陳米復(fù)鮮的研究進(jìn)展

◎ 于文海，張 遠(yuǎn)，孫玉田，李廣偉

（1.中糧米業(yè)（虎林）有限公司，黑龍江 雞西 158400；2.無錫中糧工程科技有限公司，江蘇 無錫 214000）

大米是中國人膳食中主要的食物之一，我國近2/3的人口以大米為主食，其需求量很大。而稻谷生產(chǎn)具有季節(jié)性，為滿足人民生活供需要求，必須要有一定量的大米儲備，而大米陳化是儲藏期間一定會發(fā)生的事情。大米的儲存穩(wěn)定性較差，易受到不良環(huán)境的影響，特別在高溫高濕的環(huán)境下極易發(fā)生品質(zhì)的劣變。我國奉行“推陳儲新”的政策，因此市場流通中有一定量的陳米。而陳米色澤口感都已不能滿足消費者需要，因此有必要對陳米的復(fù)新進(jìn)行研究。

據(jù)糧食部門介紹，大米一般分為新糧、陳糧和陳化糧3種：當(dāng)年的大米屬于新糧，第1次儲存期限超過1年的是陳糧，儲存后變質(zhì)的糧食是陳化糧。陳化糧中黃曲霉素超標(biāo)，攝入過量的黃曲霉素對人的肝臟等組織會產(chǎn)生損傷，所以陳化糧已不能作為口糧直接食用。因此，本文僅對陳糧的復(fù)鮮進(jìn)行討論，目的在于除去陳米異味，改善其品質(zhì)。

1 大米陳化現(xiàn)象及原因

1.1 香氣變化

陳化的大米中往往有異味，這是由于大米中混雜米糠粉，米糠粉中脂肪含量較高，且這部分脂肪不穩(wěn)定，易在遇水、遇空氣、受熱、受光照等因素時發(fā)生水解和氧化。特別是由于一些酶的促進(jìn)作用，脂肪會被氧化分解產(chǎn)生脂肪酸，脂肪酸中含有的亞油酸、亞麻酸通過進(jìn)一步分解產(chǎn)生羰基化合物。羰基化合物中的戊醛和己醛使陳米產(chǎn)生了特有的糠酸氣。一般新米中多含乙醛，使其散發(fā)出特有的米香味。劉月好等人研究表明，儲存7個月的時候乙醛在羰基化合物中的含量為63%，而儲存1年的時候就迅速下降至24%，同時戊醛和己醛和含量都有提升，使大米陳化產(chǎn)生異味硫化氫，這也是大米中的主要香氣物質(zhì)，儲存過程中由于巰基含量的下降硫化氫同樣下降，風(fēng)味劣化[1]。

1.2 淀粉

淀粉分為支鏈淀粉與直鏈淀粉，是大米的主要成分之一，約占90%。直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例是決定大米蒸煮品質(zhì)、口感的主要因素。資料顯示，大米在安全溫度、水分條件下儲藏，其總淀粉含量無明顯變化，支鏈淀粉在脫支酶作用下轉(zhuǎn)化為直鏈淀粉，造成直鏈淀粉與支鏈淀粉比例明顯增高。直鏈淀粉與支鏈淀粉相比水溶性較差，可溶性物質(zhì)減少，導(dǎo)致米飯黏度下降[2]。

1.3 脂肪

大米中脂類化合物的含量較低，約占1%～5%，但極易發(fā)生水解、氧化，生成游離脂肪酸，游離脂肪酸嵌入在直鏈淀粉的結(jié)構(gòu)內(nèi)形成一種復(fù)合物，這種復(fù)合物能抑制淀粉加熱過程中的糊化，從而引起淀粉糊化溫度升高，米飯加熱吸水量增加、黏度降低，影響品質(zhì)。

1.4 蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)在大米中的含量一般占6%～10%，其中谷蛋白含量最高。大多學(xué)者一致認(rèn)為大米經(jīng)過長期儲藏，總蛋白質(zhì)含量基本不變，蛋白質(zhì)變化主要表現(xiàn)為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和類型等方面的轉(zhuǎn)變。大米蛋白質(zhì)在儲藏過程中交聯(lián)程度增加，蒸煮米香味中的重要成分硫化氫減少，由于S-S的交聯(lián)作用谷蛋白在淀粉粒附近形成一層致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，限制了淀粉粒的糊化膨脹，影響了米飯的食用品質(zhì)[3]。大米在陳化過程中-SH含量下降，S-S含量上升，且-SH含量與黏度和硬度的比值呈正相關(guān)[4]。

1.5 B族維生素

大米富含B族維生素，是維持人體生理健康所需維生素的主要來源之一。B族維生素在大米的長期儲藏中易發(fā)生變性，從而失去其原有性質(zhì)及作用。葉霞等研究表明[5-6]，稻谷在陳化過程中會損失較高比例的維生素B1和B2，其變化程度和糧食的水分、溫度密切相關(guān)，其中溫度起主要作用。在45 ℃環(huán)境中儲藏5個月，B族維生素B1損失量高達(dá)74%，B2損失量高達(dá)67%。在加工和烹飪時也會流失大量B族維生素，目前只能依靠營養(yǎng)強化來解決B族維生素的供給問題。

1.6 細(xì)胞壁

果膠和纖維素等是細(xì)胞壁的主要組成部分。蒸煮的目的就是使包含在纖維素間隙內(nèi)的淀粉顆粒糊化，同時使細(xì)胞壁軟化，直至其破裂。多數(shù)大米胚乳細(xì)胞由薄壁細(xì)胞組成，是大米中最基本的細(xì)胞類型。在米飯蒸煮后期，細(xì)胞內(nèi)水分逐漸減少，細(xì)胞間質(zhì)和胞間通道發(fā)生收縮，最終造成米粒堅實的結(jié)構(gòu)特點，細(xì)胞壁硬化[7]，抑制了淀粉的自由膨潤和可溶性物質(zhì)的溶出。

除了以上的自身變化，外界環(huán)境也對大米陳化有重要影響，如高溫高濕環(huán)境下大米容易劣化，氧氣充足情況下，大米的自身代謝增加，不利于大米的儲存。

2 復(fù)鮮機理

大米的很多特性均能評價大米物質(zhì)結(jié)構(gòu)，但最主要的兩個特性是大米的黏度和硬度[8]。根據(jù)以上對大米陳化中物質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，著重解決其黏度和硬度問題，同時去除米飯異味和增加。因此，可總結(jié)出以下復(fù)鮮機理：破壞淀粉之間或者淀粉與蛋白質(zhì)之間的結(jié)合狀態(tài)，使淀粉容易流出，加熱時易糊化，黏度增加。儲存后細(xì)胞壁硬化，淀粉糊化難度增加，通過軟化大米胚乳細(xì)胞壁，也可使水分滲透增加，從而使淀粉能夠自主膨潤，并增加可溶性物質(zhì)的溶出效率，表現(xiàn)為米飯黏度提高。水的表面張力減小后，更容易滲透入空間更為狹窄的胚乳細(xì)胞間隙，便于米粒腹部和背部均勻吸水膨脹，減少龜裂現(xiàn)象；通過添加能夠增加大米香味或吸附、分解異味的物質(zhì)，可明顯淡化陳米異味[9]。

3 大米復(fù)鮮的主要技術(shù)

3.1 使用添加劑

3.1.1 添加酶

3.1.1.1 蛋白質(zhì)酶

蛋白酶都能與米粒的細(xì)胞壁中和淀粉間隙中的蛋白質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，水解部分蛋白質(zhì)，生成含硫氨基酸[10]，有利于大米淀粉吸水，從而增加淀粉的糊化程度，最終增加米飯黏性，增強口感；同時，分解酶還能分解一部分大米在陳化過程中轉(zhuǎn)化生成的含異味蛋白，一定程度上去除大米中的不良?xì)馕?。陳米在一定酸性的液體中浸泡一段時間后，米粒細(xì)胞的細(xì)胞壁被軟化，同時淀粉分子中部分微膠粒被破壞，導(dǎo)致胚乳細(xì)胞內(nèi)水分增加，從而改善米飯的黏性[11]。加入蛋白酶的同時，輔以葡萄糖酸-D-內(nèi)酯表面活性劑之類的添加劑，使淀粉細(xì)胞的間隙增大，提高淀粉充分吸水糊化效率[12]。葡萄糖酸-D-內(nèi)酯在水中會解離成酸，溫度越高解離度越大。

3.1.1.2 B纖維素酶和木聚糖酶

胚乳細(xì)胞壁主要由纖維素和木聚糖構(gòu)成，由于大米陳化，細(xì)胞壁變厚，添加這兩種酶可以水解纖維素和半纖維素，使得水分容易進(jìn)入，提高淀粉糊化度，增強米飯黏度及適口性。應(yīng)當(dāng)注意在此操作中只能選其中的一種酶，否則，細(xì)胞壁會遭到徹底破壞，導(dǎo)致胚乳細(xì)胞的物理強度大大降低，黏度及適口性反而降低。

3.1.1.3 α-淀粉酶、β-淀粉酶

利用二者的糖化作用，可增加淀粉糊化率，從而增強米飯柔軟性和黏度，減緩米飯回生速率[13]。

3.1.2 添加環(huán)糊精衍生物

由7個葡萄糖單元組成的β-環(huán)糊精分子，呈環(huán)狀中空圓筒結(jié)構(gòu)，外側(cè)具有-OH，因此可以吸附多種物質(zhì)。同時，能夠在水中與有機物形成結(jié)晶絡(luò)合物，其分子可以交聯(lián)多種官能團，生成多種衍生物，保持米飯食味。β-環(huán)糊精分子處理陳米后，使其淀粉溶解度增大，有益于淀粉的糊化，改善口感。通過袁素華等人的實驗得出通過添加β-環(huán)糊精分子，米飯中乙醛的含量明顯增加，己醛的含量明顯減少，黏度可提高20%左右[14]。同時，需要注意的是，β-環(huán)糊精水中溶解度隨溫度升高而變大，應(yīng)用溫水溶解效果更佳。

3.1.3 添加表面活性劑

卵磷脂與蔗糖脂肪酸酯是用天然原料制成，對人體無毒無害，兩者可以配合使用。卵磷脂親油性強，但易吸水，首先在米粒的疏水表面發(fā)生作用。蔗糖脂肪酸酯親水性好，將米粒全面包圍，使得水的表面張力變小。水能在米粒中均勻分布。即使是細(xì)胞間隙極為狹小的陳米也能大致分布均勻，提升陳米食味。

3.1.4 添加金屬鹽

為改善米飯的外觀特性和香味特性，可使用金屬鹽，但在其使用時一般需與某些無機酸、無機酸鹽、有機酸鹽配合使用[15]。因為，有機酸和有機酸鹽能軟化細(xì)胞壁，提高其滲透性，有利于淀粉糊化，提高米飯黏性。無機金屬鹽主要是K、Na、Mg的硫酸鹽、鹽酸鹽等；有機金屬鹽主要是不揮發(fā)性有機酸的K、Na、Mg鹽等。

3.1.5 添加氨基酸

周瑞芳等人在添加劑中加入氨基酸（半膀氨酸），因氨基酸與羰基化合物反應(yīng)，生成無臭無味的物質(zhì)，而這一物質(zhì)可消除了陳米的異味，以此改善陳米食味，也能提高陳米中蛋白質(zhì)的含量[16]。

3.1.6 其他物質(zhì)

加入油脂能改善陳米色澤；加入增香劑，如二乙酰吡咯啉，或者香米粉，可改善陳米氣味；加入玉米淀粉，可吸收不良?xì)馕恫⒏纳泼踪|(zhì)外觀。

3.2 高壓處理

陳米細(xì)胞壁和胚乳淀粉質(zhì)膜在儲藏過程中結(jié)合成堅固的復(fù)合物限制淀粉糊化。高壓處理就是利用水的靜壓作用，使復(fù)合物在加壓的情況下產(chǎn)生物理性質(zhì)狀態(tài)變化。此壓力變性可有效破壞米細(xì)胞壁和胚乳淀粉質(zhì)膜[17]。因此，利用高壓處理技術(shù)將陳米與水一起在1 000 Pa處理10 min，用此方法加工過后的米蒸煮后淀粉糊化度增加，使得黏性增加硬度降低，極大提高陳米食味。用高壓鍋煮出的陳米食味更好也是源于此理。

3.3 冰溫處理

冰溫是指從0 ℃開始到生物體凍結(jié)溫度為止的溫域，在冰點溫度附近，為阻止冰晶形成，大米不斷分泌大量的不凍液以降低冰點，不凍液的主要成分是葡萄糖、氨基酸等。冰溫還可抑制微生物生長。這樣的大米蒸煮后，黏性大，口感好。袁素華等人利用此原理對陳米進(jìn)行熏硫包裝后置于-3～0 ℃，冰溫處理1～2周，可有效改善陳米食味。其中，熏硫主要是用來補充陳米中硫化物含量，提升陳米風(fēng)味[18]。

3.4 電解法

日本廣島食品工業(yè)研究所加工部實驗采用電解法，利用陰極電解還原復(fù)鮮大豆取得成功，這種方法也適用于存放過久的大米[19]。電解煮飯水，利用電流改善米粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也能增加淀粉的吸水力，有利于增加糊化度。

3.5 蒸煮方式

常用的蒸煮方式分為用涼水或者用熱水蒸煮，試驗結(jié)果表明用涼水煮飯易產(chǎn)生糠酸味，糠酸味主要由脂肪的分解所產(chǎn)生，在30～40 ℃范圍內(nèi)脂肪分解酶活性最高，最易促進(jìn)脂肪分解。涼水蒸煮是一個緩慢的過程，經(jīng)過低溫到高溫這一溫度帶，需要較長時間；而熱水蒸煮可快速通過這一溫度帶，酶會因溫度過高而失去活性，此時蒸煮出的米飯風(fēng)味比較好[20]。

3.6 水熱處理法

用弱酸性或中性的70 ℃左右的熱水或水蒸氣與陳米瞬間接觸，使脂肪分解酶失去活性。有效提升陳米食味，同時弱酸性熱水或水蒸氣的水可提高米飯筋力，米粒白度，改善口感，提高大米的品質(zhì)[21]。

4 總結(jié)與展望

①陳米復(fù)鮮方法繁多雜亂，應(yīng)該根據(jù)實際情況以及陳化程度選取添加劑量，因此并不容易控制，選取經(jīng)濟效益最好的配比或者尋找新的方法還需要進(jìn)行進(jìn)一步研究探索。②在研究陳米復(fù)鮮、提高經(jīng)濟效益的同時，根據(jù)大米陳化自身理化性質(zhì)的變化，研究者更應(yīng)該專注于延緩大米陳化的研究，從根源上解決問題。