薏米蒸煮品质加工改良技术研究进展

郭晓燕 雷 静 龙佩霖 敖茂宏 刘凡值 杨小雨，3

（1 贵州大学生命科学学院/农业生物工程研究院，山地植物资源保护与保护种质创新教育部重点实验室，山地生态与农业生物工程协同创新中心，贵阳 550025；2 贵州省农业科学院亚热带作物研究所，兴义 562400；3 中国农业科学院作物科学研究所，北京 100081）

薏米为禾本科植物（Poaceae）薏苡（Coix lachrymajobiL.）的干燥成熟种仁，又名薏苡仁或薏仁米，是我国首批公布的药食同源食品之一，营养和药用价值兼具，备受市场青睐。薏苡主要种植消费于中国、泰国、印度、日本等东南亚国家。据报道，2019 年我国薏苡的种植面积约7.33 万hm2，年总产量约55 万t，种植面积和产量均居世界首位。国内薏苡则主要种植分布于贵州、云南、广西、福建等4个省区，其他省份也有零星种植。贵州省薏苡种质资源丰富、栽培历史悠久、生态气候条件适宜，其种植面积、产量常年居全国第一，生产量占全国2/3，薏米总产量近30 万t。每年由贵州省生产加工销往全球各地的薏米，占据了全球同行业市场份额的70%以上，产值达43 亿元[1]。

薏米富含淀粉、蛋白、脂肪、人体必需氨基酸和微量矿质元素等营养成分，以及脂肪酸、甾醇、三萜和多糖类等生物活性成分。医药学和临床研究表明薏苡有抗肿瘤、免疫增强、降血糖、诱发排卵、抗溃疡、止泻、镇痛消炎、抗重度功能性痛经、治疗扁平疣、治疗痤疮等功能[2]。除了用作传统的药材外，薏米最常见的就是用于煮粥或煲汤。近年来，市场上也涌现了大量薏米相关副食品，如薏米饼干、薏米茶及薏米乳酸饮料等。然而，薏米质地坚硬，直接粒食需经长时间浸泡和蒸煮，不仅耗时耗能还易造成营养流失、影响食用口感及其加工应用。为了克服薏米的上述不足、适应当下快节奏的生活方式，人们在生活生产和科研中发明了一系列改善薏米蒸煮品质的方法，主要有浸泡、超声波、微波、高温高压或膨化等预熟化工艺，低温冷冻及其后续干燥处理等等。本文结合近年来薏米蒸煮品质的相关报道，概述了薏米的蒸煮品质特性以及不同加工方式对薏米蒸煮品质及营养特性的影响，以期为后续研究提供参考。

1 薏米的蒸煮品质

谷物蒸煮品质以稻米研究最为深入，近年来已有部分学者参考大米蒸煮品质评价方法对薏米进行了初步研究，相关指标有：蒸煮时间、吸水率、膨胀率、米汤碘蓝值及米汤pH 值等。相较糜子、大米、糯米等谷物，薏米蒸煮时间极长：直接蒸煮，需100min以上；即使提前浸泡1～3h，也需蒸煮80min[3-7]。吸水率和体积膨胀率间接反映了谷物的吸水能力，其值越小吸水力越差；相比其他谷物，薏米在蒸煮过程中较难吸水膨胀。米汤碘蓝值反映了谷物在蒸煮过程中溶解在米汤中的可溶性直链淀粉含量，值越大米汤越黏稠，品质越差。薏米的米汤碘蓝值较小，表示其可溶性直链淀粉含量少，品质较好。米汤pH 值反映了米汤的酸度值，而酸度会影响米饭的口感；薏米与其他谷物相当，米汤均呈中性（表1）。此外，糊化度以蒸煮过程中糊化淀粉所占谷物全部淀粉量的比例表示，也可以反映谷物的熟化程度。王辉[3]比较了薏米与几种常见谷物的糊化度，在共同蒸煮10min 后，糯米糊化度最高为75.10%，粳米、籼米的糊化度其次，分别为56.29%和38.75%，而薏米、玉米及莲子等糊化度最低，分别为6.08%、3.35%、2.46%，说明薏米蒸煮过程中较难熟化。

表1 薏米和不同谷物间蒸煮品质比较

2 不同加工方式对薏米蒸煮品质及营养的影响

为了克服薏米结构致密、蒸煮较难熟化的问题，缩短薏米的蒸煮时间，改善其适口性，生活生产和科研中涌现出了一系列改善薏米蒸煮品质的方法，这些方法对薏米蒸煮品质和营养特性都有不同程度的影响。

2.1 浸泡浸泡可使谷物体积膨胀，淀粉颗粒间出现细小裂缝，这一变化有利于内部淀粉吸收水分及加热时均一糊化，从而缩短蒸煮时间。影响浸泡效果的最主要因素包括浸泡时间和浸泡温度。

不同的浸泡条件下薏米的蒸煮特性有明显区别。胡吟等[8]研究发现在2h 范围内，随浸泡时间延长，薏米的吸水率、膨胀率、弹性增大，硬度降低，蒸煮时间缩短。王辉[3]研究表明了薏米适宜的浸泡时间为3h，而且浸泡温度（30～60℃）越高，米粒吸水越快，米粒含水量达到饱和的时间越短。Ding 等[9]研究不同浸泡温度对薏米蒸煮、理化特性的影响，发现在70℃高温下浸泡，薏米内部水分的分布更均匀，但是其淀粉颗粒受到严重侵蚀。

总之，若浸泡时间不足、浸泡温度过低，则谷物吸收水分不足，蒸煮容易夹生；相反，若浸泡时间过长、温度过高，则会影响米饭的质地和食味，也易造成谷物中营养成分的流失、活性受损、营养价值降低。

2.2 超声波超声波技术多用于淀粉的提取及改性研究，该技术仅引起淀粉颗粒表面结构的细微变化，对其完整性的影响最小。谷物以淀粉含量最多，前人研究发现超声波可疏松谷物结构、改变其吸水性，进而缩短其蒸煮时间[3]。

超声波处理谷物时，处理温度和功率对谷物蒸煮品质均有重要影响。王辉[3]将薏米在不同温度（25℃、40℃和55℃）下进行超声波处理，发现超声波处理后的薏米表面出现裂纹，其持水力和体积膨胀率显著提高，米汤中流失的固形物增加，蒸煮后薏米的硬度降低，咀嚼度、弹性增加。固定频率（16kHz）和功率（150W）的超声波处理30min，处理温度越高，相应的薏米含水率越高（22.14%、26.89%、30.12%），且最适蒸煮时间由80.5min 分别缩短了4.7min、9.2min、13.2min。陶虹等[10]研究发现不同功率的超声波（160W、280W、400W）处理糙米，糙米的吸水率随超声波功率增大而增加；400W 超声波处理30min，吸水率最大为12.29%，硬度、胶黏性和咀嚼性显著下降12%以上，糙米蒸煮时间缩短4min 左右。

可见适当的超声波处理可显著改善谷物的蒸煮品质，深入研究超声波处理对薏米蒸煮品质的影响机理及优化超声波处理条件，将该技术引入薏米加工生产中具有重要的应用价值。

2.3 微波微波是300MHz～300GHz 可产生高频电磁场的电磁波，使物料分子间产生高频振动引起分子间高速摩擦，迅速提升物料温度；微波加热穿透性强、能耗低、加热均匀迅速，对物料的养分影响较小。据报道有学者利用该方法处理薏米，达到了与大米同熟的效果。

孙军涛等[11]比较了常压蒸煮、高温高压蒸煮和微波熟化技术处理薏米后对其营养成分、米饭质构和色泽的影响，结果表明：与其他两种方法相比，在微波熟化技术的最佳工艺条件下（料液比1∶3、40℃浸泡1.5h、微波功率529W、微波时间5min、微波物料厚度2.8cm），微波处理对薏米营养成分的破坏较小，可以降低薏米的硬度，对薏米色泽的影响也小。刘佳男等[12]采用恒温浸泡和微波膨化技术处理薏米，在浸泡温度46.4℃、浸泡时间3.9h、微波功率600W、微波时间85s 的最佳工艺下，薏米能实现与大米的同熟，它的糊化度可达49.34%，感官评分达90 分，且外观形态完整。

2.4 高温高压与高温膨化目前研究和生产中用的最多的还是高温高压、超高压技术、高温短时气流膨化等方法，这些方法均提高了薏米的糊化度，改善了薏米的蒸煮条件。

孙军涛等[11]研究了高温高压预熟化薏米的工艺，最佳工艺条件下（料液比1∶3、40℃浸泡1h、115℃蒸煮3min，0.25MPa）薏米的糊化度达70%以上，硬度、弹性、胶黏性和咀嚼性等均明显提高，相比常温常压蒸煮的薏米，其硬度偏大，弹性、胶黏性和咀嚼性偏小。王俊国等[13]研究了超高压（通常为100～1000MPa）处理后对薏米蒸煮和食用品质的影响，相比于未处理样品，经过300MPa 压力处理后薏米的外观品质、蒸煮品质及食用品质均较好，含水率提高、白度增加、透光度略有降低；蒸煮时间缩短了17.6min、持水率增加；薏米的硬度降低，弹性、胶黏性、咀嚼度增加。高温短时气流膨化最大特点是可满足多种形状大小的物料无油和连续膨化加工，受热时间短、营养保持好。刘晓娟等[14]采用该技术制备速食薏米，处理后的薏米较之未处理，蒸煮时间由85min 缩短至22min，淀粉糊化度提高了4.77%，保留了较高的营养成分，淀粉、蛋白的消化特性变好，微观结构上薏米的空洞变大，蒸煮品质显著提升。

有学者利用上述方法开发了不同类型的速食薏米产品。例如：陈天兵[15]将薏米在常压饱和蒸汽气蒸90～100min 或常压水煮50～80min 至完成熟化，采用热风干燥（干燥温度90～100℃）方式将薏米含水量降至10%～25%，从而得到速食薏米。李存芝等[16]在真空微波下对薏米饼的膨化进行了研究，使薏米的食用更方便、快捷。

2.5 冷冻当今年轻人快节奏的生活方式带火了速冻米饭、速冻粥、速冻水饺等快消产品。以速冻米饭为例，是指将蒸煮好的米饭，在-40℃以下的环境中急速冷冻并在-18℃以下冻藏的产品，冷冻米饭复热后的风味和口感最接近新鲜米饭，相应的缩短了蒸煮时间，而且便捷卫生，备受市场青睐[17]。

一般来讲冷冻温度和时间是影响速冻米饭的重要因素。信思悦[18]研究不同冷冻温度（-20℃、-40℃、-80℃）处理方便粥对其营养及蒸煮食味品质的影响，结果表明：其营养成分无显著变化；而经-80℃快速冻结后方便粥复热后其食味品质接近鲜煮米粥；冻结温度越低，方便粥的冻结速率越快、冻结失水率越低，方便粥复热后水分含量越高，固形物含量越低。宋敏等[19]探索不同冷冻时间对糙米米饭食用品质的影响，发现-23℃冷冻1h 后，冷冻米饭复热后感官评分变高，食用品质提升。此外，谷物的生化组成会影响其是否适合做冷冻米饭。徐侃[17]利用质构仪评价了10 种不同的原料米制作的冷冻米饭，分析发现直链淀粉含量17%左右的大米比较适合生产冷冻米饭。

冷冻型速食薏米相关技术和理论研究薄弱，今后在研究冷冻技术加工薏米时可以效仿其他谷物。先将其浸泡，然后冷冻处理，通过评价蒸煮品质指标如吸水率、体积膨胀率等，探索适宜薏米冷冻型速食米饭的工艺。对冷冻薏米米饭的研究，能促进薏米在方便食品领域的发展。

2.6 干燥方式对预熟化薏米品质的影响干燥是薏米预熟化加工后最关键的环节，常见的干燥方式有热风干燥、微波干燥、真空冷冻干燥3 种，不同干燥方式下薏米的营养成分、质构及色泽差异较大。张智超等[20]对以上3 种干燥方法进行了系统比较，结果表明鼓风干燥最佳工艺条件下（干燥温度85℃、干燥时间140min、物料厚度0.5cm），薏米的脂肪和蛋白质含量升高；薏米的硬度与原料米相比下降，弹性、胶黏性与咀嚼性均增高；色泽上，其亮度增加，表面出现裂纹。微波干燥的最佳工艺条件下（微波功率539W、干燥时间5min、物料厚度3cm），薏米的脂肪和蛋白质含量均升高；薏米的硬度与原料米接近，弹性、胶黏性与咀嚼性均增高；薏米表面有明显裂纹。真空冷冻干燥的最佳工艺条件下（温度-49℃、干燥时间5h、物料厚度2.5cm），薏米的脂肪和蛋白质含量略有下降；硬度下降，弹性、胶黏性与咀嚼性与原料米接近；外观上薏米的亮度增加，表面无裂纹。说明真空冷冻干燥能最大限度地保留食品的口感，能够较好地保留食品原有的形貌特征。

3 展望

近年来随着居民健康意识增强，药食兼用的杂粮变得备受消费者青睐，薏米消费量明显提升。然而薏米质地坚硬、蒸煮耗时，既影响了消费者直接蒸煮食用也制约了其副产品加工，迫切需要研发薏米速食产品。

易煮薏米与传统薏米具有相似的营养价值、质地和风味，且可在短时间内烹饪，市场需求量很大，发展前景广阔。我国易煮薏米的加工技术研究尚处起步阶段，相关技术不够成熟，日后可从以下几点加强相关研究内容：一是进一步完善和研发薏米蒸煮品质改良的加工工艺，速食薏米加工中加强不同加工技术的协同应用；二是深入研究不同加工技术对其营养、活性组分的影响及其作用机制；三是建立薏米加工原料的品质评价体系，为创制高品质、高营养的易蒸煮薏米提供参考。