江南地區粳米食味品質評價方法

王宇凡，張文斌*，徐琳娜

1(江蘇省食品安全與質量控制協同創新中心(江南大學)，江蘇 無錫，214122) 2(蘇州市糧油質量監測所，江蘇 蘇州，215007) 3(江南大學 食品學院，江蘇 無錫，214122)

世界范圍內約一半人口食用稻米，主要集中分布在亞洲、歐洲南部、美洲及非洲部分地區[1]。稻米作為我國的主要糧食作物之一，具有悠久的種植歷史和廣袤的種植面積。21世紀以來隨著生活水平的提高，人們對食用大米的觀念從追求飽腹感向追求更高的品質和更全面的營養轉變。如何快速準確評價大米的品質成為人們廣泛關注的問題，感官評價法作為最直接的方法，評價結果較為準確，但也存在很多弊端，如需要長時間培訓感官評定員，周期較長、流程繁瑣等。

實驗指標法和儀器分析法也是常用的方法。實驗指標法主要有理化蒸煮指標和風味成分分析等。理化蒸煮指標通過測定樣品直鏈淀粉、蛋白含量、吸水率和碘藍值等理化指標，間接反映稻米的食味品質[2]。趙春芳等[3]通過研究發現,較低的直鏈淀粉含量是其優良食味品質形成的主要原因，而蛋白質含量和支鏈淀粉分支鏈比例主要對糊化和回生特性起作用。夏凡等[4]研究發現,大米的直鏈淀粉含量是影響米飯品質最關鍵的因素，其余理化指標也與米飯的食用品質具有一定相關性。近些年來關于食品風味的研究是一大熱門，米飯也不例外[5]。固相微萃取結合氣質聯用儀是最方便有效的方法，它通過對預處理后的米飯富集濃縮，再展開分析，具有高效無毒等優點[6]。儀器分析法主要是使用米粒或米飯食味計。近年來，日本佐竹公司利用近紅外反射透過的原理研制出了米飯食味計，它能夠在幾秒內快速測定出米飯的食味品質，如外觀、口感和綜合評分等[7]。佐竹米飯食味計通過對米飯制備流程和預處理的標準化，再借助特定波長的近紅外光產生的吸光度的差異，精確測定了有關成分，同時結合在計算機中存儲的有關大米食味的基礎資料和與日本谷物協會的官能檢查實驗調查結果相關的食味資料，開發了配套的食味計算軟件[8]。我國也在隨后引進了這套設備，蘇光輝等[9]使用米飯食味計對優質稻米進行了綜合評價，為水稻的生產流通提供了重要的參數。賴穗春等[10]利用米飯食味計對華南秈稻的食味品質進行了評價，結果表明食味回歸方程的預測值與感觀品嘗綜合評分之間不存在顯著性差異，即食味預測回歸方程能較好地預測秈稻的食味品質。

大量研究已經表明單一的實驗指標法或者儀器法不能夠很好地體現感官評定的結果。因此，本研究針對江南地區粳米的感官評定結果，探究氣味、外觀、口感和滋味4個方面與實驗指標法和儀器法結果的關系，為缺乏感官評價經驗的場所評價多種不同江南地區粳米的食味品質提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

金墅水源米、金香溢大米，蘇州市迎湖農業科技發展有限公司；禾中旺南粳大米，北大荒米業(蘇州)有限公司；潤眾大米，張家港市糧食購銷總公司潤眾米業分公司；沙家浜大米，常熟市糧油購銷有限公司；亭林大米，昆山市巴城振興米廠；江南味稻，蘇州市臨湖農業專業合作社；虎丘大米，江蘇蘇州國家糧食儲備庫有限公司；常熟003，吳江市北庫糧油有限公司；濃H2SO、濃HCl,KI-I2溶液，國藥化學試劑有限公司。

STA1A RHS1A RFDM1A米飯食味計，佐竹機械(蘇州)有限公司；小熊DZG-D40A1電蒸鍋，小熊電器股份有限公司；分析天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；水浴鍋，上海恒科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 米飯的制備

不銹鋼罐里加入大米30 g，接上洗米裝置，用水沖洗約30 s，瀝干余水。按米水質量比1∶1.3加水，并在不銹鋼罐上蓋上濾紙，用橡皮筋封好蓋。將蓋好濾紙蓋的不銹鋼罐放入蒸鍋內，預約浸泡30 min，蒸飯時間30 min。蒸煮完成后，保溫燜飯10 min，之后拿下濾紙蓋用小勺輕輕攪拌罐中的米飯使之蓬松。攪拌好后，將濾紙蓋重新蓋好，放入冷卻箱冷卻20 min。

1.2.2 米飯的感官評定

參照GB/T 15682—2008進行感官評定，5人小組共重復評定3次。

1.2.3 米飯的蒸煮指標與理化指標

1.2.3.1 吸水率

煮飯前的原料米總質量記為m0，蒸飯皿質量記為m1，蒸飯結束后米飯和蒸飯皿的總質量記為m2，吸水率按公式(1)計算：

(1)

1.2.3.2 膨脹率

原料米總質量為m0，從中稱取10 g 左右原料米質量記為m3，置于50 mL量筒中，加入25 mL自來水，用玻璃棒快速攪拌后讀數記為1，則原料米總體積為2=(1-25)×(m0/m3)；蒸煮完的米飯總質量為m2-m1，從中稱取10 g左右煮熟的米飯質量記為m4，同法量取體積，記為3，則米飯總體積為4=(3-25)×(m2-m1)/m4，膨脹率按公式(2)計算：

膨脹率/%=(4-2)/2×100

(2)

1.2.3.3 碘藍值

稱取 25 g 米飯樣品，裝入 25 mL 具塞比色管中，加入 10 mL 去離子水，置于 40 ℃水浴中浸提 1 h，浸提過程中每間隔 10 min 充分振蕩 1 次。將浸提后的樣品加水定容至 25 mL,3 000 r/min 離心15 min。取 0.5 mL 上清液于 25 mL 具塞比色管中，依次加入 0.25 mL KI-I2和 0.25 mL 濃HCl 溶液，加水定容至 25 mL，溶液靜置 15 min，在 620 nm 處測定吸光度，用蒸餾水代替上清液作為空白對照，A620即為碘藍值。

1.2.3.4 水分含量

按GB 5009.3—2016 方法測定。

1.2.3.5 蛋白含量

按GB 5009.5—2016 方法測定。

1.2.4 米飯的食味計測定

將成型器具置于天平上稱取粳米(8±0.1)g，注意使米飯完全裝入測定圈并不溢出。將成型器具倒置于壓片機平臺上，測定圈向下，取下輔助圈，將壓片機的手柄壓到最下方，保持10 s。取出測定圈并翻轉再次放在平臺上，再次壓制10 s。食味計開機預熱30 min。進入程序，先進行黑白標準板的校準。校準完畢后將成型好的測定圈放入測定槽內，將測定槽完全插入主機樣品口內，點擊程序中的“測定”進行測定。

1.2.5 固相微萃取與GC-MS聯用分析

稱取約20 g樣品米于蒸飯皿中，加入足以沒過大米的水浸泡20 min。浸泡完畢后，淘洗2次并將水瀝干，按米水質量比1∶1.3加入約26 g水，放入蒸鍋中選擇蒸飯程序蒸煮30 min。蒸煮完畢后燜飯10 min。準確稱取10 g米飯于攪拌機中，加入30 g飽和NaCl溶液，打漿。每次打漿10 s，共打漿10次。取8 g打漿后的米飯樣液于氣質瓶中，加入4 μL 1,2-二氯苯作為內標物。在氣質瓶中加入一顆小轉子，置于70 ℃恒溫磁力攪拌器中保溫吸附30 min。吸附完畢后取出萃取頭，插入GC-MS進樣口，解析8 min。

氣相色譜條件：DB-WAX 毛細管柱;載氣流量(He)0.80 mL/min，不分流；柱初溫 40 ℃，保持 4 min;以 6 ℃/min 程序升溫到 70 ℃，再以 10 ℃/min 程序升溫到 230 ℃，保持 8 min。

質譜條件：接口溫度 250 ℃;離子源溫度200 ℃;離子化方式EI;電子能量 70 e ; 檢測電壓350 ;發射電流200 mA。

1.2.6 米飯中關鍵風味物質分析

采用相對氣味活度值(relati e odor acti ity alue, ROA )評價各化合物對米飯風味的貢獻，對氣味活度值(odor acti ity alue, OA )最大的化合物的ROA 值定義為100，同時結合相關文獻確定關鍵風味物質。OA 按公式(3)計算：

(3)

式中：OAi,各化合物的氣味活度值；Cri，各化合物的絕對濃度，mg/kg；Ti，各化合物的感覺閾值，mg/kg。

各物質的ROA 按公式(4)計算：

(4)

式中：ROAi,各化合物的相對氣味活度值；OAm,OA 最大的化合物的OA 值。ROA 值越大，說明該化合物對樣品風味的貢獻越大。

1.2.7 數據統計與分析

所有數據均采用平均值±標準差的方式表示，所有指標均重復測定3次，利用Excel軟件進行數據整理分析，利用SPSS 20.0進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 感官評定

感官評價法是評價米食用品質最普遍和原始的方法。采用國標法5人小組評定，結果如表1所示。10種樣品總分最高為85.3分，最低為73.1分。

表1 樣品粳米的感官評價結果Table 1 Sensory e aluation results of samples

2.2 食味計評價與感官評定

用食味計對10種江南地區粳米進行評定，得出食味計綜合評分與食味感官、口感評分，并將其與感官評價分作比對，結果如表2所示。

表2 樣品粳米的感官總分與食味計評分Table 2 Sensory e aluation results and taste alues of samples

通過相關性分析可知(表3)，感官評定總分與食味計總分呈顯著正相關，感官外觀與食味計外觀評分呈顯著正相關，然而感官口感與食味計口感相關性不顯著。分析具體數據發現部分米種(如虎丘和潤眾大米)食味計評分較低，感官評分卻很高。由感官評分具體分值發現，這2種粳米的氣味和滋味評分較高，說明食味計并不能很好地表征米飯的這2項指標，由此造成評分偏低。李蘇紅等[11]對14種粳米秈米的研究發現，食味計測定結果均與感官評定結果呈顯著相關性，可進一步建立儀器分析方法和主要評價指標聯用快速評價大米食味品質的預測模型。

表3 食味計評分與感官評分的相關性分析Table 3 Correlation analysis of sensory e aluation results and taste alues

食味計實驗表明，利用米飯食味計可以較好地評價江南地區粳米的外觀品質，食味計外觀評分越高，則該粳米的外觀品質越好。

2.3 理化和蒸煮指標與感官評定

10種江南地區粳米的相關理化與蒸煮指標測定結果如表4所示。對理化與蒸煮指標和感官評定分數進行相關性分析(表5)可知，水分高的大米滋味較差，但口感較好；吸水率與滋味和外觀均呈顯著正相關，吸水率高的米種感官評定總分也高；膨脹率與評定指標的相關性不顯著；碘藍值可表征米飯中直鏈淀粉含量，可以看出直鏈淀粉高的米飯滋味和外觀較差，口感較好，感官評定總分低；蛋白總量與感官指標相關性不顯著。程愛華等[12]研究發現，黑龍江粳稻品種的直鏈淀粉、堿消值等理化指標與米飯食味的相關性不顯著, 而膠稠度與米飯食味呈顯著正相關性。李貞[13]研究發現，大米的碘藍值或直鏈淀粉含量對米飯的食味起著非常關鍵的作用，而蛋白質的含量對米飯的食味影響并不明顯，與本實驗結果較為一致。林建榮等[14]的研究卻表明蛋白質與食味品質呈顯著負相關。實驗結果的差異可能是由于稻米品種和品質的差異造成的，具體原因還需進一步研究。

表4 理化指標與蒸煮指標Table 4 Physicochemical indexes and cooking indexes

表5 理化與蒸煮指標和感官評定的相關性分析Table 5 Correlation analysis of physicochemical indexes and sensory e aluation results

其中水分、吸水率和碘藍值能較好地體現滋味和口感評分，可一定程度上彌補食味計的不足。滋味方面，通過橫向比較樣品間的水分含量、吸水率和碘藍值可知，水分含量低、吸水率高、碘藍值低的樣品具有更高的滋味品質；口感方面，通過橫向比較樣品間水分含量和碘藍值可知，水分含量高、碘藍值高的樣品具有更好的口感。

2.4 風味物質與感官評定

利用頂空固相微萃取結合GC-MS的方法，對10種江南地區粳米進行揮發性風味成分分析，10種樣品共檢測出了164種揮發性成分，包括烴類、醛類、酯類、醇類、酮類、芳香族化合物和雜環類化合物等，其中主要為烴類和醛類物質，分別占總揮發性成分的51.99%和30.29%。

烴類物質雖然在風味物質中占多數，但是大多數烴類物質的閾值較高，對米飯的香氣貢獻較少[15]；相反，閾值較低的物質是米飯香氣的主要來源[16]。這些物質主要是醛類、酮類和醇類[17]，如2-乙酰吡咯啉、己醛、壬醛、2-戊基呋喃和1-辛烯-3-醇等，其中2-乙酰吡咯啉賦予米飯爆米花香氣，2-戊基呋喃賦予米飯焙烤香味等[18-19]。選擇感官風味評分較高的潤眾和虎丘大米分析米飯中幾種典型的風味物質的ROA 值，結果表明2-乙酰吡咯啉、壬醛和2-戊基呋喃對米飯風味的貢獻程度最大。

表6 米飯的典型風味化合物Table 6 Typical fla or compounds of rice

為了驗證2-乙酰吡咯啉、壬醛和2-戊基呋喃的含量與感官評定風味分值的相關性，選取各樣品中3種物質的含量與感官評定風味分值作對比(表7)，發現感官評定風味分值較高的樣品，對應的3種物質含量均偏高；相反感官評定風味分值較低的樣品，對應的3種物質含量均偏低甚至缺少其中的1或2種揮發性成分。

表7 三種典型風味物質與感官評定風味評分 單位：mg/kg

進一步對感官風味評分和3種風味物質含量進行相關性分析，發現兩者呈顯著正相關(R=0.880,P<0.05)。由此可推斷，利用固相微萃取聯用GC-MS的方法檢測江南地區粳米中某些特定揮發性風味成分，以判斷米飯的風味品質是可行的。

3 結論

通過食味計實驗表明，利用米飯食味計可較好地評價江南地區粳米的外觀品質，食味計外觀評分越高，則該粳米的外觀品質越好。水分含量、吸水率和碘藍值能較好地體現滋味和口感評分，可以從一定程度上彌補食味計的不足。滋味方面，通過橫向比較樣品間的水分含量、吸水率和碘藍值可知，水分含量低、吸水率高、碘藍值低的樣品具有更高的滋味品質；口感方面，通過橫向比較樣品間水分含量和碘藍值可知，水分含量高、碘藍值高的樣品具有更好的口感。通過固相微萃取結合氣質聯用儀測定各樣品中2-乙酰吡咯啉、壬醛和2-戊基呋喃的含量可知，可比較各樣品的風味品質。綜上，感官評定中氣味、外觀、口感和滋味4個方面與指標法和儀器法結果均有一定的相關性，對缺乏感官評價經驗的情況下評價不同江南地區粳米的食味品質具有重大意義。