CN112868996B - 一种湿热处理改善陈粮米品质的方法 - Google Patents

Abstract

一种湿热处理改善陈粮米品质的方法，先调节陈粮的含水率，密封平衡水分后，进行密封湿热处理，干燥至陈粮的初始含水率，密封缓苏，静置，即成。经本发明方法处理后，陈粮米的外观品质、直链淀粉含量、微观结构、蒸煮特性、感官品质和质构特性均得以明显提升，其品质接近新米。本发明方法在处理过程中仅涉及水和热，工艺简单，无添加剂，成本低，适宜于工业化生产。

Description

一种湿热处理改善陈粮米品质的方法

技术领域

本发明涉及一种改善陈粮米品质的方法，具体涉及一种湿热处理改善陈粮米品质的方法。

背景技术

稻谷是世界上最重要的粮食作物之一，更是我国主要的储备粮种，稻谷的主要成分，如淀粉、蛋白、脂肪和细胞壁等在储藏过程中会发生一系列的结构和性质变化，通过综合作用影响稻米的蒸煮特性、质构特性、淀粉糊化特性等，导致其食用品质下降，且储藏时间越长，其品质变化越明显，最终造成粮食的滞销。因此，加大对储藏年限较长稻米的增值开发研究，有利于减少稻谷储藏与加工的损失、扩展稻米资源的利用，从而缓解粮食短缺的问题。

目前，应用于稻米品质改善的方法有超临界、超高压、微波、过热蒸汽、蒸谷、预熟化等。

CN101554211A公开了一种超临界多元流体精制稻米工艺及工业装置，是利用超临界多元流体工业装置，在压力低于22MPa、温度低于40℃的条件下，对稻谷糙米层进行预破壁后，直接制备为高营养大米。但是，该方法需求的设备投资高，建设周期长，生产成本高，不能广泛应用于工业化生产。

CN110916087A公开了一种超高压浸泡辅助微波蒸煮提高蒸谷米白度的方法，是以糙米为原料，以超高压浸泡调节水分，通过微波蒸煮使糙米颗粒内部淀粉糊化，再经干燥、碾米、抛光制备，得色泽改善的蒸谷米产品。但是，微波处理可能会破坏大米胚乳表层结构，导致米内复合淀粉粒崩解，生产膨化大米。

CN102948469B公开了一种过热蒸汽联合多级轻碾技术生产耐贮藏营养米的方法，是对稻谷糙米层进行多级轻碾，并通过过热蒸汽处理钝化脂肪酸败酶，从而制得耐贮藏营养米。但是，过热蒸汽装置目前还只应用于实验室，无法实现工业化生产。

因此，还需要继续探索一种效果好、工艺简单、经济可行的改善稻米，特别是陈粮米品质的技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种处理后陈粮米的外观品质、直链淀粉含量、微观结构、蒸煮特性、感官品质和质构特性均得以提升，工艺简单，无添加剂，成本低，适宜于工业化生产的湿热处理改善陈粮米品质的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种湿热处理改善陈粮米品质的方法，先调节陈粮的含水率，密封平衡水分后，进行密封湿热处理，干燥至陈粮的初始含水率，密封缓苏，静置，即成。本发明方法的发明思路是：在一定含水率条件下，通过密封加热处理陈粮，在不影响分子结构变化的前提下，促使其理化性质发生改变，从而实现大米品质的提升。湿热处理改善陈粮米品质的根本原因在于：湿热处理以及后续的干燥过程可影响淀粉颗粒形态和结晶程度、表层细胞结构、大米糊粉层结构、米粒内部结构、淀粉分子之间以及与蛋白质、脂质等其它分子的作用力等来改变其外观、蒸煮和质构等理化特性，从而改善陈粮米的品质。

优选地，所述陈粮为贮藏1～3年的稻谷或大米。所述陈粮出米较新谷变少，大米白度低，米饭气味不好，口感较硬，粘弹性不足，滋味较差。

优选地，所述陈粮的含水率为12～14%。

优选地，所述调节陈粮的含水率至14～26%。所述调节水分的目的是为了控制在热处理过程中米粒内部淀粉的糊化程度。若含水率过低，则会出现整精米率下降、硬度增大、适口性变差，从而降低其品质；若含水率过高，则会促进色素迁移，出现白度下降，反而降低其品质。

优选地，所述密封平衡水分的温度为室温，时间为10～24h。所述密封平衡水分的目的是为了使水分在米内分布均匀。

优选地，所述密封湿热处理的温度为50～90℃，时间为1～5h。所述湿热处理的目的是通过水与热的作用来影响淀粉颗粒形态和结晶程度、表层细胞结构、淀粉分子之间以及与蛋白质、脂质等其它分子的作用力等，从而改变其外观、蒸煮和质构等理化特性。若温度过低或时间过短，则会对其品质影响不明显；若温度过高或时间过长，则会出现白度下降、硬度变大、适口性变差，反而降低其品质。

优选地，所述干燥的温度为30～50℃。所述干燥的目的是使其降至初始含水率，与未处理的陈粮保持一致。

优选地，所述密封缓苏的温度为30～50℃，时间为1～3h。所述密封缓苏的目的是为了防止因降水幅度较大而产生水分梯度，在张应力与压应力的作用下出现裂纹，从而导致整精米率下降。

优选地，所述静置的温度为室温，时间为40～60h。所述静置的目的是使得经过湿热处理后的稻谷完全稳定，保证其品质不再发生变化。

本发明方法的有益效果如下：

（1）经本发明方法处理后，陈粮米的外观品质、直链淀粉含量、微观结构、蒸煮特性、感官品质和质构特性均得以明显提升，其品质接近新米；

（2）本发明方法在处理过程中仅涉及水和热，工艺简单，无添加剂，成本低，适宜于工业化生产。

附图说明

图1是本发明未经处理的陈粮所得精白米的横截面SEM图；

图2是本发明实施例1处理后的陈粮所得精白米的横截面SEM图；

图3是直链淀粉含量的标准曲线。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

本发明实施例所使用的陈粮和新谷均为籼稻，购于湖南金霞粮食产业有限公司，陈粮为2017年9月收获稻谷（取样时间为2020年5月），含水率为12.96%（湿基），新米为2019年9月（取样时间为2020年5月）收获稻谷砻谷碾米所得，含水率为13.10%（湿基）；本发明实施例所使用的原料，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。

实施例1

先调节陈粮的含水率至20%，在室温下，密封平衡水分18h后，在60℃下，进行密封湿热处理3h，在40℃下，鼓风干燥至陈粮的初始含水率，在40℃下，密封缓苏2h，在室温下，静置48h，即成。

如图1所示，经过较长储藏时间后的稻米胚乳横截面裸露的淀粉颗粒较多，表面裂纹较多，蛋白质网状结构和淀粉结合处比较松散，这些变化直接表现为米饭粘弹性不足，口感较差。

如图2所示，经过本发明实施例湿热处理之后，稻米胚乳横截面裸露的淀粉颗粒减少，表面裂纹减少，棱角分明，排列紧密；原因在于：裸露的淀粉颗粒重组形成稳定有序的结构，并以复合淀粉体嵌入蛋白质网状结构中，形成稳定的胚乳结构，从而导致蒸煮后的米饭粘弹性上升。

实施例2

先调节陈粮的含水率至17%，在室温下，密封平衡水分12h后，在70℃下，进行密封湿热处理2h，在35℃下，鼓风干燥至陈粮的初始含水率，在35℃下，密封缓苏3h，在室温下，静置42h，即成。

经检测，经过本发明实施例湿热处理之后，稻米胚乳横截面裸露的淀粉颗粒减少，表面裂纹减少，棱角分明，排列紧密。

实施例3

先调节陈粮的含水率至23%，在室温下，密封平衡水分24h后，在80℃下，进行密封湿热处理1h，在45℃下，鼓风干燥至陈粮的初始含水率，在45℃下，密封缓苏1h，在室温下，静置54h，即成。

经检测，经过本发明实施例湿热处理之后，稻米胚乳横截面裸露的淀粉颗粒减少，表面裂纹减少，棱角分明，排列紧密。

将实施例1～3所得处理后的陈粮经过砻谷、碾米，得精白米后，分别进行外观品质、直链淀粉含量、蒸煮特性、感官品质和质构特性的测定；测定试验均重复3次，结果表示为“平均值±标准差”。

1、外观品质和直链淀粉含量的测定（结果如表1所示）：

（1）大米外观品质的测定：

白度：采用大米白度仪测定米粒白度；

透明度：采用大米白度仪测定米粒透明度；该设备自动分析光透过样品的深度，透明度用测得的深度与标准深度的百分比表示。

（2）直链淀粉含量的测定：

将精白米粉碎后的样品各约200 mg，脱脂，称取脱脂后的样品100mg，置于100mL三角瓶中，加入95%的乙醇1.0mL和1.0mol/L的氢氧化钠溶液9.0mL，摇匀；将三角瓶在沸水浴中加热10min，准确吸取5.0mL上述试剂放入另一个100mL容量瓶，再加入1.0mol/L的乙酸1.0mL，碘试剂2.0mL，定容，摇匀，静置20min，待测；在720nm波长处测定吸光度，以吸光值和直链淀粉标准溶液浓度绘制标准曲线；由标准品在720mm波长处测定的吸光值，建立标准回归方程，如图3所示，回归方程为Y=0.0101X+0.0239，相关系数R²=1，具有极显著水平。

表1 新米、未处理的陈粮米与实施例1～3处理后陈粮米的外观品质和直链淀粉含量测定结果表

由表1可知：

1）湿热处理后稻米的白度相比未处理样品米的白度要高一些，推测原因是米粒会在脱水的过程中出现腹白，从而米粒白度会增大，其白度要接近新米；湿热处理后稻米的透明度较未处理米的透明度略有下降，推测原因是米粒在湿热处理过程中淀粉充分糊化，阻挡光线透过，导致米粒的透明度下降，但对大米外观影响不明显；

2）相比未处理样品大米，湿热处理后的稻米中的直链淀粉含量有所上升，推测原因是在湿热处理过程中，在热和水的作用下，支链淀粉的分支结构发生了断裂以及较长链的直链淀粉断裂成短链的直链淀粉，造成直链淀粉含量增大，而淀粉分子重排以及与其它分子结合，形成稳定的结构，又会使直链淀粉的含量有所下降；湿热处理后的稻米中的直链淀粉含量也高于新米的直链淀粉含量的，而米粒内直链淀粉含量与米饭的粘附性、碘蓝值以及固体溶出物密切相关，直链淀粉越高，其米饭粘附性越好，碘蓝值越低，固体溶出物越多，因此米饭的食用品质越好。

2、大米蒸煮特性的测定（结果如表2所示）：

蒸煮特性各指标（吸水率、体积膨胀率、米汤pH值、碘蓝值、固体溶出物）参考王肇慈的方法测定（王肇慈. 粮油食品品质分析[M].北京：中国轻工业出版社，2000.）。

表2 新米、未处理的陈粮米与实施例1～3处理后陈粮米的大米蒸煮特性测定结果表

由表2可知，相比未处理样品大米，湿热处理后的稻米的吸水率、体积膨胀率、pH值、碘蓝值均呈现下降的趋势，而固体溶出物均呈上升的趋势。吸水率有所下降，推测原因是在高湿高温条件下淀粉糊化、脂质-直链淀粉复合物形成、直链淀粉与支链淀粉分子间的相互作用增强、淀粉的流失及热分解造成淀粉溶胀吸水能力降低，因此，吸水率下降，同样伴随着体积膨胀率下降。体积膨胀率代表大米在蒸煮过程中的涨性，随着体积膨胀率的下降，米饭的粘弹性增大，故其口感变好。pH值下降推测原因是湿热处理一定程度上破坏细胞壁，促进了米糠层细胞内酚酸流入胚乳中，造成酚酸含量的增加，从而提高总酚含量和抗氧化性，可以增强其营养价值。碘蓝值与固体溶出物是呈负相关，其变化主要与米汤中可溶性淀粉的含量有关，碘蓝值显著下降、固体溶出物显著上升，说明米汤中可溶性淀粉的含量增多，推测原因是湿热处理降低了细胞间的粘聚力，在蒸煮时米粒细胞更易分离破裂，造成可溶性淀粉颗粒增多，而高温、长时间、高湿条件均加深了细胞间粘聚力降低的程度。而湿热处理后的稻米的吸水率、体积膨胀率以及固体溶出物高于新米，pH值和碘蓝值低于新米，说明湿热处理后陈粮米的蒸煮特性有所改善，接近新米的品质。

3、米饭感官评价（结果如表3所示）：

米饭感官评价按GB/T 15682-2008的方法测定：每组大米样品取20g于铝盒中，清洗，以1:1.6的比例加水，浸泡30min，蒸煮40min，跳闸后再焖制20min；选5名感官品评人员，以GB/T 15682-2008中米饭感官评价评分标准，对米饭的气味、外观结构、适口性、滋味和冷饭质地进行评分。

表3 新米、未处理的陈粮米与实施例1～3处理后陈粮米的米饭感官评价结果表

由表3可知，米饭的适口性与米饭的软硬度以及粘弹性息息相关，适口性增大，代表米饭的粘弹性增大和软硬度适中，米饭感官总分随之增大。与未处理陈粮相比，湿热处理在一定程度上可以改善气味、外观、适口性、滋味以及冷饭质地等方面，接近新米品质。

4、米饭质构特性的测定（结果如表4所示）：

在蒸煮大米样品中间层的不同部位随机取 3 粒米，头碰头 120°角的方式放置在物性仪的载物台上进行测定，获得米饭的硬度、粘附性、弹性、胶粘性、咀嚼性；TPA 探头选取 P36 柱型探头；测前速度为10mm/s，测试速度为30mm/s，测后速度为5mm/s，压缩比为70%。

表4 新米、未处理的陈粮米与实施例1～3处理后陈粮米的米饭质构特性测定结果表

由表4可知，相比未处理样品大米，湿热处理的米饭硬度显著下降，粘附性、弹性、胶粘性以及咀嚼性显著上升。米饭硬度下降推测原因是湿热处理过程以及后续的干燥过程对稻米表层细胞结构具有一定的破坏作用，促进了稻米蒸煮时吸水糊化，从而降低米饭硬度。粘附性上升推测原因是在湿热处理以及后续干燥过程中支链淀粉结构发生断裂生成直链淀粉，直链淀粉重排形成更稳定的结构，从而造成米饭粘附性上升，米饭的粘附性与米粒内直链淀粉含量密切相关。弹性和胶粘性增大是湿热处理对稻米糊粉层结构的软化和破坏作用以及淀粉的糊化溶胀造成。咀嚼性是硬度、弹性和内聚性之间的关联，代表着淀粉、蛋白质、脂质等分子间的作用力的大小，咀嚼性的增大说明湿热处理增强了稻米内分子间的作用力，促使其结构更稳定。湿热处理后的米饭硬度、粘附性、弹性、胶粘性以及咀嚼性都接近新米的各指标数值，说明湿热处理可以改善陈粮的米饭质构特性，使其接近新米的品质。

Claims (1)

1.一种湿热处理改善陈粮米品质的方法，其特征在于：先调节陈粮的含水率，密封平衡水分后，进行密封湿热处理，干燥至陈粮的初始含水率，密封缓苏，静置，即成；所述陈粮为贮藏1～3年的稻谷或大米；所述陈粮的初始含水率为12～14%；所述调节陈粮的含水率至14～26%；所述密封平衡水分的温度为室温，时间为10～24h；所述密封湿热处理的温度为50～90℃，时间为1～5h；所述干燥的温度为30～50℃；所述密封缓苏的温度为30～50℃，时间为1～3h；所述静置的温度为室温，时间为40～60h。