陳米復鮮的研究進展

◎ 于文海，張 遠，孫玉田，李廣偉

（1.中糧米業（虎林）有限公司，黑龍江 雞西 158400；2.無錫中糧工程科技有限公司，江蘇 無錫 214000）

大米是中國人膳食中主要的食物之一，我國近2/3的人口以大米為主食，其需求量很大。而稻谷生產具有季節性，為滿足人民生活供需要求，必須要有一定量的大米儲備，而大米陳化是儲藏期間一定會發生的事情。大米的儲存穩定性較差，易受到不良環境的影響，特別在高溫高濕的環境下極易發生品質的劣變。我國奉行“推陳儲新”的政策，因此市場流通中有一定量的陳米。而陳米色澤口感都已不能滿足消費者需要，因此有必要對陳米的復新進行研究。

據糧食部門介紹，大米一般分為新糧、陳糧和陳化糧3種：當年的大米屬于新糧，第1次儲存期限超過1年的是陳糧，儲存后變質的糧食是陳化糧。陳化糧中黃曲霉素超標，攝入過量的黃曲霉素對人的肝臟等組織會產生損傷，所以陳化糧已不能作為口糧直接食用。因此，本文僅對陳糧的復鮮進行討論，目的在于除去陳米異味，改善其品質。

1 大米陳化現象及原因

1.1 香氣變化

陳化的大米中往往有異味，這是由于大米中混雜米糠粉，米糠粉中脂肪含量較高，且這部分脂肪不穩定，易在遇水、遇空氣、受熱、受光照等因素時發生水解和氧化。特別是由于一些酶的促進作用，脂肪會被氧化分解產生脂肪酸，脂肪酸中含有的亞油酸、亞麻酸通過進一步分解產生羰基化合物。羰基化合物中的戊醛和己醛使陳米產生了特有的糠酸氣。一般新米中多含乙醛，使其散發出特有的米香味。劉月好等人研究表明，儲存7個月的時候乙醛在羰基化合物中的含量為63%，而儲存1年的時候就迅速下降至24%，同時戊醛和己醛和含量都有提升，使大米陳化產生異味硫化氫，這也是大米中的主要香氣物質，儲存過程中由于巰基含量的下降硫化氫同樣下降，風味劣化[1]。

1.2 淀粉

淀粉分為支鏈淀粉與直鏈淀粉，是大米的主要成分之一，約占90%。直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例是決定大米蒸煮品質、口感的主要因素。資料顯示，大米在安全溫度、水分條件下儲藏，其總淀粉含量無明顯變化，支鏈淀粉在脫支酶作用下轉化為直鏈淀粉，造成直鏈淀粉與支鏈淀粉比例明顯增高。直鏈淀粉與支鏈淀粉相比水溶性較差，可溶性物質減少，導致米飯黏度下降[2]。

1.3 脂肪

大米中脂類化合物的含量較低，約占1%～5%，但極易發生水解、氧化，生成游離脂肪酸，游離脂肪酸嵌入在直鏈淀粉的結構內形成一種復合物，這種復合物能抑制淀粉加熱過程中的糊化，從而引起淀粉糊化溫度升高，米飯加熱吸水量增加、黏度降低，影響品質。

1.4 蛋白質

蛋白質在大米中的含量一般占6%～10%，其中谷蛋白含量最高。大多學者一致認為大米經過長期儲藏，總蛋白質含量基本不變，蛋白質變化主要表現為蛋白質結構和類型等方面的轉變。大米蛋白質在儲藏過程中交聯程度增加，蒸煮米香味中的重要成分硫化氫減少，由于S-S的交聯作用谷蛋白在淀粉粒附近形成一層致密的網狀結構，限制了淀粉粒的糊化膨脹，影響了米飯的食用品質[3]。大米在陳化過程中-SH含量下降，S-S含量上升，且-SH含量與黏度和硬度的比值呈正相關[4]。

1.5 B族維生素

大米富含B族維生素，是維持人體生理健康所需維生素的主要來源之一。B族維生素在大米的長期儲藏中易發生變性，從而失去其原有性質及作用。葉霞等研究表明[5-6]，稻谷在陳化過程中會損失較高比例的維生素B1和B2，其變化程度和糧食的水分、溫度密切相關，其中溫度起主要作用。在45 ℃環境中儲藏5個月，B族維生素B1損失量高達74%，B2損失量高達67%。在加工和烹飪時也會流失大量B族維生素，目前只能依靠營養強化來解決B族維生素的供給問題。

1.6 細胞壁

果膠和纖維素等是細胞壁的主要組成部分。蒸煮的目的就是使包含在纖維素間隙內的淀粉顆粒糊化，同時使細胞壁軟化，直至其破裂。多數大米胚乳細胞由薄壁細胞組成，是大米中最基本的細胞類型。在米飯蒸煮后期，細胞內水分逐漸減少，細胞間質和胞間通道發生收縮，最終造成米粒堅實的結構特點，細胞壁硬化[7]，抑制了淀粉的自由膨潤和可溶性物質的溶出。

除了以上的自身變化，外界環境也對大米陳化有重要影響，如高溫高濕環境下大米容易劣化，氧氣充足情況下，大米的自身代謝增加，不利于大米的儲存。

2 復鮮機理

大米的很多特性均能評價大米物質結構，但最主要的兩個特性是大米的黏度和硬度[8]。根據以上對大米陳化中物質結構的變化，著重解決其黏度和硬度問題，同時去除米飯異味和增加。因此，可總結出以下復鮮機理：破壞淀粉之間或者淀粉與蛋白質之間的結合狀態，使淀粉容易流出，加熱時易糊化，黏度增加。儲存后細胞壁硬化，淀粉糊化難度增加，通過軟化大米胚乳細胞壁，也可使水分滲透增加，從而使淀粉能夠自主膨潤，并增加可溶性物質的溶出效率，表現為米飯黏度提高。水的表面張力減小后，更容易滲透入空間更為狹窄的胚乳細胞間隙，便于米粒腹部和背部均勻吸水膨脹，減少龜裂現象；通過添加能夠增加大米香味或吸附、分解異味的物質，可明顯淡化陳米異味[9]。

3 大米復鮮的主要技術

3.1 使用添加劑

3.1.1 添加酶

3.1.1.1 蛋白質酶

蛋白酶都能與米粒的細胞壁中和淀粉間隙中的蛋白質發生化學反應，水解部分蛋白質，生成含硫氨基酸[10]，有利于大米淀粉吸水，從而增加淀粉的糊化程度，最終增加米飯黏性，增強口感；同時，分解酶還能分解一部分大米在陳化過程中轉化生成的含異味蛋白，一定程度上去除大米中的不良氣味。陳米在一定酸性的液體中浸泡一段時間后，米粒細胞的細胞壁被軟化，同時淀粉分子中部分微膠粒被破壞，導致胚乳細胞內水分增加，從而改善米飯的黏性[11]。加入蛋白酶的同時，輔以葡萄糖酸-D-內酯表面活性劑之類的添加劑，使淀粉細胞的間隙增大，提高淀粉充分吸水糊化效率[12]。葡萄糖酸-D-內酯在水中會解離成酸，溫度越高解離度越大。

3.1.1.2 B纖維素酶和木聚糖酶

胚乳細胞壁主要由纖維素和木聚糖構成，由于大米陳化，細胞壁變厚，添加這兩種酶可以水解纖維素和半纖維素，使得水分容易進入，提高淀粉糊化度，增強米飯黏度及適口性。應當注意在此操作中只能選其中的一種酶，否則，細胞壁會遭到徹底破壞，導致胚乳細胞的物理強度大大降低，黏度及適口性反而降低。

3.1.1.3 α-淀粉酶、β-淀粉酶

利用二者的糖化作用，可增加淀粉糊化率，從而增強米飯柔軟性和黏度，減緩米飯回生速率[13]。

3.1.2 添加環糊精衍生物

由7個葡萄糖單元組成的β-環糊精分子，呈環狀中空圓筒結構，外側具有-OH，因此可以吸附多種物質。同時，能夠在水中與有機物形成結晶絡合物，其分子可以交聯多種官能團，生成多種衍生物，保持米飯食味。β-環糊精分子處理陳米后，使其淀粉溶解度增大，有益于淀粉的糊化，改善口感。通過袁素華等人的實驗得出通過添加β-環糊精分子，米飯中乙醛的含量明顯增加，己醛的含量明顯減少，黏度可提高20%左右[14]。同時，需要注意的是，β-環糊精水中溶解度隨溫度升高而變大，應用溫水溶解效果更佳。

3.1.3 添加表面活性劑

卵磷脂與蔗糖脂肪酸酯是用天然原料制成，對人體無毒無害，兩者可以配合使用。卵磷脂親油性強，但易吸水，首先在米粒的疏水表面發生作用。蔗糖脂肪酸酯親水性好，將米粒全面包圍，使得水的表面張力變小。水能在米粒中均勻分布。即使是細胞間隙極為狹小的陳米也能大致分布均勻，提升陳米食味。

3.1.4 添加金屬鹽

為改善米飯的外觀特性和香味特性，可使用金屬鹽，但在其使用時一般需與某些無機酸、無機酸鹽、有機酸鹽配合使用[15]。因為，有機酸和有機酸鹽能軟化細胞壁，提高其滲透性，有利于淀粉糊化，提高米飯黏性。無機金屬鹽主要是K、Na、Mg的硫酸鹽、鹽酸鹽等；有機金屬鹽主要是不揮發性有機酸的K、Na、Mg鹽等。

3.1.5 添加氨基酸

周瑞芳等人在添加劑中加入氨基酸（半膀氨酸），因氨基酸與羰基化合物反應，生成無臭無味的物質，而這一物質可消除了陳米的異味，以此改善陳米食味，也能提高陳米中蛋白質的含量[16]。

3.1.6 其他物質

加入油脂能改善陳米色澤；加入增香劑，如二乙酰吡咯啉，或者香米粉，可改善陳米氣味；加入玉米淀粉，可吸收不良氣味并改善米質外觀。

3.2 高壓處理

陳米細胞壁和胚乳淀粉質膜在儲藏過程中結合成堅固的復合物限制淀粉糊化。高壓處理就是利用水的靜壓作用，使復合物在加壓的情況下產生物理性質狀態變化。此壓力變性可有效破壞米細胞壁和胚乳淀粉質膜[17]。因此，利用高壓處理技術將陳米與水一起在1 000 Pa處理10 min，用此方法加工過后的米蒸煮后淀粉糊化度增加，使得黏性增加硬度降低，極大提高陳米食味。用高壓鍋煮出的陳米食味更好也是源于此理。

3.3 冰溫處理

冰溫是指從0 ℃開始到生物體凍結溫度為止的溫域，在冰點溫度附近，為阻止冰晶形成，大米不斷分泌大量的不凍液以降低冰點，不凍液的主要成分是葡萄糖、氨基酸等。冰溫還可抑制微生物生長。這樣的大米蒸煮后，黏性大，口感好。袁素華等人利用此原理對陳米進行熏硫包裝后置于-3～0 ℃，冰溫處理1～2周，可有效改善陳米食味。其中，熏硫主要是用來補充陳米中硫化物含量，提升陳米風味[18]。

3.4 電解法

日本廣島食品工業研究所加工部實驗采用電解法，利用陰極電解還原復鮮大豆取得成功，這種方法也適用于存放過久的大米[19]。電解煮飯水，利用電流改善米粒的內部結構也能增加淀粉的吸水力，有利于增加糊化度。

3.5 蒸煮方式

常用的蒸煮方式分為用涼水或者用熱水蒸煮，試驗結果表明用涼水煮飯易產生糠酸味，糠酸味主要由脂肪的分解所產生，在30～40 ℃范圍內脂肪分解酶活性最高，最易促進脂肪分解。涼水蒸煮是一個緩慢的過程，經過低溫到高溫這一溫度帶，需要較長時間；而熱水蒸煮可快速通過這一溫度帶，酶會因溫度過高而失去活性，此時蒸煮出的米飯風味比較好[20]。

3.6 水熱處理法

用弱酸性或中性的70 ℃左右的熱水或水蒸氣與陳米瞬間接觸，使脂肪分解酶失去活性。有效提升陳米食味，同時弱酸性熱水或水蒸氣的水可提高米飯筋力，米粒白度，改善口感，提高大米的品質[21]。

4 總結與展望

①陳米復鮮方法繁多雜亂，應該根據實際情況以及陳化程度選取添加劑量，因此并不容易控制，選取經濟效益最好的配比或者尋找新的方法還需要進行進一步研究探索。②在研究陳米復鮮、提高經濟效益的同時，根據大米陳化自身理化性質的變化，研究者更應該專注于延緩大米陳化的研究，從根源上解決問題。