鮮濕米粉品質評價及原料選擇

雷婉瑩，吳衛(wèi)國,2，廖盧艷,2，倪 婷，張 喻,2,

（1.湖南農業(yè)大學食品科學技術學院，湖南 長沙 410128；2.湖南農業(yè)大學 食品科學與生物技術湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410128）

米粉是以大米為原料經(jīng)浸泡、磨漿、加熱糊化、擠壓或切條成型的絲狀或條狀米制品，是我國南方地區(qū)居民的傳統(tǒng)主食，鮮濕米粉是未經(jīng)干燥的米粉，因其蒸煮方便快捷，多作為早餐銷售[1]。我國大米品種眾多，且不同品種大米的品質特性存在顯著差異，導致米粉品質參差不齊，不利于米粉產業(yè)的發(fā)展[2-5]。因此，研究大米原料特性與米粉品質之間的關系，確定適合加工切條型鮮濕米粉的原料大米及其關聯(lián)性指標和閾值區(qū)間，對于保證米粉品質穩(wěn)定有重要意義。竇紅霞等[6]分析了大米原料特性與米粉感官品質之間的相關性，認為米粉加工原料應選擇直鏈淀粉含量和脂肪含量較高、回生值低、凝膠回彈性較大的大米，但此研究僅以米粉的感官品質作為參考指標，且并未指出各指標范圍。周顯青[7]、高曉旭[8]等以米粉的感官品質作為參考指標，確定了影響米粉感官品質的大米原料核心指標，并確定了核心指標的閾值區(qū)間，但研究中僅以感官評價作為參考指標，存在一定的主觀性。王永輝等[9]綜合米粉的加工效果、感官品質、蒸煮品質及質構特性，確定了大米原料的直鏈淀粉含量范圍，但忽略了大米中的其他成分以及淀粉的糊化特性對米粉品質的影響。上述研究并未系統(tǒng)分析大米原料特性與米粉蒸煮、感官和質構品質之間的關系，且沒有綜合米粉的各項品質確定大米原料特性指標范圍，難以全面反映大米原料特性對米粉品質的影響以及米粉的加工適應性。

米粉的品質指標較多，包括蒸煮品質、入味性、感官品質和質構品質等多項指標，研究者在確定米粉的大米原料加工適應性時，很難將這些指標全部納入考察范圍，而主成分分析法可以將原始變量轉變?yōu)閹讉€主成分，形成反映主成分和指標所包含信息量的系數(shù)，以計算綜合評價值，該分析方法已應用于牛肉嫩度、櫻桃果實和馬鈴薯掛面等品質評價，但極少用于米粉品質的評價[10-12]。本研究以18 種大米為原料，分析了大米主要成分質量分數(shù)、淀粉糊化特性與切條型鮮濕米粉蒸煮品質、入味性、感官品質和質構品質的相關性，探討大米原料特性與米粉品質之間的關系。同時，利用主成分分析建立米粉品質評價模型，計算米粉品質綜合評分，通過逐步回歸分析確定影響鮮濕米粉品質綜合評分的關聯(lián)性指標，結合聚類分析確定關聯(lián)性指標的取值范圍，從而得到適合加工切條型鮮濕米粉的原料大米及其關聯(lián)性指標和閾值區(qū)間，為選擇鮮濕米粉用大米提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

收集2017年收獲的18 種大米，其中‘兩優(yōu)早17’、 ‘余赤’、‘珍桂矮’、‘株兩優(yōu)21’、‘株兩優(yōu)39’、 ‘陵兩優(yōu)21’、‘陵兩優(yōu)942’、‘陵兩優(yōu)299’、 ‘金優(yōu)’、‘長兩優(yōu)35’、‘五山絲苗’和‘兆優(yōu)5431’ 為早秈米，‘隆兩優(yōu)1 8 1 3’、‘天優(yōu)華占’、 ‘深優(yōu)9559’、‘天龍1號’、‘甬優(yōu)4149’和‘金穗128’為晚秈米。

馬鈴薯直鏈淀粉標準品 美國Sigma公司；鹽酸、石油醚、無水乙醚、無水乙醇 上海正云化工有限公司； 氫氧化鈉、甲基紅 河南化工有限公司；醋酸鉛、硫 酸鈉 河北能通化工有限公司；五水硫酸銅、酚酞 天津市化學試劑研究所；硝酸銀、鉻酸鉀、碘 天津市科密歐化學試劑有限公司；碘化鉀 廣東光華科技股份有限公司；所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

GFL-230電熱鼓風干燥箱 天津市萊玻特瑞儀器有限公司；TQ-1000Y高速多功能粉碎機 永康市天祺盛世工貿有限公司；AE 2204電子分析天平 湖南湘儀天平儀器設備有限公司；K9840自動凱氏定氮儀 山東海能科學儀器有限公司；RAV-3D快速黏度分析儀 澳大利亞Newport科學儀器公司；TA-XT2i Plus質構儀 英國Stable Micro Systems公司。

1.3 方法

1.3.1 大米主要成分質量分數(shù)的測定

水分質量分數(shù)測定：參照GB 5009.3ü 2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》中直接干燥法；淀粉質量分數(shù)測定：參照GB 5009.9ü 2016《食品安全國家標準 食品中淀粉的測定》中酸水解法；直鏈淀粉質量分數(shù)測定：參照GB/T 15683ü 2008《大米 直鏈淀粉含量的測定》方法；粗蛋白質量分數(shù)測定：參照GB 5009.5ü 2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》中凱氏定氮法；粗脂肪質量分數(shù)測定：參照GB 5009.6ü 2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》中索氏抽提法。

1.3.2 大米淀粉的制備及糊化特性測定

以18 種大米為原料，參照陳季旺等[13]的方法制備大米淀粉。參照GB/T 24852ü 2010《大米及米粉糊化特性測定 快速粘度儀法》進行糊化特性的測定。

1.3.3 鮮濕米粉制備

大米原料→浸泡（30 ℃、3 h）→調節(jié)水分→磨漿→過篩（60 目）→攪拌→蒸粉（100 ℃、90 s）→冷卻→切條→成品

1.3.4 鮮濕米粉蒸煮品質測定

斷條率測定：參考羅文波等[1]的方法測定鮮濕米粉的斷條率，選擇20 根20 cm長的鮮濕米粉，在500 mL沸水中蒸煮1 min后，將米粉樣品撈起過冷水濾干，記錄10 cm以上的米粉條數(shù)（x1），按式（1）計算斷條率。

吐漿值測定：參考Supawadee等[14]的方法測定米粉水分質量分數(shù)（ω）。稱取20 g左右的米粉樣品（質量為m0/g），在500 mL沸水中蒸煮2 min，將湯汁定容至500 mL，移取50 mL至已恒質量的器皿（質量為m1/g）中，再將其放置在（105f 2）℃條件下干燥至恒質量（質量為m2/g），按式（2）計算吐漿值。

1.3.5 鮮濕米粉入味性測定

米粉通常是配合不同口味的湯料食用，其入味性也會影響食用時的感官品質，可作為米粉的一項品質評價指標，因此，本研究在米粉的基本品質指標中增加了米粉的入味性指標。其入味效果主要是通過蒸煮浸泡過程中湯料的滲透作用，由于米粉的湯料中鹽質量分數(shù)較高，選擇以吸鹽量為指標反映米粉的入味性，鮮濕米粉入味性測定參考張建初等[15]的方法并稍有改動，以米粉吸鹽量作為入味性的衡量指標。在500 mL沸水中加入6 g食鹽，并將20 g米粉在沸水中浸泡5 min后撈起瀝干。參照GB 5009.44ü 2016《食品安全國家標準 食品中氯化物的測定》測定浸泡后米粉的吸鹽量。

1.3.6 鮮濕米粉感官評定

參考郭利利[16]和佟立濤[17]等制定的感官評價表進行綜合修改，由7 人組成感官評定小組，根據(jù)表1對米粉進行感官評價，結果去掉最高分和最低分取平均值。

表 1 鮮濕米粉感官評價評分細則Table 1 Criteria for sensory evaluation of wet rice noodles

1.3.7 鮮濕米粉質構測定

將米粉切成5 cm長，每次測定疊兩層。測定模式為TPA模式，具體測定參數(shù)為：探頭型號P/36R，測前速率2 mm/s，測中速率1 mm/s，測后速率1 mm/s，壓縮比為50%，兩次壓縮時間間隔為3.0 s，觸發(fā)力為5 g[14,18]。質構測定指標包括硬度、黏附性、彈性和咀嚼性，每個樣品平行測定6 次，去掉每個指標的最大值和最小值后取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用SPSS 20.0軟件對各指標進行描述性分析、相關性分析、主成分分析、聚類分析和逐步回歸分析。

2 結果與分析

2.1 大米原料的主要成分質量分數(shù)和淀粉糊化特性

表 2 大米原料主要成分質量分數(shù)和淀粉糊化特性的描述性分析Table 2 Descriptive analysis of major components and starch pasting properties of raw rice

從表2可看出，18 個大米樣品的淀粉質量分數(shù)在73.57%～84.93%之間，變異系數(shù)最小，僅為4.39%；粗蛋白質量分數(shù)變異系數(shù)為10.19%，說明不同品種大米的淀粉質量分數(shù)和粗蛋白質量分數(shù)差別不大，兩個指標的數(shù)據(jù)較為集中。粗脂肪質量分數(shù)變異系數(shù)為34.17%，是大米主要成分指標中變異系數(shù)最高的；直鏈淀粉質量分數(shù)在14.22%～30.22%范圍內，變異系數(shù)為21.56%。大米淀粉糊化特性指標中，回生值的變異系數(shù)最大，為34.14%，其次是最終黏度，而糊化溫度和峰值黏度的變異系數(shù)較小，分別為3.35%和9.87%。最低黏度和衰減值的變異系數(shù)均較大，分別為19.19%和25.64%。從變異系數(shù)來看，大米原料的直鏈淀粉質量分數(shù)、粗脂肪質量分數(shù)以及大米淀粉的最低黏度、最終黏度、衰減值和回生值在品種間均有較大差異，受品種影響較大，這可能是不同大米的品種遺傳基因、種植技術以及環(huán)境等因素的差異導致的[19]。

2.2 鮮濕米粉品質

從表3 可以看出，米粉吸鹽量的變異系數(shù)僅為2.74%，是米粉品質指標中變異系數(shù)最小的，說明不同品種大米加工的米粉入味性差別不大。而鮮濕米粉的斷條率范圍為3.33%～46.67%，吐漿值范圍為2.16%～7.38%，變異系數(shù)分別為66.88%和36.74%，數(shù)據(jù)較為離散，說明不同品種大米制備的米粉蒸煮品質差異較大。感官評分和彈性的變異系數(shù)也較小，分別為9.96%和8.16%。質構品質指標中的黏附性、咀嚼性和硬度的變異系數(shù)較大，分別為52.04%、44.58%和22.50%，品種間的差異較大。說明本研究所選大米加工米粉的品質指標差異較大，具有一定的代表性。

表 3 鮮濕米粉蒸煮品質、吸鹽量、感官評分和質構品質的描述性分析Table 3 Descriptive analysis of cooking quality, salt gain, sensory score and texture quality of wet rice noodles

2.3 大米原料特性與鮮濕米粉品質之間的相關性

2.3.1 大米原料主要成分與鮮濕米粉品質的相關性

表 4 大米原料主要成分與鮮濕米粉品質的相關性Table 4 Correlation between major chemical components of rice and quality attributes of wet rice noodles

從表4可看出，大米的淀粉質量分數(shù)、粗脂肪質量分數(shù)與米粉各品質指標之間不存在相關性。直鏈淀粉質量分數(shù)與米粉的斷條率、吐漿值和黏附性呈極顯著負相關 （P＜0.01）；與感官評分、硬度和咀嚼性呈極顯著正相關（P＜0.01）；與彈性呈顯著正相關（P＜0.05）。這是因為直鏈淀粉質量分數(shù)較高時生成氫鍵較多，淀粉分子鏈通過氫鍵交聯(lián)，聚合度高，米粉冷卻時更易老化回生，形成的凝膠強度大，因而米粉的蒸煮品質、感官品質和質構品質較好[20-21]。大米的粗蛋白質量分數(shù)與米粉的斷條率呈顯著負相關（P＜0.05）。這可能是因為大米蛋白能與淀粉發(fā)生相互作用，形成網(wǎng)狀結構，在糊化過程中保護淀粉顆粒，進而增加米粉的耐熱能力，保持了凝膠的硬度和黏性，降低了斷條率[22-23]。大米原料的主要成分與米粉的吸鹽量均無顯著相關性，說明大米原料的主要成分質量分數(shù)并不影響加工米粉的入味效果。

2.3.2 大米淀粉糊化特性與鮮濕米粉品質的相關性

表 5 大米淀粉糊化特性與鮮濕米粉品質相關性Table 5 Correlation between pasting properties of rice starch and quality attributes of wet rice noodles

如表5所示，大米淀粉的糊化特性指標與米粉的吸鹽量均無顯著相關性（P＞0.05），說明大米淀粉的糊化特性并不影響米粉的入味性。峰值黏度與斷條率、吐漿值、黏附性呈顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）正相關；與感官評分呈極顯著負相關（P＜0.01）；與咀嚼性呈顯著負相關（P＜0.05）。最低黏度反映淀粉在高溫下的耐剪切能力；最終黏度反映樣品糊化冷卻后形成凝膠的能力；回生值反映淀粉糊在冷卻過程中的回生程度[24-26]。3 個指標與米粉各品質指標的相關性類似，均與米粉的斷條率、吐漿值、黏附性呈極顯著負相關（P＜0.01）；與感官評分、硬度和咀嚼性呈極顯著正相關（P＜0.01）；最低黏度、最終黏度與彈性呈極顯著正相關（P＜0.01），回生值與彈性呈顯著正相關 （P＜0.05）。衰減值反映淀粉熱糊穩(wěn)定性，其值越大，淀粉糊的穩(wěn)定性越差[27]。衰減值與斷條率、吐漿值、黏附性呈極顯著正相關（P＜0.01）；與感官評分、硬度、咀嚼性呈極顯著負相關（P＜0.01）；與彈性呈顯著負相關（P＜0.05）。糊化溫度僅與米粉的彈性呈顯著正相關（P＜0.05）。說明大米原料中的淀粉熱糊穩(wěn)定性越強、糊化冷卻后形成凝膠強度越大、老化回生能力越強，其加工的米粉蒸煮品質、感官品質和質構品質越好。

2.4 鮮濕米粉綜合品質分析及其原料選擇

2.4.1 鮮濕米粉品質綜合得分

主成分分析在將原始變量轉變?yōu)橹鞒煞值倪^程中，同時形成了反映主成分和指標包含信息量的系數(shù)，以計算綜合評價值，有效解決了多指標評價參數(shù)的問題[28]。對18 種大米加工的米粉的8 個品質指標進行主成分分析，根據(jù)提取的主成分特征值大于1的標準，確定提取的前兩個主成分的特征值、貢獻率和累積貢獻率見表6；各個品質指標的特征向量見表7。

表 6 主成分的特征值及貢獻率Table 6 Eigenvalues and variance contribution rates of principal components

表 7 主要指標的特征向量Table 7 Eigenvectors of principal components

從表6可以看出，前兩個公因子的特征值大于1，且累積方差貢獻率達到77.755%，說明前兩個主成分基本綜合了米粉品質的信息。從表7可以看出，第一個主成分代表的是米粉的斷條率、吐漿值、感官評分、硬度、彈性、黏附性和咀嚼性；第二個主成分代表的是米粉的吸鹽量，反映米粉的入味性。根據(jù)主成分對應的特征向量，可以確定主成分（F1、F2）與米粉品質指標之間的線性關系表達式如公式（3）、（4）所示。

以每個主成分所對應的特征值占所提取的主成分特征值之和的比例為系數(shù)，得到米粉品質綜合得分（F），計算公式如式（5）所示。

將原始變量進行標準化后，代入公式（5），計算不同大米原料加工米粉的主成分得分以及綜合得分。從表8可以看出，‘珍桂矮’、‘株兩優(yōu)21’、‘兩優(yōu)早17’、 ‘余赤’和‘株兩優(yōu)39’加工的米粉綜合得分較高；‘天龍1號’、‘兆優(yōu)5431’、‘金穗128’和‘天優(yōu)華占’加工的米粉綜合得分較低。

表 8 米粉的主成分得分及綜合得分Table 8 Principal component scores and overall scores of rice noodles

2.4.2 鮮濕米粉綜合得分的聚類分析

圖 1 米粉綜合得分聚類分析樹狀圖Fig. 1 Dendrogram of cluster analysis for overall scores of rice noodles

根據(jù)樣品的相似性和歐氏平方距離，用Ward法對米粉的綜合得分數(shù)據(jù)進行聚類分類，聚類分析結果見圖1。在歐氏平方距離5處，可以將鮮濕米粉分為3 類。第一類綜合得分大于1.5，包括‘珍桂矮’、‘株兩優(yōu)21’、 ‘兩優(yōu)早17’、‘余赤’和‘株兩優(yōu)39’加工的米粉，這些品種大米最適合加工米粉，其加工的米粉綜合品質較優(yōu)；第二類綜合得分在－1.5～1.5之間，包括‘隆兩優(yōu)1813’、‘陵兩優(yōu)942’、‘陵兩優(yōu)21’、‘陵兩優(yōu)299’、‘五山絲苗’、‘長兩優(yōu)35’、‘金優(yōu)’和‘深優(yōu)9559’加工的米粉，這些品種大米加工的米粉綜合品質一般；第三類綜合得分小于－1.5，包括 ‘甬優(yōu)4149’、‘天優(yōu)華占’、‘金穗128’、‘兆優(yōu)5431’和 ‘天龍1號’加工的米粉，這些品種大米不適合加工米粉。

2.4.3 鮮濕米粉原料選擇

利用逐步回歸分析對影響米粉綜合品質的大米原料品質指標進行篩選。以主成分分析的米粉綜合得分為因變量，選擇與米粉品質相關性較大的大米品質指標（直鏈淀粉質量分數(shù)、最低黏度、最終黏度、衰減值和回生值）為自變量，建立逐步回歸方程，得到的方程如式（6）所示。

通過逐步回歸方程發(fā)現(xiàn)大米直鏈淀粉質量分數(shù)和糊化特性指標中的最終黏度對米粉的綜合得分影響最大，因此選擇直鏈淀粉質量分數(shù)和最終黏度為大米加工米粉的關聯(lián)性指標。直鏈淀粉因氫鍵的作用在米粉冷卻初期形成了具有一定強度的淀粉凝膠網(wǎng)絡結構，而最終黏度可直接反映淀粉糊化后老化形成凝膠的強度[7]。

結合聚類分析結果，采集第一類適合加工鮮濕米粉的大米關聯(lián)性指標區(qū)間范圍，即為適合加工切條型鮮濕米粉的原料大米選擇標準，即原料大米直鏈淀粉質量分數(shù)大于26%、最終黏度大于3 852 Pag s時，生產的米粉綜合品質較好。孫慶杰等[29]的研究表明米粉加工原料應選擇直鏈淀粉質量分數(shù)大于27%的大米，與本研究結果類似，而周顯青[7]、高曉旭[8]、王永輝[9]等則認為直鏈淀粉質量分數(shù)不應高于27%。造成上述研究結果差異的原因可能是米粉加工過程中的糊化程度不同，利用一步成型法制備米粉因加熱溫度相對較低且加熱時間相對較短，直鏈淀粉質量分數(shù)較高的大米難以完全糊化，造成擠絲困難，因而影響米粉加工效果以及最終品質[9]。

3 結 論

大米原料的直鏈淀粉質量分數(shù)、最低黏度、最終黏度、回生值與鮮濕米粉的感官評分、硬度、彈性、咀嚼性均呈顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）正相關，與斷條率、吐漿值、黏附性呈極顯著負相關（P＜0.01）；衰減值則與感官評分、硬度、咀嚼性、彈性呈顯 著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）負相關，與斷條率、吐漿值、黏附性呈極顯著正相關（P＜0.01）。說明直鏈淀粉質量分數(shù)、糊化特性對鮮濕米粉的蒸煮品質、感官品質、質構品質有很大影響。米粉的入味性并不受大米原料主要成分質量分數(shù)、淀粉糊化特性的影響，可能會因其加工工藝的不同而存在一定差異，需進行下一步的研究。

通過主成分分析計算鮮濕米粉的綜合得分，并對綜合得分進行聚類分析，確定了加工鮮濕米粉綜合品質較優(yōu)的一類大米原料：‘珍桂矮’、‘株兩優(yōu)21’、‘兩優(yōu)早17’、‘余赤’和‘株兩優(yōu)39’，結合逐步回歸分析結果篩選出影響米粉綜合得分的關聯(lián)性指標為大米原料的直鏈淀粉質量分數(shù)和淀粉的最終黏度，進而得出適宜加工米粉的大米直鏈淀粉質量分數(shù)應大于26%、大米淀粉的最終黏度應大于3 852 Pag s的結論。