米飯抗老化探究
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本文作者：李新華沈雍徽作者單位：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院
我國(guó)大米傳統(tǒng)的食用方法以蒸飯、煮粥為主，另外還制成米團(tuán)、米線等產(chǎn)品。大米的化學(xué)成分主要是淀粉，約占大米質(zhì)量的75%，水分含量約為14%，蛋白質(zhì)約為7%，其余為粗脂肪、粗纖維及灰分[1]。大米的加工性質(zhì)從很大程度上表現(xiàn)出來是大米淀粉的性質(zhì)，而以大米為主要原料的熟化食品，在加工和儲(chǔ)藏過程中涉及到的最大問題就是淀粉的回生老化問題，這也是米飯工業(yè)化生產(chǎn)和保藏的最大難題。近年來方便米飯、保鮮米飯?jiān)趪?guó)內(nèi)外發(fā)展迅速，特別是日本和美國(guó)，對(duì)方便大米飯的原料選擇、加工工藝、風(fēng)味改善和米飯抗老化等領(lǐng)域均有報(bào)道[2-4]，我國(guó)在米飯產(chǎn)品保鮮、抗老化方面的研究報(bào)道很少。本文對(duì)新型保鮮米飯的抗老化問題進(jìn)行探討，旨在改善保鮮米飯的食用品質(zhì)和保質(zhì)期，推動(dòng)米飯產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)[5-7]。
1材料與方法
1.1材料
大米：東北粳米；α-淀粉酶、海藻酸鈉、單甘脂：湖州禮來生物有限公司。
1.2儀器設(shè)備
XS-04B破碎機(jī)、220V1000W萬能電爐：天津市泰斯特儀器有限公司；DHG-9426A恒溫烘箱：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；BCD－205YAQX(GR－Q21YANX)電冰箱：泰州樂金電子冷機(jī)有限公司；HANGPINGFA1004分析天平；水浴鍋：深州市富易達(dá)儀器有限公司。
1.3方法
1.3.1大米的預(yù)處理
將大米在水中完全浸泡2h。
1.3.2樣品的制備
在大米中加入所需輔料，水，放入蒸鍋中蒸煮30min。冷卻后放置4℃的冰箱中，待測(cè)其糊化度。
1.3.3糊化度的測(cè)定
采用糖化酶法[8-9]。通過測(cè)得的糊化度反映米飯的抗老化程度，糊化度高，說明老化程度低，反之，說明老化程度高。
1.3.3.1不同水分風(fēng)味米飯制備
在大米蒸煮前添加不同量的水浸泡2h，水和大米的質(zhì)量比分別設(shè)為1:1、1:1.3、1:1.5、1:1.7、1:1.9，蒸煮30min，待米飯冷卻，置于2~4℃貯藏8d，測(cè)定其糊化度。
1.3.3.2不同濃度α-淀粉酶處理米飯
在大米蒸煮前添加不同濃度α-淀粉酶對(duì)大米浸泡，濃度設(shè)為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，浸泡30min后，沸水浴蒸煮30min，待米飯冷卻后置于2～4℃貯藏8d，測(cè)定其糊化度。
1.3.3.3不同劑量單甘酯處理米飯
在米飯蒸煮前分別添加0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的單甘酯，沸水浴蒸煮30min，將米飯冷卻后置于2~4℃貯藏8d，測(cè)定其糊化度。
1.3.3.4不同劑量海藻酸鈉處理米飯
分別添加0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的海藻酸鈉，沸水浴蒸煮30min，將米飯冷卻后置于2~4℃貯藏8d，測(cè)定其糊化度。
2結(jié)果與分析
2.1低溫下米飯不同貯藏時(shí)間糊化度的測(cè)定
由圖1可知，米飯?jiān)诘蜏叵沦A藏11d期間，其糊化度變化呈下降趨勢(shì)，即其糊化度從96.4%下降到76.1%，說明米飯的淀粉發(fā)生老化。貯藏前3d淀粉的老化速度較緩慢，貯藏4~8d淀粉老化迅速，糊化度下降較快，直到8~11d米飯糊化度曲線趨于平緩，淀粉老化程度不再繼續(xù)加大。說明，在低溫貯藏在0~11d內(nèi)米飯中淀粉的老化過程呈慢、快、慢的變化趨勢(shì)，4~8d為淀粉老化的劇烈期，8d后為淀粉老化的穩(wěn)定期。因此，低溫貯藏低于3d米飯的老化程度較小，而在第8天研究風(fēng)味米飯的抗老化為最佳時(shí)期。因此選擇低溫貯藏8d作為風(fēng)味米飯低溫抗老化的實(shí)驗(yàn)條件。
2.2不同加水量下米飯低溫抗老化的測(cè)定
由圖2可見，低溫貯藏8d后，加1.3倍水的米飯樣品的糊化度接近或超過76%，淀粉老化程度較小，結(jié)合外觀評(píng)價(jià)，認(rèn)為加水1.3~1.5倍的樣品能夠保持米粒的完整，不結(jié)塊，為可選的加水量范圍。
2.3α-淀粉酶添加量對(duì)米飯抗老化的影響測(cè)定
圖3表明，以0.2%~1.0%的α-淀粉酶溶液浸泡的樣品，低溫貯藏8d后，均能夠有效提高米飯低溫貯藏后的糊化度。當(dāng)酶濃度大于0.4%時(shí)，米飯的抗老化能力更強(qiáng)，其糊化度由對(duì)照的76.7%提高到91%以上。其原因是α-淀粉酶能夠水解淀粉分子，酶量大，水解反應(yīng)速度快，降低淀粉聚合度，增加了短鏈可溶性糊精的產(chǎn)生量，有效地阻止淀粉分子的結(jié)晶，緩解米飯的老化趨勢(shì)[10-11]。因此，綜合分析認(rèn)為，以0.4%的濃度為最佳。
2.4單甘酯添加量對(duì)米飯抗老化影響的測(cè)定
圖4表明，蒸煮時(shí)添加0.4%~0.6%的單甘酯的抗老化效果較好，低溫貯藏8d后，米飯糊化度還可保持在93%以上。原因是單甘酯屬于表面活性劑類物質(zhì)，能提高米飯米粒表面的親水性，使水分均勻滲透到米粒內(nèi)部，并可與淀粉的羥基及周圍的水分子形成大氫鍵而抑制淀粉的老化[12-14]。又因單甘酯最高限量為0.6%，故選用0.2%，0.4%，0.6%進(jìn)行正交試驗(yàn)。
2.5海藻酸鈉添加量對(duì)米飯抗老化的影響測(cè)定
圖5表明，蒸煮時(shí)添加海藻酸鈉的抗老化能力有一定程度提高，添加量從0.1%增加到0.5%時(shí)，低溫貯藏8d后，米飯糊化度從76.7%升高到82.1%。原因是海藻酸鈉屬于親水膠體，添加后米飯表面成膜性好。一方面，減少了米飯?jiān)诩庸せ蛸A藏過程中水分的散失；另一方面，它可與淀粉鏈上的羥基及周圍的水分形成氫鍵，起到阻止淀粉回生的作用；第三，海藻酸鈉具有很高的吸水、持水能力，從而大大提高了米飯的含水總量，對(duì)米飯失水老化起到延緩作用[15]。
2.6米飯抗老化的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
在前面單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇海藻酸鈉添加量、單甘酯添加量和加水量、α-淀粉酶添加量進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，以確定抗老化的最佳組合。方便米飯抗老化的正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果見表2，從表2可以看出，本試驗(yàn)范圍內(nèi)4因素對(duì)米飯低溫抗老化能力的提高均具有顯著作用，A3B1C3D2因素組合制備的米飯保藏8d，糊化度可保持97.1%，即米/水比為1:1.7，海藻酸鈉添加量為0.3%，單甘酯添加量為0.5%，α-淀粉酶添加量為0.6%。4因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響順序?yàn)椋杭铀?gt;α-淀粉酶>單甘酯添加量>海藻酸鈉。
3討論
分析認(rèn)為，提高米飯的含水量，有利于米粒在蒸煮中糊化成熟。一般來說，淀粉所含水分量對(duì)淀粉發(fā)生老化的速度有一定影響。含水量越高，水分子與淀粉分子接觸越完全，淀粉越易糊化，水分子不僅可以通過氫鍵同淀粉分子中的羥基發(fā)生締合，也可以同食物所含蛋白質(zhì)中的羧基、氨基等發(fā)生締合，當(dāng)成熟后在冷卻及貯存的過程中，由于淀粉分子與水分子之間的氫鍵很不穩(wěn)定，容易斷裂，從而使淀粉分子之間形成穩(wěn)定的氫鍵結(jié)合，致使一部分水從米飯中脫離出來，導(dǎo)致米飯老化。而當(dāng)水分含量高時(shí)，米飯中淀粉糊化比較完全，米飯發(fā)生老化的速度也因此受到延緩。浸泡時(shí)添加α-淀粉酶，淀粉酶能夠水解淀粉分子，增加了短鏈可溶性糊精的產(chǎn)生量，有效干擾淀粉的結(jié)晶，緩解米飯的老化趨勢(shì)[17]。蒸煮時(shí)添加單甘酯，能提高米飯米粒表面的親水性，使水分均勻滲透到米粒內(nèi)部，并可與淀粉的羥基及周圍的水分子形成大氫鍵而抑制淀粉的老化，但與前2種相比其對(duì)米飯抗老化影響程度略小。海藻酸鈉有很好的增稠性和穩(wěn)定性，改善制品組織內(nèi)部的持水性和均一作用，防止水分?jǐn)U散，提高穩(wěn)定性，延緩米飯的老化[16-18]。本試驗(yàn)在冷凍條件下保藏8d，檢測(cè)米飯的抗老化程度，在很大程度上反映了米飯保鮮抗老化的趨勢(shì)，雖然密封包裝、高溫殺菌、常溫保藏條件下米飯抗老化保鮮試驗(yàn)還有待進(jìn)一步研究，但本研究說明米飯保鮮是可行的，可為米飯的的工業(yè)化生產(chǎn)提供有益的參考。
4結(jié)論
米飯?jiān)?~4℃的低溫下貯藏，前3d淀粉的老化速度較緩慢，貯藏4~8d淀粉老化迅速，直到8~11d米飯糊化度曲線趨于平緩，淀粉老化程度不再繼續(xù)加大。加水量、α-淀粉酶、單甘酯、海藻酸鈉4個(gè)因素影響保鮮米飯的老化程度，加水量為1:1.3，海藻酸鈉濃度為0.3%，單甘酯含量為0.5%，α-淀粉酶濃度為0.6%的條件下，可以得到老化程度較低的保鮮米飯。
