薏米蒸煮品質加工改良技術研究進展

郭曉燕 雷 靜 龍佩霖 敖茂宏 劉凡值 楊小雨，3

（1 貴州大學生命科學學院/農業生物工程研究院，山地植物資源保護與保護種質創新教育部重點實驗室，山地生態與農業生物工程協同創新中心，貴陽 550025；2 貴州省農業科學院亞熱帶作物研究所，興義 562400；3 中國農業科學院作物科學研究所，北京 100081）

薏米為禾本科植物（Poaceae）薏苡（Coix lachrymajobiL.）的干燥成熟種仁，又名薏苡仁或薏仁米，是我國首批公布的藥食同源食品之一，營養和藥用價值兼具，備受市場青睞。薏苡主要種植消費于中國、泰國、印度、日本等東南亞國家。據報道，2019 年我國薏苡的種植面積約7.33 萬hm2，年總產量約55 萬t，種植面積和產量均居世界首位。國內薏苡則主要種植分布于貴州、云南、廣西、福建等4個省區，其他省份也有零星種植。貴州省薏苡種質資源豐富、栽培歷史悠久、生態氣候條件適宜，其種植面積、產量常年居全國第一，生產量占全國2/3，薏米總產量近30 萬t。每年由貴州省生產加工銷往全球各地的薏米，占據了全球同行業市場份額的70%以上，產值達43 億元[1]。

薏米富含淀粉、蛋白、脂肪、人體必需氨基酸和微量礦質元素等營養成分，以及脂肪酸、甾醇、三萜和多糖類等生物活性成分。醫藥學和臨床研究表明薏苡有抗腫瘤、免疫增強、降血糖、誘發排卵、抗潰瘍、止瀉、鎮痛消炎、抗重度功能性痛經、治療扁平疣、治療痤瘡等功能[2]。除了用作傳統的藥材外，薏米最常見的就是用于煮粥或煲湯。近年來，市場上也涌現了大量薏米相關副食品，如薏米餅干、薏米茶及薏米乳酸飲料等。然而，薏米質地堅硬，直接粒食需經長時間浸泡和蒸煮，不僅耗時耗能還易造成營養流失、影響食用口感及其加工應用。為了克服薏米的上述不足、適應當下快節奏的生活方式，人們在生活生產和科研中發明了一系列改善薏米蒸煮品質的方法，主要有浸泡、超聲波、微波、高溫高壓或膨化等預熟化工藝，低溫冷凍及其后續干燥處理等等。本文結合近年來薏米蒸煮品質的相關報道，概述了薏米的蒸煮品質特性以及不同加工方式對薏米蒸煮品質及營養特性的影響，以期為后續研究提供參考。

1 薏米的蒸煮品質

谷物蒸煮品質以稻米研究最為深入，近年來已有部分學者參考大米蒸煮品質評價方法對薏米進行了初步研究，相關指標有：蒸煮時間、吸水率、膨脹率、米湯碘藍值及米湯pH 值等。相較糜子、大米、糯米等谷物，薏米蒸煮時間極長：直接蒸煮，需100min以上；即使提前浸泡1～3h，也需蒸煮80min[3-7]。吸水率和體積膨脹率間接反映了谷物的吸水能力，其值越小吸水力越差；相比其他谷物，薏米在蒸煮過程中較難吸水膨脹。米湯碘藍值反映了谷物在蒸煮過程中溶解在米湯中的可溶性直鏈淀粉含量，值越大米湯越黏稠，品質越差。薏米的米湯碘藍值較小，表示其可溶性直鏈淀粉含量少，品質較好。米湯pH 值反映了米湯的酸度值，而酸度會影響米飯的口感；薏米與其他谷物相當，米湯均呈中性（表1）。此外，糊化度以蒸煮過程中糊化淀粉所占谷物全部淀粉量的比例表示，也可以反映谷物的熟化程度。王輝[3]比較了薏米與幾種常見谷物的糊化度，在共同蒸煮10min 后，糯米糊化度最高為75.10%，粳米、秈米的糊化度其次，分別為56.29%和38.75%，而薏米、玉米及蓮子等糊化度最低，分別為6.08%、3.35%、2.46%，說明薏米蒸煮過程中較難熟化。

表1 薏米和不同谷物間蒸煮品質比較

2 不同加工方式對薏米蒸煮品質及營養的影響

為了克服薏米結構致密、蒸煮較難熟化的問題，縮短薏米的蒸煮時間，改善其適口性，生活生產和科研中涌現出了一系列改善薏米蒸煮品質的方法，這些方法對薏米蒸煮品質和營養特性都有不同程度的影響。

2.1 浸泡浸泡可使谷物體積膨脹，淀粉顆粒間出現細小裂縫，這一變化有利于內部淀粉吸收水分及加熱時均一糊化，從而縮短蒸煮時間。影響浸泡效果的最主要因素包括浸泡時間和浸泡溫度。

不同的浸泡條件下薏米的蒸煮特性有明顯區別。胡吟等[8]研究發現在2h 范圍內，隨浸泡時間延長，薏米的吸水率、膨脹率、彈性增大，硬度降低，蒸煮時間縮短。王輝[3]研究表明了薏米適宜的浸泡時間為3h，而且浸泡溫度（30～60℃）越高，米粒吸水越快，米粒含水量達到飽和的時間越短。Ding 等[9]研究不同浸泡溫度對薏米蒸煮、理化特性的影響，發現在70℃高溫下浸泡，薏米內部水分的分布更均勻，但是其淀粉顆粒受到嚴重侵蝕。

總之，若浸泡時間不足、浸泡溫度過低，則谷物吸收水分不足，蒸煮容易夾生；相反，若浸泡時間過長、溫度過高，則會影響米飯的質地和食味，也易造成谷物中營養成分的流失、活性受損、營養價值降低。

2.2 超聲波超聲波技術多用于淀粉的提取及改性研究，該技術僅引起淀粉顆粒表面結構的細微變化，對其完整性的影響最小。谷物以淀粉含量最多，前人研究發現超聲波可疏松谷物結構、改變其吸水性，進而縮短其蒸煮時間[3]。

超聲波處理谷物時，處理溫度和功率對谷物蒸煮品質均有重要影響。王輝[3]將薏米在不同溫度（25℃、40℃和55℃）下進行超聲波處理，發現超聲波處理后的薏米表面出現裂紋，其持水力和體積膨脹率顯著提高，米湯中流失的固形物增加，蒸煮后薏米的硬度降低，咀嚼度、彈性增加。固定頻率（16kHz）和功率（150W）的超聲波處理30min，處理溫度越高，相應的薏米含水率越高（22.14%、26.89%、30.12%），且最適蒸煮時間由80.5min 分別縮短了4.7min、9.2min、13.2min。陶虹等[10]研究發現不同功率的超聲波（160W、280W、400W）處理糙米，糙米的吸水率隨超聲波功率增大而增加；400W 超聲波處理30min，吸水率最大為12.29%，硬度、膠黏性和咀嚼性顯著下降12%以上，糙米蒸煮時間縮短4min 左右。

可見適當的超聲波處理可顯著改善谷物的蒸煮品質，深入研究超聲波處理對薏米蒸煮品質的影響機理及優化超聲波處理條件，將該技術引入薏米加工生產中具有重要的應用價值。

2.3 微波微波是300MHz～300GHz 可產生高頻電磁場的電磁波，使物料分子間產生高頻振動引起分子間高速摩擦，迅速提升物料溫度；微波加熱穿透性強、能耗低、加熱均勻迅速，對物料的養分影響較小。據報道有學者利用該方法處理薏米，達到了與大米同熟的效果。

孫軍濤等[11]比較了常壓蒸煮、高溫高壓蒸煮和微波熟化技術處理薏米后對其營養成分、米飯質構和色澤的影響，結果表明：與其他兩種方法相比，在微波熟化技術的最佳工藝條件下（料液比1∶3、40℃浸泡1.5h、微波功率529W、微波時間5min、微波物料厚度2.8cm），微波處理對薏米營養成分的破壞較小，可以降低薏米的硬度，對薏米色澤的影響也小。劉佳男等[12]采用恒溫浸泡和微波膨化技術處理薏米，在浸泡溫度46.4℃、浸泡時間3.9h、微波功率600W、微波時間85s 的最佳工藝下，薏米能實現與大米的同熟，它的糊化度可達49.34%，感官評分達90 分，且外觀形態完整。

2.4 高溫高壓與高溫膨化目前研究和生產中用的最多的還是高溫高壓、超高壓技術、高溫短時氣流膨化等方法，這些方法均提高了薏米的糊化度，改善了薏米的蒸煮條件。

孫軍濤等[11]研究了高溫高壓預熟化薏米的工藝，最佳工藝條件下（料液比1∶3、40℃浸泡1h、115℃蒸煮3min，0.25MPa）薏米的糊化度達70%以上，硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性等均明顯提高，相比常溫常壓蒸煮的薏米，其硬度偏大，彈性、膠黏性和咀嚼性偏小。王俊國等[13]研究了超高壓（通常為100～1000MPa）處理后對薏米蒸煮和食用品質的影響，相比于未處理樣品，經過300MPa 壓力處理后薏米的外觀品質、蒸煮品質及食用品質均較好，含水率提高、白度增加、透光度略有降低；蒸煮時間縮短了17.6min、持水率增加；薏米的硬度降低，彈性、膠黏性、咀嚼度增加。高溫短時氣流膨化最大特點是可滿足多種形狀大小的物料無油和連續膨化加工，受熱時間短、營養保持好。劉曉娟等[14]采用該技術制備速食薏米，處理后的薏米較之未處理，蒸煮時間由85min 縮短至22min，淀粉糊化度提高了4.77%，保留了較高的營養成分，淀粉、蛋白的消化特性變好，微觀結構上薏米的空洞變大，蒸煮品質顯著提升。

有學者利用上述方法開發了不同類型的速食薏米產品。例如：陳天兵[15]將薏米在常壓飽和蒸汽氣蒸90～100min 或常壓水煮50～80min 至完成熟化，采用熱風干燥（干燥溫度90～100℃）方式將薏米含水量降至10%～25%，從而得到速食薏米。李存芝等[16]在真空微波下對薏米餅的膨化進行了研究，使薏米的食用更方便、快捷。

2.5 冷凍當今年輕人快節奏的生活方式帶火了速凍米飯、速凍粥、速凍水餃等快消產品。以速凍米飯為例，是指將蒸煮好的米飯，在-40℃以下的環境中急速冷凍并在-18℃以下凍藏的產品，冷凍米飯復熱后的風味和口感最接近新鮮米飯，相應的縮短了蒸煮時間，而且便捷衛生，備受市場青睞[17]。

一般來講冷凍溫度和時間是影響速凍米飯的重要因素。信思悅[18]研究不同冷凍溫度（-20℃、-40℃、-80℃）處理方便粥對其營養及蒸煮食味品質的影響，結果表明：其營養成分無顯著變化；而經-80℃快速凍結后方便粥復熱后其食味品質接近鮮煮米粥；凍結溫度越低，方便粥的凍結速率越快、凍結失水率越低，方便粥復熱后水分含量越高，固形物含量越低。宋敏等[19]探索不同冷凍時間對糙米米飯食用品質的影響，發現-23℃冷凍1h 后，冷凍米飯復熱后感官評分變高，食用品質提升。此外，谷物的生化組成會影響其是否適合做冷凍米飯。徐侃[17]利用質構儀評價了10 種不同的原料米制作的冷凍米飯，分析發現直鏈淀粉含量17%左右的大米比較適合生產冷凍米飯。

冷凍型速食薏米相關技術和理論研究薄弱，今后在研究冷凍技術加工薏米時可以效仿其他谷物。先將其浸泡，然后冷凍處理，通過評價蒸煮品質指標如吸水率、體積膨脹率等，探索適宜薏米冷凍型速食米飯的工藝。對冷凍薏米米飯的研究，能促進薏米在方便食品領域的發展。

2.6 干燥方式對預熟化薏米品質的影響干燥是薏米預熟化加工后最關鍵的環節，常見的干燥方式有熱風干燥、微波干燥、真空冷凍干燥3 種，不同干燥方式下薏米的營養成分、質構及色澤差異較大。張智超等[20]對以上3 種干燥方法進行了系統比較，結果表明鼓風干燥最佳工藝條件下（干燥溫度85℃、干燥時間140min、物料厚度0.5cm），薏米的脂肪和蛋白質含量升高；薏米的硬度與原料米相比下降，彈性、膠黏性與咀嚼性均增高；色澤上，其亮度增加，表面出現裂紋。微波干燥的最佳工藝條件下（微波功率539W、干燥時間5min、物料厚度3cm），薏米的脂肪和蛋白質含量均升高；薏米的硬度與原料米接近，彈性、膠黏性與咀嚼性均增高；薏米表面有明顯裂紋。真空冷凍干燥的最佳工藝條件下（溫度-49℃、干燥時間5h、物料厚度2.5cm），薏米的脂肪和蛋白質含量略有下降；硬度下降，彈性、膠黏性與咀嚼性與原料米接近；外觀上薏米的亮度增加，表面無裂紋。說明真空冷凍干燥能最大限度地保留食品的口感，能夠較好地保留食品原有的形貌特征。

3 展望

近年來隨著居民健康意識增強，藥食兼用的雜糧變得備受消費者青睞，薏米消費量明顯提升。然而薏米質地堅硬、蒸煮耗時，既影響了消費者直接蒸煮食用也制約了其副產品加工，迫切需要研發薏米速食產品。

易煮薏米與傳統薏米具有相似的營養價值、質地和風味，且可在短時間內烹飪，市場需求量很大，發展前景廣闊。我國易煮薏米的加工技術研究尚處起步階段，相關技術不夠成熟，日后可從以下幾點加強相關研究內容：一是進一步完善和研發薏米蒸煮品質改良的加工工藝，速食薏米加工中加強不同加工技術的協同應用；二是深入研究不同加工技術對其營養、活性組分的影響及其作用機制；三是建立薏米加工原料的品質評價體系，為創制高品質、高營養的易蒸煮薏米提供參考。