鲜湿米粉品质评价及原料选择

奥鹏网院作业

鲜湿米粉品质评价及原料选择
雷婉莹1，吴卫国1,2，廖卢艳1,2，倪 婷1，张 喻1,2,*
（1.湖南农业大学食品科学技术学院，湖南 长沙 410128；2.湖南农业大学 食品科学与生物技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410128）
摘 要：为确定适宜鲜湿米粉加工用大米的关联性指标及阈值区间，本研究以18 种大米为原料制备切条型鲜湿米粉，探讨大米主要成分质量分数、淀粉糊化特性对米粉蒸煮品质、入味性、感官品质和质构品质的影响，并利用主成分分析建立鲜湿米粉综合品质评价模型，计算米粉品质综合得分，通过逐步回归分析筛选出影响米粉综合品质的关联性指标，结合聚类分析得到适宜加工米粉的原料大米关联性指标范围。结果表明：大米的直链淀粉质量分数，淀粉糊化特性的最低黏度、最终黏度、衰减值、回生值与米粉的蒸煮品质、感官品质、质构品质显著相关 （P＜0.05）；大米主要成分、淀粉糊化特性与米粉的入味性相关性不显著（P＞0.05）。影响米粉综合品质的关联性指标为直链淀粉质量分数和最终黏度，适宜加工切条型鲜湿米粉的原料大米直链淀粉质量分数应大于26%，淀粉的最终黏度应大于3 852 Pag s。
关键词：大米；鲜湿米粉；主要成分；糊化特性；米粉品质
米粉是以大米为原料经浸泡、磨浆、加热糊化、挤压或切条成型的丝状或条状米制品，是我国南方地区居民的传统主食，鲜湿米粉是未经干燥的米粉，因其蒸煮方便快捷，多作为早餐销售[1]。我国大米品种众多，且不同品种大米的品质特性存在显著差异，导致米粉品质参差不齐，不利于米粉产业的发展[2-5]。因此，研究大米原料特性与米粉品质之间的关系，确定适合加工切条型鲜湿米粉的原料大米及其关联性指标和阈值区间，对于保证米粉品质稳定有重要意义。窦红霞等[6]分析了大米原料特性与米粉感官品质之间的相关性，认为米粉加工原料应选择直链淀粉含量和脂肪含量较高、回生值低、凝胶回弹性较大的大米，但此研究仅以米粉的感官品质作为参考指标，且并未指出各指标范围。周显青[7]、高晓旭[8]等以米粉的感官品质作为参考指标，确定了影响米粉感官品质的大米原料核心指标，并确定了核心指标的阈值区间，但研究中仅以感官评价作为参考指标，存在一定的主观性。王永辉等[9]综合米粉的加工效果、感官品质、蒸煮品质及质构特性，确定了大米原料的直链淀粉含量范围，但忽略了大米中的其他成分以及淀粉的糊化特性对米粉品质的影响。上述研究并未系统分析大米原料特性与米粉蒸煮、感官和质构品质之间的关系，且没有综合米粉的各项品质确定大米原料特性指标范围，难以全面反映大米原料特性对米粉品质的影响以及米粉的加工适应性。
米粉的品质指标较多，包括蒸煮品质、入味性、感官品质和质构品质等多项指标，研究者在确定米粉的大米原料加工适应性时，很难将这些指标全部纳入考察范围，而主成分分析法可以将原始变量转变为几个主成分，形成反映主成分和指标所包含信息量的系数，以计算综合评价值，该分析方法已应用于牛肉嫩度、樱桃果实和马铃薯挂面等品质评价，但极少用于米粉品质的评价[10-12]。本研究以18 种大米为原料，分析了大米主要成分质量分数、淀粉糊化特性与切条型鲜湿米粉蒸煮品质、入味性、感官品质和质构品质的相关性，探讨大米原料特性与米粉品质之间的关系。同时，利用主成分分析建立米粉品质评价模型，计算米粉品质综合评分，通过逐步回归分析确定影响鲜湿米粉品质综合评分的关联性指标，结合聚类分析确定关联性指标的取值范围，从而得到适合加工切条型鲜湿米粉的原料大米及其关联性指标和阈值区间，为选择鲜湿米粉用大米提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
收集2017年收获的18 种大米，其中‘两优早17’、 ‘余赤’、‘珍桂矮’、‘株两优21’、‘株两优39’、 ‘陵两优21’、‘陵两优942’、‘陵两优299’、 ‘金优’、‘长两优35’、‘五山丝苗’和‘兆优5431’ 为早籼米，‘隆两优1 8 1 3’、‘天优华占’、 ‘深优9559’、‘天龙1号’、‘甬优4149’和‘金穗128’为晚籼米。
马铃薯直链淀粉标准品 美国Sigma公司；盐酸、石油醚、无水乙醚、无水乙醇 上海正云化工有限公司； 氢氧化钠、甲基红 河南化工有限公司；醋酸铅、硫 酸钠 河北能通化工有限公司；五水硫酸铜、酚酞 天津市化学试剂研究所；硝酸银、铬酸钾、碘 天津市科密欧化学试剂有限公司；碘化钾 广东光华科技股份有限公司；所用试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
GFL-230电热鼓风干燥箱 天津市莱玻特瑞仪器有限公司；TQ-1000Y高速多功能粉碎机 永康市天祺盛世工贸有限公司；AE 2204电子分析天平 湖南湘仪天平仪器设备有限公司；K9840自动凯氏定氮仪 山东海能科学仪器有限公司；RAV-3D快速黏度分析仪 澳大利亚Newport科学仪器公司；TA-XT2i Plus质构仪 英国Stable Micro Systems公司。
1.3 方法
1.3.1 大米主要成分质量分数的测定
水分质量分数测定：参照GB 5009.3ü 2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中直接干燥法；淀粉质量分数测定：参照GB 5009.9ü 2016《食品安全国家标准 食品中淀粉的测定》中酸水解法；直链淀粉质量分数测定：参照GB/T 15683ü 2008《大米 直链淀粉含量的测定》方法；粗蛋白质量分数测定：参照GB 5009.5ü 2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中凯氏定氮法；粗脂肪质量分数测定：参照GB 5009.6ü 2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》中索氏抽提法。
1.3.2 大米淀粉的制备及糊化特性测定
以18 种大米为原料，参照陈季旺等[13]的方法制备大米淀粉。参照GB/T 24852ü 2010《大米及米粉糊化特性测定 快速粘度仪法》进行糊化特性的测定。
1.3.3 鲜湿米粉制备
大米原料→浸泡（30 ℃、3 h）→调节水分→磨浆→过筛（60 目）→搅拌→蒸粉（100 ℃、90 s）→冷却→切条→成品
1.3.4 鲜湿米粉蒸煮品质测定
断条率测定：参考罗文波等[1]的方法测定鲜湿米粉的断条率，选择20 根20 cm长的鲜湿米粉，在500 mL沸水中蒸煮1 min后，将米粉样品捞起过冷水滤干，记录10 cm以上的米粉条数（x1），按式（1）计算断条率。

吐浆值测定：参考Supawadee等[14]的方法测定米粉水分质量分数（ω）。称取20 g左右的米粉样品（质量为m0/g），在500 mL沸水中蒸煮2 min，将汤汁定容至500 mL，移取50 mL至已恒质量的器皿（质量为m1/g）中，再将其放置在（105f 2）℃条件下干燥至恒质量（质量为m2/g），按式（2）计算吐浆值。

1.3.5 鲜湿米粉入味性测定
米粉通常是配合不同口味的汤料食用，其入味性也会影响食用时的感官品质，可作为米粉的一项品质评价指标，因此，本研究在米粉的基本品质指标中增加了米粉的入味性指标。其入味效果主要是通过蒸煮浸泡过程中汤料的渗透作用，由于米粉的汤料中盐质量分数较高，选择以吸盐量为指标反映米粉的入味性，鲜湿米粉入味性测定参考张建初等[15]的方法并稍有改动，以米粉吸盐量作为入味性的衡量指标。在500 mL沸水中加入6 g食盐，并将20 g米粉在沸水中浸泡5 min后捞起沥干。参照GB 5009.44ü 2016《食品安全国家标准 食品中氯化物的测定》测定浸泡后米粉的吸盐量。
1.3.6 鲜湿米粉感官评定
参考郭利利[16]和佟立涛[17]等制定的感官评价表进行综合修改，由7 人组成感官评定小组，根据表1对米粉进行感官评价，结果去掉最高分和最低分取平均值。
表 1 鲜湿米粉感官评价评分细则
Table 1 Criteria for sensory evaluation of wet rice noodles

1.3.7 鲜湿米粉质构测定
将米粉切成5 cm长，每次测定叠两层。测定模式为TPA模式，具体测定参数为：探头型号P/36R，测前速率2 mm/s，测中速率1 mm/s，测后速率1 mm/s，压缩比为50%，两次压缩时间间隔为3.0 s，触发力为5 g[14,18]。质构测定指标包括硬度、黏附性、弹性和咀嚼性，每个样品平行测定6 次，去掉每个指标的最大值和最小值后取平均值。
1.4 数据统计与分析
采用SPSS 20.0软件对各指标进行描述性分析、相关性分析、主成分分析、聚类分析和逐步回归分析。
2 结果与分析
2.1 大米原料的主要成分质量分数和淀粉糊化特性
表 2 大米原料主要成分质量分数和淀粉糊化特性的描述性分析
Table 2 Descriptive analysis of major components and starch pasting properties of raw rice

从表2可看出，18 个大米样品的淀粉质量分数在73.57%～84.93%之间，变异系数最小，仅为4.39%；粗蛋白质量分数变异系数为10.19%，说明不同品种大米的淀粉质量分数和粗蛋白质量分数差别不大，两个指标的数据较为集中。粗脂肪质量分数变异系数为34.17%，是大米主要成分指标中变异系数最高的；直链淀粉质量分数在14.22%～30.22%范围内，变异系数为21.56%。大米淀粉糊化特性指标中，回生值的变异系数最大，为34.14%，其次是最终黏度，而糊化温度和峰值黏度的变异系数较小，分别为3.35%和9.87%。最低黏度和衰减值的变异系数均较大，分别为19.19%和25.64%。从变异系数来看，大米原料的直链淀粉质量分数、粗脂肪质量分数以及大米淀粉的最低黏度、最终黏度、衰减值和回生值在品种间均有较大差异，受品种影响较大，这可能是不同大米的品种遗传基因、种植技术以及环境等因素的差异导致的[19]。
2.2 鲜湿米粉品质
从表3 可以看出，米粉吸盐量的变异系数仅为2.74%，是米粉品质指标中变异系数最小的，说明不同品种大米加工的米粉入味性差别不大。而鲜湿米粉的断条率范围为3.33%～46.67%，吐浆值范围为2.16%～7.38%，变异系数分别为66.88%和36.74%，数据较为离散，说明不同品种大米制备的米粉蒸煮品质差异较大。感官评分和弹性的变异系数也较小，分别为9.96%和8.16%。质构品质指标中的黏附性、咀嚼性和硬度的变异系数较大，分别为52.04%、44.58%和22.50%，品种间的差异较大。说明本研究所选大米加工米粉的品质指标差异较大，具有一定的代表性。
表 3 鲜湿米粉蒸煮品质、吸盐量、感官评分和质构品质的描述性分析
Table 3 Descriptive analysis of cooking quality, salt gain, sensory score and texture quality of wet rice noodles

2.3 大米原料特性与鲜湿米粉品质之间的相关性
2.3.1 大米原料主要成分与鲜湿米粉品质的相关性
表 4 大米原料主要成分与鲜湿米粉品质的相关性
Table 4 Correlation between major chemical components of rice and quality attributes of wet rice noodles

注：*.相关性显著（P＜0.05）；**.相关性极显著（P＜0.01），下同。
从表4可看出，大米的淀粉质量分数、粗脂肪质量分数与米粉各品质指标之间不存在相关性。直链淀粉质量分数与米粉的断条率、吐浆值和黏附性呈极显著负相关 （P＜0.01）；与感官评分、硬度和咀嚼性呈极显著正相关（P＜0.01）；与弹性呈显著正相关（P＜0.05）。这是因为直链淀粉质量分数较高时生成氢键较多，淀粉分子链通过氢键交联，聚合度高，米粉冷却时更易老化回生，形成的凝胶强度大，因而米粉的蒸煮品质、感官品质和质构品质较好[20-21]。大米的粗蛋白质量分数与米粉的断条率呈显著负相关（P＜0.05）。这可能是因为大米蛋白能与淀粉发生相互作用，形成网状结构，在糊化过程中保护淀粉颗粒，进而增加米粉的耐热能力，保持了凝胶的硬度和黏性，降低了断条率[22-23]。大米原料的主要成分与米粉的吸盐量均无显著相关性，说明大米原料的主要成分质量分数并不影响加工米粉的入味效果。
2.3.2 大米淀粉糊化特性与鲜湿米粉品质的相关性
表 5 大米淀粉糊化特性与鲜湿米粉品质相关性
Table 5 Correlation between pasting properties of rice starch and quality attributes of wet rice noodles

如表5所示，大米淀粉的糊化特性指标与米粉的吸盐量均无显著相关性（P＞0.05），说明大米淀粉的糊化特性并不影响米粉的入味性。峰值黏度与断条率、吐浆值、黏附性呈显著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01）正相关；与感官评分呈极显著负相关（P＜0.01）；与咀嚼性呈显著负相关（P＜0.05）。最低黏度反映淀粉在高温下的耐剪切能力；最终黏度反映样品糊化冷却后形成凝胶的能力；回生值反映淀粉糊在冷却过程中的回生程度[24-26]。3 个指标与米粉各品质指标的相关性类似，均与米粉的断条率、吐浆值、黏附性呈极显著负相关（P＜0.01）；与感官评分、硬度和咀嚼性呈极显著正相关（P＜0.01）；最低黏度、最终黏度与弹性呈极显著正相关（P＜0.01），回生值与弹性呈显著正相关 （P＜0.05）。衰减值反映淀粉热糊稳定性，其值越大，淀粉糊的稳定性越差[27]。衰减值与断条率、吐浆值、黏附性呈极显著正相关（P＜0.01）；与感官评分、硬度、咀嚼性呈极显著负相关（P＜0.01）；与弹性呈显著负相关（P＜0.05）。糊化温度仅与米粉的弹性呈显著正相关（P＜0.05）。说明大米原料中的淀粉热糊稳定性越强、糊化冷却后形成凝胶强度越大、老化回生能力越强，其加工的米粉蒸煮品质、感官品质和质构品质越好。
2.4 鲜湿米粉综合品质分析及其原料选择
2.4.1 鲜湿米粉品质综合得分
主成分分析在将原始变量转变为主成分的过程中，同时形成了反映主成分和指标包含信息量的系数，以计算综合评价值，有效解决了多指标评价参数的问题[28]。对18 种大米加工的米粉的8 个品质指标进行主成分分析，根据提取的主成分特征值大于1的标准，确定提取的前两个主成分的特征值、贡献率和累积贡献率见表6；各个品质指标的特征向量见表7。
表 6 主成分的特征值及贡献率
Table 6 Eigenvalues and variance contribution rates of principal components

表 7 主要指标的特征向量
Table 7 Eigenvectors of principal components

从表6可以看出，前两个公因子的特征值大于1，且累积方差贡献率达到77.755%，说明前两个主成分基本综合了米粉品质的信息。从表7可以看出，第一个主成分代表的是米粉的断条率、吐浆值、感官评分、硬度、弹性、黏附性和咀嚼性；第二个主成分代表的是米粉的吸盐量，反映米粉的入味性。根据主成分对应的特征向量，可以确定主成分（F1、F2）与米粉品质指标之间的线性关系表达式如公式（3）、（4）所示。

以每个主成分所对应的特征值占所提取的主成分特征值之和的比例为系数，得到米粉品质综合得分（F），计算公式如式（5）所示。

将原始变量进行标准化后，代入公式（5），计算不同大米原料加工米粉的主成分得分以及综合得分。从表8可以看出，‘珍桂矮’、‘株两优21’、‘两优早17’、 ‘余赤’和‘株两优39’加工的米粉综合得分较高；‘天龙1号’、‘兆优5431’、‘金穗128’和‘天优华占’加工的米粉综合得分较低。
表 8 米粉的主成分得分及综合得分
Table 8 Principal component scores and overall scores of rice noodles

2.4.2 鲜湿米粉综合得分的聚类分析

图 1 米粉综合得分聚类分析树状图
Fig. 1 Dendrogram of cluster analysis for overall scores of rice noodles
根据样品的相似性和欧氏平方距离，用Ward法对米粉的综合得分数据进行聚类分类，聚类分析结果见图1。在欧氏平方距离5处，可以将鲜湿米粉分为3 类。第一类综合得分大于1.5，包括‘珍桂矮’、‘株两优21’、 ‘两优早17’、‘余赤’和‘株两优39’加工的米粉，这些品种大米最适合加工米粉，其加工的米粉综合品质较优；第二类综合得分在－1.5～1.5之间，包括‘隆两优1813’、‘陵两优942’、‘陵两优21’、‘陵两优299’、‘五山丝苗’、‘长两优35’、‘金优’和‘深优9559’加工的米粉，这些品种大米加工的米粉综合品质一般；第三类综合得分小于－1.5，包括 ‘甬优4149’、‘天优华占’、‘金穗128’、‘兆优5431’和 ‘天龙1号’加工的米粉，这些品种大米不适合加工米粉。
2.4.3 鲜湿米粉原料选择
利用逐步回归分析对影响米粉综合品质的大米原料品质指标进行筛选。以主成分分析的米粉综合得分为因变量，选择与米粉品质相关性较大的大米品质指标（直链淀粉质量分数、最低黏度、最终黏度、衰减值和回生值）为自变量，建立逐步回归方程，得到的方程如式（6）所示。

通过逐步回归方程发现大米直链淀粉质量分数和糊化特性指标中的最终黏度对米粉的综合得分影响最大，因此选择直链淀粉质量分数和最终黏度为大米加工米粉的关联性指标。直链淀粉因氢键的作用在米粉冷却初期形成了具有一定强度的淀粉凝胶网络结构，而最终黏度可直接反映淀粉糊化后老化形成凝胶的强度[7]。
结合聚类分析结果，采集第一类适合加工鲜湿米粉的大米关联性指标区间范围，即为适合加工切条型鲜湿米粉的原料大米选择标准，即原料大米直链淀粉质量分数大于26%、最终黏度大于3 852 Pag s时，生产的米粉综合品质较好。孙庆杰等[29]的研究表明米粉加工原料应选择直链淀粉质量分数大于27%的大米，与本研究结果类似，而周显青[7]、高晓旭[8]、王永辉[9]等则认为直链淀粉质量分数不应高于27%。造成上述研究结果差异的原因可能是米粉加工过程中的糊化程度不同，利用一步成型法制备米粉因加热温度相对较低且加热时间相对较短，直链淀粉质量分数较高的大米难以完全糊化，造成挤丝困难，因而影响米粉加工效果以及最终品质[9]。
3 结 论
大米原料的直链淀粉质量分数、最低黏度、最终黏度、回生值与鲜湿米粉的感官评分、硬度、弹性、咀嚼性均呈显著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01）正相关，与断条率、吐浆值、黏附性呈极显著负相关（P＜0.01）；衰减值则与感官评分、硬度、咀嚼性、弹性呈显 著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01）负相关，与断条率、吐浆值、黏附性呈极显著正相关（P＜0.01）。说明直链淀粉质量分数、糊化特性对鲜湿米粉的蒸煮品质、感官品质、质构品质有很大影响。米粉的入味性并不受大米原料主要成分质量分数、淀粉糊化特性的影响，可能会因其加工工艺的不同而存在一定差异，需进行下一步的研究。
通过主成分分析计算鲜湿米粉的综合得分，并对综合得分进行聚类分析，确定了加工鲜湿米粉综合品质较优的一类大米原料：‘珍桂矮’、‘株两优21’、‘两优早17’、‘余赤’和‘株两优39’，结合逐步回归分析结果筛选出影响米粉综合得分的关联性指标为大米原料的直链淀粉质量分数和淀粉的最终黏度，进而得出适宜加工米粉的大米直链淀粉质量分数应大于26%、大米淀粉的最终黏度应大于3 852 Pag s的结论。
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Quality Evaluation of and Raw Material Selection for Wet Rice Noodles
LEI Wanying1, WU Weiguo1,2, LIAO Luyan1,2, NI Ting1, ZHANG Yu1,2,*
(1. College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2. Key Laboratory for Food Science and Biotechnology of Hunan Province, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)
Abstract: In order to identify the quality indicators of rice correlated with suitability for processing into wet rice noodles and to determine their thresholds, 18 cultivars of rice were used for evaluation of the effects of the main components of rice and the pasting properties of rice starch on the cooking quality, flavor permeability, sensory quality and texture of wet rice noodles. Principal component analysis was used to establish a quality evaluation model to calculate the overall score of fresh rice noodles. The indicators associated with the overall quality of rice noodles were selected by stepwise regression analysis, and their thresholds for rice suitability for processing into rice noodles were obtained by cluster analysis. The results showed that amylose content and starch pasting properties such as trough viscosity, final viscosity, breakdown and setback value had a significant (P < 0.05) correlation with the cooking, sensory and texture quality of rice noodles, while the major components of rice and starch pasting properties were not significantly (P > 0.05) correlated with the flavor permeability of rice noodles. Amylose content and final viscosity were found to be the indicators affecting the overall quality of rice noodles were, and their thresholds in raw rice suitable for processing into wet rice noodles were higher than 26% and 3 852 Pa·s, respectively.
Keywords: rice; fresh rice noodles; main components; pasting properties; rice noodle quality
收稿日期：2018-12-02
基金项目：长沙市科技计划项目（kq1703004）
第一作者简介：雷婉莹（1994—）（ORCID: 0000-0003-2121-5724），女，硕士研究生，研究方向为农产品加工与贮藏。E-mail: 1318062428@qq.com
*通信作者简介：张喻（1972—）（ORCID: 0000-0002-4901-2294），女，教授，博士，研究方向为农产品加工与贮藏。E-mail: skxzhangyu@163.com
DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181202-015
中图分类号：TS210.4
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2020）01-0074-06
引文格式：
雷婉莹, 吴卫国, 廖卢艳, 等. 鲜湿米粉品质评价及原料选择[J]. 食品科学, 2020, 41(1): 74-79. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181202-015. http://www.spkx.net.cn
LEI Wanying, WU Weiguo, LIAO Luyan, et al. Quality evaluation of and raw material selection for wet rice noodles[J]. Food Science, 2020, 41(1): 74-79. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181202-015. http://www.spkx.net.cn