大米超高壓處理對脫水方便米飯品質(zhì)的影響

段小明 張 蓓 馮敘橋 李萌萌 蔡茜彤 范林林

（渤海大學食品科學研究院遼寧省食品安全重點實驗室，錦州 121013）

超高壓（Ultra-high pressure processing，UHP）是一種新型的食品加工技術，當超高壓作用于食品原料時，可在常溫或較低的溫度下，使食品中的酶、蛋白質(zhì)和淀粉等生物大分子的性質(zhì)發(fā)生改變，達到改性和改變物料某些理化反應速度的效果［1-2］。隨著超高壓技術的不斷發(fā)展，其對大米的加工效果也日益受到人們的關注。劉莉等［3］在大米浸泡時進行超高壓處理，以促進浸泡液中溶質(zhì)β-環(huán)糊精滲入米粒內(nèi)部，更有效地抑制米飯老化。朱轉(zhuǎn)等［4］研究表明，大米浸泡和超高壓預處理能夠提高米飯淀粉中快速消化淀粉（RDS）和慢速消化淀粉（SDS）的含量，降低抗性淀粉（RS）的含量，從而提高了米飯的消化特性。高嘉琦［5］研究了超高壓處理對大米感官品質(zhì)的影響，認為大米超高壓處理后制得米飯的色澤均勻，有光澤，無裂縫，口感良好，有嚼勁和彈性，感官品質(zhì)明顯優(yōu)于對照樣品。上述研究說明超高壓或超高壓輔助處理可在一定程度上改變米飯的品質(zhì)特性。

方便米飯是一種較為新興的方便食品，其種類繁多，目前市場上主要有α-化米飯、軟罐頭米飯、速凍米飯等［6］，熱風干燥方便米飯是α-化米飯的一種，現(xiàn)有的熱風干燥方便米飯還存在復水時間長，回生現(xiàn)象嚴重、香氣損失大、感官品質(zhì)欠佳等問題［7］，如何有效利用食品加工技術或食品添加劑在一定程度上解決上述問題、改善方便米飯的食用品質(zhì)一直是人們研究的熱點，目前關于超高壓加工對方便米飯品質(zhì)影響方面的研究相對較少。本試驗對大米進行不同超高壓處理后制得熱風干燥方便米飯，對方便米飯的復水性和色澤，復水后方便米飯的質(zhì)構和理化指標（碘藍值、透光率）進行了測定，以考察超高壓處理對熱風干燥方便米飯品質(zhì)的影響，探討超高壓處理是否適合作為熱風干燥方便米飯原料米的預處理方式，為超高壓技術應用于谷物加工提供一定的理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

盤錦、五常大米：市售。

C21-RH2101多功能電磁爐：廣東美的生活電器制造有限公司；TA.XT-plus質(zhì)構儀：英國Stable Micro Systems公司；HPP.L2-600／0.6超高壓設備：天津市華泰森淼超高壓設備有限公司；722N可見分光光度計：上海精密科學儀器有限公司；DZ-500／2S型真空包裝機：諸城市舜康包裝機械有限公司；DHG-9240A電熱鼓風干燥箱：上海一恒科學儀器有限公司；CR-400色差計：日本 Konica Minolta公司；TDL-5-A臺式低速離心機：上海安亭科學儀器廠；FW-200高速萬能粉碎機：北京中興偉業(yè)儀器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 方便米飯制備工藝流程

大米→淘洗→浸泡→超高壓處理→蒸煮（米水比：1∶1；常壓；15 min）→米飯→冷卻→浸漬離散（米飯與水的比：1∶1；40℃；30 s）→瀝干水分→熱風干燥（80℃，90 min）→方便米飯

1.2.2 大米前處理

稱取50 g大米并淘洗。將淘洗后的大米進行浸泡，浸泡條件為∶米水比：1∶2、浸泡溫度40℃、浸泡時間40 min。浸泡結束后，瀝干大米水分，將其裝入經(jīng)高溫滅菌的蒸煮袋（15 cm×10 cm）中并抽真空密封。

1.2.3 大米超高壓處理方法

將包裝好的大米放入超高壓設備的施壓容器并保證其浸沒于傳壓介質(zhì)（水）中，對其分別施加200、400、600 MPa的壓力，保壓時間10 min，處理溫度15℃。浸泡后未經(jīng)超高壓處理（0 MPa）的大米作為對照試驗組。

1.2.4 方便米飯的質(zhì)構測定［8-9］

取5 g形態(tài)完整的熱風干燥方便米飯于50 mL的燒杯中，加入10 mL約90℃的熱水，將燒杯置于90℃的水浴中保溫10 min。使用質(zhì)構儀在 TPA（Texture Profile Analysis）模式下測定復水后方便米飯的質(zhì)構指標（硬度、彈性、咀嚼性、凝聚性、回復性、黏著性），具體測定方法為：將6粒完整飽滿的米粒放在測試臺中央，將米粒平放，上表面不能有突起，下表面不能有懸空。平行5次，結果取平均值。

測定參數(shù)：測前速度1.00 mm／s；測試速度0.5 mm／s；測后速度 1.00 mm／s；壓縮比 90.0%；2次壓縮間隔時間5.00 s；探頭型號SMSP50。

1.2.5 方便米飯復水率測定［10］

稱取方便米飯樣品A g于燒杯中，加入5倍的沸水后立即加蓋。密閉5 min后，立即瀝干水分并用濾紙吸干表面水分，稱重為B g，則：復水率＝B／A。

1.2.6 方便米飯復水時間測定［11］

將一定量的方便米飯置于裝有100℃開水的燒杯中，并加蓋，待米粒完全復水（米粒中心完全軟化）后，記下所用時間。

1.2.7 方便米飯碘藍值測定［12］

取方便米飯5.00 g于燒杯中，加入20 mL沸水，浸泡8 min，隨后進行離心（3 000 r／min，15 min）。取離心得到的上清液5 mL，加入到含有0.5 mL 0.01 mol／L碘液、0.5 mL 0.1 mol／L HCl溶液和蒸餾水約40 mL的比色管中，定容至50 mL，靜置15 min后于620 nm波長下比色。以0.5 mL 0.01 mol／L碘液＋0.5 mL 0.1 mol／L HCl溶液定容至50 mL的溶液作為參比溶液。以吸光值表示碘藍值。

1.2.8 方便米飯透光率測定［12］

方便米飯前處理同1.2.7，取離心得到的上清液于620 nm波長下比色，以蒸餾水為參比，透光值T表示透光率。

1.2.9 方便米飯色差測定［13-14］

熱風干燥樣品粉碎，過0.25 mm（60目）篩，采用色差儀測定。L*值表示黑白亮度，值越大則越白亮；a*值表示紅綠度，其中正值表示偏紅，負值表示偏綠；b*值表示紅藍度，其中正值表示偏黃，負值表示偏藍。方便米飯白度（W）的計算公式為：W＝100-［（100-L*）2＋a*2＋b*2］1／2，每次測量重復 5次，結果取平均值。

1.2.10 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS19.0軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，檢驗組間顯著性差異，P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 大米超高壓處理對方便米飯質(zhì)構的影響

食品的食用品質(zhì)主要是指其質(zhì)地特征，質(zhì)地作為表征食品流變性的重要指標之一，對食品的加工處理有著重要的影響，同時也決定著消費者對產(chǎn)品的認可度［15］。圖1反映了大米超高壓處理對方便米飯咀嚼性、黏著性、凝聚性、硬度、彈性、回復性的影響，結合Duncan多重比較可知，五常大米超高壓處理后制得方便米飯6個質(zhì)構指標的數(shù)值均顯著低于對照（P＜0.05），不同高壓處理的五常大米制得方便米飯的黏著性、咀嚼性、凝聚性、回復性差異均不顯著（P＞0.05）。盤錦大米超高壓處理后制得方便米飯除黏著性之外的5個質(zhì)構指標的數(shù)值均顯著低于對照（P＜0.05）；不同高壓處理的盤錦大米制得方便米飯的黏著性、彈性、咀嚼性、凝聚性、回復性均無顯著差異（P＞0.05）。2種大米高壓處理后，其方便米飯的硬度、咀嚼性均隨處理壓力的增大而增大，黏著性隨處理壓力的增大而降低；隨著盤錦大米處理壓力的增大，方便米飯的彈性逐漸降低，凝聚性、回復性逐漸增大；而五常高壓處理組制得方便米飯彈性、凝聚性、回復性變化的規(guī)律性不明顯。

圖1 大米超高壓處理對方便米飯質(zhì)構的影響

Tian等［16］的研究表明普通大米和糯米加壓浸泡（300或400 MPa，25 min）后，制得米飯的硬度顯著降低，彈性升高，凝聚性顯著增大，這可能是因為壓力浸泡阻止了大米中直鏈淀粉和支鏈淀粉的溶出，抑制了米粒表面涂層的形成；加壓浸泡過程中，米粒內(nèi)部形成了更為緊密的網(wǎng)絡結構，使得直鏈淀粉和支鏈淀粉發(fā)生了重新分布。Boluda-Aguilar等［17］研究了浸泡后超高壓處理大米微波熟制后的質(zhì)構特性。結果表明：300、400 MPa下處理2或4 min的大米及300、400 MPa下處理2或4 min后又在570 MPa下處理20 min的大米微波1.5 min制得米飯與大米微波10 min制得的米飯相比，硬度、咀嚼性、黏著性、回復性均較為接近，凝聚性較高。Prasert等［18］研究了蒸煮壓力（80.0～195.8 MPa）對復水后方便米飯質(zhì)構特性的影響后認為，壓力使大米的糊化度升高，復水米飯質(zhì)地較軟，硬度和咀嚼性隨蒸煮壓力的升高而降低。侯磊等［19］將大米室溫下浸泡90 min后進行超高壓處理，發(fā)現(xiàn)隨著處理壓力的增大，米飯的黏著性逐漸升高。上述研究表明，大米壓力施加階段（浸泡中、浸泡后、蒸煮中）不同，制得米飯的質(zhì)構變化情況有所不同；與本研究結果對比可知，超高壓處理對新鮮米飯和脫水方便米飯質(zhì)構的影響結果存在較大差別，這可能是因為：一方面，大米超高壓處理的具體方式及參數(shù)、大米品種等均存在差別；另一方面，脫水米飯經(jīng)歷的干燥過程對其復水后質(zhì)地有較大影響。

方便米飯的質(zhì)地指標可間接預測其食用品質(zhì)，硬度、黏著性、彈性、凝聚性、咀嚼性及回復性是表征方便米飯質(zhì)構的參數(shù)，其中能直接反映米飯品質(zhì)的參數(shù)是硬度和黏著性［20］。硬度越小、黏著性越大，方便米飯的食用品質(zhì)越好［21］。大米經(jīng)超高壓處理后，方便米飯的硬度顯著降低，同時黏著性、彈性、咀嚼性也均降低，導致方便米飯的食用品質(zhì)下降。

2.2 大米超高壓處理對方便米飯復水率、復水時間的影響

復水率和復水時間是衡量方便米飯復水性的重要指標。米飯淀粉老化程度［22］、米飯的組織結構［23］對方便米飯的復水性均有影響。由圖2及Duncan多重比較可知，與對照相比，2種大米經(jīng)超高壓處理后，其方便米飯的復水率均顯著降低（P＜0.05）；五常高壓處理組制得方便米飯的復水率無顯著差異（P＞0.05）；盤錦高壓處理組中，200 MPa處理組制得方便米飯的復水率最低。相關研究表明，對一定條件下浸泡后得到的高水分大米施加高壓（80.0～195.8 MPa）進行蒸煮卻可使其制得方便米飯的復水率升高，這是因為大米高壓蒸煮制得方便米飯的密度較低，而方便米飯的密度與其復水率呈負相關［18］。由圖3及Duncan多重比較可知，與對照相比，2種大米經(jīng)超高壓處理后，方便米飯的復水時間縮短，其中600 MPa五常、盤錦處理組制得方便米飯的復水時間顯著低于對照（P＜0.05），分別為9.8和9.5 min。

圖2 大米超高壓處理對方便米飯復水率的影響

圖3 大米超高壓處理對方便米飯復水時間的影響

方便米飯的復水率與口感呈極顯著正相關，復水率較高的方便米飯感官品質(zhì)較好［10］；復水時間決定了方便米飯食用的方便性。對試驗結果綜合分析可知，大米超高壓處理對方便米飯的復水性有不良影響，其顯著降低方便米飯的復水率；雖然2種大米600 MPa處理制得方便米飯的復水時間在統(tǒng)計學意義上顯著低于對照，但對脫水方便米飯復水時間的改良效果不如淀粉酶［24］、蛋白酶［25］、蔗糖脂肪酸酯和β-環(huán)糊精［26］等食品添加劑；且在實際食用中，對方便米飯食用方便性的提升意義不大。

2.3 大米超高壓處理對方便米飯碘藍值、透光率的影響

方便米飯碘藍值表征其溶解在水中的直鏈淀粉含量；透光率是透射光通量與入射光通量之比，米飯?zhí)崛∫涸酵该鳎腹饴试礁撸罪執(zhí)崛∫涸綔啙幔腹饴试降停?7］。由圖4～圖5及 Duncan多重比較可知，超高壓處理五常、盤錦大米制得方便米飯的碘藍值顯著高于對照（P＜0.05）；不同壓力處理五常大米制得方便米飯的碘藍值差異顯著（P＜0.05），其中600 MPa處理組最高，不同壓力處理盤錦大米制得方便米飯的碘藍值差異顯著（P＜0.05），其中400 MPa處理組最高，可能是因為大米中的淀粉經(jīng)超高壓處理后會使部分支鏈淀粉受壓變?yōu)榉肿恿啃〉闹辨湹矸郏?8］，直鏈淀粉含量增加，與碘的結合能力增強，故大米超高壓處理后，方便米飯的碘藍值升高。超高壓處理五常、盤錦大米制得方便米飯的透光率顯著低于對照（P＜0.05）；隨著2種大米處理壓力的增大，其方便米飯的透光率逐漸增大。

圖4 大米超高壓處理對方便米飯碘藍值的影響

圖5 大米超高壓處理對方便米飯透光率的影響

方便米飯的理化指標與其食味值、感官品質(zhì)密切相關。米飯碘藍值和透光率與其食味值相關極顯著（P＜0.01），隨著米飯碘藍值的增加及透光率的減小，食味等級有增加的趨勢［29］；碘藍值與米飯的香味呈正相關［30］，與口感呈負相關［10］；透光率與米飯口感、滋味呈顯著負相關（P＜0.05）［31］。結合上述理論和試驗結果可知，大米經(jīng)超高壓處理后，方便米飯的食味值有一定改善，香味有所提升，對口感的影響難以預測。

2.4 大米超高壓處理對方便米飯色澤的影響

色澤是方便米飯重要品質(zhì)指標之一，方便米飯的白度越大，越易被人們接受。L*值反映方便米飯的亮度，a*、b*值從單色角度分別反映方便米飯偏紅或綠、藍或黃的趨勢，W則綜合了上述3個色澤指標的變化，反映方便米飯的白度。由圖6及Duncan多重比較可知，五常高壓處理組制得方便米飯的L*值、a*值、b*值、W值與對照相比均無顯著差異（P＞0.05）；各高壓處理組制得方便米飯的a*值、b*值、W值差異也均不顯著（P＞0.05）。盤錦大米200 MPa處理組制得方便米飯的L*值顯著低于對照（P＜0.05），400與600 MPa處理組制得方便米飯的L*值與對照無顯著差異（P＞0.05）；各高壓處理組制得方便米飯的a*值為負值、b*值為正值且均顯著高于對照（P＜0.05），即方便米飯偏綠、偏黃的趨勢增大；3組高壓處理組中，200 MPa處理組制得方便米飯的b*值最大，W值最低，600 MPa處理組制得方便米飯的b*值最小，W值最高。Tian等［16］的研究表明，大米壓力浸泡處理使米飯的亮度值L*顯著增大，飽和度值降低，這可能是因為超高壓鈍化了大米中的過氧化氫酶和多酚氧化酶，抑制了酶促褐變的發(fā)生。Prasert等［18］研究了高壓蒸煮（80.0～195.8 MPa）對方便米飯色澤的影響，認為浸泡后的高水分大米制得方便米飯的W值隨蒸煮壓力的升高而降低；浸泡后的較低水分大米制得方便米飯的W值隨蒸煮壓力的升高而升高。由此可見，超高壓處理對米飯色澤的影響與其處理方式及大米理化特性密切相關。

圖6 大米超高壓處理對方便米飯色澤的影響

3 結論

大米超高壓處理后制得熱風干燥方便米飯，對其質(zhì)構、復水率、復水時間、碘藍值、透光率、色澤進行了測定，與對照相比，可得到以下結論。

3.1 方便米飯的硬度、黏著性、咀嚼性、彈性、回復性、凝聚性均下降，從整體上看，方便米飯的質(zhì)構品質(zhì)降低，從方便米飯質(zhì)構指標與其食用品質(zhì)的相關性可推測其食用品質(zhì)也有所下降。

3.2 方便米飯的復水率顯著降低，會對米飯口感產(chǎn)生不利影響；復水時間略有縮短，但并不能有效提升方便米飯食用的方便性。

3.3 方便米飯的碘藍值升高，透光率下降，通過方便米飯理化指標與感官品質(zhì)及食味值的相關性可間接推測出其食味值和香味有一定改善。

3.4 五常大米超高壓處理對方便米飯的色澤指標L*、a*、b*、W均無顯著影響，盤錦大米超高壓處理對方便米飯的色澤有一定影響，600MPa處理可在一定程度上提升方便米飯的白度。

從大米超高壓處理對熱風干燥方便米飯質(zhì)構、復水性、理化指標、色澤的影響來看，其對方便米飯品質(zhì)的影響弊大于利，故大米超高壓處理不宜作為熱風干燥方便米飯原料的預處理方式。由于目前有關大米超高壓處理對新鮮米飯或方便米飯品質(zhì)影響方面的報道相對較少，可對比分析的研究結果有限，且不同學者的研究方法、超高壓處理方式、試驗原料等存在差別，難以尋求恰當?shù)那腥朦c來嘗試采用儀器分析手段分析本研究結果與他人不一致的原因，故此方面內(nèi)容未詳細展開，爭取在后續(xù)研究中完善。

［1］劉艷芳，陳怡平.超高壓技術在谷物和豆類加工中的應用［J］.糧食流通技術，2008（3）：38-40

［2］譚屬瓊，陳厚榮，劉雄.食品工業(yè)中超高壓處理技術研究進展［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2010，36（12）：146-151

［3］劉莉，趙建偉，焦愛權，等.超高壓協(xié)同β-環(huán)糊精滲入對米飯回生的抑制［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2013，39（1）：16-20

［4］朱轉(zhuǎn)，侯磊，沈群，等.浸泡和超高壓預處理對米飯中淀粉消化特性的影響［J］.食品工業(yè)科技，2013，34（11）：85-87

［5］高嘉琦.超高壓處理對燕麥方便米飯原料特性的影響［D］.呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學，2012

［6］鄭志，張原箕，羅水忠，等.熱風干燥型方便米飯品質(zhì)評價方法及原料適應性［J］.中國糧油學報，2011，26（1）：102-105

［7］劉瑋，孫愛景.方便米飯市場現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.糧食與食品工業(yè)，2008，15（3）：3-5

［8］JaiboonP，PrachayawarakornS，DevahastinS，etal.Effect ofhigh-temperaturefluidized-beddryingoncooking，texturalanddigestivepropertiesofwaxyrice［J］.Journalof FoodEngineering，2011，105（1）：89-97

［9］陳天鵬，李里特，錢平.凍干方便米飯品質(zhì)評價方法及原料適應性的研究［J］.中國糧油學報，2006，21（1）：15-19

［10］熊善柏，周習才，熊明，等.方便米飯生產(chǎn)工藝研究［J］.糧食與飼料工業(yè)，1995（10）：12-15

［11］康東方，何錦風，王錫昌.干燥方法對方便米飯品質(zhì)的影響［J］.現(xiàn)代食品科技，2006（7）：46-47

［12］熊善柏，趙思明，劉友明，等.方便米飯的原料適應性與品質(zhì)特性研究［J］.糧食與飼料工業(yè)，2002（1）：41-43

［13］徐侃.冷凍米飯生產(chǎn)工藝及其品質(zhì)特性的研究［D］.杭州：浙江工商大學，2011

［14］莊海寧，夏智，李軍德，等.擠壓方便米飯的徑向膨脹率、與其復水率、糊化度關系的研究［J］.現(xiàn)代食品科技，2010，26（10）：1057-1062

［15］江凌燕，秦文，梁愛華.速凍方便米飯的品質(zhì)特性及最佳品質(zhì)評價指標的確立［J］.食品科學，2008，29（11）：49-53

［16］TianY，ZhaoJ，XieZ，etal.Effectofdifferentpressuresoakingtreatmentsoncolor，texture，morphologyandretrogradationpropertiesofcookedrice［J］.LWT-FoodScienceandTechnology，2014，55（1）：368-373

［17］Boluda-AguilarM，Taboada-RodríguezA，López-GómezA，etal.Quickcookingricebyhighhydrostatic pressureprocessing［J］.LWT-FoodScienceandTechnology，2013，51（1）：196-204

［18］PrasertW，SuwannapornP.Optimizationofinstantjasmine riceprocessanditsphysicochemicalproperties［J］.Journal ofFoodEngineering，2009，95（1）：54-61

［19］侯磊，沈群.浸泡和超高壓預處理對大米品質(zhì)的影響［J］.糧油食品科技，2012，20（2）：1-4

［20］余世鋒，馬鶯.貯藏溫度和時間對五常大米米飯品質(zhì)的影響［J］.食品科學，2010，31（2）：250-254

［21］鄭志，張原箕，羅水忠，等.添加劑對方便米飯?zhí)匦缘挠绊懀跩］.食品科學，2010，31（24）：120-123

［22］王顯倫，許紅，顧芯.方便米飯回生抑制研究［J］.鄭州工程學院學報，2002，23（1）：43-47

［23］佟月英，孫永海，石晶.干燥方法對營養(yǎng)強化方便米飯復水性的影響［J］.農(nóng)業(yè)機械學報，2003，34（2）：54-57

［24］吳雪輝，楊公明，李麗.淀粉酶對方便米飯品質(zhì)的改良［J］.中國糧油學報，2009，24（10）：1-5

［25］胡婷婷，郭興鳳.蛋白酶改善方便米飯品質(zhì)的研究［J］.糧食加工，2011，36（2）：19-24

［26］鄭志，張原箕，羅水忠，等.添加劑對方便米飯?zhí)匦缘挠绊懀跩］.食品科學，2010，31（24）：120-123

［27］羅文波，林親錄，黃亮，等.不同品種秈米生產(chǎn)的鮮濕米粉理化特性與感官品質(zhì)［J］.食品與機械，2011，27（3）：7-12

［28］薛路舟.超高壓處理對生物大分子的影響研究［D］.大連：大連理工大學，2010

［29］張欣，施利利，丁得亮，等.米飯理化指標與食味品質(zhì)的相關性研究［J］.中國農(nóng)學通報，2010，26（12）：45-47

［30］鄭志，張建朱，王麗娟，等.不同干燥方式制備方便米飯的品質(zhì)比較［J］.食品科學，2013，34（2）：63-66

［31］熊善柏，趙思明，李建林，等.米飯理化指標與感官品質(zhì)的相關性研究［J］.華中農(nóng)業(yè)大學學報，2002，21（1）：83-87.