電飯煲制備米飯品質(zhì)方面研究

李超 張兆明 關(guān)陽

1.中家院（北京）檢測認(rèn)證有限公司 北京 100176；2.中國家用電器研究院 北京 100053

1 引言

隨著科技發(fā)展，電飯煲產(chǎn)品種類也豐富多樣，由最初磁鋼型溫控器控制，電熱管加熱機(jī)械電飯煲發(fā)展到目前流行的電子控溫，電磁加熱IH電飯煲，本文將對機(jī)械型電飯煲、國內(nèi)外主流品牌的IH電飯煲在不同檔位（精煮、快煮）所制備的米飯，針對重要營養(yǎng)成分以及質(zhì)構(gòu)進(jìn)行研究，對于電飯煲的不同的加熱方式、不同加熱時(shí)間、不同檔位對米飯品質(zhì)影響進(jìn)行研究探討。

2 米飯中主要營養(yǎng)成分

米飯中營養(yǎng)成分比較多，主要的營養(yǎng)成分有B族維生素、米精蛋白、總膳食纖維、煙酸、淀粉、水分、鐵等微量元素。由于米飯中微量元素、蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪等含量較少且受不同米種的影響較大，如糙米的營養(yǎng)價(jià)值優(yōu)于白米，發(fā)芽過程使糙米營養(yǎng)價(jià)值提高，發(fā)芽米的營養(yǎng)含量更高[1]。本文從維生素B2，總膳食纖維及水分方面進(jìn)行營養(yǎng)成分的研究。

2.1 維生素VB2

在大米中維生素含量較高的是B族維生素VB，B族維生素存在于各種豆類和粗糧。維生素B2微溶于水[2]，是人體內(nèi)黃酶類輔基的組成部分，當(dāng)缺乏維生素B2時(shí)，就會(huì)影響機(jī)體的新陳代謝。

2.2 總膳食纖維

糧食中膳食纖維是重要營養(yǎng)素之一[3]，食品中的膳食纖維具有很高的營養(yǎng)價(jià)值[4]，膳食纖維是多糖的一種，它不能被人體消化吸收，也不產(chǎn)生能量，但是卻對人體健康起著重要作用，膳食纖維能起到預(yù)防腸癌、控制體重、治療便秘、降低膽固醇甘油三酯等功能。膳食纖維可分為兩大類：可溶性膳食纖維、不可溶性膳食纖維。總膳食纖維就是可溶性膳食纖維和不可溶性膳食纖維的總和。

2.3 水分

大米質(zhì)量的評判有國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1354-2018《大米》可以確定大米等級。大米按品種可分為三類：秈米、粳米、糯米。按等級分為一級、二級、三級、四級米。大米質(zhì)量評判標(biāo)準(zhǔn)有加工精度，碎米、雜質(zhì)最大限量等。其中影響大米質(zhì)量的重要因素之一是水分，要求水分含量不低于13%，水分又和外部溫濕度作用，影響大米質(zhì)量，若水分含量過高，則會(huì)引起霉變，所以水分含量控制是保障大米安全的重要手段。米飯中的水分活度、糖水分子等對淀粉糊化產(chǎn)生影響，水分活度越高，糊化程度也相應(yīng)提高，進(jìn)而影響到米飯口感，水分對對米飯感官影響較大[5]。

表1 不同電飯煲在不同檔位制備米飯營養(yǎng)含量表

表2 米飯硬度、彈性與咀嚼性質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)表

3 米飯營養(yǎng)成分分析

3.1 米飯的制備及營養(yǎng)成分含量測試

經(jīng)過前期的市場調(diào)查，主流品牌國產(chǎn)電飯煲市場占有率在60%以上，國外電飯煲主要以日本和韓國高端IH電飯煲為主，國產(chǎn)品牌電飯煲針對不同消費(fèi)人群，各個(gè)品牌電飯煲都有高中低端產(chǎn)品，本文所選取樣機(jī)是市場上占有率較高的品牌，覆蓋國內(nèi)外高中低端產(chǎn)品，目前市場上高端電飯煲都以IH電飯煲為主，日韓品牌在國內(nèi)的IH電飯煲市場占到90%以上的市場份額[6]，國內(nèi)高端電飯煲也是以IH電飯煲為主，與國外品牌爭奪高端市場。本次所選具備主流功能檔位的樣機(jī)，以及傳統(tǒng)型機(jī)械電飯煲，通過前期實(shí)驗(yàn)摸索，所選樣機(jī)及檔位都具備代表性，能起到很好對比作用。故本文此次（國外品牌IH電子電飯煲、國產(chǎn)品牌IH電子電飯煲、國產(chǎn)品牌機(jī)械電飯煲）在相同條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，室溫22～25℃，選用同一批次稻花香優(yōu)質(zhì)大米（以下簡稱大米）（中糧），選取相同額定容積電飯煲，在（電源條件滿足參數(shù)：額定電壓220 V～，頻率50 Hz）的狀態(tài)下進(jìn)行米飯制備，所選用試劑均為分析純，水為一級水。（不進(jìn)行對大米淘洗步驟）在不同檔位下使用同一批次大米進(jìn)行烹飪，將制備出米飯迅速保鮮及預(yù)處理后，參考食品行業(yè)國標(biāo)GB 5009系列相關(guān)條款進(jìn)行營養(yǎng)成分的含量測試。將測試結(jié)果進(jìn)行對比，分析其營養(yǎng)成分含量的區(qū)別從而得出結(jié)論。

3.1.1 測試樣品制備及預(yù)處理

分別稱取大米各300 g置于電飯煲鍋內(nèi)，加入600 g水，在額定電壓實(shí)驗(yàn)條件下，分別在國外品牌IH電飯煲精煮檔位，快煮檔位進(jìn)行制備米飯，國內(nèi)品牌IH電飯煲精煮檔、快煮檔位進(jìn)行制備米飯，國產(chǎn)機(jī)械電飯煲（只有煮飯檔位）在煮飯檔位制備米飯。待制備過程結(jié)束時(shí)，選取電飯煲內(nèi)鍋中間層的米飯檢測。所涉及設(shè)備（電子天平、多功能電參數(shù)儀、直尺）。

3.1.2 關(guān)于不同電飯煲檔位制備米飯的營養(yǎng)成分測試

通過不同加熱方式電飯煲所制備米飯的營養(yǎng)含量及營養(yǎng)流失等需要進(jìn)行考核，通過對大米和精煮檔、快煮檔制備米飯的營養(yǎng)成分含量比對試驗(yàn)，得出使用不同電飯煲及不同檔位所制備的米飯之間營養(yǎng)成分差別。

3.2 營養(yǎng)成分對比

測試其大米營養(yǎng)成分，再按照上述樣品制備方法，取出不同電飯煲制備米飯，分別進(jìn)行維生素B2、總膳食纖維、水分含量測量。

測定維生素的方法選用GB 5009.85-2016標(biāo)準(zhǔn)中第一法，總膳食纖維含量測定按照GB 5009.88-2014標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。水分含量測定按照GB 5009.3-2016第一法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。具體測量過程請參看相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，此處不再贅述。測試結(jié)果如表1所示。

從表1數(shù)據(jù)可以看出，與未加工大米相比較，經(jīng)過電飯煲烹制的米飯，維生素B2含量有大幅度衰減，國內(nèi)品牌IH電飯煲在精煮檔位下維生素B2流失最少，其中國外品牌IH電飯煲在快煮檔下，總膳食纖維流失最大，除了國外品牌IH電飯煲在快煮檔位總膳食纖維含量下降幅度較大，營養(yǎng)成分與電飯鍋類型、加熱方式、檔位，未見明顯區(qū)別。

4 米飯質(zhì)構(gòu)

食品的質(zhì)構(gòu)是指眼睛、口中的豁膜及肌肉所感覺到的食品的性質(zhì)，包括粗細(xì)、滑爽、顆粒感等，有研究表明米飯口感軟硬與大米本身直鏈淀粉含量和支鏈淀粉的精細(xì)結(jié)構(gòu)有關(guān)[7]，但是口感每個(gè)人都不一樣，不宜作為評價(jià)手段，目前對米飯品質(zhì)的評價(jià)也并無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，參考以前的研究成果證明采用質(zhì)構(gòu)儀測定米飯的質(zhì)構(gòu)，是一種比感官評價(jià)更簡單、更客觀的方法[8]，通常經(jīng)質(zhì)構(gòu)儀測試的米飯指標(biāo)與米飯的品質(zhì)有很好的相關(guān)性[9-12]。

通過質(zhì)構(gòu)儀測試其不同電飯煲在不同檔位所制備米飯的質(zhì)構(gòu)，口感進(jìn)行分析，按參考文獻(xiàn)中方法進(jìn)行測試，結(jié)果如表2所示。

硬度、彈性與咀嚼性進(jìn)行比較詳見圖1、圖2、圖3。

對于不同品種的大米，直鏈淀粉的含量與蒸煮大米的粘度呈負(fù)相關(guān)，而與硬度呈正相關(guān)[13]。直鏈淀粉含量與水分含量呈正相關(guān)[14]，在烹飪米飯過程中，米飯直鏈淀粉含量高，淀粉不易糊化，黏度小，口感也較差，支鏈淀粉高的米飯淀粉易糊化，黏度大，口感也較好，米粒中糊化淀粉比例越高，其硬度越低。烹飪后的米粒細(xì)胞壁殘留越多，米飯的硬度越小，表現(xiàn)出較大彈性。米飯硬度越大，咀嚼性越高給人的口感越差。從表2及圖1-3中看出，國產(chǎn)機(jī)械電飯煲硬度最大，咀嚼性數(shù)據(jù)明顯高于其他電飯煲制備的米飯，國產(chǎn)機(jī)械電飯煲制備米飯口感體驗(yàn)也是最差。

5 根據(jù)加熱曲線分析米飯品質(zhì)

電飯鍋檔位不同，主要是其加熱曲線不同，以上一些研究數(shù)據(jù)可以看出米飯質(zhì)構(gòu)與檔位有直接關(guān)系，所以對電飯煲加熱過程進(jìn)行研究很有必要，本次實(shí)驗(yàn)對鍋底部溫升進(jìn)行監(jiān)控，以此來揭示米飯質(zhì)構(gòu)和加熱過程的聯(lián)系。

實(shí)驗(yàn)條件（穩(wěn)壓電源220 V～50 Hz，功率計(jì)，無紙記錄儀，鉑電阻，負(fù)載為水），由于IH電飯煲若用熱電偶測溫升，會(huì)受干擾本次試驗(yàn)故采用鉑電阻測量溫升曲線。（蒸煮米飯時(shí)所用大米300克，水600克，全部換算成等體積的水約為950克），在電飯煲內(nèi)鍋底部中心點(diǎn)上方一厘米處布點(diǎn)測水底部溫升變化情況，然后加入950克水，在精煮和快煮檔位下進(jìn)行測試。

國外IH電飯煲精煮檔位加熱過程特點(diǎn)：工作時(shí)間為81分鐘，工作方式為斷續(xù)加熱，前期35分鐘內(nèi)緩慢加熱到61℃，然后功率升高，水溫從60℃加熱到100℃耗時(shí)5分鐘，41分鐘后保持水溫100℃到工作結(jié)束。如圖4。

國外IH電飯煲快煮檔位加熱過程特點(diǎn)：工作時(shí)間為46分鐘，工作方式為斷續(xù)加熱，前期加熱迅速10分鐘，即加熱到100℃后保持水溫100℃到工作結(jié)束。如圖5。

國產(chǎn)IH電飯煲精煮檔位加熱過程特點(diǎn)：工作時(shí)間為37分鐘，工作方式為斷續(xù)加熱，前期6分鐘內(nèi)加熱到61℃持續(xù)該溫度4分鐘，9分鐘后開始加熱到水沸騰且保持水溫99.9℃到工作結(jié)束。如圖6。

圖1 米飯質(zhì)構(gòu)硬度匯總

圖2 米飯質(zhì)構(gòu)彈性匯總

圖3 米飯質(zhì)構(gòu)咀嚼性匯總

圖4 國外IH電飯煲精煮檔位加熱曲線

圖5 國外IH電飯煲快煮檔位加熱曲線

圖6 國內(nèi)IH電飯煲精煮檔位加熱曲線

表3 不同品牌檔位下加熱曲線與口感

國產(chǎn)IH電飯煲快煮檔位加熱過程特點(diǎn)：工作時(shí)間為28分鐘，工作方式為斷續(xù)加熱，前期8分鐘加熱即到99.5℃，8分鐘后開始加熱到水沸騰且保持水溫100℃到工作結(jié)束。如圖7所示工作28分鐘以后為保溫狀態(tài)，保溫26分鐘，溫度降低為98℃。

國產(chǎn)機(jī)械型電飯煲加熱過程特點(diǎn)：工作時(shí)間約為50分鐘，工作方式為持續(xù)加熱，功率穩(wěn)定，10分鐘加熱即到100℃，然后保持持續(xù)沸騰，水溫100℃到工作結(jié)束。如圖8。

不同品牌電飯煲在不同檔位下的加熱曲線特點(diǎn)與所制備米飯的口感如表3所示。

電飯煲在制備米飯過程中，大米經(jīng)歷吸水、升溫、沸騰、燜飯幾個(gè)階段[15]，在加熱過程中大米快速吸水進(jìn)行糊化，燜飯過程米飯中淀粉繼續(xù)吸水，使得米飯均勻熟透。升溫時(shí)間，溫度控制和持續(xù)加熱時(shí)間改變米飯中蛋白質(zhì)活性和淀粉及大分子結(jié)構(gòu)，加熱過程對米粒細(xì)胞壁的破壞和米飯的吸水過程等都對米飯的質(zhì)構(gòu)產(chǎn)生改變從而影響口感。IH電磁加熱技術(shù)能讓米粒受熱更均勻，火力更大，米飯有較長的保沸時(shí)間且口感上也更佳。而傳統(tǒng)機(jī)械電飯煲升溫沸騰快，加熱不均勻口感偏硬。從加熱曲線上看出質(zhì)構(gòu)與受熱均勻性、加熱速率、米粒含水率、保沸時(shí)間相關(guān)。

從加熱曲線上能看出首先精煮檔比快煮檔費(fèi)時(shí)，國外IH電飯煲工作時(shí)間最長，國產(chǎn)IH電飯煲和國產(chǎn)機(jī)械型電飯煲，制備米飯時(shí)間快，國產(chǎn)機(jī)械電飯煲制備米飯口感最硬，升溫時(shí)間較短，且密封性不好。質(zhì)構(gòu)中硬度和咀嚼性成正相關(guān)性，保持沸騰時(shí)間有利于米粒均勻吸水，保沸時(shí)間短且密閉性不好會(huì)使得米粒不能吸收充足的水分，而導(dǎo)致所測結(jié)果硬度，咀嚼性數(shù)據(jù)增大，反之前期緩慢升溫加熱，分階段性升溫使得米飯均勻熟透，保沸時(shí)間長且其密封性良好所測得質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)硬度、咀嚼性低。

6 結(jié)論

通過本文數(shù)據(jù)及圖表分析可以看出，國產(chǎn)品牌IH品牌電飯煲所制備的米飯，在營養(yǎng)成分方面和國外品牌IH電飯煲制備米飯相近，國產(chǎn)IH電飯煲在快煮檔位制備出的米飯營養(yǎng)成分流失較少。不同電飯煲加熱曲線的加熱時(shí)間、升溫速率、保持沸騰時(shí)間、導(dǎo)致含水率、米粒中淀粉含量、大分子結(jié)構(gòu)及蛋白質(zhì)活性改變、以及細(xì)胞壁破壞程度都對米飯硬度、咀嚼性等質(zhì)構(gòu)方面帶來重大影響。

圖7國內(nèi)IH電飯煲快煮檔位加熱曲線

圖8 國產(chǎn)機(jī)械型電飯煲加熱曲線