五大連池礦泉水蒸煮米飯的美拉德反應(yīng)初探

王菁華，馬曉紅，李月興，潘　虹，王佳楠

（1.黑龍江省科學(xué)院火山與礦泉研究所，黑龍江 五大連池 164100；2.黑龍江省科學(xué)院高技術(shù)研究院，哈爾濱 150020）

五大連池礦泉水蒸煮米飯的美拉德反應(yīng)初探

王菁華1，2，馬曉紅1，2，李月興1，2，潘虹1，2，王佳楠1

（1.黑龍江省科學(xué)院火山與礦泉研究所，黑龍江 五大連池 164100；2.黑龍江省科學(xué)院高技術(shù)研究院，哈爾濱 150020）

通過對米飯食味品質(zhì)、營養(yǎng)成分變化和抑菌性實驗，研究五大連池礦泉水對米飯蒸煮過程中美拉德反應(yīng)進行的促進作用。本文分別用五大連池天然重碳酸礦泉水、仙池牌含氣重碳酸礦泉水和自來水蒸煮米飯，對米飯的食味品質(zhì)、營養(yǎng)成分以及微生物進行評價和檢測。發(fā)現(xiàn)使用礦泉水蒸煮的米飯色澤較深，飯香濃郁，蛋白質(zhì)和維生素B1的含量降低，礦物質(zhì)元素含量升高，三種米飯細菌滋生時間相差不明顯。說明使用五大連池重碳酸礦泉水和仙池含氣重碳酸礦泉水蒸煮米飯能顯著改善米飯的食味品質(zhì)，提高米飯礦物質(zhì)元素含量，沒有明顯的抑菌效果。

五大連池礦泉水；美拉德反應(yīng)；大米

美拉德反應(yīng)是廣泛存在于食品工業(yè)的一種非酶褐變，是氨基化合物和羰基化合物之間發(fā)生的羰氨縮合反應(yīng)［1］，其產(chǎn)物是一類復(fù)雜的混合物，包括終產(chǎn)物類黑精和多種中間產(chǎn)物，是食品風(fēng)味和色澤的主要來源［2］。大量研究表明，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物（MPs）具有抑菌和抗氧化活性，是新型天然防腐劑的主要研究方向之一［3］。因此自1912年被法國化學(xué)家Maillard發(fā)現(xiàn)以來，其在食品、醫(yī)藥、香料等領(lǐng)域逐漸成為研究熱點［4］。

稻米是種植最廣泛的糧食作物，也是世界一半人口以上的主糧。米飯的風(fēng)味和食味品質(zhì)直接影響著消費者的喜愛程度。研究表明，米飯蒸煮過程中，在40℃～60℃加熱階段［5］，由于發(fā)生美拉德反應(yīng)和熱降解過程，產(chǎn)生大量揮發(fā)性氣味成分，形成米飯風(fēng)味［6］。米飯食味品質(zhì)主要受大米自身理化性質(zhì)、蒸煮工藝和水質(zhì)影響較大，其中米飯蒸煮用水量和水質(zhì)是外在因素，可以調(diào)節(jié)米飯色澤、口感以及礦物質(zhì)微量元素營養(yǎng)成分的補充［7］。據(jù)報道，pH值在3～10隨pH值升高，美拉德反應(yīng)加劇。而金屬離子鐵、鋅、銅等的存在也會促進美拉德反應(yīng)的進行［8］。五大連池重碳酸礦泉水含有大量礦物質(zhì)離子，使用該水蒸煮米飯不僅增加了米飯的礦物質(zhì)離子含量，還可以增強米飯的適口性。因此本實驗采用五大連池重碳酸礦泉水（以下簡稱天然礦泉水）、仙池含氣礦泉水（以下簡稱仙池礦泉水）以及自來水蒸煮米飯，并比較了三種米飯的食味品質(zhì)、營養(yǎng)成分變化以及抑菌性。

1　實驗部分

1.1實驗原料與設(shè)備

大米，金龍魚五常稻花香；水，五大連池南飲泉天然重碳酸礦泉水、仙池牌含氣礦泉水、自來水；原子吸收分光光度計TAS-990 Super AFG，北京普析通用儀器有限責任公司；紫外可見分光光度計UV-754，上海第三分析儀器廠；電飯鍋，美的豪華多功能自動電飯煲。

1.2實驗方法

1.2.1米飯的制備

稱量大米100 g，按照大米與水1:2.1的質(zhì)量比分別量取五大連池南飲泉天然重碳酸礦泉水、仙池牌含氣礦泉水、自來水210 mL蒸煮米飯20 min。

1.2.2營養(yǎng)成分檢測

將制備好的米飯用鼓風(fēng)干燥箱在60℃下恒溫干燥至恒重。米飯干樣送檢，檢測粗蛋白、粗淀粉、維生素B1和維生素B2。

1.2.3抑菌性實驗

三種米飯蒸煮后于自然環(huán)境下存放，按照《GB/T 4789.2-2008食品安全國家標準·食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》中規(guī)定的方法，每隔3h取樣一次，觀察米飯樣品菌落的生長情況。

2　結(jié)果與討論

2.1米飯的食味品質(zhì)

三種水的理化指標如表1所示。三種水蒸煮的米飯色澤、口感和氣味、如表2所示。

表1　水質(zhì)數(shù)據(jù)（mg/L）Tab.1 The data of water quality（mg/L）

表2　米飯的食味品質(zhì)Tab.2 Edible quality of rice

根據(jù)表1和表2的數(shù)據(jù)可以看出，天然礦泉水和仙池礦泉水蒸煮的米飯顏色均較深、口感過軟、氣味較重。這主要是由于兩種礦泉水雖然pH值較低顯弱酸性，但是堿度較高分別為798 mg/L和628 mg/L。并且含有鐵、銅、鋅等金屬離子，據(jù)相關(guān)研究報道，這兩種因素均能夠促進美拉德反應(yīng)的進行，進而改善米飯的食味品質(zhì)。但是由于仙池礦泉水是經(jīng)過一系列過濾進一步處理過的天然礦泉水，損失了部分礦物質(zhì)離子，其中鐵離子幾乎被全部去除，仙池礦泉水蒸煮的米飯食味品質(zhì)的變化低于天然礦泉水蒸煮的米飯。

2.2米飯的營養(yǎng)成分

由于米飯在蒸煮過程中發(fā)生美拉德反應(yīng)，在改善米飯食味品質(zhì)的同時，也可能導(dǎo)致營養(yǎng)成分的損失。表3中數(shù)據(jù)為三種米飯和大米的測粗蛋白、粗淀粉、維生素B1、維生素B2以及礦物質(zhì)元素含量。

表3的數(shù)據(jù)顯示，三種米飯營養(yǎng)成分含量的變化符合美拉德反應(yīng)的物質(zhì)變化。由于米飯中美拉德反應(yīng)是蛋白質(zhì)和糖類的縮合反應(yīng)，所以三種米飯中粗蛋白和淀粉的含量均有所下降。天然礦泉水中離子含量和堿度較高，更加促進了美拉德反應(yīng)的進行，所以使用天然礦泉水蒸煮的米飯粗蛋白和粗淀粉的含量降低較多。

表3　米飯的營養(yǎng)成分Tab.3 Nutrient component of cooked rice

維生素B1在用自來水蒸煮的米飯中降低最少，主要是兩方面原因造成的。一方面是加熱本身就會促進維生素的損失，另一方面就是由于堿度也會加速維生素B族的損失。因此，天然礦泉水和仙池礦泉水中堿度較高，蒸煮的米飯維生素B1的損失就越大。

2.3抑菌性實驗

美拉德反應(yīng)的產(chǎn)物類黑精具有較強的抗氧化性和抑菌性。本實驗采用營養(yǎng)瓊脂做培養(yǎng)基，根據(jù)國標中規(guī)定的檢驗方法，每隔3h取樣一次，觀察米飯的細菌滋生情況。結(jié)果列于表4。

表4　細菌檢測Tab.4 The results of bacteria

根據(jù)表4的實驗結(jié)果可以看出，三種米飯在自然環(huán)境下放置12h后，檢測菌落總數(shù)，均有細菌滋生。天然礦泉水和仙池礦泉水蒸煮的米飯與自來水蒸煮的米飯抑菌效果差距不大。究其原因有三點，一是由于米飯中發(fā)生的美拉德反應(yīng)類黑精產(chǎn)物不具有抑菌性。二是由于米飯蒸煮的量較少，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物較少導(dǎo)致抑菌效果不明顯。三是由于采樣間隔過長，沒有觀察到細菌滋生時間的差距。

3　結(jié)論

本文比較了三種水質(zhì)蒸煮米飯在食味品質(zhì)、營養(yǎng)成分變化和抑菌性實驗數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示在米飯蒸煮過程中，美拉德反應(yīng)對改善米飯風(fēng)味有較大貢獻，營養(yǎng)成分含量略有降低，抑菌性效果不明顯有待進一步研究。五大連池礦泉水能夠有效促進米飯蒸煮過程中的美拉德反應(yīng)的進行，增加米飯的適口性，并可以補充米飯礦物質(zhì)元素離子的含量，提高米飯的營養(yǎng)價值。因此，五大連池礦泉水可以進一步開發(fā)成米飯蒸煮專用水。

［1]李亞麗，劉曉徐，鄭培華，等.美拉德反應(yīng)研究進展［J］.食品科技，2012，37 （9）：82-87.

［2]Yue LI，F(xiàn)ang LU，Changrong LUO，et al.Functional properties of the Maillard reaction products of rice protein with sugar［J］.Food Chemistry，2009，（117）：69-74.

［3]郭先霞，李長玲，黃翔鵠，等.沙蠶美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的抑菌活性研究［J］.廣東石油化工學(xué)院學(xué)報，2011，21（3）：28-30.

［4]JOSE A，RUFIAN-HENARES，F(xiàn)RANCISCO J.MORALES.A new application of a commercial microtiter plate-based assay for assessing the antimicrobial activity of Maillard reaction products［J］.Food Research International，2006，（39）：33-39.

［5]徐興鳳，鐘業(yè)俊，劉成梅，等.米飯氣味成分形成途徑及影響因素［J］.食品工業(yè)科技，2013，（13）:378-382.

［6]鄧靈珠.大米蒸煮與米飯物性及食味形成機理［D］.鄭州：河南工業(yè)大學(xué)，2012.

［7］紀崴.酶法及美拉德反應(yīng)改進大米蛋白功能性質(zhì)的研究［D］.無錫：江南大學(xué)，2012.

［8]陳華.影響食品中美拉德反應(yīng)的因素［J］.四川食品與發(fā)酵，1998，（03）：21-24.

The Primary Study on Maillard Reaction of Rice Cooked by Wudalianchi Mineral Water

WANGJing-hua1，2，MAXiao-hong1，2，LI Yue-xing1，2，PANHong1，2，WANGJia-nan1
（1.Institute of Volcanoes and Mineral springs，Heilongjiang Academy of Sciences，Wudalianchi 164100，China；2.Institute of Advanced Technology，Heilongjiang Academy of Sciences，Harbin 150020，China）

The advanced action of Maillard reaction of rice cooked by Wudalianchi mineral water was researched by studying edible quality，nutrient component and antibacterial properties.he edible quality，nutrient component and antibacterial properties of rice which cooked by Wudalianchi mineral water，Xianchi mineral water and city water were assessed and analyzed，respectively.The color was darker and smelt was stronger of rice cooked by mineral water than city water.The content of protein and VB1 was decreased.But the content of mineral matter was increased.The time's differences ofbacterial appeared of all three rice aren't available.The edible quality and mineral ions could be increased of rice cooked by Wudalianchi mineral water.However，the antibacterial activity isn't good as expected.

Wudalianchi mineral water；Maillard reaction；Rice

TS201.4

A

1674-8646（2015）07-0018-03

2015-04-01

黑龍江省科學(xué)院研究基金

王菁華（1982-），女，黑龍江五大連池人，碩士研究生，助理研究員，從事五大連池礦泉資源利用與開發(fā)、保護評價工作。