稻米原料品種對年糕制品品質(zhì)的影響研究

陳山喬，孫志棟

稻米原料品種對年糕制品品質(zhì)的影響研究

陳山喬1,2，孫志棟1

（1.寧波市農(nóng)業(yè)科學研究院，浙江 寧波 315040； 2.寧波市特色農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測與控制重點實驗室，浙江 寧波 315040）

闡述不同品種的稻米作為加工原料對年糕的外觀口感等品質(zhì)的影響。選用不同品種稻米（寧84、寧88、甬優(yōu)12、甬優(yōu)15和甬優(yōu)1540）作為原料，加工成年糕后測定其淀粉組成、質(zhì)構(gòu)特性、耐水煮性和色差，用以表征其口感和外觀品質(zhì)。根據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果顯示，年糕的直鏈淀粉含量和直鏈–支鏈淀粉比例與其硬度和內(nèi)聚性分別呈正相關(guān)性和負相關(guān)性（相關(guān)系數(shù)的絕對值均大于0.8）、支鏈淀粉含量和回復性呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.71。寧84品種回復性、內(nèi)聚性和硬度指標在所測樣品中最為優(yōu)秀且呈現(xiàn)極顯著差異，代表著口感軟糯而富有嚼勁，但其色澤偏黃偏暗。甬優(yōu)1540品種有最佳的耐水煮性和較好的色澤。各個稻米品種作為年糕原料存在著優(yōu)缺點，一方面，這意味著選育年糕專用水稻品種存在必要性；另一方面也表明了年糕產(chǎn)品需要根據(jù)目標市場和消費者喜好側(cè)重進行原料選擇和后續(xù)的研發(fā)。本文報道并揭示了稻米品種對年糕品質(zhì)的影響，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展提供了理論指導。

稻米；淀粉；年糕；質(zhì)構(gòu)分析

水磨年糕是我國南方有名的民間傳統(tǒng)特產(chǎn)，一般以粳米為原料[1]，要求外觀潔白如玉，口感柔糯滑爽，且久煮不糊，深受消費者喜愛。目前，行業(yè)內(nèi)在年糕生產(chǎn)上，對原料的選擇和監(jiān)管較為粗放，鮮有生產(chǎn)企業(yè)對稻米原料的品種進行要求。稻米品種[2]、稻米的淀粉組成（包括直鏈、支鏈淀粉含量及其比例）[3]對米飯食味有著決定性的影響，但加工成年糕后這種影響目前尚未有研究。以稻米品種對米飯影響進行推論，不同原料造成年糕中淀粉組成同樣會影響其口感，因此適宜的原料會有效提高年糕的口感和質(zhì)量，或者通過控制和選擇原料的品種，能夠生產(chǎn)出針對不同細分化市場需求的年糕產(chǎn)品，反之不適宜或不受控的原料品種將影響年糕的品質(zhì)穩(wěn)定性與市場競爭力。相較于稻米的種植和貯藏條件，稻米的品種是最外化也是最容易控制的指標，因此本研究以此為切入點，從傳統(tǒng)年糕特色產(chǎn)地——寧波市江北區(qū)收集了5種用以供應年糕加工企業(yè)的稻米品種。對稻米加工后的年糕進行包括淀粉組成、質(zhì)構(gòu)分析、耐水煮性和色差的測試。首次闡述年糕原料的品種差異對其口感、烹調(diào)適用性和外觀色澤的影響，初探年糕的淀粉組成與其質(zhì)構(gòu)性質(zhì)的相關(guān)性，試圖為年糕的加工和品質(zhì)檢測提供科學依據(jù)。

1 實驗

1.1 材料與設備

主要材料：稻米產(chǎn)自寧波市江北區(qū)，品種分別為寧84（粳型常規(guī)稻）[4]、寧88（粳型常規(guī)稻）[5]、甬優(yōu)12（秈粳交三系雜交稻）[6]、甬優(yōu)15（秈粳交偏秈型三系雜交稻）[7]、甬優(yōu)1540（秈粳交偏秈型三系雜交稻）[8]。每個品種分別在2019年11月收自1個農(nóng)戶、2020年11月收自2個不同農(nóng)戶、2021年11月收自2個不同農(nóng)戶，其中寧88為當?shù)啬持旮馍a(chǎn)企業(yè)當時所選用的原料。

主要試劑：所使用的化學試劑購自國藥集團化學試劑有限公司（上海）；實驗用水為自制超純水；支鏈淀粉含量測定試劑盒（A152–2–1），南京建成生物工程研究所（南京，江蘇）。

主要儀器：紫外/可見分光光度計型號DU800由Beckman Coulter（California, United States）生產(chǎn)，質(zhì)構(gòu)分析儀型號TA.Xt plus由Stable Micro Systems（London, UK）生產(chǎn)；色差計型號CR–400，由Konica Minolta（Tokyo, Japan）生產(chǎn)；脂肪測定儀型號Soxtec8000，由FOSS（Hiller?d, Denmark）生產(chǎn)；凱氏定氮儀型號Kjeltec8400，由FOSS（Hiller?d, Denmark）生產(chǎn)。

1.2 方法

1.2.1 年糕加工

年糕的制作包括以下步驟：清洗，以符合飲用標準清水清洗去灰塵和雜志顆粒；浸泡，將清洗后的稻米，以4倍質(zhì)量的飲用水浸泡12 h；磨粉，將浸泡后的稻米送入電動石磨機磨成米漿，石磨轉(zhuǎn)速為1 400 r/min；過濾脫水，使用廂式壓濾機對米漿進行脫水，至米漿成為水分含量35%的米粉塊；散粉，使用米粉專用散粉機將米粉塊打散為米粉；蒸煮，使用蒸汽蒸煮米粉20 min；擠壓，使用單螺桿擠壓機將煮熟的米粉擠壓過模具并切割成為年糕，經(jīng)冷卻定形；包裝殺菌，使用真空包裝機對年糕進行包裝，之后以80～85 ℃水浴巴氏滅菌20 min。

1.2.2 直鏈、支鏈淀粉測定

直鏈淀粉的測定引用GB/T 15683—2008《大米直鏈淀粉含量的測定》[9]所描述的方法，并略作修改。其主要步驟：將年糕切碎后在60 ℃下烘干，之后用粉碎機粉碎后過80目篩，粉樣以體積分數(shù)為85%甲醇進行6 h回流脫脂，晾干后在濃度為1.0 mol/L的氫氧化鈉溶液中水解，之后以碘試劑顯色并測量其720 nm處吸光度，以外標定量。

支鏈淀粉的測定按照試劑盒說明書進行，其主要步驟：以測定直鏈淀粉相同的方法制備粉樣，在體積分數(shù)為80%的乙醇中80 ℃提取30 min后離心棄上清，之后用石油醚脫脂，烘干后在90 ℃下水解10 min。水解液加入顯色劑后測定550 nm和743 nm處的吸光度，外標法定量。

1.2.3 脂肪和蛋白質(zhì)的測定

脂肪測定以1.2.2節(jié)中所述過篩后粉末為樣品，分別使用脂肪測定儀和凱氏定氮儀的內(nèi)建快速方法進行測定。

1.2.4 質(zhì)構(gòu)測定

將年糕切割成2 cm×2 cm×1 cm的小塊，經(jīng)真空包裝在沸水中水煮10 min后冷卻至室溫去包裝待測。質(zhì)構(gòu)儀配備TA/1S探頭，以TPA模式進行測定，具體參數(shù)：測試前速度為1.0 mm/s、測試速度為5 mm/s、測試后速度為5 mm/s、測試距離為5 mm、時間為5 s、觸發(fā)力為5.0。

1.2.5 耐水煮性測定

將年糕切成2 cm×2 cm×0.2 cm的薄片30片。在1 L水煮沸狀態(tài)下放入年糕片，每隔10 s取一次水樣，60 s后每隔15 s取一次水樣，總計330 s。水樣在波長為600 nm下，測定光密度值（OD）衡量水的渾濁度。

1.2.6 色差測定

將年糕用解刨刀切斷，保證切口斷面平滑，在斷面上以色差計讀取其、、值。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

實驗中數(shù)據(jù)處理基于[10]進行，差異顯著性分析由單因素方差分析（Oneway ANOVA）–圖奇事后檢驗（Tukey HSD）進行計算。基于ggplot2軟件包進行繪圖[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同原料年糕的淀粉組成特性

年糕的淀粉組成特性如表1所示。5種原料的年糕其直鏈淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪含量在<0.01水平下沒有統(tǒng)計學顯著差異，而寧84為原料和甬優(yōu)15為原料的年糕的支鏈淀粉含量則在此水平下表現(xiàn)出顯著差異。其中寧84的直鏈–支鏈淀粉比值（后文簡稱直–支比）最低。比較原料的類型可見，秈粳雜交稻作為原料，所加工的年糕的直鏈淀粉含量表現(xiàn)出高于常規(guī)粳稻的趨勢，而雜交稻為原料的年糕之間進行比較時，偏秈型的直鏈淀粉含量呈現(xiàn)較高的趨勢。支鏈淀粉含量并未表現(xiàn)出明顯的原料種類（粳稻與雜交稻）間的差異，但是寧84品種的含量則較其他品種的更高。對稻米來說，粳米的質(zhì)地較緊密，淀粉中含支鏈淀粉較多，米飯脹性小而黏性強；秈稻米質(zhì)較疏松，淀粉中含直鏈淀粉較多，米飯脹性大而黏性差[12]。從結(jié)果來看，由于淀粉在常溫下不溶于水[13]，因此大部分會以淀粉顆粒的形式在擠壓過濾中被截留，因此稻米加工成年糕后，也基本符合這種模式。同一品種不同批次稻米加工成年糕后，其淀粉組成特性的波動性較大，具體表現(xiàn)為其直鏈淀粉的標準偏差已經(jīng)大于品種登記信息中稻米品種間差異[4-8]。查閱品種審定相關(guān)資料[4-8]可發(fā)現(xiàn)稻米原料本身的淀粉組成特性受到產(chǎn)地和每年的氣候，以及種植時的水肥條件[14]影響較大，而年糕在加工的浸泡、擠壓過程中會伴隨著可溶性多糖、蛋白質(zhì)等成分的流失，并且如表1所示含量波動較大（相對標準偏差大于30%），將會進一步放大這個差異[15]。

2.2 不同原料年糕的質(zhì)構(gòu)特性

不同原料年糕的質(zhì)構(gòu)特性如表2所示。如表2所示，甬優(yōu)12和甬優(yōu)15品種所加工的年糕，其彈性顯著高于甬優(yōu)1540；寧88、甬優(yōu)1540所加工的年糕其回復性顯著低于寧84；寧84和甬優(yōu)12品種所加工的年糕，內(nèi)聚性極顯著高于甬優(yōu)1540；而甬優(yōu)1540年糕的硬度極顯著高于甬優(yōu)15的，并且這兩者極顯著高于其他品種作為原料的年糕的硬度值，而相似的模式在黏性指標上也有體現(xiàn)。

表1 不同原料年糕的直鏈、支鏈淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪含量及直鏈–支鏈比值

Tab.1 Amylose, amylopectin, protein, fat content and amylose-amylopectin ratio of rice cakes with different raw materials

注：字母差異代表<0.01水平差異顯著性。

表2 不同原料年糕的質(zhì)構(gòu)特性

Tab.2 Textural properties of rice cakes with different raw materials

注：字母差異代表<0.01水平差異顯著性。

年糕的淀粉組成特性和各個質(zhì)構(gòu)特性的相關(guān)性分析如表3所示。如表3所示，對于內(nèi)聚性，直鏈淀粉含量與直–支比表現(xiàn)出較強的負相關(guān)性，其中內(nèi)聚性與直鏈淀粉含量差異顯著（顯著水平<0.5），與直–支比在<0.1下差異顯著。對于硬度，直鏈淀粉含量與直–支比表現(xiàn)出較強的正相關(guān)性，其中硬度與直鏈淀粉在<0.1水平下顯著。此外支鏈淀粉含量與其回復性有著一定的正相關(guān)性（<0.71）。

表3 年糕淀粉組成和質(zhì)構(gòu)特性的相關(guān)性分析

Tab.3 Correlation analysis of starch composition and textural properties of rice cake

注：*、**、***分別代表<0.1、<0.5、<0.01水平差異顯著性。

TPA質(zhì)構(gòu)測試，即質(zhì)構(gòu)曲線解析法，能夠從TPA質(zhì)構(gòu)曲線中提供與人的感官評價相關(guān)的質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)。其中彈性是用第2次壓縮中所檢測到的樣品恢復高度和第1次的壓縮變形量之比值來表示，其代表的是年糕在模擬咀嚼過程中第1次被牙齒壓縮后能夠再恢復的程度[16]，與彈牙感有著關(guān)聯(lián)性[17]。從結(jié)果可見，甬優(yōu)1540作為原料年糕的彈性相較于同樣是秈粳雜交稻制成的甬優(yōu)12和甬優(yōu)15顯著更低。從相關(guān)性分析結(jié)果來看，年糕的淀粉組成特性與彈性之間幾乎沒有相關(guān)性，因此彈性質(zhì)構(gòu)可能與年糕中殘存的蛋白質(zhì)等因素有關(guān)[18]。雖然表1中的蛋白質(zhì)含量并未顯示出顯著差異，但是需要考慮蛋白質(zhì)的具體性質(zhì)，如親水性、相對分子質(zhì)量等對年糕的凝膠性質(zhì)造成的影響。回復性表示樣品在第1次壓縮過程中回彈的能力，是第1次壓縮和返回時作用于探頭的功（探頭行程對力的積分）的比值[16]。在年糕上，低回復率表現(xiàn)為口感更“糊”[17]。從質(zhì)構(gòu)特性和相關(guān)性分析結(jié)果來看，以寧84等高支鏈淀粉含量的粳、秈米品種作為原料，能夠顯著提升年糕的回復性，使年糕的口感更加緊致細膩，減少“糊口”感。內(nèi)聚性表示年糕經(jīng)過第1次壓縮變形后所表現(xiàn)出來的第2次壓縮的相對抵抗能力，表現(xiàn)為2次壓縮所做正功之比[16]。高內(nèi)聚性是年糕獨特口感的一個顯著特征，其與咀嚼行為中感受到的食物口感高度相關(guān)，同時也會影響咀嚼行為本身[17, 19]。內(nèi)聚性的本質(zhì)是食物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在抵抗咀嚼過程中，發(fā)生崩潰的難易度[19]，在年糕中的表現(xiàn)為內(nèi)聚性越強，其嚼勁也越強。從結(jié)果看，內(nèi)聚性數(shù)值與直鏈淀粉含量、淀粉直–支比有著較強的負相關(guān)，而寧84表現(xiàn)出最強的內(nèi)聚性，次之是粳米原料寧88和非偏秈雜交稻甬優(yōu)12。粳米原料帶來的高內(nèi)聚性即更好的嚼勁，這可能是傳統(tǒng)年糕加工傾向于選用粳米作為原料[1]的重要原因。硬度是通過計算自探頭第1次壓縮年糕時受力的峰值[16]所得，蒸煮后的年糕由于年糕具有糯性，通常其受力峰值發(fā)生在最大變形處，被測試的所有樣品均遵循這個特點，并且在峰值之前無受力峰出現(xiàn)，即未測得脆度信息，說明所選原料加工的年糕均未出現(xiàn)壓縮破裂。根據(jù)結(jié)果可見，以偏秈的雜交水稻作為原料，年糕硬度值更高，并且相關(guān)性分析表明硬度與直鏈淀粉含量和直–支比呈正相關(guān)，這與稻米食味與淀粉組成的規(guī)律相一致[20]。黏性代表探頭在上升過程中克服年糕黏著而做的功[16]，黏性質(zhì)構(gòu)非常直觀地反映了年糕的黏牙程度[17]，低黏性的年糕能夠帶來更多爽口順滑的口感，從結(jié)果來看，甬優(yōu)15作為原料的表現(xiàn)最佳。

綜合各質(zhì)構(gòu)特性可見，寧84品種在各個方面的表現(xiàn)都比較理想，質(zhì)構(gòu)特性沒有明顯的短板，且回復性、內(nèi)聚性和硬度指標在所測樣品中最為優(yōu)秀，代表著口感軟糯而富有嚼勁，其品質(zhì)優(yōu)于現(xiàn)用于生產(chǎn)的寧88品種。

2.3 不同原料年糕的耐水煮性

如圖1所示，隨著水煮的過程，水的渾濁度（以OD600值表征）逐漸增加。在所選樣品中，甬優(yōu)1540作為原料的年糕其水煮過程中湯變糊的程度最低，說明此品種加工的年糕更耐煮糊，在沸水中年糕結(jié)構(gòu)更不容易崩潰。從烹調(diào)實用性考慮，即烹調(diào)時火候的掌握要求，以偏秈型雜交水稻甬優(yōu)1540作為年糕原料有著一定的優(yōu)勢，并且大幅優(yōu)于寧88作為年糕原料。

圖1 不同原料年糕水煮過程的渾濁度曲線

2.4 不同原料年糕的色差特性

各不同品種稻米加工成年糕后，其色差屬性如表4所示。由表4可知，甬優(yōu)15、甬優(yōu)1540所加工的年糕的值更高，相較于寧84的有極顯著水平。各個樣品的值沒有統(tǒng)計學差異。寧84和寧88作為原料的年糕較于其他樣品作為原料的年糕的值更高，并且表現(xiàn)出極顯著差異。值即明度，可以表征年糕顏色的白亮程度。從結(jié)果可見，甬優(yōu)15和甬優(yōu)1540這2種偏秈雜交稻的明度更高，年糕更加白亮。色度值表示黃藍，值越大表示越偏黃，越小表示越偏藍。從數(shù)據(jù)可知，寧84和寧88這2種粳米所制成的年糕在色澤上更加偏黃。市場上對于純米原料的年糕，更偏愛顏色白亮的產(chǎn)品[21]，甚至有為年糕研發(fā)增白護色劑的研究[22]。使年糕成品的色澤更受消費者喜愛，是加工原料選擇的重要考慮因素。在加工原料品種的選擇上解決了年糕色澤問題，從而避免增白劑的使用，能夠有效降低年糕產(chǎn)品的食品安全風險。

表4 不同原料年糕的色差

Tab.4 Chromatic aberration of rice cakes with different ingredients

注：字母差異代表<0.01水平差異顯著性；色度表示紅綠，+表示偏紅，–表示偏綠；表示黃藍，+表示偏黃，–表示偏藍。

3 結(jié)語

本研究對5種不同品種稻米原料所制作的年糕進行了淀粉組成、質(zhì)構(gòu)、耐水煮性和色差進行了測試，初探了稻米原料品種的不同對年糕口感和外觀品質(zhì)的影響模式。通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)年糕中直鏈淀粉含量和直–支比與年糕硬度和內(nèi)聚性分別有著正相關(guān)和負相關(guān)性。對候選的稻米原料作為年糕原料的適用性進行了初步評價。結(jié)果顯示寧84品種制作的年糕在口感上軟糯有嚼勁，各項指標較為均衡，但是其耐水煮性并不突出，對食用前的烹調(diào)要求更高，其年糕成品在色澤上偏暗偏黃；甬優(yōu)1540品種則具有優(yōu)秀的耐水煮性和較佳的色澤。由此可見，各個稻米品種作為年糕原料存在著優(yōu)缺點，這一方面意味著選育年糕專用稻米品種存在必要性，另一方面也表明了年糕產(chǎn)品需要根據(jù)目標市場和消費者喜好側(cè)重進行原料選擇和后續(xù)研發(fā)。

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Effect of Rice Material Varieties on Characteristics of Rice Cakes

CHEN Shan-qiao1,2, SUN Zhi-dong1

(1. Ningbo Academy of Agricultural Sciences, Zhejiang Ningbo 315040, China; 2. Ningbo Key Laboratory of Testing and Control for Characteristic Agro-product Quality and Safety, Zhejiang Ningbo 315040, China)

The work aims to demonstrate the effect of different varieties of rice as processing raw materials on the quality of rice cakes in terms of appearance and texture. 'Ning 84', 'Ning 88', 'Yong You 12', 'Yong You 15' and 'Yong You 1540' were selected as raw materials, and their starch composition, textural characteristics, boiling tolerance and chromatic aberration were measured after being processed into rice cakes to characterize their texture and appearance quality. According to results of the correlation analysis, the amylose content and amylose to amylopectin ratio of rice cakes showed positive and negative correlations with their hardness and cohesiveness, respectively (the absolute values of correlation coefficients were greater than 0.8), while the amylopectin content and resilience showed positive correlation with a correction coefficient of 0.71. The resilience, cohesiveness and hardness indexes of 'Ning 84' variety were the most excellent among the samples tested and showed significant differences, representing a soft and chewy texture, but its color was yellowish and dark. The 'Yong You 1540' variety had the best boiling tolerance and color. The pros and cons of various rice varieties as raw materials for rice cakes imply the need to select and breed special rice varieties for rice cakes on the one hand, and the need to focus on raw material selection and subsequent development of rice cake products according to target markets and consumer preferences on the other hand. This paper reports and reveals the effect of rice varieties on characteristics of rice cakes, providing a theoretical guide for the technological development of related industries.

rice; starch; rice cake; texture analysis

TS213.3

A

1001-3563(2023)13-0151-06

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.13.018

2022?10?11

寧波市公益性計劃（202002N3089）

陳山喬（1987—），男，博士，工程師，主要研究方向為農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工。

孫志棟（1962—），男，教授級高級工程師，主要研究方向為果蔬保鮮與加工。

責任編輯：曾鈺嬋