米飯質構特性測定方法的研究(Ⅲ)：米飯質構測試的最佳條件探討

毛根武 董德良 楊瑞征 張國棟 劉建偉

(成都糧食儲藏科學研究所1，成都 610031)

(西華大學食品生物技術四川省高校重點實驗室2，成都 610039)

糧食制品的樣品制備方法、前處理方式、測試環境條件、測試位置、不同類型、不同材料及參數的測試探頭、測試過程中的測試速度、保持停留時間以及測試過程中樣品的變形程度等質構測試方法及參數是影響質構測試結果的關鍵因素［1－8］。本研究在米飯樣品制作與質構測試方法探討、米飯樣品放置時間、環境溫度對硬度測定值影響的研究基礎上［9－10］，通過米飯質構關鍵參數的單因素試驗以及正交試驗，對影響米飯質構測試結果的關鍵因素進行了全面系統的試驗測試，探討了米飯質構測定的最佳測試條件，以期為米飯質構特性測定方法的建立打下基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

天津小站米(市販包裝粳米):天津金蘆米業有限公司;南充順心大米(市販包裝秈型雜交稻米):南充順心糧業有限公司。選用這2種大米的理由是其具有粳米和秈米2大類型大米品種的食味品質居中的代表性。

1.2 試驗儀器與設備

蘇泊爾自動電飯煲:浙江蘇泊爾股份有限公司;ACS－3H－B金菊電子秤:中山市金利電子衡器有限公司;JM3102電子天平:余姚記銘稱重校驗設備有限公司;TA.XT plus物性測定儀:Stable Micro Systems(英國);RS－11型數字式溫濕度記錄計:TABAI ESPEC CORP.(日本);其他:飯盒，勺子，米飯樣品預壓組件(底座:內徑Φ44 mm×高20 mm;壓頭:質量1 kg)。

1.3 試驗方法

1.3.1 米飯樣品制作方法與測試

主要參照《糧油檢驗稻谷、大米蒸煮食用品質感官評價方法》GB/T 15682—2008進行米飯樣品制作，樣品制作與質構測試的方法、流程及要點如下［9－10］。

大量樣品米飯制備(電飯煲炊飯方法):稱米(200 g)→洗米(電飯煲鍋內)→加水(粳米、秈米均按1∶1.3倍加水)→浸泡(30 min)→蒸煮(電飯煲炊飯)→燜飯(20 min)→冷卻(60 min)→測定(依次稱取15 g米飯分別裝入米飯樣品預壓組件的5個底座內，并用壓頭對底座內米飯下壓8 mm保持2 min后進行質構測試，每次試驗進行5次平行測定。)

米飯樣品制作與測試的溫度設置與控制:本研究的所有試驗的米飯樣品制作、放置及測定的全過程都通過空調的溫度設定和人為輔助控制使實驗室內溫度波動≤0.5℃。

1.3.2 米飯樣品質構測定的條件與參數

根據面包和饅頭質構測試的經驗及米飯質構測試方法的研究［7－10］，本研究采用 TA.XT Plus型質構測試儀進行米飯質構測試時，質構測試方式選用TPA測試模式，觸發類型設置為“Auto”，觸發力設置為5 g，數據采集速率為200 pps。質構測試的探頭選用P/1SP(1英寸)圓球形尼龍探頭，測試時探頭的測前速度為60 mm/min、測后速度為120 mm/min、保持時間為5 s，除考察壓縮速度和壓縮程度影響因素外的基本質構測定之壓縮速度和壓縮程度分別設置為60 mm/min和50%。米飯硬度測定值由質構測試儀的專用軟件TE32自動分析并輸出。

1.3.3 壓縮程度對米飯硬度測定值影響的單因素試驗

用天津小站米和南充順心大米按1.3.1所述方法(電飯煲炊飯和米飯樣品預壓8 mm)制作米飯樣品并用Φ25.4 mm圓球探頭做質構測定，在壓縮速度60 mm/min條件下進行壓縮程度單因素試驗，壓縮程度設定為20%、35%、50%、65%。

1.3.4 壓縮速度對米飯硬度測定值影響的單因素試驗

用天津小站米和南充順心大米按1.3.1所述方法(電飯煲炊飯和米飯樣品預壓8 mm)制作米飯樣品并用Φ25.4 mm圓球探頭做質構測定，在壓縮程度為50%條件下進行壓縮速度單因素試驗，壓縮速度設定為 30、60、100、150 mm/min。

1.3.5 正交試驗

用天津小站米和南充順心大米按1.3.1所述方法(電飯煲炊飯和米飯樣品預壓8 mm)制作米飯樣品并用Φ25.4 mm圓球探頭做質構測定，在前述單因素試驗結果的基礎上，分別以米飯放置時間、米飯樣品制作與測試溫度、壓縮程度、壓縮速度為考察因素，4個因素的水平分別為:60、90和120 min，20、25和 30 ℃，35%、50%和65%，50、100 和150 mm/min，試驗因素水平如表1所示，并按L9(34)正交表進行正交試驗(兩重復)。

表1 L9(34)正交試驗因素水平表

2 結果與分析

2.1 壓縮程度對米飯硬度測定值影響

在壓縮速度60 mm/min條件下的壓縮程度(20%、35%、50%、65%)單因素試驗結果分別如圖1和圖2所示。

試驗結果表明，在試驗條件范圍內隨著壓縮程度的增大、2種大米的米飯硬度測定值逐漸增大，其中在壓縮程度為50%以上范圍，天津小站米的米飯硬度測定值增大程度有所減弱，硬度測定值增大趨勢特性與米飯質構圖譜特征基本相符。如圖2所示，不同壓縮程度的米飯硬度測定值(n=5)的變異系數為3.3% ～11.7%。其中，天津小站米米飯在壓縮程度35%以上的米飯硬度測定值的變異系數較小，壓縮程度為50%和65%的米飯硬度測定值變異系數分別為4.9%和3.6%，明顯小于其他壓縮程度條件的測定值變異系數;南充順心大米米飯在壓縮程度為35%和50%時的米飯硬度測定值的變異系數較小、其分別為3.3%和5.3%，明顯小于其他壓縮程度條件的測定值變異系數。

綜上所述，以米飯硬度測定值的變異系數大小作為考察指標，同時考慮質構測試參數對不同種類大米的適應性，在本研究的米飯樣品制作和質構測試條件下，壓縮程度以50%左右為合適。

圖1 壓縮程度對米飯硬度測定值的影響

圖2 米飯硬度測定值變異系數與壓縮程度的關系

2.2 壓縮速度對米飯硬度測定值影響

在壓縮程度為50%條件下進行壓縮速度(30、60、100、150 mm/min)單因素試驗結果表明，在試驗條件范圍內隨著壓縮速度的增大、米飯硬度測定值近似直線增大，其硬度測定值增大的程度和趨勢如圖3所示。另外，在試驗條件范圍內，不同壓縮速度的米飯硬度測定值(n=5)的變異系數為2.8%～7.7%，不同壓縮速度的2種大米平均變異系數分別為 4.1%、5.7%、5.3%、4.4%，表明不同壓縮速度的米飯硬度測定值的變異幅度的差異不大。

圖3 壓縮速度對米飯硬度測定值的影響

2.3 米飯質構(硬度)測試條件的正交試驗結果

用天津小站米和南充順心大米，在采用電飯煲炊飯和米飯樣品預壓8 mm制作米飯樣品并用Φ25.4 mm圓球探頭進行米飯質構測定的條件下，以米飯放置時間、米飯樣品制作與測試溫度、壓縮程度、壓縮速度為考察因素的正交試驗(兩重復)的結果如表2～表9所示。

其中，用2種大米分別進行的兩重復正交試驗的硬度測定結果如表2和表6所示，其方差分析分別如表3和表7所示。用直觀分析法按極差R值大小(或方差分析的F值大小)可知，各因素對米飯硬度測定值的影響主次關系為:C壓縮程度＞D壓縮速度＞B米飯樣品制作與測試溫度＞A放置時間，并且由方差分析顯著性檢驗可知，壓縮程度、壓縮速度、米飯樣品制作與測試溫度、放置時間4個因素對硬度測定值都有高度顯著(P＜0.01)的影響。

天津小站米以米飯硬度測定值(n=5)變異系數為指標的兩重復正交試驗的結果與方差分析表如表4和表5所示，南充順心大米以米飯硬度測定值(n=5)變異系數為指標的兩重復正交試驗的結果與方差分析表如表8和表9所示。結果表明，2種大米的兩重復正交試驗的全部硬度測定值變異系數為1.5%～5.8%，并且由方差分析顯著性檢驗可知，米飯放置時間、米飯樣品制作與測試溫度、壓縮程度、壓縮速度對米飯硬度測定值的變異幅度大小無影響。綜合前述結果和2種大米的正交試驗結果(以變異系數為指標)k值最小條件，得到以米飯硬度測定值變異幅度為指標的米飯質構測定的最佳條件(參數)為:米飯放置時間90 min、米飯樣品制作與測試溫度20℃、壓縮程度50%、壓縮速度50 mm/min。

表2 正交試驗因素水平與試驗結果(天津小站米－硬度)

表3 正交試驗方差分析表(天津小站米－硬度)

表4 正交試驗因素水平與試驗結果(天津小站米－變異系數)

續表

表5 正交試驗方差分析表(天津小站米－變異系數)

表6 正交試驗因素水平與試驗結果(南充順心大米－硬度)

表7 正交試驗方差分析表(南充順心大米－硬度)

表8 正交試驗因素水平與試驗結果(南充順心大米－變異系數)

表9 正交試驗方差分析表(南充順心大米－變異系數)

3 結論

在本研究的米飯樣品制作和質構測試條件下，隨著壓縮程度的增大、米飯硬度測定值逐漸增大，其壓縮程度50%以下范圍的硬度測定值增大趨勢特性與米飯質構圖譜特征基本相符。以米飯硬度測定值的變異系數大小作為考察指標時，米飯質構測定的壓縮程度以50%左右為合適。隨著壓縮速度的增大、米飯硬度測定值近似直線增大，不同壓縮速度的米飯硬度測定值的變異系數為2.8% ～7.7%，不同壓縮速度條件下2種大米平均的米飯硬度測定值的變異幅度的差異很小。

用2種大米材料分別進行的兩重復正交試驗結果表明:各因素對米飯硬度測定值的影響主次關系為:壓縮程度＞壓縮速度＞米飯樣品制作與測試溫度＞放置時間，并且各因素對硬度測定值都有高度顯著(P＜0.01)的影響;各因素對米飯硬度測定值的變異幅度大小無影響;以米飯硬度測定值變異幅度為指標的米飯質構測定的最佳條件(參數)為:米飯放置時間90 min、米飯樣品制作與測試溫度20℃、壓縮程度50%、壓縮速度50 mm/min。

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