不同儲藏年限稻谷制備的蒸谷米加工品質、外觀品質及蒸煮特性分析

周顯青，付珊珊，張玉榮，李瑞樂，吳 芳

河南工業大學 糧油食品學院，河南糧食作物協同創新中心，糧食儲藏安全河南省協同創新中心，河南 鄭州 450001

我國是稻谷生產大國，年產量可達2×108t以上，居世界首位[1]。目前我國稻米庫存量占全年總產量的50%以上，平均庫存時間約16個月[2]。在常規儲藏條件下稻谷第2年開始陳化變質，其理化特性也隨之發生變化，使米飯硬度增大，黏度和彈性降低，因此隨稻谷儲藏時間的延長，米飯的食用品質下降，最終影響其在市場上的流通[3-4]；此外，稻谷大量長期儲存，成本逐年增加，稻谷品質逐年降低，最終積累成大量的質次價高的糧食。為去庫存及減少因稻谷陳化造成的損失，研究人員將陳化的稻谷制成蒸谷米，因為蒸谷米具有更高的營養價值和出米率，且易于儲存[5]。目前國內關于儲藏年限對稻谷的影響研究有很多，周顯青等[6-7]研究發現儲藏年限會影響秈稻和粳稻的蒸煮特性與質構特性，同時在儲藏過程中稻谷發生陳化導致米飯食味品質下降。而國內外有關蒸谷米品質的研究主要包含稻谷原料、浸泡液種類、浸泡時間、浸泡溫度、蒸煮條件及干燥條件等對蒸谷米加工品質、外觀品質及蒸煮特性等方面的影響[8-11]。蒸谷米加工品質主要包括出糙率、整精米率等指標。Taghinezhad等[12]的研究表明淀粉的糊化程度會影響蒸谷米的整精米率。Leethanapanich等[13]對混合大米制備的蒸谷米品質進行了研究，結果表明混合大米更易受較高的浸泡溫度和較長的蒸煮時間的影響，導致變形籽粒增加，整精米率和黏性降低。外觀品質是判定蒸谷米品質的重要依據，主要包括裂紋率、粒厚及粒型等。Srisang等[14]研究了旋轉篩蒸煮設備對蒸谷米品質的影響，結果表明旋轉篩蒸煮可以縮短蒸谷米的蒸煮時間，使蒸谷米具有更高的淀粉糊化度和整精米率，且裂紋率降低。蒸煮品質是評價稻米品質的重要指標之一, 蒸煮品質指標直接反映了米飯食味、松軟程度和顏色。周顯青等[15]用檸檬酸為浸泡液制備蒸谷米，其米飯吸水率、體積膨脹率、碘藍值、pH值及硬度均顯著降低，蒸谷米的色澤以及米飯的滋味、口感及綜合評分等顯著提高。雖然目前國內外關于蒸谷米的研究有很多，但大都側重于蒸谷米原料和加工工藝對其品質的影響，而關于不同儲藏年限的不同原料制備的蒸谷米的品質變化及其差異性的探討鮮有報道。因此，作者以不同儲藏年限的秈稻、粳稻為原料，制成蒸谷米后對其加工品質、外觀品質及蒸煮特性進行測定，通過描述性統計分析及相關性分析了解蒸谷米的品質特性和不同儲藏年限的稻谷制備的蒸谷米品質之間的差異性，以期為蒸谷米品質評價和儲藏稻谷合理利用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

儲藏年限為2、3、4 a的秈型稻谷各10份，儲藏年限為2 a的稻谷由湖南長沙質檢中心提供，儲藏年限為3、4 a的稻谷由廣西平果直屬庫提供；儲藏年限為2、3、4 a的粳型稻谷各10份均由中央儲備糧長春直屬庫提供。按照GB/T 5491—1985《糧食、油料檢驗扦樣、分樣法》進行采樣，樣品經除雜后在4 ℃下存放。

1.2 主要儀器與設備

JL6-Ⅱ型礱谷機：中儲糧成都糧食儲藏科學研究所；JJ500型電子天平：常熟市雙杰測試儀器廠；ATX224型分析天平：日本Shimadzu公司；101型電熱鼓風干燥箱、DZKW-S-4型恒溫水浴鍋：北京市光明醫療儀器有限公司；電磁爐：廣東美的有限公司；LTJM-2099型精米機：浙江托普儀器有限公司；0～150 mm電子數顯卡尺：上海申韓量具有限公司；PHS-3C精密酸度計：上海大普儀器有限公司；UV2000型紫外可見分光光度計：尤尼柯(上海)儀器有限公司；80-2臺式低速離心機：上海醫療器械(集團)有限公司手術器械廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 蒸谷米制備

工藝流程：稻谷→清理→浸泡→汽蒸→干燥→緩蘇→礱谷→碾白→蒸谷米。

操作要點：稱取凈稻谷(秈稻谷和粳稻谷)各200 g，放入盛有500 mL自來水的燒杯中(秈稻水溫75 ℃、粳稻水溫65 ℃)，將燒杯置于恒溫水浴鍋中，秈稻浸泡4 h(待浸泡液溫度達到75 ℃開始計時)，粳稻浸泡3 h(待浸泡液溫度達到65 ℃開始計時)。浸泡后，用孔篩濾出(瀝水5 min)稻谷，放置蒸鍋中，將秈稻95 ℃汽蒸45 min后，于60 ℃恒溫干燥箱中干燥120 min后(水分18%左右)，在室溫下緩蘇36 h(水分14%左右)；將粳稻90 ℃汽蒸60 min后，于70 ℃恒溫干燥箱中干燥60 min后(水分18%左右)，在室溫下緩蘇24 h(水分14%左右)。將稻谷經脫殼、碾米(碾減率9%)后，于自封袋密封，4 ℃下存放，以保持其品質穩定性。

1.3.2 蒸谷米出糙率、整精米率的測定

按照GB/T 5495—2008《糧油檢驗 稻谷出糙率檢驗》、GB/T 21719—2008《稻谷整精米率檢驗法》中的方法分別檢測蒸谷米的出糙率和整精米率。

1.3.3 蒸谷米粒長、粒寬、粒厚的測定

按照GB/T 24535—2009《糧油檢驗 稻谷粒型檢驗》中的方法分別測定蒸谷米的粒長、粒寬和粒厚。

1.3.4 蒸谷米裂紋率的測定

根據GB/T 5496—1985中的方法，在試樣中隨機取出100粒米粒，平放在特制的爆腰燈下，逐步觀察，并揀出有裂紋的米粒。根據裂紋條數的不同，將其分為3類，僅有一條裂紋的為輕度粒，有兩條裂紋的為中度粒，3條及以上為重度粒，且裂紋方向全部為縱向。按照公式(1)計算裂紋率。

(1)

1.3.5 蒸谷米蒸煮特性

參考Taghinezhad等[16]和周顯青[17]的方法測定蒸谷米的吸水率、膨脹體積、米湯碘藍值、pH值及固形物含量，并稍加修改。稱取蒸谷米樣品7.0 g(M1)，測定樣品體積(V1)后，置于金屬籠(質量M2)，將金屬籠置于250 mL的高腳燒杯中，倒入70 mL、50 ℃的蒸餾水。沸水浴22～25 min(水沸騰時開始計時)，取出金屬籠，將米湯瀝干，冷卻至室溫后稱量蒸煮后金屬籠和蒸谷米的質量(M3)，并測定蒸煮后蒸谷米的體積(V2)，按照公式(2)計算吸水率，按照公式(3)計算膨脹體積。待燒杯中的米湯冷卻至室溫后，將米湯稀釋至100 mL，取15 mL于離心管中，以4 000 r/min離心10 min，取米湯離心液1 mL于50 mL蒸餾水中，加入5 mL、0.5 mol/L HCl溶液及1 mL、2 g/L的碘試劑后稀釋至100 mL，用紫外分光光度計于620 nm處測定吸光度，以表示碘藍值。取10 mL米湯離心液，置于燒杯(質量M4)中，在105 ℃烘箱中干燥8 h，冷卻后稱質量(M5)，并按照公式(4)計算米湯固形物含量。取冷卻至室溫的米湯，用酸度計測定米湯pH值。所有試驗均重復2次，取平均值。

(2)

(3)

(4)

1.4 數據統計與分析

運用Excel對數據進行整理、計算。采用SPSS統計軟件對單因素方差分析進行描述性統計分析、對雙變量進行相關性分析、對線性模型的多變量進行因素方差分析。

2 結果與討論

2.1 蒸谷米加工品質與外觀品質分析

蒸谷米的加工品質及外觀品質指標測定結果見表1。

2.1.1 加工品質分析

由表1可知，儲藏年限為2 a的蒸谷秈稻的出糙率和整精米率均最高，分別為73.50%和51.70%，且隨著儲藏年限的增加，其出糙率和整精米率均無顯著變化，說明儲藏年限對秈稻蒸谷米加工品質的影響不顯著，儲藏過程中秈稻蒸谷米加工品質較為穩定。儲藏年限為2 a的蒸谷粳稻的出糙率和整精米率均最高，分別為80.70%和71.70%。不同儲藏年限的粳稻蒸谷米的整精米率之間無顯著差異，說明儲藏年限對粳稻蒸谷米的整精米率影響不顯著。但儲藏第3年開始，蒸谷粳稻的出糙率顯著降低，且隨著儲藏年限的增加，粳稻的出糙率逐漸降低，不同儲藏年限的粳稻的出糙率之間存在顯著差異，說明儲藏年限對粳稻的出糙率有顯著的影響。

綜上可知，隨儲藏年限的增加，兩類蒸谷米的整精米率均無顯著變化，且粳蒸谷稻較秈蒸谷稻的整精米率整體均較高，這是由于粳稻呈短圓形，米粒強度大，耐壓性能好；秈稻籽粒細長，質地脆弱，加工時易碎，因此整精米率較低[18]。但儲藏年限對粳蒸谷稻的出糙率有顯著影響，對秈蒸谷稻的出糙率無顯著影響。因此，不同儲藏年限的秈稻蒸谷米的加工品質優于粳稻。

2.1.2 外觀品質分析

粒型(長寬比)是稻米商品性狀的重要指標，主要用于稻米的分類和定價。國際上稻米按粒型分為長粒型(>3.0)、中粒型(2.0～3.0)和短粒型(<2.0)3種[19]。由表1可知，隨著儲藏年限的增加，兩類蒸谷米的長寬比均增加，這是由于淀粉經水熱處理后，引起淀粉顆粒內部重排以及淀粉官能團之間結合作用加強，增加了淀粉的溶解度和膨脹力[20]。但兩類蒸谷米的長寬比增加的不顯著，即各儲藏年限蒸谷米的長寬比之間無顯著差異，說明儲藏年限對兩類稻谷蒸谷米的長寬比影響不顯著。粒厚對大米碾磨品質、外觀品質及蒸煮品質有較大的影響，秈稻制備的蒸谷米粒厚隨儲藏年限的增加無顯著變化，而粳稻制備的蒸谷米在儲藏4 a時，粒厚顯著降低，表明儲藏時間對粳稻制備的蒸谷米粒厚影響顯著。隨儲藏年限的增加，蒸谷米裂紋率呈增加趨勢，且儲藏3 a時，兩類蒸谷米的裂紋率均顯著增加，說明儲藏年限對兩類蒸谷米的裂紋率影響顯著，且粳稻制備的蒸谷米裂紋率要遠大于秈稻。這可能是由于粒型不同造成的差異，秈稻是細長型，在干燥時由于其表面積大，水分遷移時分布得較為均勻，因此產生較少的裂紋。

綜上可知，隨儲藏年限的增加，兩類蒸谷米的長寬比均無顯著變化，但粳稻蒸谷米的粒厚逐漸降低，秈稻蒸谷米的粒厚變化不顯著。此外，兩類稻谷蒸谷米的裂紋率在儲藏3 a時均發生了顯著變化，但粳稻蒸谷米的裂紋率要遠大于秈稻蒸谷米。因此，秈稻制備的蒸谷米較粳稻制備的蒸谷米具有更好的外觀品質，更耐儲藏。

2.2 蒸谷米的蒸煮特性分析

蒸谷米的蒸煮特性指標測定結果見表2。

由表2可知，隨著儲藏年限的增加，秈稻制備的蒸谷米的吸水率與膨脹體積均無顯著變化；而粳稻在儲藏4 a后，其蒸谷米的吸水率顯著增加，這是由于隨儲藏時間的延長，粳稻中的直鏈淀粉含量增加，淀粉微晶束結構增強，使其難以糊化，造成蒸谷米的吸水率增加[21]。秈稻制備的蒸谷米的吸水率和膨脹體積均比粳稻制備的蒸谷米大，主要原因與直鏈淀粉的含量密切相關，直鏈淀粉含量是決定大米蒸煮特性的重要因素[22]。粳稻經水熱處理后，直鏈淀粉含量降低，部分淀粉轉化為糊精，且在蒸煮過程中，淀粉發生糊化，生成淀粉-脂質絡合物[23]，該絡合物具有較好的穩定性，使蒸谷米吸水率降低，抑制淀粉膨潤[24]。

表2 蒸谷米的蒸煮特性指標Table 2 Cooking characteristic indexes of parboiled rice

米湯pH值反映米湯中酸性物質含量的多少，與米飯的味道有關。兩類蒸谷米的米湯pH值均無顯著變化，說明儲藏年限對兩類稻谷蒸谷米的米湯pH值無顯著影響。米湯固形物含量反映米飯的光澤和黏度，由表2可知，秈稻制備的蒸谷米固形物含量隨儲藏年限的增加先增大后減小，且變化較顯著，粳稻制備的蒸谷米固形物呈相同變化規律，但無顯著變化。粳稻制備的蒸谷米較秈稻制備的蒸谷米固形物含量整體較大，主要是由于粳稻籽粒結構強度較大，水熱處理增強了淀粉分子微晶束[25]，使淀粉顆粒在蒸煮時能較好地維持多角結構，從而抑制可溶性物質溶出，使固形物含量下降，這表明粳稻制備的蒸谷米飯較秈稻制備的蒸谷米飯黏性大。米湯碘藍值反映溶解在米湯中的直鏈淀粉含量[26-27]，與米飯黏度密切相關。秈稻制備的蒸谷米碘藍值4 a后顯著降低，而粳稻無顯著變化。秈稻蒸谷米碘藍值降低的原因是秈米呈細長型，與浸泡液的接觸面積大，高溫浸泡和蒸煮導致淀粉顆粒表面的蛋白質包裹力增加及游離脂肪酸與淀粉結合，使其可溶性直鏈淀粉難以溶出，造成米湯中不溶性直鏈淀粉含量增加，可溶性直鏈淀粉含量減小，使米湯碘藍值下降，米飯黏度減小[7]。與秈稻制備的蒸谷米相比，粳稻制備的蒸谷米碘藍值整體較大，米飯黏度較大。

2.3 相關性分析

分析蒸谷米加工品質、外觀品質及蒸煮特性指標間的相關性，結果見表3。

表3 蒸谷米加工品質、外觀品質與蒸煮特性之間的相關性分析Table 3 Correlation analysis between parboiled rice processing quality, appearance quality, and cooking characteristics

由表3可知，秈稻制備的蒸谷米其整精米率與裂紋率呈顯著負相關(r=-0.444，P<0.05)，表明整精米率越大，裂紋率越少，蒸谷米加工及外觀品質越好；粒厚與長寬比呈極顯著負相關(r=-0.617，P<0.01)，表明粒型越長，厚度越小；吸水率與膨脹體積、碘藍值呈顯著正相關(r=0.458，P<0.05；r=0.365，P<0.05)，說明吸水率高有助于可溶性直鏈淀粉的溶出，從而增加米飯的黏度；固形物含量與碘藍值呈極顯著正相關(r=0.552，P<0.01)，表明固形物含量越多，可溶性物質溶出得越多，米湯中可溶性直鏈淀粉越多，米飯的蒸煮品質越好；儲藏年限對秈稻蒸谷米的加工品質、外觀品質及蒸煮特性無顯著影響。粳稻蒸谷米的長寬比與粒厚呈極顯著負相關(r=-0.806，P<0.01)，與固形物含量呈顯著負相關(r=-0.423，P<0.05)；裂紋率與出糙率呈顯著負相關(r=-0.395，P<0.05)，表明出糙率越大，裂紋率越少，蒸谷米外觀品質越好；吸水率與膨脹體積呈極顯著正相關(r=0.756，P<0.01)；儲藏年限與出糙率、粒厚呈顯著負相關(r=-0.560，P<0.05；r=-0.458，P<0.05)，與長寬比呈極顯著正相關(r=0.598，P<0.01)，與裂紋率、吸水率呈顯著正相關(r=0.460，P<0.05；r=0.411，P<0.05)，表明粳稻的儲藏年限對其制備的蒸谷米的加工品質、外觀品質及蒸煮特性有顯著影響，隨儲藏年限的增加，粳稻制備的蒸谷米品質顯著降低。

對比發現，兩類稻谷的粒厚與長寬比均呈極顯著負相關，且粳稻蒸谷米的相關性更好。這可能是因為相對于秈稻，粳稻較短，籽粒更加飽滿，米粒結構更加緊密，質地堅硬。儲藏年限對秈稻蒸谷米的加工品質、外觀品質及蒸煮特性無顯著性影響，但對粳稻蒸谷米的加工品質、外觀品質及蒸煮特性有顯著影響，說明在儲藏過程中，粳稻的品質特性受儲藏時間的影響較大，其蒸谷米的品質不如秈稻好，儲藏穩定性不如秈稻。

3 結論

稻谷的種類和儲藏年限對其制備的蒸谷米的加工品質、外觀品質及蒸煮特性具有顯著影響，且稻谷的種類不同，其蒸谷米品質也不盡相同。隨儲藏年限的增加，由秈稻制備的蒸谷米其品質無顯著性變化，只有裂紋率、碘藍值和固形物含量呈先增后減的變化趨勢；由粳稻制備的蒸谷米整精米率、長寬比、膨脹體積、米湯pH值、固形物含量及碘藍值無顯著變化，而出糙率、粒厚顯著減小，裂紋率和吸水率顯著增加。對比發現，儲藏年限對粳蒸谷稻的出糙率具有顯著影響，對秈蒸谷稻的出糙率無顯著影響；秈稻制備的蒸谷米較粳稻制備的蒸谷米具有更好的外觀品質和蒸煮特性，其品質特性受儲藏年限的影響較小，說明與粳稻相比，秈稻更易儲存，穩定性更好，其蒸谷米的品質優于粳稻。相關性分析發現，秈稻制備的蒸谷米其整精米率與裂紋率呈顯著負相關(r=-0.444，P<0.05)，粒厚與長寬比呈極顯著負相關(r=-0.617，P<0.01)，吸水率與膨脹體積、碘藍值呈顯著正相關(r=0.458，P<0.05；r=0.365，P<0.05)，固形物含量與碘藍值呈極顯著正相關(r=0.552，P<0.01)。粳稻蒸谷米粒厚與長寬比呈極顯著負相關(r=-0.806，P<0.01)，裂紋率與出糙率呈顯著負相關(r=-0.395，P<0.05)，吸水率與膨脹體積呈極顯著正相關(r=0.756，P<0.01)，長寬比與固形物含量呈顯著負相關(r=-0.423，P<0.05)。對比發現儲藏年限對秈稻蒸谷米的加工品質、外觀品質及蒸煮特性無顯著性影響，對粳稻蒸谷米的加工及外觀品質影響較大。粳稻儲藏年限與其蒸谷米的出糙率、粒厚呈顯著負相關(r=-0.560，P<0.05；r=-0.458，P<0.05)，與長寬比呈極顯著正相關(r=0.598，P<0.01)，與吸水率、裂紋率呈顯著正相關(r=0.460，P<0.05；r=0.411，P<0.05)，與其他指標無顯著相關性，表明粳稻蒸谷米品質隨儲藏年限的增加而顯著降低，秈稻蒸谷米的品質特性受儲藏年限的影響較小，儲藏穩定性更好。