Sensory and instrument relationships of texture of cookedrice from selected cultivars and postharvest handling practices[J].Cereal Chemistry,2000,77(1):64-69.

[4]刘厚清,王翠兰.吃饭有讲究——食品的功能性成分对健康的作用[M].北京：中国农业出版社,2016:9-20.

[5]Sitakalin C,Meullenet JF.Prediction of cooked rice texture using extrusion compression tests in conjunction with spectral strain analysis [J].Cereal Chemistry,2000,77(4):501-506.

[6]Siriphollakul P,Nakano K,Kanlayanarat S,et al.Eating quality evaluation of Khao Dawk Mali 105 rice using near-infrared spectroscopy [J].LWT-Food Science and Technology,2017,79:70-77.

[7]Cameron DK,Wang YJ.A better understanding of factors that affect the hardness and thickness of long-grain rice[J].Cereal Chemistry,2005,82:113-119.

[8]Champagne ET,Bett-GarberK,McClung KL,Bergman AM.Sensory characteristics of diverse rice cultivars as influenced by genetic and environmental factors[J].Cereal Chemistry,2004,81(2):237-243.

[9]Meilgaard MC,Carr BT,Civille GV.Sensory evaluation techniques[M].CRC Press,2006.

[10]Champagne ET,Bett-Garber KL,Fitzgerald MA,et al.Important sensory properties differentiating premium rice varieties[J].Rice,2010,3(4):270-281.

[11]ISO.Sensory analysis methodology Texture profile[S].11036.International Organization for Standardization:Geneva.1994.

[12]Srisawas W,Jindal V.Sensory evaluation of cooked rice in relation to water-to-rice ratio and physicochemical properties[J].Journal of Texture Studies,2007,38:21-41.

[13]Miao WH,Wang LF,Xu XY,Pan SY.Evaluation of cooked rice texture using a novel sampling technique[J].Measurement,2016,89:21-27.

[14]Sesmat A,Meullenet JF.Prediction of rice sensory texture attributes from a single compression test,multivariate regression,and a stepwise model optimization method [J].J Food Sci,2001,66:124-131.

[15]Okadome H.Application ofinstrumentbased multiple texture measurement of cooked milled rice grains to rice quality evaluation [J].Japan Agricultural Research Quarterly,2005,39(4)261-268.

[16]Meullenet JFC,Gross J,Marks BP,Daniels M.Sensory descriptive texture analyses of cooked rice and its correlation to instrumental parameters using an extrusion cell[J].Cereal Chem,1998,75:714-720.

[17]Yu S,Ma Y,Liu T,et al.Impact of cooling rate on the staling behavior of cooked rice during storage [J].J Food Eng,2010,96:416-420.

[18]Smewing J.Hydrocolloids[M].In Rosenthal AJ(Ed).Food Texture Measurement and Perception.Gaithersburg,MD;Aspen Publishers.1999:282-303.

[19]Ayabe S,Kasai M,Ohishi M,Hatae K.Textural properties and structures of starches from indica and japonica rice with similar amylose content [J].Food Science and Technology Research,2009,159(3):299-306.

[20]Billiris M, Siebenmorgen T, Meullenet JF,Mauromoustakos A.Rice degree ofmilling effects on hydration,texture,sensory and energy characteristics[J].Part 1.Cooking using excess water.Journal of Food Engineering,2012,113(4):559-568.

[21]Chen J,Stokes JR.Rheology and tribology:two distinctive regimes of food texture sensation [J].Trends in Food Science and Technology,2012,25(1):4-12.

[22]Foegeding E,DaubertC,Drake M,etal.A comprehensive approach to understanding textural properties of semi-and soft-solid foods[J].Journal of Texture Studies,2011,42(2)193-129.

[23]Li HY,Prakash S,Nicholson TM,et al.Instrumental measurement of cooked rice texture by dynamic theological testing and its relation to the fine structure of rice starch[J].Carbohydrate Polymers,2016,146:253-263.

[24]Sohn M,Barton FE,McClung AM,Champagne ET.Near-infrared spectroscopy for determination of protein and amylase in rice flour through use of derivatives [J].Cereal Chemistry,2004,81(3):341-344.

[25]Bao JS,Cai YZ,Corke H.Prediction of rice starch quality parameters by near-infrared reflectance spectroscopy[J].Journal of Food Science,2001,66:936-939.

[26]Frederick M,Franklin E.Determination of rapid visco analyzer parameters in rice by near-infrared spectroscopy[J].Cereal Chemistry,2002,79:563-566.

[27]Siriphollakul P,Kanlayanarat S,Rittiron R,et al.Pasting properties by near-infrared reflectance analysis of whole grain paddy rice samples [J].Journal of InnovativeOptical Health Sciences,2015,8(6):1-8.

[28]Barton FE, Himmelsbach DS, McClung DS,Champagne ET.Rice quality by spectroscopic analysis:Precision of the three spectral regions [J].Cereal Chemistry,2000,77(5):669-672.

[29]Lu S,Cik TT,Lii CY,et al.Effect of amylose content on structure,texture and a-amylase reactivity of cooked rice[J].LWT-Food Science and Technology,2013,54:224-228.

[30]Suwannaporn P,Pitiphunpong S,Champangern S.Classification of rice amylose content by discriminant analysis of physicochemical properties[J].Starch,2007,59:171-177.

[31]Leelayuthsoontorn P,Thipayarat A.Textural and morphological changes of Jasmine rice under various elevated cooking conditions[J].Food Chemistry,2006,96(4):606-613.

[32]Ramesh M, Bhattacharya KR, Mitchell JR.Developments in understanding the basis of cooked-rice texture[J].Crit Rev Food Sci Nutr,2000,40:449-460.

[33]Bao JS,Corke H,Sun M.Nucleotide diversity in starch synthase IIa and validation ofsingle nucleotide polymorphisms in relation to starch gelatinization temperature and other physiocochemical properties in rice [J].Theor Appl Genet 2006,113:1171-1183.

[34]Takeuchi Y,Nonoue Y,Ebitani T,et al.QTL detection for eating quality including glossiness,stickiness,taste and hardness of cooked rice [J].Breed Science,2007,57:231-242.

[35]Ohtsubo K,Nakamura S.Variety identification of rice by Polymerase Chain Reaction method and its application to processed rice products[J].J Agric Food Chem,2007,55:1501-1509.

[36]Larkin PD,McClung AM,Ayres NM,Park WD.The effect of the waxy locus (granule bound starch synthase)on pasting curve characteristics in specially rice [J].Euphytica,2003,131:243-253.

[37]Han YP,Xu ML,Liu XY,Yan CJ,Korban SS,Chen XL,Gu MH.Genes coding for starch branching enzymes are major contributors to starch viscosity characteristics in waxy rice[J].Plant Sci,2004,166:357-364.

[38]Lestari P,Ham TH,Lee HH,Woo MO,et al.PCR marker-based evaluation of the eating quality of Japonica Rice[J].J Agric Food Chem,2009,57:2754-2762.

[39]Cuevas RP,Daygon VD,Corpuz HM,et al.Melting the secrets of geletinization temperature in rice[J].Functional Plant Biology,2010,37(5):439-447.

[40]Hasjim J,Li E,Dhital S.Milling of rice grains:the roles of starch structures in the solubility and swelling properties of rice flour[J].Starch,2012,64(8):631-645.

[41]Zhou ZK,Robards K,Helliwell S,Blanchard C.Effect of storage temperature on rice thermal properties[J].Food Res Int,2010,43:709-715.

[42]Ohno T,Ohisa N.Studies on textural and chemical changes in aged rice grains[J].Food Science and Technology Research,2005,11(4):385-389.

[43]Srikaeo K,Panya U.Efficiencies ofchemical techniques for rice grain freshness analysis[J].Rice Science,2013,20(4):292-297.

[44]Ohno T,Tomatsu M,Toeda K,Ohisa.Gelatinization properties of aged rice and improvement of rice texture by external layer removal [J].Food Science and Technology Research,2007,13(4):301-304.

[45]Li HY,Prakash S,Nicholson TM,etal.The importance of amylose and amylopectin fine structure for textural properties of cooked rice grains [J].Food Chemistry,2016,196:702-711

[46]Cuevas RP,Gibert RG,Fitzgerald MA.Structural differences between hot-water-soluble and hot-waterinsoluble fractions of starch in waxy rice [J].Carbohydrate Polymers,2010,81(3):524-532.

[47]Bett-Garber KL,Champagne ET,Ingram DA,McClung AM.Influence of water-to-rice ratio on cooked rice flavor and texture[J].Cereal Chemistry,2007,84(6):614-619.

[48]Zhou ZK,Robards K,Helliwell S,et al.Rice ageing.I.Effect of changes in protein on starch behaviour[J].Starch,2003,55:162-169.

[49]Zhou ZK,Robards K,Helliwell S,Blanchard C.Effect of storage temperature on cooking behaviour of rice[J].Food Chemistry,2007,105:491-497.

[50]JangEH,Lim ST,Kim SS.Effectofstorage temperature for paddy on consumer perception of cooked rice[J].Cereal Chem,2009,86(5):549-555.

During paddy storage lipid hydrolysis is faster than protein and starch,thus fatty acid is regarded as an indicator of quality deterioration.The lipids are hydrolyzed to free fatty acids(FFA),the latter ware then oxidated into hydrogen peroxides and other secondary metabolites.It is cautious that FFA content in milled rice is an indicator of judging paddy storage for long-term periods.The cooked rice from staling paddy is harder and less viscous,maybe related with the transtion of starch phase from semicrystalline to crystalline was induced by hygrothermal conditions during storage.The influences of paddy genetics,biochemical components,post-harvest treatments,and cooking methods on the texture of cooked rice are reviewed in this article.The further work is to screen physico-chemical parameters for indicating paddy freshness from the viewpoint of cooked rice texture.

Paddy Low temperature storage cooked rice texture hardness viscosity phase transition

（作者单位分别为：国家粮食局科学研究院，吉林大学食品与农业工程学院，嘉兴职业技术学院）

国家教育部留学归国启动基金 （CZ1008）

李兴军，副研究员，博士，粮食生化与多糖工程