影響米飯質構特性和感官的關鍵理化因素分析

王鵬躍，路興花，龐林江（.浙江工商大學食品與生物工程學院，浙江杭州30000；.浙江農林大學農業與食品科學學院，浙江杭州3300）

影響米飯質構特性和感官的關鍵理化因素分析

王鵬躍1，路興花2，*，龐林江2
（1.浙江工商大學食品與生物工程學院，浙江杭州310000；2.浙江農林大學農業與食品科學學院，浙江杭州311300）

選取來自統一產區的24個水稻品種，測定了稻米以及其所加工成米飯的理化特性，分析了稻米理化特性與米飯質構特性間的相關性，建立了質構特性及感官與理化因子間的回歸方程，進一步分析影響米飯食味品質的一些關鍵因素。結果表明，淀粉與多個質構參數呈顯著（p＜0.05）或極顯著（p＜0.01）正相關關系；蛋白質與各質構參數相關性不大；水分與米飯的彈性顯著相關（r=0.448，p＜0.05）；游離氨基酸與粘連性極顯著負相關（r=-0.576，p＜0.01），與彈性負相關（r=-0.423，p＞0.05）；脂肪與硬度顯著負相關（r=-0.420，p＜0.05），與其他質構參數也基本呈負相關；長寬比主要與反映淀粉特性的質構參數顯著相關。回歸分析表明，脂肪和游離氨基酸含量對米飯食用品質影響較大，當這兩者含量低時，米飯質構特性更優良，而當游離氨基酸含量高時，米飯適口性好、感官評分值高。

稻米，理化特性，質構特性，食味品質

稻米的主要成分是淀粉和蛋白質，含量分別約占80%和8%，是影響米飯食味品質的主要因素［1］；而淀粉中又以直鏈淀粉（amylose，AM）含量對米飯質構特性的影響最為重要［2］。對稻米的理化指標與食味品質的關系，前人做的大量研究，主要是在淀粉，尤其是直鏈淀粉和蛋白質與食味品質的關系上，后來又有研究者對脂肪［3］也進行了研究，對其他理化成分與食味品質的關系的研究相對較少。稻米理化特性與米飯食味品質的關系已有相關研究［4-7］，但主要是建立在理化指標（淀粉、直鏈淀粉和蛋白質）與米飯食味品質質構（硬度、粘性、彈性等）的關系，缺乏對稻米理化特征對米飯食味品質和感官的影響的系統研究。本文選取來自統一產區的24個水稻品種，探討非主要影響米飯食味品質的稻米理化指標與食味品質的關系，為稻米理化特征與米飯食味品質的進一步研究提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

水稻 由浙江杭州中國農業科學院提供，共24個品種，包括粳稻：寧84、甬優538、浙優18、浙新A12、浙粳88；秈稻（粳秈雜交）：深優9597、C兩優4418、C兩優513、1892S/YR0822、豐兩優4號（1）、豐兩優4號（2）、C兩優華占（1）、兩優1882、Y兩優900、Y兩優2008、兩優116、廣占63-2S/HR1128、瀘優華占、C兩優華占（2）、深優9519、徽兩優630、620S/丙4114、深兩優9310、科兩優889；甲醇、乙醇、碘化鉀、碘、氫氧化鈉、乙酸鉛、硫酸鈉、石油醚、乙醚、鹽酸、硫酸、乙酸、三水合茚三酮等試劑 均為分析純。

JLGJ45-B型檢驗電機礱谷機 浙東糧檢儀器廠；pearlest實驗用小型精米機 日本Kett科學研究所；DFT-200型手提式高速萬能粉碎機 溫嶺市林大機械有限公司；MB-WYN161型豪華多功能電飯煲 廣東美的生活電器制造有限公司；近紅外5000光譜分析儀 Silver Spring，MD，USA；物性測試儀TMS-PRO （Texture Analyzer） 美國Food Technology Corporation。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品的制備 對水稻收獲后曬干，實驗室放置一段時間平衡水分，隨后進行礱谷得到糙米，對糙米用精米機統一碾米30 s獲得精米，備用；取部分精米粉碎，過100目篩用于理化成分測定。

1.2.2 成分含量測定 水分：GB 5009.3-2010直接干燥法；淀粉：GB/T 5009.9-2008酸水解法；直鏈淀粉：GB/T 15683-2008；蛋白質：GB 5009.5-2010分光光度法；游離氨基酸：茚三酮顯色法；脂肪：GB 5009.6-2003酸水解法；長寬比、堊白度：NY 147-1988米質測定方法；膠稠度、堿消值：用近紅外光譜分析儀直接測定。

1.2.3 米飯蒸煮和食味品質測定 參照國標GB/T 15682-2008大樣品量制備米飯和進行感官評價。品評小組由從事谷物研究且有感官品評經驗的14人組成，男女各7人，年齡分布在20～30歲之間。

米飯物性測試（質構儀參數）：采用Measure Force in compression測試模式，3粒米飯，輻射狀擺放，P/75圓盤擠壓探頭，70%的壓縮比和0.5 mm/s的壓縮速率，0.2 N觸發力，500 N感應元量程，10 mm上升高度，測試速率30 mm/min。

1.3 數據分析

采用Excel對數據進行統計分析，采用SPSS 19.0進行Pearson相關性分析和向后法回歸分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種稻米的理化成分

由表1可知，不同稻米品種各理化成分間存在著較大差異。由于稻米品種來源于同一產區、收獲期一致，因此導致這些差異的原因主要是品種間存在較大的遺傳差異［5］。

淀粉和蛋白質是稻米的主要營養成分，其中AM和蛋白質含量又被認為是影響稻米食用品質的最重要因素。在所有稻米品種中，AM含量在11.03%～17.52%之間，屬于低AM含量范圍。從食用角度看，低AM含量稻米膨脹性小，其米飯很粘，含水多而軟，較易消化，適口性較好。蛋白分布范圍為6.56%～8.43%。多數研究者認為，蛋白質含量與蒸煮食味品質之間呈負相關，蛋白含量超過9%的品種其食味往往較差［24，26］。因此整體上看本文所選材料AM和蛋白質含量分布都相對集中且處于對稻米食味品質有利的范圍，可為分析其他理化成分對米飯品質的影響提供支持。

稻米水分的分布為9.18%～12.73%，水分含量為10%以下的有2個品種，水分含量10%～11%的有8個，水分含量11%～12%的有10個品種，水分含量為12%以上的有4個品種。Fitzgerald等［8］研究了稻米主要成分對米粉糊化的影響表明，水分對米粉的糊化極為重要，水分影響糊化和膨脹米粉形成的復合組分的剪切流變響應，因而影響米飯的口感。

稻米中氨基酸含量是衡量其營養品質的重要指標之一［9-10］。24種稻米中游離氨基酸含量在范圍為4844.10～11268.47 μg/100 g，總體上含量較低。這是因為稻米比較新鮮，貯藏期較短，還未出現因陳化期間稻米中的貯藏蛋白被蛋白酶降解為游離氨基酸的現象。關于稻米游離氨基酸含量與米飯食味品質間的關系目前鮮有報道。

脂肪在稻米中含量較低，多為不飽和脂肪酸，是稻米中重要的營養成分，其含量對于食味品質也有一定的影響。表1中不同稻米品種的脂肪含量基本與丁文平等［11］所闡述的我國秈稻中脂類的含量為0.65%～0.80%，粳稻為0.55%～0.66%的結果一致。

堊白度是表征稻米外觀品質的一個重要指標。堊白度越低，稻米的外觀越好［5］；由表1可知，在供試品種中，五個粳米品種的堊白度都在30%以上，最高為45.5%（浙粳88）；而秈米的堊白度大部分都在30%以下，最低的是9.7%（C兩優4418）。

長寬比是稻米的外觀品質的指標之一，同時也能簡單反映和預估稻米的食味品質。一般來說，秈米、粳米、糯米三類稻米的長寬比依次減小。表1中，5個粳稻品種長寬比與秈稻差異明顯，粳稻品種長寬比均值為1.82，秈稻為2.97，所有品種間的變異系數17.91%，個體間差異較明顯。

GC是稻米淀粉膠體的流體特性，顯示稻米淀粉米膠冷卻后的延展性，即柔軟性，是稻米中直鏈淀粉及AP兩類分子綜合作用的反映。一般中或低直鏈淀粉的品種都是軟GC，表1中，除了品種兩優116為32.98 mm外，其余品種膠稠度都在41.00 mm以上。ASV值可反映稻米糊化溫度，其值越大，糊化溫度越低。所選品種中高、中、低糊化溫度的品種均有，主要為中低糊化溫度品種。

表1 不同品種稻米的理化成分Table1 Physicochemical composition of twenty-four rices

2.2 不同品種稻米的理化性能與質構特征參數相關性分析

不同品種稻米的質構特征參數及感官評分見表2。由表3可知，蛋白質含量與各質構參數無相關性，這與Qin［12］的研究結果一致。施利利［6］也認為蛋白質含量對米飯的食味品質沒有影響。林建榮［13］卻得到相反的觀點，認為蛋白質含量與食味值顯著負相關。也有研究表明蛋白質含量對食味品質的影響是雙向的［14］。金正勛［15］對蛋白質含量與食味值的相關性進行了研究，表明兩者的關系是處于動態變化的，首先，當蛋白質含量降低時食味值增加，當蛋白質含量降低到某一值時，食味值卻隨著蛋白質含量的降低而降低。對于稻米蛋白質的含量與其食味品質的關系，目前尚無定論，說明蛋白質含量對食味品質的影響不是唯一因素，應從影響蒸煮食味品質的其他蛋白質相關因素對蛋白質與食味品質的關系作進一步探討。

稻米中淀粉含量與粘性、內聚性和膠黏性極顯著正相關，與硬度、咀嚼性正相關，但不顯著；其中AM與粘連性顯著正相關，AP與粘性和膠黏性顯著正相關。淀粉為稻米中的主要成分，本身對米飯的食味品質起決定作用。

水分作為米制品內極富變動性的成分，對口感和品質的影響極為重要。稻米中水分在與淀粉分子結合、聚合形成凝膠時仍然具有一定的流動性，因而影響了淀粉分子的活性［16］。由表3可以看出，水分對米飯的彈性顯著相關，水分對硬度、粘連性正相關，但不顯著。這是因為對于水分含量較低的稻米，在蒸煮時稻米腹部會迅速吸水，造成腹部和背部的水分差，進而形成兩部分的體積差，致使飯粒產生龜裂，淀粉粒從裂縫流出，米飯的硬度、粘度和彈性等均會受其影響而下降［17］。

由表3看出，游離氨基酸與粘連性極顯著負相關、與彈性負相關，這是因為游離氨基酸是蛋白質中的可溶性蛋白，可明顯阻礙淀粉的糊化膨脹，因此游離氨基酸含量越高，反應米飯粘性的粘連性和彈性等指標就越小。

脂肪與硬度顯著負相關。脂肪含量高，米飯硬度偏大。這是因為脂肪不利于淀粉的糊化膨脹，導致吸水率低，米飯偏硬，影響食味品質，因此稻米脂肪與其他質構指標基本呈負相關。

長寬比與內聚性極顯著負相關，與粘性、膠黏性顯著負相關。長寬比主要與反映淀粉特性的質構指標相關性高。諸多研究［18-20］表明，長寬比與蛋白質含量呈正相關或者負相關的關系。因此長寬比可能與淀粉含量也存在相關性，進而與食味品質有著聯系，需作進一步探討。

表2 不同品種稻米的質構特征參數及感官評分Table2 The textural characteristic parameters and sensory evaluation of twenty-four cooked rices

表3 不同品種稻米理化成分與質構特征參數間的相關性Table3 Correlation between the physicochemical composition of rice and textural characteristics parameters of cooked rice

堊白度與內聚性顯著正相關。堊白的形成是因為胚乳細胞內淀粉和蛋白質積累不充分，淀粉粒排列疏松，顆粒間充氣引起折射所致，這應該是其適口性差的主要原因［5］。

2.3 理化特性與食味性參數之間回歸模型的建立

以11個理化指標為自變量，分別以主要質構指標硬度、粘性、彈性、內聚性和咀嚼性為因變量，利用SPSS 19.0建立多重線性回歸模型（方法為“向后法”，剔除標準是p≥0.1），其結果如表4所示；而感官評分能綜合反應米飯的食味品質，建立理化指標與感官評分值間的回歸方程如表5所示。

由表4看出，理化成分中，對主要質構參數影響較大的是淀粉、脂肪與游離氨基酸的含量。

表5表明，在稻米的理化成分中，對感官評分值影響最大的幾個指標為：水分、脂肪、淀粉、GC、游離氨基酸、AM（按建模過程中逐級排除因子的先后順序排列，見方程1）。在建模過程中，AP含量這一因子首先被剔除，緊接著為蛋白質因子；這可能表明對感官評分值影響最小的理化指標是AP含量，其次為蛋白質含量。

稻米中的蛋白質或多肽經水解成小分子的氨基酸后，才被人體小腸黏膜所吸收［21］，游離態氨基酸更易為機體所利用［22］，易被吸收且富有營養，較易滿足人們的口感，因此可以一定程度地承載稻米的食味品質；龔婷［22］對不同工藝蒸煮條件下的幾種稻米米飯的氨基酸組成及含量進行了分析，發現游離氨基酸中主要含苯丙氨酸、蘇氨酸等必需氨基酸，含有一定的丙氨酸和甘氨酸，從米飯的風味來看，甜味與甘氨酸和丙氨酸的含量有關［23］；而同時氨基酸不利于米飯的組織結構。脂肪易與米粉中的淀粉形成復合物，且被結合的淀粉難以釋放，進而降低糊化粘度影響食味品質［24］，如脂肪易于與直鏈淀粉形成復合物，減弱淀粉分子特別是直鏈淀粉分子間的相互作用，使淀粉分子形成有效交聯點的數目和密度減小［25］，使米飯的硬度等指標降低［26］。因此，回歸方程表明，當脂肪和游離氨基酸含量低時，米飯質構特性更優良（硬度大，粘性大等），而當游離氨基酸含量高時，米飯適口性好、感官評分值高。

表4 理化組成對主要質構參數的回歸分析Table4 Regression analysis of rice physicochemical composition dependence on main textural parameters of cooked rice

表5 理化組成對感官評分的回歸分析Table5 Regression analysis of rice physicochemical composition dependence on sensory evaluation

回歸分析應當綜合考慮各個因素，不然具有一定的局限性［12］，本文建立回歸分析的11個因變量總體能代表稻米的內外品質。夏加發等［27］對種植于安徽省的54個優質水稻品種的食味與理化品質的相關性進行了研究，其回歸分析表明，由精米率、長寬比、透明度、GC和蛋白質含量組成的線性回歸方程能較高程度地評估米飯的食味值；而莫小玉［28］的回歸分析表明稻米的淀粉和凝膠特性能較好地反應米飯的食味品質；Qin［12］建立的由食味計測得的米飯食味值與稻米各理化特征的回歸方程包含AM、脂肪、GC等因子。由表4和表5可知，各回歸方程均顯著，結合前人的研究成果及綜合分析本文兩組回歸方程表明，除蛋白質、淀粉和水分對米飯食味品質影響顯著外，脂肪、游離氨基酸也是影響米飯質構特性和感官的關鍵理化成分。

3 結論

通過分析稻米理化特性與米飯質構特性間的相關性及建立質構特性及感官與理化因子間的回歸方程表明，除了稻米中的主要成分淀粉、蛋白質和水分外，游離氨基酸及脂肪含量也是影響稻米食味品質的關鍵理化因素；通過稻米理化特性與食用品質間回歸模型建立，可對稻米的食味品質進行預測，為優良適口性稻米的選育提供相關依據。

［1］Yu Shifeng，Ma Ying，Lucile M，et al.Physicochemical properties of starch and flour from different rice cultivars［J］.Food and Bioprocess Technology，2012，（5）：626-637.

［2］蔡一霞，朱智偉，王維，等.直鏈淀粉含量與稻米品質主要性狀及米飯質地關系的研究［J］.揚州大學學報：農業與生命科學版，2005，（4）：53，55.

［3］Zhou Zhongkai，Kevin R，Stuart H，et al.Effect of the addition of fatty acids on rice starch properties［J］.Food Research International，2007，40（2）：209-214.

［4］劉建偉，三輪精博，后藤清和.雜交稻米的理化特性與食味評價的研究［J］.中國糧油學報，2003，18（1）：5-9.

［5］王魯峰，王偉，張韻.原料稻米特性與米飯品質的相關性研究［J］.食品工業科技，2009，30（8）：113-117.

［6］施利利，張欣，丁得亮，等.稻米理化特性與食味品質的相關性研究［J］.種子，2010，29（11）：82-84.

［7］黃天柱，吳衛國，李高陽，等.稻米理化特性與米飯口感品質的相關性研究［J］.中國食物與營養，2012，18（3）：24-28.

［8］Fitzgerald M A，Martin M，Ward R M，et al.Viscosity of rice flour：a rheological and biological study［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2003，51（8）：2295-2299.

［9］Juliano B O，Bautista G M，Lugay J C，et al.Studies on the physicochemical properties of rice［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1964，12（2）：131-138.

［10］任順成，王素雅.稻米中的蛋白質分布與營養分析［J］.中國糧油學報，2002，17（6）：35-38.

［11］丁文平，蒲萍萍，丁霄霖.稻米淀粉理化指標對其凝膠特性的影響［J］.無錫輕工業大學學報，2002，21（5）：477-481.

［12］Qin Kexin，Liu Linlin，Liu Tianyi，et al.Correlation Between Physicochemical Properties and Eating Qualities of Rice［J］.Journal of Northeast Agricultural University（English Edition），2014，21（3）：60-67.

［13］林建榮，詹永強，閔捷，等.粳稻稻米食味儀測定值與理化指標的關系［J］.中國稻米，2011，17（3）：5-8.

［14］李金州.不同地域優質粳稻食味品質相關性狀的評價［D］.南京：南京農業大學，2009.

［15］金正勛，錢春榮，楊靜，等.水稻雜種后代蛋白質含量選擇與蒸煮食味品質關系研究［J］.湖南農業大學學報：自然科學版，2007，33（S1）：208-212.

［16］Choi S G，William L K.1H NMR studies of molecular mobility in wheat starch［J］.Food Research International，2003，36（4）：341-348.

［17］羅志祥，蘇澤勝，施伏芝，等.米飯質地與直鏈淀粉含量及食味品質的關系［J］.Chinese Agricultural Science Bulletin，2002，18（6）：18-21.

［18］Wakamatsu K，Sasaki O，Uezono I，et al.Effect of the amount of nitrogen application on occurrence of white-back kernels during ripening of rice（Oryza Sativa）under high-temperature conditions［J］.Japanese Journal of Crop Science（Japan），2008，77 （4）：424-433.

［19］王丹英，章秀福，朱智偉，等.食用稻米品質性狀間的相關性分析［J］.作物學報，2005，31（8）：1086-1091.

［20］葉定池，吳春贊，林華，等.水稻產量構成因子與稻米品質性狀的關系［J］.中國農學通報，2006，22（2）：204-205.

［21］Collier K，Barber L，Lott J N A.A study of indigestible protein fractions of rice（Oryzasativa，L.）endosperm fedtomice （Musmusculus）and sheep（Ovismusimon）：a qualitative and quantitative analysis［J］.Journal of Cereal Science，1998，27（1）：95-101.

［22］龔婷，趙思明，熊善柏，等.蒸煮工藝對米飯蛋白質及氨基酸的影響［J］.中國糧油學報，2008，23（4）：14-17.

［23］張群，夏延斌.米飯風味影響因素及其改良技術研究［J］.糧食與油脂，2005（4）：12-15.

［24］吳殿星，舒小麗.稻米蛋白質的研究與利用［M］.北京：中國農業出版社，2008.

［25］杜先鋒，許時嬰，王璋.食品成分對淀粉凝膠力學性能的影響［J］.中國糧油學報，2002，17（2）：6-8.

［26］許永亮，熊善柏，趙思明.蒸煮工藝和化學成分對米飯應力松弛特性的影響［J］.農業工程學報，2007，23（10）：235-240.

［27］夏加發，李澤福，陳多璞，等.安徽優質稻米食味與理化品質的相關性研究［J］.安徽農業大學學報，2008，35（1）：56-60.

［28］莫小玉，曲道峰，韓劍眾.不同粳米的淀粉及其糊化特性與食用性能的研究［J］.食品工業科技，2014，35（1）：78-82.

Key physicochemical factors of rice affecting textural properties and sensory of cooked rice

WANG Peng-yue1，LU Xing-hua2，*，PANG Lin-jiang2
（1.College of Food Science and Biotechnology，Zhejiang Gongshang University，Hangzhou 310000，China；2.School of Agricultural and Food Science，Zhejiang A＆F University，Hangzhou 311300，China）

To further evaluate the key physicochemical factors that influence the eating quality of rice，twentyfour rices from the unified producing area were taken as materials.The physicochemical properties of the rices and their cooked rice were measured，and the correlation between rice physicochemical properties（RPP）and the cooked rice textural characteristic parameters（CTCP）were analyzed.The regression equation between CTCP，sensory of cooked rice and RPP were established.The results showed that the content of starch significantly positively correlated（p＜0.05）or extremely significantly positively correlated（p＜0.01）with multiple CTCP.The content of protein had little correlation with most CTCP.The content of water significantly positively correlated with the springiness of cooked rice（r=0.448，p＜0.05）.The content of free amino acid extremely significantly negatively correlated with the stringiness length（r=-0.576，p＜0.01），and negatively correlated with the springiness of cooked rice（r=-0.423，p＞0.05）.The content of fat significantly negatively correlated with the hardness of cooked rice（r=-0.420，p＜0.05），and negatively correlated with many other CTCP.The length width ratio of rice significantly correlated with some CTCP that could reflect the starch properties of rice.Regression analysis showed that eating quality of rice was obviously impacted by the fat and free amino acid content.When the contents of both were low，the textural property of the rice was better.When the free amino acid content was high，the palatability and sensory score of the cooked rice were high.

rice；physicochemical properties；textural properties；eating quality

TS210.1

A

1002-0306（2016）02-0119-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.02.015

2015－07－24

王鵬躍（1990-），男，碩士研究生，研究方向：農產品加工，E-mail：pywang96@126.com。

*通訊作者：路興花（1976-），女，博士，副教授，研究方向：農產品加工品質及安全，E-mail：flowerlxh@126.com。

寧波市江北區科技項目（2013B08）；高等學校訪問學者教師專業發展項目（FX2014042）；浙江省自然基金項目（LQ12C15001）；浙江農林大學科研發展基金（2012FR083）