配米技術提升自熱米飯淀粉抗回生效果

李永富 黃思雨 史 鋒 劉志穎 黃金榮 翟雅楠 陳正行

(江南大學食品學院；江南大學糧食發酵工藝與技術國家工程實驗室1，無錫 214122) (江蘇省生物活性制品加工工程技術研究中心2，無錫 214122) (江南大學食品科學與技術國家重點實驗室3，無錫 214122) (秦皇島市福壽食品有限公司4，秦皇島 066000)

自熱米飯是一種通過自加熱裝置快速加熱即可食用的方便食品[1]，廣泛應用于軍事行動、野外作業、戶外活動。作為軍用的自熱米飯對保質期和連食性提出了更高的要求，保質期要滿足24個月、連食性要達1周以上，而自熱米飯儲藏過程中的淀粉回生問題嚴重影響米飯的品質[2]，導致其結塊、食味值下降，甚至失去食用價值，制約了自熱米飯產業的發展。

我國稻米品種繁多，通過配米技術將不同品種大米按一定比例進行配合，可實現優勢互補、資源的高效利用，獲得不同功能、不同風味的大米，從而滿足不同消費者的需求[3]。目前，配米技術主要用于改善大米及大米制品的食用品質。樊德靈等[4]通過不同品種大米的合理復配有效改良了發糕品質；陳莎莎等[5]將低質粳米和優質粳米復配，得到的米飯柔軟，食味值高，有利于提高低質米資源的利用率。但配米技術對米飯回生的影響研究鮮見報道。大米品種是影響米飯回生效果的重要因素之一[6]，但不易回生的優質米產量有限，無法在實際生產中廣泛使用，而針對高直鏈淀粉大米容易回生的特性，通過配米技術配合低直鏈淀粉大米可提高大米的抗回生效果。

本研究在分析9種大米的理化性質、RVA譜特征值和食味品質的基礎上，通過合適的指標篩選出1種不易回生的大米分別與3種較易回生的大米進行配米，以不同的添加比例研究配米技術對自熱米飯回生情況的影響，以期為大米品種篩選和改善米飯品質提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

9個品種的粳米：蘇秀(S)、連粳(L)、淮稻5號(H)；南粳9108(N)；武育粳(W)；龍粳33(LJ33)、稻花香(D)；龍粳18(LJ18)；秋田小町(Q)。

1.2 儀器與設備

SMS-32ADT電蒸鍋；GI54T高壓滅菌鍋；RVA 4500快速黏度分析儀；STA1B米飯食味計；TA.XTPlus物性分析儀；D2 PHASER X-射線衍射儀；DSC 8500差示掃描量熱儀。

1.3 方法

1.3.1 大米的品質研究

1.3.1.1 大米的理化特性測定

含水量按GB 5009.3—2016測定；蛋白質質量分數按GB 5009.5—2016測定；脂肪質量分數按GB 5009.6—2016測定；淀粉質量分數按GB 5009.9—2016測定；直鏈淀粉質量分數按GBT 15683—2008測定。

1.3.1.2 大米的RVA譜測定

大米粉碎過100目篩，以含水量14.0%時，大米粉稱取3.00 g，去離子水25.00 mL為標準，根據樣品含水量計算樣品量，放入RVA專用鋁盒中。運行程序為：50 ℃下保持1 min，約在220 s內升溫至95 ℃，并維持150 s，再以同樣的速率冷卻至50 ℃，并維持120 s。攪拌器的轉速在前10 s內為960 r/min，之后維持在160 r/min。測定3次，結果取平均值。

1.3.1.3 米飯食味值測定

每個樣品稱取30 g大米，放入不銹鋼罐中，按比例(米∶水=1∶1.4)加入自來水，常溫浸泡30 min后，用電蒸鍋蒸煮30 min，保溫10 min，取出后室溫下冷卻2 h。稱取(8.0±0.1) g米飯，裝入專用的不銹鋼圓環中，用壓飯器下壓制成飯餅，測定米飯食味值。

1.3.2 自熱米飯的制備

1.3.2.1 大米品種的篩選及配米

實驗選取了常見的9種大米，根據大米的品質測定及相關性分析，篩選了幾種適合制作自熱米飯的大米品種。以1種不易回生的優質米為輔，按不同比例(1∶9、3∶7、5∶5)與回生值較高的大米進行復配，以提高自熱米飯的抗回生效果，并優化配米比例。

1.3.2.2 自熱米飯的生產工藝流程

用自來水淘洗大米3次，常溫浸泡1 h，瀝干水分，電蒸鍋(1 200 W)蒸煮40 min；蒸煮后，按比例(米飯∶水=10∶6，m/m)補水，攪拌均勻，裝袋抽真空密封，121 ℃滅菌20 min。將制備好的自熱米飯放入4 ℃冰箱中進行儲藏實驗，分別于0、1、14 d時取出，以供后續實驗使用。

1.3.3 自熱米飯的質構分析

自熱米飯制備好后，于4 ℃冰箱中儲藏0、1、14 d。在不同儲藏天數時取出自熱米飯，采用米飯食味計配備的壓飯器制成飯餅，測試條件：TPA模式，探頭P/0.5，壓縮程度為50%，測前速度為1 mm/s，測試速度為1 mm/s，測后速度為5 mm/s，兩次壓縮間隔時間5 s。每個樣品測定10次，去掉最大值和最小值，取平均值作為結果。

1.3.4 自熱米飯的相對結晶度測定

自熱米飯制備好后，于4 ℃冰箱中儲藏0、1、14 d。在不同儲藏時間后取出自熱米飯，用無水乙醇(1∶3，m/V)浸泡12 h后，在恒溫鼓風干燥箱中37 ℃干燥12 h，樣品干燥后粉碎過100目篩。測定前在水分充足的干燥器中平衡過夜。掃描范圍5°～40°(2θ)，掃描速率約3°/min。

1.3.5 自熱米飯的回生焓測定

儲藏米飯樣品制備同1.3.4。稱取2 mg樣品于液體坩堝中，按比例(1∶2，m/V)加水，密封后放入4 ℃冰箱中平衡過夜。測試條件：以10 ℃/min的速度從30 ℃加熱到100 ℃，氮氣流速10 mL/min。根據曲線峰面積計算回生焓值(ΔH)。

1.4 數據分析

實驗均重復進行3次，實驗數據采用SPSS 16.0統計軟件進行相關性分析和顯著性分析，采用Origin 9.0繪圖。

2 結果與討論

2.1 大米的理化特性、RVA譜與食味品質分析

2.1.1 大米的理化特性

從表1可知，9種大米原料的含水量范圍在12%～14%內，直鏈淀粉質量分數范圍為13%～18%，其中，N和W的直鏈淀粉質量分數最低，而H、D和Q含有相對較高的直鏈淀粉。5種南方地區的大米的蛋白質量分數普遍高于4種北方地區的大米，脂肪質量分數為0.33%～0.80%。

表1 大米的理化性質/%(m/m)

注：同列標有不同字母表示差異顯著(P<0.05)，余同。

2.1.2 大米的RVA譜

理化指標雖然是評價米飯食味的重要標準，但無法區分理化指標相近的大米品種，而理化指標相近的大米品種在RVA譜上卻表現不同，因而，RVA譜測定已成為評價稻米蒸煮食味品質的一項重要指標[7, 8]。本研究對9種大米進行RVA譜測定，結果表明，低直鏈淀粉的N對應較低的回生值，而高直鏈淀粉的D、Q對應較高的回生值。LJ18和D的直鏈淀粉質量分數相近，分別是17.57%和17.51%，但LJ18的回生值顯著高于稻花香(P<0.05)。

表2 大米的RVA譜

2.1.3 大米的食味品質

通過測定9種大米的食味品質發現，LJ18的食味值最高，而S和L的食味值最低。N的食味值較高，僅次于LJ18，但米飯質地偏軟。其中，有“軟芯米”之稱的W硬度最低，僅有28.13 N。

表3 大米的食味品質

2.2 大米的理化特性、RVA譜與食味品質的相關性分析

2.2.1 大米的理化特性與食味品質的相關性分析

由表4可見，蛋白質質量分數和米飯的食味值呈極顯著負相關性(P<0.01)，即蛋白質質量分數越高，米飯食味值越低。丁毅等[9]通過觀察稻米籽粒的橫截面發現大量的蛋白體以蜂窩狀充斥在淀粉顆粒周圍，會降低水分滲透速度。大米中蛋白質量分數高，阻礙淀粉吸水溶脹，米飯口感較硬。

大米的直鏈淀粉質量分數和米飯硬度呈極顯著正相關性(P<0.01)，和米飯食味值沒有表現出明顯的相關性，這與周治寶等[10]的研究結果一致。然而，李貞[11]、趙春芳等[12]的研究中表明直鏈淀粉質量分數與食味品質間存在顯著的相關性。研究者們之所以會得出不同的結論，一方面是因為國內大米品種繁多，研究選用的大米品種不同，另一方面可能是理化指標對米飯食味的影響只在一定質量分數范圍內發生[13]。如表1所示，大米的直鏈淀粉質量分數在13%～18%范圍內，其中，D和Q的直鏈淀粉質量分數相近(17.51%和17.48%)，兩者的蛋白質量分數也相近(7.34%和7.26%)，但食味值的表現不同(74和78)。除了直鏈淀粉這一影響因素之外，支鏈淀粉分子鏈長結構差異也會影響米飯食味品質，支鏈淀粉長鏈少的大米往往具有較優的食味[14, 15]。大米的脂肪質量分數與米飯食味品質之間未表現出明顯的相關性。

2.2.2 大米的理化特性與RVA譜特征值的相關性分析

由表4可見，大米的蛋白質量分數與峰值黏度、谷值黏度、終值黏度和回生值呈極顯著負相關性(P<0.01)。在糊化過程中，高蛋白質量分數會影響淀粉顆粒的吸水溶脹，降低糊化黏度[16]。在回生過程中，蛋白的存在限制了水分的遷移，抑制淀粉的重結晶[17]。直鏈淀粉質量分數與終值黏度和回生值呈極顯著正相關性，與其他黏度值之間未表現出相關性。因為在米粉的加熱、恒溫和冷卻過程中，主要是支鏈淀粉引起黏度變化[18]。大米的脂肪質量分數與RVA特征值之間未表現出明顯的相關性。由此可見，蛋白和直鏈淀粉質量分數與RVA譜特征值關系密切。

2.2.3 大米RVA譜特征值與食味品質的相關性分析

米飯食味值與RVA譜中峰值黏度和崩解值呈極顯著正相關性(P<0.01)，與谷值黏度呈顯著正相關性(P<0.05)；米飯硬度與崩解值呈極顯著負相關性，與峰值黏度呈顯著負相關性；米飯黏度僅與糊化溫度呈極顯著負相關性。從兩者的相關性分析來看，峰值黏度和崩解值越高，米飯的食味值越高，硬度越小。

2.3 自熱米飯大米原料的篩選

針對自熱米飯的要求，要篩選出食味好、不易回生、蒸煮性能好的大米原料。通過大米的理化特性、RVA特征值和食味品質之間的相關性分析，食味值、

表4 大米的理化特性、RVA譜與食味品質的相關性分析

注：**表示在0.01水平(雙側)上顯著相關，*表示在0.05水平(雙側)上顯著相關。

回生值和糊化溫度可以作為主要的篩選指標。食味值高，則大米食味品質好；回生值低表示米飯不易回生；糊化溫度低，意味著米飯糊化時需要較少的能量和蒸煮時間，這對自熱米飯的復熱效果有較大影響。

S、L和LJ33的糊化溫度較高，分別為88.35、76.28、88.83 ℃，而其他品種都在70 ℃左右，不適宜做自熱米飯的原料；在這些品種中，LJ18具有最高的回生值，在長期儲藏過程中極易發生回生現象；自熱米飯要求米粒完整、輪廓分明、軟而結實、不黏不連，而W的質地非常軟，裝袋滅菌后極易黏連成團，也不適宜做自熱米飯的原料。經初步篩選后，N、H、D和Q可以作為配米米飯的原料。N的食味值高，回生值低，但米飯的質地偏軟。因此，選擇N為輔，分別搭配H、D和Q，研究配米米飯在儲藏過程中的抗回生效果。

米飯蒸煮冷卻后，往往在十幾個小時甚至幾小時內就發生回生現象，主要是由直鏈淀粉重結晶所引起的短期回生，因此，以4 ℃儲藏1 d的結果來表征自熱米飯的短期回生；而長期回生主要是由支鏈淀粉在儲藏過程中緩慢聚集而形成的，常用4 ℃儲藏14 d的結果來表征自熱米飯的長期回生[19]。

2.4 配米技術對自熱米飯淀粉抗回生效果的影響

2.4.1 配米技術對自熱米飯硬度的影響

米飯回生帶來的最直接現象是口感變硬，食味變淡，因此，測定米飯硬度可以很好地反映米飯的回生趨勢，同時還能反映米飯的感官品質。如圖1所示，H和N配米后，新鮮米飯的硬度明顯減小(P<0.05)，且N的添加量越多，硬度越小。這與Choi等[20]的配米實驗結果相似。儲藏1 d后，H的硬度略高，其他米飯樣品的硬度沒有明顯差異。儲藏14 d后，配米米飯的硬度顯著低于H，且隨著N的添加量增加而降低，添加量30%和50%的配米米飯的硬度值更低于N，分別降低了7.6%和13.4%。D和N配米后有相似效果，新鮮米飯的硬度明顯減小，且N的添加量越多，硬度越小。儲藏1 d后，除了DN3的硬度較低之外，其他比例的配米米飯的硬度與D沒有明顯差異。儲藏14 d后，與D相比，配米米飯具有明顯較小的硬度，其中，DN3的硬度與N相近。Q的質地比H和D軟，然而與N配米后，米飯硬度卻有所增加。儲藏1 d后，配米米飯的硬度變化并不明顯。儲藏14 d后，配米米飯的硬度明顯降低，其中，QN3的硬度最低，接近于不易回生的N。

注：同一儲藏時間標有不同字母表示差異顯著(P<0.05)。HN1為H∶N=1∶9，HN2為H∶N=3∶7，HN3為H∶N=5∶5；DN1為D∶N=1∶9，DN2為D∶N=3∶7，DN3為D∶N=5∶5；QN1為Q∶N=1∶9，QN2為Q∶N=3∶7，QN3為Q∶N=5∶5。圖1 不同配米米飯在儲藏過程中的硬度變化

與單一的米飯相比，3組配米米飯都表現出硬度降低的趨勢，特別是儲藏14 d后有明顯的效果(P<0.05)，說明通過配米技術可以在長期儲藏過程中抑制米飯硬度的上升趨勢。而不同添加量的不同配米組合的表現不同，儲藏14 d后，3種配米組合均在添加量50%時有最低的硬度，如圖1d所示，儲藏1、14 d時，HN3的硬度最小。

2.4.2 配米技術對自熱米飯相對結晶度的影響

在儲藏過程中，米飯發生回生現象，即淀粉分子相互聚集不斷形成結晶體。表5為不同配米米飯在儲藏0、1、14 d后的相對結晶度。新鮮米飯沒有出現淀粉回生的結晶峰，但存在淀粉與脂質形成的V型結晶。H和N配米后，儲藏1 d，淀粉回生形成結晶峰，除了HN3的相對結晶度較低之外，其他米飯樣品的相對結晶度沒有明顯差異。儲藏14 d后，直鏈淀粉質量分數較低的N的相對結晶度顯著低于直鏈淀粉質量分數較高的H(P<0.05)，而與H相比，配米米飯的相對結晶度顯著降低，HN2和HN3具有與N相近的相對結晶度。D和N配米后，儲藏1 d，除了N的相對結晶度較低之外，其他米飯樣品之間沒有明顯差異。儲藏14 d后，配米顯著降低了D的相對結晶度，其中，效果較好的DN3的相對結晶度為8.73%，略高于N(6.41%)。Q和N配米后，儲藏0、1 d時，配米米飯的相對結晶度較低于Q，QN3的相對結晶度略低于N。儲藏14 d后，效果更加顯著，且相對結晶度隨著N添加量的增加而降低，QN2和QN3的相對結晶度接近于N。

表5 不同配米米飯在儲藏過程中的結晶度變化/%

在儲藏期間，不同品種的大米具有不同的相對結晶度，而將回生性能不同的大米配米后表現出出色的抗回生效果，其相對結晶度顯著降低(P<0.05)。儲藏1、14 d后，硬度最小的HN3也表現出最低的相對結晶度。

2.4.3 配米技術對自熱米飯回生焓的影響

淀粉在相變過程中發生熔融所需要的能量表現為回生焓，通過回生焓的大小可以表征其回生程度。表6為不同配米米飯在儲藏期間內的回生焓。新鮮米飯未測出回生焓，儲藏1 d后，除了HN2的回生焓略高于H，其他配米米飯的回生焓沒有差異；儲藏14 d后，隨著N的添加量的增加，米飯的回生焓逐漸減小，添加量30%和50%的米飯回生焓甚至低于N。D和N配米后，不同米飯在儲藏1 d時表現出不同水平的回生焓，而儲藏14 d后3種配米米飯表現出一致較低的回生焓，顯著低于D和N。Q和N配米后，儲藏1 d時，Q具有比N更低的回生焓，添加N后回生焓反而有增加趨勢，QN3的回生焓顯著高于Q；但儲藏14 d后，Q的回生焓顯著上升高于N，配米米飯表現出梯度下降趨勢，即在Q中添加N有利于降低長期儲藏過程中的回生焓。

表6 不同配米米飯在儲藏過程中的回生焓變化/J/g

注： “—”表示未測出回生焓。

3種配米組合在添加量30%和50%時具有較低的回生焓，HN和DN的組合表現出更佳的抗回生效果。

3 結論

9種大米原料品質有所差異，但僅僅通過理化特性無法區分，經過相關性分析，大米的RVA譜與食味品質密切相關，因此，結合RVA譜篩選出食味值高、回生值低、糊化溫度低的大米，適合作為自熱米飯的原料。將米質較軟但不易回生的南粳9108為輔料分別與米質較硬且較易回生的淮稻5號、秋田小町、稻花香按一定比例進行配米，從質構特性、結晶度和回生焓來看，與單一品種的米飯相比，配米米飯表現出更低的回生程度，且隨著南粳9108的添加量增加，米飯抗回生效果越好。本研究表明，通過配米技術將不同品種的大米搭配在一起能夠有效降低自熱米飯的回生程度，提高自熱米飯的品質。