浸泡和蒸煮對蒸谷糙米糊化特性的影響

何易雯 秦鹍鵬 嚴偉龍 惠愛玲 吳澤宇 張文成

摘要??[目的]研究蒸谷米加工過程中浸泡、蒸煮2個關(guān)鍵步驟對蒸谷米糊化特性的影響。[方法]以糙米為材料，采用改良的AACC標準方法61-02研究測定其糊化特性。[結(jié)果]隨著浸泡時間的延長和浸泡溫度的升高，糙米吸水量增大，淀粉糊化特征值（峰值黏度、最低黏度以及最終黏度）均呈現(xiàn)明顯上升的趨勢，而隨著浸泡壓力升高，糊化特征值變化呈相反趨勢;隨著蒸煮時間的增長，峰值黏度呈現(xiàn)不斷下降的趨勢，而最低黏度、最終黏度、崩解值以及回生值則在6～8 min大幅下降，且糊化溫度也有類似的趨勢。[結(jié)論]糊化特性可作為蒸谷糙米浸泡、蒸谷加工過程中品質(zhì)特性的考察依據(jù)。

關(guān)鍵詞??蒸谷米;浸泡;蒸煮;糊化特性;吸水率

中圖分類號??TS??21文獻標識碼??A文章編號??0517-6611（2020）04-0161-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.04.047

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effect of Soaking and Steaming Treatment on Gelatinization Characteristics of Parboiled Brown Rice

HE Yi-wen1， QIN Kun-peng1， YAN Wei-long2 et al

（1. Engineering Research Center of Bio-Process of Ministry of Education， School of Food and Biological Engineering， Hefei University of Technology， Hefei， Anhui 230000;2. Huiguan Agricultural Technology Co. Ltd.， Hefei， Anhui 230000）

Abstract??[Objective] To investigate the effect of soaking and steaming on the gelatinization characteristics of parboiled rice. [Method] Using brown rice as raw material， AACC standard method 61-02 was adopted. [Result] The amount of water absorbed by brown rice increased， and the characteristic values of starch gelatinization （peak viscosity， minimum viscosity and final viscosity） all showed an obvious upward trend with the increase of soaking time and soaking temperature. The peak viscosity presented a trend of continuous decline with the increase of cooking time， while the minimum viscosity， final viscosity， disintegration value and recovery value presented a significant decline between 6 and 8 minutes， and the gelatinization temperature also showed a similar trend. [Conclusion] The gelatinization characteristics can be used as a basis for investigating the quality characteristics of parboiled brown rice during steeping and steaming process.

Key words??Parboiled rice;Soaking;Steaming;Gelatinization characteristics;Water absorption

蒸谷米是以稻谷為原料，經(jīng)清理、浸泡、蒸煮、干燥與冷卻等水熱處理后，再按常規(guī)稻谷加工方法生產(chǎn)而得的產(chǎn)品[1]。工業(yè)化的蒸谷方法是產(chǎn)稻國家的傳統(tǒng)稻谷加熱處理工藝，其缺點是能源消耗較大[2]。蒸煮糙米的可能性蒸谷工藝對食用熟飯的結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)特性有較大的影響。特別是蒸煮后，籽粒整體糊化、膨大、直鏈淀粉浸出率降低[3]，而且比普通白米飯有更高的營養(yǎng)價值（更多的維生素B1）。

糙米糊化性質(zhì)與稻谷相似。在浸泡、蒸煮及干燥過程中，稻谷稻殼對于蒸谷米的糊化性質(zhì)影響較小，反而由于稻殼的存在會增加許多額外步驟，耗費大量的處理時間。稻殼包裹著谷粒，但不受谷粒的束縛，占糙米的20%～25%[4]，在此情況下，蒸煮糙米則可明顯降低能源消耗，即明顯減少水和蒸汽的耗用量[2]。蒸煮糙米的可能性有文獻報道，在浸泡過程中水分先穿過米粒腹部表面，進入胚乳和胚胎的連接處，然后沿著米粒的中心線和橫向裂縫擴散，最后完全滲入至胚乳[5]。有學者研究了不同溫度浸泡的稻谷和糙米，結(jié)果表明浸泡溫度對水分的擴散系數(shù)無顯著性影響，水分滲入稻谷和糙米的平均擴散系數(shù)分別為4.91×10-11、9.56×10-11m2/s[6]，由此可見，如將傳統(tǒng)的蒸谷米原料改為糙米，可大大縮短浸泡時間，降低成本，提高蒸谷米質(zhì)量[7]，為非產(chǎn)稻國家應用蒸谷技術(shù)開辟新途徑。

蒸煮的溫度和時間對蒸谷米的質(zhì)量有明顯的影響。溫度不僅影響蒸谷米的質(zhì)量，而且對稻谷中可溶性淀粉含量的變化也有明顯的影響。蒸煮時間的長短決定了淀粉糊化程度，時間短，淀粉糊化不完全，米粒出現(xiàn)心白;時間過長，會使淀粉糊化過度，米色加深[8]。蒸煮溫度對米粒的黏彈性、軟硬度、形態(tài)、爆腰率、蒸米率、色澤都有一定的影響。筆者以糙米為原料，以糊化特性為指標，探究加工過程中浸泡和蒸煮2個關(guān)鍵步驟的影響。

1??材料與方法

1.1??材料與試劑

DPPH，無水乙醇。

1.2??儀器與設備??GB1302 型電子精密天平，BA-6 微波干燥裝置，JLGJ4.5 檢驗礱谷機，JNMJ3 檢驗碾米機，GSY-2-4 孔電熱恒溫水浴鍋（北京國華醫(yī)療器械廠），GZX-9240 MBE 電熱恒溫鼓風干燥箱（上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠），微波爐，F(xiàn)DV-E快速黏度測定儀。

1.3??方法

1.3.1??工藝流程。糙米→清理→浸泡→微波蒸煮→干燥冷卻→礱谷碾米→拋光→色選→成品。

1.3.2??樣品制備。取20 g糙米清洗，置于20、40、60、80 ℃水浴中浸泡20、30、40、50 min，將浸泡后的糙米晾干后磨粉，過100目篩備用。取20 g糙米清洗，將清洗后的糙米采取與上述相同的浸泡操作，瀝干水分，加入80 mL蒸餾水，以560 W的功率微波分別蒸煮4、6、8、10 min后晾干，常溫干燥48 h后磨粉，過100目篩備用。

1.3.3??糊化特性的測定。淀粉糊化特性的測定采用AACC提出的標準方法61-02并進行改良[9]。準確稱取1 g糙米淀粉，加入9 mL蒸餾水，混合于FDV-E專用鐵桶中，調(diào)成質(zhì)量分數(shù)為10%的淀粉乳。具體測定條件如下：從50 ℃升溫到95 ℃（20 min），95 ℃下保持5 min;再下降到55 ℃（15 min），55 ℃下保持10 min;攪拌器在起始20 s內(nèi)的轉(zhuǎn)動速度為200 r/min，之后保持在100 r/min。測得淀粉糊化黏度曲線，并通過儀器自帶軟件分析得到6個特征參數(shù)，即峰值黏度、最低黏度、最終黏度、崩解值（峰值黏度-最低黏度）、回生值（最終黏度-最低黏度）以及起始糊化溫度。黏滯性值用“mPa·s”作為單位表示。

2??結(jié)果與分析

2.1??浸泡、蒸煮對蒸谷糙米糊化特性的影響

大米淀粉的糊化特性與大米的蒸煮品質(zhì)和食用品質(zhì)有密切的關(guān)系。其中崩解值表征淀粉的耐剪切性能，越大則耐剪切性越差。通常來說，崩解值的大小與米飯的軟硬有密切聯(lián)系，崩解值越大，米飯越軟，米飯的口感越好?；厣荡笮∨c米飯食用品質(zhì)也具有很強的相關(guān)性，通常來說，回生值越大，米飯冷卻后就更加容易變硬，口感就會變得很差。不同工藝對糙米淀粉糊化特性的影響如圖1所示。經(jīng)過浸泡及蒸煮后，糙米淀粉的峰值黏度、最低黏度以及最終黏度均會上升。而崩解值在糙米浸泡后會明顯上升，蒸煮后又會呈現(xiàn)下降趨勢。產(chǎn)生這種情況的原因可能是在浸泡過程中，淀粉吸水膨脹，其穩(wěn)定性下降，耐剪切性變差。而糙米蒸煮后，由于內(nèi)部淀粉充分糊化，性質(zhì)較為穩(wěn)定，其崩解值就變小，表現(xiàn)為耐剪切性增強。而經(jīng)過浸泡以及蒸煮后的糙米回生值變化較小，其產(chǎn)品的食用品質(zhì)變化不大。

2.2??浸泡時間對蒸谷糙米糊化特性的影響

由圖2、3可見，在相同的浸泡溫度下，浸泡時間越長，糙米的吸水率也越高。隨著浸泡時間的增長，糙米淀粉糊化特性的特征值（峰值黏度、最低黏度以及最終黏度）均呈現(xiàn)明顯上升的趨勢，但當浸泡時間大于40 min后，其糊化特性曲線的趨勢大致相同，結(jié)合圖2吸水率隨浸泡時間的變化趨勢可知，在一定吸水率的范圍內(nèi)，糙米的吸水率與糙米淀粉糊化特征值呈明顯的正相關(guān)，而當吸水率大于某一特定范圍后（本試驗中為40%），相關(guān)的糊化特征值變化較小。

2.3??浸泡溫度對蒸谷糙米糊化特性的影響

由圖4、5所示，在相同的浸泡時間下，浸泡溫度越高，糙米的吸水率也越高，且與浸泡時間相比，浸泡溫度對吸水率的影響更加明顯。在一定的溫度范圍內(nèi)，浸泡溫度越高，糙米淀粉糊化特征值也越高。但是浸泡時間為20及40 min時，溫度對糊化特性的影響并不明顯，其原因可能是較低的溫度給水分子提供能量較低，難以支持水分子快速滲入糙米籽粒的細胞結(jié)構(gòu)之中，而高溫則加快了水分子的擴散運動，溫度越高，擴散活動越劇烈，對淀粉內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變也更加明顯。

2.4??壓力浸泡對蒸煮糙米糊化度的影響

如圖6所示，所有經(jīng)過高壓處理的樣品，峰值黏度、崩解值、回生值、最終黏度均低于對照組，且隨著壓力升高，這種趨勢更加明顯。崩解值下降，表明在400 mPa以內(nèi)高壓下，糙米糊在繼續(xù)加熱和剪切過程中仍能保持較好的穩(wěn)定性。黏度降低與直鏈淀粉浸出量減少有關(guān)[10]，高壓使得糙米內(nèi)部淀粉鏈重排形成高度有序的雙螺旋支鏈淀粉團簇，淀粉顆粒相互作用更加緊密，這也與樣品表現(xiàn)出來的峰值黏度一致。

2.5??微波蒸煮時間對蒸煮糙米糊化特性的影響蒸煮時間對糙米淀粉糊化特性的影響如表1所示。隨著蒸煮時間的增加，峰值黏度呈現(xiàn)不斷下降的趨勢，而最低黏度、最終黏度、崩解值以及回生值則在6～8 min迅速下降，且糊化溫度也有類似的趨勢。可能是當進行蒸煮操作時，6～8 min這一時間段是淀粉糊化程度發(fā)生劇烈變化的階段（采用平板擠壓法檢測，蒸煮6 min的糙米有明顯的白心現(xiàn)象，而蒸煮8 min后白心基本消失），因此造成6 min之前與8 min之后淀粉糊化性質(zhì)大幅度改變的原因很可能是淀粉糊化程度的差異。當蒸煮時間小于6 min時，淀粉的糊化程度較低，因此其崩解值較大即淀粉的穩(wěn)定性較差，且淀粉的回生值也較大，說明此時的糙米食用品質(zhì)較差。

3??結(jié)論

通過上述試驗，探究了浸泡時間、浸泡溫度、浸泡壓力、微波蒸煮時間對蒸谷米糊化特性的影響，發(fā)現(xiàn)隨著浸泡時間增長、浸泡溫度升高，糙米吸水量增大，淀粉糊化特性的特征值（峰值黏度、最低黏度以及最終黏度）均呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，而隨著浸泡壓力的升高呈完全相反的趨勢，且與浸泡時間相比，浸泡溫度對吸水量的影響更加明顯。隨著蒸煮時間的增長，峰值黏度呈現(xiàn)不斷下降的趨勢，而最低黏度、最終黏度、崩解值以及回生值在6～8 min呈明顯下降趨勢，且糊化溫度也有類似的趨勢。該研究可為以糙米為原料的蒸谷米加工中浸泡、蒸煮工藝提供參考。

參考文獻

[1] 阮少蘭，阮競蘭.蒸谷米生產(chǎn)技術(shù)[J].糧食加工，2007，32（3）：35-37.

[2] 蒸煮糙米的可能性[J].糧食與飼料工業(yè)，1999（5）：49.

[3] GRAHAM-ACQUAAH S，MANFUL J T，NDINDENG S A，et al.Effects of soaking and steaming regimes on the quality of artisanal parboiled rice[J].J Food Process Preserve，2015，39（6）：2286-2296.

[4] DELCOUR J A，HOSENEY R C.Rice and oat processing[M]//DELCOUR J A，HOSENEY C R.Principles of cereal science and technology.3rd ed.St.Paul，MN，USA：AACC International，2010：149-160.

[5] HORIGANE A K，TAKAHASHI H，MARUYAMA S，et al.Water penetration into rice grains during soaking observed by gradient echo magnetic resonance imaging[J].J Cereal Sci，2006，44（3）：307-316.

[6] THAKUR A K，GUPTA A K.Water absorption characteristics of paddy，brown rice and husk during soaking[J].J Food Eng，2006，75（2）：252-257.

[7] 呂斌.蒸谷米色澤、食味品質(zhì)及其營養(yǎng)學評價[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學，2009.

[8] OLI P，WARD R，ADHIKARI B，et al.Colour change in rice during hydration：Effect of hull and bran layers[J].Journal of food engineering，2006，137：49-58.

[9] AACC.AACC method 61-02：RVA of milled rice vol 61-02[S].St.Paul. AACC International，2000.

[10] SUN Q J，HAN Z J，WANG L，et al.Physicochemical differences between sorghum starch and sorghum flour modified by heat-moisture treatment[J].Food chemistry，2014，145：756-764.