速食全谷物蒸米微波干燥工藝優(yōu)化研究

涂向輝 朱晶 許曉嵐

摘要：將優(yōu)質(zhì)粳米與高粱等全谷物雜糧按一定比例混合，經(jīng)清洗、浸泡、蒸煮、干燥、滅菌等工序處理，制成速食全谷物蒸米。采用微波干燥技術(shù)，以復(fù)水率為指標(biāo)，利用響應(yīng)面分析法（RSM）對(duì)干燥工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果表明：速食全谷物蒸米最佳干燥條件為干燥時(shí)間25 min、干燥功率450 W，此條件下速食全谷物蒸米的復(fù)水率為2.85%。

關(guān)鍵詞：速食全谷物蒸米;微波干燥技術(shù);工藝優(yōu)化;響應(yīng)面分析法;復(fù)水率

中圖分類號(hào)：TS210.4? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1674-1161（2020）03-0043-03

速食全谷物蒸米以粳米為主料，按科學(xué)比例混合多種全谷物雜糧，通過浸泡、蒸煮、干燥、殺菌、包裝等工序制成，加入適量沸水沖泡燜煮數(shù)分鐘后即可食用。速食全谷物蒸米以其營(yíng)養(yǎng)、方便、快捷、衛(wèi)生、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)成為現(xiàn)代生活工作快節(jié)奏人群高營(yíng)養(yǎng)主食的較好選擇。復(fù)水率是蒸米品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，是其速食性的重要體現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，在速食全谷物蒸米復(fù)水后的口感和風(fēng)味相似的情況下，不同的干燥方法對(duì)蒸米米粒的復(fù)水率有一定影響。與傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥技術(shù)相比，微波干燥技術(shù)具有加熱均勻、節(jié)能高效、低溫殺菌、清潔衛(wèi)生并能保持加熱物營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味的優(yōu)點(diǎn)。本課題采用微波干燥技術(shù)，以復(fù)水率為指標(biāo)，利用響應(yīng)面分析法（RSM）確定最佳干燥條件，以期為速食全谷物蒸米產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

遼寧產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高粱、黑米、燕麥、薏仁、蕎麥，黑龍江產(chǎn)金龍魚東北大米，食用水：均購于超市。

1.2 儀器設(shè)備

AB204-N型電子分析天平：梅特勒—托利多儀器上海有限公司;DK-S26型恒溫水浴鍋;JYC-21ES10型電磁爐;ORW08S-5Z微波真空干燥機(jī)：南京澳潤(rùn)微波科技有限公司;蒸鍋、托盤等。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程 粳米、全谷物雜糧→淘洗→浸泡→蒸煮→離散→干燥→殺菌→包裝→成品。

1.3.2 復(fù)水率的測(cè)定 準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的速食全谷物蒸米置于燒杯中，以1∶5的比例加入沸水，立即加蓋，復(fù)水5 min后瀝干，用吸水紙吸干表面水分后稱其質(zhì)量，按照公式計(jì)算復(fù)水率。

復(fù)水率/%=×100%

1.3.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì) 1） 微波干燥時(shí)間對(duì)速食全谷物蒸米復(fù)水率的影響。將速食全谷物蒸米離散后均勻平鋪于托盤中，米粒厚度為0.6 cm，放入微波真空干燥機(jī)中，在功率為500 W條件下，分別干燥10，15，20，25，30 min，測(cè)定復(fù)水率。2） 微波干燥功率對(duì)速食全谷物蒸米復(fù)水率的影響。將速食全谷物蒸米離散后均勻平鋪于托盤中，米粒厚度為0.6 cm，放入微波真空干燥機(jī)中，在功率分別為300，400，500，600，700 W條件下，干燥25 min，測(cè)定復(fù)水率。

1.3.4 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì) 按粳米60%、高粱米10%、黑米10%、蕎麥10%、燕麥5%、薏仁5%的比例配制速食全谷物蒸米原料，放入1 000 mL燒杯中，同時(shí)加入2倍水，置于水浴鍋中，恒溫50 ℃下浸泡80 min，然后倒入碗中，用蒸鍋蒸煮35 min。蒸熟后將蒸米離散，均勻平鋪于托盤中，于微波真空干燥機(jī)中干燥至安全水分（水分含量<14%），測(cè)定復(fù)水率，重復(fù)3次。

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取微波干燥時(shí)間（A）、干燥功率（B）為影響因素，以速食全谷物蒸米的復(fù)水率為響應(yīng)值，每個(gè)因素取5個(gè)水平，進(jìn)行Central Composite試驗(yàn)設(shè)計(jì)（見表1）。每組試驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 微波干燥時(shí)間對(duì)速食全谷物蒸米復(fù)水率的影響 不同微波干燥時(shí)間下速食全谷物蒸米的復(fù)水率測(cè)定結(jié)果如圖1所示。

由圖1可以看出：隨著微波干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，速食全谷物蒸米的復(fù)水率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)微波干燥時(shí)間少于25 min時(shí)，復(fù)水率逐漸升高;當(dāng)干燥時(shí)間為25 min時(shí)，復(fù)水率為最高;當(dāng)干燥時(shí)間超過25 min后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，復(fù)水率較快速降低。因此，選擇微波干燥時(shí)間為25 min。

2.1.2 微波干燥功率對(duì)速食全谷物蒸米復(fù)水率的影響 不同微波干燥功率下速食全谷物蒸米的復(fù)水率測(cè)定結(jié)果如圖2所示。

由圖2可以看出：隨著微波干燥功率的增大，速食全谷物蒸米的復(fù)水率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)微波干燥功率從300 W增加到500 W時(shí)，復(fù)水率逐漸升高，但變化幅度較小;當(dāng)干燥功率為500 W時(shí)，復(fù)水率達(dá)到最高;當(dāng)干燥功率大于500 W后，復(fù)水率則較快速降低。因此，選擇微波干燥功率為500 W。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

微波干燥工藝響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果見表2。

利用Design-Expert 8.0.6軟件對(duì)表2中數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到速食全谷物蒸米復(fù)水率（Y）相對(duì)于微波干燥時(shí)間（A）、干燥功率（B）的多項(xiàng)回歸方程：

Y=2.810-0.014A-0.120B-0.200A2-0.091B2

微波干燥工藝回歸模型方差分析結(jié)果見表3。

由表3可知：模型的P值小于0.000 1，說明該模型是極顯著的。失擬項(xiàng)P值為0.430，遠(yuǎn)大于0.050，說明失擬項(xiàng)與純誤差之間差異不顯著，可以接受該模型。微波干燥時(shí)間（A）的影響P=0.000 9<0.050 0（顯著），微波干燥功率（B）的影響P=0.002 5<0.050 0（顯著），微波干燥時(shí)間二次項(xiàng)（A2）的影響P<0.000 1（極顯著），微波干燥功率二次項(xiàng)（B2）的影響P=0.005 9<0.050 0（顯著）。因此，該回歸方程可以較好地描述響應(yīng)值之間的真實(shí)關(guān)系，利用其對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算是合理可行的。

經(jīng)響應(yīng)面軟件分析計(jì)算，得出最佳微波干燥條件為干燥時(shí)間24.8 min、干燥功率434 W。結(jié)合實(shí)際情況，確定速食全谷物蒸米微波干燥工藝參數(shù)為干燥時(shí)間25 min、干燥功率450 W，此條件下蒸米的復(fù)水率為2.85%。

3 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)確定速食全谷物蒸米微波干燥工藝最佳參數(shù)為：干燥時(shí)間25 min、干燥功率450 W，此條件下速食全谷物蒸米的復(fù)水率為2.85%。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉明，朱運(yùn)恒，孟寧，等.擠壓工藝對(duì)糙米速食粥復(fù)水效率的影響及工藝優(yōu)化[J].糧油食品科技，2019，27（6）：50-56.

[2] 牟婧婧.微波冷凍干燥技術(shù)與應(yīng)用[J].現(xiàn)代食品，2018（24）：37-39.

[3] 涂向輝，朱晶，許曉蘭.響應(yīng)面分析法優(yōu)化方便雜糧米飯熱風(fēng)干燥工藝[J].沈陽師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2017，35（2）：198-203.

[4] 吳芳.蒸谷米的概述[J].現(xiàn)代食品，2018（8）：120-121，137.

[5] 吳澤河，熊雙麗.響應(yīng)面—主成分分析法優(yōu)化低糖菊芋餅干配方[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2018，32（3）：539-546.

Research on Optimization of Microwave Drying Process

for Instant Whole Grain Steamed Rice

TU Xianghui， ZHU Jing， XU Xiaolan

（College of Grain Science and Technology， Shenyang Normal University， Shenyang 110034， China）

Abstract： This study prepared instant steamed whole grain rice by mixing high-quality japonica rice and sorghum and other whole grains in a certain proportion， and through washing， soaking， cooking， drying， sterilization and other processes. By using microwave drying technology， the optimum design of drying process is carried out by using response surface analysis （RSM） with the index of rehydration rate. The results showed that the optimum drying conditions of instant whole grain steamed rice were： drying time 25 min， drying power 450 W， the rehydration rate of instant whole grain steamed rice was 2.85%.

Key words： instant whole grain steamed rice; microwave drying technology; Response Surface Methodology （RSM）; rehydration rate