薏米蒸煮品質(zhì)加工改良技術(shù)研究進(jìn)展

郭曉燕 雷 靜 龍佩霖 敖茂宏 劉凡值 楊小雨，3

（1 貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/農(nóng)業(yè)生物工程研究院，山地植物資源保護(hù)與保護(hù)種質(zhì)創(chuàng)新教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山地生態(tài)與農(nóng)業(yè)生物工程協(xié)同創(chuàng)新中心，貴陽 550025；2 貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院亞熱帶作物研究所，興義 562400；3 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，北京 100081）

薏米為禾本科植物（Poaceae）薏苡（Coix lachrymajobiL.）的干燥成熟種仁，又名薏苡仁或薏仁米，是我國首批公布的藥食同源食品之一，營養(yǎng)和藥用價(jià)值兼具，備受市場青睞。薏苡主要種植消費(fèi)于中國、泰國、印度、日本等東南亞國家。據(jù)報(bào)道，2019 年我國薏苡的種植面積約7.33 萬hm2，年總產(chǎn)量約55 萬t，種植面積和產(chǎn)量均居世界首位。國內(nèi)薏苡則主要種植分布于貴州、云南、廣西、福建等4個(gè)省區(qū)，其他省份也有零星種植。貴州省薏苡種質(zhì)資源豐富、栽培歷史悠久、生態(tài)氣候條件適宜，其種植面積、產(chǎn)量常年居全國第一，生產(chǎn)量占全國2/3，薏米總產(chǎn)量近30 萬t。每年由貴州省生產(chǎn)加工銷往全球各地的薏米，占據(jù)了全球同行業(yè)市場份額的70%以上，產(chǎn)值達(dá)43 億元[1]。

薏米富含淀粉、蛋白、脂肪、人體必需氨基酸和微量礦質(zhì)元素等營養(yǎng)成分，以及脂肪酸、甾醇、三萜和多糖類等生物活性成分。醫(yī)藥學(xué)和臨床研究表明薏苡有抗腫瘤、免疫增強(qiáng)、降血糖、誘發(fā)排卵、抗?jié)?、止瀉、鎮(zhèn)痛消炎、抗重度功能性痛經(jīng)、治療扁平疣、治療痤瘡等功能[2]。除了用作傳統(tǒng)的藥材外，薏米最常見的就是用于煮粥或煲湯。近年來，市場上也涌現(xiàn)了大量薏米相關(guān)副食品，如薏米餅干、薏米茶及薏米乳酸飲料等。然而，薏米質(zhì)地堅(jiān)硬，直接粒食需經(jīng)長時(shí)間浸泡和蒸煮，不僅耗時(shí)耗能還易造成營養(yǎng)流失、影響食用口感及其加工應(yīng)用。為了克服薏米的上述不足、適應(yīng)當(dāng)下快節(jié)奏的生活方式，人們在生活生產(chǎn)和科研中發(fā)明了一系列改善薏米蒸煮品質(zhì)的方法，主要有浸泡、超聲波、微波、高溫高壓或膨化等預(yù)熟化工藝，低溫冷凍及其后續(xù)干燥處理等等。本文結(jié)合近年來薏米蒸煮品質(zhì)的相關(guān)報(bào)道，概述了薏米的蒸煮品質(zhì)特性以及不同加工方式對薏米蒸煮品質(zhì)及營養(yǎng)特性的影響，以期為后續(xù)研究提供參考。

1 薏米的蒸煮品質(zhì)

谷物蒸煮品質(zhì)以稻米研究最為深入，近年來已有部分學(xué)者參考大米蒸煮品質(zhì)評價(jià)方法對薏米進(jìn)行了初步研究，相關(guān)指標(biāo)有：蒸煮時(shí)間、吸水率、膨脹率、米湯碘藍(lán)值及米湯pH 值等。相較糜子、大米、糯米等谷物，薏米蒸煮時(shí)間極長：直接蒸煮，需100min以上；即使提前浸泡1～3h，也需蒸煮80min[3-7]。吸水率和體積膨脹率間接反映了谷物的吸水能力，其值越小吸水力越差；相比其他谷物，薏米在蒸煮過程中較難吸水膨脹。米湯碘藍(lán)值反映了谷物在蒸煮過程中溶解在米湯中的可溶性直鏈淀粉含量，值越大米湯越黏稠，品質(zhì)越差。薏米的米湯碘藍(lán)值較小，表示其可溶性直鏈淀粉含量少，品質(zhì)較好。米湯pH 值反映了米湯的酸度值，而酸度會影響米飯的口感；薏米與其他谷物相當(dāng)，米湯均呈中性（表1）。此外，糊化度以蒸煮過程中糊化淀粉所占谷物全部淀粉量的比例表示，也可以反映谷物的熟化程度。王輝[3]比較了薏米與幾種常見谷物的糊化度，在共同蒸煮10min 后，糯米糊化度最高為75.10%，粳米、秈米的糊化度其次，分別為56.29%和38.75%，而薏米、玉米及蓮子等糊化度最低，分別為6.08%、3.35%、2.46%，說明薏米蒸煮過程中較難熟化。

表1 薏米和不同谷物間蒸煮品質(zhì)比較

2 不同加工方式對薏米蒸煮品質(zhì)及營養(yǎng)的影響

為了克服薏米結(jié)構(gòu)致密、蒸煮較難熟化的問題，縮短薏米的蒸煮時(shí)間，改善其適口性，生活生產(chǎn)和科研中涌現(xiàn)出了一系列改善薏米蒸煮品質(zhì)的方法，這些方法對薏米蒸煮品質(zhì)和營養(yǎng)特性都有不同程度的影響。

2.1 浸泡浸泡可使谷物體積膨脹，淀粉顆粒間出現(xiàn)細(xì)小裂縫，這一變化有利于內(nèi)部淀粉吸收水分及加熱時(shí)均一糊化，從而縮短蒸煮時(shí)間。影響浸泡效果的最主要因素包括浸泡時(shí)間和浸泡溫度。

不同的浸泡條件下薏米的蒸煮特性有明顯區(qū)別。胡吟等[8]研究發(fā)現(xiàn)在2h 范圍內(nèi)，隨浸泡時(shí)間延長，薏米的吸水率、膨脹率、彈性增大，硬度降低，蒸煮時(shí)間縮短。王輝[3]研究表明了薏米適宜的浸泡時(shí)間為3h，而且浸泡溫度（30～60℃）越高，米粒吸水越快，米粒含水量達(dá)到飽和的時(shí)間越短。Ding 等[9]研究不同浸泡溫度對薏米蒸煮、理化特性的影響，發(fā)現(xiàn)在70℃高溫下浸泡，薏米內(nèi)部水分的分布更均勻，但是其淀粉顆粒受到嚴(yán)重侵蝕。

總之，若浸泡時(shí)間不足、浸泡溫度過低，則谷物吸收水分不足，蒸煮容易夾生；相反，若浸泡時(shí)間過長、溫度過高，則會影響米飯的質(zhì)地和食味，也易造成谷物中營養(yǎng)成分的流失、活性受損、營養(yǎng)價(jià)值降低。

2.2 超聲波超聲波技術(shù)多用于淀粉的提取及改性研究，該技術(shù)僅引起淀粉顆粒表面結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化，對其完整性的影響最小。谷物以淀粉含量最多，前人研究發(fā)現(xiàn)超聲波可疏松谷物結(jié)構(gòu)、改變其吸水性，進(jìn)而縮短其蒸煮時(shí)間[3]。

超聲波處理谷物時(shí)，處理溫度和功率對谷物蒸煮品質(zhì)均有重要影響。王輝[3]將薏米在不同溫度（25℃、40℃和55℃）下進(jìn)行超聲波處理，發(fā)現(xiàn)超聲波處理后的薏米表面出現(xiàn)裂紋，其持水力和體積膨脹率顯著提高，米湯中流失的固形物增加，蒸煮后薏米的硬度降低，咀嚼度、彈性增加。固定頻率（16kHz）和功率（150W）的超聲波處理30min，處理溫度越高，相應(yīng)的薏米含水率越高（22.14%、26.89%、30.12%），且最適蒸煮時(shí)間由80.5min 分別縮短了4.7min、9.2min、13.2min。陶虹等[10]研究發(fā)現(xiàn)不同功率的超聲波（160W、280W、400W）處理糙米，糙米的吸水率隨超聲波功率增大而增加；400W 超聲波處理30min，吸水率最大為12.29%，硬度、膠黏性和咀嚼性顯著下降12%以上，糙米蒸煮時(shí)間縮短4min 左右。

可見適當(dāng)?shù)某暡ㄌ幚砜娠@著改善谷物的蒸煮品質(zhì)，深入研究超聲波處理對薏米蒸煮品質(zhì)的影響機(jī)理及優(yōu)化超聲波處理?xiàng)l件，將該技術(shù)引入薏米加工生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

2.3 微波微波是300MHz～300GHz 可產(chǎn)生高頻電磁場的電磁波，使物料分子間產(chǎn)生高頻振動引起分子間高速摩擦，迅速提升物料溫度；微波加熱穿透性強(qiáng)、能耗低、加熱均勻迅速，對物料的養(yǎng)分影響較小。據(jù)報(bào)道有學(xué)者利用該方法處理薏米，達(dá)到了與大米同熟的效果。

孫軍濤等[11]比較了常壓蒸煮、高溫高壓蒸煮和微波熟化技術(shù)處理薏米后對其營養(yǎng)成分、米飯質(zhì)構(gòu)和色澤的影響，結(jié)果表明：與其他兩種方法相比，在微波熟化技術(shù)的最佳工藝條件下（料液比1∶3、40℃浸泡1.5h、微波功率529W、微波時(shí)間5min、微波物料厚度2.8cm），微波處理對薏米營養(yǎng)成分的破壞較小，可以降低薏米的硬度，對薏米色澤的影響也小。劉佳男等[12]采用恒溫浸泡和微波膨化技術(shù)處理薏米，在浸泡溫度46.4℃、浸泡時(shí)間3.9h、微波功率600W、微波時(shí)間85s 的最佳工藝下，薏米能實(shí)現(xiàn)與大米的同熟，它的糊化度可達(dá)49.34%，感官評分達(dá)90 分，且外觀形態(tài)完整。

2.4 高溫高壓與高溫膨化目前研究和生產(chǎn)中用的最多的還是高溫高壓、超高壓技術(shù)、高溫短時(shí)氣流膨化等方法，這些方法均提高了薏米的糊化度，改善了薏米的蒸煮條件。

孫軍濤等[11]研究了高溫高壓預(yù)熟化薏米的工藝，最佳工藝條件下（料液比1∶3、40℃浸泡1h、115℃蒸煮3min，0.25MPa）薏米的糊化度達(dá)70%以上，硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性等均明顯提高，相比常溫常壓蒸煮的薏米，其硬度偏大，彈性、膠黏性和咀嚼性偏小。王俊國等[13]研究了超高壓（通常為100～1000MPa）處理后對薏米蒸煮和食用品質(zhì)的影響，相比于未處理樣品，經(jīng)過300MPa 壓力處理后薏米的外觀品質(zhì)、蒸煮品質(zhì)及食用品質(zhì)均較好，含水率提高、白度增加、透光度略有降低；蒸煮時(shí)間縮短了17.6min、持水率增加；薏米的硬度降低，彈性、膠黏性、咀嚼度增加。高溫短時(shí)氣流膨化最大特點(diǎn)是可滿足多種形狀大小的物料無油和連續(xù)膨化加工，受熱時(shí)間短、營養(yǎng)保持好。劉曉娟等[14]采用該技術(shù)制備速食薏米，處理后的薏米較之未處理，蒸煮時(shí)間由85min 縮短至22min，淀粉糊化度提高了4.77%，保留了較高的營養(yǎng)成分，淀粉、蛋白的消化特性變好，微觀結(jié)構(gòu)上薏米的空洞變大，蒸煮品質(zhì)顯著提升。

有學(xué)者利用上述方法開發(fā)了不同類型的速食薏米產(chǎn)品。例如：陳天兵[15]將薏米在常壓飽和蒸汽氣蒸90～100min 或常壓水煮50～80min 至完成熟化，采用熱風(fēng)干燥（干燥溫度90～100℃）方式將薏米含水量降至10%～25%，從而得到速食薏米。李存芝等[16]在真空微波下對薏米餅的膨化進(jìn)行了研究，使薏米的食用更方便、快捷。

2.5 冷凍當(dāng)今年輕人快節(jié)奏的生活方式帶火了速凍米飯、速凍粥、速凍水餃等快消產(chǎn)品。以速凍米飯為例，是指將蒸煮好的米飯，在-40℃以下的環(huán)境中急速冷凍并在-18℃以下凍藏的產(chǎn)品，冷凍米飯復(fù)熱后的風(fēng)味和口感最接近新鮮米飯，相應(yīng)的縮短了蒸煮時(shí)間，而且便捷衛(wèi)生，備受市場青睞[17]。

一般來講冷凍溫度和時(shí)間是影響速凍米飯的重要因素。信思悅[18]研究不同冷凍溫度（-20℃、-40℃、-80℃）處理方便粥對其營養(yǎng)及蒸煮食味品質(zhì)的影響，結(jié)果表明：其營養(yǎng)成分無顯著變化；而經(jīng)-80℃快速凍結(jié)后方便粥復(fù)熱后其食味品質(zhì)接近鮮煮米粥；凍結(jié)溫度越低，方便粥的凍結(jié)速率越快、凍結(jié)失水率越低，方便粥復(fù)熱后水分含量越高，固形物含量越低。宋敏等[19]探索不同冷凍時(shí)間對糙米米飯食用品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)-23℃冷凍1h 后，冷凍米飯復(fù)熱后感官評分變高，食用品質(zhì)提升。此外，谷物的生化組成會影響其是否適合做冷凍米飯。徐侃[17]利用質(zhì)構(gòu)儀評價(jià)了10 種不同的原料米制作的冷凍米飯，分析發(fā)現(xiàn)直鏈淀粉含量17%左右的大米比較適合生產(chǎn)冷凍米飯。

冷凍型速食薏米相關(guān)技術(shù)和理論研究薄弱，今后在研究冷凍技術(shù)加工薏米時(shí)可以效仿其他谷物。先將其浸泡，然后冷凍處理，通過評價(jià)蒸煮品質(zhì)指標(biāo)如吸水率、體積膨脹率等，探索適宜薏米冷凍型速食米飯的工藝。對冷凍薏米米飯的研究，能促進(jìn)薏米在方便食品領(lǐng)域的發(fā)展。

2.6 干燥方式對預(yù)熟化薏米品質(zhì)的影響干燥是薏米預(yù)熟化加工后最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，常見的干燥方式有熱風(fēng)干燥、微波干燥、真空冷凍干燥3 種，不同干燥方式下薏米的營養(yǎng)成分、質(zhì)構(gòu)及色澤差異較大。張智超等[20]對以上3 種干燥方法進(jìn)行了系統(tǒng)比較，結(jié)果表明鼓風(fēng)干燥最佳工藝條件下（干燥溫度85℃、干燥時(shí)間140min、物料厚度0.5cm），薏米的脂肪和蛋白質(zhì)含量升高；薏米的硬度與原料米相比下降，彈性、膠黏性與咀嚼性均增高；色澤上，其亮度增加，表面出現(xiàn)裂紋。微波干燥的最佳工藝條件下（微波功率539W、干燥時(shí)間5min、物料厚度3cm），薏米的脂肪和蛋白質(zhì)含量均升高；薏米的硬度與原料米接近，彈性、膠黏性與咀嚼性均增高；薏米表面有明顯裂紋。真空冷凍干燥的最佳工藝條件下（溫度-49℃、干燥時(shí)間5h、物料厚度2.5cm），薏米的脂肪和蛋白質(zhì)含量略有下降；硬度下降，彈性、膠黏性與咀嚼性與原料米接近；外觀上薏米的亮度增加，表面無裂紋。說明真空冷凍干燥能最大限度地保留食品的口感，能夠較好地保留食品原有的形貌特征。

3 展望

近年來隨著居民健康意識增強(qiáng)，藥食兼用的雜糧變得備受消費(fèi)者青睞，薏米消費(fèi)量明顯提升。然而薏米質(zhì)地堅(jiān)硬、蒸煮耗時(shí)，既影響了消費(fèi)者直接蒸煮食用也制約了其副產(chǎn)品加工，迫切需要研發(fā)薏米速食產(chǎn)品。

易煮薏米與傳統(tǒng)薏米具有相似的營養(yǎng)價(jià)值、質(zhì)地和風(fēng)味，且可在短時(shí)間內(nèi)烹飪，市場需求量很大，發(fā)展前景廣闊。我國易煮薏米的加工技術(shù)研究尚處起步階段，相關(guān)技術(shù)不夠成熟，日后可從以下幾點(diǎn)加強(qiáng)相關(guān)研究內(nèi)容：一是進(jìn)一步完善和研發(fā)薏米蒸煮品質(zhì)改良的加工工藝，速食薏米加工中加強(qiáng)不同加工技術(shù)的協(xié)同應(yīng)用；二是深入研究不同加工技術(shù)對其營養(yǎng)、活性組分的影響及其作用機(jī)制；三是建立薏米加工原料的品質(zhì)評價(jià)體系，為創(chuàng)制高品質(zhì)、高營養(yǎng)的易蒸煮薏米提供參考。