远红外辅助加热对米饭挥发性成分的影响

沙雨欣　曹婷　潘思轶　王鲁峰

摘要：目的：研究电饭煲中采用远红外辅助加热对米饭主要挥发性成分的影响。方法：采用顶空固相微萃取/气质联用（SPME/GCMS）的方法，对比通过普通电饭煲蒸煮和通过改造的远红外辅助加热电饭煲进行蒸煮的米饭挥发性成分。结果：对于东北长粒香米与泰国香米，加载了远红外辅助加热装置的电饭煲都能检测到含量更高、种类更多的挥发性成分。其中，在红外辅助加热顶层最高温为105 ℃时，蒸煮效果最好，其产生的挥发性成分的种类、含量高于红外辅助加热顶层最高温为101 ℃和115 ℃的電饭煲，并远高于普通方式加热电饭煲。结论：远红外辅助加热有利于米饭挥发性成分的生成和富集，可以作为米饭增香的潜在技术。

关键词：米饭;远红外;挥发性成分大米是中国最重要的主食之一[1]。香味是米饭最重要的品质指标之一，对米饭的食用品质具有重要影响[2]。研究表明，米饭中的挥发性成分多达120种以上，主要由醛、酮、酸、酯、醇、烃以及杂环化合物组成[3]。米饭的风味成分受大米的种类、加工精度、破碎度、储藏条件以及蒸煮条件的影响[48]。目前，关于米饭的蒸煮制作方法主要有常压蒸煮、微压蒸煮、高压蒸煮等[9]。研究表明，不同蒸煮方法的米饭检测出的挥发性成分种类及含量不同[10]。与传统的加热方式相比，远红外辅助加热能耗低，因而在物料干燥领域应用广泛[1112]。除了具有节能的优点外，有研究表明，远红外还可以赋予食品风味及香气。研究表明，将刚酿出的酒经过15 min到4 h的远红外照射，可以使白酒具有1年陈酿的口感[13]。因此，为了探讨米饭蒸煮过程中辅以远红外加热是否可以改变米饭的风味，本研究设计定制了带有红外辅助加热的电饭煲，研究对比普通电饭煲与远红外辅助加热电饭煲烹饪米饭的挥发性成分变化，旨在探究远红外辅助加热对改善米饭香气的可行性。

1材料与方法

1.1材料与仪器

十月稻田东北长粒香大米，沈阳信昌粮食贸易有限公司;泰国香米，东莞益海嘉里粮油食品工业有限公司;DF101S恒温磁力搅拌器，郑州长城工贸有限公司;TG224S电子分析天平，赛多利斯科学仪器;76937200B气相色谱质谱联用仪，美国Agilent科技公司;SPME萃取纤维头（50/30μm DVB/CAR/PDMS），美国Supelco公司;CFXB40HC30130压力电饭煲，浙江苏泊尔家电制造公司;定制远红外辅助加热电饭煲，在CFXB40HC30130压力电饭煲基础上改装。

1.2方法

分别取4份东北长粒香米及泰国香米，每份600 g，其中1份通过普通电饭煲蒸煮、3份通过改造的远红外辅助加热电饭煲进行蒸煮，分别采用A、B、C等3种不同程序，所有不同蒸煮方式的米水质量比均为1∶1.36。试验测得，A、B、C等3种程序蒸煮米饭顶层最高温分别为101、108、115 ℃。米饭挥发性成分的检测使用中国家电协会团体标准《电饭煲烹饪米饭品质评价方法T/CHEAA 00022018》中A.8挥发性香气测定，主要操作：蒸煮结束后整锅米饭搅匀打散，在锅内中间部分取样，准确称取蒸煮米饭（30±0.5）g于100 mL顶空瓶中，并加入2 μL 0.555 μg/μL的1，2二氯苯作为标准物，迅速用带聚四氟乙烯的隔垫塞子密封，样品沸水浴10 min后开始萃取，然后将顶空瓶置于带恒温水浴锅的磁力搅拌器内，水浴温度设为70 ℃，将SPME萃取头插入顶空瓶，调整并固定萃取头在顶空体积中的位置，保证萃取头离样品表面有1.5 cm的距离。萃取吸附30 min后取出，迅速插入到GC的进样口，解吸7 min后，取出SPME萃取头。

GCMS测试条件：进样口温度230 ℃。升温程序：色谱柱初始温度为40 ℃，维持6 min，再以3 ℃/min程序升温至100 ℃，再以5 ℃/min程序升温至230 ℃，维持10 min;载气（He）流量1.0 mL/min，分流比为1∶1。质谱条件：传输线温度250 ℃;电子电离离子源;离子源温度230 ℃，检测器电压830 eV;电子能量70 eV;质量扫描范围为m/z 35～350。

1.3数据分析

用气质联用技术分析得到米饭挥发性物质的总离子流色谱图，各组分质谱经计算机谱库（NIST11）检索分析，再结合有关文献质谱数进行人工谱图解析，确定挥发性香气物质的化学结构。所有试验重复3次，取平均值。本试验中挥发性香气物质的定量是半定量结果。先用面积归一法得到各成分面积百分比，再通过内标物1，2二氯苯含量在样品中的浓度计算各成分在样品中的浓度。计算公式为（1）：（1）

式（1）中，Ci表示挥发性成分在样品中的浓度（μg/g）、Ai表示挥发性成分含量面积百分比、Ais表示1，2二氯苯面积百分比、Cis表示内标物1，2二氯苯在样品中的浓度（μg/g）。

2结果与分析

2.1红外辅助加热对米饭中挥发性醇类物质含量的影响由表1可知，加载了远红外辅助加热技术的电饭煲蒸煮的东北长粒香米醇类物质的总量比普通电饭煲提升9.1%～98.2%，泰国香米中该比例为55.2%～111%，由此可见，远红外辅助加热技术提高了米饭中醇类物质的总量，且对于泰国香米的提升效果更好。

2.2红外辅助加热对米饭中挥发性醛类物质含量的影响由表2可知，加载了远红外辅助加热技术的电饭煲蒸煮的东北长粒香米醛类物质的总量比普通电饭煲提升59.3%～336%，泰国香米中该比例为24.6%～177%，由此可见，远红外加热技术大大提高了米饭中醛类物质的总量，且对于东北长粒香米的提升效果更好。

2.3红外辅助加热对米饭中挥发性酮类物质含量的影响由表3可知，加载了远红外辅助加热技术的电饭煲蒸煮的东北长粒香米酮类物质的总量比普通电饭煲提升15.9%～165%，泰国香米中该比例为162%～279%。由此可见，远红外加热技术大大提高了米饭中酮类物质的总量，且对于泰国香米的提升效果更好。

2.4红外辅助加热对米饭中挥发性酯类物质含量的影响由表4可知，加载了远红外辅助加热技术的电饭煲蒸煮的东北长粒米酯类物质的总量比普通电饭煲提升9.1%～143%，泰国香米中该比例为29.7%～195%，由此可见远红外加热技术大大提高了米饭中酯类物质的总量，且对于泰国香米的提升效果更好。

2.5红外辅助加热对米饭中挥发性烃类物质含量的影响由表5可知，加载了远红外辅助加热技术的电饭煲蒸煮的东北长粒香米烷烃类物质的总量比普通电饭煲有所提升，而其蒸煮的泰国香米烷烃类物质的总量比普通电饭煲有所降低。

2.6红外辅助加热对米饭中挥发性酸及杂环类物质含量的影响由表6可知，加载了远红外辅助加热技术的电饭煲蒸煮的东北长粒香米酸及杂环类物质的总量比普通电饭煲提升27.8%～126%，泰国香米中该比例为7.7%～36.2%。由此可见，远红外辅助加热技术大大提高了米饭中酸及杂环类物质的总量，且对于东北长粒香米的提升效果更好。

2.7红外辅助加热对米饭中各挥发性成分组成的影响

由表7可知，加载了远红外辅助加热技术的电饭煲蒸煮的东北长粒香米挥发性物质的总量比普通电饭煲提升58.0%～184%，泰国香米中该比例为32.7%～103%。由此可知，相较于普通电饭煲，加载了远红外辅助加热方式的电饭煲大大提高了东北米及泰国香米中挥发性成分的种类和含量。

综合分析，对于2种实验米，普通电饭煲蒸煮检测到挥发性成分种类都最少，总含量最低，其中醇類、醛类物质含量较高，烃类、酮类和杂环类物质的含量比较低[14]。加载了B程序的电饭煲蒸煮效果最好，检测到的挥发性成分种类与物质含量最多，其中以醛类物质含量最高，醇类次之，酮类、烃类、酯类以及杂环类含量比较低。加载了红外辅助加热装置A程序和C程序的电饭煲检测到的挥发性成分种类与物质含量无显著差异，且均显著低于加载了红外辅助加热装置B程序的电饭煲，但都显著高于普通电饭煲。检测出来的醛类、醇类、酮类等物质主要是脂肪酸降解和氧化的产物[15]，可能是远红外辅助加热使得上述反应更加活跃而得到了更好的蒸煮效果，而较低的温度使得降解和氧化反应减弱，得到的物质含量略低，过高的温度则加快了风味物质发生各类化学变化[16]，使得物质含量发生改变。

3结论

对于东北长粒香米与泰国香米，加载了远红外辅助加热装置的电饭煲都能检测到含量更高、种类更多的挥发性成分。其中，在红外辅助加热顶层最高温为105 ℃时，蒸煮效果最好，检测到的挥发性成分中醛类物质含量最高，醇类次之，酮类、烃类、酯类以及杂环类含量比较低，其产生的挥发性成分的种类和含量高于红外辅助加热顶层最高温为101 ℃和115 ℃的电饭煲，并且远高于普通方式加热电饭煲，这说明远红外辅助加热可能有利于米饭挥发性成分的生成和富集，可以作为米饭增香的潜在技术。参考文献

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Effect of Far Infrared Assisted Heating on Volatile Components in RiceSHA Yuxin1，CAO Ting2，PAN Siyi1，WANG Lufeng1（1College of Food Science and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China;

2 Wuhan Instltute for Food and Cosmetlc Control，Wuhan 430012，China）Abstract：Objective The effect of far infrared assisted heating on the main volatile components of rice in electric cooker was studied.Method SPME/GCMS method was used to compare the volatile components of rice cooked by ordinary rice cooker and modified farinfrared heatassisted rice cooker.Result For the northeast long grain fragrant rice and Thailand fragrant rice，the rice cooker loaded with far infrared auxiliary heating device could detect higher content and more kinds of volatile components.Among them，the cooking effect is the best when the top maximum temperature of infrared assisted heating is 105 ℃，and the types and contents of volatile components produced by it are higher than those of electric rice cookers whose top maximum temperature of infrared assisted heating is 101 ℃ and 115 ℃，and are far higher than those of electric rice cookers heated by ordinary methods.Conclusion Far infrared assisted heating is conducive to the formation and enrichment of volatile components in rice，which can be used as a potential technology for rice flavoring.

Keywords：rice;far infrared;volatile component

作者簡介：沙雨欣（1991—），女，硕士，助理研究员，研究方向：食品加工与安全。

通信作者：王鲁峰（1983—），男，博士，副教授，研究方向：米饭蒸煮工艺与品质。