陳山喬,孫志棟
稻米原料品種對(duì)年糕制品品質(zhì)的影響研究
陳山喬1,2,孫志棟1
(1.寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,浙江 寧波 315040; 2.寧波市特色農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 寧波 315040)
闡述不同品種的稻米作為加工原料對(duì)年糕的外觀口感等品質(zhì)的影響。選用不同品種稻米(寧84、寧88、甬優(yōu)12、甬優(yōu)15和甬優(yōu)1540)作為原料,加工成年糕后測(cè)定其淀粉組成、質(zhì)構(gòu)特性、耐水煮性和色差,用以表征其口感和外觀品質(zhì)。根據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果顯示,年糕的直鏈淀粉含量和直鏈–支鏈淀粉比例與其硬度和內(nèi)聚性分別呈正相關(guān)性和負(fù)相關(guān)性(相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值均大于0.8)、支鏈淀粉含量和回復(fù)性呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.71。寧84品種回復(fù)性、內(nèi)聚性和硬度指標(biāo)在所測(cè)樣品中最為優(yōu)秀且呈現(xiàn)極顯著差異,代表著口感軟糯而富有嚼勁,但其色澤偏黃偏暗。甬優(yōu)1540品種有最佳的耐水煮性和較好的色澤。各個(gè)稻米品種作為年糕原料存在著優(yōu)缺點(diǎn),一方面,這意味著選育年糕專用水稻品種存在必要性;另一方面也表明了年糕產(chǎn)品需要根據(jù)目標(biāo)市場(chǎng)和消費(fèi)者喜好側(cè)重進(jìn)行原料選擇和后續(xù)的研發(fā)。本文報(bào)道并揭示了稻米品種對(duì)年糕品質(zhì)的影響,為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展提供了理論指導(dǎo)。
稻米;淀粉;年糕;質(zhì)構(gòu)分析
水磨年糕是我國(guó)南方有名的民間傳統(tǒng)特產(chǎn),一般以粳米為原料[1],要求外觀潔白如玉,口感柔糯滑爽,且久煮不糊,深受消費(fèi)者喜愛(ài)。目前,行業(yè)內(nèi)在年糕生產(chǎn)上,對(duì)原料的選擇和監(jiān)管較為粗放,鮮有生產(chǎn)企業(yè)對(duì)稻米原料的品種進(jìn)行要求。稻米品種[2]、稻米的淀粉組成(包括直鏈、支鏈淀粉含量及其比例)[3]對(duì)米飯食味有著決定性的影響,但加工成年糕后這種影響目前尚未有研究。以稻米品種對(duì)米飯影響進(jìn)行推論,不同原料造成年糕中淀粉組成同樣會(huì)影響其口感,因此適宜的原料會(huì)有效提高年糕的口感和質(zhì)量,或者通過(guò)控制和選擇原料的品種,能夠生產(chǎn)出針對(duì)不同細(xì)分化市場(chǎng)需求的年糕產(chǎn)品,反之不適宜或不受控的原料品種將影響年糕的品質(zhì)穩(wěn)定性與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。相較于稻米的種植和貯藏條件,稻米的品種是最外化也是最容易控制的指標(biāo),因此本研究以此為切入點(diǎn),從傳統(tǒng)年糕特色產(chǎn)地——寧波市江北區(qū)收集了5種用以供應(yīng)年糕加工企業(yè)的稻米品種。對(duì)稻米加工后的年糕進(jìn)行包括淀粉組成、質(zhì)構(gòu)分析、耐水煮性和色差的測(cè)試。首次闡述年糕原料的品種差異對(duì)其口感、烹調(diào)適用性和外觀色澤的影響,初探年糕的淀粉組成與其質(zhì)構(gòu)性質(zhì)的相關(guān)性,試圖為年糕的加工和品質(zhì)檢測(cè)提供科學(xué)依據(jù)。
主要材料:稻米產(chǎn)自寧波市江北區(qū),品種分別為寧84(粳型常規(guī)稻)[4]、寧88(粳型常規(guī)稻)[5]、甬優(yōu)12(秈粳交三系雜交稻)[6]、甬優(yōu)15(秈粳交偏秈型三系雜交稻)[7]、甬優(yōu)1540(秈粳交偏秈型三系雜交稻)[8]。每個(gè)品種分別在2019年11月收自1個(gè)農(nóng)戶、2020年11月收自2個(gè)不同農(nóng)戶、2021年11月收自2個(gè)不同農(nóng)戶,其中寧88為當(dāng)?shù)啬持旮馍a(chǎn)企業(yè)當(dāng)時(shí)所選用的原料。
主要試劑:所使用的化學(xué)試劑購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司(上海);實(shí)驗(yàn)用水為自制超純水;支鏈淀粉含量測(cè)定試劑盒(A152–2–1),南京建成生物工程研究所(南京,江蘇)。
主要儀器:紫外/可見(jiàn)分光光度計(jì)型號(hào)DU800由Beckman Coulter(California, United States)生產(chǎn),質(zhì)構(gòu)分析儀型號(hào)TA.Xt plus由Stable Micro Systems(London, UK)生產(chǎn);色差計(jì)型號(hào)CR–400,由Konica Minolta(Tokyo, Japan)生產(chǎn);脂肪測(cè)定儀型號(hào)Soxtec8000,由FOSS(Hiller?d, Denmark)生產(chǎn);凱氏定氮儀型號(hào)Kjeltec8400,由FOSS(Hiller?d, Denmark)生產(chǎn)。
1.2.1 年糕加工
年糕的制作包括以下步驟:清洗,以符合飲用標(biāo)準(zhǔn)清水清洗去灰塵和雜志顆粒;浸泡,將清洗后的稻米,以4倍質(zhì)量的飲用水浸泡12 h;磨粉,將浸泡后的稻米送入電動(dòng)石磨機(jī)磨成米漿,石磨轉(zhuǎn)速為1 400 r/min;過(guò)濾脫水,使用廂式壓濾機(jī)對(duì)米漿進(jìn)行脫水,至米漿成為水分含量35%的米粉塊;散粉,使用米粉專用散粉機(jī)將米粉塊打散為米粉;蒸煮,使用蒸汽蒸煮米粉20 min;擠壓,使用單螺桿擠壓機(jī)將煮熟的米粉擠壓過(guò)模具并切割成為年糕,經(jīng)冷卻定形;包裝殺菌,使用真空包裝機(jī)對(duì)年糕進(jìn)行包裝,之后以80~85 ℃水浴巴氏滅菌20 min。
1.2.2 直鏈、支鏈淀粉測(cè)定
直鏈淀粉的測(cè)定引用GB/T 15683—2008《大米直鏈淀粉含量的測(cè)定》[9]所描述的方法,并略作修改。其主要步驟:將年糕切碎后在60 ℃下烘干,之后用粉碎機(jī)粉碎后過(guò)80目篩,粉樣以體積分?jǐn)?shù)為85%甲醇進(jìn)行6 h回流脫脂,晾干后在濃度為1.0 mol/L的氫氧化鈉溶液中水解,之后以碘試劑顯色并測(cè)量其720 nm處吸光度,以外標(biāo)定量。
支鏈淀粉的測(cè)定按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行,其主要步驟:以測(cè)定直鏈淀粉相同的方法制備粉樣,在體積分?jǐn)?shù)為80%的乙醇中80 ℃提取30 min后離心棄上清,之后用石油醚脫脂,烘干后在90 ℃下水解10 min。水解液加入顯色劑后測(cè)定550 nm和743 nm處的吸光度,外標(biāo)法定量。
1.2.3 脂肪和蛋白質(zhì)的測(cè)定
脂肪測(cè)定以1.2.2節(jié)中所述過(guò)篩后粉末為樣品,分別使用脂肪測(cè)定儀和凱氏定氮儀的內(nèi)建快速方法進(jìn)行測(cè)定。
1.2.4 質(zhì)構(gòu)測(cè)定
將年糕切割成2 cm×2 cm×1 cm的小塊,經(jīng)真空包裝在沸水中水煮10 min后冷卻至室溫去包裝待測(cè)。質(zhì)構(gòu)儀配備TA/1S探頭,以TPA模式進(jìn)行測(cè)定,具體參數(shù):測(cè)試前速度為1.0 mm/s、測(cè)試速度為5 mm/s、測(cè)試后速度為5 mm/s、測(cè)試距離為5 mm、時(shí)間為5 s、觸發(fā)力為5.0。
1.2.5 耐水煮性測(cè)定
將年糕切成2 cm×2 cm×0.2 cm的薄片30片。在1 L水煮沸狀態(tài)下放入年糕片,每隔10 s取一次水樣,60 s后每隔15 s取一次水樣,總計(jì)330 s。水樣在波長(zhǎng)為600 nm下,測(cè)定光密度值(OD)衡量水的渾濁度。
1.2.6 色差測(cè)定
將年糕用解刨刀切斷,保證切口斷面平滑,在斷面上以色差計(jì)讀取其、、值。
1.2.7 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析
實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)處理基于[10]進(jìn)行,差異顯著性分析由單因素方差分析(Oneway ANOVA)–圖奇事后檢驗(yàn)(Tukey HSD)進(jìn)行計(jì)算。基于ggplot2軟件包進(jìn)行繪圖[11]。
年糕的淀粉組成特性如表1所示。5種原料的年糕其直鏈淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪含量在<0.01水平下沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著差異,而寧84為原料和甬優(yōu)15為原料的年糕的支鏈淀粉含量則在此水平下表現(xiàn)出顯著差異。其中寧84的直鏈–支鏈淀粉比值(后文簡(jiǎn)稱直–支比)最低。比較原料的類型可見(jiàn),秈粳雜交稻作為原料,所加工的年糕的直鏈淀粉含量表現(xiàn)出高于常規(guī)粳稻的趨勢(shì),而雜交稻為原料的年糕之間進(jìn)行比較時(shí),偏秈型的直鏈淀粉含量呈現(xiàn)較高的趨勢(shì)。支鏈淀粉含量并未表現(xiàn)出明顯的原料種類(粳稻與雜交稻)間的差異,但是寧84品種的含量則較其他品種的更高。對(duì)稻米來(lái)說(shuō),粳米的質(zhì)地較緊密,淀粉中含支鏈淀粉較多,米飯脹性小而黏性強(qiáng);秈稻米質(zhì)較疏松,淀粉中含直鏈淀粉較多,米飯脹性大而黏性差[12]。從結(jié)果來(lái)看,由于淀粉在常溫下不溶于水[13],因此大部分會(huì)以淀粉顆粒的形式在擠壓過(guò)濾中被截留,因此稻米加工成年糕后,也基本符合這種模式。同一品種不同批次稻米加工成年糕后,其淀粉組成特性的波動(dòng)性較大,具體表現(xiàn)為其直鏈淀粉的標(biāo)準(zhǔn)偏差已經(jīng)大于品種登記信息中稻米品種間差異[4-8]。查閱品種審定相關(guān)資料[4-8]可發(fā)現(xiàn)稻米原料本身的淀粉組成特性受到產(chǎn)地和每年的氣候,以及種植時(shí)的水肥條件[14]影響較大,而年糕在加工的浸泡、擠壓過(guò)程中會(huì)伴隨著可溶性多糖、蛋白質(zhì)等成分的流失,并且如表1所示含量波動(dòng)較大(相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差大于30%),將會(huì)進(jìn)一步放大這個(gè)差異[15]。
不同原料年糕的質(zhì)構(gòu)特性如表2所示。如表2所示,甬優(yōu)12和甬優(yōu)15品種所加工的年糕,其彈性顯著高于甬優(yōu)1540;寧88、甬優(yōu)1540所加工的年糕其回復(fù)性顯著低于寧84;寧84和甬優(yōu)12品種所加工的年糕,內(nèi)聚性極顯著高于甬優(yōu)1540;而甬優(yōu)1540年糕的硬度極顯著高于甬優(yōu)15的,并且這兩者極顯著高于其他品種作為原料的年糕的硬度值,而相似的模式在黏性指標(biāo)上也有體現(xiàn)。
表1 不同原料年糕的直鏈、支鏈淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪含量及直鏈–支鏈比值

Tab.1 Amylose, amylopectin, protein, fat content and amylose-amylopectin ratio of rice cakes with different raw materials
注:字母差異代表<0.01水平差異顯著性。
表2 不同原料年糕的質(zhì)構(gòu)特性

Tab.2 Textural properties of rice cakes with different raw materials
注:字母差異代表<0.01水平差異顯著性。
年糕的淀粉組成特性和各個(gè)質(zhì)構(gòu)特性的相關(guān)性分析如表3所示。如表3所示,對(duì)于內(nèi)聚性,直鏈淀粉含量與直–支比表現(xiàn)出較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性,其中內(nèi)聚性與直鏈淀粉含量差異顯著(顯著水平<0.5),與直–支比在<0.1下差異顯著。對(duì)于硬度,直鏈淀粉含量與直–支比表現(xiàn)出較強(qiáng)的正相關(guān)性,其中硬度與直鏈淀粉在<0.1水平下顯著。此外支鏈淀粉含量與其回復(fù)性有著一定的正相關(guān)性(<0.71)。
表3 年糕淀粉組成和質(zhì)構(gòu)特性的相關(guān)性分析

Tab.3 Correlation analysis of starch composition and textural properties of rice cake
注:*、**、***分別代表<0.1、<0.5、<0.01水平差異顯著性。
TPA質(zhì)構(gòu)測(cè)試,即質(zhì)構(gòu)曲線解析法,能夠從TPA質(zhì)構(gòu)曲線中提供與人的感官評(píng)價(jià)相關(guān)的質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)。其中彈性是用第2次壓縮中所檢測(cè)到的樣品恢復(fù)高度和第1次的壓縮變形量之比值來(lái)表示,其代表的是年糕在模擬咀嚼過(guò)程中第1次被牙齒壓縮后能夠再恢復(fù)的程度[16],與彈牙感有著關(guān)聯(lián)性[17]。從結(jié)果可見(jiàn),甬優(yōu)1540作為原料年糕的彈性相較于同樣是秈粳雜交稻制成的甬優(yōu)12和甬優(yōu)15顯著更低。從相關(guān)性分析結(jié)果來(lái)看,年糕的淀粉組成特性與彈性之間幾乎沒(méi)有相關(guān)性,因此彈性質(zhì)構(gòu)可能與年糕中殘存的蛋白質(zhì)等因素有關(guān)[18]。雖然表1中的蛋白質(zhì)含量并未顯示出顯著差異,但是需要考慮蛋白質(zhì)的具體性質(zhì),如親水性、相對(duì)分子質(zhì)量等對(duì)年糕的凝膠性質(zhì)造成的影響。回復(fù)性表示樣品在第1次壓縮過(guò)程中回彈的能力,是第1次壓縮和返回時(shí)作用于探頭的功(探頭行程對(duì)力的積分)的比值[16]。在年糕上,低回復(fù)率表現(xiàn)為口感更“糊”[17]。從質(zhì)構(gòu)特性和相關(guān)性分析結(jié)果來(lái)看,以寧84等高支鏈淀粉含量的粳、秈米品種作為原料,能夠顯著提升年糕的回復(fù)性,使年糕的口感更加緊致細(xì)膩,減少“糊口”感。內(nèi)聚性表示年糕經(jīng)過(guò)第1次壓縮變形后所表現(xiàn)出來(lái)的第2次壓縮的相對(duì)抵抗能力,表現(xiàn)為2次壓縮所做正功之比[16]。高內(nèi)聚性是年糕獨(dú)特口感的一個(gè)顯著特征,其與咀嚼行為中感受到的食物口感高度相關(guān),同時(shí)也會(huì)影響咀嚼行為本身[17, 19]。內(nèi)聚性的本質(zhì)是食物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在抵抗咀嚼過(guò)程中,發(fā)生崩潰的難易度[19],在年糕中的表現(xiàn)為內(nèi)聚性越強(qiáng),其嚼勁也越強(qiáng)。從結(jié)果看,內(nèi)聚性數(shù)值與直鏈淀粉含量、淀粉直–支比有著較強(qiáng)的負(fù)相關(guān),而寧84表現(xiàn)出最強(qiáng)的內(nèi)聚性,次之是粳米原料寧88和非偏秈雜交稻甬優(yōu)12。粳米原料帶來(lái)的高內(nèi)聚性即更好的嚼勁,這可能是傳統(tǒng)年糕加工傾向于選用粳米作為原料[1]的重要原因。硬度是通過(guò)計(jì)算自探頭第1次壓縮年糕時(shí)受力的峰值[16]所得,蒸煮后的年糕由于年糕具有糯性,通常其受力峰值發(fā)生在最大變形處,被測(cè)試的所有樣品均遵循這個(gè)特點(diǎn),并且在峰值之前無(wú)受力峰出現(xiàn),即未測(cè)得脆度信息,說(shuō)明所選原料加工的年糕均未出現(xiàn)壓縮破裂。根據(jù)結(jié)果可見(jiàn),以偏秈的雜交水稻作為原料,年糕硬度值更高,并且相關(guān)性分析表明硬度與直鏈淀粉含量和直–支比呈正相關(guān),這與稻米食味與淀粉組成的規(guī)律相一致[20]。黏性代表探頭在上升過(guò)程中克服年糕黏著而做的功[16],黏性質(zhì)構(gòu)非常直觀地反映了年糕的黏牙程度[17],低黏性的年糕能夠帶來(lái)更多爽口順滑的口感,從結(jié)果來(lái)看,甬優(yōu)15作為原料的表現(xiàn)最佳。
綜合各質(zhì)構(gòu)特性可見(jiàn),寧84品種在各個(gè)方面的表現(xiàn)都比較理想,質(zhì)構(gòu)特性沒(méi)有明顯的短板,且回復(fù)性、內(nèi)聚性和硬度指標(biāo)在所測(cè)樣品中最為優(yōu)秀,代表著口感軟糯而富有嚼勁,其品質(zhì)優(yōu)于現(xiàn)用于生產(chǎn)的寧88品種。
如圖1所示,隨著水煮的過(guò)程,水的渾濁度(以O(shè)D600值表征)逐漸增加。在所選樣品中,甬優(yōu)1540作為原料的年糕其水煮過(guò)程中湯變糊的程度最低,說(shuō)明此品種加工的年糕更耐煮糊,在沸水中年糕結(jié)構(gòu)更不容易崩潰。從烹調(diào)實(shí)用性考慮,即烹調(diào)時(shí)火候的掌握要求,以偏秈型雜交水稻甬優(yōu)1540作為年糕原料有著一定的優(yōu)勢(shì),并且大幅優(yōu)于寧88作為年糕原料。

圖1 不同原料年糕水煮過(guò)程的渾濁度曲線
各不同品種稻米加工成年糕后,其色差屬性如表4所示。由表4可知,甬優(yōu)15、甬優(yōu)1540所加工的年糕的值更高,相較于寧84的有極顯著水平。各個(gè)樣品的值沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。寧84和寧88作為原料的年糕較于其他樣品作為原料的年糕的值更高,并且表現(xiàn)出極顯著差異。值即明度,可以表征年糕顏色的白亮程度。從結(jié)果可見(jiàn),甬優(yōu)15和甬優(yōu)1540這2種偏秈雜交稻的明度更高,年糕更加白亮。色度值表示黃藍(lán),值越大表示越偏黃,越小表示越偏藍(lán)。從數(shù)據(jù)可知,寧84和寧88這2種粳米所制成的年糕在色澤上更加偏黃。市場(chǎng)上對(duì)于純米原料的年糕,更偏愛(ài)顏色白亮的產(chǎn)品[21],甚至有為年糕研發(fā)增白護(hù)色劑的研究[22]。使年糕成品的色澤更受消費(fèi)者喜愛(ài),是加工原料選擇的重要考慮因素。在加工原料品種的選擇上解決了年糕色澤問(wèn)題,從而避免增白劑的使用,能夠有效降低年糕產(chǎn)品的食品安全風(fēng)險(xiǎn)。
表4 不同原料年糕的色差

Tab.4 Chromatic aberration of rice cakes with different ingredients
注:字母差異代表<0.01水平差異顯著性;色度表示紅綠,+表示偏紅,–表示偏綠;表示黃藍(lán),+表示偏黃,–表示偏藍(lán)。
本研究對(duì)5種不同品種稻米原料所制作的年糕進(jìn)行了淀粉組成、質(zhì)構(gòu)、耐水煮性和色差進(jìn)行了測(cè)試,初探了稻米原料品種的不同對(duì)年糕口感和外觀品質(zhì)的影響模式。通過(guò)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)年糕中直鏈淀粉含量和直–支比與年糕硬度和內(nèi)聚性分別有著正相關(guān)和負(fù)相關(guān)性。對(duì)候選的稻米原料作為年糕原料的適用性進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示寧84品種制作的年糕在口感上軟糯有嚼勁,各項(xiàng)指標(biāo)較為均衡,但是其耐水煮性并不突出,對(duì)食用前的烹調(diào)要求更高,其年糕成品在色澤上偏暗偏黃;甬優(yōu)1540品種則具有優(yōu)秀的耐水煮性和較佳的色澤。由此可見(jiàn),各個(gè)稻米品種作為年糕原料存在著優(yōu)缺點(diǎn),這一方面意味著選育年糕專用稻米品種存在必要性,另一方面也表明了年糕產(chǎn)品需要根據(jù)目標(biāo)市場(chǎng)和消費(fèi)者喜好側(cè)重進(jìn)行原料選擇和后續(xù)研發(fā)。
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Effect of Rice Material Varieties on Characteristics of Rice Cakes
CHEN Shan-qiao1,2, SUN Zhi-dong1
(1. Ningbo Academy of Agricultural Sciences, Zhejiang Ningbo 315040, China; 2. Ningbo Key Laboratory of Testing and Control for Characteristic Agro-product Quality and Safety, Zhejiang Ningbo 315040, China)
The work aims to demonstrate the effect of different varieties of rice as processing raw materials on the quality of rice cakes in terms of appearance and texture. 'Ning 84', 'Ning 88', 'Yong You 12', 'Yong You 15' and 'Yong You 1540' were selected as raw materials, and their starch composition, textural characteristics, boiling tolerance and chromatic aberration were measured after being processed into rice cakes to characterize their texture and appearance quality. According to results of the correlation analysis, the amylose content and amylose to amylopectin ratio of rice cakes showed positive and negative correlations with their hardness and cohesiveness, respectively (the absolute values of correlation coefficients were greater than 0.8), while the amylopectin content and resilience showed positive correlation with a correction coefficient of 0.71. The resilience, cohesiveness and hardness indexes of 'Ning 84' variety were the most excellent among the samples tested and showed significant differences, representing a soft and chewy texture, but its color was yellowish and dark. The 'Yong You 1540' variety had the best boiling tolerance and color. The pros and cons of various rice varieties as raw materials for rice cakes imply the need to select and breed special rice varieties for rice cakes on the one hand, and the need to focus on raw material selection and subsequent development of rice cake products according to target markets and consumer preferences on the other hand. This paper reports and reveals the effect of rice varieties on characteristics of rice cakes, providing a theoretical guide for the technological development of related industries.
rice; starch; rice cake; texture analysis
TS213.3
A
1001-3563(2023)13-0151-06
10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.13.018
2022?10?11
寧波市公益性計(jì)劃(202002N3089)
陳山喬(1987—),男,博士,工程師,主要研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工。
孫志棟(1962—),男,教授級(jí)高級(jí)工程師,主要研究方向?yàn)楣弑ur與加工。
責(zé)任編輯:曾鈺嬋