電磁烹制米飯的質構與營養特性研究

曹珍珍 賈才華 牛 猛 張賓佳 趙思明熊善柏 房 振 翁文豐

(華中農業大學食品科學技術學院1，武漢 430070)

(廣東美的生活電器制造有限公司2，廣州 510000)

電磁加熱電飯煲通過磁感線誘導鍋體產生環形感應電流，使鍋體發熱，鍋體通過熱傳導將熱量傳遞給物料［1］。這種通過電磁場直接作用于被加熱導體的加熱方式具有熱效率高(90%以上)、加熱速率快、對溫度的控制精準度高等特點，烹制的米飯均勻性好，在食物的烹制中具有廣闊的應用前景［2］。大米是中國人的主食之一，目前研究的米飯烹飪多采用電阻加熱，張習軍、許永亮、蘇鈺亭等人研究發現大米品種及電阻加熱工藝條件對米飯感官品質、質構及營養特性具有顯著影響，具有較高壓力或長時間燜飯處理的米飯淀粉消化性較好，延長低溫吸水時間利于提高米飯感官品質、黏度及蛋白質消化性，但是關于 IH(電磁)烹制米飯的特點尚需研究［3－8］。因此，本實驗以三江大米(粳型)、星2號米(秈型)為原料，采用IH電磁加熱式電飯煲蒸煮米飯，研究電磁烹制條件對米飯感官品質的影響，分析不同IH烹制模式對米飯感官品質、基本營養組分、質構特性，以及淀粉和蛋白質消化性的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

三江大米(粳型)、星2號米(秈型):湖南金健米業股份有限公司，為同一批次生產，主要成分見表1。鹽酸、鐵氰化鉀等試劑均為分析純:國藥集團化學試劑有限公司。

表1 大米原料的組成

TA－XT2型質構儀:Stable Micro System公司;Avanti J－26XP型高效離心機:美國貝克曼庫爾特公司;K9850自動凱氏定氮儀:海能儀器公司;日立L－8800型氨基酸自動分析儀:日本日立公司。

可調節吸水時間、吸水溫度、加熱功率、沸騰功率、沸騰溫度五項參數的電磁加熱式電飯煲(功率可調節范圍0～1 250 W)，美的MB－FZ4082型IH全智能電飯煲(電磁加熱)，美的MB－FZ4021型全智能電飯煲(電阻加熱):廣東美的生活電器制造有限公司;松下SR－JHA18型IH電飯煲(電磁加熱):松下電器(中國)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 米飯的蒸煮工藝

取600 g大米淘洗3次，按不同模式加水蒸煮。以可調節參數的電磁加熱式電飯煲烹制的米飯為優化模式，優化模式三江大米采用米水比為1∶1.2，星2號米采用米水比1∶1.3。以美的IH電飯煲“香甜模式”為默認模式，日本IH電飯煲“精煮模式”為對照模式，美的電熱電飯煲“超快模式”為“電熱模式”，默認、對照和電熱模式均采用電飯煲推薦的米水比，即默認和電熱模式烹制三江大米采用米水比1∶1.2，星2號米采用米水比1∶1.3，對照模式烹制三江大米采用米水比 1∶1.45，星2 號米采用米水比1∶1.6。用溫度數據采集儀自動采集米飯烹制過程的溫度曲線。

米飯的烹制過程一般包括吸水、加熱升溫、沸騰、燜飯4個階段［9］。本實驗的IH電飯煲加熱物料溫度響應如圖1所示，Ⅰ為預熱段，Ⅱ為浸泡段，Ⅲ為升溫段，Ⅳ為高溫段，Ⅴ為保溫段。優化模式浸泡溫度和沸騰升溫速度較低、高溫烹制時間較短為低強度的烹制模式，默認模式沸騰升溫速度較快、高溫烹制時間較長為較高強度的烹制模式，對照模式浸泡溫度高、沸騰升溫速度快、高溫烹制時間長為高強度的烹制模式。

圖1 IH烹制模式的加熱曲線

1.2.2 營養物質的測定

水分、灰分、淀粉、粗脂肪、游離脂肪酸、粗蛋白、氨基酸組成的測定分別采用GB 5009.3—2010、GB 5009.4 － 2010、GB/T 5514—2008、GB/T 5009.6—2003 第一法、GB/T 15684—199、GB/T 7628—2008、GB/T 5009.124—2003。碘蘭值的測定采用文獻［10］的方法。

1.2.3 水溶性蛋白的測定

取米飯10.00 g研磨，用蒸餾水定容至100 mL，靜置2 h，4 000 r/min離心10 min后過濾，取濾液采用Folin酚法測水溶性蛋白含量。

1.2.4 感官指標的測定

感官評價由經過培訓的6人進行，主要是對米飯的香氣、滋味、口感、形態、色澤等指標進行分析，評分標準采用文獻［11］的方法。

1.2.5 米飯質構的測定

用TA.XT.Plus質構儀測定米飯的質構特性。取完整米粒3顆，輻射狀擺放在探頭中央。采用P/36型探頭，TPA測試模式，探頭的測前、測中和測后速度分別為5、1、5 mm/s，觸發力 5 g，數據采集速率200 pps，變形量50%，保持時間5 s。

1.2.6 米飯淀粉消化特性

參考文獻［12］的方法并做改動。取5 g米飯，加入少量pH=6.9的磷酸鹽緩沖液，研磨均勻后用磷酸鹽緩沖液定容至50 mL，在37℃水浴鍋中預熱5 min，然后加入10 mL1%的胰淀粉酶和10 mL1%的糖化酶，37℃恒溫水浴振蕩，在開始消化后的0、20、60、90、120、150、180、210、240 min 分別取樣 5 mL，加入4 mL無水乙醇滅酶活，4 500 r/min離心10 min，取上清液測定其還原糖含量。還原糖的測定參照張習軍［4］。

1.2.7 米飯蛋白質消化特性

取5 g米飯加入少量0.1 mol/L HCl溶液，均質后用0.1 mol/L HCl溶液定容至50 mL，在37℃水浴鍋中預熱5 min，加入0.01 g胃蛋白酶，置于37℃恒溫振蕩器上反應2 h，用0.01 mol/L NaOH溶液中和至pH=7，加入0.01 g胰蛋白酶，繼續反應2 h。分別在開始消化后的 0、5、30、60、90、120、150、180、210、240 min時采集反應樣品5 mL，沸水浴5 min滅酶活，4 000 r/min離心15 min，取上清液采用Folin酚法測水溶性蛋白含量［8］。

1.3 數據處理

實驗中各指標均進行2次重復，每次重復進行2次平行，采用SAS 9.2和Microsoft Excel 2010對數據進行處理。

2 結果與分析

2.1 IH烹制米飯的感官品質

米飯的感官評分結果見表2。不同模式烹制的三江大米飯的感官品質差異不大，對烹制模式敏感性低。不同模式烹制的星2號米飯以優化模式香氣、口感、綜合品質優于對照模式，其他方面與默認和對照模式差異不顯著。采用低強度的IH烹制工藝蒸煮的米飯香氣濃郁，飯粒形態飽滿，色澤均勻，口感黏柔，感官品質略優于默認、對照和電熱模式。

表2 米飯的感官評分

表3 米飯的營養物質

2.2 IH烹制米飯的營養成分

米飯的營養物質含量見表3，烹制模式對米飯的營養物質有顯著影響。電熱模式烹制的三江米飯淀粉含量、碘蘭值較高，粗脂肪含量和水溶性蛋白含量較低。表明電熱模式有利于淀粉的降解，但不利于脂肪和蛋白質的降解。優化模式下米飯的淀粉、水溶性蛋白含量以及碘蘭值顯著高于默認和對照模式。優化模式下水溶性蛋白含量高是因為110～120℃高溫或低溫浸泡處理可提高米飯中水溶性蛋白含量［13］。優化模式米飯碘蘭值較大，可能是由于默認和對照模式長時間的高溫蒸煮使淀粉降解較大，從而導致碘蘭值下降，同時淀粉含量也減少。星2號米飯的水分含量高于三江米飯，是由于秈米直鏈淀粉含量較高，吸水較多，星2號米飯的淀粉、蛋白質含量、碘蘭值高于三江米飯，是因為星2號米的淀粉、蛋白質、直鏈淀粉含量高。

2.3 IH烹制米飯的質構特性

表4是米飯的質構特性。三江大米飯的硬度和黏附性大于星2號米飯，2種米飯的彈性相近。烹制模式對星2號米飯質地影響不大，但對三江大米飯有影響。三江大米對照模式米飯的硬度、黏附性和彈性顯著低于另三種烹制模式，口感得分也較低(見表2)。三江大米的硬度較大，可能與其水分含量較低有關，黏附性較大可能與直鏈淀粉、蛋白質含量較低有關［14－15］。

2.4 IH烹制米飯淀粉的消化性

米飯的淀粉消化率見圖2，米飯消化液還原糖變化趨勢相似。在消化初期，還原糖含量先快速增加，然后緩慢增加，最后趨于平衡。電熱模式烹制的三江米飯消化液的還原糖生成速度和程度最低，淀粉的消化性能最弱。優化模式烹制的米飯還原糖生成速度和程度最大，說明優化模式烹制的米飯淀粉易于被胃液(酸性)和淀粉酶降解，這可能與優化模式較長時間的低溫浸泡和升溫過程能夠促進淀粉分子吸水，提高米飯淀粉和水溶性蛋白質含量有關［4，8］。三江米飯的還原糖生成速度和程度比星2號米飯大，說明其淀粉消化率高。

表4 米飯的質構特性

圖2 米飯的淀粉消化率

2.5 IH烹制米飯蛋白質的消化性

圖3 米飯的蛋白質消化率

米飯的蛋白質消化率見圖3，蛋白質消化過程中，米飯的水溶性蛋白變化趨勢相同。在消化過程的前期(0～120 min)在胃蛋白酶的作用下水溶性蛋白含量增加較快，然后接近平衡，后期(120～240 min)在胰酶的作用下少量增加。電熱模式烹制的三江米飯消化液的水溶性蛋白的生成速度和程度最低，蛋白的消化性能最弱。優化模式烹制的米飯消化過程中水溶性蛋白含量比對照和默認模式高，表明優化模式米飯蛋白質易于被蛋白酶降解，這與低強度的烹制過程有關［8］。較低強度的濕熱作用，有利于蛋白分子伸展，使酶充分滲透，蛋白質降解更完全［13］。

3 結論

熱源種類、大米品種及IH工藝參數對米飯感官品質和營養特性具有較大影響。IH烹制模式米飯的形態、香氣、口感較電熱模式優良，米飯的水溶性蛋白含量較高，淀粉、蛋白質的消化性較好。低強度的米飯IH烹制模式(優化模式)有利于淀粉、蛋白質的降解，使其米飯的香氣、口感略優，水溶性蛋白、淀粉含量較高，米飯柔軟性和彈性稍好，淀粉和蛋白質的消化性較好。以三江大米IH米飯的硬度和黏附性較大，彈性較小，星2號米IH烹制模式間的品質差異較大。