荷香風味蒸谷米生產(chǎn)工藝研究※

高紅梅 孫永康 丁志剛 杜 璇

(安徽科技學院,安徽 鳳陽 233100)

稻米是世界上絕大多數(shù)人口的主糧，而中國有稻米王國之稱，1998年以后中國成為世界第四大稻米出口國，對穩(wěn)定世界稻米市場發(fā)揮了巨大作用[1]。稻米在常規(guī)加工過程中不可避免地要損失大量的營養(yǎng)成分，人們長期食用這種加工精度高的大米必然會引起某些營養(yǎng)素的缺乏癥[2]。人們開始研究營養(yǎng)強化米，由于強化時需要加入各類制劑，而帶來潛在食品安全風險，因此開始研究發(fā)展無添加、營養(yǎng)安全、出品率高的蒸谷米，以解決上述問題。蒸谷米實際上是一種特殊的營養(yǎng)強化米，它通過水熱處理，使稻米皮層、胚中的一部分水溶性營養(yǎng)素向胚乳轉移，從而達到營養(yǎng)強化的目的[3]。蒸谷米因其具有碎米少、出米率高、營養(yǎng)價值高等特點，廣受東南亞等國家消費者的喜愛[4]。

荷葉具有消暑利濕、生津止渴、散淤解熱的作用，荷葉茶中的荷葉堿具有清心火、平肝火、瀉脾火、降肺火以及清熱養(yǎng)神的功效，荷葉還有排出油脂和減肥的作用，常喝荷葉茶可以排毒，同時對控制“三高”即高血壓、高血脂、高膽固醇有顯著的效果[5]。

本文研究荷香風味蒸谷米制品基于常規(guī)蒸谷米的工藝方法，通過對荷葉的浸提條件、米的浸泡條件的調整，對不同條件下生產(chǎn)的荷葉香風味蒸谷米的品質和風味進行對比和研究。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

早秈米：鳳陽縣家家樂米業(yè)有限責任公司；荷葉：廣州市嶺南中藥飲片有限公司佛山分公司；試驗用水均為蒸餾水。

1.2 主要儀器

稻谷·精米檢測機:JGMJ8089，上海嘉定糧油儀器有限公司；電子分析天平：AL204,梅特勒—托利多儀器上海有限公司；數(shù)顯恒溫水浴鍋:HH—6,國華電器有限公司；電熱恒溫鼓風干燥箱:SFG—02.400，黃山市恒豐醫(yī)療器械有限公司；粉碎機:FZ—102，上虞市華宏凈化設備廠；循環(huán)水式多用真空泵:SHB—Ⅲ，鄭州長城科工貿有限公司。

1.3 工藝流程

荷葉→除梗、粉碎→蒸餾水浸提→抽濾→濾液

↓(加蒸餾水)

風味蒸谷米←碾米←礱谷←緩蘇←烘干←蒸制←浸泡←清理←早秈米

1.4 試驗設計

按一定比例稱取荷葉，粉碎后用蒸餾水按一定的條件浸提，抽濾除去濾渣獲取濾液，根據(jù)預試驗的結果，將濾液與蒸餾水以一定比例配制成120mL的浸米溶液，加入100g清理后的稻谷放入水浴鍋浸泡，濾水后，在常壓沸水鍋中蒸制30min，然后進行分段干燥：先80℃熱風干燥30min，然后60℃熱風干燥30min，密封后在60℃下緩蘇4h[6]，然后60℃下水分干燥至13.5%。將干燥后的稻谷礱谷并分三次碾米處理，每次18s，得到荷香風味蒸谷米。

1.4.1 荷葉浸提條件

稱取1.2g粉碎后的荷葉，在恒溫水浴鍋中浸提，分別設定浸提料液比(1∶20、1∶25、1∶30、1∶35、1∶40)，浸提溫度(30℃、40℃、50℃、60℃、70℃)，浸提時間(1h、1.5h、2h、2.5h、3h)為變量，浸提后經(jīng)抽濾，將濾液與蒸餾水分別配制成1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的浸米溶液120mL，各加入100g清理后的糙米在65℃下浸泡3.5h后取出濾水，常壓蒸制并進行分段干燥、礱谷，碾米得到終產(chǎn)品。

1.4.2 蒸谷米浸米條件

稱取粉碎后的荷葉1.2g，按照1∶25浸提料液比，在50℃的水浴鍋中浸提2h進行提取，浸提后進行抽濾，加蒸餾水補足損失水分，將濾液與蒸餾水配制成1∶3的浸米溶液，浸米溶液為120mL，各加入100g清理后的稻谷，將容器密封后在恒溫水浴鍋，以浸泡時間(2h、2.5h、3h、3.5h、4h)，浸泡溫度(55℃、60℃、65℃、70℃、75℃)為變量進行浸泡。浸泡結束后取出，將水過濾掉，根據(jù)制備方法得到終產(chǎn)品進行感官評價分析，由以上試驗確定蒸谷米品質最佳的浸米時間和浸米溫度。

1.4.3 響應面優(yōu)化荷葉浸提條件

采用Contral Composite中心組合試驗設計原理，結合荷葉浸提單因素和浸米料液比試驗結果，得出影響蒸谷米風味主要的因素：料液比(A)，浸提時間(B)，浸提溫度(C)，浸米液料液比(D)。通過對主要因素的分析試驗，確定荷葉風味蒸谷米的荷葉浸提條件和浸米的最佳工藝。

1.5 模糊綜合感官評價

食品感官評價是指食品感官評價員通過視、聽、嗅、味和觸覺等感知渠道對食品屬性做出綜合評價的系統(tǒng)分析方法[7]。模糊數(shù)學綜合評價法是基于模糊數(shù)學中隸屬度與隸屬函數(shù)理論對影響食品感官質量的多因素間關系進行數(shù)學抽象化并建立反映其本質屬性和動態(tài)影響過程的理想化評價模式，實現(xiàn)影響因素的定量化，從而對被評價對象隸屬等級進行綜合評價[8]，參照國家標準GB/T15682—2008中米飯制備方法，篩選出10位符合要求的品評人員進行品嘗。評價標準見表1。

表1 蒸谷米米飯食味品質評分標準及權重分配[9]

感官評價的評價集U={U1，U2，U3，U4，U5}={很好，好，一般，差，很差}，分值C={95，85，72.5，57.5，25}，根據(jù)感官評價結果，用模糊數(shù)學評價方法進行分析。采用的模糊綜合評判模型為Y=X×R，X為權重集，R為評判矩陣[10]。

2 結果與分析

2.1 蒸谷米浸米條件的單因素實驗

2.1.1 浸米時間對蒸谷米品質的影響

固定浸米溫度為65℃，浸米液料液比1∶3，以浸米時間為變量，對清理后的稻谷進行處理，得到終產(chǎn)品蒸煮后利用模糊感官評價進行分析，結果如圖1。

圖1 浸米時間對蒸谷米品質的影響

由圖1可知，在浸米時間3h之前，隨著浸米時間的增加，蒸谷米的咀嚼性和彈性逐漸提高，食用品質逐漸變好，這是因為時間過短米粒與水分接觸不充分，吸水量不足，在隨后的蒸制過程中難以充分糊化，導致蒸谷米硬度較高，彈性和咀嚼性較低，食用品質不佳；而在3.5h后浸米時間過長，稻谷水分含量和米粒吸水量過高，在蒸煮的過程中出現(xiàn)米粒開花和烘干過程中出現(xiàn)爆腰的現(xiàn)象，米粒過于松軟導致蒸谷米適口性變差。得出最佳浸米時間為3h。

2.1.2 浸米溫度對蒸谷米品質的影響

固定浸米時間為3.5h，浸米液料液比1∶3，浸米溫度分別為55℃、60℃、65℃、70℃、75℃，對清理后的稻谷進行處理，得到終產(chǎn)品利用模糊感官評價進行分析，結果如圖2所示。

圖2 浸米溫度對蒸谷米品質的影響

由圖2可知，在65℃之前由于溫度過低水分向稻谷中遷移緩慢，淀粉黏度較小，稻谷沒有達到脹潤，胚乳含水量不足，在隨后的蒸制過程中難以充分糊化，并且在與荷葉浸提液浸泡的過程中，荷葉提取液也難以進入米中，導致蒸谷米香氣不明顯；但在70℃后由于浸米溫度過高，淀粉開始快速脹潤和吸水，稻谷內的淀粉在吸水后發(fā)生大量糊化、溶脹，從稻谷的稻殼中爆裂出來的現(xiàn)象，造成蒸谷米品質不佳，還會使稻谷的內部大量接觸水分，稻谷內的維生素溶于水，造成流失，綜合考慮確定最佳的浸米溫度為65℃。

2.1.3 浸米液料液比對蒸谷米風味的影響

固定浸米時間為3h，浸米溫度為65℃，浸米液料液比分別為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5，將提取的荷葉浸提物配制成浸米液浸泡稻谷，得到終產(chǎn)品結果如圖3所示。

圖3 浸米液料液比對蒸谷米品質的影響

由圖3可知，浸米液料液比在1∶2時蒸谷米的食用品質最大，主要是在浸米液料液為1∶1時荷葉蒸谷米的荷葉香味太濃重而掩蓋了米香味，浸米液料液比1∶2之后隨著荷葉香味逐漸稀釋導致荷葉蒸谷米的香味逐漸變淡甚至消失。

2.2 荷葉浸提條件單因素實驗

2.2.1 浸提料液比對蒸谷米風味的影響

固定浸提時間為2h，浸米液料液比為1∶2，浸提溫度為50℃，以荷葉浸提料液比為變量，將提取的荷葉浸提物配制成浸米液浸泡稻谷，經(jīng)處理得到終產(chǎn)品利用模糊感官評價進行分析，結果如圖4所示。

圖4 料液比對蒸谷米品質的影響

由圖4可知，隨著料液比的增加蒸谷米的食用品質先增加后降低，料液比在1∶30食用品質最大。其原因是在料液比較低時，蒸餾水較少而提取的荷葉浸提液濃度過大，掩蓋了原有的香氣，甚至產(chǎn)生苦味，另外荷葉浸提液濃度過大造成蒸谷米的顏色深，導致了分值不高。在料液比超過1∶30后，雖可以充分提取荷葉中的香氣物質，但是料液比的增大降低了香氣物質的濃度，導致荷葉香味不足。

2.2.2 浸提時間對蒸谷米風味的影響

固定浸提溫度為50℃，浸米液料液比為1∶2，荷葉提取料液比為1∶25，以浸提時間為變量，將提取的荷葉浸提物配制成浸米液浸泡稻谷，經(jīng)處理得到終產(chǎn)品并利用模糊感官評價進行分析，結果如圖5所示。

圖5 浸提時間對蒸谷米品質的影響

由圖5可知，隨著浸提時間的增加蒸谷米的食用品質先增加后降低，浸提時間在2.5h蒸谷米的感官評價得分最高。浸提時間較低時，無法有效地提取荷葉中的香氣物質導致蒸谷米的荷葉香味不足。超過2.5h后，由于浸提時間過長荷葉中的香氣物質流失，導致蒸谷米的荷葉香味不足，浸提時間過長也會導致荷葉中的某些化學物質發(fā)生氧化，從而使浸提液顏色變深，也影響了蒸谷米的品質。

2.2.3 浸提溫度對蒸谷米風味的影響

固定荷葉提取料液比為1∶25，浸提時間為2h，浸米液料液比為1∶2，浸提溫度分別為30℃、40℃、50℃、60℃、70℃，將提取的荷葉浸提物配制成浸米液浸泡稻谷，經(jīng)處理得到終產(chǎn)品利用模糊感官評價進行分析，結果如圖6所示。

圖6 浸提溫度對蒸谷米品質的影響

根據(jù)圖6，可以看出浸提溫度60℃時，感官評價最好。荷葉中的主要物質為荷葉堿、黃酮、荷葉精油[13]，溫度低時提取不足，隨著浸提溫度升高，荷葉中的荷葉精油就被充分提取分離出來；在60℃之后，由于隨著溫度的提高加速了荷葉中的主要精油和酮類的揮發(fā)，從而導致蒸谷米的荷葉香味不足。

2.3 響應面試驗優(yōu)化荷葉浸提條件

2.3.1 模型的建立及其顯著性檢驗

采用中心組合試驗設計原理，結合單因素實驗結果，研究浸提料液比(A)，浸提時間(B)，浸提溫度(C)，浸米液料液比(D)對蒸谷米風味的影響，其設計及結果見表2、表3。

表2 因素水平編碼表

表3 試驗設計與結果

根據(jù)表2、表3數(shù)據(jù)，采用軟件數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行二次多項式逐步回歸分析，得到模糊感官評價分值與提取料液比、浸提時間、浸提溫度、浸米液料液比的回歸模型為：Y=82.38-3.04A+2.63B+1.66C-2.38D+1.74AB-2.03AC-1.91AD+0.86BC-2.39BD-0.90CD-5.37A2-4.23B2-7.13C2-5.27D2。通過Design-Expert軟件進行方差分析來驗證回歸模型及各參數(shù)的顯著度，結果表明，模型的P值<0.01，說明此回歸模型極顯著；失擬項P值為0.302 8大于0.05說明此失擬項不顯著，模型選擇合適。模型的決定系數(shù)R2為91.71%，校正決定系數(shù)為R2Adj為83.42%。變異系數(shù)CV是反映模型的置信度，變異系數(shù)越低模型置信度越好；本試驗的變異系數(shù)CV=3.30%，說明該模型方程能很好地反映真實的試驗值,置信度較好。因此可以用此模型方程來研究荷葉風味蒸谷米的荷葉浸提工藝。

2.3.2 荷葉風味蒸谷米風味和品質的響應面優(yōu)化分析

2.3.2.1 液料比和浸提時間對模糊綜合評分的影響

實驗表明，液料比和浸提時間有一定的交互作用，在浸提時間較小時，隨著料液比的增加，模糊綜合感官評價分值在緩慢增大，但是在一定濃度后評價分值反而緩慢減?。辉诮釙r間逐漸增大后，隨著料液比的增加評價分值也在緩慢增加，在達到一定時間后評價分值在慢慢減小。響應面的坡度較大，說明兩個因素的交互作用較為明顯。模糊感官評價分值在一定的浸提時間和液料比下，具有最大值，該極大值出現(xiàn)在較高的浸提時間(2.1h～2.5h)，較低液料比[1∶(20～30)]之間。

2.3.2.2 料液比和浸提溫度對模糊綜合評分的影響

實驗表明，在浸提溫度較小時，隨著料液比的增加，模糊綜合感官評價分值在緩慢增大，但是在一定濃度后評價分值反而緩慢減小；在浸提溫度逐漸增大后，隨著料液比的增加評價分值也迅速增加，在達到一定溫度后評價分值在逐漸減小。模糊感官評價分值在一定料液比和浸提溫度時具有最大值，該值出現(xiàn)在較高的浸提溫度(50℃～60℃)，較低的液料比[1∶(20～30)]之間。

2.3.2.3 料液比和浸米液料液比對模糊綜合評分的影響

實驗也表明，料液比和浸米液料液比之間存在交互作用，響應面圖變化較慢，坡度較小，說明兩者交互作用不明顯。在浸米液料液比較小時，隨著料液比的增加，模糊綜合感官評價分值在緩慢增大，但是在一定濃度后評價分值反而緩慢減小；在浸米液料液比緩慢增大后，隨著料液比的增加評價分值也在緩慢增加，在達到一定浸米液料液比后評價分值在慢慢減小。模糊感官評價分值在一定的料液比和浸米料液比時達到最大值，該值出現(xiàn)在較低的料液浸米液比[1∶(1～2)]和較低的液料比[1∶(20～30)]之間。

2.3.2.4 浸提時間和浸提溫度對模糊綜合評分的影響

由實驗可知，料液比和浸米液料液比之間存在交互作用，響應面圖變化較快，坡度較大，說明兩者交互作用明顯。在浸提溫度較小時，隨著浸提時間的增加，模糊綜合感官評價分值在迅速增大，但是在一定時間后評價分值反而緩慢減??；在浸提溫度逐漸提高后，隨著浸提時間的增加評價分值也迅速增加，在達到一定溫度后評價分值在逐漸減小。模糊感官評價分值在一定的料液比和浸米料液比時達到最大值，該值出現(xiàn)在較高的浸提溫度(50℃～55℃)和較高的浸提時間(2h～2.5h)之間。

2.3.2.5 浸提時間和浸米液料液比對模糊綜合評分的影響

實驗可知，浸提時間和浸米液料液比之間存在交互作用，響應面圖坡度大，變化較快，在浸米液料液比較小時，隨著浸提時間的增加，模糊綜合感官評價分值在緩慢增大，但是在一定時間后評價分值呈緩慢下降的趨勢；在浸米液料液比逐漸增大后，隨著浸提時間的增加評價分值也在緩慢增加，在達到一定濃度后評價分值逐漸減小。模糊感官評價分值在一定的料液比和浸米液料液比時達到最大值，該值出現(xiàn)在較低的料液比[1∶(20～25)]，和較高的浸提時間(2h～2.5h)之間。

2.3.2.6 浸提溫度和浸米液料液比對模糊綜合評分的影響

實驗得出，等高線圖接近圓形，說明兩個因素之間的交互作用并不明顯，在浸米液料液比較小時，隨著浸提溫度的增加，模糊綜合感官評價分值在逐漸增大，但是在一定時間后評價分值反而緩慢減??；在浸米液料液比逐漸增大后，隨著浸提溫度的增加評價分值也在緩慢增加，在達到一定濃度后評價分值緩慢減小。等高線圖表明，沿浸提溫度軸向的等高線分布與沿浸米液料液比的軸向等高線分布均勻，說明浸提溫度與浸米液料液比對模糊綜合評價分值的影響相似，即浸提溫度與浸米液料液比對荷香風味蒸谷米的品質和風味的影響相似。模糊感官評價得分在一定的浸提溫度和浸米料液比時出現(xiàn)最大值，該值出現(xiàn)在較低的浸米液料液比[1∶(1～2)]，和較高的浸提溫度(55℃～60℃)之間。

2.3.3 荷葉浸提條件的確定及驗證

通過方差分析以及響應面分析可以得到，在試驗范圍內對模糊綜合評價分值即荷葉風味蒸谷米的品質風味作用大小的順序次數(shù)為：浸提料液比>浸提時間>浸米液料液比(荷葉浸提液與蒸餾水的比例/v∶v)>浸提溫度。

進一步用Design-Expert軟件對實驗模型進行典型性分析，以獲得最優(yōu)的提取條件，經(jīng)分析得出，最優(yōu)的提取條件為：浸提料液比1∶29.08，浸提時間2.46h，浸提溫度57.65℃，浸米液料液比(荷葉浸提液與蒸餾水的比例/v∶v)1∶1.77，模糊綜合評價分值在理論上達到最大值84.869。

為了驗證響應面法的可行性，用得到的最佳荷葉浸提條件對荷葉風味蒸谷米生產(chǎn)進行驗證實驗，同時考慮到實際操作，將結果修正為浸提料液比1∶29，浸提時間2.5h，浸提溫度58℃，浸米液料液比(荷葉浸提液與蒸餾水的比例/v∶v)1∶1.8，在此條件下進行三次平行試驗得到的實際平均值83.784，與預測值的偏差為-1.085，說明該模型能較好地分析和預測荷葉風味蒸谷米的荷葉浸提條件，試驗方法可靠、可行。

3 結論

在傳統(tǒng)蒸谷米的基礎上，以終產(chǎn)品的風味和品質為指標，研究了荷葉風味蒸谷米的生產(chǎn)工藝。通過單因素實驗發(fā)現(xiàn)，最佳的米的浸泡條件為：浸泡溫度為65℃，浸泡時間為3h。

通過方差分析以及響應面分析得到在實驗范圍內對模糊綜合評價分值即荷葉風味蒸谷米的品質風味作用大小的順序依次為：荷葉浸提料液比>浸提時間>浸米液料液比(荷葉浸提液與蒸餾水的比例/v∶v)>浸提溫度。通過響應面分析得到，荷葉風味蒸谷米中荷葉最佳提取工藝參數(shù)為：荷葉浸提料液比1∶29，浸提時間2.5h，浸提溫度58℃，浸米液料液比(荷葉浸提液與蒸餾水的比例/v∶v)1∶1.8。在此條件下，根據(jù)最佳浸米條件生產(chǎn)的蒸谷米成品的模糊綜合評價分值最優(yōu)，為83.784。