基于蒸谷米制备前后品质性状及糊化特性的评价分析

雷 月，宫彦龙，邓茹月，刘雪薇，唐会会，徐海峰，朱速松，李佳丽，龙江辉

（贵州省农业科学院水稻研究所，贵州贵阳 550006）

蒸谷米是将稻谷进行水热处理后，再经干燥和冷却，并按照常规稻谷加工方法生产出来的大米产品，又称半熟米或半煮米，它具有营养价值高、易于消化吸收、糙米率高、籽粒膨胀性好、出饭率高及耐储存等特点[1−2]。蒸谷米是一种纯天然、无添加的营养强化米，其生物利用率也较普通大米好[3−5]。近几年，随着人们生活水平的不断提高，营养健康的饮食习惯和粗细搭配、粗细混食的饮食结构已逐渐受到大众的重视，蒸谷米[6]、发芽糙米[7]等特种营养米也越来越受青睐。

目前，关于蒸谷米的研究已有相关报道，主要涉及不同浸泡方式[8−9]、蒸煮条件[10−11]及干燥工艺[12−13]对蒸谷米品质等方面的影响。例如，高雅文等[14]考察了超高压浸泡对蒸谷米营养品质和加工品质的影响，确定了提升蒸谷米品质的最适工艺条件，同时还发现制得的蒸谷米较普通精白米的蛋白质、B族维生素等含量均显著提高。有学者通过比较分析不同汽蒸条件对蒸谷米品质特性的影响，筛选出最适制备蒸谷米的最佳汽蒸条件[15−16]。李逸鹤等[17]对快速及慢速的干燥温度和时间进行单因素和正交试验研究，确定了蒸谷米生产中干燥工序的最优参数。宋玉等[18]对蒸谷米加工的原料适应性及产品的营养特性也进行了初步探讨。但针对不同品种稻谷制备蒸谷米前后其品质性状及糊化特性进行系统性比较分析的研究鲜有报道。因此，考察不同品种稻谷制备蒸谷米并评价分析蒸谷米制备前后其品质性状及糊化特性的变化趋势对蒸谷米产品的开发应用及稻米制品的精深加工具有重要意义。

本实验选取12个不同品种的稻谷为原料，在相同工艺条件下经蒸谷处理制备蒸谷米，并对蒸谷米制备前后碾磨品质、外观品质、营养品质和食味品质及其糊化特性进行比较分析，系统性研究蒸谷米制备前后其品质性状和糊化特性的变化趋势，旨在为蒸谷米的深入研究及其制品的研发应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

实验用12种稻谷原料（其中，晚熟常规籼稻：大粒香、玉针香、金麻粘、天丰B、粤丰B；晚熟籼型两系杂交稻：两优68、徽两优1898；晚熟籼型三系杂交稻：贵丰优785、红香米；晚熟常规粳稻：津原香98、SN16-236、15L-Z156） 均于2018年初种植于贵州省农业科学院水稻研究所实验田中并于当年正季进行收获。对受试材料进行清理筛选，去除沙石杂质和病虫霉变粒，筛选出籽粒饱满、粒型完整均匀的谷粒，抽真空包装并存贮于4 ℃冰箱中备用。

电子分析天平 北京赛多利斯科学仪器有限公司；THZ-82型水浴恒温振荡器 上海科榕实业有限公司；FC2K型糙米机、VP-32型精米机 日本YAMAMOTO公司；CYSB60YC16型苏泊尔压力锅

浙江苏泊尔股份有限公司；GZX-9240MBE型电热鼓风干燥箱 上海博讯实业有限公司医疗设备厂；ES-1000型大米外观品质判别仪 日本 SHIZUOKA公司；INFRATEC Nova型近红外谷物分析仪 日本静冈制机株式会社；YZC-002型米饭整形器 购于贵阳华联超市；STA-1B型米饭食味计 日本广岛市中竹株式会社；RVA Super 4型快速粘度分析仪 澳大利亚New-port Scientific仪器公司；HF-500A型高速多功能粉碎机 辰禾盛丰工贸有限公司；BCD-21SDN型冰箱 青岛海尔股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 蒸谷试样的制备 参考付桂明等[19]、谢健等[20]方法略作改动。分别准确称取不同品种稻谷原料300 g，置于500 mL沸水中浸泡，待水温降至70 ℃时，用保鲜膜封口并移入温度为70 ℃，转速为180 r/min的水浴恒温振荡器中进行振荡，处理2.5 h后取出，用滤网滤去浸泡水，置于汽蒸温度100 ℃，汽蒸压力100 kPa的压力锅中汽蒸15 min，将汽蒸后的稻谷进行热风干燥，首先在热风温度150 ℃下快速干燥20 min后，取出稻谷在常温通风条件下缓苏1 h，再进行慢速干燥，包括热风温度60 ℃，干燥1 h，期间通风缓苏30 min，直至蒸谷水分含量降至16%～18%，接着在热风温度50 ℃条件下，干燥5 h，直至蒸谷水分含量降至14%左右。将制得的蒸谷试样进行真空包装并置于4 ℃避光条件下保存，备用。

1.2.2 蒸谷米制备前后碾磨品质和外观品质的测定 取出真空包装的稻谷原料和蒸谷试样分别平衡至室温，利用糙米机和精米机处理并分别测定其碾磨品质和外观品质。其中，脱壳率按照一定量的稻谷经砻谷机一次脱壳后，已脱壳糙米重量占入砻稻谷重量的百分比来计算；爆腰率的测定参考李逸鹤等[17]的方法；出糙率、整精米率参考GB 1350-2009《稻谷》[21]所述方法；碎米总量和黄粒米参考GB 1354-2009《大米》[22]所述方法，长宽比参考GB/T 24535-2009《粮油检验 稻谷粒型检验方法》[23]所述方法，并结合ES-1000型大米外观品质判别仪进行相关指标的测定。

1.2.3 蒸谷米制备前后营养品质的测定 受试材料水分、蛋白质和直链淀粉含量利用INFRATEC Nova型近红外谷物分析仪测定，稻米原料和蒸谷米的维生素B1和维生素B2含量分别参考GB 5009.84-2016《食品安全国家标准 食品中维生素 B1的测定》[24]和GB 5009.85-2016《食品安全国家标准 食品中维生素B2的测定》[25]所述方法进行。

1.2.4 蒸谷米制备前后食味品质的测定 参考Fan等[26]方法测定受试材料的食味品质。分别准确称取碾磨成精米的受试样品30 g，置于有孔盖的铝制杯中（受试米样不能通过此孔），盖上杯盖后用流动水冲洗杯中试样米，至淘米水浑浊度较低为止，然后擦干铝制杯外表面的水分并加水称重，使得试样米和水的总重量为72 g，将其静置于室温条件下浸泡30 min后，再将铝制杯放入电饭煲中进行蒸煮，样品蒸煮30 min后再保温焖10 min，然后将煮好的米饭用塑料饭勺混合搅拌均匀后，先用纸盖盖住置于通风橱内冷却20 min，然后换成铁盖并转移至室温条件下冷却90 min，从煮好冷却的米饭中随机称取8 g装入直径30 mm，高9 mm的不锈钢成型圈内，置于米饭整形器平台正中间，将整形器手柄压到最底端，保持10 s，取出成型圈反转放在整形器平台正中间，以同样的方法压饭10 s，即米饭样品的正、反面各压10 s，完成待测样品的整形。将成型的待测米饭样品放入测定槽内，采用STA-1B型米饭食味计测定样品的外观、硬度、黏度等指标来评价其食味品质。每个样品分别测定3次，每次对其正反面均进行测定，最终取3次测定结果的平均值。

1.2.5 蒸谷米制备前后糊化特性（RVA值）测定 将碾磨处理后的受试样品用高速多功能粉碎机粉碎、过100目筛并称重，备用。稻米原料和蒸谷米糊化特性的测定依据GB 24852-2010《大米及米粉糊化特性测定快速粘度仪法》[27]并参考李棒棒等[28]、王晓菁[29]的方法进行。通过RVA快速粘度分析仪可测得受试样品的峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最终黏度、回生值、峰值时间和成糊温度等糊化特性指标。每个指标分别测定3次，取其平均值。

1.3 数据处理

2 结果与分析

2.1 蒸谷米制备前后碾磨品质的比较分析

由表1可知，同一品种稻谷经蒸谷处理制备成蒸谷米后，其碾磨品质中出糙率、脱壳率、爆腰率和整精米率均高于稻米原料，碎米总量较稻米原料低，可能是由于稻谷在制备蒸谷的过程中因加热浸泡和汽蒸处理，促使胚乳内部的淀粉颗粒吸收大量水分并充分糊化，增加了稻谷籽粒的强度，米粒结构更加紧实，使得蒸谷米试样的出糙率和整精米率均提高，碎米总量减少；同时，在此过程中蒸谷的谷壳因吸水膨胀使其包裹糙米的紧密度降低，谷壳较易脱落，进而提高了其脱壳率；此外，蒸谷米的爆腰率可能是受浸泡吸水量和浸泡、汽蒸温度的影响，使得蒸谷内部淀粉发生大量糊化、溶胀、米粒外水分不能均匀地渗透到稻谷内部，稻谷在汽蒸过程中容易开裂，导致其碾磨过程中易发生爆腰，进而使蒸谷米的爆腰率升高[19,30]。通过比较分析同一品种稻谷蒸谷处理前后其稻米碾磨品质的变化趋势，发现‘大粒香’、‘金麻粘’、‘红香米’、‘津原香98’、‘SN16-236’和‘15L-Z156’蒸谷米制备前后其爆腰率、整精米率和碎米总量均存在显著性差异（P<0.05），且蒸谷米的整精米率和爆腰率均高于稻米原料，碎米总量明显较低，而蒸谷米的出糙率和脱壳率测定值变化差异不明显（P>0.05），这可能是因为本试验中所选用的蒸谷米制备工艺条件和碾磨设备的参数设定与之匹配度较低造成的。‘玉针香’、‘天丰B’和‘徽两优1898’蒸谷米制备前后其出糙率、整精米率和碎米总量均存在显著性差异（P<0.05），‘粤丰B’蒸谷米的脱壳率和爆腰率均显著高于稻米原料（P<0.05），而其他碾磨指标间无显著差异（P>0.05）；‘贵丰优785’蒸谷米出糙率、脱壳率和整精米率虽均高于稻米原料，但其数值变化差异不显著（P>0.05），‘两优68’蒸谷米的出糙率和爆腰率均明显高于稻米原料，而脱壳率、整精米率和碎米总量在蒸谷米制备前后其数值变化差异不显著（P>0.05）。综上所述，将同一品种稻谷经蒸谷处理制备成蒸谷米后，虽其爆腰率呈增大趋势，但其他碾磨品质指标均明显改善，即蒸谷米处理有助于稻米碾磨品质的提升；同时，蒸谷米制备前后不同品种间出糙率和脱壳率的变异系数均小于10%，而爆腰率、整精米率和碎米总量的变异系数均大于10%，说明蒸谷米制备前后不同品种间出糙率和脱壳率具有相对较小的变异幅度，数值间差异不显著（P>0.05），而爆腰率、整精米率和碎米总量均存在显著性差异（P<0.05），故可选用爆腰率、整精米率和碎米总量作为评价不同品种蒸谷米制备前后碾磨品质的关键性指标。

表1 蒸谷米制备前后碾磨品质指标分析Table 1 Analysis of milling quality index of parboiled rice before and after preparation

2.2 蒸谷米制备前后外观品质的比较分析

由表2可知，通过比较分析同一品种稻谷蒸谷处理前后稻米外观品质的变化趋势，发现12个受试品种蒸谷米的黄粒米均显著高于稻米原料（P<0.05），而垩白粒率和垩白度均未检出，可能是因为稻谷在蒸煮过程中发生美拉德反应导致蒸谷米颜色加深，或者蒸谷米在干燥过程中受热温度较高，受试品种中淀粉发生焦化，使得黄粒米增大，进而也影响了受试样品垩白粒率和垩白度的测定[31−32]。周显青等[8]研究发现蒸谷米的色泽不仅与加工工艺有关，还与原料本身的色泽有关，即稻谷谷壳和皮层的色素在经水热处理后扩散到胚乳内部，使得蒸谷米颜色加深，黄粒米增多。‘玉针香’、‘天丰B’、‘红香米’、‘SN16-236’、‘贵丰优785’、‘两优68’、‘徽两优1898’蒸谷米的长宽比均高于稻米原料，但其数值变化差异不显著（P>0.05），而‘大粒香’和‘金麻粘’蒸谷米长宽比略低于稻米原料，‘粤丰B’、‘津原香98’和‘15L-Z156’蒸谷米制备前后长宽比无明显变化。对比分析蒸谷米制备前后不同品种间外观品质的变化趋势，发现蒸谷米制备前后不同品种间黄粒米和长宽比的变异系数均大于10%，表明蒸谷米制备前后不同品种间黄粒米和长宽比的变化均存在显著性差异（P<0.05），故可选用黄粒米和长宽比作为评价不同品种蒸谷米制备前后外观品质的关键性指标，但因蒸谷米制备后受试品种的垩白粒率和垩白度均未检出，除受蒸谷米种皮色泽影响外的其他原因有待深入研究。

2.3 蒸谷米制备前后营养品质的比较分析

由表3可知，同一品种稻谷经蒸谷处理制备成蒸谷米后，其营养品质中蛋白质、直链淀粉、VB1和除‘大粒香’蒸谷米外其他受试品种的VB2含量均大于稻米原料，这可能是因为稻谷在制备蒸谷的过程中经水热处理后，使得糠粉层中大量水溶性营养物质，如蛋白质、维生素等均逐渐渗透到胚乳中，因此使得蒸谷米的营养品质提高[33−34]。对比分析同一品种稻谷蒸谷处理前后稻米的营养品质变化，发现‘大粒香’、‘玉针香’、‘金麻粘’、‘津原香98’、‘SN16-236’和‘15L-Z156’蒸谷米制备前后其VB1含量均存在显著性差异（P<0.05），且蒸谷米的VB1含量均明显大于稻米原料，而其他营养品质指标间的差异不显著（P>0.05）。‘天丰B’、‘粤丰B’、‘红香米’、‘贵丰优785’、‘两优68’和‘徽两优1898’蒸谷米制备前后其直链淀粉和VB1含量均存在显著性差异（P<0.05），且蒸谷米的直链淀粉和VB1含量均明显高于稻米原料，而水分含量、蛋白质和VB2含量在蒸谷米制备前后其数值变化差异不显著（P>0.05）。同时，将12个不同品种稻谷经蒸谷处理制备成蒸谷米后，其VB1含量均不同程度提高为稻米原料的1.63～4.2倍，表明蒸谷米有助于VB1含量的累积；此外，蒸谷米制备前后不同品种间水分含量和蛋白质的变异系数均小于10%，表明蒸谷米制备前后不同品种间水分含量和蛋白质的差异不明显，而蒸谷米制备前后水分含量的变化很大程度上取决于蒸谷烘干工艺参数。综上所述，同一品种蒸谷米制备前后蛋白质、直链淀粉、VB1和VB2均有不同程度的变化，且蒸谷米营养物质的含量较稻米原料有所增加，说明蒸谷米有助于稻米营养物质的富集，使营养品质提升。同时，不同品种蒸谷米制备前后直链淀粉、VB1和VB2含量的变异系数均大于10%，表明蒸谷米制备前后不同品种间直链淀粉、VB1和VB2含量间均存在显著性差异（P<0.05），又因直链淀粉含量对米制品口感具有直接性影响，故选用VB1和VB2作为评价蒸谷米制备前后不同品种间营养品质优劣的关键性指标。

表2 蒸谷米制备前后外观品质指标测定分析Table 2 Determination and analysis of appearance quality index of parboiled rice before and after preparation

表3 蒸谷米制备前后营养品质指标测定分析Table 3 Determination and analysis of nutritional quality index of parboiled rice before and after preparation

2.4 蒸谷米制备前后食味品质的比较分析

由表4可知，稻米食味品质主要反映的是稻米食用特性，是决定稻米市场价值和刺激消费者购买意愿的主要因素，其测定方法主要包括感官鉴定和仪器鉴定，感官鉴定主要是指人们通过眼观、鼻闻、口尝等方法对所测稻米饭粒的色泽、气味、米饭黏性及软硬适口程度等进行评价分析，而仪器鉴定主要是采用食味计测定米饭或与食味有关的指标来衡量稻米的食味品质，较感官鉴定而言具有更简便、快捷和准确性高等优点[35]。通过比较分析发现，同一品种稻谷蒸谷处理前后稻米的外观、硬度、黏度和食味值等食味品质测定值均发生不同程度的变化，其中‘大粒香’蒸谷米食味品质各项指标的测定值均较稻米原料低，且其外观、黏度和食味值均为最小值，表明‘大粒香’较其他受试品种而言，不适合作为蒸谷米制备的稻谷原料，这与雷月等[36]的研究结果相符。‘玉针香’、‘红香米’、‘津原香98’、‘SN16-236’、‘15L-Z156’和‘贵丰优785’蒸谷米的外观和食味值均较稻米原料高，但硬度值较稻米原料均有所降低。‘两优68’和‘徽两优1898’蒸谷米的黏度和食味值均较稻米原料低，而其他食味品质指标在蒸谷米制备前后数值变化差异不明显（P>0.05）。同时，通过对比分析不同品种蒸谷米制备前后各食味品质指标的变化趋势，发现蒸谷米制备前后不同品种间硬度值的变异系数小于10%，说明不同品种蒸谷米制备前后硬度值变化差异不明显；此外，在蒸谷米制备前不同品种间外观、黏度和食味值的变异系数小于10%，而在蒸谷米制备后不同品种间这三项指标的变异系数均大于10%，表明不同品种蒸谷米制备前外观、黏度和食味值的变化差异不明显，而在制备后外观、黏度和食味值的变化均存在明显差异。

2.5 蒸谷米制备前后糊化特性的比较分析

由表5可知，蒸谷米制备前后糊化特性指标主要包括峰值黏度、谷值黏度、最终黏度、崩解值、回生值、峰值时间和成糊温度等7个特征值，其中峰值黏度主要体现的是结合水的能力或者颗粒膨胀的程度，峰值黏度越高，样品黏滞性越强；崩解值表示米糊的热稳定性，崩解值越大，米糊的热稳定性越差；回生值反映米糊老化或回生的程度，也指冷却时形成凝胶的强弱，回生值越高，米糊冷却稳定性越差，凝胶性越强，越易老化[37−38]。通过对比分析同一品种稻谷蒸谷处理前后稻米的糊化特性变化趋势，发现12个受试品种蒸谷米峰值黏度均显著低于稻米原料（P<0.05），可能是因为稻谷经蒸谷处理过程中要经过高温浸泡、汽蒸处理，导致淀粉颗粒发生了部分糊化，使其溶胀能力下降，并随着处理温度的升高，淀粉颗粒糊化更充分，峰值黏度也下降更快，故蒸谷米的峰值黏度均有所降低[30]。‘金麻粘’、‘红香米’、‘贵丰优785’和‘徽两优1898’蒸谷米的谷值黏度均高于稻米原料，结合蒸谷米制备前后峰值黏度的分析结果，并根据崩解值是峰值黏度和谷值黏度的差值[38]，表明这4个受试品种蒸谷米的崩解值也相对较低，米糊的热稳定性较好。从蒸谷米制备前后崩解值的数值变化，可以看出将稻谷蒸谷处理制备成蒸谷米后其崩解值均显著低于稻米原料（P<0.05），又因为崩解值与米糊的热稳定性呈反比，进而可以得出将稻谷加工成蒸谷米有助于提高稻米的米糊热稳定性。‘玉针香’、‘金麻粘’、‘红香米’、‘SN16-236’、‘贵丰优785’和‘徽两优1898’蒸谷米的最终黏度和回生值均显著高于稻米原料（P<0.05），Sandra等[39]通过试验研究发现稻米回生值越高，凝胶强度越大，越容易老化，且老化后米糊中氢键也相应的增多，故这6个受试品种的蒸谷米适用于研发凝胶性较强的米制品。在12个受试品种中蒸谷米制备前后峰值时间的变化无显著性差异（P>0.05），同时还发现受试品种制备成蒸谷米后其成糊温度均高于稻米原料，这与吕斌[30]的研究结果相符，可能是由于蒸谷米中的淀粉分子在加热蒸煮和干燥的过程中分别发生了一定程度的糊化和老化，使得淀粉颗粒结构更紧密，从而抑制了淀粉颗粒吸水溶胀，故蒸谷米制备后试样的成糊温度均有所升高，也可能是因为稻谷经蒸谷处理制备成蒸谷米后其蛋白质、直链淀粉等营养物质的含量有所增加，进而产生更高的位阻，使得直链的交联聚合受到更大阻碍，从而需要更多能量使之糊化，因此蒸谷米制备后受试品种的成糊温度高于制备前，也再次表明将稻谷加工成蒸谷米后有助于其营养成分的富集[40−41]。此外，还发现‘大粒香’和‘粤丰B’蒸谷米的峰值时间和成糊温度分别具有最大值，而‘贵丰优785’蒸谷米的峰值时间和成糊温度均显著低于其他受试品种（P<0.05），可能是因为稻谷在蒸谷加工过程中要进行吸水浸泡处理，而‘贵丰优785’较其他受试品种更易于吸水膨胀糊化，颗粒破裂程度也较大，使得其成糊温度也相对较低，由此可知‘贵丰优785’在用于米制品深加工时要考虑其吸水能力，注意控制水量的大小[42]。通过比较分析蒸谷米制备前后不同品种间糊化特性的变化趋势，发现蒸谷米制备前后不同品种间崩解值、最终黏度和回生值的变异系数均大于10%，而峰值时间和成糊温度的变异系数均小于10%，表明蒸谷米制备前后不同品种间崩解值、最终黏度和回生值的变化存在显著性差异（P<0.05），而峰值时间和成糊温度的差异不明显（P>0.05）。

表4 蒸谷米制备前后食味品质指标测定分析Table 4 Determination and analysis of taste quality index of parboiled rice during preparation

3 结论

将不同品种受试稻谷经相同条件的蒸谷处理加工成蒸谷米，综合评价分析蒸谷米制备前后碾磨品质、外观品质、营养品质、食味品质及其糊化特性的变化趋势。实验结果发现，‘玉针香’、‘天丰B’、‘SN16-236’、‘贵丰优785’、‘两优68’和‘徽两优1898’蒸谷米的碾磨品质相对均优于制备前，此外还发现可用爆腰率、整精米率和碎米总量作为评价蒸谷米制备前后碾磨品质的关键性指标。同一品种蒸谷米黄粒米均显著高于稻米原料（P<0.05），而垩白粒率和垩白度均未检出，具体原因有待进一步深入研究，且通过结果分析筛选出评价蒸谷米制备前后外观品质的关键性指标为黄粒米和长宽比。结合蒸谷米制备前后营养品质、食味品质和糊化特性各项指标的变化，发现受试稻谷经加工处理制成蒸谷米后有助于稻米营养物质和米糊热稳定性的的提高，同时还发现‘玉针香’、‘红香米’、‘津原香98’、‘SN16-236’、‘15LZ156’和‘贵丰优785’蒸谷米的外观和食味值均高于制备前。综合蒸谷米制备前后品质性状及糊化特性的分析结果得出，‘玉针香’和‘贵丰优785’稻谷经蒸谷处理制备成蒸谷米后品质较优，适合作为蒸谷米专用稻品种，而‘大粒香’和‘粤丰B’的品质相对较差，不适合用于蒸谷米的生产。本研究结果可为蒸谷米制备前后品质特性的变化奠定理论基础，也为蒸谷米制品的研发应用提供思路和参考依据。

表5 蒸谷米制备前后糊化特性指标测定分析Table 5 Determination and analysis of pasting properties index of parboiled rice before and after preparation