李萍，普紹榮，李鳳英，左方駿，張欣，趙飛，劉建

1(天津農(nóng)學(xué)院 基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院，天津, 300384)2(天津農(nóng)學(xué)院, 天津市食味水稻科技創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化國(guó)際聯(lián)合研究中心，天津, 300384)3(天津市金蘆米業(yè)有限公司，天津, 301500)4(天津農(nóng)學(xué)院 農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，天津, 300384)

水稻是我國(guó)主要的糧食作物之一。收獲后的稻谷加工首先是去除稻殼得到糙米。糙米由糠層(果皮、種皮、糊粉層)、胚和胚乳構(gòu)成，果皮和種皮占5%～6%，胚占2%～3%，胚乳占91%～92%[1]?；跔I(yíng)養(yǎng)和健康角度，消費(fèi)者對(duì)糙米的需求日益增加。但是，糙米由于有果皮、種皮等堅(jiān)硬外殼的存在，蒸煮品質(zhì)很差?？穼又羞€含有纖維，導(dǎo)致糙米吸水性差，煮熟后的籽粒容易破裂，嚴(yán)重影響外觀品質(zhì)。因此，需要對(duì)糙米進(jìn)行碾磨得到供食用的精米，即稻米消費(fèi)的主要形式。由于稻米的營(yíng)養(yǎng)成分(如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、纖維、維生素、礦物質(zhì))和功能性成分(如γ-谷維素、生育酚、生育三烯酚)主要分布在糠層[2-4]，碾磨會(huì)造成這些成分的流失，因此，關(guān)于糙米的碾磨程度一直存在爭(zhēng)議。碾磨度是指糙米在碾磨過程中糠層去除的程度，以碾磨掉的糠粉質(zhì)量占糙米質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)表示[5-6]。碾磨過程中適當(dāng)去除糠層可以增加稻米的白度，提高蒸煮品質(zhì)和食用品質(zhì)[7-8]。但過度碾磨追求白度，碎米量增多，整精米率下降，稻米商品價(jià)值受損[9]。而且，米糠的過度去除也會(huì)導(dǎo)致稻米營(yíng)養(yǎng)成分和功能性成分的嚴(yán)重流失，還會(huì)損失部分胚乳，并增加碾磨的能耗[10-11]。因此，對(duì)于稻米加工企業(yè)來說，開發(fā)低碎米率，保留較高營(yíng)養(yǎng)成分和理想蒸煮及食用品質(zhì)的稻米加工方法尤為重要。

水稻的食用品質(zhì)(食味)是指人在食用米飯時(shí)對(duì)米飯好吃與否作出的評(píng)價(jià)。與水稻食味相關(guān)的理化特性主要有：直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量、米飯的硬度和黏度、淀粉的糊化特性。先前的研究[12-16]多集中在碾磨度對(duì)稻米蒸煮品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，關(guān)于碾磨度對(duì)稻米的外觀品質(zhì)和與食味相關(guān)的理化特性的影響以及碾磨度與這些指標(biāo)之間的相關(guān)性報(bào)道較少。本試驗(yàn)以3種粳稻稻谷為供試材料，制備不同碾磨度的精米，考察碾磨度對(duì)稻米外觀品質(zhì)和食味理化特性的影響，并研究碾磨度與這些指標(biāo)之間的相關(guān)性，以期為稻米適度加工、減少營(yíng)養(yǎng)損失并確保食味提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

水稻品種(系)為津原U99、津原45和晶香432，2019年在天津市寧河區(qū)廉莊鎮(zhèn)種植，4月8日播種，5月28日插秧，株行間距15 cm×30 cm，肥水管理同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)大田水平。所有材料均為常規(guī)粳稻，成熟期收獲，帶回實(shí)驗(yàn)室自然干燥至水分含量達(dá)到14.5%。

L-天冬氨酸(純度≥98%)，Sigma-Aldrich公司；無水乙醇和氫氧化鈉(分析純)，天津市化學(xué)試劑三廠。

1.2 儀器與設(shè)備

SY88-TH型壟谷機(jī)，韓國(guó)雙龍公司；CBS300AS(1)型碾米機(jī)、RHS1A型米飯硬度黏度儀、STA1 A型米飯食味計(jì)，日本佐竹公司；R4GQI20型顆粒評(píng)定儀，日本佐竹公司；rapid N cube 型定氮儀，德國(guó)元素公司；AA3型連續(xù)流動(dòng)分析儀，德國(guó)BRAN+LUEBBE公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 稻谷脫殼和碾米

稻谷用壟谷機(jī)去殼得到糙米，糙米用碾米機(jī)碾磨。碾米機(jī)白度設(shè)置分別為4、5、6、8、10，每次投入糙米質(zhì)量為300.00 g。對(duì)應(yīng)供試材料的碾磨度和試驗(yàn)處理如表1所示。

表1 供試材料的碾磨度及試驗(yàn)處理Table 1 Degree of milling of the tested materials and test treatments

1.3.2 稻米外觀品質(zhì)的測(cè)定

用顆粒評(píng)定儀對(duì)稻米外觀品質(zhì)測(cè)定，包括米粒長(zhǎng)、寬、厚度、稻米白度值。

按照GB/T 21719—2008《稻谷整精米率檢驗(yàn)法》測(cè)定不同碾磨度碎米率。

1.3.3 稻米食味理化特性的測(cè)定

1.3.3.1 蛋白質(zhì)含量測(cè)定

采用燃燒法測(cè)定樣品蛋白質(zhì)含量(GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)含量的測(cè)定》)，單位為%。具體操作如下：稻米粉碎，過70目篩，取篩下粉末。稱取0.1 g粉末(精確至0.000 1 g)，用錫箔包裹后置于定氮儀的樣品盤中。燃燒管溫度960 ℃，還原管溫度815 ℃，氮折算為蛋白質(zhì)的系數(shù)為6.25。

1.3.3.2 直鏈淀粉含量測(cè)定

用連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定直鏈淀粉含量，單位為%。

直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：稱取直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品(直鏈淀粉含量分別為26.5%，16.2%，10.4%，1.5%) 各100 mg(稱準(zhǔn)至0.000 1 g)，放入100 mL容量瓶中，加入1 mL無水乙醇，輕搖使分散，加入9 mL濃度為1 mol/L的氫氧化鈉溶液，搖勻，保鮮膜封口，沸水浴10 min，冷卻至室溫，去離子水定容，搖勻。

樣品直鏈淀粉含量的測(cè)定：稻米粉碎，過70目篩，取篩下粉末。準(zhǔn)確稱量0.100 0 g米粉置于100 mL容量瓶中，加入1 mL無水乙醇，輕搖，加入9 mL濃度為1 mol/L的氫氧化鈉溶液，搖勻，保鮮膜封口，沸水浴10 min，冷卻至室溫，去離子水定容，搖勻，待測(cè)。

1.3.3.3 米飯質(zhì)地的測(cè)定

用米飯硬度黏度儀測(cè)定。具體操作：準(zhǔn)確稱取精米樣品30.00 g置于鋁罐中，淘米30 s，按照米水質(zhì)量比1∶1.35加入自來水浸泡30 min，煮飯鍋蒸煮30 min，之后繼續(xù)燜10 min，室溫放置2.0 h。準(zhǔn)確稱取 8.00 g米飯，制成米餅測(cè)定米飯的硬度和黏度。

1.3.4 米飯食味值的測(cè)定

用米飯食味計(jì)測(cè)定食味值。將1.3.3.3制備的米餅先測(cè)定食味值，再進(jìn)行質(zhì)地測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有處理重復(fù)3次，取平均值作為結(jié)果。采用Microsoft Excel 處理數(shù)據(jù)，SPSS 22.0軟件對(duì)不同處理均值間的差異顯著性進(jìn)行Duncan多重比較及指標(biāo)間的Pearson相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 碾磨度對(duì)稻米外觀品質(zhì)的影響

2.1.1 碾磨度對(duì)米粒外形的影響

碾磨度對(duì)米粒長(zhǎng)、寬、厚度及長(zhǎng)寬比的影響結(jié)果如表2所示。

米粒外形包括長(zhǎng)、寬、厚和長(zhǎng)寬比。根據(jù)糙米長(zhǎng)度，稻米籽?？梢苑譃?類：超長(zhǎng)粒(>7.5 mm)，長(zhǎng)粒(6.51～7.50 mm)，中粒(5.51～6.50 mm)和短粒(<5.50 mm)。根據(jù)長(zhǎng)寬比，稻米籽?？梢苑譃?類：細(xì)長(zhǎng)粒(>3.0)，中粒(2.1～3.0)，粗粒(1.1～2.0)。由表2數(shù)據(jù)可知，供試3個(gè)品種(系)屬于短粗粒型。與對(duì)照糙米相比，碾磨后米粒的長(zhǎng)度、寬度、厚度和長(zhǎng)寬比都顯著下降(P<0.05)，說明碾磨對(duì)籽粒外形具有重要影響。隨著碾磨度的增加，米粒長(zhǎng)度減小，但對(duì)津原U99來說，碾磨度超過2%，粒長(zhǎng)差異不顯著(P>0.05)；對(duì)津原45和晶香432來說，處理1和處理2及處理3和處理4之間，米粒長(zhǎng)度差異不顯著(P>0.05)；碾磨度超過處理4，米粒長(zhǎng)度顯著下降(P<0.05)；碾磨對(duì)米粒寬度、厚度及長(zhǎng)寬比的影響較小，這可能與供試品種(系)屬于短粗粒型有關(guān)。有研究表明，在相同碾磨時(shí)間內(nèi)，碾磨難易排序?yàn)椋撼L(zhǎng)細(xì)粒>長(zhǎng)細(xì)粒>中長(zhǎng)細(xì)粒>中粒>短粗粒，我們的試驗(yàn)結(jié)果與PROM-U-THAL等[14]的研究結(jié)論一致。徐慶國(guó)[17]也報(bào)道了相同的試驗(yàn)結(jié)論。

表2 不同碾磨度米粒的外形Table 2 Shape of rice grains with different milling degrees

2.1.2 碾磨度對(duì)稻米白度值和碎米率的影響

表3顯示了碾磨度對(duì)稻米白度值和碎米率的影響。

表3 碾磨度對(duì)稻米白度值和碎米率的影響Table 3 Effect of milling degree on rice whiteness value and broken rice rate

白度是衡量稻米碾磨程度的重要指標(biāo)(有色米除外)。糠層和外胚乳中含有的脂溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和礦物質(zhì)導(dǎo)致糙米呈現(xiàn)黃色[18]。碾磨去除糠層，使得稻米白度增加。由表3可知，與對(duì)照糙米相比，隨著碾磨程度的增加，供試3個(gè)品種(系)稻米的白度值顯著增加(P<0.05)，說明碾磨對(duì)稻米白度具有顯著影響。但是，碾磨度為2%時(shí)(處理1)，津原U99、津原45和晶香432的稻米白度值分別增加50.5%、44.5%和70.1%，此后再增大碾磨度，稻米白度值增幅變緩。有研究表明，東南亞消費(fèi)者對(duì)稻米白度的可接受值為39～47[19]，碾磨度為9%～10%(處理3)可以滿足消費(fèi)者對(duì)白度的需求。

碎米含量的高低是稻米分級(jí)定價(jià)的重要依據(jù)，與稻米加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)。由表3數(shù)據(jù)可知，同一碾磨度下，津原U99碎米率最多，其次是晶香432，津原45碎米率最少。這可能是因?yàn)榻蛟璘99糙米的長(zhǎng)寬比在3個(gè)品種(系)中最大，碾磨中更容易產(chǎn)生碎米。隨著碾磨度的增加，供試品種(系)碎米率增大，當(dāng)碾磨度超過9%～10%時(shí)(處理3)，3個(gè)品種(系)碎米率增幅加大，經(jīng)濟(jì)損失增多。此外，從數(shù)據(jù)還可以看出，碾磨對(duì)碎米率的影響存在品種間差異。對(duì)津原U99和晶香432來說，碾磨度增大，碎米率顯著增加(P<0.05)，但對(duì)津原45來說，碾磨度在9%以內(nèi)，碎米率差異不顯著(P>0.05)。

2.2 碾磨度對(duì)稻米食味理化特性的影響

2.2.1 碾磨度對(duì)稻米蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量的影響

表4給出了碾磨度對(duì)稻米蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量的影響結(jié)果。

稻米營(yíng)養(yǎng)成分的主體是淀粉，其次是蛋白質(zhì)。直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量是影響稻米蒸煮品質(zhì)和食味的兩個(gè)重要理化特性[20-21]。由表4數(shù)據(jù)可知，隨著碾磨度的增加，稻米蛋白質(zhì)含量顯著下降(P<0.05)。蛋白質(zhì)主要存在于稻糠的糊粉層中，碾磨度增加，糊粉層被去除的程度增加，導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量下降，即碾磨加工會(huì)損失大米的蛋白質(zhì)。對(duì)津原U99和津原45來說，碾磨度超過9%(處理3)，蛋白質(zhì)減小幅度變緩，從糙米到碾磨度15%，稻米蛋白質(zhì)含量分別下降15.9%和14.6%；對(duì)晶香432來說，碾磨度超過13%(處理4)，蛋白質(zhì)減小幅度變緩，從糙米到碾磨度15%，蛋白質(zhì)含量下降20.4%。隨著碾磨度的變化，各個(gè)品種(系)蛋白質(zhì)含量的變化有所不同，反映了它們稻米中蛋白質(zhì)分布上的差異[22]。

淀粉主要貯藏于稻米的胚乳細(xì)胞中，糊粉層中積累較少。淀粉的濃度從米粒外側(cè)向內(nèi)側(cè)中心部逐漸增加。由表4數(shù)據(jù)可見，對(duì)供試3個(gè)水稻品種(系)來說，隨著碾磨度的提高，米粒外側(cè)的糠層去除程度增加，損失了蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和礦物質(zhì)等大米成分，留下了胚乳，使得稻米直鏈淀粉含量相對(duì)增加。對(duì)津原U99來說，處理2和處理3的稻米直鏈淀粉含量差異不顯著(P>0.05)；對(duì)于津原45來說，碾磨度超過9%(處理3)，直鏈淀粉含量差異不顯著(P>0.05)；對(duì)晶香432來說，碾磨度超過13%(處理4)，直鏈淀粉含量差異不顯著(P>0.05)。隨著碾磨度的變化，各品種(系)直鏈淀粉含量的變化有所不同，反映了它們稻米中直鏈淀粉分布上的差異，這和KUMORO等[19]和喻仲穎等[23]的研究結(jié)果一致。

表4 碾磨度對(duì)稻米蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量的影響Table 4 Effect of milling degree on the protein content and amylose content of rice

2.2.2 碾磨度對(duì)米飯質(zhì)地的影響

碾磨度對(duì)米飯質(zhì)地的影響結(jié)果見表5。

表5 碾磨度對(duì)米飯質(zhì)地的影響Table 5 Effect of milling degree on rice texture

糙米中蛋白質(zhì)含量高，籽粒結(jié)構(gòu)緊密，吸水速度慢，且吸水量少，淀粉粒得不到充分膨脹和糊化，導(dǎo)致糙米飯硬度大，不適宜食用。由表5數(shù)據(jù)可知，米飯的硬度隨著碾磨度的增大呈下降趨勢(shì)。對(duì)津原U99來說，碾磨度為2%時(shí)，米飯硬度下降49.6%，此后再增加碾磨度，米飯硬度下降不顯著(P>0.05)；對(duì)津原45和晶香432來說，碾磨度為2%，米飯硬度分別下降了49.8%和46.5%，此后硬度下降緩慢，這與林俊帆等[24]報(bào)道的結(jié)果一致。隨著碾磨度的增加，稻米脂質(zhì)損失增大，從而降低了直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物的形成，大米淀粉顆粒在糊化過程中所受到的阻力減小，糊化更為完全，這可能是導(dǎo)致米飯硬度降低的原因[7]。此外，米飯的硬度與蛋白質(zhì)含量有關(guān)[1]。蛋白質(zhì)含量降低，米飯硬度也隨之下降。米飯硬度的下降與蛋白質(zhì)含量的下降結(jié)果一致。從表5數(shù)據(jù)還可以看出，隨著碾磨程度的增加，米飯的黏度增加，這與BRENDA等[8]的研究結(jié)果一致。但是，對(duì)津原U99、津原45和晶香432來說，碾磨度分別大于6%(處理2)、9%(處理3)和13%(處理4)，米飯黏度間的差異顯著(P<0.05)。CUI等[25]的研究表明，米飯的硬度/黏度與食味密切相關(guān)，硬度/黏度小，食味好。從表中數(shù)據(jù)可見，碾磨度對(duì)供試水稻品種(系)米飯的硬度/黏度具有重要影響，隨著碾磨度的增加，米飯硬度/黏度下降，食味提高。

2.3 碾磨度對(duì)米飯食味值的影響

表6顯示了不同碾磨度米飯的食味值。

表6 碾磨度對(duì)米飯食味值的影響Table 6 Effect of milling degree on the palatability value of rice

由表6數(shù)據(jù)可知，糙米飯食味值很低，不適宜食用。隨著碾磨度的增加，米飯食味值提高。對(duì)供試3個(gè)水稻品種(系)來說，碾磨度超過9%～10%(處理3)，米飯食味值間的差異不顯著(P>0.05)，說明再增加碾磨度，食味值的增幅明顯變緩，這與季宏波等[26]報(bào)道的結(jié)果一致。過度碾磨會(huì)增加稻米營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和功能性成分的流失并增加碾磨能耗，而稻米食味值的變化不大，因此不能為了追求外觀品質(zhì)而過度加工。

2.4 碾磨度與稻米外觀品質(zhì)、食味理化特性及米飯食味值的相關(guān)性分析

碾磨度與稻米外觀品質(zhì)、食味理化特性和米飯食味值的相關(guān)性分析結(jié)果見表7。

表7 碾磨度與稻米外觀品質(zhì)、理化特性及米飯食味值的相關(guān)性Table 7 Correlations between milling degree and appearance quality, physicochemical properties and palatability value of rice

由分析結(jié)果可知，碾磨度與稻米米粒長(zhǎng)度、蛋白質(zhì)含量、米飯硬度和硬度/黏度呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，相關(guān)系數(shù)分別為r=-0.616、r=-0.795、r=-0.899和r=-0.769，說明隨著碾磨度的增加，稻米米粒長(zhǎng)度減小、蛋白質(zhì)含量下降、米飯硬度及硬度/黏度降低。碾磨度與稻米白度值、碎米率、直鏈淀粉含量、米飯黏度和食味值呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，相關(guān)系數(shù)分別為r=0.973、r=0.539、r=0.769、r=0.728和r=0.774，說明隨著碾磨度的增加，稻米白度值提高、碎米率增大、直鏈淀粉含量增加、米飯黏度及食味值增大。碾磨度與米粒寬度、厚度和長(zhǎng)寬比相關(guān)性不顯著。

3 結(jié)論

適度碾磨對(duì)稻米加工企業(yè)和消費(fèi)者健康具有重要意義。碾磨對(duì)粳稻外觀品質(zhì)和食味理化特性具有重要影響。隨著碾磨度的增加，米粒長(zhǎng)度減小，碾磨度超過13%，長(zhǎng)度顯著下降(P<0.05)，碾磨對(duì)短粗籽粒的寬度、厚度及長(zhǎng)寬比影響較小。蛋白質(zhì)含量和米飯硬度隨著碾磨度的增加而下降，直鏈淀粉含量和米飯黏度及食味值隨著碾磨度的增加而提高。碾磨度與米粒長(zhǎng)度、蛋白質(zhì)含量、米飯硬度和硬度/黏度呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與稻米白度值、碎米率、直鏈淀粉含量、米飯黏度和食味值呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。碾磨度對(duì)食味理化特性的影響存在品種間差異。綜上所述，對(duì)津原U99和津原45來說，最適宜的碾磨度為9%，對(duì)晶香432來說，最適宜的碾磨度為13%。不能過分追求稻米的白度而過度加工。在確保稻米食味的前提下，盡量降低碾磨程度，減少稻米的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和功能性成分的損失，做到稻米既好吃又營(yíng)養(yǎng)，同時(shí)提高稻米的商品價(jià)值。