速食全谷物蒸米微波干燥工藝優化研究

涂向輝 朱晶 許曉嵐

摘要：將優質粳米與高粱等全谷物雜糧按一定比例混合，經清洗、浸泡、蒸煮、干燥、滅菌等工序處理，制成速食全谷物蒸米。采用微波干燥技術，以復水率為指標，利用響應面分析法（RSM）對干燥工藝進行優化設計。結果表明：速食全谷物蒸米最佳干燥條件為干燥時間25 min、干燥功率450 W，此條件下速食全谷物蒸米的復水率為2.85%。

關鍵詞：速食全谷物蒸米;微波干燥技術;工藝優化;響應面分析法;復水率

中圖分類號：TS210.4? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2020）03-0043-03

速食全谷物蒸米以粳米為主料，按科學比例混合多種全谷物雜糧，通過浸泡、蒸煮、干燥、殺菌、包裝等工序制成，加入適量沸水沖泡燜煮數分鐘后即可食用。速食全谷物蒸米以其營養、方便、快捷、衛生、便于攜帶等優點成為現代生活工作快節奏人群高營養主食的較好選擇。復水率是蒸米品質的重要指標之一，是其速食性的重要體現。研究發現，在速食全谷物蒸米復水后的口感和風味相似的情況下，不同的干燥方法對蒸米米粒的復水率有一定影響。與傳統熱風干燥技術相比，微波干燥技術具有加熱均勻、節能高效、低溫殺菌、清潔衛生并能保持加熱物營養成分和風味的優點。本課題采用微波干燥技術，以復水率為指標，利用響應面分析法（RSM）確定最佳干燥條件，以期為速食全谷物蒸米產業化生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

遼寧產優質高粱、黑米、燕麥、薏仁、蕎麥，黑龍江產金龍魚東北大米，食用水：均購于超市。

1.2 儀器設備

AB204-N型電子分析天平：梅特勒—托利多儀器上海有限公司;DK-S26型恒溫水浴鍋;JYC-21ES10型電磁爐;ORW08S-5Z微波真空干燥機：南京澳潤微波科技有限公司;蒸鍋、托盤等。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程 粳米、全谷物雜糧→淘洗→浸泡→蒸煮→離散→干燥→殺菌→包裝→成品。

1.3.2 復水率的測定 準確稱取一定質量的速食全谷物蒸米置于燒杯中，以1∶5的比例加入沸水，立即加蓋，復水5 min后瀝干，用吸水紙吸干表面水分后稱其質量，按照公式計算復水率。

復水率/%=×100%

1.3.3 單因素試驗設計 1） 微波干燥時間對速食全谷物蒸米復水率的影響。將速食全谷物蒸米離散后均勻平鋪于托盤中，米粒厚度為0.6 cm，放入微波真空干燥機中，在功率為500 W條件下，分別干燥10，15，20，25，30 min，測定復水率。2） 微波干燥功率對速食全谷物蒸米復水率的影響。將速食全谷物蒸米離散后均勻平鋪于托盤中，米粒厚度為0.6 cm，放入微波真空干燥機中，在功率分別為300，400，500，600，700 W條件下，干燥25 min，測定復水率。

1.3.4 響應面試驗設計 按粳米60%、高粱米10%、黑米10%、蕎麥10%、燕麥5%、薏仁5%的比例配制速食全谷物蒸米原料，放入1 000 mL燒杯中，同時加入2倍水，置于水浴鍋中，恒溫50 ℃下浸泡80 min，然后倒入碗中，用蒸鍋蒸煮35 min。蒸熟后將蒸米離散，均勻平鋪于托盤中，于微波真空干燥機中干燥至安全水分（水分含量<14%），測定復水率，重復3次。

根據單因素試驗結果，選取微波干燥時間（A）、干燥功率（B）為影響因素，以速食全谷物蒸米的復水率為響應值，每個因素取5個水平，進行Central Composite試驗設計（見表1）。每組試驗重復3次，結果取平均值。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 微波干燥時間對速食全谷物蒸米復水率的影響 不同微波干燥時間下速食全谷物蒸米的復水率測定結果如圖1所示。

由圖1可以看出：隨著微波干燥時間的延長，速食全谷物蒸米的復水率呈現先升高后降低的趨勢。當微波干燥時間少于25 min時，復水率逐漸升高;當干燥時間為25 min時，復水率為最高;當干燥時間超過25 min后，隨著時間的延長，復水率較快速降低。因此，選擇微波干燥時間為25 min。

2.1.2 微波干燥功率對速食全谷物蒸米復水率的影響 不同微波干燥功率下速食全谷物蒸米的復水率測定結果如圖2所示。

由圖2可以看出：隨著微波干燥功率的增大，速食全谷物蒸米的復水率呈現先升高后降低的趨勢。當微波干燥功率從300 W增加到500 W時，復水率逐漸升高，但變化幅度較小;當干燥功率為500 W時，復水率達到最高;當干燥功率大于500 W后，復水率則較快速降低。因此，選擇微波干燥功率為500 W。

2.2 響應面試驗結果

微波干燥工藝響應面試驗結果見表2。

利用Design-Expert 8.0.6軟件對表2中數據進行多元回歸擬合，得到速食全谷物蒸米復水率（Y）相對于微波干燥時間（A）、干燥功率（B）的多項回歸方程：

Y=2.810-0.014A-0.120B-0.200A2-0.091B2

微波干燥工藝回歸模型方差分析結果見表3。

由表3可知：模型的P值小于0.000 1，說明該模型是極顯著的。失擬項P值為0.430，遠大于0.050，說明失擬項與純誤差之間差異不顯著，可以接受該模型。微波干燥時間（A）的影響P=0.000 9<0.050 0（顯著），微波干燥功率（B）的影響P=0.002 5<0.050 0（顯著），微波干燥時間二次項（A2）的影響P<0.000 1（極顯著），微波干燥功率二次項（B2）的影響P=0.005 9<0.050 0（顯著）。因此，該回歸方程可以較好地描述響應值之間的真實關系，利用其對試驗結果進行計算是合理可行的。

經響應面軟件分析計算，得出最佳微波干燥條件為干燥時間24.8 min、干燥功率434 W。結合實際情況，確定速食全谷物蒸米微波干燥工藝參數為干燥時間25 min、干燥功率450 W，此條件下蒸米的復水率為2.85%。

3 結論

通過單因素試驗和響應面試驗確定速食全谷物蒸米微波干燥工藝最佳參數為：干燥時間25 min、干燥功率450 W，此條件下速食全谷物蒸米的復水率為2.85%。

參考文獻

[1] 劉明，朱運恒，孟寧，等.擠壓工藝對糙米速食粥復水效率的影響及工藝優化[J].糧油食品科技，2019，27（6）：50-56.

[2] 牟婧婧.微波冷凍干燥技術與應用[J].現代食品，2018（24）：37-39.

[3] 涂向輝，朱晶，許曉蘭.響應面分析法優化方便雜糧米飯熱風干燥工藝[J].沈陽師范大學學報：自然科學版，2017，35（2）：198-203.

[4] 吳芳.蒸谷米的概述[J].現代食品，2018（8）：120-121，137.

[5] 吳澤河，熊雙麗.響應面—主成分分析法優化低糖菊芋餅干配方[J].核農學報，2018，32（3）：539-546.

Research on Optimization of Microwave Drying Process

for Instant Whole Grain Steamed Rice

TU Xianghui， ZHU Jing， XU Xiaolan

（College of Grain Science and Technology， Shenyang Normal University， Shenyang 110034， China）

Abstract： This study prepared instant steamed whole grain rice by mixing high-quality japonica rice and sorghum and other whole grains in a certain proportion， and through washing， soaking， cooking， drying， sterilization and other processes. By using microwave drying technology， the optimum design of drying process is carried out by using response surface analysis （RSM） with the index of rehydration rate. The results showed that the optimum drying conditions of instant whole grain steamed rice were： drying time 25 min， drying power 450 W， the rehydration rate of instant whole grain steamed rice was 2.85%.

Key words： instant whole grain steamed rice; microwave drying technology; Response Surface Methodology （RSM）; rehydration rate