电磁烹制米饭的质构与营养特性研究

曹珍珍 贾才华 牛 猛 张宾佳 赵思明熊善柏 房 振 翁文丰

(华中农业大学食品科学技术学院1，武汉 430070)

(广东美的生活电器制造有限公司2，广州 510000)

电磁加热电饭煲通过磁感线诱导锅体产生环形感应电流，使锅体发热，锅体通过热传导将热量传递给物料［1］。这种通过电磁场直接作用于被加热导体的加热方式具有热效率高(90%以上)、加热速率快、对温度的控制精准度高等特点，烹制的米饭均匀性好，在食物的烹制中具有广阔的应用前景［2］。大米是中国人的主食之一，目前研究的米饭烹饪多采用电阻加热，张习军、许永亮、苏钰亭等人研究发现大米品种及电阻加热工艺条件对米饭感官品质、质构及营养特性具有显著影响，具有较高压力或长时间焖饭处理的米饭淀粉消化性较好，延长低温吸水时间利于提高米饭感官品质、黏度及蛋白质消化性，但是关于 IH(电磁)烹制米饭的特点尚需研究［3－8］。因此，本实验以三江大米(粳型)、星2号米(籼型)为原料，采用IH电磁加热式电饭煲蒸煮米饭，研究电磁烹制条件对米饭感官品质的影响，分析不同IH烹制模式对米饭感官品质、基本营养组分、质构特性，以及淀粉和蛋白质消化性的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

三江大米(粳型)、星2号米(籼型):湖南金健米业股份有限公司，为同一批次生产，主要成分见表1。盐酸、铁氰化钾等试剂均为分析纯:国药集团化学试剂有限公司。

表1 大米原料的组成

TA－XT2型质构仪:Stable Micro System公司;Avanti J－26XP型高效离心机:美国贝克曼库尔特公司;K9850自动凯氏定氮仪:海能仪器公司;日立L－8800型氨基酸自动分析仪:日本日立公司。

可调节吸水时间、吸水温度、加热功率、沸腾功率、沸腾温度五项参数的电磁加热式电饭煲(功率可调节范围0～1 250 W)，美的MB－FZ4082型IH全智能电饭煲(电磁加热)，美的MB－FZ4021型全智能电饭煲(电阻加热):广东美的生活电器制造有限公司;松下SR－JHA18型IH电饭煲(电磁加热):松下电器(中国)有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 米饭的蒸煮工艺

取600 g大米淘洗3次，按不同模式加水蒸煮。以可调节参数的电磁加热式电饭煲烹制的米饭为优化模式，优化模式三江大米采用米水比为1∶1.2，星2号米采用米水比1∶1.3。以美的IH电饭煲“香甜模式”为默认模式，日本IH电饭煲“精煮模式”为对照模式，美的电热电饭煲“超快模式”为“电热模式”，默认、对照和电热模式均采用电饭煲推荐的米水比，即默认和电热模式烹制三江大米采用米水比1∶1.2，星2号米采用米水比1∶1.3，对照模式烹制三江大米采用米水比 1∶1.45，星2 号米采用米水比1∶1.6。用温度数据采集仪自动采集米饭烹制过程的温度曲线。

米饭的烹制过程一般包括吸水、加热升温、沸腾、焖饭4个阶段［9］。本实验的IH电饭煲加热物料温度响应如图1所示，Ⅰ为预热段，Ⅱ为浸泡段，Ⅲ为升温段，Ⅳ为高温段，Ⅴ为保温段。优化模式浸泡温度和沸腾升温速度较低、高温烹制时间较短为低强度的烹制模式，默认模式沸腾升温速度较快、高温烹制时间较长为较高强度的烹制模式，对照模式浸泡温度高、沸腾升温速度快、高温烹制时间长为高强度的烹制模式。

图1 IH烹制模式的加热曲线

1.2.2 营养物质的测定

水分、灰分、淀粉、粗脂肪、游离脂肪酸、粗蛋白、氨基酸组成的测定分别采用GB 5009.3—2010、GB 5009.4 － 2010、GB/T 5514—2008、GB/T 5009.6—2003 第一法、GB/T 15684—199、GB/T 7628—2008、GB/T 5009.124—2003。碘兰值的测定采用文献［10］的方法。

1.2.3 水溶性蛋白的测定

取米饭10.00 g研磨，用蒸馏水定容至100 mL，静置2 h，4 000 r/min离心10 min后过滤，取滤液采用Folin酚法测水溶性蛋白含量。

1.2.4 感官指标的测定

感官评价由经过培训的6人进行，主要是对米饭的香气、滋味、口感、形态、色泽等指标进行分析，评分标准采用文献［11］的方法。

1.2.5 米饭质构的测定

用TA.XT.Plus质构仪测定米饭的质构特性。取完整米粒3颗，辐射状摆放在探头中央。采用P/36型探头，TPA测试模式，探头的测前、测中和测后速度分别为5、1、5 mm/s，触发力 5 g，数据采集速率200 pps，变形量50%，保持时间5 s。

1.2.6 米饭淀粉消化特性

参考文献［12］的方法并做改动。取5 g米饭，加入少量pH=6.9的磷酸盐缓冲液，研磨均匀后用磷酸盐缓冲液定容至50 mL，在37℃水浴锅中预热5 min，然后加入10 mL1%的胰淀粉酶和10 mL1%的糖化酶，37℃恒温水浴振荡，在开始消化后的0、20、60、90、120、150、180、210、240 min 分别取样 5 mL，加入4 mL无水乙醇灭酶活，4 500 r/min离心10 min，取上清液测定其还原糖含量。还原糖的测定参照张习军［4］。

1.2.7 米饭蛋白质消化特性

取5 g米饭加入少量0.1 mol/L HCl溶液，均质后用0.1 mol/L HCl溶液定容至50 mL，在37℃水浴锅中预热5 min，加入0.01 g胃蛋白酶，置于37℃恒温振荡器上反应2 h，用0.01 mol/L NaOH溶液中和至pH=7，加入0.01 g胰蛋白酶，继续反应2 h。分别在开始消化后的 0、5、30、60、90、120、150、180、210、240 min时采集反应样品5 mL，沸水浴5 min灭酶活，4 000 r/min离心15 min，取上清液采用Folin酚法测水溶性蛋白含量［8］。

1.3 数据处理

实验中各指标均进行2次重复，每次重复进行2次平行，采用SAS 9.2和Microsoft Excel 2010对数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 IH烹制米饭的感官品质

米饭的感官评分结果见表2。不同模式烹制的三江大米饭的感官品质差异不大，对烹制模式敏感性低。不同模式烹制的星2号米饭以优化模式香气、口感、综合品质优于对照模式，其他方面与默认和对照模式差异不显著。采用低强度的IH烹制工艺蒸煮的米饭香气浓郁，饭粒形态饱满，色泽均匀，口感黏柔，感官品质略优于默认、对照和电热模式。

表2 米饭的感官评分

表3 米饭的营养物质

2.2 IH烹制米饭的营养成分

米饭的营养物质含量见表3，烹制模式对米饭的营养物质有显著影响。电热模式烹制的三江米饭淀粉含量、碘兰值较高，粗脂肪含量和水溶性蛋白含量较低。表明电热模式有利于淀粉的降解，但不利于脂肪和蛋白质的降解。优化模式下米饭的淀粉、水溶性蛋白含量以及碘兰值显著高于默认和对照模式。优化模式下水溶性蛋白含量高是因为110～120℃高温或低温浸泡处理可提高米饭中水溶性蛋白含量［13］。优化模式米饭碘兰值较大，可能是由于默认和对照模式长时间的高温蒸煮使淀粉降解较大，从而导致碘兰值下降，同时淀粉含量也减少。星2号米饭的水分含量高于三江米饭，是由于籼米直链淀粉含量较高，吸水较多，星2号米饭的淀粉、蛋白质含量、碘兰值高于三江米饭，是因为星2号米的淀粉、蛋白质、直链淀粉含量高。

2.3 IH烹制米饭的质构特性

表4是米饭的质构特性。三江大米饭的硬度和黏附性大于星2号米饭，2种米饭的弹性相近。烹制模式对星2号米饭质地影响不大，但对三江大米饭有影响。三江大米对照模式米饭的硬度、黏附性和弹性显著低于另三种烹制模式，口感得分也较低(见表2)。三江大米的硬度较大，可能与其水分含量较低有关，黏附性较大可能与直链淀粉、蛋白质含量较低有关［14－15］。

2.4 IH烹制米饭淀粉的消化性

米饭的淀粉消化率见图2，米饭消化液还原糖变化趋势相似。在消化初期，还原糖含量先快速增加，然后缓慢增加，最后趋于平衡。电热模式烹制的三江米饭消化液的还原糖生成速度和程度最低，淀粉的消化性能最弱。优化模式烹制的米饭还原糖生成速度和程度最大，说明优化模式烹制的米饭淀粉易于被胃液(酸性)和淀粉酶降解，这可能与优化模式较长时间的低温浸泡和升温过程能够促进淀粉分子吸水，提高米饭淀粉和水溶性蛋白质含量有关［4，8］。三江米饭的还原糖生成速度和程度比星2号米饭大，说明其淀粉消化率高。

表4 米饭的质构特性

图2 米饭的淀粉消化率

2.5 IH烹制米饭蛋白质的消化性

图3 米饭的蛋白质消化率

米饭的蛋白质消化率见图3，蛋白质消化过程中，米饭的水溶性蛋白变化趋势相同。在消化过程的前期(0～120 min)在胃蛋白酶的作用下水溶性蛋白含量增加较快，然后接近平衡，后期(120～240 min)在胰酶的作用下少量增加。电热模式烹制的三江米饭消化液的水溶性蛋白的生成速度和程度最低，蛋白的消化性能最弱。优化模式烹制的米饭消化过程中水溶性蛋白含量比对照和默认模式高，表明优化模式米饭蛋白质易于被蛋白酶降解，这与低强度的烹制过程有关［8］。较低强度的湿热作用，有利于蛋白分子伸展，使酶充分渗透，蛋白质降解更完全［13］。

3 结论

热源种类、大米品种及IH工艺参数对米饭感官品质和营养特性具有较大影响。IH烹制模式米饭的形态、香气、口感较电热模式优良，米饭的水溶性蛋白含量较高，淀粉、蛋白质的消化性较好。低强度的米饭IH烹制模式(优化模式)有利于淀粉、蛋白质的降解，使其米饭的香气、口感略优，水溶性蛋白、淀粉含量较高，米饭柔软性和弹性稍好，淀粉和蛋白质的消化性较好。以三江大米IH米饭的硬度和黏附性较大，弹性较小，星2号米IH烹制模式间的品质差异较大。