碾磨程度和蒸煮方式对优质籼稻米饭品质的影响

李柳燕 詹 展 张 威,2,3 舒在习,2 王平坪,2

(1. 武汉轻工大学食品科学与工程学院，湖北 武汉 430023；2. 大宗粮油精深加工教育部重点实验室(武汉轻工大学)，湖北 武汉 430023；3. 潍坊市检验检测中心，山东 潍坊 261000)

稻谷是世界三大粮食作物之一，全球50%以上的人口以稻米为主食[1]。近年来，中国稻谷种植面积均保持在3 000万hm2左右，占全球种植面积的近20%。2020年，中国稻谷总产量超2.1亿t[2]。中国栽培稻主要分籼、粳两大亚种。粳稻能适应冷凉气候，食味好，主要分布在东北三省、江苏等地。籼稻消化性好，肥料利用率高，耐热性强，在华南、长江流域等地广泛种植，其种植面积占全国稻谷总面积的70%左右。为减少加工环节的粮食损失，国家正大力倡导粮食适度加工，蔡沙等[3]研究发现，随着碾磨精度的增加，米饭的硬度、咀嚼性呈先减小后增大的趋势，弹性、黏聚性呈先增大后减小的趋势。安红周等[4]发现影响米饭风味的醛类物质含量随加工精度的提高而显著下降。刘厚清等[5]发现，过高的碾磨精度对米饭外观和口感的改善作用有限。

由于优质籼稻具有良好的蒸煮食用品质，其市场价值更高，因此中国种植的稻种存在由普通籼稻逐渐向优质籼稻升级的趋势。目前，有关籼稻米碾磨程度与蒸煮食用品质关系的研究多集中于普通籼稻。此外，目前市场主流的稻米蒸煮设备有常压蒸煮的电饭锅和加压蒸煮的电压力锅，但两种不同蒸煮方式下不同碾磨精度稻米的米饭品质差异并未完全明晰。试验拟通过改变碾磨时间，制备不同加工精度的优质籼稻稻米，使用电压力锅和电饭锅对其进行蒸煮，利用质构仪、气相离子迁移谱(GC-IMS)、感官评定等对米饭品质进行分析比较，以期为稻种升级和稻谷适度加工政策的实施推进提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

稻谷：隆两优1813，产地湖北洪湖。

1.2 主要仪器设备

砻谷机：THU35C型，日本佐竹公司；

碾米机：JNM-III型，国家粮食局成都粮食储藏科学研究所；

质构仪：TA-XT2i型，英国Stable Micro System公司；

气相色谱—离子迁移谱联用仪(GC-IMS)：Flavour Spec型，德国GAS公司；

电饭锅：MG-TH559型，佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司；

电压力锅：WCS5025型，佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 稻谷的碾磨处理 采用砻谷机脱壳制成糙米，用碾米机对糙米进行碾磨处理，控制碾磨时间制备不同碾磨程度的大米。

1.3.2 稻米的蒸煮 取大米10 g，淘洗、沥干后装入铝盒中，加入12 mL水，浸泡30 min，用电压力锅和电饭煲分别蒸制30 min，焖饭15 min(电压力锅压力为40 kPa，焖饭前手动排气降压)。

1.3.3 碾减率的测定 参照安红周等[4]的方法。按式(1)计算碾减率。

(1)

式中：

DM——碾减率，%；

mb——糙米质量，g；

mw——碾磨后大米质量，g。

1.3.4 稻米吸水率和膨胀率的测定 参照吴伟等[6]的方法。分别按式(2)和式(3)计算稻米吸水率和膨胀率。

(2)

(3)

式中：

a——吸水率，%；

W0——稻米质量，g；

W1——米饭质量，g；

v——稻米膨胀率，%；

V0——大米体积，mL；

V1——米饭体积，mL。

1.3.5 米饭的质构特性 根据周晓理等[7]的方法修改如下：取3粒米饭(约60 ℃)平行置于底座上，选用P/40R探头，采用TPA全质构模式，测前速率60 mm/min，测试速率60 mm/min，测后速率120 mm/min，压缩比例75%。

1.3.6 米饭的感官评价 按GB/T 15682—2008《粮油检验 稻谷、大米蒸煮食用品质感官评价方法》执行。

1.3.7 米饭风味物质的测定 取3 g米饭样品于20 mL钳口顶空进样瓶中，密封，经顶空自动进样检测。

(1) 进样条件：孵化温度60 ℃；孵化时间10 min；进样体积500 μL，不分流模式；进样针温度80 ℃；载气高纯N2(纯度≥99.999%)；孵化转速200 r/min。

(2) 气相色谱条件：色谱柱OV-5；色谱柱温度50 ℃；IMS温度50 ℃；漂移管温度45 ℃；离子化模式为正离子模式；载气流速2 mL/min保持2 min，10 min内线性增至15 mL/min， 10 min内线性增至100 mL/min，10 min内线性升至150 mL/min，保持1 min。

1.4 数据处理

采用SPSS软件进行单因素方差分析，结果以均值±标准差表示，并通过Duncan新复极差检验法分析差异性。

2 结果与分析

2.1 碾磨时间对碾减率的影响

由图1可知，随着碾磨时间的延长，糙米碾减率逐渐上升。当碾磨时间为5～50 s时，碾减率为1.8%～16.5%。糙米的糠层(果皮层、种皮层和糊粉层)占稻米质量的6%～8%[8]。碾磨20 s的碾减率为7.6%，表明该碾磨时间下稻米大部分糠层已被碾去。因此，选用20，35，50 s 3种不同碾磨时间的稻米作原料进行蒸煮试验。

图1 碾磨时间对碾减率的影响

2.2 碾磨程度和蒸煮方式对稻米吸水率和膨胀率的影响

由表1可知，相同碾磨条件下，两种蒸煮方式的吸水率和膨胀率存在显著差异，电饭锅制得米饭的吸水率和膨胀率均高于电压力锅的。高压蒸煮时，温度和压力更高，米粒结构更易被破碎，增加了米粒中营养成分的溶出，故米饭吸水率和膨胀率较低[9]。说明优质籼稻米粒在电饭锅蒸煮过程中更易保持良好米粒形态，锁住水分。相同蒸煮方式下，3种不同碾磨程度稻米的吸水率和膨胀率仅存在细微差异，表明碾磨程度对稻米的吸水、溶胀的影响有限，与Wu等[10]的研究结果一致。

表1 蒸煮方式和碾磨程度对稻米吸水率和膨胀率的影响†

2.3 碾磨程度和蒸煮方式对米饭质构的影响

由表2可知，当碾磨时间为20 s时，电饭锅蒸煮米饭的硬度大于电压力锅的。高温高压蒸煮过程中，高压蒸汽会破坏淀粉—蛋白质骨架，米粒被破碎，水分分布更均匀，从而降低米饭硬度[9]。增加碾磨时间，电饭锅蒸煮米饭与电压力锅蒸煮米饭的硬度无显著差异，说明加压蒸煮仅对低碾磨程度稻米米饭的硬度特性有较好的改善作用。同一蒸煮方式下，随着碾磨时间的增加，米饭硬度逐渐减少，黏性逐渐增加，与Mohapatra等[11]的结果一致，说明稻米碾磨程度提高引起的质构变化与稻米厚度有关。电饭锅和电压力锅蒸煮的米饭弹性为0.52～0.81，说明碾磨程度和蒸煮方式对弹性影响较小。

表2 碾磨程度和蒸煮方式对稻米米饭质构特性的影响†

2.4 碾磨程度和蒸煮方式对米饭挥发性成分的影响

稻米米饭中挥发性物质的指纹图谱如图2所示，其挥发性成分组成和定性信息分别见表3、表4。

a、b和c表示碾磨时间20，35，50 s稻米的电压力锅米饭，A、B和C表示碾磨时间20，35，50 s稻米的电饭锅米饭

表3 不同碾磨程度下稻米米饭的挥发性成分

表4 米饭挥发性成分的定性信息

由表3可知，相同碾磨程度下，不同的蒸煮方式制得米饭的风味物质不尽相同，电压力锅制得米饭的风味物质相对更多。这可能是由于高压蒸煮时米粒易爆开，挥发性物质容易溢出，故挥发性物质种类较多。但电压力锅蒸制后进行了排气，挥发性风味物质散失较多[12]，导致部分挥发性成分含量不如电饭锅的，如电饭锅蒸煮的米饭中2-正戊基呋喃和3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛含量相对更高。

稻米碾磨程度对米饭的挥发性成分存在影响。庚醛具有干草味，在电压力锅蒸煮米饭中，碾磨时间20 s制得的米饭庚醛含量明显高于其他两种碾磨程度的。稻谷脂质分解会产生脂肪酸，水解产物进一步氧化会导致异味或酸臭味产生，影响米饭的食味品质[13]。1-辛烯-3-醇是亚油酸氢过氧化物的降解产物，具有类似蘑菇般的气味[14]，该成分仅存在于碾磨时间为20 s的电压力锅米饭中，表明提高碾磨程度，可以改善稻米脂质酸败对米饭风味的影响。糙米米粒中，脂质在表层比内部分布更多，表层脂质更易与氧气接触而发生酸败，碾磨程度的提高有利于减少米粒中脂质过氧化物含量，从而改善米饭风味。

为了全面准确地分析不同米饭挥发性成分的差异，采用PCA对其进行分析[15]。图3为6种米饭的动态主成分分析图。由图3可知，第1、2主成分的方差贡献率分别为66%， 19%，总贡献率为85%，能较充分地代表原始数据信息[16]。电饭锅制得的3种米饭在同一象限内，且距离较近，而电压力锅米饭与电饭锅米饭位于不同象限；电压力锅米饭中，碾磨35，50 s的稻米米饭均位于第四象限，距离较近，但碾磨20 s的稻米米饭在第一象限。综上，电饭锅与电压力锅蒸煮的米饭在挥发性成分上差异较大[17]；电饭锅蒸煮时，稻米碾磨程度对米饭的挥发性成分影响较小，但电压力锅蒸煮时，碾磨20 s的稻米米饭的挥发性成分与其他两种较高碾磨程度的差异较大。

a、b和c表示碾磨时间20，35，50 s稻米的电压力锅米饭，A、B和C表示碾磨时间20，35，50 s稻米的电饭锅米饭

2.5 碾磨程度和蒸煮方式对米饭感官评价的影响

由表5可知，相同碾磨程度下，电压力锅和电饭锅蒸煮米饭的总得分无显著差异。随着碾磨时间的延长，米饭的感官评分呈上升趋势。当碾磨时间为20 s时，米饭的硬度大，且电压力锅蒸煮米饭还带有草味，不易被接受，但随着碾磨程度的增加，米饭气味逐渐改善。同一蒸煮方式下，随着碾磨程度的提高，米饭的适口性、滋味及感官总分均逐渐改善。综上，提高碾磨程度可改善优质籼稻米饭的感官品质。

表5 碾磨程度和蒸煮方式对米饭感官评价的影响†

3 结论

试验表明，相同碾磨程度优质籼稻稻米的电饭锅蒸煮米饭和电压力锅蒸煮米饭整体感官可接受度差异不明显。电饭锅蒸煮米饭的米粒保水、溶胀性更好，但风味成分种类较少。提高碾磨精度可提升米饭质构、风味及整体感官特性。总体而言，优质籼稻碾磨至一定程度(碾磨时间35 s)后，采用电饭锅和电压力锅蒸煮均可获得较好的食味品质。优质籼稻贮藏品质较差，贮藏后蒸煮食用品质变化较大，不同贮藏期稻谷是否可通过改变碾磨精度及蒸煮方式改善米饭品质有待进一步研究。