蒸谷米加工工藝及品質(zhì)的研究進(jìn)展

閆舒，李洪巖，王靜

（北京工商大學(xué) 食品與健康學(xué)院 中加食品營養(yǎng)與健康聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，北京 100048）

蒸谷米是以稻谷或糙米為原料，經(jīng)過浸泡、蒸煮、干燥、碾米等過程得到的一種不同于普通精白米的大米產(chǎn)品。相比于精白米，蒸谷米具有更低的碎米率和更長的保質(zhì)期，營養(yǎng)品質(zhì)也高于精白米，因此，隨著我國居民飲食結(jié)構(gòu)和習(xí)慣的轉(zhuǎn)變，蒸谷米更加符合當(dāng)下健康飲食發(fā)展的需求。

蒸谷米雖然具有良好的營養(yǎng)、儲存品質(zhì)，但長期以來由于口感與國內(nèi)大眾的口味不符，我國的蒸谷米產(chǎn)品主要用于出口，在國內(nèi)市場上，銷量較少且產(chǎn)品類型單一[1]。隨著居民健康飲食和膳食結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，蒸谷米再次進(jìn)入人們的視野并逐漸被消費(fèi)者所青睞，國內(nèi)關(guān)于蒸谷米加工方式、理化性質(zhì)等方面的基礎(chǔ)研究也越來越多。本文旨在概述蒸谷米制備過程中發(fā)生的物理、化學(xué)和生物變化，以及對加工、儲存和營養(yǎng)品質(zhì)影響的評價(jià)，以期為蒸谷米的研究與加工技術(shù)的改進(jìn)提供理論參考。

1 蒸谷米的加工工藝

蒸谷米的加工工藝如圖1所示。

圖1 蒸谷米的一般加工工藝Fig.1 General processing of parboiled rice

與精白米的生產(chǎn)相比，蒸谷米的生產(chǎn)過程涉及水熱處理，包括浸泡、蒸煮和干燥工藝。稻谷通常被選為蒸谷米制作的原料，但是稻殼導(dǎo)熱性差，導(dǎo)致加工時間長、能源消耗大，所以近年來以糙米為原料制備蒸谷米成為一個有吸引力的選擇。

1.1 浸泡

浸泡是對稻谷或糙米進(jìn)行蒸谷處理的第一步。經(jīng)過清理、分級之后，將原料浸泡在過量的水中，通過不同的溫度和時間組合，使水分進(jìn)入顆粒內(nèi)部。對稻谷或糙米進(jìn)行浸泡，是為了讓顆粒內(nèi)部被充分水合，有利于之后的淀粉糊化。浸泡對最終蒸谷米產(chǎn)品的品質(zhì)具有重要影響。水分的吸收導(dǎo)致顆粒內(nèi)部產(chǎn)生裂縫，當(dāng)顆粒吸收更多水分時，這些裂縫會因淀粉膨脹而消失。浸泡溫度從15℃升高至55℃時，由于水合速率加快，使得顆粒內(nèi)外水分梯度降低增快，最終產(chǎn)品的裂隙率降低[2]。高溫浸泡可以縮短浸泡時間，并抑制發(fā)酵和酶促反應(yīng)，消除了環(huán)境因素對浸泡的不利影響[3]。浸泡過程溫度低、時間短，導(dǎo)致浸泡后的顆粒內(nèi)部含水量過低，在后續(xù)蒸煮過程中淀粉無法充分糊化，從而導(dǎo)致最終的產(chǎn)品存在白芯現(xiàn)象。白芯和裂縫的存在使碾米過程中米粒容易破碎，進(jìn)而導(dǎo)致大米得率下降。此外，與常壓浸泡相比，增加壓力可以有效減少時間與能耗，從而降低成本。

1.2 蒸煮

蒸煮是影響蒸谷米品質(zhì)的關(guān)鍵過程，淀粉糊化是這一過程中重要的物理變化。蒸煮通常在103℃～134℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，相當(dāng)于大約101.3 kPa～303.9 kPa的壓力。常見的蒸煮方式包括蒸汽蒸煮、微波蒸煮以及高壓蒸煮等。蒸煮處理通過影響淀粉的糊化程度從而影響蒸谷米產(chǎn)品的品質(zhì)，比如顆粒在碾米過程中的碎米率。研究者通過將蒸谷米的蒸煮時間從2 min延長至10 min時，發(fā)現(xiàn)其糊化度從46.8%增加到77.9%，而整精米率從64.8%先增加至67.1%，再降低至65.0%[4]。適當(dāng)?shù)恼糁髸r間可以降低蒸谷米的碎米率，但時間過長，會造成蒸煮過程中顆粒破裂變形，碎米率反而增加。此外，Patindol等[5]發(fā)現(xiàn)，延長蒸煮時間可以降低蒸谷米的堊白度和米飯的黏度，增加其硬度。

1.3 干燥

干燥步驟是將顆粒內(nèi)的水分降低至安全的水分含量（14%）以下，有利于之后的壟谷或碾米步驟[6]。在干燥過程中若水分含量降低速度過快，容易造成顆粒爆腰率增加，降低碾米得率，因此在工業(yè)中，蒸谷米的干燥過程多為多階段干燥[7]。初始階段中，蒸谷米中的水分被大量除去，此時顆粒的含水量約為18%～28%；接著使用連續(xù)或間歇干燥的方法，使顆粒達(dá)到安全的水分含量[8]。常見的干燥方式包括低溫干燥、微波干燥等方式。劉學(xué)武等[9]對不同微波干燥時間下的蒸谷米的復(fù)水率進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)干燥時間為6 min時蒸谷米的復(fù)水率最大，而隨著干燥時間增加復(fù)水率降低，推測是由于微波干燥時間過長，致使顆粒內(nèi)淀粉發(fā)生變性或老化，使其吸水能力下降。程科等[10]研究發(fā)現(xiàn)，相比較于微波、熱風(fēng)和分段干燥，低溫干燥在碎米率、蛋白質(zhì)含量和儲藏效果方面表現(xiàn)更優(yōu)。任廣躍等[11]認(rèn)為，在初始快速干燥過程后加入緩蘇階段，有利于內(nèi)部殘余水分的向外擴(kuò)散，從而有效降低水分梯度。

近年來，為改善蒸谷米品質(zhì)以及節(jié)約能源，研究人員嘗試使用新技術(shù)對傳統(tǒng)蒸谷米加工工藝進(jìn)行改進(jìn)，如表1所示。

表1 蒸谷米制備過程中的新工藝及對品質(zhì)的影響Table 1 New technology in preparation of parboiled rice and its influence on quality

2 蒸谷過程中主要的理化變化

在蒸谷過程中，稻谷或糙米經(jīng)過了水合和淀粉糊化，使大米的物理、化學(xué)和功能特性發(fā)生了一些變化。了解水熱處理階段涉及的理化變化對于提高蒸谷米的品質(zhì)來說至關(guān)重要。

2.1 水合作用

水合作用主要發(fā)生在原料（稻谷或糙米）浸泡的階段。水合作用通過影響浸泡后顆粒的含水量和水分分布狀態(tài)，從而影響淀粉糊化等變化，因此，水合作用很大程度上決定了最終產(chǎn)物的品質(zhì)。在這個步驟中，溫度和時間的組合應(yīng)足以使顆粒達(dá)到至少30%的水分含量，且保證這一過程中谷物不會發(fā)生降解、破裂等情況[22]。水在米粒中的擴(kuò)散速率與胚乳中淀粉顆粒間孔的可利用性和組分的親水性有關(guān)。孔的數(shù)目取決于淀粉顆粒的微觀結(jié)構(gòu)、形態(tài)和交聯(lián)密度。根據(jù)Sridhar等[23]的研究，水合作用的溫度越低，水的擴(kuò)散就越慢，所需要的浸泡時間越久。Miah等[24]發(fā)現(xiàn)使用熱水浸泡稻谷或糙米可以節(jié)省加工時間，提高蒸谷效率并提高產(chǎn)品品質(zhì)。溫度的升高會增加水分子的運(yùn)動，使其滲透谷物并容易與碳水化合物和蛋白質(zhì)等成分結(jié)合[22]。Xu等[12]通過核磁共振技術(shù)（nuclear magnetic resonance，NMR）發(fā)現(xiàn)，浸泡后的顆粒輔以超高壓處理有利于水分在顆粒中的均勻分布，可有效減少白芯和裂縫的產(chǎn)生。

2.2 淀粉糊化

顆粒水合后，通常將水濾干，使用蒸汽、微波等蒸煮方式使顆粒內(nèi)的淀粉發(fā)生糊化。當(dāng)膨脹的淀粉顆粒處于或高于淀粉糊化溫度時，其晶體結(jié)構(gòu)將不可逆地被破壞，具體表現(xiàn)為雙折射消失和結(jié)晶熔化[25]。通過淀粉糊化可提升谷物品質(zhì)，例如提高整精米率（增加顆粒硬度，減少碎谷粒的數(shù)量），保留維生素和礦物質(zhì)等。隨著顆粒浸泡之后的含水量和蒸煮過程中加熱程度的增加，淀粉糊化程度可增加到100%。顆粒的糊化溫度受稻谷品種的影響，不同品種的混合稻谷對碎米率和大米堊白度具有顯著影響，Basutkar等[26]認(rèn)為混合稻谷中的淀粉糊化溫度的不同導(dǎo)致了產(chǎn)品品質(zhì)不一致。浸泡之后顆粒內(nèi)的含水量也會對淀粉的糊化溫度有一定的影響，含水量越低，達(dá)到糊化所需要的溫度越高。何易雯等[27]認(rèn)為淀粉的糊化特性與大米食用品質(zhì)存在相關(guān)性，而蒸谷米淀粉在再糊化過程中崩解值降低，說明蒸谷米中的淀粉經(jīng)過預(yù)先糊化后，其性質(zhì)比較穩(wěn)定，抗剪切能力增加。

2.3 淀粉老化

冷卻干燥階段發(fā)生淀粉老化，也是蒸谷米制備過程中發(fā)生的重要變化。糊化淀粉經(jīng)過老化所形成的晶體是決定蒸谷米食用品質(zhì)的重要因素。淀粉經(jīng)過糊化，A型結(jié)晶減少或者完全消失，而在冷卻干燥過程中，糊化的淀粉會重結(jié)晶為A型結(jié)晶或者B型結(jié)晶[28]。蒸谷米中剩余的A型結(jié)晶取決于蒸煮的程度，而淀粉的回生程度取決于干燥過程中的水分含量和溫度。Sittipod等[25]通過分析蒸谷米的熱特性發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過一個月的貯藏，蒸谷米中不僅發(fā)生了淀粉的回生，還有直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物的形成。如若淀粉在脂肪酸或者長鏈醇的存在下發(fā)生重結(jié)晶，就會形成V型結(jié)晶。淀粉的糊化溫度和蒸煮條件會影響直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物形成的類型和水平，此外在冷卻干燥過程中，隨著水分的損失，也會加強(qiáng)直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物的形成。

2.4 脫水作用

當(dāng)?shù)陀诤瘻囟葧r，普通稻谷中的裂縫和淀粉的微觀結(jié)構(gòu)主導(dǎo)水分?jǐn)U散。而蒸谷米中由于發(fā)生淀粉糊化，水分占據(jù)了內(nèi)部空隙，并與淀粉鏈結(jié)合，導(dǎo)致自由水較少。蒸煮過的稻谷或糙米，其材料特性發(fā)生變化，其脫水作用不同于未糊化的顆粒，水分在糊化淀粉中的擴(kuò)散系數(shù)（2×10-10m2/s）小于在未糊化淀粉中的擴(kuò)散系數(shù)（5×10-10m2/s）[29]。但快速干燥時，水分散失會在顆粒內(nèi)部留下縫隙，從而加大擴(kuò)散系數(shù)。在冷卻和干燥過程中，淀粉由糊化后的無定形狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)，以及淀粉中的晶體（直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物形成的晶體）增加，會一定程度地影響顆粒內(nèi)的脫水作用。水分的擴(kuò)散對產(chǎn)品的品質(zhì)有一定的影響，尤其是快速干燥過程中顆粒內(nèi)外容易形成水分梯度，從而導(dǎo)致較高的爆腰率[10]。因此建議在到達(dá)最終含水量之前加入緩蘇過程，降低內(nèi)外水分梯度，防止在冷卻過程中出現(xiàn)裂紋。

3 蒸谷米的品質(zhì)

蒸谷過程涉及對稻谷或糙米進(jìn)行水熱處理，其中發(fā)生的理化變化顯著影響了蒸谷米的加工、營養(yǎng)、感官和儲存品質(zhì)，如圖2所示。

圖2 蒸谷過程中的理化變化及對蒸谷米品質(zhì)的影響Fig.2 Physical and chemical changes in the parboiling and their influence on the quality of parboiled rice

3.1 加工品質(zhì)

3.1.1 碎米率

蒸谷米的優(yōu)點(diǎn)之一是減少了在脫殼和碾米過程中的破損程度，而實(shí)現(xiàn)這一目的需要合適的加工條件。水稻籽粒破碎的程度主要是由裂縫、堊白度、成熟度和水稻籽粒尺寸決定的。蒸谷米的碎米率取決于蒸谷過程以及由此引起的物理化學(xué)和機(jī)械性能的變化，比如淀粉的糊化和谷粒中的裂紋。此外，蛋白質(zhì)聚合、直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物形成、淀粉老化等變化也會影響顆粒的破碎敏感性。稻谷在浸泡過程中存在水分梯度，顆粒中心的含水量較低會導(dǎo)致加熱過程中淀粉無法充分糊化，干燥后的產(chǎn)品白芯現(xiàn)象嚴(yán)重，從而在碾米過程中增加碎米率。Perez等[30]研究發(fā)現(xiàn)，增加浸泡的溫度可以減少稻谷產(chǎn)生的裂縫，因?yàn)檩^高的溫度有利于水分的擴(kuò)散以及消除水分梯度。淀粉糊化可以確保顆粒中沒有白芯，并減少了蒸谷米的裂紋，從而降低了碾米過程中的碎米率，但過度蒸煮會造成籽粒的變形或破裂，從而增加碾米過程中的破損。如何對不同品種的稻谷進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼艄忍幚?，以獲得更好的碾米產(chǎn)率需要更多的探究。

3.1.2 蒸煮時間

蒸煮時間即將大米烹飪至白芯消失的最佳烹飪時間，Tian等[31]研究發(fā)現(xiàn)糙米的蒸煮時間為35 min，蒸谷米的蒸煮時間相比較于糙米顯著降低，為23 min，接近于精白米的蒸煮時間（20 min）。Pal等[32]通過對不同品種的大米研究發(fā)現(xiàn)，蒸谷米在烹飪結(jié)束后的吸水量低于精白米，這也被認(rèn)為是蒸谷米所需蒸煮時間長的原因。經(jīng)過水熱處理后，蒸谷米顆粒的緊密度增加，使得水分難以滲透。Singh等[33]對不同品種大米的堆積密度與蒸煮時間之間的關(guān)系進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)具有較高堆積密度（即結(jié)構(gòu)緊湊）的大米顯示出較慢的吸水率，從而導(dǎo)致更長的蒸煮時間。

3.2 營養(yǎng)品質(zhì)

蒸谷米由于水熱處理，顆粒中的蛋白質(zhì)、淀粉、維生素、礦物質(zhì)等物質(zhì)發(fā)生變化，使其具有比精白米更好的營養(yǎng)品質(zhì)。

3.2.1 蛋白質(zhì)

水稻中的蛋白質(zhì)主要集中在米糠中，其中主要蛋白質(zhì)是球蛋白（約12%）和谷蛋白（約80%），次要的是白蛋白（約5%）和醇溶蛋白（約3%）[34]。對不同品種的大米研究發(fā)現(xiàn)，相比較于精白米，蒸谷米中的蛋白質(zhì)含量更高[32]。程科等[10]發(fā)現(xiàn)，無論以何種方式干燥的蒸谷米，其蛋白質(zhì)含量高于精白米。研究者們通常對蛋白質(zhì)在不同培養(yǎng)基中的可萃取性進(jìn)行研究，以此表征蒸谷米經(jīng)過水熱處理后蛋白質(zhì)的變化。Kato等[35]發(fā)現(xiàn)，由于水熱處理，顆粒中蛋白質(zhì)的可萃取性降低了約45%，可能是由于蛋白質(zhì)的熱變性。Buggenhout等[34]發(fā)現(xiàn)蒸煮條件對可提取蛋白質(zhì)的含量有明顯的影響，提高蒸煮程度導(dǎo)致蛋白質(zhì)的提取率大大降低，這表明蛋白質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加密集。對蛋白質(zhì)的分子量分布進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，谷蛋白在劇烈的蒸汽條件下發(fā)生聚合，而白蛋白、球蛋白和醇溶蛋白通過二硫鍵、氫鍵和疏水作用形成單獨(dú)的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)或與谷蛋白網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)。蛋白質(zhì)的變性影響淀粉的膨脹、流變性質(zhì)，對于蒸谷米產(chǎn)品品質(zhì)的形成具有重要意義[36]。

3.2.2 淀粉

蒸煮過程中淀粉顆粒吸水膨脹，結(jié)晶區(qū)消失，而冷卻干燥過程中淀粉發(fā)生老化，不可逆地改變了淀粉的微觀結(jié)構(gòu)[37]。Ong等[38]認(rèn)為在蒸谷米中主要存在3種淀粉形式：剩余的未糊化淀粉、回生的淀粉、直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物。蒸谷米中淀粉結(jié)晶結(jié)構(gòu)的形成取決于蒸谷的條件以及游離的直鏈淀粉。在蒸煮后，顆粒中相對結(jié)晶度降低，表明結(jié)晶區(qū)被破壞，形成無定形區(qū)域[39]。但經(jīng)過一段時間的老化，蒸谷米中存在回生淀粉形成的晶體結(jié)構(gòu)，以及直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物。

精白米在食用后能被人體快速消化，造成血糖指數(shù)在短時間內(nèi)快速升高，是一種高升糖指數(shù)產(chǎn)品，對于高血壓和糖尿病患者健康尤其不利。Hamad等[40]發(fā)現(xiàn)，相比較于精白米和糙米，蒸谷米在測試時間內(nèi)（0～120 min）均顯著降低餐后血糖水平。蒸谷米的淀粉水解平衡率顯著低于精白米，研究者在蒸谷米表面觀察到致密的結(jié)構(gòu)，認(rèn)為這是降低蒸谷米消化率的物理屏障。此外，冷卻干燥過程會導(dǎo)致糊化淀粉發(fā)生回生，并形成難以消化的淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物[41]。高抗性淀粉含量的蒸谷米被認(rèn)為會降低碳水化合物的消化，以及增加飽腹感，抑制腸胃蠕動，取代易消化的碳水化合物，降低餐后血糖指數(shù)[42]。無論何種品種，蒸谷米都比精白米能顯著降低餐后血糖反應(yīng)。

3.2.3 維生素

維生素主要存在于麩皮中，因此普通精白米在碾米過程會造成維生素的損失。而與精白米相比，蒸谷米中的維生素含量更高。研究證實(shí)，蒸谷米中的維生素A和維生素C因?yàn)楦邷刈饔迷斐蓳p失，但蒸谷過程顯著增加了最終產(chǎn)品中的水溶性營養(yǎng)因子，尤其是B族維生素。蒸谷米中核黃素和硫胺素的含量顯著高于相對應(yīng)品種的精白米，這歸功于顆粒中維生素隨著水分的擴(kuò)散而遷移，在胚乳中得到富集[43]。Manful等[44]發(fā)現(xiàn)市售蒸谷米中的硫胺素含量為精白米的7倍，并且與蒸谷強(qiáng)度呈線性關(guān)系；而核黃素含量隨著蒸谷強(qiáng)度的增加，出現(xiàn)先增加后降低的趨勢。核黃素在蒸煮過程中發(fā)生熱分解，或隨著浸泡溫度的增加，核黃素溶解到水中。Juliano等[45]認(rèn)為蒸谷處理會造成水溶性維生素和其它麩皮成分由表皮向胚乳中擴(kuò)散。但更早的研究表明，僅僅通過浸泡過程并沒有增加硫胺素的含量，反而經(jīng)過加熱后含量有所增加，據(jù)研究者推測，淀粉糊化有利于固定擴(kuò)散至胚乳中的維生素[46]。

3.2.4 酚類物質(zhì)

酚類化合物具有抗血栓、抗氧化和清除自由基等生理功能。水稻中的抗氧化活性歸因于原花青素和花青素含量較高[47]。由于蒸谷過程中酚酸從麩皮層向內(nèi)遷移至胚乳，從而在碾米過程有所保留，因此酚酸在蒸谷米和精白米的分布有所不同[48]。Pal等[32]對不同品種的大米進(jìn)行研究，以DPPH自由基清除率表征抗氧化能力，發(fā)現(xiàn)蒸谷米的抗氧化活性為24.36%～41.26%，高于精白米（14.25%～25.24%）。蒸谷處理后，蒸谷米的總酚含量和抗氧化能力均顯著增加，其中，總酚含量越高的蒸谷米，其抗氧化性越好[32]。水熱處理也被報(bào)道會導(dǎo)致細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致結(jié)合酚類物質(zhì)（如對香豆酸和阿魏酸）的可萃取性增加，意味著有利于其釋放[18]。

3.2.5 礦物質(zhì)

稻谷中含有多種礦物質(zhì)，如鉀、鈣、鎂、磷、鋅、鐵、銅和鈉等。普通精白米由于碾去麩皮，因此與糙米相比，鉀、磷元素含量顯著降低。Heinemann等[49]發(fā)現(xiàn)蒸谷米中的鉀、磷含量與蒸谷處理后的糙米相當(dāng)，稍低于糙米但顯著高于精白米，說明這兩種元素主要位于麩皮中，而蒸谷過程使其部分遷移至胚乳，從而在碾米過程中被保留。稻谷中其它的元素，如錳、鈣、鋅，均勻分散在麩皮及胚乳中，在浸泡和蒸煮過程中由胚乳向外遷移或析出，在碾米過程中被更多地除去。此外，營養(yǎng)液浸泡與蒸谷處理相結(jié)合，是制備營養(yǎng)強(qiáng)化型大米的一種經(jīng)濟(jì)高效的方法。Wahengbam等[50]將糙米在硫酸鋅溶液中浸泡，經(jīng)過蒸煮、干燥、碾米后，所得的蒸谷米產(chǎn)品中鋅元素含量顯著增加。

蒸谷米與精白米中的營養(yǎng)物質(zhì)比較如表2[32，43，49]所示。

表2 蒸谷米與精白米中營養(yǎng)成分比較Table 2 Comparison of nutrients between parboiled rice and white rice

3.3 感官品質(zhì)

3.3.1 顏色

蒸谷米具有顏色更深的黃色外觀。蒸谷米和精白米之間測量到的顏色差異取決于蒸谷米制備過程中浸泡和蒸煮條件，其中總色差E隨著浸泡后水分含量和淀粉糊化程度的增加而增大[51]。Leethanapanich等[3]發(fā)現(xiàn)隨著浸泡溫度的增加，蒸谷米的顏色逐漸變深。這符合有關(guān)于蒸谷米顏色變深的機(jī)制之一，即在浸泡過程中，色素從谷殼和麩皮到胚乳的擴(kuò)散導(dǎo)致顏色的變化。此外，水熱處理導(dǎo)致的非酶褐變，如焦糖化和美拉德反應(yīng)，也是導(dǎo)致蒸谷米顏色變化的重要原因。Lamberts等[52]發(fā)現(xiàn)，還原糖含量在蒸煮后降低，說明由淀粉降解的還原糖在蒸煮過程中發(fā)生了美拉德反應(yīng)，與蛋白質(zhì)反應(yīng)形成棕色物質(zhì)。淀粉的糊化和老化、堊白粒的減少、色素由麩皮向胚乳的遷移以及美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的形成，對蒸谷米顏色加深具有一定作用。

3.3.2 顆粒硬度

硬度是稻谷比較重要的理化性質(zhì)，會直接影響碾米過程中的碎米率。Taghinezhad等[4]發(fā)現(xiàn)蒸谷米的硬度與相對糊化度線性相關(guān)（R2=0.88），隨著相對糊化度的增加，顆粒的硬度增加。Nasirahmadi等[53]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)蒸煮時間從10 min延長到20 min時，顆粒的極限應(yīng)力顯著增加（p≤0.01）。在蒸煮過程中，由于糊化的淀粉可以填充顆粒內(nèi)部的孔，去除顆粒內(nèi)部的空隙，從而使顆粒得以強(qiáng)化，而增加蒸煮時間會導(dǎo)致顆粒中更多的淀粉發(fā)生糊化，經(jīng)冷卻干燥后提高其抗斷裂能力。顆粒因淀粉糊化而獲得的超微結(jié)構(gòu)越均勻致密，米粒的硬度越高[54]。

3.3.3 米飯的質(zhì)構(gòu)特征

米飯的質(zhì)構(gòu)是影響消費(fèi)者喜好度的重要品質(zhì)屬性，其中硬度和黏度尤為重要[55]。米飯的質(zhì)構(gòu)取決于直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量，直鏈淀粉含量高的大米往往硬度較大且不黏，支鏈淀粉含量高的大米則黏軟。Tian等[31]研究發(fā)現(xiàn)，與精白米相比，蒸谷米飯的硬度明顯增加，而黏度降低。劉園等[56]通過單因素試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)蒸谷米生產(chǎn)工藝中對硬度的影響因素依次為蒸煮時間、蒸煮溫度、浸泡時間、浸泡溫度。Ong等[57]認(rèn)為蒸谷過程中淀粉晶型的形成對最終蒸谷米飯的質(zhì)構(gòu)形成具有重要作用。此外，Derycke等[28]認(rèn)為蒸煮過程中形成蛋白質(zhì)屏障（由通過二硫鍵連接的蛋白質(zhì)組成），會限制烹飪過程中固體的溶出，從而降低蒸谷米飯的黏度。Buggenhout等[58]發(fā)現(xiàn)蒸谷米經(jīng)過水熱處理，形成均勻致密的超微結(jié)構(gòu)，使得烹飪過程中水分的擴(kuò)散變得困難，以及溶出物減少，從而增加了硬度，同時降低了黏度[41]。

3.4 儲存品質(zhì)

經(jīng)碾磨之后的大米在儲存過程中容易受到生物、物理和化學(xué)因素的影響[59]。其中酶的作用最為明顯，脂肪由于脂肪酶的作用水解，產(chǎn)生游離脂肪酸，從而對大米的食味品質(zhì)產(chǎn)生不利影響。Koh等[60]對在25℃下保存一年的蒸谷米和精白米樣品的酸值進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，蒸谷米樣品保持相對穩(wěn)定，說明在室溫25℃條件下，蒸谷處理可以提升大米長期的氧化穩(wěn)定性。蒸谷米加工過程中的水熱處理使得顆粒中的脂肪酶被滅活，并且對微生物有一定的破壞作用[61]。同時蒸谷米也會喪失發(fā)芽能力，從而延長儲存期。

研究者對不同品種的精白米和蒸谷米中的脂質(zhì)含量進(jìn)行測定，通過方差分析發(fā)現(xiàn)，蒸谷過程對脂質(zhì)含量的影響顯著。蒸谷米中的脂質(zhì)含量相較于精白米有不同程度的降低，出現(xiàn)這種現(xiàn)象是由于脂質(zhì)受熱分解破裂，胚乳中的脂肪向外層麩皮中移動，從而在碾磨過程中被除去，因此蒸谷米糠中的含油量更高[32]。米糠是脂質(zhì)的天然來源，含有超過25%的油，尤其是不飽和脂肪酸。作為必需脂肪酸的來源，米糠中的脂質(zhì)由于不穩(wěn)定容易發(fā)生腐敗。與其他處理方式如烤制相比，經(jīng)過蒸谷處理后的米糠在儲存期間最穩(wěn)定。

4 存在的問題及展望

蒸谷米在加工、營養(yǎng)、感官和儲存方面具有諸多優(yōu)勢，深受歐美、南亞和中東等消費(fèi)者的喜愛。在國內(nèi)，消費(fèi)者對于蒸谷米的可接受度低，我國生產(chǎn)的蒸谷米多數(shù)用于出口。造成這種現(xiàn)象的原因，其一是蒸谷米在制作過程中經(jīng)過的水熱處理致使其米色較深。我國消費(fèi)者普遍喜愛顏色潔白的大米，并以此作為評判大米優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。而蒸谷米由于色素遷移、非酶褐變等作用使得米色呈棕黃色，不符合大眾的消費(fèi)喜好。此外，對于喜愛米飯有黏性以及軟硬度適中的消費(fèi)者來說，由于淀粉的糊化、回生等物理變化，使得蒸谷米飯相較于普通米飯較硬且不黏。蒸谷米的感官特性是限制其擴(kuò)大國內(nèi)市場的重要因素，也是未來改善蒸谷米產(chǎn)品品質(zhì)的重點(diǎn)。盡管近年來出現(xiàn)了有關(guān)于改善品質(zhì)的研究，如使用微波處理以提高蒸谷米的白度，但如何將其適用于工業(yè)化生產(chǎn)以及開發(fā)新的加工工藝仍值得研究。由于稻谷或糙米需進(jìn)行水熱處理，過程中要使用過量水對原料進(jìn)行浸泡，因此在蒸谷米制備過程中會產(chǎn)生大量的加工廢水[62]。如何對廢水進(jìn)行處理，以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，并且在此過程中節(jié)約能源、降低成本等問題還需進(jìn)一步地探究和實(shí)踐。

水分的擴(kuò)散、淀粉的糊化和回生、直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物的形成、蛋白質(zhì)的變性等諸多理化變化使蒸谷米具有更多的優(yōu)勢，比如高營養(yǎng)、耐儲存等，但也造成了蒸谷米色澤、質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的劣化。隨著居民對健康飲食的重視，蒸谷米正逐漸走入大眾視野。因此，加強(qiáng)對蒸谷米品質(zhì)形成的基礎(chǔ)研究，對于改善蒸谷米產(chǎn)品的最終品質(zhì)，擴(kuò)大蒸谷米的消費(fèi)市場，以及使其符合消費(fèi)者的喜好具有重要意義。