基于蒸谷米制備前后品質性狀及糊化特性的評價分析

雷 月，宮彥龍，鄧茹月，劉雪薇，唐會會，徐海峰，朱速松，李佳麗，龍江輝

（貴州省農業科學院水稻研究所，貴州貴陽 550006）

蒸谷米是將稻谷進行水熱處理后，再經干燥和冷卻，并按照常規稻谷加工方法生產出來的大米產品，又稱半熟米或半煮米，它具有營養價值高、易于消化吸收、糙米率高、籽粒膨脹性好、出飯率高及耐儲存等特點[1?2]。蒸谷米是一種純天然、無添加的營養強化米，其生物利用率也較普通大米好[3?5]。近幾年，隨著人們生活水平的不斷提高，營養健康的飲食習慣和粗細搭配、粗細混食的飲食結構已逐漸受到大眾的重視，蒸谷米[6]、發芽糙米[7]等特種營養米也越來越受青睞。

目前，關于蒸谷米的研究已有相關報道，主要涉及不同浸泡方式[8?9]、蒸煮條件[10?11]及干燥工藝[12?13]對蒸谷米品質等方面的影響。例如，高雅文等[14]考察了超高壓浸泡對蒸谷米營養品質和加工品質的影響，確定了提升蒸谷米品質的最適工藝條件，同時還發現制得的蒸谷米較普通精白米的蛋白質、B族維生素等含量均顯著提高。有學者通過比較分析不同汽蒸條件對蒸谷米品質特性的影響，篩選出最適制備蒸谷米的最佳汽蒸條件[15?16]。李逸鶴等[17]對快速及慢速的干燥溫度和時間進行單因素和正交試驗研究，確定了蒸谷米生產中干燥工序的最優參數。宋玉等[18]對蒸谷米加工的原料適應性及產品的營養特性也進行了初步探討。但針對不同品種稻谷制備蒸谷米前后其品質性狀及糊化特性進行系統性比較分析的研究鮮有報道。因此，考察不同品種稻谷制備蒸谷米并評價分析蒸谷米制備前后其品質性狀及糊化特性的變化趨勢對蒸谷米產品的開發應用及稻米制品的精深加工具有重要意義。

本實驗選取12個不同品種的稻谷為原料，在相同工藝條件下經蒸谷處理制備蒸谷米，并對蒸谷米制備前后碾磨品質、外觀品質、營養品質和食味品質及其糊化特性進行比較分析，系統性研究蒸谷米制備前后其品質性狀和糊化特性的變化趨勢，旨在為蒸谷米的深入研究及其制品的研發應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

實驗用12種稻谷原料（其中，晚熟常規秈稻：大粒香、玉針香、金麻粘、天豐B、粵豐B；晚熟秈型兩系雜交稻：兩優68、徽兩優1898；晚熟秈型三系雜交稻：貴豐優785、紅香米；晚熟常規粳稻：津原香98、SN16-236、15L-Z156） 均于2018年初種植于貴州省農業科學院水稻研究所實驗田中并于當年正季進行收獲。對受試材料進行清理篩選，去除沙石雜質和病蟲霉變粒，篩選出籽粒飽滿、粒型完整均勻的谷粒，抽真空包裝并存貯于4 ℃冰箱中備用。

電子分析天平 北京賽多利斯科學儀器有限公司；THZ-82型水浴恒溫振蕩器 上海科榕實業有限公司；FC2K型糙米機、VP-32型精米機 日本YAMAMOTO公司；CYSB60YC16型蘇泊爾壓力鍋

浙江蘇泊爾股份有限公司；GZX-9240MBE型電熱鼓風干燥箱 上海博訊實業有限公司醫療設備廠；ES-1000型大米外觀品質判別儀 日本 SHIZUOKA公司；INFRATEC Nova型近紅外谷物分析儀 日本靜岡制機株式會社；YZC-002型米飯整形器 購于貴陽華聯超市；STA-1B型米飯食味計 日本廣島市中竹株式會社；RVA Super 4型快速粘度分析儀 澳大利亞New-port Scientific儀器公司；HF-500A型高速多功能粉碎機 辰禾盛豐工貿有限公司；BCD-21SDN型冰箱 青島海爾股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 蒸谷試樣的制備 參考付桂明等[19]、謝健等[20]方法略作改動。分別準確稱取不同品種稻谷原料300 g，置于500 mL沸水中浸泡，待水溫降至70 ℃時，用保鮮膜封口并移入溫度為70 ℃，轉速為180 r/min的水浴恒溫振蕩器中進行振蕩，處理2.5 h后取出，用濾網濾去浸泡水，置于汽蒸溫度100 ℃，汽蒸壓力100 kPa的壓力鍋中汽蒸15 min，將汽蒸后的稻谷進行熱風干燥，首先在熱風溫度150 ℃下快速干燥20 min后，取出稻谷在常溫通風條件下緩蘇1 h，再進行慢速干燥，包括熱風溫度60 ℃，干燥1 h，期間通風緩蘇30 min，直至蒸谷水分含量降至16%～18%，接著在熱風溫度50 ℃條件下，干燥5 h，直至蒸谷水分含量降至14%左右。將制得的蒸谷試樣進行真空包裝并置于4 ℃避光條件下保存，備用。

1.2.2 蒸谷米制備前后碾磨品質和外觀品質的測定 取出真空包裝的稻谷原料和蒸谷試樣分別平衡至室溫，利用糙米機和精米機處理并分別測定其碾磨品質和外觀品質。其中，脫殼率按照一定量的稻谷經礱谷機一次脫殼后，已脫殼糙米重量占入礱稻谷重量的百分比來計算；爆腰率的測定參考李逸鶴等[17]的方法；出糙率、整精米率參考GB 1350-2009《稻谷》[21]所述方法；碎米總量和黃粒米參考GB 1354-2009《大米》[22]所述方法，長寬比參考GB/T 24535-2009《糧油檢驗 稻谷粒型檢驗方法》[23]所述方法，并結合ES-1000型大米外觀品質判別儀進行相關指標的測定。

1.2.3 蒸谷米制備前后營養品質的測定 受試材料水分、蛋白質和直鏈淀粉含量利用INFRATEC Nova型近紅外谷物分析儀測定，稻米原料和蒸谷米的維生素B1和維生素B2含量分別參考GB 5009.84-2016《食品安全國家標準 食品中維生素 B1的測定》[24]和GB 5009.85-2016《食品安全國家標準 食品中維生素B2的測定》[25]所述方法進行。

1.2.4 蒸谷米制備前后食味品質的測定 參考Fan等[26]方法測定受試材料的食味品質。分別準確稱取碾磨成精米的受試樣品30 g，置于有孔蓋的鋁制杯中（受試米樣不能通過此孔），蓋上杯蓋后用流動水沖洗杯中試樣米，至淘米水渾濁度較低為止，然后擦干鋁制杯外表面的水分并加水稱重，使得試樣米和水的總重量為72 g，將其靜置于室溫條件下浸泡30 min后，再將鋁制杯放入電飯煲中進行蒸煮，樣品蒸煮30 min后再保溫燜10 min，然后將煮好的米飯用塑料飯勺混合攪拌均勻后，先用紙蓋蓋住置于通風櫥內冷卻20 min，然后換成鐵蓋并轉移至室溫條件下冷卻90 min，從煮好冷卻的米飯中隨機稱取8 g裝入直徑30 mm，高9 mm的不銹鋼成型圈內，置于米飯整形器平臺正中間，將整形器手柄壓到最底端，保持10 s，取出成型圈反轉放在整形器平臺正中間，以同樣的方法壓飯10 s，即米飯樣品的正、反面各壓10 s，完成待測樣品的整形。將成型的待測米飯樣品放入測定槽內，采用STA-1B型米飯食味計測定樣品的外觀、硬度、黏度等指標來評價其食味品質。每個樣品分別測定3次，每次對其正反面均進行測定，最終取3次測定結果的平均值。

1.2.5 蒸谷米制備前后糊化特性（RVA值）測定 將碾磨處理后的受試樣品用高速多功能粉碎機粉碎、過100目篩并稱重，備用。稻米原料和蒸谷米糊化特性的測定依據GB 24852-2010《大米及米粉糊化特性測定快速粘度儀法》[27]并參考李棒棒等[28]、王曉菁[29]的方法進行。通過RVA快速粘度分析儀可測得受試樣品的峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最終黏度、回生值、峰值時間和成糊溫度等糊化特性指標。每個指標分別測定3次，取其平均值。

1.3 數據處理

2 結果與分析

2.1 蒸谷米制備前后碾磨品質的比較分析

由表1可知，同一品種稻谷經蒸谷處理制備成蒸谷米后，其碾磨品質中出糙率、脫殼率、爆腰率和整精米率均高于稻米原料，碎米總量較稻米原料低，可能是由于稻谷在制備蒸谷的過程中因加熱浸泡和汽蒸處理，促使胚乳內部的淀粉顆粒吸收大量水分并充分糊化，增加了稻谷籽粒的強度，米粒結構更加緊實，使得蒸谷米試樣的出糙率和整精米率均提高，碎米總量減少；同時，在此過程中蒸谷的谷殼因吸水膨脹使其包裹糙米的緊密度降低，谷殼較易脫落，進而提高了其脫殼率；此外，蒸谷米的爆腰率可能是受浸泡吸水量和浸泡、汽蒸溫度的影響，使得蒸谷內部淀粉發生大量糊化、溶脹、米粒外水分不能均勻地滲透到稻谷內部，稻谷在汽蒸過程中容易開裂，導致其碾磨過程中易發生爆腰，進而使蒸谷米的爆腰率升高[19,30]。通過比較分析同一品種稻谷蒸谷處理前后其稻米碾磨品質的變化趨勢，發現‘大粒香’、‘金麻粘’、‘紅香米’、‘津原香98’、‘SN16-236’和‘15L-Z156’蒸谷米制備前后其爆腰率、整精米率和碎米總量均存在顯著性差異（P<0.05），且蒸谷米的整精米率和爆腰率均高于稻米原料，碎米總量明顯較低，而蒸谷米的出糙率和脫殼率測定值變化差異不明顯（P>0.05），這可能是因為本試驗中所選用的蒸谷米制備工藝條件和碾磨設備的參數設定與之匹配度較低造成的。‘玉針香’、‘天豐B’和‘徽兩優1898’蒸谷米制備前后其出糙率、整精米率和碎米總量均存在顯著性差異（P<0.05），‘粵豐B’蒸谷米的脫殼率和爆腰率均顯著高于稻米原料（P<0.05），而其他碾磨指標間無顯著差異（P>0.05）；‘貴豐優785’蒸谷米出糙率、脫殼率和整精米率雖均高于稻米原料，但其數值變化差異不顯著（P>0.05），‘兩優68’蒸谷米的出糙率和爆腰率均明顯高于稻米原料，而脫殼率、整精米率和碎米總量在蒸谷米制備前后其數值變化差異不顯著（P>0.05）。綜上所述，將同一品種稻谷經蒸谷處理制備成蒸谷米后，雖其爆腰率呈增大趨勢，但其他碾磨品質指標均明顯改善，即蒸谷米處理有助于稻米碾磨品質的提升；同時，蒸谷米制備前后不同品種間出糙率和脫殼率的變異系數均小于10%，而爆腰率、整精米率和碎米總量的變異系數均大于10%，說明蒸谷米制備前后不同品種間出糙率和脫殼率具有相對較小的變異幅度，數值間差異不顯著（P>0.05），而爆腰率、整精米率和碎米總量均存在顯著性差異（P<0.05），故可選用爆腰率、整精米率和碎米總量作為評價不同品種蒸谷米制備前后碾磨品質的關鍵性指標。

表1 蒸谷米制備前后碾磨品質指標分析Table 1 Analysis of milling quality index of parboiled rice before and after preparation

2.2 蒸谷米制備前后外觀品質的比較分析

由表2可知，通過比較分析同一品種稻谷蒸谷處理前后稻米外觀品質的變化趨勢，發現12個受試品種蒸谷米的黃粒米均顯著高于稻米原料（P<0.05），而堊白粒率和堊白度均未檢出，可能是因為稻谷在蒸煮過程中發生美拉德反應導致蒸谷米顏色加深，或者蒸谷米在干燥過程中受熱溫度較高，受試品種中淀粉發生焦化，使得黃粒米增大，進而也影響了受試樣品堊白粒率和堊白度的測定[31?32]。周顯青等[8]研究發現蒸谷米的色澤不僅與加工工藝有關，還與原料本身的色澤有關，即稻谷谷殼和皮層的色素在經水熱處理后擴散到胚乳內部，使得蒸谷米顏色加深，黃粒米增多。‘玉針香’、‘天豐B’、‘紅香米’、‘SN16-236’、‘貴豐優785’、‘兩優68’、‘徽兩優1898’蒸谷米的長寬比均高于稻米原料，但其數值變化差異不顯著（P>0.05），而‘大粒香’和‘金麻粘’蒸谷米長寬比略低于稻米原料，‘粵豐B’、‘津原香98’和‘15L-Z156’蒸谷米制備前后長寬比無明顯變化。對比分析蒸谷米制備前后不同品種間外觀品質的變化趨勢，發現蒸谷米制備前后不同品種間黃粒米和長寬比的變異系數均大于10%，表明蒸谷米制備前后不同品種間黃粒米和長寬比的變化均存在顯著性差異（P<0.05），故可選用黃粒米和長寬比作為評價不同品種蒸谷米制備前后外觀品質的關鍵性指標，但因蒸谷米制備后受試品種的堊白粒率和堊白度均未檢出，除受蒸谷米種皮色澤影響外的其他原因有待深入研究。

2.3 蒸谷米制備前后營養品質的比較分析

由表3可知，同一品種稻谷經蒸谷處理制備成蒸谷米后，其營養品質中蛋白質、直鏈淀粉、VB1和除‘大粒香’蒸谷米外其他受試品種的VB2含量均大于稻米原料，這可能是因為稻谷在制備蒸谷的過程中經水熱處理后，使得糠粉層中大量水溶性營養物質，如蛋白質、維生素等均逐漸滲透到胚乳中，因此使得蒸谷米的營養品質提高[33?34]。對比分析同一品種稻谷蒸谷處理前后稻米的營養品質變化，發現‘大粒香’、‘玉針香’、‘金麻粘’、‘津原香98’、‘SN16-236’和‘15L-Z156’蒸谷米制備前后其VB1含量均存在顯著性差異（P<0.05），且蒸谷米的VB1含量均明顯大于稻米原料，而其他營養品質指標間的差異不顯著（P>0.05）。‘天豐B’、‘粵豐B’、‘紅香米’、‘貴豐優785’、‘兩優68’和‘徽兩優1898’蒸谷米制備前后其直鏈淀粉和VB1含量均存在顯著性差異（P<0.05），且蒸谷米的直鏈淀粉和VB1含量均明顯高于稻米原料，而水分含量、蛋白質和VB2含量在蒸谷米制備前后其數值變化差異不顯著（P>0.05）。同時，將12個不同品種稻谷經蒸谷處理制備成蒸谷米后，其VB1含量均不同程度提高為稻米原料的1.63～4.2倍，表明蒸谷米有助于VB1含量的累積；此外，蒸谷米制備前后不同品種間水分含量和蛋白質的變異系數均小于10%，表明蒸谷米制備前后不同品種間水分含量和蛋白質的差異不明顯，而蒸谷米制備前后水分含量的變化很大程度上取決于蒸谷烘干工藝參數。綜上所述，同一品種蒸谷米制備前后蛋白質、直鏈淀粉、VB1和VB2均有不同程度的變化，且蒸谷米營養物質的含量較稻米原料有所增加，說明蒸谷米有助于稻米營養物質的富集，使營養品質提升。同時，不同品種蒸谷米制備前后直鏈淀粉、VB1和VB2含量的變異系數均大于10%，表明蒸谷米制備前后不同品種間直鏈淀粉、VB1和VB2含量間均存在顯著性差異（P<0.05），又因直鏈淀粉含量對米制品口感具有直接性影響，故選用VB1和VB2作為評價蒸谷米制備前后不同品種間營養品質優劣的關鍵性指標。

表2 蒸谷米制備前后外觀品質指標測定分析Table 2 Determination and analysis of appearance quality index of parboiled rice before and after preparation

表3 蒸谷米制備前后營養品質指標測定分析Table 3 Determination and analysis of nutritional quality index of parboiled rice before and after preparation

2.4 蒸谷米制備前后食味品質的比較分析

由表4可知，稻米食味品質主要反映的是稻米食用特性，是決定稻米市場價值和刺激消費者購買意愿的主要因素，其測定方法主要包括感官鑒定和儀器鑒定，感官鑒定主要是指人們通過眼觀、鼻聞、口嘗等方法對所測稻米飯粒的色澤、氣味、米飯黏性及軟硬適口程度等進行評價分析，而儀器鑒定主要是采用食味計測定米飯或與食味有關的指標來衡量稻米的食味品質，較感官鑒定而言具有更簡便、快捷和準確性高等優點[35]。通過比較分析發現，同一品種稻谷蒸谷處理前后稻米的外觀、硬度、黏度和食味值等食味品質測定值均發生不同程度的變化，其中‘大粒香’蒸谷米食味品質各項指標的測定值均較稻米原料低，且其外觀、黏度和食味值均為最小值，表明‘大粒香’較其他受試品種而言，不適合作為蒸谷米制備的稻谷原料，這與雷月等[36]的研究結果相符。‘玉針香’、‘紅香米’、‘津原香98’、‘SN16-236’、‘15L-Z156’和‘貴豐優785’蒸谷米的外觀和食味值均較稻米原料高，但硬度值較稻米原料均有所降低。‘兩優68’和‘徽兩優1898’蒸谷米的黏度和食味值均較稻米原料低，而其他食味品質指標在蒸谷米制備前后數值變化差異不明顯（P>0.05）。同時，通過對比分析不同品種蒸谷米制備前后各食味品質指標的變化趨勢，發現蒸谷米制備前后不同品種間硬度值的變異系數小于10%，說明不同品種蒸谷米制備前后硬度值變化差異不明顯；此外，在蒸谷米制備前不同品種間外觀、黏度和食味值的變異系數小于10%，而在蒸谷米制備后不同品種間這三項指標的變異系數均大于10%，表明不同品種蒸谷米制備前外觀、黏度和食味值的變化差異不明顯，而在制備后外觀、黏度和食味值的變化均存在明顯差異。

2.5 蒸谷米制備前后糊化特性的比較分析

由表5可知，蒸谷米制備前后糊化特性指標主要包括峰值黏度、谷值黏度、最終黏度、崩解值、回生值、峰值時間和成糊溫度等7個特征值，其中峰值黏度主要體現的是結合水的能力或者顆粒膨脹的程度，峰值黏度越高，樣品黏滯性越強；崩解值表示米糊的熱穩定性，崩解值越大，米糊的熱穩定性越差；回生值反映米糊老化或回生的程度，也指冷卻時形成凝膠的強弱，回生值越高，米糊冷卻穩定性越差，凝膠性越強，越易老化[37?38]。通過對比分析同一品種稻谷蒸谷處理前后稻米的糊化特性變化趨勢，發現12個受試品種蒸谷米峰值黏度均顯著低于稻米原料（P<0.05），可能是因為稻谷經蒸谷處理過程中要經過高溫浸泡、汽蒸處理，導致淀粉顆粒發生了部分糊化，使其溶脹能力下降，并隨著處理溫度的升高，淀粉顆粒糊化更充分，峰值黏度也下降更快，故蒸谷米的峰值黏度均有所降低[30]。‘金麻粘’、‘紅香米’、‘貴豐優785’和‘徽兩優1898’蒸谷米的谷值黏度均高于稻米原料，結合蒸谷米制備前后峰值黏度的分析結果，并根據崩解值是峰值黏度和谷值黏度的差值[38]，表明這4個受試品種蒸谷米的崩解值也相對較低，米糊的熱穩定性較好。從蒸谷米制備前后崩解值的數值變化，可以看出將稻谷蒸谷處理制備成蒸谷米后其崩解值均顯著低于稻米原料（P<0.05），又因為崩解值與米糊的熱穩定性呈反比，進而可以得出將稻谷加工成蒸谷米有助于提高稻米的米糊熱穩定性。‘玉針香’、‘金麻粘’、‘紅香米’、‘SN16-236’、‘貴豐優785’和‘徽兩優1898’蒸谷米的最終黏度和回生值均顯著高于稻米原料（P<0.05），Sandra等[39]通過試驗研究發現稻米回生值越高，凝膠強度越大，越容易老化，且老化后米糊中氫鍵也相應的增多，故這6個受試品種的蒸谷米適用于研發凝膠性較強的米制品。在12個受試品種中蒸谷米制備前后峰值時間的變化無顯著性差異（P>0.05），同時還發現受試品種制備成蒸谷米后其成糊溫度均高于稻米原料，這與呂斌[30]的研究結果相符，可能是由于蒸谷米中的淀粉分子在加熱蒸煮和干燥的過程中分別發生了一定程度的糊化和老化，使得淀粉顆粒結構更緊密，從而抑制了淀粉顆粒吸水溶脹，故蒸谷米制備后試樣的成糊溫度均有所升高，也可能是因為稻谷經蒸谷處理制備成蒸谷米后其蛋白質、直鏈淀粉等營養物質的含量有所增加，進而產生更高的位阻，使得直鏈的交聯聚合受到更大阻礙，從而需要更多能量使之糊化，因此蒸谷米制備后受試品種的成糊溫度高于制備前，也再次表明將稻谷加工成蒸谷米后有助于其營養成分的富集[40?41]。此外，還發現‘大粒香’和‘粵豐B’蒸谷米的峰值時間和成糊溫度分別具有最大值，而‘貴豐優785’蒸谷米的峰值時間和成糊溫度均顯著低于其他受試品種（P<0.05），可能是因為稻谷在蒸谷加工過程中要進行吸水浸泡處理，而‘貴豐優785’較其他受試品種更易于吸水膨脹糊化，顆粒破裂程度也較大，使得其成糊溫度也相對較低，由此可知‘貴豐優785’在用于米制品深加工時要考慮其吸水能力，注意控制水量的大小[42]。通過比較分析蒸谷米制備前后不同品種間糊化特性的變化趨勢，發現蒸谷米制備前后不同品種間崩解值、最終黏度和回生值的變異系數均大于10%，而峰值時間和成糊溫度的變異系數均小于10%，表明蒸谷米制備前后不同品種間崩解值、最終黏度和回生值的變化存在顯著性差異（P<0.05），而峰值時間和成糊溫度的差異不明顯（P>0.05）。

表4 蒸谷米制備前后食味品質指標測定分析Table 4 Determination and analysis of taste quality index of parboiled rice during preparation

3 結論

將不同品種受試稻谷經相同條件的蒸谷處理加工成蒸谷米，綜合評價分析蒸谷米制備前后碾磨品質、外觀品質、營養品質、食味品質及其糊化特性的變化趨勢。實驗結果發現，‘玉針香’、‘天豐B’、‘SN16-236’、‘貴豐優785’、‘兩優68’和‘徽兩優1898’蒸谷米的碾磨品質相對均優于制備前，此外還發現可用爆腰率、整精米率和碎米總量作為評價蒸谷米制備前后碾磨品質的關鍵性指標。同一品種蒸谷米黃粒米均顯著高于稻米原料（P<0.05），而堊白粒率和堊白度均未檢出，具體原因有待進一步深入研究，且通過結果分析篩選出評價蒸谷米制備前后外觀品質的關鍵性指標為黃粒米和長寬比。結合蒸谷米制備前后營養品質、食味品質和糊化特性各項指標的變化，發現受試稻谷經加工處理制成蒸谷米后有助于稻米營養物質和米糊熱穩定性的的提高，同時還發現‘玉針香’、‘紅香米’、‘津原香98’、‘SN16-236’、‘15LZ156’和‘貴豐優785’蒸谷米的外觀和食味值均高于制備前。綜合蒸谷米制備前后品質性狀及糊化特性的分析結果得出，‘玉針香’和‘貴豐優785’稻谷經蒸谷處理制備成蒸谷米后品質較優，適合作為蒸谷米專用稻品種，而‘大粒香’和‘粵豐B’的品質相對較差，不適合用于蒸谷米的生產。本研究結果可為蒸谷米制備前后品質特性的變化奠定理論基礎，也為蒸谷米制品的研發應用提供思路和參考依據。

表5 蒸谷米制備前后糊化特性指標測定分析Table 5 Determination and analysis of pasting properties index of parboiled rice before and after preparation