微波營(yíng)養(yǎng)套餐中米飯加工工藝的改良研究

劉臨潔 李云飛，2 肖 菲 王璐怡

微波營(yíng)養(yǎng)套餐中米飯加工工藝的改良研究

劉臨潔1李云飛1，2肖 菲1王璐怡1

(上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院食品科學(xué)與工程系1，上海 200240)
(上海交通大學(xué)陸伯勛食品安全研究中心2，上海 200240)

模擬供應(yīng)動(dòng)車組微波營(yíng)養(yǎng)套餐中米飯的生產(chǎn)工藝，采用6種不同的米飯蒸煮方式，在兩周的貨架期內(nèi)與常規(guī)水浴加熱米飯進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)測(cè)定米飯的水分含量、質(zhì)構(gòu)參數(shù)(硬度、黏著性、彈性、凝聚性和咀嚼性等)、微觀形態(tài)等特性，對(duì)比得出60℃水浴30 min，取出后在25℃下放置30 min，后以400 W功率微波加熱6 min，取出后保溫10 min為最優(yōu)化的微波營(yíng)養(yǎng)套餐米飯蒸煮工藝。這種水浴微波混合加工工藝生產(chǎn)的米飯?jiān)?℃儲(chǔ)存條件下，在14 d貨架期內(nèi)微波復(fù)熱后仍可較好地保證米飯的品質(zhì)。

動(dòng)車組營(yíng)養(yǎng)套餐 米飯 質(zhì)構(gòu) 微觀形態(tài)

微波作為一種方便、快捷的加熱能源，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在食品加工領(lǐng)域。微波營(yíng)養(yǎng)套餐主要是供應(yīng)動(dòng)車組，學(xué)校和商務(wù)區(qū)等地方消費(fèi)，須在食用前微波復(fù)熱以達(dá)到更優(yōu)的口感。米飯作為中國(guó)人最喜愛(ài)的主食之一，是微波營(yíng)養(yǎng)套餐中生產(chǎn)量最大的產(chǎn)品。但由于生產(chǎn)的產(chǎn)品不能及時(shí)送達(dá)消費(fèi)者口中，從而導(dǎo)致放置過(guò)后的米飯食用品質(zhì)下降。

米飯的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)被認(rèn)為是大米食用品質(zhì)中最重要的因素，它與大米食用口感關(guān)系密切［1］。不同蒸煮方式的米飯其質(zhì)構(gòu)特性不同，且由于其儲(chǔ)藏過(guò)程中蛋白質(zhì)、淀粉等成分含量和結(jié)構(gòu)的變化，會(huì)使大米的蒸煮品質(zhì)發(fā)生變化［2］。對(duì)米飯品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)的基本方法是感官評(píng)價(jià)法。但是，評(píng)價(jià)人員由于存在著文化背景和生活習(xí)慣等方面的差異，往往有著不同的食味嗜好，造成評(píng)價(jià)結(jié)果可能有較大的差異［3］。質(zhì)構(gòu)儀(texture analyzer)是近年來(lái)用于測(cè)定食品質(zhì)構(gòu)特性的一種儀器。質(zhì)構(gòu)測(cè)試主要是通過(guò)模擬人口腔的咀嚼運(yùn)動(dòng)，對(duì)樣品進(jìn)行兩次壓縮，質(zhì)構(gòu)測(cè)試的米飯樣品指標(biāo)有:硬度、黏著性、彈性、凝聚性和咀嚼性［4］。

在工業(yè)生產(chǎn)中，米飯的加工方式為蒸煮法，為了改善生產(chǎn)工藝，本試驗(yàn)使用微波加工工藝和水浴微波混合加工工藝蒸煮米飯，研究表明微波加熱可以使大米淀粉糊的粘稠性和柔軟性增大［5］，且微波有助于大米淀粉消化性能的提高［6］。實(shí)際生產(chǎn)中，微波營(yíng)養(yǎng)餐的保質(zhì)期為2周，所以本試驗(yàn)為能保證2周內(nèi)米飯食用品質(zhì)最佳，模擬實(shí)際生產(chǎn)保藏條件，通過(guò)研究不同的工藝的微波米飯蒸煮方法，以期獲得最優(yōu)米飯蒸煮工藝。

1 材料與方法

福臨門牌金典特選東北米:中糧國(guó)際有限公司。

1．2 主要試驗(yàn)儀器

TA．XT plus Texture Analyser物性測(cè)試儀:英國(guó)Stable Micro System公司;WLD2S－08微波爐:額定功率2000 W，可調(diào)，南京三樂(lè)微波技術(shù)發(fā)展有限公司;HWS28型電熱恒溫水浴鍋:上海一恒科學(xué)儀器有限公司;Haier BCD－196F冰箱:青島海爾股份有限公司;艾科浦超純水系統(tǒng):重慶頤洋企業(yè)發(fā)展有限公司。

1．3 試驗(yàn)方法

1．3．1 米飯的制備

將150 mL水和100 g大米一起置于保鮮盒中，設(shè)定2種加熱方式，并在每種加熱方式中采用3種加熱時(shí)間，分別為:1)微波加工工藝:微波加熱功率為400 W，分別加熱10、12、14 min，取出后保溫10 min;2)水浴微波混合加工工藝:60℃水浴30 min，取出后在25℃下分別放置0、30、60 min，后以400 W功率微波加熱6 min，取出后保溫10 min。另本試驗(yàn)中以沸水浴40 min蒸煮米飯作為常規(guī)加熱方法進(jìn)行對(duì)照，各處理均設(shè)有3次重復(fù)。

徐偉：其作品被評(píng)為“最具前衛(wèi)意識(shí)的傾訴”、“關(guān)注‘人性’”。認(rèn)為藝術(shù)需要“人性”美的升華與個(gè)性的提煉，要將攝影者自我的“情感語(yǔ)態(tài)”轉(zhuǎn)化為視覺(jué)圖形。

1．3．2 米飯的保藏

將制備好的米飯樣品保存在4℃下，在米飯制備完后的第1，7，14 d分別取出樣品，稱取10 g于玻璃培養(yǎng)皿中，放入微波爐中以300 W功率微波復(fù)熱2 min，復(fù)熱完后立刻進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定。

1．3．3 含水量測(cè)定

按照GB/T 5497—1985糧食、油料檢驗(yàn)水分測(cè)定法測(cè)定米飯的含水量。

1．3．4 質(zhì)構(gòu)測(cè)定條件

利用質(zhì)構(gòu)儀TPA分析測(cè)定米飯的質(zhì)構(gòu)特性(硬度、黏著性、彈性、凝聚性和咀嚼性)。將米飯均勻混合后，隨機(jī)挑選5粒大小相近的完整飽滿的米飯，在探頭下方載物臺(tái)上對(duì)稱放置，每個(gè)樣品測(cè)定5次，去掉硬度最大和最小的兩個(gè)測(cè)定結(jié)果，取3次測(cè)定結(jié)果，計(jì)算平均值和平均偏差。

參數(shù)設(shè)定為:壓縮程度90%，測(cè)前速度1 mm/s，壓縮速度為0．5 mm/s，測(cè)后速度1 mm/s，間隔時(shí)間為2 s。trigger type設(shè)置為auto－5 g，采用P3．6R探頭測(cè)量。

1．3．5 質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用spss13．0軟件進(jìn)行單因素方差分析，單因素分析檢驗(yàn)組間顯著性差異，P＜0．05表示差異顯著，P＜0．01表示差異極顯著。

1．3．6 微觀形態(tài)測(cè)定

米粒采用戊二醛分步固定，梯度濃度乙醇脫水后，將處理好的待觀察樣品用導(dǎo)電雙面膠粘附在銅臺(tái)上，離子濺射儀真空噴金后，用電子掃描顯微鏡觀察。

2 結(jié)果與分析

2．1 不同加工工工藝對(duì)米飯含水量的影響

常規(guī)水浴加工工藝和微波、水浴微波混合加工工藝對(duì)米飯含水量的影響如表1所示。水浴微波混合加工工藝生產(chǎn)出的米飯含水量最高，其次為常規(guī)加熱，而微波加工工藝的工藝3含水量低。這可能是因?yàn)槲⒉庸すに嚬β矢?，時(shí)間短，水分未能充分進(jìn)入大米細(xì)胞內(nèi)部，導(dǎo)致含水量低于常規(guī)加熱。水浴微波混合加工工藝中，因?yàn)榈蜏厮〉慕?，使米粒?nèi)部吸水充足，從而含水量上升。

表1 不同加工工藝對(duì)米飯含水量的影響/%

2．2 不同加工工藝對(duì)米飯硬度的影響

常規(guī)水浴加工工藝和微波、水浴微波混合加工工藝對(duì)米飯硬度的影響如圖1所示。由圖1可知，微波加工工藝的米飯硬度高于常規(guī)和混合加熱工藝，含水量最低的是水浴微波混合加工的米飯。這是因?yàn)?，淀粉顆粒的硬度和淀粉的含水量有顯著的負(fù)相關(guān)性。微波加工工藝含水量最低，所以硬度高于常規(guī)加熱。微波3工藝硬度最高，這是因?yàn)殡S著微波時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)，水分的散失導(dǎo)致淀粉和蛋白質(zhì)的交聯(lián)，從而使硬度繼續(xù)上升。水浴微波混合加工工藝中，因水分充足，從而在微波加工時(shí)有足夠水分產(chǎn)生能量，所以硬度較低，且隨著工藝間隔時(shí)間的延長(zhǎng)，米飯的硬度有小幅度下降。在混合工藝2中，米飯的硬度顯著小于常規(guī)加熱(P＜0．05)，小于微波3工藝極顯著(P＜0．01)，且米飯加工時(shí)間較短、硬度適中，延長(zhǎng)水浴微波間隔時(shí)間并不能進(jìn)一步提高米飯的含水量和降低米飯的硬度。

圖1 不同加熱方式對(duì)米飯硬度的影響

2．3 不同加工工藝對(duì)米飯黏著性的影響

圖2表示不同加工工藝對(duì)米飯黏著性的影響。黏著性過(guò)高的米飯會(huì)給人以粘牙的口感，而過(guò)低又會(huì)導(dǎo)致米飯飯粒分明，產(chǎn)生類似于夾生飯的感官品質(zhì)。由圖2可知，微波加工工藝米飯的黏著性顯著大于常規(guī)水浴加工工藝(P＜0．01)，水浴微波混合加工米飯黏著性居中。常規(guī)水浴加工的米飯其黏著性隨時(shí)間下降最快，其次為微波加工的米飯，而混合加工的米飯其黏著性保持最好，且在第7天和第14天都顯著高于常規(guī)水浴加工的米飯黏著性。說(shuō)明適宜的混合加熱條件有利于米飯品質(zhì)的保持。熱作用可能加強(qiáng)分子間的相互作用，導(dǎo)致淀粉與脂肪等形成復(fù)合態(tài)化合物的能力增強(qiáng)，從而抑制了糊化過(guò)程中淀粉顆粒的膨脹［7］。使得大米糊的黏度下降。但微波作用使極性分子鏈高頻振動(dòng)、碰撞，會(huì)導(dǎo)致分子內(nèi)和分子間氫鍵的斷裂，使淀粉分子的伸展較水浴加熱充分，所以黏度較水浴加熱大［8］。

圖2 不同加熱方式對(duì)米飯黏著性的影響

2．4 不同加工工藝對(duì)米飯彈性的影響

圖3表示不同加工工藝對(duì)米飯彈性的影響。彈性是指變形樣品在去除變形力后的恢復(fù)程度［9］。由圖3可知，微波加工工藝和水浴微波混合加工工藝，米飯的彈性要顯著高于常規(guī)水浴加工工藝(P＜0．05)。因?yàn)槲⒉訜釋?duì)大米淀粉顆粒破碎程度小于水浴加熱對(duì)大米淀粉顆粒的破碎程度，微波加熱形成的淀粉糊凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較緊密，淀粉的粘稠性和柔軟性較大，從而相比較于常規(guī)水浴加熱，有微波加熱的米飯蒸煮工藝彈性顯著增加。

圖3 不同加熱方式對(duì)米飯彈性的影響

2．5 不同加工工藝對(duì)米飯凝聚性的影響

圖4表示不同加工工藝對(duì)米飯凝聚性的影響。凝聚性是指組成樣品結(jié)構(gòu)的內(nèi)部作用力。由圖4可知，與常規(guī)水浴工藝相比，微波加工工藝生產(chǎn)出的米飯凝聚性顯著增加(P＜0．05)，水浴微波混合加工工藝凝聚性與常規(guī)加工工藝相比無(wú)顯著性差異。這可能是因?yàn)榻?jīng)過(guò)高強(qiáng)度的微波加熱后，糊化后溶出的大米直鏈淀粉分子在冷卻過(guò)程中趨向于結(jié)晶，老化程度大于常規(guī)加熱，使得大米糊內(nèi)部作用力增大，表現(xiàn)為凝聚性增加。

圖4 不同加熱方式對(duì)米飯凝聚力的影響

2．6 不同加工工藝對(duì)米飯咀嚼性的影響

圖5表示不同加工工藝對(duì)米飯咀嚼性的影響。咀嚼性是表示將半固體食品咀嚼成吞咽狀態(tài)時(shí)所需的能量，它由硬度×凝聚性×彈性確定［10］。由圖5可知，微波加工工藝的咀嚼性要顯著高于常規(guī)水浴加熱和水浴微波混合加工的咀嚼性，水浴微波混合加工的米飯咀嚼性略高于常規(guī)水浴加工的咀嚼性，且在第7天和第14天仍能保持這種咀嚼性不變。微波加熱工藝因?yàn)橛捕容^大，所以需要較多能量來(lái)咀嚼吞咽，且穩(wěn)定性不好，口感較差。而常規(guī)加熱工藝咀嚼性下降較快，說(shuō)明結(jié)構(gòu)保持能力下降，內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散，口感易下降。在混合加熱工藝中，3種加工工藝咀嚼性適中，且工藝2的保持能力良好，不隨時(shí)間的延長(zhǎng)降低，從而保持了較好的口感。

圖5 不同加熱方式對(duì)米飯咀嚼性的影響

2．7 不同加工工藝對(duì)米飯微觀結(jié)構(gòu)的影響

采用掃描電鏡對(duì)米飯超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，加速電壓為20 kV，放大到3 000倍，常規(guī)水浴加工工藝、微波加工工藝2、水浴微波混合加工工藝2對(duì)米飯微觀結(jié)構(gòu)的影響如圖6所示。由圖6a可知，常規(guī)加工工藝生產(chǎn)出的米飯表面較平滑，糊化滲析出來(lái)的直鏈淀粉形成了凝膠網(wǎng)絡(luò)，淀粉界面已基本模糊，顆粒吸水膨脹，部分表面有凹陷。由圖6b可知，微波加工工藝生產(chǎn)的米粒細(xì)胞有一定的塌陷，微波加熱功率較大，水分散失導(dǎo)致米粒細(xì)胞收縮，結(jié)構(gòu)致密，顆粒表面洞穴凹痕數(shù)量多。由圖6c可知，水浴微波混合加工工藝表面趨向于平滑，淀粉顆粒糊化完全，無(wú)序排列，顆粒吸水膨脹到最大體積。

3 討論

水浴微波混合加工工藝吸取了水浴和微波工藝的共同優(yōu)點(diǎn)，水浴加熱浸泡使大米淀粉顆粒溶脹，在一定間隔的時(shí)間內(nèi)，米粒內(nèi)部充分吸水，從而在之后的微波加熱中，米粒內(nèi)部水分得到保持，米飯?jiān)谖⒉訜徇^(guò)程中黏稠性和柔軟性得到了提高，同時(shí)因?yàn)樗值某渥憬档土说矸酆偷鞍踪|(zhì)的交聯(lián)，降低了硬度，保證了較好的咀嚼性。

4 結(jié)論

選取6種不同的米飯預(yù)熟方式，綜合比較了硬度、黏著性、彈性、凝聚性和咀嚼性和生產(chǎn)流通周期性等數(shù)據(jù)后，得出了改良后的米飯水浴微波混合加工工藝，即在60℃水浴30 min，取出后在25℃下放置30 min，而后以400 W功率微波加熱6 min，取出后保溫10 min。這種水浴微波混合加工工藝生產(chǎn)的米飯?jiān)?℃儲(chǔ)存條件下，在14 d貨架期內(nèi)微波復(fù)熱后可較好的保證米飯的品質(zhì)。

［1］趙學(xué)偉，卞科，王金水，等．蛋白質(zhì)與淀粉的相互作用對(duì)陳化大米質(zhì)構(gòu)特性的影響［J］．鄭州糧食學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，19(3):23－29

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［3］湖南農(nóng)學(xué)院水稻品質(zhì)遺傳育種課題組．水稻品質(zhì)育種(三):稻米的蒸煮食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)［J］，湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，1985(5):42－48

［4］李云飛．食品物性學(xué)［M］．北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社，2009:118－121

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Study on Optimization of Processing Technique for Rice in Microwave Nutritional Meal

Liu Linjie1Li Yunfei1，2Xiao Fei1Wang Luyi1
(Department of food science and engineering，College of Agriculture and Biology，Shanghai Jiaotong University1，Shanghai 200240)
(Shanghai Jiaotong University Bor．S．Luh Food Safety Research Center2，Shanghai 200240)

Processing technique of rice in nutritional meal which is provided in the Electric Multiple Unit(EMU)is imitated in this experiment．There are 6 different kinds of methods of cooking rice．It compares the effects of shelf period in two weeks and conventional water bath heating rice．By measuring moisture，quality and structure parameters(hardness，tackiness，elasticity，coherence and chewiness)and microstructure，it can get that the optimized processing technique is that water bath heat the rice in 60℃for 30 min and cools down in 25℃for 30 min and heats for 6 min by using 400 W microwaves．By doing so，the rice in nutritional meal that stored in 4℃can maintain the best quality by microwave reheating after 14 days shelf life．

nutritional meal of electric multiple unit(EMU)，rice，quality and structure，microstructure

TQ432．2

A

1003－0174(2012)07－0097－05

國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2008BAD91B00)

2011－10－13

劉臨潔，女，1988年出生，碩士，食品加工

李云飛，男，1954年出生，博士后，教授，博士生導(dǎo)師，食品加工貯藏