江淮地區(qū)大米質(zhì)量品質(zhì)分析

夏雨杰 汪 靜 邢常瑞 袁 建

(南京財經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院；江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心； 江蘇高校糧油質(zhì)量安全控制及深加工重點實驗室， 南京 210023)

我國是世界上最大的大米生產(chǎn)國和消費國，2018年度我國大米產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的28.90%，消費量占全球的29.63%。目前我國大米品種雜多，市場上對大米品質(zhì)的衡量標(biāo)準(zhǔn)不一，地方農(nóng)民對品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)意識薄弱，糧食種植結(jié)構(gòu)混亂，因此生產(chǎn)加工的糧食不能很好地滿足多元化、多層次市場需求，供給結(jié)構(gòu)性矛盾突出[1]。

南通、鹽城、淮安地處我國江淮平原一帶，地勢四周略高，海拔高度為5～10 m，中部較低，海拔高度約2～4 m，呈碗狀，是我國著名的水稻產(chǎn)區(qū)。2018年中國稻谷(大米)產(chǎn)業(yè)報告中指出，隨著我國消費的升級，品牌大米影響力逐步提升[2]。然而目前江淮地區(qū)大米品牌建設(shè)薄弱，因此分析研究江淮地區(qū)大米質(zhì)量品質(zhì)，可以為江淮農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來了巨大的無形價值，帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展升級，推進江淮地區(qū)由糧食產(chǎn)業(yè)大省向糧食產(chǎn)業(yè)強省轉(zhuǎn)變[3]。

以南通4種大米、鹽城4種大米、淮安4種大米及市售3種大米作為研究對象，對比分析幾種大米的外觀品質(zhì)、含水量、蛋白質(zhì)、直鏈淀粉、食味值等理化品質(zhì)，以及糊化特性、質(zhì)構(gòu)特性等加工品質(zhì)，進而分析不同品種大米品質(zhì)，為江淮大米品質(zhì)鑒定提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

12種江淮地區(qū)大米(均為2018年秋收粳稻)、3種市售粳稻(品質(zhì)等級依次為優(yōu)、中、低)見表1。

表1 大米品種及產(chǎn)地

直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)溶液、直鏈淀粉1、2、3、4號試劑；其他化學(xué)試劑均為優(yōu)級純。

JMWT 12大米外觀品質(zhì)檢測儀；JSWL食味儀；Stable Micro Systems TA.XTLL plus質(zhì)構(gòu)儀；CNS-2100直鏈淀粉速測儀；TecMaster快速黏度檢測儀；BLH3250x01748壟谷機；JNMJ6檢驗?zāi)朊讬C；JFYZ-LLL檢驗用分樣器。

1.2 樣品外觀品質(zhì)測定

稻谷分樣：參照GB/T 5494—2008對稻谷原始樣品進行分樣[4]；稻谷外觀品質(zhì)：參照GB/T 22504—2018測定稻谷中堊白粒率、堊白度、整精米率(按照樣品精米質(zhì)量除以樣品質(zhì)量計算)、不完善粒及黃粒米[5]。

1.3 樣品理化指標(biāo)測定

含水量測定：參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》中直接干燥法測定各大米樣品的含水量[6]；直鏈淀粉測定：參照GB/T 15683—2008大米直鏈淀粉含量的測定中的基準(zhǔn)方法來測定各大米樣品的直鏈淀粉含量[7]；蛋白質(zhì)測定：參照GB 5009.5—2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定中的凱氏定氮法——自動凱氏定氮儀法，來測定各大米樣品的蛋白質(zhì)含量[8]。

1.4 糊化特性的測定

參照GB/T 24852—2010《大米及米粉糊化特性測定快速黏度儀法》(RVA)，測定各大米樣品的糊化特性的特征值[9]。

1.5 蒸煮食用品質(zhì)的測定

稻谷除去谷殼、碾磨成精米，參照GB/T 15682—2008《糧油檢驗 稻谷、大米蒸煮食用品質(zhì)感官評價方法》中小量樣品米飯的制備進行洗米和浸泡，將處理好的樣品放在電飯鍋中蒸煮40 min后，燜制20 min[10]。

質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)：測前速度：1 mm/s；測試速度：0.5 mm/s；測后速度：1 mm/s；壓縮比例：75%；觸發(fā)力：10 g；36R探頭。

1.6 數(shù)據(jù)處理

圖表由Origin Pro 2017、Excel繪制，數(shù)據(jù)通過SPSS 22.0軟件進行分析[11]。

2 結(jié)果分析

2.1 大米外觀品質(zhì)評價

大米的不完善粒、黃粒米、堊白粒率、堊白度和整精米率見表2。

表2 不同品種大米的外觀品質(zhì)

注：同列標(biāo)注字母不同，表示樣品間存在顯著性差異(P<0.05),下同。

大米的外觀品質(zhì)是影響大米品質(zhì)的第一因素。測量的15種精米不完善粒在0.70～3.70，稻谷生長過程中因為一些不可避免的因素產(chǎn)生不完善粒，同時實驗室的加工水平也會影響不完善粒率，周顯青等[12]研究發(fā)現(xiàn)不完善粒與大米加工品質(zhì)存在相關(guān)性，糙米加工成精米時，不完善粒的增加會導(dǎo)致整精米率降低，1、2、3號及4號的不完善粒明顯高于其他樣品。根據(jù)GB 1354—2018 《大米》中的規(guī)定，大米質(zhì)量指標(biāo)中黃粒米的含量不能超過1.0%。與正常米粒相比，黃粒米營養(yǎng)成分低，色、香、味較差，1、4、14號及15號的黃粒米含量高于國標(biāo)含量。堊白是大米胚乳中淀粉顆粒和蛋白質(zhì)體的發(fā)育與充實受到影響，導(dǎo)致淀粉顆粒的排列疏松而充氣所形成的白色不透明部分[13]。堊白受外界環(huán)境影響較大，高溫誘導(dǎo)會導(dǎo)致高度堊白率的產(chǎn)生，因此我國南方大米堊白度明顯高于北方大米。整精米率是稻谷質(zhì)量定級的重要指標(biāo)，劉英等[14]對稻谷的食用品質(zhì)與其整精米率的關(guān)系的分析得出：大米的整精米率越高，其食用品質(zhì)越好。在蒸煮過程中，整精米率高的大米只有少量的碎米溶于米湯中，米湯中可溶性淀粉含量低，米湯濃度較高，米飯更容易脹潤，這樣煮出來的米飯硬度適中，可嚼勁適口。所測樣品中3、6、7、8號和9號與市售優(yōu)質(zhì)大米13號它們整精米率相互接近。

2.2 大米理化指標(biāo)評價

大米的食味值、含水量、直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量如表3所示。

表3 不同品種大米的理化指標(biāo)

GB 1354—2018《大米》中規(guī)定優(yōu)質(zhì)粳米的直鏈淀粉質(zhì)量分數(shù)在13.0%～20.0%，含水量≤15.5%，所測15種樣品的直鏈淀粉、含水量符合國標(biāo)優(yōu)質(zhì)粳米規(guī)定。表3中蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)在6.76%～8.43%，低蛋白質(zhì)含量的大米在烹煮過程中，因為其米?？臻g結(jié)構(gòu)存在縫隙，能快速有效地吸收水分，從而充分糊化，米飯的黏度高，米飯的老化速度越慢, 米飯柔軟，口感更佳，所以食味品質(zhì)更高，6、10號及11號的蛋白含量與優(yōu)質(zhì)大米13號接近。直鏈淀粉含量在15.3%～18.8%，屬于中等淀粉含量。低溫低濕的環(huán)境有利于直鏈淀粉的積累，直鏈淀粉含量較高的大米，蒸飯時需水量較大，米粒的脹潤度較高，但米飯黏著性、柔軟性、光澤度較差，飯冷卻后質(zhì)地生硬，因此直鏈淀粉含量為優(yōu)質(zhì)大米質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的限制指標(biāo)[15]。大米直鏈淀粉含量在12%～19%，蒸煮時米飯淀粉結(jié)晶分子排列整齊, 適口性良好，所測的品質(zhì)食味值都高于70，5、7、8號及13號的直鏈淀粉含量高于其他樣品[16]。

馬濤等[17]研究發(fā)現(xiàn)，含水量>15%的稻米彈性較好，稻谷含水量>15%時屬于偏高水分糧，這類稻谷可以較好地保持大米固有的品質(zhì),口感好，但此時微生物呼吸強度大，酶活力高，容易發(fā)生霉變以及蟲害，同時加工含水量較高的稻谷，籽粒硬度降低, 容易碾碎, 碎米增多, 整精米率降低，直接影響大米食用品質(zhì)。2、3、6號及10號樣品所測食味值均高于高品質(zhì)樣品，同時它們的蛋白質(zhì)含量、含水量及直鏈淀粉含量與高品質(zhì)樣品接近。

2.3 大米糊化特性評價

大米的糊化特性如表4所示。大米樣品的RVA曲線如圖1所示。

糊化溫度和峰值黏度與大米品質(zhì)存在線性關(guān)系[18]，峰值黏度較高的大米樣品，其糊化溫度較低，這類大米開始糊化時，更易破壞結(jié)晶膠束中的氫鍵，充分吸水膨脹，米飯質(zhì)地軟而黏，口感極佳，食味值高。

RVA測定后期，部分細微的直鏈淀粉分子隨著面粉糊的冷卻重新組合，曲線黏度逐漸增大，最終黏度與低谷黏度差值便是回生值；消減值與崩解值兩個二級參數(shù)可以直觀分析大米口感品質(zhì)，消減值為負且絕對值大時，米飯的品質(zhì)柔軟可口；崩解值為峰值黏度與低谷黏度之差，崩解值越大其耐剪切性越差，煮熟的米粒更易破解，與水接觸面積更大，口感更佳。閆影等[19]通過測量75種大米的食味品質(zhì)理化指標(biāo)與RVA譜特征值及米飯食味值得到了粳米材料中米飯食味值與膠稠度(GC)、蛋白質(zhì)含量(PC)、糊化溫度(Pa T)、峰值黏度(PKV)和保持黏度(HPV)顯著相關(guān), 食味值高的品種GC大、PC小、Pa T低、PKV高、HPV高，15種大米所測結(jié)果相關(guān)性分析與其一致。1、8號及12號樣品的峰值黏度13號接近，1、2、4號及12號所得糊化溫度與13號接近。

圖1 15個大米樣品的RVA曲線

表4 不同種淮安大米的RVA譜特征值

2.4 大米質(zhì)構(gòu)特性評價

大米的質(zhì)構(gòu)特征值如表5所示。

表5 不同品種大米的質(zhì)構(gòu)特性

米飯的質(zhì)構(gòu)參數(shù)是蒸煮食用品質(zhì)的直接體現(xiàn)。適宜的硬度、彈性及適膠著度可以使米飯的口感達到最佳[20]。當(dāng)食用米飯時，太硬的米飯適口性差，過軟的米飯入口即化，不能使淀粉與唾液淀粉酶充分反應(yīng)，適宜彈性的米飯中可溶性直鏈淀粉多，米飯膨脹率大，米飯的口感好。8號硬度與13號接近，4、9、11號與14號硬度接近。測試的15種大米其彈性范圍在0.46到0.76之間，彈性適中，口感反饋極佳[21]。在測試過程中隨著轉(zhuǎn)頭的壓縮，樣品回彈轉(zhuǎn)頭的能力稱為回復(fù)性，15種大米回復(fù)性差距不大，所以衡量大米品質(zhì)時候回復(fù)性不存在顯著性差異。在食用咀嚼過程中，米粒之間相互連接的程度(即膠著度)也是影響米飯品質(zhì)的一個參數(shù)，米湯里面溶解物質(zhì)增加時，接觸面的膠著度就會隨之增大，8號與13膠著度相接近，3、4、5、7號及9號的膠著度與14號接近。

分析結(jié)果中直鏈淀粉含量與硬度之間存在顯著正相關(guān)，大米在蒸煮過程中控制加水量一定，當(dāng)直鏈淀粉含量的越高時，米飯的膨脹率受到加水量的影響不能充分膨脹，所以測量結(jié)果的硬度越大，同時降低大米食味值，這與盧毅等[22]的結(jié)果相符。表6中直鏈淀粉與堊白度顯著負相關(guān)，這與李剛等[23]所測粳米中直鏈淀粉含量與堊白度間呈極顯著負相關(guān)關(guān)系 (-0.682**)相一致。蛋白質(zhì)分子在大米內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的分布及顆粒大小都會對大米各種指標(biāo)產(chǎn)生影響，表6中食味值與蛋白質(zhì)存在顯著負相關(guān)，蛋白質(zhì)含量的高低首先影響米飯品質(zhì)，其次對米飯的感官品質(zhì)也存在影響，相關(guān)研究表明大米中清蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白約87.5%～93.1%，這三類蛋白在大米加工過程中會對大米食味品質(zhì)存在負相關(guān)系數(shù)[24，25]，與表6中食味值與蛋白質(zhì)相關(guān)性分析符合。堊白度是衡量大米外觀品質(zhì)和食用品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，堊白度較高的大米，因為胚乳淀粉存在空隙，大米內(nèi)部結(jié)合稀疏，加工時易斷降低整精米率，同時蒸煮時硬度較低，但這類大米因為存在空隙所以蒸煮時內(nèi)部淀粉蛋白顆?？梢愿映浞治账?，提高食味品質(zhì)[26，27]。

表6 相關(guān)性分析

注：*表示顯著相關(guān)(P< 0.05)；**表示極顯著相關(guān)(P< 0.01)。

3 結(jié)論

選擇南通4種大米、鹽城4種大米及淮安4種大米與市場所售3種不同品質(zhì)大米進行外觀、理化及加工等品質(zhì)的對比，分析樣品的品質(zhì)定位。結(jié)果表明，3種不同品質(zhì)的市售大米黃粒米及整精米率存在明顯差異，優(yōu)質(zhì)大米食味值高、蛋白質(zhì)含量偏低。南通喜豐3號、鹽城的4種大米和淮安淮5與優(yōu)質(zhì)康普東北大米外觀品質(zhì)接近。南通的喜豐2、3號和康普東北大米理化品質(zhì)接近，南通喜豐1、3號和鹽城的有機米與市售中品質(zhì)的福臨門稻飄香理化品質(zhì)接近，南通5055、鹽城蘇繡867及淮安淮5理化品質(zhì)略低于市售中品質(zhì)大米但高于低品質(zhì)。南通喜豐1號、鹽城蘇繡867和淮安金粳68與優(yōu)質(zhì)康普東北大米峰值黏度接近，崩解值的絕對值很大，彈性與回復(fù)性也較好，因此這類大米在蒸煮時與水接觸面積更大，食用咀嚼口感反饋極佳。綜合考慮，可將南通的喜豐2、3號、鹽城有機米和淮安南粳46作為地方特色品牌推出，為進一步建成大米質(zhì)量品控體系及江淮地區(qū)大米質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供借鑒。