稻米加工對米飯風(fēng)味的影響

張 敏 蘇慧敏 王子元

(北京食品營養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心；北京工商大學(xué)1， 北京 100048)(北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心2， 北京 100048)

稻米加工對米飯風(fēng)味的影響

張 敏1,2蘇慧敏2王子元1

(北京食品營養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心；北京工商大學(xué)1， 北京 100048)(北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心2， 北京 100048)

我國是稻米主產(chǎn)國，居民以米飯為主食者人數(shù)眾多。隨著人們對米飯食味品質(zhì)的要求提高，米飯風(fēng)味物質(zhì)組成及含量變化的研究受到關(guān)注。在前期研究中，采用固相微萃取(SPME)與同時蒸餾提取(SDE)2種方法，確定了米飯風(fēng)味物質(zhì)組成中的10種關(guān)鍵化合物。為探究稻米加工與米飯風(fēng)味之間的關(guān)系，通過固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(SPME-GC-MS)技術(shù)分別對不同品種、加工程度和破碎度的大米，以及不同蒸煮時間的米飯進(jìn)行揮發(fā)性成分分析。結(jié)果顯示，粳稻和秈稻的米飯風(fēng)味物質(zhì)組成存在明顯差別，主成分分析可以明確區(qū)分粳稻和秈稻。稻米加工程度提高，米飯風(fēng)味物質(zhì)損失嚴(yán)重；相對于糙米，碾磨3、6、9 min大米的米飯風(fēng)味物質(zhì)含量分別減少了50.7%、73%、79%。隨米粒破碎程度提高，米飯風(fēng)味物質(zhì)含量呈先增加后減小的變化趨勢，在米粒1/2破碎度時風(fēng)味物質(zhì)含量最高。米飯中風(fēng)味物質(zhì)隨蒸煮時間延長，含量和種類增多；醇、酯中的低沸點物質(zhì)總量降低。試驗為今后稻米加工及方便米飯的生產(chǎn)，提供了風(fēng)味化學(xué)方面的理論參考和實踐借鑒。

稻米 米飯 風(fēng)味 加工 蒸煮

目前米飯中已經(jīng)鑒定出100多種風(fēng)味成分，主要是一些醛、酮、酸、酯、醇、烴以及雜環(huán)等化合物。Maga[1]將宮城縣產(chǎn)的香米和普通米進(jìn)行比較，結(jié)果表明，香米的α-吡咯烷酮及吲哚含量均較普通米高。在育種和栽培方面對于香稻的許多研究表明，水稻香味基因(frg)是位于第8染色體上, 并且由一對隱性基因控制，其芳香化學(xué)成分主要是2-乙?；?1-吡咯啉(2-AP)[2-3]。稻谷品種間2-AP濃度的差異，是米飯香味強弱不同的起因[4]。隨著儲藏時間的增加，香稻米飯中的2-AP濃度下降，而正己醛和2-戊基呋喃含量增加[5]。國內(nèi)黃懷生[6]和顧建明[7]對香稻米飯?zhí)赜械摹氨谆ā蔽兜膿]發(fā)性重要香氣成分(2-AP)進(jìn)行了分離、鑒定。應(yīng)興華等[8]通過固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(SPME-GC-MS)法研究表明，2-乙?；?1-吡咯啉可使米飯呈現(xiàn)甜香氣味，而乙酸乙酯、辛酸乙酯等酯類物質(zhì)可對米飯風(fēng)味起烘托作用，使米飯香氣更加溫潤、飽滿。也有研究發(fā)現(xiàn)，某些有機雜環(huán)化合物如吡嗪、吡啶及呋喃類化合物，與米飯?zhí)鹣阄队忻芮嘘P(guān)系[9]。

另有研究發(fā)現(xiàn)，醛類化合物是米飯香氣的主要評價指標(biāo)，而米飯中吡嗪類及吡啶類化合物含量與米飯品質(zhì)呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系[10]。Park J/S等[11]發(fā)現(xiàn)2-甲基-3-呋喃硫醇和2-乙酰-1-吡咯啉是韓國非香稻“Choochung”中風(fēng)味活性最強的化合物，2-甲基-3-呋喃硫醇首次被認(rèn)為是非香稻潛在的風(fēng)味活性化合物。苗菁等[12]研究發(fā)現(xiàn)，2-乙?；?1-吡咯啉、香草醛、1-辛烯-3-醇、壬醛、4-乙烯基苯酚、4-乙烯基創(chuàng)木酚、己醛、辛醛、庚醛、戊醛等物質(zhì)對米飯整體風(fēng)味輪廓起到關(guān)鍵作用。另外，大米的表面積在米飯香味形成中起著重要作用，當(dāng)大米被粉碎不同的程度后再進(jìn)行蒸煮米飯，米飯中揮發(fā)性成分的總含量會隨粉碎程度的增加而升高[13]。相同條件儲藏后，碎米中戊醛、戊醇、己醛、戊基呋喃、辛醛和壬醛的含量比整米中明顯偏高[14]。

固相微萃取(solid phase micro-extraction，SPME)作為提取風(fēng)味化合物成分的新型技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于揮發(fā)性物質(zhì)的測定中[15,16]。本試驗采用SPME-GC-MS的方法來測定米飯風(fēng)味，研究米飯風(fēng)味在不同大米品種之間、不同大米加工狀態(tài)之間以及蒸煮過程中的風(fēng)味成分差異，以期為今后大米加工及方便米飯產(chǎn)品的研發(fā)提供基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

7種秈稻樣品：廣西水稻研究所，桂育9號、龍豐優(yōu)139、特優(yōu)831、龍豐優(yōu)1號、特優(yōu)7571、美優(yōu)622、豐田優(yōu)533，分別編號為1～7；4種粳稻樣品：黑龍江省三江平原主產(chǎn)地，昌優(yōu)3號，稻花香，沙沙泥，稻香509，分別編號8～11；空育131號稻谷：黑龍江產(chǎn)地；C8-C21系列正構(gòu)烷烴(GC)：國藥集團化學(xué)試劑有限公司； 2-甲基-3-庚酮：北京化學(xué)試劑公司；氦氣：北京氦普分氣體工業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

THU35C實驗型礱谷機、 TM05C實驗型碾米機：日本株式會社佐竹； 890A-7000B氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀、手動固相微萃取(SPME)裝置；30/50 μmDVB/Carboxen/PDMS灰色固相微萃取頭及手柄：美國 Agilent 公司；毛細(xì)管柱： DB-Wax 30 m×0.25 mm×0.25 μm，美國J&W公司。

1.3 方法

1.3.1 米飯的制備

參照GB/T 15682—2008《稻谷、大米蒸煮食用品質(zhì)感官評價方法》中小量樣制備米飯，并做適當(dāng)改進(jìn)。稱取大米樣品置于帶蓋密閉鋁盒中，加入適量蒸餾水淘洗，按水米質(zhì)量比為1.5∶1的比例向鋁盒中加入蒸餾水，在 25 ℃條件下浸泡30 min后，上籠蒸煮30 min，然后保溫燜制15 min。

1.3.2 不同品種大米的加工

11種稻谷樣品經(jīng)過試驗礱谷機脫殼處理后，再通過8 min試驗?zāi)朊讬C進(jìn)行碾磨處理，得到不同品種的大米樣品。

1.3.3 不同加工程度大米的制備

選用空育131號品種稻谷進(jìn)行試驗。稻谷經(jīng)礱谷、碾磨，碾磨時間分別為3 、6 、9 min，出米率分別達(dá)到67.5%、59.1%、54.9%。將糙米、碾磨3 min、碾磨6 min、碾磨9 min大米分別編號為1、2、3、4。

1.3.4 不同破碎度大米的加工

將稻谷進(jìn)行礱谷、碾磨、破碎，篩分后分別得到整粒米、3/4破碎大米、1/2破碎大米、1/4破碎大米，分別編號為1、2、3、4。

1.3.5 不同蒸煮時間米飯的制備

參照1.3.1的方法制備米飯，將蒸煮時間分別設(shè)定為10 、20 、30 、40 min，分別編號為1、2、3、4。

1.3.6 米飯風(fēng)味成分測定

揮發(fā)性物質(zhì)提取，萃取前把 SPME 萃取纖維頭在 GC-MS 進(jìn)樣口老化，老化溫度 250 ℃，時間為10 min?？焖俜Q取5 g蒸煮好的新鮮米飯，加入1 μL 濃度為 0.816 μL/mL 的 2-甲基-3-庚酮置于40 mL頂空瓶中，用聚四氟乙烯隔墊密封。 60 ℃下水浴平衡 20 min， 插入萃取纖維，頂空取樣 40 min， 然后在 GC-MS 進(jìn)樣口解吸 5 min，進(jìn)行氣質(zhì)聯(lián)機分析。

色譜條件，色譜柱為 DB-WAX 毛細(xì)管柱。進(jìn)樣口溫度為250 ℃；升溫程序為起始溫度40 ℃，保持 3 min，GC條件，采用DB-WAX毛細(xì)管柱，載氣為氦氣，流速為1.2 mL/min。升溫程序為：初溫40 ℃，保持3 min，以5 ℃/ min升溫到200 ℃，再以10 ℃/min升到230 ℃，保持3 min。載氣為氦氣，流速為1.2 mL/min。不分流進(jìn)樣。

質(zhì)譜條件，電子轟擊離子源，電子能量 70 eV，傳輸線溫度 280 ℃，離子源溫度 230 ℃，四級桿溫度 150 ℃，質(zhì)量掃描范圍m/z55～500。

1.3.7 數(shù)據(jù)處理

采用 DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理。所有試驗重復(fù)3次，取平均值。

風(fēng)味成分定性分析，以NIST 11譜庫檢索及保留指數(shù)(RI)為主， 結(jié)合人工譜圖解析進(jìn)行確定?；衔?RI 值計算方法：利用系列正構(gòu)烷烴換算而成。

RI=100×n+100×(ta-tn)/tn+1-tn

式中：ta為樣品 a 的保留時間；tn為正構(gòu)烷烴Cn的保留時間(樣品a的保留時間落在正構(gòu)烷烴Cn和Cn+1之間)。

風(fēng)味成分定量分析，設(shè)定內(nèi)標(biāo)物質(zhì)2-甲基-3-庚酮的峰面積為1，其他物質(zhì)按照峰面積百分比定量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種稻谷的米飯風(fēng)味成分差異

分別測定11種秈稻及粳稻的米飯風(fēng)味物質(zhì)，將11個樣品的圖譜解析。結(jié)果顯示， 在1～7號秈米品種中，分別檢測出24、25、28、27、31、25、27種風(fēng)味物質(zhì)。8、9、10、11號4種粳稻米飯分別檢測到28、31、30、34種風(fēng)味物質(zhì)。從風(fēng)味化合物的種類上，粳米略高于秈米。秈稻樣品中，醛類[18]物質(zhì)所占比重為25.9%～37.3%，在所有物質(zhì)類別中占比最大，是風(fēng)味成分的主要貢獻(xiàn)者；醇類物質(zhì)在不同秈稻樣品間的含量差異較明顯，1號樣品中的醇類物質(zhì)所占比重最小，僅為4.9%，而3號品種的醇類物質(zhì)高達(dá)10.8%；具有熟大米氣味的3-巰基-2-丁酮只存在于部分品種的秈米米飯風(fēng)味中；2-乙?；?1-吡咯啉這一香米特有的米飯?zhí)卣黠L(fēng)味物質(zhì)，并未在秈米米飯中檢出，這與已有文獻(xiàn)報道相一致[6]。粳稻樣品中，醛類物質(zhì)也是米飯風(fēng)味的主要貢獻(xiàn)者。含量居第2位的是醇類物質(zhì)，具有蘑菇風(fēng)味的1-辛烯-3-醇[18]的含量不高，但因其閾值較低，故而在4種粳米樣品中都可以在嗅聞口處清晰地嗅聞到。 酮類物質(zhì)種類較少，只有2種，但9號樣品中其相對含量高達(dá)10.7%；特別是含硫化合物3-巰基-2-丁酮，為米飯中增添熟大米的風(fēng)味。

前期研究表明，2-乙?；?1-吡咯啉、香草醛、1-辛烯-3-醇、壬醛、4-乙烯基苯酚[19]、4-乙烯基創(chuàng)木酚、己醛、辛醛、庚醛、戊醛為米飯中關(guān)鍵風(fēng)味化合物[12]。米飯香氣最關(guān)鍵的風(fēng)味化合物-2-乙?；?1-吡咯啉只在3種粳米樣品中被檢測出來，其相對含量0.9%～1.6%，因其閾值很低，呈味作用明顯。育種研究表明，香稻生長過程中通過一對隱性基因( fgr )控制2-乙?；?1-吡咯啉的產(chǎn)生，從而產(chǎn)生香味[20]。也許，這3種粳稻與香稻間具有一定的親緣關(guān)系。此外，4-乙烯基苯酚只在粳米中被檢測出來；香草醛在粳米中含量顯著高于秈米中的含量；1-辛烯-3醇、戊醛、己醛則在秈米中含量顯著高于粳米中的含量。付深造[21]通過對粳稻與秈稻的蛋白電泳圖譜對比發(fā)現(xiàn)，45.2與46.5 kD 2個條帶是粳稻的特征條帶，而秈稻并不存在這2個特征條帶。那么這2個蛋白條帶差異，與2類稻米風(fēng)味物質(zhì)間是否存在關(guān)聯(lián)，還需進(jìn)一步的研究。

圖1 不同樣品米飯風(fēng)味物質(zhì)的主成分分析平面圖

根據(jù)風(fēng)味物質(zhì)的定性定量及嗅聞檢測結(jié)果，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，對不同品種的米飯?zhí)卣黠L(fēng)味進(jìn)行主成分分析。結(jié)果顯示，主成分1(PC1)為64.09%，主成分2(PC2)為22.83%，PC1與PC2相加大于85%，可以用這2個主成分來表征樣品的風(fēng)味物質(zhì)組成。根據(jù)不同樣品米飯風(fēng)味主成分與各樣品變量的相關(guān)系數(shù)，采用PC1與PC2作圖，結(jié)果見圖1。有圖可見，所有樣品明顯分為2大族群，4個粳稻樣品均集中于第一象限內(nèi)，7個秈稻樣品則集中于第二象限內(nèi)。利用風(fēng)味物質(zhì)的主成分分析手段，很好地將稻米品種進(jìn)行了區(qū)分。

2.2 不同加工程度大米風(fēng)味成分變化

不同加工程度大米飯風(fēng)味譜圖如圖2所示。其中a、b、c、d分別為糙米、碾磨3 、6 、9 min大米飯譜圖。經(jīng)NIST11譜庫檢索及保留指數(shù)(RI)分析獲得4組樣品中風(fēng)味成分的種類、含量。糙米樣品中共鑒定出43種風(fēng)味成分，包括醛類13種、 醇類6種、 酸類1種、 酮類4種、 酯類3種、酚類3種、烴類6種、其他7種。碾磨3 、6 、9 min大米的米飯中鑒定出39、32和31種風(fēng)味成分。

糙米中醛類和其他類含量達(dá)到74.5%，醇類和酮類為11.2%，烴類和酚類為9.6%，酯類和酸類含量較低。這和彭智輔等[22]采用SPME研究釀酒大米香氣成分結(jié)果相類似。隨著加工程度不斷提高，風(fēng)味成分的含量逐漸減少。相對于糙米來說，碾磨9 min大米米飯中醛類、醇類、酮類、酚類、酸類、酯類、烴類、其他類成分含量分別減少了80.6%、62.5%、82.8%、86.8%、100%、92.4%、66.9%、80.9%。

醛類物質(zhì)主要是某些氨基酸和脂肪酸氧化產(chǎn)物，具有脂肪香味，但含量過高時會產(chǎn)生腐敗味。大米加工過程中脂肪含量降低，醛類物質(zhì)含量隨之減少，反-2-庚烯醛和反-2-壬烯醛甚至消失。糙米中醛類物質(zhì)含量過高，不愉快的腐敗味、脂肪味應(yīng)該與此有關(guān)。

相對于糙米，碾磨9 min大米飯中4-乙烯基苯酚含量降低達(dá)92.2%。MaravalI等[23]提出，大米中阿魏酸和對香豆酸能夠通過脫羧反應(yīng)分別產(chǎn)生2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、4-乙烯基愈創(chuàng)木酚和4-乙烯基苯酚，后兩者有不愉快的米糠氣味[24]。銀玉容等[25]的綜述中也提到，米糠中存在大量的4-乙烯基苯酚，具有腐爛稻草臭味。本研究糙米飯中出現(xiàn)的米糠味應(yīng)該是由4-乙烯基苯酚造成。

2-戊基呋喃和2,3-二氫苯并呋喃有甜香和堅果香氣味[26]。2-戊基呋喃是亞油酸的氧化產(chǎn)物，閾值較低，在較低濃度下可聞到豆香及蔬菜香的氣味，但高濃度就會產(chǎn)生令人不悅的豆腥異味[27]。大米加工過程中，2-戊基呋喃大量損失。糙米中2-戊基呋喃含量所占百分比達(dá)到10.1%，且該物質(zhì)閾值低，氣味活性值大，故豆腥異味可能由此造成。

圖2 SPME萃取不同加工程度米飯揮發(fā)性物質(zhì)總離子流圖

2.3 不同破碎度大米風(fēng)味成分變化

經(jīng)NIST11譜庫檢索及保留指數(shù)(RI)分析獲得4組米飯中風(fēng)味成分的種類與含量。由結(jié)果可知，4組不同破碎度大米米飯中共鑒定出44種風(fēng)味成分，包括醛類 11 種、 醇類8種、酮類5種、酚類 4 種、酯類4種、其他12 種。1、2、3、4號樣品中分別中鑒定出38、43、43、42種風(fēng)味成分。米飯風(fēng)味成分含量隨著破碎度的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在1/2破碎度時達(dá)到最大，相較于1號米飯，2、3、4號米飯風(fēng)味成分含量分別增加21%、43%、26%。

風(fēng)味成分總量先增加后降低原因可能是，隨著破碎程度的提高，大米的表面積增大，相同受熱溫度和時間下，一方面使蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪酸等分解成更多小分子風(fēng)味成分，另一方面淀粉蛋白質(zhì)之間作用力減弱，對風(fēng)味成分保留能力降低。但當(dāng)大米過度破碎后，蒸煮過程中小分子風(fēng)味成分最大程度釋放出來，保留在米飯中的風(fēng)味成分含量略有減少。

隨著大米破碎程度的不斷提高，醛類和醇類含量先增加后減小。游離的直鏈淀粉形成的螺旋結(jié)構(gòu)中有些疏水區(qū)域能夠容納某些香味物質(zhì)( 己醇、己醛、反-2-己烯醛、2-己烯酮)。它形成的復(fù)合物，影響香味物質(zhì)的釋放[28-29]。4號樣品表面積最大，一方面可能導(dǎo)致游離直鏈淀粉增多，容納吸附一部分醛、醇物質(zhì)使含量略微降低。另一方面也可能與香味保留能力存在一定關(guān)系。

酮、酚和酯類物質(zhì)含量隨著破碎度增加而增加。酮類物質(zhì)中，6-甲基-5-庚烯-2-酮和苯乙酮含量相對較高，6-甲基-5-庚烯-2-酮可來自亮氨酸、賴氨酸、谷氨酸等美拉德反應(yīng)。苯乙酮可來自組氨酸、半胱氨酸美拉德反應(yīng)。2-甲氧基-4-乙烯基苯酚和4-乙烯基苯酚可來自阿魏酸和對香豆酸的脫羧反應(yīng)。脂類物質(zhì)一般閾值較高，對米飯風(fēng)味起到烘托作用。2-戊基呋喃[30]和2,3-二氫苯并呋喃主要是亞油酸降解產(chǎn)物，閾值較低，呈甜香、堅果香，含量隨著破碎程度增加先增加后減小較高。除此之外其他類物質(zhì)含量都隨破碎程度增加而增加。吲哚和3-甲基吲嗪都是含氮化合物，主要是蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物。

出現(xiàn)醛、醇物質(zhì)含量先增加后減小，酮、酚、酯類物質(zhì)增加的原因可能與物質(zhì)的沸點有關(guān)。醛、醇類物質(zhì)分子質(zhì)量較小，結(jié)構(gòu)較簡單，沸點較低，揮發(fā)性更強。酮、酚、酯類物質(zhì)分子量相對較高，揮發(fā)能力相對較弱，保留能力強。 過度破碎的大米在蒸煮過程中已將香氣成分最大程度釋放出來，在進(jìn)行風(fēng)味物質(zhì)平衡前，醛、醇大量揮發(fā)，導(dǎo)致保留在米飯中的物質(zhì)含量略有降低，造成風(fēng)味物質(zhì)總量降低。苗菁等[12]得出的10種對米飯有較大貢獻(xiàn)作用的物質(zhì)中，1-辛烯-3-醇、壬醛、己醛、辛醛、庚醛、戊醛6種物質(zhì)都隨著破碎度增加出現(xiàn)先增加后降低趨勢。這也從側(cè)面印證關(guān)鍵風(fēng)味化合物的變化主導(dǎo)著風(fēng)味物質(zhì)總量的變化。

2.4 不同蒸煮時間米飯風(fēng)味成分變化

將米飯分別進(jìn)行不同時間的蒸煮，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著蒸煮時間的延長，米飯風(fēng)味成分的種類和含量存在明顯差異。蒸煮10、20、30、40 min分別檢測出26、28、32、32種化合物，這說明，蒸煮有利于米飯中風(fēng)味成分的揮發(fā)和擴散。

檢測到的10種醛類物質(zhì)，含量都隨蒸煮時間的延長有不同程度增加，尤以庚醛、辛醛、反-2-壬烯醛的增加量最為顯著。反，反-2,4-庚二烯醛在蒸煮20 min時才被檢測到，而后含量不斷增加?？啡?、香草醛在蒸煮30 min時才被檢測到。醇類物質(zhì)中，乙醇、1-戊醇、2-甲基-1-丁醇的含量下降，1-庚醇的含量略有降低，1-辛烯-3醇及2-乙基己醇含量增加。這可能由于小分子醇的沸點較低，隨著蒸煮時間的延長，持續(xù)不斷的加熱過程使得小分子醇隨著水蒸氣不斷被帶走或者形成酯類物質(zhì)。而其他醇類物質(zhì)的含量保持不變或仍有升高，可能是由一些物質(zhì)持續(xù)不斷的轉(zhuǎn)化得來。同樣的規(guī)律也發(fā)生在酯類物質(zhì)中，即乙酸甲酯、乙酸乙酯的含量有所降低，而乙酸己酯及γ-癸內(nèi)酯的含量有所升高。雖然蒸煮階段的劃分不同，但Zeng等[9]的研究也印證了低沸點醇類物質(zhì)的含量是隨著蒸煮時間的延長而降低的。

另外，帶有熟大米香氣的3-巰基-2-丁酮在蒸煮40 min時被檢測到；帶有甜味的4-甲基-2-甲氧基苯酚和具有煙熏味的2-甲氧基苯酚在蒸煮30 min后才被檢測出。具有果香味的2-戊基呋喃的含量也隨著蒸煮時間的持續(xù)不斷升高。需要注意的是，含有硫元素的1-丙烯-1-硫醇在蒸煮30 min后消失?？傮w來講，隨著蒸煮時間的增加，低沸點化合物含量降低，同時短鏈醛類化合物含量上升，其他物質(zhì)也出現(xiàn)顯著變化。米飯蒸煮30 min后，飯香更濃郁。

圖3 不同蒸煮階段米飯的主成分分析平面圖

根據(jù)不同蒸煮階段米飯風(fēng)味物質(zhì)的檢測結(jié)果，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，對蒸煮10～40 min的米飯樣品進(jìn)行主成分分析，如圖3所示。PC1為62.92%，PC2為34.10%，相加大于85%，可以代表主成分結(jié)果。

從圖3可以看出，第1主成分主要與壬醛、乙醇、1-庚醇、4-乙烯基創(chuàng)木酚、己醛、辛醛等呈高度正相關(guān)，第2主成分主要與香草醛、辛醛、反-2-壬烯醛、吲哚、辛醛等呈高度正相關(guān)。總方差97.02%的貢獻(xiàn)來自第1和第2主成分，辛醛、壬醛、苯甲醛、2-戊基呋喃、1-庚醇、己醛位于兩個主成分的正半軸，在蒸煮過程中對米飯風(fēng)味起到關(guān)鍵作用。這也與我們之前采用SPME結(jié)合SDE得到的米飯中十種關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)有重合之處。

3 結(jié)論

經(jīng)SPME-GC-MS分析可知，粳稻和秈稻中風(fēng)味成分種類及含量存在明顯差別，可通過主成分分析將不同類型的稻谷區(qū)分開來。大米風(fēng)味來源主要存在于米糠中，加工程度越高的大米，風(fēng)味物質(zhì)含量越低；糙米中的不良風(fēng)味主要是由過多的脂肪醛造成。大米破碎度提高，風(fēng)味物質(zhì)總量先增加后降低，醛醇類先增加后降低，其他類逐漸升高?？赡苁窃谶^度破碎的大米中，醛醇類低沸點小分子風(fēng)味物質(zhì)逃逸，導(dǎo)致保留在米飯中的含量降低。隨著蒸煮時間延長，米飯中揮發(fā)性成分更多的被釋放出來。蒸煮前期，小分子低沸點物質(zhì)釋放，隨后其他揮發(fā)性成分接連釋放，且部分小分子物質(zhì)隨水蒸氣逃逸，導(dǎo)致存留的低沸點物質(zhì)含量略微降低。

大米碾磨不充分，會使米飯顏色發(fā)黃且有不良的米糠味；大米過度加工，會使米飯無味、營養(yǎng)物質(zhì)大量丟失且口感欠缺，并帶來資源的浪費。因此，在保證大米適口的前提下，盡量降低大米的加工程度，可實現(xiàn)資源利用最大化。碎米作為稻谷加工中不可避免的產(chǎn)物，不耐儲藏的特性使得它的價格僅為大米的1/3～1/2。因此我們可將碎米分級利用起來，提高它的商業(yè)價值。大米不同蒸煮階段會產(chǎn)生不同的風(fēng)味物質(zhì)，10 min主要產(chǎn)生醛類，20 min時大量蒸汽散發(fā)，帶走一些低分子醇類，30 min時深度加熱導(dǎo)致脂肪酸、氨基酸等物質(zhì)的進(jìn)一步降解，40 min時大米中存在的自由揮發(fā)物、受約束的揮發(fā)物以及脂肪酸、蛋白質(zhì)、氨基酸等降解產(chǎn)生的揮發(fā)物全部被釋放出來。此外，長時間的蒸煮導(dǎo)致米飯質(zhì)構(gòu)發(fā)生變化，在口感可接受的情況下，適當(dāng)延長蒸煮時間可使米飯香氣更為濃郁。

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The Effect of Rice Processing on the Flavor of Cooked Rice

Zhang Min1, 2Su Huimin2Wang Ziyuan1
(Beijing Advanced Innovation Center for Food Nutrition and Human Health，Beijing Technology and Business University1,Beijing 100048)(Beijing Engineering and Technology Research Center of Food Additives2,Beijing 100048)

China is a major rice producing country in which rice serves as the staple food for most residents. Along with the increasing requirement of taste quality of cooked rice, the research on flavor components and content variation of cooked rice also gets more attention. In our previous study, solid phase microextraction (SPME) and simultaneous distillation-extraction (SDE) were used to confirm ten key compounds from the flavor components of cooked rice. To explore the relationship between rice processing and the flavor of cooked rice, solid phase microextraction combined with gas chromatography and mass spectrometry (SPME-GC-MS) were used in this study to analyze the volatile components from different rice varieties, milling degree and fragmentation as well as different cooking time. Our results showed that the flavor components from indica and japonica rice have significant difference. Principal component analysis (PCA) could be adopted to distinguish indica from japonica rice. With the increase of milling degree, great loss of the rice flavor components was found. Compared with brown rice, the content of flavor compounds from rice sample after 3 min, 6 min and 9 min treatment of milling has decreased 50.7%，73% and 79%, respectively. Along with the increase of fragmentation degree, the total amounts of volatile components in cooked rice increased first and then decreased, reaching a maximum in rice sample with 1/2 fragmentation. The content and types of rice flavor compound increased with the increase of steaming time while the total amount of low boiling point substances. alcohol and esters deceased. The results of this research could provide a theoretical reference in flavor chemistry and practical application for future study of rice processing and the production of instant rice.

rice, cooked rice, flavor, processing, steaming

TS212

A

1003-0174(2017)09-0008-07

國家自然科學(xué)基金 (31371830)

2017-02-28

張敏，女，1972年出生，教授，糧食、油脂與植物蛋白工程