秈米的成分分析及品質(zhì)特性研究

夏小帥，陳慧敏，夏遠(yuǎn)濤，張偉皓，陳 潔

(湖北大學(xué)知行學(xué)院食品與生物工程系，湖北 武漢 430011)

秈米的成分分析及品質(zhì)特性研究

夏小帥，陳慧敏，夏遠(yuǎn)濤，張偉皓，陳 潔

(湖北大學(xué)知行學(xué)院食品與生物工程系，湖北 武漢 430011)

為研究不同產(chǎn)地秈米的營養(yǎng)成分及品質(zhì)性狀，選取7種湖北產(chǎn)地秈米和2種江西產(chǎn)地秈米，測定其蛋白質(zhì)、總淀粉等成分含量，堊白度、膠稠度等加工特性以及凍融析水率、透明度、碘藍(lán)值等淀粉特性。結(jié)果表明：試驗(yàn)選取的湖北秈米和江西秈米在水分、蛋白質(zhì)含量、堊白粒率和堊白度上具有顯著性差異。4號(hào)秈米水分和蛋白質(zhì)含量較低，適合做發(fā)糕；1號(hào)和9號(hào)秈米宜制米粉；2號(hào)秈米透明度較低，淀粉老化較慢。

秈米；稻米品質(zhì)特性；堊白度；膠稠度；碘藍(lán)值

我國水稻主產(chǎn)區(qū)主要有東北地區(qū)、長江流域和珠江流域，湖北地處“黃金水稻帶”長江流域的中部，為南北稻的過渡地區(qū)，秈、粳、糯稻并存，其中秈稻主產(chǎn)區(qū)主要分布在兩湖、兩廣等南方省份[1]。湖北省糧食品種以稻谷為主，據(jù)湖北省農(nóng)業(yè)廳種植業(yè)處發(fā)布的《2014年水稻市場綜述和2015年市場走勢分析》：2014年我國稻谷總產(chǎn)量20 642.7萬t，同比增長1.38%，已是連續(xù)四年突破了兩億噸；其中湖北省再次刷新稻谷總產(chǎn)量，為1 729.5萬t，占全國稻谷總產(chǎn)量的8.38%，可以說湖北是“水稻大省”，且是生產(chǎn)秈米的大省。有研究表明，秈米相比粳米、糯米品質(zhì)特性及食味品質(zhì)相對(duì)較差，峰值黏度、破損值則居中，糊化溫度、最終黏度和回生值較高，因而秈米凝膠強(qiáng)度較大，易老化[2]。秈米的品質(zhì)與其化學(xué)成分的含量和理化特性有較大的關(guān)系[3-5]；秈米的特性與米飯或者米粉、脫水方便米飯、米發(fā)糕等加工品品質(zhì)也存在一定的關(guān)系[6-9]。由于感官評(píng)定的模糊性，且其評(píng)定結(jié)果易受多種外界因素干擾，對(duì)于不同品種的大米，尤其是作為食品生產(chǎn)加工原料用大米，需要進(jìn)行加工特性的評(píng)價(jià)。研究選取7種湖北不同產(chǎn)區(qū)的秈米，對(duì)水分、蛋白質(zhì)、總淀粉等營養(yǎng)成分和堊白度膠、稠度等加工特性，以及淀粉特性進(jìn)行測定，通過探討大米品種與大米加工特性之間的關(guān)系，借以對(duì)大米加工者選擇大米原料、提高大米利用率等方面起到一定的指導(dǎo)作用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 原料

選擇7種湖北不同產(chǎn)地秈米，編號(hào)分別為1、3、4、5、7、8、9；2種江西產(chǎn)秈米，編號(hào)分別為2、6，原料均購于湖北省糧油批發(fā)市場。

1.1.2 試劑

10 μg/ml磷元素標(biāo)準(zhǔn)溶液；硝酸、高氯酸等，以上試劑均為優(yōu)級(jí)純；三氯化鐵、硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、鹽酸、硼酸、氫氧化鈉、無水碳酸鈉、氫氧化鉀、次甲基藍(lán)、甲基紅、乙醇百里酚藍(lán)等，以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

AR1140電子分析天平，HH-S數(shù)顯恒溫水浴鍋，101-2AB電熱數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱，F(xiàn)W80高速萬能粉碎機(jī)，CL-100雙層圓盤電爐，SX2-4-10馬福爐，QL-90L Vortex渦旋振蕩器，WFJ720可見光分光光度計(jì)，TG16-WS臺(tái)式高速離心機(jī)等。

1.3 方法

1.3.1 營養(yǎng)成分分析

水分的測定參照GB 5497—1985《糧食、油料檢驗(yàn) 水分測定法》中105℃恒重法；灰分的測定參照GB 5009.4—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測定》；蛋白質(zhì)的測定參照GB/T 5009.5—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》中凱氏定氮法；總淀粉的測定參照GB/T 5009.9—2008《食品中淀粉的測定》中酸水解法；磷的測定采用磷釩鉬黃比色法[10]。

1.3.2 品質(zhì)特性分析

1.3.2.1 堊白度

從整精米樣品中隨機(jī)取出整精米100粒，置于玻璃板上，于聚光燈下觀察，揀出有堊白(包括心白、腹白、背白)的米粒，按公式(1)求出堊白米率。重復(fù)1次，取2次測定的平均值。隨機(jī)取堊白米10粒，在聚光燈下平放，逐粒目測堊白面積占整個(gè)籽粒面積的百分?jǐn)?shù)，求出堊白面積的平均值，重復(fù)1次，2次測定結(jié)果的平均值即為堊白大小。堊白度指整精米樣品中堊白的面積占樣品總面積的百分比，按公式(2)計(jì)算。

(1)

堊白度=堊白米率×堊白大小。

(2)

1.3.2.2 膠稠度和膠稠度分類

膠稠度參照GB/T 22294—2008《糧油檢驗(yàn) 大米膠稠度的測定》，以米膠在試管內(nèi)流動(dòng)的長度(mm)表示。參照NY 147—1988 米質(zhì)測定方法，按米膠長度(mm)對(duì)膠稠度進(jìn)行分類；米膠長度≤40 mm為硬膠稠度，41 mm≤米膠長度≤60 mm為中膠稠度，米膠長度≥61 mm為軟膠稠度。

1.3.3 淀粉特性分析

1.3.3.1 大米淀粉的提取

粉碎原料秈米并過100目篩，按1∶5的比例采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的NaOH溶液浸泡過篩后米粉，磁力攪拌18 h后用稀HCl調(diào)整溶液至pH7。浸泡液于3 000 r/min下離心20 min，棄上清液，刮去上層軟層和黃淀粉層，重復(fù)3次。下層淀粉過100目篩網(wǎng)，45℃干燥24 h得初提淀粉[11]。

1.3.3.2 大米淀粉的溶解度

精確稱取1.3.3.1節(jié)提取的淀粉樣品1 g ，加50 ml水配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的淀粉乳，分別于55、75、95℃水浴中攪拌加熱30 min，3 000 r/min下離心30 min，取上清液水浴蒸干，105℃烘至恒重，按公式(3)計(jì)算溶解度[12]。

(3)

1.3.3.3 大米淀粉的透明度

同1.3.3.2節(jié)，配制1%的淀粉乳，于沸水浴中加熱攪拌15 min，并保持原有體積。冷卻至室溫，以蒸餾水作空白，設(shè)置蒸餾水的透光率為100%，1 cm的比色皿在620 nm的波長下測定淀粉糊的透光率即為透明度[12]。

1.3.3.4 大米淀粉的凍融穩(wěn)定性

同1.3.3.2節(jié)，配制3%的淀粉乳，于沸水浴中加熱20 min，冷卻至室溫，然后置于-20～-15℃冰箱中冷凍，24 h后取出自然解凍，于3 000 r/min下離心20 min，棄上清液，稱取沉淀物的質(zhì)量，按公式(4)計(jì)算折水率[12]。

BSA223S電子天平；JJ－1型電動(dòng)攪拌器；HWS28電子恒溫水浴鍋；ISO水泥稠度測定儀；TENSOR-27傅立葉紅外光度計(jì)；DFC-0710B增壓稠化儀。

(4)

1.3.3.5 碘藍(lán)值

參照文獻(xiàn)[13]碘藍(lán)值BV測定的方法，以吸光值作碘藍(lán)值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同產(chǎn)地秈米的主要營養(yǎng)成分

不同產(chǎn)地秈米的營養(yǎng)成分及其最大、最小值見表1。稻谷加工后，大米所含水分的高低是保證大米減少霉變陳化的關(guān)鍵因素之一。水分對(duì)大米儲(chǔ)存時(shí)間、保存品質(zhì)及食用安全有很大的影響。大米水分高，即使所處環(huán)境溫度低，但微生物在緩慢代謝過程中產(chǎn)生的熱量也足以提升內(nèi)部溫度，從而加速真菌繁殖[14]。GB 1354—2009《大米》對(duì)各質(zhì)量等級(jí)秈米的水分做出了明確的規(guī)定(水分≤14.5%)。由表1可知，9個(gè)產(chǎn)地的秈米水分最高為13.82%，水分指標(biāo)都符合國家標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)外衡量評(píng)價(jià)大米新鮮度的主要檢驗(yàn)指標(biāo)有水分、脂肪酸、還原糖、黏度、色澤、香味、酶活性等，其中最能反映大米新鮮度的是香味和酶活性，而影響大米香味和酶活性的最主要因素還是大米的水分，因此大米的水分不僅影響大米的儲(chǔ)藏安全，而且影響大米的香味保持。保持大米本身水分對(duì)大米食味的保持非常重要，這種來自“天然的”水分，使大米保持了自身充足的結(jié)合水，使稻谷中的親水凝膠顆?？臻g結(jié)構(gòu)不被破壞[15]?；曳质怯袡C(jī)物經(jīng)高溫灼燒以后揮發(fā)逸散無機(jī)成分的殘留物，它是評(píng)定食品是否衛(wèi)生，有沒有污染和評(píng)價(jià)營養(yǎng)的重要參考指標(biāo)之一。對(duì)大米而言，灰分代表了其中的礦物質(zhì)，包括人體需要的無機(jī)鹽和微量元素等；如果灰分超出了正常范圍，可能是生產(chǎn)工藝不合理，或是貯運(yùn)過程中受到污染[16]。9種不同產(chǎn)地的秈米灰分介于0.38%～0.81%，平均值為0.62%，灰分處于正常范圍。

蛋白質(zhì)在米粒細(xì)胞壁中存在較多，淀粉細(xì)胞間以及淀粉粒之間也存在填充蛋白質(zhì)。大米中存在清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白。蛋白質(zhì)因大米品種不同，含量也有所不同：一般而言，秈稻的蛋白質(zhì)含量較粳稻高，蛋白質(zhì)對(duì)大米蒸煮特性具有顯著性影響，大米蛋白質(zhì)含量越高, 大米蒸煮特性越差，能耗越高，蒸煮時(shí)間越長[17]。由表1可知，9種秈米蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.10%～7.64%，江西2個(gè)品種的蛋白質(zhì)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)(宜春6.86%、富安7.64%)為7.25%，高于湖北7個(gè)品種的蛋白質(zhì)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)(6.42%)；湖北京山(6.80%)、仙桃(6.70%)品種的蛋白質(zhì)含量也相對(duì)較高。4號(hào)秈米的水分和蛋白質(zhì)含量相對(duì)較低，適合做發(fā)糕。大米中淀粉含量約為70%～80%，高于小麥、馬鈴薯等其他糧食中淀粉含量，是主要的營養(yǎng)成分。9個(gè)產(chǎn)地秈米淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為73.54%～80.38%，江西2個(gè)品種的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)75.58%，湖北秈米的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)76.63%。淀粉是大米含量最多的成分也是最重要的碳水化合物，它是決定谷物品質(zhì)和性質(zhì)的重要因素。大米淀粉具有一些其他淀粉不具備的特性，如大米淀粉顆粒非常小，在2～8 μm，且顆粒度均一。糊化的大米淀粉吸水快，質(zhì)構(gòu)非常柔滑，類似奶油，具有脂肪的口感，且容易涂抹開。磷是大米中的重要無機(jī)鹽營養(yǎng)素之一，最低含量0.363 mg/g，最高含量0.568 mg/g，不同產(chǎn)地品種磷含量無顯著性差異。

表1 不同產(chǎn)地秈米的主要營養(yǎng)成分

2.2 不同產(chǎn)地秈米的加工特性

由表2可知，不同產(chǎn)地秈米的堊白度為5.92%～47.73%，堊白度具有極顯著差異，變異系數(shù)較大，為74.40%。堊白是指稻米胚乳中不透明的部分。大米堊白是決定大米品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一[18]。大米堊白是由于稻谷在灌漿成熟階段胚乳中淀粉和蛋白質(zhì)積累較快，填塞疏松所造成的[19]。同一品種高堊白與低堊白相比，高堊白導(dǎo)致米飯變硬、粗糙、易返生、適口性差[20]，故1號(hào)和9號(hào)不宜做米飯。在碾米過程中，堊白大米易形成碎米，故可以考慮轉(zhuǎn)向加工成谷物飲料、米果類休閑食品、谷物早餐食品、方便米線和紅曲米等[21]。不同產(chǎn)地秈米膠稠度為42.5%～83.5%。膠稠度是稻米胚乳中直鏈淀粉含量以及直鏈淀粉和支鏈淀粉分子綜合作用的反映，通常以米膠經(jīng)煮沸冷卻后在水平試管中的延伸長度來衡量，與米飯的柔軟性、黏稠性相關(guān)[22]。測定大米的膠稠度可反映米膠冷卻后的延展性，即柔軟性。膠稠度值越大，口感越好。膠稠度和大米食味品質(zhì)有顯著性關(guān)系[23]。高直鏈淀粉的大米屬硬膠稠度，低直鏈淀粉的大米屬軟膠稠度，通常硬膠體性質(zhì)的大米不受消費(fèi)者歡迎。9種秈米中有3種(4號(hào)、5號(hào)、7號(hào))秈米為軟膠稠度，預(yù)測其直鏈淀粉含量較低。對(duì)于米粉體系而言，膠稠度是影響其膠凝特性的主要因素之一，膠稠度越小，米粉凝膠的強(qiáng)度和速度就越大，耐熱性越好[24]。膠稠度較小，適于加工成米粉、米線等。

表2 不同產(chǎn)地秈米的品質(zhì)特性

2.3 不同產(chǎn)地秈米的淀粉特性

不同產(chǎn)地秈米的析水率、透明度等淀粉特性見表3。析水率是淀粉糊凍融穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)。淀粉糊經(jīng)過凍結(jié)/解凍過程發(fā)生沉凝作用，當(dāng)分子間再經(jīng)氫鍵結(jié)合時(shí)，由于膠體結(jié)構(gòu)的破壞使水析出，因而析水率越低，凍融穩(wěn)定性越好；凍融穩(wěn)定性與貯藏穩(wěn)定性是一致的[26]。9種大米淀粉析水率為35.52%～56.54%，析水率30%～40%有3個(gè)品種，40%以上有6個(gè)品種，凍融穩(wěn)定性相對(duì)較差。有研究表明，各種改性淀粉可以有效提高大米淀粉的凍融穩(wěn)定性，如交聯(lián)后的大米淀粉穩(wěn)定性要高于原大米淀粉，經(jīng)交聯(lián)酯化復(fù)合變性后的淀粉4次凍融循環(huán)，析水率可以降到20%以下[27-28]。反映出試驗(yàn)品種大米原淀粉經(jīng)改性改善凍融穩(wěn)定性后可適于冷凍加工食品。

表3 不同產(chǎn)地秈米的淀粉特性

淀粉糊的透明度與淀粉老化具有相關(guān)性，透明度越差的淀粉糊其老化速度越快[29]。9種秈米樣品中，透明度較好的有2號(hào)江西宜春產(chǎn)地品種，為27%。荊門產(chǎn)地的4號(hào)和武漢產(chǎn)地的8號(hào)秈米品種透明度低于20%。

碘藍(lán)值可以反映游離淀粉含量的高低[30]。對(duì)大米品種而言，碘蘭值越高，直鏈淀粉含量越高[31]。品質(zhì)好的大米，其淀粉與碘所生成的蘭色較深，蒸煮時(shí)，米湯溶出物較多，米飯亦黏稠[32]。9個(gè)產(chǎn)地秈米碘蘭值最小的為仙桃品種，其碘蘭值為0.351，最大的為武漢品種，其碘蘭值為0.511，不同產(chǎn)地秈米品種間差異較大。

2.4 湖北秈米與江西秈米的特性比較

7種湖北秈米與2種江西秈米的特性比較見表4。由表4可知，湖北秈米和江西秈米的平均水分分別為12.92%、13.56%，湖北秈米的水分顯著低于江西秈米。兩產(chǎn)地秈米的灰分含量介于0.61%～0.62%，平均值為 0.615%，沒有顯著性差異。湖北和江西秈米在總淀粉含量上也沒有顯著性差異，分別為76.63%、75.58%。湖北和江西秈米堊白粒率分別為48.07%、20.75%，堊白度值為21.34%、8.13%，湖北秈米堊白粒率和堊白度顯著高于江西秈米。湖北和江西秈米的膠稠度平均值分別為59.29和53.25 mm，兩地秈米品種膠稠度值沒有顯著性差異。磷含量和碘藍(lán)值在兩地間也沒有顯著性差異。

表4 湖北與江西秈米的對(duì)照分析

注：標(biāo)注不同字母的表示有顯著性差異，顯著水平為0.05。

3 結(jié)論

(1)試驗(yàn)選取的湖北秈米和江西秈米在水分、蛋白質(zhì)含量、堊白粒率和堊白度上具有顯著性差異。高堊白度的大米在碾米過程易形成碎米，可考慮轉(zhuǎn)向加工食品。

(2)不同產(chǎn)地秈米在加工特性上具有差異。4號(hào)秈米水分和蛋白質(zhì)含量較低，適合做發(fā)糕。4號(hào)、5號(hào)、7號(hào)秈米膠稠度值高，米膠口感好。1號(hào)和9號(hào)堊白度和膠稠度指標(biāo)滿足米粉生產(chǎn)用原料標(biāo)準(zhǔn)，適合加工米粉。

(3)不同品種大米原淀粉需經(jīng)改性改善凍融穩(wěn)定性后才適于制成冷凍加工品。2號(hào)大米透明度較高，淀粉老化較慢。1號(hào)產(chǎn)地秈米碘藍(lán)值最大，含直鏈淀粉多。

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(責(zé)任編輯:俞蘭苓)

Nutrient components and rice quality of indica rice

XIA Xiao-shuai, CHEN Hui-min, Xia Yuan-tao, ZHANG Wei-hao, CHEN Jie

(Department of Food and Bioengineering,ZhiXing College of Hubei University,Wuhan 430011, China)

To compare the difference of nutrients components and quality characteristics from different regions, we selected seven kinds indica samples from Hubei province and two kinds from Jiangxi province to analyze the nutrition components(protein content,starch content,etc.), processing adaptability (chalkiness score, gel consistency, etc.) and starch properties (frozen-thawed syneresis rate, transparency, iodine blue value,etc.). The results showed that significant differences were observed in water content, protein content,percentage of chalky kernel and chalkiness of indica from Hubei and Jiangxi province.Sample No.4 with lower water content and protein content can be applied with steamed sponge cake;Samples of No. 1 and No. 9 were suitable for rice noodle; Samples of No.2 showed superiority in the transparence and were. slow aging of starch.

indica rice; rice quality; chalkiness; gel consistency; iodine blue value

2016-10-17；

2016-12-28

2015年度湖北省教育廳科學(xué)研究計(jì)劃指導(dǎo)性項(xiàng)目(B2015515)；2015年度湖北大學(xué)知行學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目(DC201505)。

夏小帥 (1993-)，女，食品科學(xué)與工程專業(yè)，主要從事食品分析與檢測方面的研究。

陳 潔 (1980-)，女，講師，碩士，主要從事食品化學(xué)研究。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.02.001

TS210.1

A

1003-6202(2017)02-0001-05