論大米飯質(zhì)地評(píng)價(jià)方法及影響因素1

◎李興軍 韓 旭 王 昕

論大米飯質(zhì)地評(píng)價(jià)方法及影響因素1

◎李興軍 韓 旭 王 昕

稻谷儲(chǔ)藏過(guò)程中脂肪分解快于蛋白質(zhì)和淀粉，脂肪酸作為品質(zhì)劣變的指標(biāo)。但是脂肪水解產(chǎn)生游離脂肪酸 （FFA），游離脂肪酸氧化成為過(guò)氧化氫和其他次級(jí)代謝產(chǎn)物。稻谷長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)藏中以大米FFA含量增加作為判定存儲(chǔ)指標(biāo)需要謹(jǐn)慎對(duì)待。陳稻谷加工的大米飯硬度變大、黏性降低，可能與儲(chǔ)藏過(guò)程濕熱條件導(dǎo)致稻谷淀粉從半晶體向晶體相態(tài)轉(zhuǎn)變有關(guān)。本文從稻谷遺傳育種、生化成分、收獲后處理及蒸煮方法概述米飯質(zhì)地影響因素，提出從米飯質(zhì)地角度篩選稻谷新陳度理化指標(biāo)。

稻谷 低溫儲(chǔ)藏 米飯質(zhì)地 硬度黏度 相態(tài)轉(zhuǎn)變

我國(guó)是稻谷生產(chǎn)大國(guó)，產(chǎn)量占世界的30%。稻谷通常以米飯形式消費(fèi)，僅小部分作為原料加工成食品。這種利用模式?jīng)Q定了將稻谷儲(chǔ)存不同時(shí)間。在儲(chǔ)藏過(guò)程中，稻谷發(fā)生許多物理、化學(xué)屬性的變化，這些變化將影響大米蒸煮及食用品質(zhì)。近年來(lái)，消費(fèi)者偏愛(ài)優(yōu)質(zhì)大米，尤其是好吃的品種。在不同國(guó)家及地區(qū)，人們偏愛(ài)各自適合的品質(zhì)屬性。[1]蒸煮大米的質(zhì)地屬性是它的食用品質(zhì)評(píng)價(jià)中最基本的指標(biāo)。質(zhì)地是多參數(shù)感官屬性，硬度和黏性是米飯?jiān)u價(jià)常見(jiàn)的質(zhì)地參數(shù)。[2]本文就大米飯的質(zhì)地評(píng)價(jià)方法及影響因素作一綜述。

一、食物的味道和口感

人對(duì)味道的感覺(jué)叫味覺(jué)，味道的受體主要分布在舌頭上，還有一部分分布在口腔深處的上部（軟口蓋）、喉頭蓋、食道上部的內(nèi)表面。味覺(jué)細(xì)胞遍布口腔及喉部。口感是對(duì)咀嚼力和食物對(duì)口腔刺激程度的綜合判斷。人在咀嚼食物時(shí)，食物對(duì)牙齒的抵抗力、反彈力、黏著力通過(guò)牙齒的擠壓刺激口腔壁、舌頭側(cè)端及牙根表面，人體進(jìn)而通過(guò)神經(jīng)將接受到的刺激信息傳遞到大腦。對(duì)口感的評(píng)價(jià)，也會(huì)由于居住環(huán)境、民族習(xí)慣、年齡及嗜好等方面的不同而有差異。日本、韓國(guó)、我國(guó)人民評(píng)價(jià)粳米飯的口感時(shí)，飯粒的彈性和黏性越大，評(píng)價(jià)值越高。而印度、巴基斯坦人則相反，認(rèn)為飯粒的彈性和黏性越小口感越好。日本人喜歡短粒黏性米飯，美國(guó)、南美、中東人喜歡中?；蜷L(zhǎng)粒品種，蒸煮后保持分離、硬而非黏性。[3]

食物的好吃與否是對(duì)口腔接收到的氣味、味道、口感及溫度等參數(shù)的感覺(jué)綜合做出的判斷結(jié)果。在咀嚼食物時(shí)接觸并壓迫口腔黏膜和牙根黏膜的疼痛接收器及溫度接收器，直接刺激味覺(jué)黏膜的味覺(jué)細(xì)胞、嗅覺(jué)黏膜的嗅覺(jué)細(xì)胞，通過(guò)三叉神經(jīng)、味覺(jué)神經(jīng)及嗅覺(jué)神經(jīng)將信息傳遞給大腦中樞。大腦對(duì)各種感覺(jué)分析后，將各感覺(jué)野的信息集中到前頭聯(lián)合野的眼窩前頭皮質(zhì)處，進(jìn)而對(duì)口腔中的食物作出綜合性判斷。[4]

二、蒸煮米飯的質(zhì)地

當(dāng)?shù)久滓匀任镄问绞秤脮r(shí)，米飯的質(zhì)地通常作為消費(fèi)者最終是否接受該糙米的依據(jù)。Szczesniak 1987年將食品質(zhì)地定義為食品結(jié)構(gòu)及其與使用力反應(yīng)方式的感官表現(xiàn)。質(zhì)地是米飯的一個(gè)重要屬性，指示消費(fèi)者接受的程度。[5-6]雖然米飯的多個(gè)質(zhì)地屬性影響消費(fèi)者接受度，其中硬度和黏性極大地影響米飯食用品質(zhì)，是關(guān)鍵的評(píng)價(jià)參數(shù)。大米品種Khao Dawk Mali 105，其米飯硬度和黏度被認(rèn)為是適口性的重要因素。[7-8]

（一）感官描述分析

表1 蒸煮米飯的感官質(zhì)地

注：由Lyon等、[3]Meullenet等、[12]Miao等[13]文獻(xiàn)整理。不同研究者感官質(zhì)地屬性定義稍有差異。

感官描述分析是定性食品質(zhì)地特性的人工方法。[9]這個(gè)技術(shù)廣泛用于確定不同種植條件及加工方式對(duì)米飯感官特性的影響。[10]通常10個(gè)品嘗員評(píng)價(jià)蒸煮大米的11個(gè)質(zhì)地特性，術(shù)語(yǔ)及定義如表1。品嘗員采用表格打分，評(píng)分范圍0-15。對(duì)品嘗員提供的參考物是錨定特定的屬性。在米飯蒸煮后10 min內(nèi)評(píng)價(jià)。樣品置于以塑料杯絕熱的碗中，蓋上蓋子，保持在60℃。

分析米飯感官輪廓的變化，以定量可重復(fù)的方式，以專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的評(píng)價(jià)團(tuán)隊(duì)描述系列感官特性，包括感官輪廓分析法、描述法，采用固定程序以合適的尺度評(píng)價(jià)米飯的屬性，區(qū)分和劃分了感官特征的強(qiáng)度。這個(gè)方法以單獨(dú)或綜合方式評(píng)價(jià)香味、風(fēng)味、外觀、質(zhì)地 (ISO 11036:Sensory analysis,Methodology,Texture profile) 。[11]感官輪廓描述分析法是實(shí)用的方法，提供了產(chǎn)品完整的感官描述，區(qū)分消費(fèi)者接受這些感官屬性的基礎(chǔ) (Stone and Sidel 1993)。感官輪廓分析針對(duì)加工條件和貨架期，評(píng)價(jià)感官指標(biāo)隨時(shí)間的變化。描述分析是評(píng)價(jià)稻谷干燥和儲(chǔ)藏條件對(duì)蒸煮大米感官特征影響的合適感官工具。培訓(xùn)和維持一個(gè)品嘗團(tuán)隊(duì)成本高，促使研發(fā)成本低、不費(fèi)時(shí)的評(píng)價(jià)方法，開(kāi)發(fā)的一些儀器用于評(píng)價(jià)蒸煮米飯的質(zhì)地。[12,14]

（二）質(zhì)地分析儀

質(zhì)地分析儀是常用的米飯質(zhì)地特性測(cè)定儀器。Okabe 1979年研發(fā)的米飯多種質(zhì)地指標(biāo)測(cè)定儀， 測(cè)定3個(gè)蒸煮米粒變形來(lái)表示米飯硬度和黏度。Okadome[15]開(kāi)發(fā)了較靈敏的方法測(cè)定蒸煮后單一米粒的質(zhì)地，叫張力壓迫裝置(tensipresser,Taketomo Electric Inc,Japan)。

Ottawa擠壓池是一可靠受歡迎的儀器方法，[16]樣品量大，放置在擠壓池壓縮之前樣品需要洗滌和冷卻。這個(gè)方法能夠獲得相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。但是洗滌和冷卻過(guò)程期間米飯的狀態(tài)發(fā)生變化。[17]據(jù)報(bào)道，冷卻期間最初溫度的變化導(dǎo)致已糊化米粒中淀粉的劣變，這對(duì)米飯的質(zhì)地檢測(cè)結(jié)果有一定影響。[16]為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，采用米飯粒取樣方法(KSM)，主要優(yōu)點(diǎn)是與Ottawa擠壓試驗(yàn)比較需要的樣品量小，通常在幾個(gè)米飯粒進(jìn)行。[14]Sesmat和 Meullenet[14]指出，與堆樣品試驗(yàn)結(jié)果比較，采用小樣本是不準(zhǔn)確的。[13]目前正在研究快速堆取樣方法。

質(zhì)地輪廓分析儀 (TPA)模擬食品樣品的第一次咀嚼 (Stokeset al 2013)。 英國(guó)Stable Micro公司質(zhì)地分析儀TA.XT2i，用于評(píng)價(jià)熟米飯的質(zhì)地。采用雙循環(huán)壓縮，力—距離程序用于移動(dòng)平板9 mm，接著返回，并以相同的速度重復(fù)操作。該速度為2.0 mm s-1，探針直徑為10 mm。從測(cè)試曲線記錄的參數(shù)包括硬度、黏附性 (adhesiveness)及黏結(jié)性 (cohesiveness)。硬度定義為在第一個(gè)壓縮循環(huán)期間任何時(shí)刻發(fā)生的最大力。緊接第一個(gè)壓縮循環(huán)后，探針?lè)祷氐狡涑跏嘉恢?，從樣品去除了力。這個(gè)負(fù)峰的面積作為衡量材料的黏附性。黏結(jié)性測(cè)定方法是，第二個(gè)循環(huán)對(duì)樣品所做的總功除以第一個(gè)循環(huán)所做的功，以各自曲線下的面積測(cè)定功。[18]

近年TA.XTPlus型號(hào)用于測(cè)定米飯質(zhì)地。Miao等[13]采用圓柱體取樣方法，在電飯鍋中放置帶小孔 （直徑3 mm）的直徑18 cm不銹鋼圓盤(pán)，在其上放置同樣4個(gè)帶有圓孔 （直徑6 mm）的直徑5.8 cm、高度6.0 cm無(wú)底盤(pán)的圓柱體，鍋中加入600 g大米和720 ml水，蒸煮后將圓柱體取出置于TA.XTPlus干凈平整的鋁板中心進(jìn)行質(zhì)地輪廓分析 （TPA）試驗(yàn)。頂部壓縮板與底板之間的間隙設(shè)定在70mm (圓柱體取樣方法)和20 mn(籽粒取樣方法)。壓縮板直徑36 mm，用于壓縮樣品到它們最初高度的50%。聯(lián)桿器預(yù)試驗(yàn)速度設(shè)定在5 mm s-1，而試驗(yàn)速度和之后試驗(yàn)速度設(shè)定在 1 mm s-1。記錄硬度 （HRD）、黏附性（ADH）、 黏結(jié)性 （COH）、 彈性 （SPR）、 回彈性（RES），采用公式 CHW=(SPR*HRD*COH)計(jì)算咀嚼性 （CHW）。

日本佐竹公司的RHS-1A硬度黏度儀是測(cè)定米飯物性的檢測(cè)儀器。

從上面米飯質(zhì)地分析儀研發(fā)看，將單一米粒置于壓迫板上的蒸煮米粒質(zhì)地分析儀有一定成功率，[7,19-20]在一些情況提供的數(shù)據(jù)密切相關(guān)于感官評(píng)價(jià)數(shù)據(jù) (Prakash et al 2005)，它的局限性限制其廣泛使用。質(zhì)地分析儀通過(guò)兩個(gè)米粒的雙壓迫測(cè)試獲得力—替代曲線，與堆樣品檢測(cè)的結(jié)果比較則不可靠。這一方法對(duì)新蒸煮的米飯重復(fù)性差，由于隨飯粒溫度降低淀粉快速回生，要獲得有統(tǒng)計(jì)意義的測(cè)試數(shù)據(jù)則要多次重復(fù)測(cè)定，樣品準(zhǔn)備復(fù)雜 (Meullenet et al 1998)。而且，質(zhì)地分析儀可利用的樣品幾何學(xué)范圍限制了使用標(biāo)準(zhǔn)固定物及程序，造成難以作比較研究。實(shí)用化的米飯質(zhì)地分析儀測(cè)定結(jié)果應(yīng)該顯示壓迫，而不是力，允許在幾何學(xué)和方法學(xué)之間作比較，[21]真實(shí)反映幾個(gè)感官屬性指標(biāo)。

（三）動(dòng)態(tài)流變儀預(yù)測(cè)米飯質(zhì)地

絕大部分稻米不是以米粉形式蒸煮，收集與食用大米感官評(píng)價(jià)相關(guān)的流變學(xué)數(shù)據(jù)有難度。許多研究采用流變計(jì)測(cè)定食品材料的特性與食品微結(jié)構(gòu)、感官質(zhì)地之間的相關(guān)性[21]。與常規(guī)TPA測(cè)定比較，流變學(xué)分析的優(yōu)點(diǎn)是，預(yù)先設(shè)定好了樣品幾何學(xué)和變形過(guò)程，分析機(jī)械參數(shù)如壓迫、拉力、拉力速率、儲(chǔ)存及喪失模塊等，以定量描述食品材料。對(duì)液體和半流體食品的質(zhì)地和口感分析食品流變學(xué)特性較多，對(duì)半固體和固體食品如白米飯流變學(xué)研究缺乏。[22]

Li等[23]采用感官分析、質(zhì)地輪廓分析儀（TPA）和動(dòng)態(tài)流變儀測(cè)定或預(yù)測(cè)蒸煮大米的質(zhì)地，采用的18個(gè)精米品種直鏈淀粉含量范圍0-30%。感官測(cè)驗(yàn)的13個(gè)質(zhì)地屬性中，硬度和黏度是區(qū)分精米品種差異的兩個(gè)屬性；動(dòng)態(tài)頻率掃描的稠度系數(shù)K*和損失正切角tanδ用于比較TPA和感官品嘗評(píng)價(jià)的硬度和黏度，使用K*表達(dá)硬度， 表達(dá)黏度。動(dòng)態(tài)流變儀區(qū)分了精米樣品淀粉結(jié)構(gòu)的差異，直鏈淀粉和聚合度 （DP）70-100的長(zhǎng)支鏈淀粉均占較高比例，引起米飯較大彈性和不黏質(zhì)地，依據(jù)溶液中聚合物動(dòng)力學(xué)行為可解釋。

（四）近紅外光譜預(yù)測(cè)米飯質(zhì)地

另一儀器法評(píng)價(jià)米粒特性，包含米飯的質(zhì)地，是近紅外光譜儀 (NIRS)。此方法準(zhǔn)確定量大米的化學(xué)特性，如含水率、（表觀）直鏈淀粉含量、蛋白含量、[24]氨基酸含量、糊化溫度、凝膠稠度、[25]快速黏度分析 (RVA)參數(shù)。[26-27]NIRS也用于不蒸煮的精米以預(yù)測(cè)米飯質(zhì)地的品質(zhì)，置信度從低度到中等。[28]采用NIRS直接估計(jì)米飯的食用品質(zhì)研究很少。

Siriphollakul等[6]在蒸煮之前采用近紅外透射光譜儀在波長(zhǎng)940-2222nm范圍掃描大米樣品?；谕干渎实膶?duì)數(shù)一階導(dǎo)數(shù)，大米直鏈淀粉和米飯質(zhì)地的校正模型以偏最小平方 （PLS）回歸分析。大米直鏈淀粉PLS回歸分析對(duì)校正值和預(yù)測(cè)值決定系數(shù) （R2）分別為0.95和0.92；預(yù)測(cè)的根均方誤差 （RMSEP）是9.9 g/kg干重。壓迫試驗(yàn)用力從低和高，米飯的質(zhì)地表達(dá)為彈性 (H1)、回彈性 (A1)、變形 (H2)及黏結(jié)性 (A2)。PLS預(yù)測(cè)結(jié)果決定系數(shù) （R2） 對(duì) H1、A1、H2及 A2分別是0.61、0.86、0.87 及0.91。

三、影響蒸煮米飯質(zhì)地的因素

影響米飯質(zhì)地的因素有稻谷品種、直鏈淀粉含量、糊化溫度及收獲后加工，[23,29]以及蒸煮條件如水/米比率、浸泡時(shí)間、浸泡溫度、沸騰時(shí)間及蒸煮壓強(qiáng)。[30-31]

（一）稻谷品種

秈稻深受世界人民歡迎，朝鮮半島、日本、我國(guó)東北地區(qū)及臺(tái)灣省偏愛(ài)中度彈性和黏性的粳稻米飯。稻米的食用品質(zhì)是一個(gè)復(fù)雜的性狀，受直鏈淀粉含量、面糊特性、凝膠稠度、糊化溫度、蛋白質(zhì)含量等關(guān)鍵理化指標(biāo)影響。好的食用品質(zhì)相關(guān)于米飯的黏度、甜味、光澤性及美味。與米飯食用品質(zhì)直接相關(guān)的美味，由香味、外觀、味道及質(zhì)地所決定。[32]除過(guò)遺傳因素如參與淀粉、蛋白質(zhì)合成的基因，稻米食用品質(zhì)也受環(huán)境因素、栽培技術(shù)、收獲后處理所影響，如成熟期間空氣溫度、施肥量、灌溉管理、收獲后干燥及蒸飯方法。不同稻谷品種蒸煮米飯?jiān)谟捕群宛ば陨巷@示差異。[7]

在水稻育種程序中，對(duì)早期代評(píng)價(jià)食用品質(zhì)，采用感官分析試驗(yàn)。每個(gè)樣品需大量的大米，每天僅評(píng)價(jià)幾個(gè)樣品。感官分析試驗(yàn)也在評(píng)價(jià)后期選擇株系是否是純合株系時(shí)很高效。感官評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)同一樣品有時(shí)不穩(wěn)定，可能在于評(píng)價(jià)人員的體力和感情因素，或樣品準(zhǔn)備的微小差異。近來(lái)研發(fā)的稻米美味值測(cè)定儀，用于株系選擇，樣品需求量也大，這個(gè)儀器僅用于高級(jí)育種代篩選。

就食用品質(zhì)性狀的遺傳學(xué)研究，揭示了稻米理化特性如直鏈淀粉含量、糊化溫度、凝膠稠度、面糊黏度被含一個(gè)或一個(gè)以上修飾基因的1－3個(gè)主效基因所調(diào)控。參與淀粉合成的酶如淀粉支酶 （SBE）、淀粉合成酶 （SS）、顆粒結(jié)合淀粉合成酶 （GBSS）主要貢獻(xiàn)淀粉理化特性的變異及食用品質(zhì)。[33]已經(jīng)報(bào)道了與食用品質(zhì)、蛋白含量、美味相關(guān)的主效基因和數(shù)量性狀位點(diǎn) （QTLs），如Wx（蠟質(zhì)基因）、alk(淀粉合成酶II) 。[34]這些基因與其它基因之間的相互作用調(diào)控稻米籽粒的理化特性，決定了米飯品質(zhì)?？傊?，稻米食用品質(zhì)的遺傳學(xué)很復(fù)雜，對(duì)早期育種材料難以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)食用品質(zhì)，限制了培育優(yōu)質(zhì)食用品質(zhì)的品種。

DNA標(biāo)記法補(bǔ)充稻米食用品質(zhì)評(píng)價(jià)的生化方法和感官檢驗(yàn)。它們提供了早期育種材料篩選的簡(jiǎn)化及準(zhǔn)確性?；诰酆厦告?zhǔn)椒磻?yīng) （PCR）的標(biāo)記已經(jīng)用于水稻品種品質(zhì)評(píng)價(jià)。從隨機(jī)擴(kuò)增聚合DNA（RAPD）分析發(fā)展的序列標(biāo)簽位點(diǎn)（STS）引物，根據(jù)美味區(qū)分水稻品種。[35]幾個(gè)功能標(biāo)記也用于區(qū)分水稻的理化特性，尤其是蠟質(zhì)位點(diǎn)對(duì)面糊特性的影響，[36]淀粉支酶 （SBE）對(duì)淀粉黏度的影響，[37]直鏈淀粉含量 （AC）和淀粉合成酶IIa（SSIIa）對(duì)糊化溫度 （GT）的影響。[33]從淀粉合成基因也發(fā)展了其它的基因標(biāo)簽。盡管與食用品質(zhì)相關(guān)的標(biāo)記和QTLs的鑒定最近有進(jìn)展，還未建立較佳食用品質(zhì)的標(biāo)記輔助育種系統(tǒng)。Lestari等[38]報(bào)道了相關(guān)溫帶粳稻食用品質(zhì)的30個(gè)DNA標(biāo)記，包括STSs、SNPs、SSRs，并測(cè)定了22個(gè)粳稻品種的食用品質(zhì)相關(guān)性狀。30個(gè)標(biāo)記中，18個(gè)DNA標(biāo)記顯著相關(guān)于美味，回歸模型方程 （R2=0.99），這些標(biāo)記組高度適合評(píng)價(jià)溫帶粳稻米飯的美味。

（二）直鏈淀粉含量與淀粉精細(xì)結(jié)構(gòu)

淀粉結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是影響大米蒸煮品質(zhì)的重要因素， 如糊化溫度、[39]淀粉膨脹[40]及淀粉流出[2]決定了米飯的質(zhì)地。支鏈淀粉 (Ap)分子是高度分支、含有大量的短鏈，分子量相對(duì)大 （107-108）；直鏈淀粉 (Am)分子量較小 （105-106），僅幾個(gè)長(zhǎng)鏈 （Gilbert et al 2013）。上世紀(jì)80年代認(rèn)為直鏈淀粉含量是米飯品質(zhì)重要的決定因素。Juliano等1981年采用儀器測(cè)定了11個(gè)大米樣品米飯的質(zhì)地，發(fā)現(xiàn)硬度與直鏈淀粉含量是正相關(guān)，黏度與直鏈淀粉含量是負(fù)相關(guān)。在儲(chǔ)藏期間精米面糊特性和熱特性的變化，被認(rèn)為最終影響米飯?zhí)匦?。[41]大米蒸煮特性在很大程度上與其淀粉顆粒的糊化特性有關(guān)。在蒸煮過(guò)程中，淀粉粒膨脹，釋放出淀粉浸出物。大米樣品蒸煮損失和殘留蒸煮水中可溶直鏈淀粉含量被用來(lái)評(píng)估米飯質(zhì)量 （Nardi et al 1997）。對(duì)陳米、米飯可溶性固形物數(shù)量減少，說(shuō)明大米陳化期間，大米淀粉和蛋白質(zhì)的不溶性增多，導(dǎo)致蒸煮速率變慢。米飯可溶性直鏈淀粉含量顯著相關(guān)于米飯的黏性[15,29]和稻谷新鮮度。[42-43]陳化的稻谷加工的米飯黏性/硬度比率低，一旦蒸熟質(zhì)地就變硬。[44]Li等[45]發(fā)現(xiàn)直鏈淀粉的精細(xì)結(jié)構(gòu)如分子量和鏈長(zhǎng)分布，也是顯著影響米飯硬度的因素。

在上世紀(jì)90年代，提出了米飯質(zhì)地也相關(guān)于支鏈淀粉的精細(xì)結(jié)構(gòu)。Ong和 Blanshard 1995年測(cè)定了11個(gè)非蠟質(zhì)品種大米的直鏈淀粉含量和支鏈淀粉精細(xì)結(jié)構(gòu)，肯定了米飯的質(zhì)地主要受最長(zhǎng)、最短支鏈淀粉鏈所占的比例決定，而不是中等支鏈淀粉鏈。Ramesh等1999年分析了7個(gè)稻谷品種的淀粉結(jié)構(gòu)，認(rèn)為包括直鏈淀粉在內(nèi)，所有長(zhǎng)線性鏈的含量支配米飯質(zhì)地。在蒸煮期間，大米淀粉粒吸收水分子，膨脹超過(guò)它們?cè)械某叽?。這種淀粉粒膨脹引起米粒破裂，導(dǎo)致硬度減少。當(dāng)高于糊化溫度時(shí)，直鏈淀粉和支鏈淀粉分子流出到周?chē)糁笏?。[46]這些流出的直鏈淀粉和支鏈淀粉分子可能貢獻(xiàn)米飯的黏度。[31]

Li等[45]選擇直鏈淀粉含量相似、感官屬性不同的7個(gè)精米品種，采用質(zhì)地分析儀和質(zhì)地輪廓分析確定米飯的硬度和黏性，探索了米粒淀粉（Ap和 Am）精細(xì)結(jié)構(gòu)與米飯質(zhì)地特性之間的關(guān)系，在米粒的淀粉分子結(jié)構(gòu) （分支淀粉的分子量分布、脫支淀粉的鏈長(zhǎng)分布）與米飯質(zhì)地之間建立了有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的因果關(guān)系。聚合度 （DP）100-20000的直鏈淀粉數(shù)量、長(zhǎng)支鏈淀粉數(shù)量與米飯硬度呈現(xiàn)正相關(guān)，而DP小于70的支鏈淀粉數(shù)量、直鏈淀粉分子大小 （以排阻色譜分離的直鏈淀粉分子量輪廓圖中峰值和平均等效流體力學(xué)半徑表示）與米飯硬度負(fù)相關(guān)。米飯黏度與長(zhǎng)支鏈淀粉的數(shù)量之間呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)。直鏈淀粉含量相似的大米，DP 1000-2000的直鏈淀粉數(shù)量與米飯硬度呈現(xiàn)正相關(guān)，而它們的分子大小與米飯硬度顯示負(fù)相關(guān)。這首次表明，不管直鏈淀粉含量，小分子直鏈淀粉、長(zhǎng)直鏈淀粉 （DP 1000－2000）占高比例的稻谷品種蒸煮后質(zhì)地較硬。

（三）蛋白質(zhì)含量

存在糙米糊粉層的清蛋白和球蛋白通常研磨期間除去。醇蛋白和谷蛋白開(kāi)始引人注意在于部分蛋白分類(lèi)為淀粉粒結(jié)合蛋白 (SGAP)，位于淀粉粒內(nèi)或表面 （Udaka et al 2000）。SGAP數(shù)量小但可測(cè)定，它們的作用是，從大米淀粉粒除去蛋白，引起淀粉糊化發(fā)生少量而穩(wěn)定的變化，差異量熱掃描儀 （DSC）測(cè)定糊化溫度稍減少、焓值增加。

大米淀粉的糊化 （pasting）特性高度依賴(lài)于殘留蛋白含量，除去蛋白則賦予快速黏度分析儀（RVA）測(cè)定中米粉糊 （paste）的黏度增加，糊的糊化溫度減少 (Lim et al 1999)。Teo等 （2000）推論蛋白質(zhì)成分的修飾，主要負(fù)責(zé)與陳化相關(guān)的米粉流變學(xué)變化。在中粒和長(zhǎng)粒稻谷中，儲(chǔ)藏期間二硫鍵數(shù)目增加了，較高分子量肽增加了。肽亞基組成的這些變化修正了淀粉—蛋白質(zhì)聯(lián)合體，改變了它們對(duì)面糊的糊化行為影響。

Zhou等[48]采用直鏈淀粉各是18%、20%、29%的三個(gè)品種Koshihikari（中粒）、Kyeema（長(zhǎng)粒）、Doongara（長(zhǎng)粒）精米研究表明，淀粉糊的糊化特性被儲(chǔ)藏溫度37℃所影響，最顯著的變化是峰值黏度和潰??；4℃儲(chǔ)藏延緩這種變化。RVA糊的流出物組成被儲(chǔ)藏溫度顯著所影響，37℃儲(chǔ)藏精米產(chǎn)生較低比例的直鏈淀粉，直鏈淀粉的流出量顯著減少。蛋白酶處理增加了37℃儲(chǔ)藏精米熱水溶解成分中直鏈淀粉/支鏈淀粉的比率，4℃儲(chǔ)藏精米這個(gè)比率不變。兩個(gè)儲(chǔ)藏溫度樣品經(jīng)過(guò)蛋白酶處理后，直鏈淀粉/支鏈淀粉的比率是一樣的，糊化內(nèi)熱的峰值溫度 （Tp）也是一樣的。與4℃儲(chǔ)藏比較，精米37℃儲(chǔ)藏16個(gè)月顯著減少丙醇提取的醇蛋白和谷蛋白數(shù)量。陳大米做成的米飯質(zhì)地變化與其蛋白質(zhì)變化有關(guān)，特別是米粒外層蛋白質(zhì)發(fā)生了氧化交聯(lián)。[44]

（四）收獲后儲(chǔ)藏對(duì)稻米飯質(zhì)地的影響

Meullenet等 （1993）采用感官描述方法分析了稻谷收獲后處理對(duì)米飯感官性狀的影響。米飯品質(zhì)受稻谷保持偏高水分的時(shí)間、干燥溫度、儲(chǔ)藏溫度和時(shí)間顯著影響。干燥溫度顯著地影響樣品的塊黏附性和硬度。較高的儲(chǔ)藏溫度減少樣品的塊黏附性和膠黏物 （gluiness），樣品硬度、成塊性及漿的幾何結(jié)構(gòu)增大了。儲(chǔ)藏時(shí)間對(duì)測(cè)定的感官屬性具有明顯影響，設(shè)想的淀粉變化、成塊性和綜合感官效果在稻谷儲(chǔ)藏4周后減少了；儲(chǔ)藏時(shí)間也影響米飯硬度、水分吸附、硫鍵及僵硬度變化。

稻谷的儲(chǔ)藏時(shí)間會(huì)影響其整精米率、大米的蒸煮品質(zhì)、淀粉峰值黏度等特性 （Pearce et al 2001）。Meullenet等 （2000）報(bào)道稻谷儲(chǔ)藏溫度和儲(chǔ)藏時(shí)間影響米飯的風(fēng)味及質(zhì)地屬性。Patindol等 （2005）報(bào)道，稻谷在4℃、21℃及38℃儲(chǔ)存9個(gè)月，淀粉結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)受到明顯影響。就高溫儲(chǔ)藏導(dǎo)致稻谷陳化的機(jī)理研究，Zhou等[49]研究表明，與4℃儲(chǔ)存精米相比，37℃儲(chǔ)存導(dǎo)致米飯硬度顯著增加，黏附性顯著地降低。在高溫儲(chǔ)存的精米蒸煮的米飯，淀粉粒的水合作用過(guò)低，可能與其硬度高、黏附性低有關(guān)；米飯粒的黏結(jié)性增加，這表明陳米蒸煮的米飯對(duì)質(zhì)地分析儀TA.XT2i探針第一次壓縮顯示較高的抵抗力。陳米米飯黏結(jié)性增加可能與濕熱打破淀粉粒的阻力增大、不溶性物質(zhì) （淀粉和蛋白）的量增加有關(guān)。即陳米煮成的飯黏結(jié)性非常大，在嘴中堅(jiān)韌、難以嚼碎。儲(chǔ)存溫度和儲(chǔ)存時(shí)間顯著影響嘴唇對(duì)飯粒的黏附性 （Tamaki et al 1993）。

（五）米粒水分吸附容量

由于淀粉粒及晶體結(jié)構(gòu)受蒸煮過(guò)程打破，已經(jīng)證實(shí)較多量的水能夠降低米飯的硬度，[47]大米蒸煮試驗(yàn)中用大量水蒸煮，蒸煮時(shí)間設(shè)定為8－30分鐘。比較分析不同品種大米，樣品在相同的米/水比率中蒸煮。米飯的含水率通常是61.7%－62.6%。Jung等[50]試驗(yàn)表明，不同儲(chǔ)藏溫度 （5－25℃）稻谷加工的米飯之間，它們含水率沒(méi)有差異；在米飯蒸煮過(guò)程水分的吸收與蛋白含量之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，米飯的含水率與蛋白質(zhì)之間負(fù)相關(guān)系數(shù)是0.656。

儲(chǔ)存溫度顯著影響大米的蒸煮特性，表現(xiàn)為熟米飯質(zhì)地和蒸煮殘留水特性的變化。與新鮮精米相比，隨著精米陳化加重，蒸煮的米飯黏性小而硬，米飯?bào)w積膨脹、吸水量增大。Zhou等[49]研究指出，與4℃儲(chǔ)存16個(gè)月的精米相比， 37℃儲(chǔ)藏米粒蒸煮期間吸水量隨時(shí)間增加。直鏈淀粉含量18%的Koshihikari品種精米吸水量最小，而高直鏈淀粉含量 （29%）Doongara品種精米吸水量最大，直鏈淀粉含量20%Kyeema品種精米居中。與4℃存儲(chǔ)比較，儲(chǔ)存在37℃的精米對(duì)水熱破壞的阻力更大，米粒水合作用更難。在4℃儲(chǔ)存的精米蒸煮后，浸出的淀粉成分與膨脹的淀粉粒之間相互作用，形成均勻的糊狀物，米飯持有的水分主要與參與淀粉水合作用。在37℃存儲(chǔ)后，米飯中的水部分地參與淀粉凝膠化，在蒸煮期間，一些水分子因?yàn)檩^大的體積膨脹而簡(jiǎn)單地固定在熟米粒中 （Noomhorm et al 1997）。4℃儲(chǔ)存后的精米蒸煮的米飯粒表面較37℃儲(chǔ)存的光滑。

另外，在4℃和37℃存儲(chǔ)16個(gè)月的精米之間，直鏈淀粉占總淀粉的比例及總淀粉含量均無(wú)明顯差異，但是蒸煮殘留水中直鏈淀粉與浸出淀粉的比例明顯受儲(chǔ)存溫度的影響。精米在37℃儲(chǔ)存后，殘留蒸煮水中的直鏈淀粉量明顯減少，直鏈淀粉占總淀粉的比例小。似乎是在37℃儲(chǔ)存后，米粒結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致該成分更加難以從淀粉粒流出。37℃儲(chǔ)存也降低殘留蒸煮水的pH值，并減少其濁度。這些差異一致于蒸煮過(guò)程中大米成分，特別是淀粉成分的流出受到抑制，在于高溫儲(chǔ)存中大米形成更有序的結(jié)構(gòu)。

隨著精米儲(chǔ)存溫度的升高，米飯溶出直鏈淀粉的比例減少支持Patindol等 （2005）觀察結(jié)果，稻谷高溫儲(chǔ)存9個(gè)月后，米飯蒸煮殘留水中直鏈淀粉/支鏈淀粉的比例減小。看來(lái)，大米陳化引起的變化可能是不可逆的，米粒蒸煮特性的改變不能通過(guò)調(diào)節(jié)蒸煮時(shí)間來(lái)消除。在米飯蒸煮殘留水中淀粉為主要成分，分析蒸煮水中淀粉成分的浸出行為，特別是直鏈淀粉溶出物，可闡明直鏈淀粉對(duì)米飯質(zhì)地的調(diào)控作用。

四、消費(fèi)者接受度與大米理化性質(zhì)、米飯質(zhì)地之間的關(guān)系

Shin等1991年報(bào)道， 35℃儲(chǔ)存糙米期限延長(zhǎng)，米飯黏性逐漸降低，米飯硬度不顯示明顯變化。Tamaki等1993年表明，高溫儲(chǔ)存超過(guò)90天，儀器測(cè)定的米飯黏性穩(wěn)定地遞減，硬度卻增加。Jang等[50]就韓國(guó)主產(chǎn)的六個(gè)稻谷品種在5、15和25℃儲(chǔ)藏12個(gè)月后，測(cè)定了稻谷發(fā)芽率、精米等級(jí)特性（整精米率、碎米率、破損率、黃米率及白堊率）、米飯的質(zhì)地指標(biāo) （硬度、彈性、黏附性、黏結(jié)性、咀嚼度）和色澤 （L*、a*及b*值）；108個(gè)品嘗者評(píng)價(jià)了米飯氣味、外觀、味道、質(zhì)地及購(gòu)買(mǎi)意向。消費(fèi)者綜合接受度，與稻谷的發(fā)芽率相關(guān)系數(shù)r=0.861，與米飯的色澤b*值r=-0.826、與脂肪酸r=-0.768、與米飯的黏結(jié)性r=0.733、與硬度r=-0.650，表明稻谷的發(fā)芽率和米飯色澤b*值可用作大米食用品質(zhì)的指示指標(biāo)。他們對(duì)米飯質(zhì)地輪廓分析 （TPA）表明，對(duì)同一品種，儲(chǔ)藏溫度 （5－25℃）不影響米飯的彈性、黏結(jié)性、咀嚼度和硬度。4個(gè)品種稻谷儲(chǔ)藏在5℃時(shí)的米飯黏附性比儲(chǔ)藏在15和25℃的大。消費(fèi)綜合接受度與稻谷的發(fā)芽率、米飯的黏附性和黏結(jié)性、整精米率呈正相關(guān)，而與米飯的色澤b*值和硬度、精米的脂肪酸含量、破碎率及黃米率之間呈負(fù)相關(guān)。消費(fèi)者不喜歡脂肪酸和蛋白質(zhì)含量高的精米、b*值和硬度高的米飯，支持了Suwansri和Meullenet（2004）報(bào)道，消費(fèi)者不喜歡籽粒表面脂肪酸和蛋白質(zhì)含量高的大米?？傊竟鹊蜏貎?chǔ)藏是維持其食用品質(zhì)一個(gè)有效的方法，消費(fèi)者能夠察覺(jué)到低溫 （5-15℃）和25℃儲(chǔ)藏1年的差別。在5-15℃儲(chǔ)藏稻谷經(jīng)濟(jì)可行性還有待深入研究。

五、展望

（一）研究稻谷安全儲(chǔ)存含水率與米飯質(zhì)地之間的關(guān)系

到2050年世界人口預(yù)計(jì)達(dá)到90億，稻谷主產(chǎn)國(guó)家為了提高產(chǎn)量都在探索新品種和新栽培技術(shù)。遺傳修飾水稻正在評(píng)價(jià)過(guò)敏原物質(zhì)。雜交水稻占我國(guó)稻谷產(chǎn)量的50%以上，F(xiàn)AO和我國(guó)正在推薦多年生雜交水稻，為了保持這些高產(chǎn)品種在運(yùn)輸和加工鏈條的最佳品質(zhì)，需要測(cè)定平衡水分等溫線。

（二）分析淀粉結(jié)構(gòu)對(duì)米飯質(zhì)地影響的機(jī)制

熒光輔助的碳水化合物毛細(xì)管電泳 (FACE)、高效陰離子交換色譜 (HPAEC)和凝膠過(guò)濾色譜(GPC)均用于分析淀粉精細(xì)結(jié)構(gòu)。FACE和HPAEC能夠給出支鏈淀粉鏈的信息，F(xiàn)ACE是確定支鏈淀粉鏈長(zhǎng)分布的最佳方法，也能給出最短的直鏈淀粉鏈長(zhǎng)。GPC用于測(cè)定直鏈淀粉的精細(xì)結(jié)構(gòu)。GPC遭受峰加寬、校正的問(wèn)題，用于聯(lián)系分子量到聚合度 (DP)的Mark–Houwink關(guān)系中的不準(zhǔn)確性，而FACE可以消除。

（三）分析消費(fèi)者對(duì)低溫 （≤15℃）儲(chǔ)藏稻谷加工的米飯接受程度

谷冷機(jī)通常用于保持稻谷的品質(zhì)，通過(guò)降低筒倉(cāng)儲(chǔ)藏期間的溫度，特別是從晚春到夏天的雨季。稻谷的收獲方法正從傳統(tǒng)人工收割轉(zhuǎn)變到大規(guī)模機(jī)械化收割，谷冷機(jī)能夠處理大量高水分稻谷。含水率15%的稻谷在5－12℃儲(chǔ)藏是安全的（Pomeranz 1992）。低溫 （≤15℃）儲(chǔ)藏稻谷能夠提高米飯的感官品質(zhì)，值得分析經(jīng)濟(jì)可行性。

（四）分析特定淀粉分子玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與米飯質(zhì)地之間的關(guān)系

最近20年發(fā)展的基于植物和動(dòng)物材料的食品系統(tǒng)狀態(tài)圖用于鑒定食品系統(tǒng)合適的加工和儲(chǔ)藏條件。狀態(tài)圖給出了食品成分與溫度、含量相關(guān)的不同物理狀態(tài)/相態(tài)及轉(zhuǎn)變。淀粉中直鏈淀粉基本顯示無(wú)定形結(jié)構(gòu)，而支鏈淀粉顯示它的晶體和半晶體結(jié)構(gòu)。谷物淀粉分子結(jié)構(gòu)中半晶體部分隨儲(chǔ)藏時(shí)間發(fā)生晶體化的程度，主要取決于儲(chǔ)藏溫度與特定淀粉分子的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之間的差值。

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During paddy storage lipid hydrolysis is faster than protein and starch,thus fatty acid is regarded as an indicator of quality deterioration.The lipids are hydrolyzed to free fatty acids(FFA),the latter ware then oxidated into hydrogen peroxides and other secondary metabolites.It is cautious that FFA content in milled rice is an indicator of judging paddy storage for long-term periods.The cooked rice from staling paddy is harder and less viscous,maybe related with the transtion of starch phase from semicrystalline to crystalline was induced by hygrothermal conditions during storage.The influences of paddy genetics,biochemical components,post-harvest treatments,and cooking methods on the texture of cooked rice are reviewed in this article.The further work is to screen physico-chemical parameters for indicating paddy freshness from the viewpoint of cooked rice texture.

Paddy Low temperature storage cooked rice texture hardness viscosity phase transition

（作者單位分別為：國(guó)家糧食局科學(xué)研究院，吉林大學(xué)食品與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

國(guó)家教育部留學(xué)歸國(guó)啟動(dòng)基金 （CZ1008）

李興軍，副研究員，博士，糧食生化與多糖工程