王逸歡，夏書芹*，張曉鳴，王興偉，李晶，龔艷玲

1(江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無錫，214122)2(佛山市順德區(qū)美的電熱電器制造有限公司，廣東 佛山，528311)

米飯是我國居民的主食之一，而粳米因其口感柔軟和飯味香濃受到消費(fèi)者的青睞，市場需求與日俱增。粳稻主要種植于溫帶和寒帶地區(qū)，生長期長，基于糧食供給安全保障的需要，通常對(duì)其進(jìn)行一定規(guī)模的儲(chǔ)備。然而稻谷不易保存，極易發(fā)生陳化和霉變[1]。陳化后的大米顏色變黃，米飯適口性下降[2]，尤其明顯的是，隨著貯藏時(shí)間的延長，大米香味消失、出現(xiàn)令人不悅的糠酸味[3]。因此，研究陳化大米的品質(zhì)改善對(duì)滿足人們的生活需求、充分利用稻谷資源具有重要意義。

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)陳化大米的品質(zhì)提升展開了頗多研究，目前側(cè)重于圍繞陳化大米的口感改良設(shè)計(jì)方案，發(fā)現(xiàn)采用酶法[4-5]、酸法[6]處理，可以改變陳米中蛋白質(zhì)、淀粉的存在狀態(tài)，從而提高陳米飯的適口性。風(fēng)味是影響消費(fèi)者食物接受度的重要指標(biāo)[7]，然而，關(guān)于電飯煲蒸煮陳米飯風(fēng)味改良的研究鮮有報(bào)道，因此，如果能尋找到基于熱處理的物理方法改善陳粳米風(fēng)味，則會(huì)有助于推進(jìn)改善陳粳米風(fēng)味功能的電飯煲研究與開發(fā)。

已有研究表明，醛類是引起陳米糠酸味的主要物質(zhì)，而這些物質(zhì)多來自于油脂的氧化降解[8]。在大米蒸煮過程中，脂肪酶水解脂質(zhì)產(chǎn)生游離脂肪酸[9]，在脂肪氧合酶[10]和熱裂解作用下，脂肪酸進(jìn)一步氧化形成氫過氧化物和小分子羰基化合物，而高濃度揮發(fā)性羰基化合物是形成陳米糠酸味的主要原因[11]。大米中脂肪酶是第一個(gè)參與脂質(zhì)氧化水解的酶，也是導(dǎo)致大米陳化風(fēng)味的主要因素之一，脂肪酶的最適溫度為30～40 ℃，其活力受溫度限制[12]。研究發(fā)現(xiàn)，采用浸泡[13]和瞬時(shí)加熱[14]后瀝干大米水分的方式處理，可以抑制陳米糠酸味的產(chǎn)生。浸泡吸水是電飯煲蒸煮米飯的主要環(huán)節(jié)之一，若能通過調(diào)整該階段的參數(shù)，調(diào)控脂肪酶的活力，進(jìn)而減少游離脂肪酸的積累，則有望抑制米飯陳味物質(zhì)的生成，達(dá)到改良陳米飯氣味品質(zhì)的目的。然而，迄今為止，關(guān)于電飯煲吸水階段浸泡參數(shù)與陳米飯揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組成的關(guān)系以及浸泡處理對(duì)米粒脂肪酶活力、脂肪酸的組成與含量變化的影響尚未見報(bào)道。

本文基于感官評(píng)價(jià)、電子鼻以及氣質(zhì)聯(lián)用等分析手段，研究電飯煲烹飪米飯吸水階段的浸泡溫度和時(shí)間對(duì)陳粳米飯氣味輪廓及特征性風(fēng)味物質(zhì)的影響，在此基礎(chǔ)上，從抑制脂肪酶活力、減少引起糠酸味的前體物質(zhì)生成的角度剖析了浸泡參數(shù)對(duì)陳粳米飯氣味改善的原因，確定合適的吸水階段浸泡參數(shù)，從而為陳米風(fēng)味改良和電飯煲去陳蒸煮模式的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新粳米、一年陳粳米(秋田小町)，吉林豐裕機(jī)械種植專業(yè)合作社；1,2-二氯苯(色譜純)、C13烷酸(色譜純)，美國Sigma-Aldrich公司；橄欖油(分析純)，上海阿拉丁試劑有限公司；氫氧化鉀、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、酚酞、濃硫酸、無水甲醇、乙酸、甲基叔丁基醚、正己烷、無水乙醚、無水乙醇、95%乙醇(分析純)，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

MB-FS4089型電飯煲(可調(diào)吸水階段溫度和時(shí)間)，佛山市順德區(qū)美的電熱電器制造有限公司；THZ-92A氣浴恒溫振蕩器，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；SCIONSQ-456-GC氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國布魯克公司；DVB/CAR/PDMS萃取頭，美國Supelco 公司；GC-2030AF氣相色譜儀，日本島津公司；Heracles II型快速氣相色譜電子鼻，法國Alpha MOS S.A.有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 米飯蒸煮工藝

稱取300 g新米或陳米，用適量水淘洗2次，米水質(zhì)量比為1∶1.45，在MB-FS4089型電飯煲中以吸水階段不同的溫度和時(shí)間參數(shù)蒸煮米飯。

1.2.2 米飯感官評(píng)價(jià)

參照GB/T 15682—2008《糧油檢驗(yàn) 稻谷、大米蒸煮食用品質(zhì)感官評(píng)價(jià)方法》篩選米飯感官評(píng)定小組成員并對(duì)不同處理后蒸煮的米飯進(jìn)行感官評(píng)定。通過鑒別試驗(yàn)篩選出10名感官靈敏度高的人員組成米飯感官評(píng)定小組，并按GB/T 10220—2012《感官分析 方法學(xué) 總論》的有關(guān)規(guī)定培訓(xùn)評(píng)價(jià)人員。米飯氣味品質(zhì)的感官評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)在感官評(píng)定室中進(jìn)行，鑒定時(shí)室溫在20～25 ℃。米飯蒸煮結(jié)束后，立即開蓋，稱取20 g米飯樣品于40 mL感官杯，由感官評(píng)定人員采用打分法對(duì)其氣味指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)在GB/T 1568—2008《糧油檢驗(yàn) 稻谷、大米蒸煮食用品質(zhì)感官評(píng)價(jià)方法》的基礎(chǔ)上根據(jù)陳粳米飯的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，如表1所示，以氣味特性為主，以新米烹飪的米飯為對(duì)照(香氣10分，糠酸味0分)。為了評(píng)價(jià)結(jié)果的穩(wěn)定性和客觀性，所有樣品均采用3位無序數(shù)字隨機(jī)編號(hào)。

表1 米飯氣味品質(zhì)感官評(píng)定Table 1 Sensory evaluation of rice flavor quality

1.2.3 米飯氣味特性分析

采用快速氣相色譜電子鼻(Heracles II)進(jìn)行氣味特性分析。稱取不同浸泡參數(shù)蒸煮的米飯樣品4 g于10 mL頂空瓶中，迅速加蓋密封待測，每個(gè)條件設(shè)置4組平行。色譜柱：DB-5和DB-1701(L.D：10 m×0.18 mm)；檢測器：氫火焰檢測器；頂空萃取溫度60 ℃，頂空時(shí)間600 s；進(jìn)樣口溫度250 ℃，進(jìn)樣速度500 μL/s，進(jìn)樣量500 μL；捕集溫度45 ℃，解吸溫度250 ℃；起始柱溫為50 ℃，保持2 s后以1 ℃/s升至80 ℃，然后3 ℃/s升至120 ℃，保持21 s后1.5 ℃/s升至250 ℃，保持60 s；FID檢測器溫度260 ℃，采集時(shí)間100 s。

1.2.4 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的分析

采用頂空固相微萃取結(jié)合氣-質(zhì)聯(lián)用對(duì)樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析。

1.2.4.1 樣品制備

稱取不同浸泡參數(shù)處理后蒸煮的米飯10 g，加入30 g飽和氯化鈉溶液，充分研磨100 s，快速吸取研磨液8 g于頂空進(jìn)樣瓶中，加入4 μL 0.015 μg/μL的1, 2-二氯苯作為內(nèi)標(biāo)物，迅速旋緊瓶蓋。

1.2.4.2 頂空固相微萃取

將裝有樣品的頂空進(jìn)樣瓶放入70 ℃的恒溫水浴鍋內(nèi)，并以恒定速度進(jìn)行磁力攪拌，將萃取針頭置于樣品上方1.5 cm處固定，萃取時(shí)間為30 min。

1.2.4.3 色譜條件

色譜柱：DB-WAX彈性毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm， 0.25 μm)；進(jìn)樣口溫度250 ℃；升溫程序：色譜柱初始溫度為40 ℃，維持3 min，之后以5 ℃/min程序升溫至90 ℃，再以10 ℃/min程序升溫至230 ℃，維持6 min；載氣(He)流量0.8 mL/min。

1.2.4.4 質(zhì)譜條件

電子電離離子源；傳輸線溫度250 ℃；發(fā)射電流：80 μA；離子源溫度250 ℃；檢測器電壓1 000 eV；電子能量70 eV。

1.2.4.5 氣味活性值(odor active value，OAV)的計(jì)算

按照公式(1)計(jì)算OAV：

(1)

式中：C是米飯中揮發(fā)性風(fēng)味化合物的含量，T是該化合物的氣味閾值。

1.2.5 脂肪酶活力的測定

采用滴定法，在電飯煲烹飪米飯吸水階段結(jié)束后，采用斜線三點(diǎn)取樣法，取45 g米粒樣品至干燥濾紙上，待瀝干米粒表面水分后稱取2 g，根據(jù)GB/T 5523—2008《糧油檢驗(yàn) 糧食、油料的脂肪酶活動(dòng)度的測定》的方法測定米粒脂肪酶活力，同時(shí)根據(jù)GB/T 5497 《糧食、油料檢驗(yàn) 水分測定法》對(duì)瀝干表面水分后的米粒進(jìn)行水分含量的測定。脂肪酶活力用中和1 g試樣(干基)中游離脂肪酸所消耗氫氧化鉀的毫克數(shù)表示。

1.2.6 游離脂肪酸的測定

采用氨基柱(NH2SPE)分離脂肪酸，并采用氣相色譜對(duì)游離脂肪酸的組成和含量進(jìn)行分析。

1.2.6.1 油脂提取

在電飯煲烹飪米飯吸水階段結(jié)束后，采用斜線三點(diǎn)取樣法，取45 g米粒樣品至干燥濾紙上，待瀝干米粒表面水分后，稱取30 g米粒，用攪拌機(jī)研磨成粉，取20 g米粉，加入100 mL石油醚150 r/min振搖3 h后過濾，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)蒸干溶劑后，即得到不同處理后米粒中的油脂。同時(shí)取3 g米粉根據(jù)GB/T 5497 《糧食、油料檢驗(yàn) 水分測定法》對(duì)米粒水分含量進(jìn)行測定，游離脂肪酸含量以大米干基計(jì)算。

1.2.6.2 游離脂肪酸純化及甲酯化

用4 mL正己烷將提取的油脂復(fù)溶后過氨基柱(NH2SPE)，加入2 mL體積比為2∶1的二氯甲烷-異丙醇洗脫甘油酯2次。再用10 mL 體積分?jǐn)?shù)為2%乙酸-甲基叔丁基醚洗脫游離脂肪酸，氮吹至無液體。隨后在試管中加入2 mL甲醇溶液和0.5 mL濃硫酸，60 ℃水浴30 min，冷卻至室溫后，加入2 mL正己烷和3 mL水振蕩混勻，分層后吸取上層油相1 mL，待氣相色譜檢測，以C13烷酸(2.001 μg/μL)為內(nèi)標(biāo)。

1.2.6.3 色譜條件

色譜柱：RTX-WAX(30 m×0.32 mm×0.50 μm)；進(jìn)樣口溫度：250 ℃，F(xiàn)ID檢測器溫度260 ℃，升溫程序：色譜柱初始溫度120 ℃，保留5 min，之后以2 ℃/min程序升溫至190 ℃，保留1 min，再以2 ℃/min升溫至220 ℃，保留22 min；載氣(N2)流速3 mL/min，分流比8∶1。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 2018和Excel 2019對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理及圖像繪制，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差；采用Origin 2018對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量進(jìn)行Z-score歸一化；采用SPSS 22對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，設(shè)差異顯著性水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 基于感官評(píng)定和電子鼻分析比較不同浸泡參數(shù)下陳粳米飯氣味品質(zhì)的差異

電飯煲吸水階段溫度較低、環(huán)境水分較多，易促進(jìn)脂肪酶催化活性，產(chǎn)生引起陳米不良風(fēng)味的前體物質(zhì)。而脂肪酶活力易受溫度影響，因此，考慮通過調(diào)整電飯煲吸水階段的浸泡溫度調(diào)控脂肪酶活力以改善陳米飯的氣味品質(zhì)，不同溫度浸泡處理后蒸煮陳米飯的感官品質(zhì)及電子鼻分析結(jié)果如圖1所示。

a-感官評(píng)價(jià)；b-快速氣相色譜-電子鼻主成分分析圖1 不同溫度浸泡處理后蒸煮陳粳米飯的氣味品質(zhì)Fig.1 Odor quality of cooked japonica rice after soaking at different temperatures in the water absorption stage

通過比較發(fā)現(xiàn)，吸水階段不同溫度浸泡處理蒸煮陳粳米飯的氣味感官品質(zhì)(圖1-a)存在較大差異。當(dāng)吸水階段處理時(shí)間為10 min時(shí)，在25 ℃(常溫)浸泡處理蒸煮的陳米飯香氣較低且糠酸味濃郁，表明該條件下浸泡對(duì)陳粳米氣味品質(zhì)沒有改良效果。這可能是由于在此溫度環(huán)境中，陳米中脂肪酶正常作用于米粒中的脂類物質(zhì)，導(dǎo)致游離脂肪酸大量積累，在后續(xù)高溫蒸煮中發(fā)生熱降解作用裂解成高濃度小分子羰基化合物[15]，使蒸煮后的陳米飯的糠酸味難以得到改善。隨著吸水階段浸泡處理溫度的升高，蒸煮米飯的糠酸味降低，香氣品質(zhì)提高，當(dāng)溫度為50 ℃和60 ℃時(shí)，陳粳米飯的香氣提升和陳味去除效果最顯著。陳米飯糠酸味主要是由脂肪酸氧化降解產(chǎn)生的醛類、醇類等物質(zhì)形成[16]，而溫度影響脂肪氧化進(jìn)程，為明確浸泡溫度對(duì)陳粳米飯氣味品質(zhì)的影響，后續(xù)將對(duì)不同條件處理陳粳米的脂肪氧化程度和產(chǎn)物進(jìn)行分析。

電子鼻分析能客觀地評(píng)價(jià)不同樣品的香氣輪廓相似性，避免人為因素的干擾和影響。為進(jìn)一步判斷不同樣品的氣味特性差異，將新米飯以及吸水階段不同溫度浸泡后蒸煮的陳米飯樣品進(jìn)行快速氣相色譜-電子鼻分析，結(jié)果如圖1-b所示。第一主成分(PC1)的方差貢獻(xiàn)率為83.70%，第二主成分(PC2)的方差貢獻(xiàn)率為13.77%，兩者累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到97.47%，代表了樣品絕大部分信息，表明該模型能較全面地解釋吸水階段不同參數(shù)處理后米飯樣品間的風(fēng)味差異。主成分的貢獻(xiàn)率越大，表示其能夠反映樣品越多的信息[17]。由圖1-b可以看出，新米飯和25 ℃浸泡處理后蒸煮的陳米飯樣品在PC1方向差距最大，說明2個(gè)樣品間的香氣成分差異較大，即25 ℃浸泡對(duì)陳粳米氣味品質(zhì)無改善效果。調(diào)整浸泡溫度為50 ℃蒸煮的陳粳米飯與新米飯的整體風(fēng)味最為接近，表明在此溫度浸泡處理對(duì)陳粳米飯風(fēng)味改善效果最佳。

為了明確吸水階段浸泡處理時(shí)間對(duì)陳粳米氣味品質(zhì)的改善效果，對(duì)50 ℃下浸泡不同時(shí)間后蒸煮的陳粳米的感官品質(zhì)和氣味輪廓進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2所示。由感官評(píng)定結(jié)果(圖2-a)可以看出，隨著浸泡時(shí)間的延長，其對(duì)陳粳米飯氣味特性的改善效果逐漸減弱，當(dāng)處理時(shí)間達(dá)到30 min時(shí)，米飯中的糠酸味升高，香氣降低，說明浸泡較長時(shí)間會(huì)導(dǎo)致米飯氣味感官品質(zhì)下降。這可能是由于浸泡時(shí)間的調(diào)整改變了米粒的脂肪氧化程度，進(jìn)而對(duì)米飯中糠酸味物質(zhì)的生成和積累產(chǎn)生了影響[18]。電子鼻分析結(jié)果(圖2-b)亦表明，浸泡處理20、30 min蒸煮的陳米飯風(fēng)味輪廓與新米飯有較大差異，進(jìn)一步表明浸泡時(shí)間的調(diào)整也對(duì)陳米飯糠酸味的改善存在一定的影響。

a-感官評(píng)價(jià)；b-快速氣相色譜-電子鼻主成分分析圖2 不同時(shí)間浸泡處理后蒸煮陳粳米飯的氣味品質(zhì)Fig.2 Odor quality of cooked japonica rice after soaking with different time in the water absorption stage

2.2 基于揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)剖析不同浸泡參數(shù)下陳粳米飯的氣味特性

米飯氣味輪廓的形成與揮發(fā)性風(fēng)味化合物的組成和含量密切相關(guān)[19]，為進(jìn)一步明確浸泡參數(shù)導(dǎo)致陳粳米飯氣味特性差異的原因，采用頂空固相微萃取結(jié)合氣-質(zhì)聯(lián)用對(duì)粳米飯中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析。

烷烴類閾值較高，通常對(duì)米飯風(fēng)味的貢獻(xiàn)較低；酮類、烯烴類、酯類和酚類閾值[20]較高且在米飯中含量相對(duì)較低，只對(duì)米飯整體風(fēng)味起烘托作用。部分醇類具有特殊芳香氣味，醛類物質(zhì)閾值較低易對(duì)特征風(fēng)味產(chǎn)生貢獻(xiàn)，這兩類物質(zhì)是影響米飯氣味品質(zhì)的重要揮發(fā)性風(fēng)味化合物[21]。為了進(jìn)一步評(píng)估揮發(fā)性風(fēng)味化合物對(duì)米飯氣味的貢獻(xiàn)程度，對(duì)新米飯和25 ℃浸泡蒸煮的陳粳米飯中醇、醛類揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的OAV進(jìn)行分析比較，結(jié)果如表2所示，并由此明確對(duì)米飯香氣和陳味具有重要貢獻(xiàn)的揮發(fā)性化合物。

OAV>1的化合物對(duì)米飯的氣味品質(zhì)有重要貢獻(xiàn)[22]，由表2可知，粳新、陳米飯中OAV>1的化合物共8種，其中具有類似蘑菇芳香氣味的1-辛烯-3-醇僅在新米飯中可以檢測到，說明其可能是對(duì)粳米飯香氣具有重要貢獻(xiàn)的物質(zhì)。醛類物質(zhì)是大米脂質(zhì)氧化的終產(chǎn)物，而由亞油酸、亞麻酸等游離脂肪酸降解產(chǎn)生的己醛、壬醛、2-辛烯醛等小分子醛類物質(zhì)是陳化風(fēng)味的重要風(fēng)味群[8]，其閾值較低，在低濃度下具有怡人香氣，而在較高濃度下可能產(chǎn)生不愉悅的氣味[23]。表2的結(jié)果也表明25 ℃浸泡后蒸煮的陳米飯中己醛、辛醛、壬醛和2-辛烯醛的含量和OAV都遠(yuǎn)大于新米飯，說明這些物質(zhì)可能是引起陳粳米飯糠酸味的重要揮發(fā)性風(fēng)味化合物。對(duì)吸水階段不同浸泡參數(shù)蒸煮陳粳米飯中OAV>1的物質(zhì)含量差異進(jìn)行分析，結(jié)果如圖3所示。

表2 粳米飯中醇、醛類揮發(fā)性風(fēng)味化合物的含量及OAVTable 2 Content and odor activity value of alcohol and aldehyde volatile flavor compounds in japonica rice

由圖3-a可知，與25 ℃浸泡處理相比，提高吸水階段的浸泡溫度后，陳米飯中可以檢測到具有芳香氣味的化合物1-辛烯-3-醇。40 ℃時(shí)脂肪酶活力較高，脂質(zhì)酶促氧化速率較快，積累較多1-辛烯-3-醇。溫度升高后，脂肪酶活力受到抑制，使在50 ℃浸泡處理后蒸煮氧化生成的醛、醇類物質(zhì)含量均降低。溫度進(jìn)一步升高，促進(jìn)了米粒脂質(zhì)的自動(dòng)氧化。60 ℃時(shí)脂質(zhì)自動(dòng)氧化降解產(chǎn)生的醇、醛類物質(zhì)均增加，溫度升高至70 ℃時(shí)，脂肪氧化降解產(chǎn)生醛類物質(zhì)的速度大于醇，使1-辛烯-3-醇產(chǎn)生量減少。表明浸泡溫度的升高可能會(huì)不同程度地促進(jìn)香氣物質(zhì)的產(chǎn)生。此外，當(dāng)浸泡處理溫度為40 ℃時(shí)，庚醛、辛醛、壬醛、壬烯醛和2-辛烯醛等醛類物質(zhì)含量均大幅度提高，這可能是由于此時(shí)脂肪酶處于最適反應(yīng)溫度下，催化活力較高，導(dǎo)致游離脂肪酸的大量生成和積累，進(jìn)而在后續(xù)蒸煮過程中裂解生成了高濃度的小分子醛類物質(zhì)。研究表明，線性醛(例如辛醛、壬醛)是脂質(zhì)氧化的產(chǎn)物，雖然低濃度的醛類連續(xù)氧化可以為風(fēng)味做出積極貢獻(xiàn)，但在較高的濃度下會(huì)產(chǎn)生不良的風(fēng)味[24]。當(dāng)吸水階段浸泡溫度為50 ℃時(shí)，脂肪氧化產(chǎn)生的醛類物質(zhì)含量最低，與其感官評(píng)價(jià)結(jié)果一致，表明此浸泡參數(shù)能有效抑制陳粳米飯中不良風(fēng)味物質(zhì)的生成。由浸泡時(shí)間對(duì)陳米飯揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量影響的結(jié)果(圖3-b)可以看出，浸泡處理時(shí)間為10 min時(shí)，陳粳米飯中對(duì)陳味具有重要貢獻(xiàn)的己醛、辛醛、壬醛和2-辛烯醛等醛類物質(zhì)含量最低，隨著浸泡時(shí)間的延長此類物質(zhì)的含量則出現(xiàn)不同程度的提高，這進(jìn)一步表明延長浸泡時(shí)間對(duì)陳粳米飯陳味的改善無益。

a-溫度；b-時(shí)間圖3 不同條件浸泡處理后陳米飯中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量熱圖Fig.3 Heat map of volatile flavor compounds in aged rice after soaking at different conditions

2.3 吸水階段浸泡參數(shù)對(duì)陳粳米米粒中脂肪酶活力的影響

脂肪酶參與脂質(zhì)水解的過程，在油水界面具有較高的催化活性，可以將脂質(zhì)水解生成小分子羰基物質(zhì)[25]，為考察電飯煲蒸煮米飯過程中吸水階段溫度與時(shí)間對(duì)陳米脂肪酶活力的影響，對(duì)不同條件浸泡處理后的陳米米粒進(jìn)行分析，結(jié)果如圖4所示。

a-溫度；b-時(shí)間圖4 不同條件浸泡處理后陳米粒中的脂肪酶活力Fig.4 Effects of different soaking conditions on the lipase activity of aged rice grains in the water absorption stage注：圖中具有不同字母的數(shù)據(jù)之間存在顯著差異(P<0.05)

由圖4-a可知，在25 ℃浸泡處理后陳米米粒中的脂肪酶活力較高，可能是由于該浸泡溫度不能有效抑制脂肪酶活力。在40 ℃浸泡時(shí)脂肪酶活力最高，較25 ℃浸泡升高了58.4%。這可能是由于脂肪酶的最適溫度為30～40 ℃[26]，在此溫度條件下浸泡米粒，米中的脂肪酶以較高的催化活性作用于三酰甘油，使其生成大量糠酸味前體物質(zhì)。而隨著溫度進(jìn)一步的升高，脂肪酶偏離最適反應(yīng)溫度，導(dǎo)致其活力受到抑制，催化活性降低。當(dāng)采用50 ℃浸泡處理時(shí)，脂肪酶活力較25 ℃浸泡降低了86%，這與感官評(píng)價(jià)和氣味特性分析結(jié)果一致，表明電飯煲吸水階段參數(shù)調(diào)整可以通過抑制脂肪酶活力達(dá)到減少陳味物質(zhì)產(chǎn)生的效果。圖4-b表明，當(dāng)固定浸泡溫度為50 ℃時(shí)，隨著浸泡時(shí)間的延長，脂肪酶活力卻呈現(xiàn)增大的趨勢，這可能是由于長時(shí)間的浸泡使水分逐步滲透進(jìn)入米粒內(nèi)部[27]，活化了米粒內(nèi)部脂肪酶，其進(jìn)一步作用影響陳米飯的氣味品質(zhì)。

2.4 吸水階段浸泡參數(shù)對(duì)陳粳米米粒中游離脂肪酸的影響

脂肪酶是脂肪代謝中的第一限速酶，可以水解大米中的脂質(zhì)產(chǎn)生游離脂肪酸，其中，游離不飽和脂肪酸易在酶或熱作用下氧化裂解成小分子羰基化合物。為進(jìn)一步明晰電飯煲吸水階段浸泡參數(shù)對(duì)陳米飯風(fēng)味改良的原因，對(duì)不同浸泡溫度和時(shí)間處理后陳米粒中的游離脂肪酸組成和含量進(jìn)行分析，結(jié)果如圖5、圖6所示。

a-飽和、不飽和以及游離脂肪酸總量；b-油酸、亞油酸和亞麻酸含量圖5 浸泡溫度對(duì)陳米粒中游離脂肪酸組成及含量的影響Fig.5 Effect of soaking temperature on the composition and content of free fatty acids in aged rice grains注：圖中同一指標(biāo)具有不同字母的數(shù)據(jù)之間存在顯著差異(P<0.05)(下同)

由圖5-a可知，不同浸泡參數(shù)處理后的陳米粒中游離脂肪酸總量和不飽和脂肪酸含量隨溫度的升高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，其中40 ℃浸泡處理陳米粒的游離脂肪酸總量和不飽和脂肪酸含量最高，較25 ℃浸泡分別高出6.6%和5.7%，這一結(jié)果與脂肪酶活力變化趨勢吻合，進(jìn)一步說明電飯煲吸水階段調(diào)節(jié)浸泡溫度可以通過控制陳米粒的脂肪酶活力，調(diào)控米粒中游離脂肪酸的生成和積累。油酸、亞油酸和亞麻酸是大米不飽和脂肪酸的重要組成部分，其含有較多不飽和雙鍵，易氧化降解，是產(chǎn)生小分子羰基化合物的主要前體物質(zhì)。由圖5-b可見，在較高溫度浸泡處理陳米粒后，這3種脂肪酸的含量較25 ℃浸泡均有下降，其中亞油酸含量下降最為顯著，且隨浸泡溫度的升高，下降幅度增大，表明調(diào)整電飯煲吸水階段浸泡溫度可以通過降低游離脂肪酸和不飽和脂肪酸的積累，減少小分子羰基化合物前體物質(zhì)的產(chǎn)生，從而削弱糠酸味，提升陳米飯的整體風(fēng)味。

當(dāng)固定浸泡溫度為50 ℃時(shí)，游離脂肪酸總量隨浸泡時(shí)間延長而升高(圖6-a)，這表明在浸泡過程中陳米脂質(zhì)不斷水解，產(chǎn)生游離脂肪酸。其中，浸泡10 min后米粒中的游離脂肪酸以及油酸、亞油酸和亞麻酸的含量最低，與25 ℃浸泡處理相比，其游離脂肪酸和不飽和脂肪酸的積累量分別減少了21.6%和28.2%，也進(jìn)一步證明了50 ℃條件下浸泡對(duì)大米脂肪酶產(chǎn)生了一定的抑制作用，減少了米飯中糠酸味前體物質(zhì)的生成和積累，但由于長時(shí)間浸泡導(dǎo)致脂肪酶的活化造成游離脂肪酸的進(jìn)一步積累，因此延長浸泡時(shí)間不利于陳米飯氣味品質(zhì)的改善。

a-飽和、不飽和以及游離脂肪酸總量；b-油酸、亞油酸和亞麻酸含量圖6 浸泡時(shí)間對(duì)陳米粒中游離脂肪酸組成及含量的影響Fig.6 Effect of soaking time on the composition and content of free fatty acids in aged rice grains

3 結(jié)論

本文通過研究電飯煲吸水階段的浸泡參數(shù)對(duì)陳米飯氣味品質(zhì)的影響，明確了抑制陳粳米飯陳味產(chǎn)生的關(guān)鍵控制因素，確定了改善陳米氣味品質(zhì)的浸泡處理?xiàng)l件，降低了陳米飯蒸煮后的不良風(fēng)味。研究結(jié)果表明，通過調(diào)整烹飪過程中吸水階段浸泡處理的溫度和時(shí)間，可以調(diào)控陳米粒的脂肪酶活力，降低米粒中糠酸味前體物質(zhì)的生成和積累，減少陳化風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生，進(jìn)而達(dá)到改善陳粳米飯的氣味品質(zhì)的目的。其中，當(dāng)調(diào)整電飯煲吸水階段的參數(shù)為50 ℃浸泡處理10 min時(shí)，陳米中的脂肪酶活力受到抑制，游離脂肪酸總量和不飽和脂肪酸含量顯著降低，從而使脂肪氧化產(chǎn)物己醛、壬醛等對(duì)陳味具有重要貢獻(xiàn)的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的含量明顯減少。因此，在此條件下蒸煮得到的陳米飯的綜合感官品質(zhì)最優(yōu)，與新米飯的氣味輪廓相似性最高，實(shí)現(xiàn)了電飯煲烹飪對(duì)陳粳米飯氣味品質(zhì)的提升，同時(shí)也為電飯煲去陳蒸煮模式的設(shè)計(jì)提供了思路和依據(jù)。