遠紅外輔助加熱對米飯揮發(fā)性成分的影響

沙雨欣　曹婷　潘思軼　王魯峰

摘要：目的：研究電飯煲中采用遠紅外輔助加熱對米飯主要揮發(fā)性成分的影響。方法：采用頂空固相微萃取/氣質(zhì)聯(lián)用（SPME/GCMS）的方法，對比通過普通電飯煲蒸煮和通過改造的遠紅外輔助加熱電飯煲進行蒸煮的米飯揮發(fā)性成分。結(jié)果：對于東北長粒香米與泰國香米，加載了遠紅外輔助加熱裝置的電飯煲都能檢測到含量更高、種類更多的揮發(fā)性成分。其中，在紅外輔助加熱頂層最高溫為105 ℃時，蒸煮效果最好，其產(chǎn)生的揮發(fā)性成分的種類、含量高于紅外輔助加熱頂層最高溫為101 ℃和115 ℃的電飯煲，并遠高于普通方式加熱電飯煲。結(jié)論：遠紅外輔助加熱有利于米飯揮發(fā)性成分的生成和富集，可以作為米飯增香的潛在技術(shù)。

關(guān)鍵詞：米飯;遠紅外;揮發(fā)性成分大米是中國最重要的主食之一[1]。香味是米飯最重要的品質(zhì)指標之一，對米飯的食用品質(zhì)具有重要影響[2]。研究表明，米飯中的揮發(fā)性成分多達120種以上，主要由醛、酮、酸、酯、醇、烴以及雜環(huán)化合物組成[3]。米飯的風味成分受大米的種類、加工精度、破碎度、儲藏條件以及蒸煮條件的影響[48]。目前，關(guān)于米飯的蒸煮制作方法主要有常壓蒸煮、微壓蒸煮、高壓蒸煮等[9]。研究表明，不同蒸煮方法的米飯檢測出的揮發(fā)性成分種類及含量不同[10]。與傳統(tǒng)的加熱方式相比，遠紅外輔助加熱能耗低，因而在物料干燥領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[1112]。除了具有節(jié)能的優(yōu)點外，有研究表明，遠紅外還可以賦予食品風味及香氣。研究表明，將剛釀出的酒經(jīng)過15 min到4 h的遠紅外照射，可以使白酒具有1年陳釀的口感[13]。因此，為了探討米飯蒸煮過程中輔以遠紅外加熱是否可以改變米飯的風味，本研究設(shè)計定制了帶有紅外輔助加熱的電飯煲，研究對比普通電飯煲與遠紅外輔助加熱電飯煲烹飪米飯的揮發(fā)性成分變化，旨在探究遠紅外輔助加熱對改善米飯香氣的可行性。

1材料與方法

1.1材料與儀器

十月稻田東北長粒香大米，沈陽信昌糧食貿(mào)易有限公司;泰國香米，東莞益海嘉里糧油食品工業(yè)有限公司;DF101S恒溫磁力攪拌器，鄭州長城工貿(mào)有限公司;TG224S電子分析天平，賽多利斯科學儀器;76937200B氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent科技公司;SPME萃取纖維頭（50/30μm DVB/CAR/PDMS），美國Supelco公司;CFXB40HC30130壓力電飯煲，浙江蘇泊爾家電制造公司;定制遠紅外輔助加熱電飯煲，在CFXB40HC30130壓力電飯煲基礎(chǔ)上改裝。

1.2方法

分別取4份東北長粒香米及泰國香米，每份600 g，其中1份通過普通電飯煲蒸煮、3份通過改造的遠紅外輔助加熱電飯煲進行蒸煮，分別采用A、B、C等3種不同程序，所有不同蒸煮方式的米水質(zhì)量比均為1∶1.36。試驗測得，A、B、C等3種程序蒸煮米飯頂層最高溫分別為101、108、115 ℃。米飯揮發(fā)性成分的檢測使用中國家電協(xié)會團體標準《電飯煲烹飪米飯品質(zhì)評價方法T/CHEAA 00022018》中A.8揮發(fā)性香氣測定，主要操作：蒸煮結(jié)束后整鍋米飯攪勻打散，在鍋內(nèi)中間部分取樣，準確稱取蒸煮米飯（30±0.5）g于100 mL頂空瓶中，并加入2 μL 0.555 μg/μL的1，2二氯苯作為標準物，迅速用帶聚四氟乙烯的隔墊塞子密封，樣品沸水浴10 min后開始萃取，然后將頂空瓶置于帶恒溫水浴鍋的磁力攪拌器內(nèi)，水浴溫度設(shè)為70 ℃，將SPME萃取頭插入頂空瓶，調(diào)整并固定萃取頭在頂空體積中的位置，保證萃取頭離樣品表面有1.5 cm的距離。萃取吸附30 min后取出，迅速插入到GC的進樣口，解吸7 min后，取出SPME萃取頭。

GCMS測試條件：進樣口溫度230 ℃。升溫程序：色譜柱初始溫度為40 ℃，維持6 min，再以3 ℃/min程序升溫至100 ℃，再以5 ℃/min程序升溫至230 ℃，維持10 min;載氣（He）流量1.0 mL/min，分流比為1∶1。質(zhì)譜條件：傳輸線溫度250 ℃;電子電離離子源;離子源溫度230 ℃，檢測器電壓830 eV;電子能量70 eV;質(zhì)量掃描范圍為m/z 35～350。

1.3數(shù)據(jù)分析

用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)分析得到米飯揮發(fā)性物質(zhì)的總離子流色譜圖，各組分質(zhì)譜經(jīng)計算機譜庫（NIST11）檢索分析，再結(jié)合有關(guān)文獻質(zhì)譜數(shù)進行人工譜圖解析，確定揮發(fā)性香氣物質(zhì)的化學結(jié)構(gòu)。所有試驗重復(fù)3次，取平均值。本試驗中揮發(fā)性香氣物質(zhì)的定量是半定量結(jié)果。先用面積歸一法得到各成分面積百分比，再通過內(nèi)標物1，2二氯苯含量在樣品中的濃度計算各成分在樣品中的濃度。計算公式為（1）：（1）

式（1）中，Ci表示揮發(fā)性成分在樣品中的濃度（μg/g）、Ai表示揮發(fā)性成分含量面積百分比、Ais表示1，2二氯苯面積百分比、Cis表示內(nèi)標物1，2二氯苯在樣品中的濃度（μg/g）。

2結(jié)果與分析

2.1紅外輔助加熱對米飯中揮發(fā)性醇類物質(zhì)含量的影響由表1可知，加載了遠紅外輔助加熱技術(shù)的電飯煲蒸煮的東北長粒香米醇類物質(zhì)的總量比普通電飯煲提升9.1%～98.2%，泰國香米中該比例為55.2%～111%，由此可見，遠紅外輔助加熱技術(shù)提高了米飯中醇類物質(zhì)的總量，且對于泰國香米的提升效果更好。

2.2紅外輔助加熱對米飯中揮發(fā)性醛類物質(zhì)含量的影響由表2可知，加載了遠紅外輔助加熱技術(shù)的電飯煲蒸煮的東北長粒香米醛類物質(zhì)的總量比普通電飯煲提升59.3%～336%，泰國香米中該比例為24.6%～177%，由此可見，遠紅外加熱技術(shù)大大提高了米飯中醛類物質(zhì)的總量，且對于東北長粒香米的提升效果更好。

2.3紅外輔助加熱對米飯中揮發(fā)性酮類物質(zhì)含量的影響由表3可知，加載了遠紅外輔助加熱技術(shù)的電飯煲蒸煮的東北長粒香米酮類物質(zhì)的總量比普通電飯煲提升15.9%～165%，泰國香米中該比例為162%～279%。由此可見，遠紅外加熱技術(shù)大大提高了米飯中酮類物質(zhì)的總量，且對于泰國香米的提升效果更好。

2.4紅外輔助加熱對米飯中揮發(fā)性酯類物質(zhì)含量的影響由表4可知，加載了遠紅外輔助加熱技術(shù)的電飯煲蒸煮的東北長粒米酯類物質(zhì)的總量比普通電飯煲提升9.1%～143%，泰國香米中該比例為29.7%～195%，由此可見遠紅外加熱技術(shù)大大提高了米飯中酯類物質(zhì)的總量，且對于泰國香米的提升效果更好。

2.5紅外輔助加熱對米飯中揮發(fā)性烴類物質(zhì)含量的影響由表5可知，加載了遠紅外輔助加熱技術(shù)的電飯煲蒸煮的東北長粒香米烷烴類物質(zhì)的總量比普通電飯煲有所提升，而其蒸煮的泰國香米烷烴類物質(zhì)的總量比普通電飯煲有所降低。

2.6紅外輔助加熱對米飯中揮發(fā)性酸及雜環(huán)類物質(zhì)含量的影響由表6可知，加載了遠紅外輔助加熱技術(shù)的電飯煲蒸煮的東北長粒香米酸及雜環(huán)類物質(zhì)的總量比普通電飯煲提升27.8%～126%，泰國香米中該比例為7.7%～36.2%。由此可見，遠紅外輔助加熱技術(shù)大大提高了米飯中酸及雜環(huán)類物質(zhì)的總量，且對于東北長粒香米的提升效果更好。

2.7紅外輔助加熱對米飯中各揮發(fā)性成分組成的影響

由表7可知，加載了遠紅外輔助加熱技術(shù)的電飯煲蒸煮的東北長粒香米揮發(fā)性物質(zhì)的總量比普通電飯煲提升58.0%～184%，泰國香米中該比例為32.7%～103%。由此可知，相較于普通電飯煲，加載了遠紅外輔助加熱方式的電飯煲大大提高了東北米及泰國香米中揮發(fā)性成分的種類和含量。

綜合分析，對于2種實驗米，普通電飯煲蒸煮檢測到揮發(fā)性成分種類都最少，總含量最低，其中醇類、醛類物質(zhì)含量較高，烴類、酮類和雜環(huán)類物質(zhì)的含量比較低[14]。加載了B程序的電飯煲蒸煮效果最好，檢測到的揮發(fā)性成分種類與物質(zhì)含量最多，其中以醛類物質(zhì)含量最高，醇類次之，酮類、烴類、酯類以及雜環(huán)類含量比較低。加載了紅外輔助加熱裝置A程序和C程序的電飯煲檢測到的揮發(fā)性成分種類與物質(zhì)含量無顯著差異，且均顯著低于加載了紅外輔助加熱裝置B程序的電飯煲，但都顯著高于普通電飯煲。檢測出來的醛類、醇類、酮類等物質(zhì)主要是脂肪酸降解和氧化的產(chǎn)物[15]，可能是遠紅外輔助加熱使得上述反應(yīng)更加活躍而得到了更好的蒸煮效果，而較低的溫度使得降解和氧化反應(yīng)減弱，得到的物質(zhì)含量略低，過高的溫度則加快了風味物質(zhì)發(fā)生各類化學變化[16]，使得物質(zhì)含量發(fā)生改變。

3結(jié)論

對于東北長粒香米與泰國香米，加載了遠紅外輔助加熱裝置的電飯煲都能檢測到含量更高、種類更多的揮發(fā)性成分。其中，在紅外輔助加熱頂層最高溫為105 ℃時，蒸煮效果最好，檢測到的揮發(fā)性成分中醛類物質(zhì)含量最高，醇類次之，酮類、烴類、酯類以及雜環(huán)類含量比較低，其產(chǎn)生的揮發(fā)性成分的種類和含量高于紅外輔助加熱頂層最高溫為101 ℃和115 ℃的電飯煲，并且遠高于普通方式加熱電飯煲，這說明遠紅外輔助加熱可能有利于米飯揮發(fā)性成分的生成和富集，可以作為米飯增香的潛在技術(shù)。參考文獻

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Effect of Far Infrared Assisted Heating on Volatile Components in RiceSHA Yuxin1，CAO Ting2，PAN Siyi1，WANG Lufeng1（1College of Food Science and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China;

2 Wuhan Instltute for Food and Cosmetlc Control，Wuhan 430012，China）Abstract：Objective The effect of far infrared assisted heating on the main volatile components of rice in electric cooker was studied.Method SPME/GCMS method was used to compare the volatile components of rice cooked by ordinary rice cooker and modified farinfrared heatassisted rice cooker.Result For the northeast long grain fragrant rice and Thailand fragrant rice，the rice cooker loaded with far infrared auxiliary heating device could detect higher content and more kinds of volatile components.Among them，the cooking effect is the best when the top maximum temperature of infrared assisted heating is 105 ℃，and the types and contents of volatile components produced by it are higher than those of electric rice cookers whose top maximum temperature of infrared assisted heating is 101 ℃ and 115 ℃，and are far higher than those of electric rice cookers heated by ordinary methods.Conclusion Far infrared assisted heating is conducive to the formation and enrichment of volatile components in rice，which can be used as a potential technology for rice flavoring.

Keywords：rice;far infrared;volatile component

作者簡介：沙雨欣（1991—），女，碩士，助理研究員，研究方向：食品加工與安全。

通信作者：王魯峰（1983—），男，博士，副教授，研究方向：米飯蒸煮工藝與品質(zhì)。