大米胶稠度测定的影响因素研究

王婧+顾见勋+丁华+赵明明+杨洁

摘要：大米胶稠度的测定结果受试验条件的影响较大，稳定性不够理想。研究选取了样品粒度、水分平衡、KOH试剂浓度、KOH试剂新鲜度、电炉功率、放置温度、放置时间7个对测定结果可能有影响的因素进行了分析。结果表明，除放置时间外，其余因素均对胶稠度测定的准确性存在显著影响。

关键词：大米；胶稠度；影响因素

中图分类号：S132 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）23-4591-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.23.044

Abstract： Empirical data showed test conditions affect the results of gel consistency determination and make them not so stable. The study selected and analyzed 7 factors which possibly influence gel consistency value，including particle size，water content balance，KOH solution concentration，KOH solution freshness，electric stove power，place temperature and place period. The results suggest that almost all the above factors affected gel consistency value obviously except place period.

Key words： rice； gel consistency； influence factor

胶稠度（Gel Consistency，GC）是米质评价中的一项指标，反映了精米中4.4%的冷米胶的黏稠程度[1]。稻米淀粉经稀碱热糊化成为米胶，冷却后在水平放置的试管中会作一定程度的延伸，延伸后的米胶长度（单位为mm）称胶稠度[2]。按照国际惯例，依据胶稠度的大小可将稻米分为三类：硬胶稠度（米胶长度<40 mm）、中等胶稠度（米胶长度为 40～60 mm）、软胶稠度（米胶长度>60 mm）[3]。在一定范围内，胶稠度越大，米饭越柔软[4]。软胶稠度的稻米米饭柔软、黏性大、口感好，冷却后也不成团、不变硬，硬胶稠度的稻米米饭则较硬[5，6]。由于胶稠度与米饭的口感、黏滞性、硬度等指标有直接且显著的相关性，故而该指标对于快速评价稻米食用品质具有重要意义[2]。国家优质稻谷的评级参考了胶稠度的分类（表1）。胶稠度系米质分析中最难准确测定的项目[7]。胶稠度的测定最先由国际水稻研究所提出[1]，几经修改后被收录为国家标准方法[8，9]。整个测定过程均为人工操作步骤，没有使用测量仪器，涉及的试剂种类也不多，看上去较为简单，然而，在实际操作中却极易受外界的各种试验条件和人为因素的影响，导致试验数据误差较大，重复性不佳。为了对稻米样品做出尽可能精准的分析和评价，就需要获得尽量准确、稳定的胶稠度测定数据，因此有必要对胶稠度测定试验的影响因素进行深入分析，从而优化测定条件。已有文献报道的影响因素包括稻米类型、KOH试剂浓度、放置温度、样品精白程度、样品粒度、加热时间、平面水平程度[1，2，7]。本研究结合本实验室常年测定稻米胶稠度的经验，选取了7个因素进行试验设计和分析，分别为样品粒度、水分平衡、KOH试剂浓度、KOH试剂新鲜度、电炉功率、放置温度、放置时间。其中水分平衡时间、KOH试剂新鲜度、电炉功率、放置时间是鲜有关注的因素，但本实验室在长期的胶稠度测定工作中发现这些因素亦可能对测定结果产生影响，故而选择进行分析。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料 为了保证样品的代表性，本研究选取了高、中、低直链淀粉含量的稻谷样品各2份，共计6份，其来源为2016年国家水稻区域性试验样品，由各地水稻研究所提供（表2）。稻谷样品经砻谷机出糙、碾米机精白、旋风磨粉碎后得到的大米粉样品，置于磨口瓶中备用。

另有胶稠度标准品3份（标1、标2、标3），对应的胶稠度分别为30、50、70 mm，系农业部稻米及制品质量监督检验测试中心（杭州）提供。

1.1.2 试剂 0.025%麝香草酚蓝乙醇溶液，本实验室自行配制； 0.2 mol/L的氢氧化钾标准滴定溶液，购自博林达标准溶液厂。

1.1.3 设备与仪器 JFS-13A型旋风磨（钱江仪器设备有限公司）；孔径分别为0.2（80目）、0.15（100目）、0.105 mm（140目）的尼龙筛；QILINBEIER R 振荡混匀器；AL204型分析天平（梅特勒-托利多仪器有限公司）；试管（13 mm×100 mm）；IMS-150B制冰机（常熟雪科电器有限公司）；GZP-250A型恒温培养箱（南京恒裕仪器设备制造有限公司）；1 kW和2 kW功率的电子万用爐（天津泰斯特仪器有限公司）；深烧锅；空调（格力电器有限公司）；温湿度计；水平操作台；水平尺；坐标纸；直径为15 mm的玻璃弹子球；JLGJ4.5型检验砻谷机（浙江台州粮仪厂）；JNMJ3型碾米机（浙江台州粮仪厂）。

1.2 方法

按照GB/T 17891-1999中的胶稠度测定方法进行。每次测定均以标准样品为对照。包括标准样品在内的每份样品，均称量2个平行样品，同条件下处理和测定，最终结果采用二者的平均值。

2 结果与分析

2.1 样品粒度的影响

试验所用大米粉样品分别过80、100、140目筛，标准样品是过100目筛制作而成，故只有100目这一种，仅作为质控使用。称取样品（0.1±0.000 5） g，采用有效期内的KOH标准滴定溶液，按照“1.2”的方法进行测定，前后共测定了3次，每次的结果平均值见表3。每份样品过不同目筛后3次测定结果的极差趋势见图1。由表3可看出，100目和140目之间胶稠度差异不大，80目则明显大于100目和140目，尤其对于低直链淀粉含量的样品（软胶稠度样品）而言，胶稠度随样品粒度减小而增大的趋势较为清晰。结果表明，过80目筛的样品粒度对应的胶稠度更大，即米胶流动更长，对于软胶稠度样品尤其如此。分析原因可能是过100目筛使>95%的淀粉颗粒破损，加入试剂后分散、糊化作用更充分，黏稠性更好，而过80目筛的淀粉颗粒破损程度不够，分散、糊化不完全，米粉结块现象较多，导致米胶整体变稀，黏稠性低，从而流动更长[2，3]。由图1可看出，粒度越大，极差越小，140目的极差最小，即测定结果的重复性最好。如需获得稳定的结果，140目是最优选择。分析原因应是样品颗粒越细，糊化越充分，糊化后的均匀性越好，因此重复性越好[5]。

2.2 水分平衡的影响

选择过140目筛的样品，按照“1.2”的方法测定胶稠度。对新鲜制备（出糙、精白、粉碎、过筛）的样品立即测定，余样在室温下统一静置3 d以保证平衡水分后，再次测定。两者的结果比较见表4。由表4可以看出，经过3 d的放置，平衡水分后，大部分样品的胶稠度下降。原因可能是在常温常湿环境下，样品水分挥发，含水量降低，导致实际称样量偏大，米胶浓度增大，从而流动较短。若平衡水分时间更长，胶稠度变短的趋势将更明显。

2.3 KOH试剂浓度的影响

选择过140目筛的样品，按“1.2”的方法测定胶稠度。分别加入浓度为0.170 7、0.200 2、0.231 0 mol/L的KOH标准溶液。结果见表5。与其他文献的报道一致，即随着KOH浓度增大，胶稠度呈现出明显增大的趋势。当KOH浓度过低时，糊化不彻底，米胶流动性差，故而数值整体偏低[10]。关于KOH试剂的浓度，国家标准GB/T 17891-1999和农业部标准NY/T 83-1988均规定为0.2 mol/L，但国标未要求标定，部标则要求标定。本试验反映出KOH浓度直接影响胶稠度测定的结果，因此标定是有必要的，应尽可能精确配制0.200 0 mol/L的KOH用于测定。

2.4 KOH试剂新鲜度的影响

国标和部标均未提及试剂的新鲜程度对结果的影响。选取过140目筛的样品，分别使用新开封的KOH标准溶液、开封后常温放置2周的KOH标准溶液、开封后常温放置1个月的KOH标准溶液进行测定。结果见表6。从表6可看出，KOH放置越久，胶稠度越小。原因可能是KOH的浓度对胶稠度的测定结果影响较大。所用KOH的浓度直接影响胶稠度的测定结果。随KOH浓度的增大，胶稠度也呈现逐渐增大的趋势。久置的KOH溶液吸收空气中的CO2，部分转化成K2CO3，KOH溶液浓度降低，根据李辉等[2]的报道，KOH浓度越大，胶稠度越大，故新液比陈液测出的胶稠度更大。另外，根据多年来对委托样品检测数据的观察，发现高直链淀粉样品对应的胶稠度（短胶）一般较为稳定，不会因为KOH浓度的细微变化而发生巨大差异。

2.5 电炉功率的影响

电炉的功率大小关系到对样品进行沸水处理时沸腾的持续情况，因为在大批量样品的处理过程中，很难保证水自始至终均处于沸腾状态。选取过140目筛的大米样品按照“1.2”中的方法进行试验，沸水浴时分别使用1 kW电炉和2 kW的电炉（表7）。由表7可以看出，除了短胶无明显差异外，2 kW电炉测定的胶稠度略大于1 kW电炉测定的胶稠度。并且2 kW电炉测定的标样胶稠度更加接近标准值。原因可能是沸水浴时使用的电炉功率大，加热煮沸效果更好，淀粉消化更充分，胶更软，胶稠度的测定结果也就更大，更准确。

2.6 放置温度的影响

选取过140目筛的大米样品进行测定，三个恒温培养箱温度分别设定为20、25、30 ℃作为冰浴后1 h的放置温度，试验结果见表8。由表8可看出，胶稠度随放置温度的升高而增大。原因可能是低温下米胶易凝固，胶稠度读数较短， 易造成偏硬的测定结果，高温时分子运动较为剧烈，米胶流动性更强， 胶稠度读数偏大， 导致胶稠度测定结果偏软。因此温度过高或过低均不能准确反映真实胶稠度，应尽可能准确保证放置温度为25 ℃。

2.7 放置时间的影响

选取过140目筛的大米样品進行测定。分别设定3个放置时间：40 min、1 h、16 h，试验结果见表9。由表9可知，放置时间的长短对测定值的影响几乎可以忽略，无论是提前读数还是延后读数，差值几乎都在允许的误差范围内（≤7 mm）。因此，若在测定时因故无法及时读数，对结果产生的影响是有限的。

3 讨论

根据本研究的结果，在胶稠度测定过程中，应严格注意以下一些问题，样品的粉粒大小应可以通过 0.105 mm孔径（140目）的样品筛，这样可以保证样品的淀粉破损程度一致，淀粉充分糊化，测定结果重复性好；放置温度应尽可能准确的加以控制，无论是用室内空调还是在恒温培养箱里，都应保证环境温度为25 ℃；平衡水分较长时间后再测定会带来胶稠度下降的偏差，应采取与标样等同的处理以保证数据的背景一致；KOH的浓度应经过严格的标定并控制在0.200 0 mol/L；应选用现配或新开封的KOH标准溶液，以确保浓度准确，进而保证测定数值的准确性；为保证沸水浴效果，应采用2 kW的大功率电炉，尤其在样品量大的情况下。

参考文献：

[1] 张云康，闵 捷，吴戌君.稻米胶稠度的测定[J].作物杂志，1985（4）：34.

[2] 李 辉，戴常军，张瑞英，等.稻米胶稠度测定影响因素的研究[J].粮食加工，2007，32（5）：37-39.

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[4] 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（5）：1-3.

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[9] GB/T 22294-2008，粮油检验大米胶稠度的测定方法[S].

[10] 王淑春.大米胶稠度测定标准解读及该实验中应注意的细节[J].黑龙江粮食，2016（2）：50-52.