微波对大米主要化学成分及食味的影响.pdf

- 1 - 微波对大米主要化学成分及食味的影响微波对大米主要化学成分及食味的影响 全文琴 程学勋 赵思明 余凡华 徐娟 (华中农业大学食品科技学院，武汉，430070) E-mail: zsmjx 摘摘 要：要：以大米为对象，研究常规加热、微波加热和混合加热对不同品种大米品质的影响， 为微波防虫防霉生产应用提供参考。 结果表明， 加热方法对不同品种大米品质的影响有差异。 水浴加热对大米的品质影响大于微波处理的， 且三江米的品质变化大于余赤米。 先采用常规 加热将大米预热到 50左右，再以 2.7w/g 的微波功率处理 10s 左右的混合加热法对大米品 质的影响小于单独加热的。 预热后大米温度、 微波功率和微波加热时间对两种大米品质有极 显著或显著影响。 建立的预热后大米温度、 微波功率和微波加热时间对两种大米的水分含量、 直链淀粉含量等主要化学成分和食味的多元线性回归方程，具有较高的拟和精度。 关键词：关键词：大米，微波，加热，品质，食味 稻谷是我国最大的粮食种类之一，每年因虫害和霉变损失严重时可达 10%左右1。传统 的化学熏蒸法虽然对成虫具有很好的杀虫效果， 但对虫卵和霉菌的抑制效果不好， 并带来食 品安全和环境污染等问题2，新型的低温、气调等方法储藏大米品质良好，但费用高，设备 投资大， 不适宜在经济不发达地区推广3。 常规热处理(如热风)防虫通常需要 60以上温度， 40min 以上时间才能达到一定要求，防虫效果较差，且对大米品质影响较大，其优势在于能 避免化学试剂的污染与残留。微波具有加热速度快，处理大米具有较好的防虫防霉效果4,5， 能较好的保持产品的营养成分、色泽及风味等特点，且安全卫生6，因此普遍认为微波是最 有潜力的防虫方法之一。但微波处理仍然会对食品的营养7、质构8、风味9等品质造成一 定的热损伤， 微波处理对大米品质影响系统研究报道较少。 本实验在微波防虫防霉研究的基 础上采用常规加热和微波加热的方法处理大米， 比较常规加热、 微波加热及两种方法混合加 热对不同品种大米主要化学成分和食味值品质的影响， 分析处理条件对大米品质影响的显著 性，并建立相应的数学模型，为深入研究微波防虫防霉和生产应用提供参考。 1 材料与方法材料与方法 1.1 材料材料 三江米 (粳型)和余赤米 (籼型)，均采自湖南金健米业股份有限公司。 1.2 仪器仪器 HH-4 数显恒温水浴锅，国华电器有限公司生产；MR-8217 微波炉，日立家用电器公司 生产；TM9100 型谷物分析仪，瑞典波通仪器公司生产。 1.3 试验方法试验方法 1.3.1 水浴加热和微波加热水浴加热和微波加热 在室温下称 200g 大米放入 1000mL 的烧杯中。采用水浴(60恒温)加热或微波(功率： 2.7 W/g，时间：36s)加热，使大米温度达到 58，比较两种加热方法对大米品质的影响。 - 2 - 水浴加热时，将盛有米的烧杯置于水浴锅，并搅拌大米，使之受热均匀，达到设定温度。微 波加热时，先用装有水的烧杯置于微波炉中加热至沸腾，预热微波炉，将盛有米(200g)的烧 杯置于微波炉中部，于设定条件加热大米。将处理后的大米冷却到室温，用谷物分析仪测定 化学成分和食味值，以未经处理的样品作对照。 1.3.2 混和加热混和加热 采用 L9(34)正交试验研究水浴和微波混和加热对大米品质的影响。根据设定条件，先将 大米用水浴预热到一定的温度 T，然后再用微波加热，使大米最终温度达到 5562，考 察处理条件对大米主要化学成分和食味值的影响。 水浴预热后温度、 微波功率和微波加热时 间的因素水平见表 1。 表 1 正交试验的因素水平表 试验因素 水平 水浴后大米温度 1） （T,） 微波功率 (P,W/g) 微波时间 (t,s) 1 45 1.8 5 2 50 2.7 10 3 55 3.6 15 注：1)水温为 60 1.4 数据处理数据处理 所有试验均进行三次平行， 利用 SAS 软件(8.01 版)对单因素实验和正交实验的数据进行 方差分析、回归分析，建立加热条件对大米品质关系的回归方程。 2 结果与分析结果与分析 2.1 加热方法对大米品质的影响加热方法对大米品质的影响 采用水浴加热或微波加热处理大米，使大米温度达到 58左右，两种加热方法对大米 品质的影响见图 1。 (b) 加热方法对直链淀粉含量的影响 19 20 21 22 23 24 对照水浴加热微波加热 直链淀粉含量,% 三江大米余赤米 (c) 加热方法对蛋白质含量的影响 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 对照水浴加热 微波加热 蛋白质含量,% 三江大米余赤米 (a) 加热方法对含水量的影响 11 12 13 14 15 对照水浴加热 微波加热 水分含量, % 三江大米余赤米 - 3 - 图 1 不同处理方法对大米品质的影响 由图 1(a)图 1 (f)可知， 余赤米的直链淀粉含量、 蛋白质含量、 脂肪含量高于三江米的， 总糖含量和食味值低于三江米，两种米的水分含量相似。经水浴加热和微波加热后，两种大 米的主要化学成分和食味都有变化， 且加热方法对两种米的影响存在差异。 经水浴和微波处 理后，两种米的水分含量、蛋白质含量、总糖含量下降，直链淀粉含量、脂肪含量上升，水 浴处理后大米的品质变化大于微波处理的，三江米的化学成分变化幅度大于余赤米。 2.2 混和加热对大米品质的影响混和加热对大米品质的影响 采用正交实验研究水浴和微波混和加热对大米品质的影响。 不同处理条件下两种米的主 要化学成分和食味值分别见表 2 和表 3。处理条件对两种大米品质影响的方差分析分别见表 4 和表 5。 表 2 加热后三江米的主要化学成分和食味值 水浴后大米 温度 T/ 微波功率 P/W/g 微波时间 t/s 水分含 量 W /% 直链淀粉 含量 Am/% 蛋白质含 量 Pr/% 脂肪含 量 Fa/% 总糖含 量 G /% 食味 值 F 45 1.8 5 13.7 20.2 7.1 0.6 84.7 72.0 45 2.7 10 13.6 20.3 7.2 0.6 84.8 68.0 45 3.6 15 13.6 20.3 7.1 0.6 84.6 68.3 50 1.8 10 13.4 20.4 7.1 0.6 84.5 70.0 50 2.7 15 13.3 20.6 7.1 0.6 84.4 68.0 50 3.6 5 13.3 20.6 7.0 0.7 84.4 66.3 55 1.8 15 11.7 22.3 6.8 0.7 83.4 57.7 55 2.7 5 12.7 21.4 7.0 0.6 83.7 61.7 55 3.6 10 12.6 21.4 6.9 0.7 83.7 61.3 (d) 加热方法对脂肪含量的影响 0.66 0.68 0.70 0.72 0.74 对照水浴加热 微波加热 脂肪含量,% 三江大米余赤米 (f) 加热方法对食味的影响 50 55 60 65 70 75 对照水浴加热 微波加热 食味值 三江大米余赤米 (e) 加热方法对总糖含量的影响 78 80 82 84 86 对照水浴加热 微波加热 总糖含量,% 三江大米余赤米 - 4 - 表 3 加热后余赤米的主要化学成分和食味值 水浴后大米 温度 T/ 微波功 率 P/W/g 微波时间 t/s 水分含 量 W /% 直链淀粉 含量 Am/% 蛋白质含 量 Pr/% 脂肪含 量 Fa/% 总糖含 量G /% 食味 值 F 45 1.8 5 13.5 22.0 8.1 0.7 79.7 54.0 45 2.7 10 13.5 21.9 8.1 0.7 79.7 54.3 45 3.6 15 13.4 22.0 8.0 0.7 79.7 54.7 50 1.8 10 13.3 22.1 8.0 0.7 79.8 54.0 50 2.7 15 13.3 22.0 8.1 0.7 79.8 54.7 50 3.6 5 13.4 21.9 8.1 0.7 79.9 56.3 55 1.8 15 12.7 22.6 8.0 0.7 79.7 53.3 55 2.7 5 13.2 21.9 8.1 0.7 80.1 58.3 55 3.6 10 13.4 21.7 8.1 0.7 80.1 60.0 表 4 处理条件对三江大米的化学成分及食味值影响的方差分析 1)（F/） 方差来源 2) 水分含量 W/% 直链淀粉含量 Am/% 蛋白质含量 Pr/% 脂肪含量 Fa/% 总糖含量 G/% 食味值 F T 98.69/0.000145.36/0.000 66.33/0.000 10.00/0.001786.37/0.000 94.60/0.000 P 5.20/0.0152.20/0.137 18.57/0.000 3.51/0.049 13.96/0.000 1.87/0.180 t 8.79/0.00210.28/0.001 5.71/0.011 0.27/0.766 21.21/0.000 8.54/0.002 Model 37.56/0.00052.61/0.000 30.20/0.000 4.59/0.004 273.85/0.000 35.00/0.000 注：1) 0.01 为有极显著影响； 0.010.05 为有显著影响；0.050.1 为有影响。 2) T 为水浴预热后大米的温度；P 为微波功率；t 为微波加热时间。 由表 4 可知，在研究范围内，水浴后大米的温度对三江大米的各项指标影响均极显著。 微波功率对蛋白质含量和总糖含量影响极显著， 对水分含量和脂肪含量的影响显著， 而对直 链淀粉含量、食味值影响不大。微波加热时间对水分含量、直链淀粉含量、总糖含量、食味 值影响极显著，对蛋白质含量影响显著，而对脂肪含量影响不大。三种影响因素中，以水浴 加热后大米的温度对大米品质影响最大。 表 5 处理条件对余赤米的化学成分及食味值的影响 1)（F/） 方差来源 2) 水分含量 W/% 直链淀粉含量 Am/% 蛋白质含量 Pr/% 总糖含量 G/% 食味值 F T 22.09/0.000 1.69/0.211 0.12/0.890 22.11/0.000 27.12/.000 P 12.56/0.000 19.25/0.000 4.35/0.027 10.54/0.001 31.37/0.000 t 15.65/0.000 15.06/0.000 7.18/0.005 14.52/0.000 14.98/0.000 Model 16.76/0.000 12.00/0.000 3.88/0.010 15.72/0.000 24.49/0.000 注：1) 0.01 为有极显著影响； 0.010.05 为有显著影响；0.050.1 为有影响。 2) T 为水浴预热后大米的温度；P 为微波功率；t 为微波加热时间。 由表 3 可知，在研究范围内，处理条件对余赤米的脂肪含量均没有影响；由表 5 可知， 水浴后大米的温度对余赤米的水分含量、总糖含量、食味值影响极显著，对直链淀粉和蛋白 质含量影响不大。 除微波功率和对余赤米的蛋白质含量有显著影响外， 微波功率和微波加热 - 5 - 时间对余赤米的各项品质指标均有极显著的影响。 综合表 4 和表 5 可知， 处理条件对两种米的品质的影响存在差异。 水浴加热对三江米的 影响大于余赤米，而微波加热对余赤米的影响较大。将大米最终温度加热到相同(或相近)的 温度时，混和加热时大米品质的变化较单独加热小。 2.3 回归分析回归分析 采用回归分析建立大米初温、 微波功率和微波时间对两种大米的化学成分及食味值影响 的回归方程，回归结果见表 6 和表 7。 表 6 处理条件对三江米的化学成分及食味值影响的回归分析 项目 回归方程 1) 方程显著性（F/）2) 系数显著性 3) 水分含量 W W=16.897-0.081T-0.042t 25.29/0.000 T* t* 直链淀粉含量Am Am=17.086+0.083T-0.011P+0.035t 24.98/0.000 T*P*t* 蛋白质含量 Pr Pr=7.720-0.014T-0.004t 23.81/0.000 T*t* 脂肪含量 Fa Fa=0.631-0.001P 2.47/0.075 P* 总糖含量 G G=86.320-0.043T+0.005P-0.024t 21.55/0.000 T* t*P* 食味值 F F=85.549-0.456T+0.065P-0.151t 17.83/0.000 T*P*t* 注：1) T 为水浴预热后大米的温度；P 为微波功率；t 为微波加热时间；2) 0.01 表示方程达极显著水平； 0.010.05 表示方程达显著水平；0.050.1 表示有影响；3) *表示 0.01,参数有极显著影响；*表示 0.010.05,参数有显著影响；*表示 0.050.1,参数有影响。 表 7 处理条件对余赤米的化学成分及食味值影响的回归分析 项目 回归方程 1) 方程显著性（F/）2) 系数显著性 3) 水分含量 W W=15.154-0.033T-0.020t 49.54/0.000 T*t* 直链淀粉含量Am Am=20.604+0.022T-0.014P+0.031t23.92/0.000 T*t*P 蛋白质含量 Pr Pr=8.420-0.006T-0.006t 9.57/0.000 T*t* 脂肪含量 Fa Fa=0.688-0.003P 1.21/0.317 P 总糖含量 G G=80.027-0.018t 16.82/0.000 t* 食味值 F F=61.775-0.069T-0.115P-0.195t 9.23/0.000 t*TP 注：1) T 为水浴预热后大米的温度；P 为微波功率；t 为微波加热时间；2) 0.01 表示方程达极显著水平； 0.010.05 表示方程达显著水平；0.050.1 表示有影响；3) *表示 0.01,参数有极显著影响；*表示 0.010.05,参数有显著影响；*表示 0.050.1,参数有影响。 由表 6 和表 7 分析可知，除脂肪含量外，方程均达极显著水平。大米初温和微波时间与 两种大米的水分含量、蛋白质含量和食味值都呈负相关，且大米初温的影响达极显著水平； 与直链淀粉含量呈极显著正相关。 微波功率与两种大米的直链淀粉含量、 脂肪含量呈负相关。 微波功率与三江米的总糖含量、食味呈正相关，与余赤米的食味呈负相关。 3.结论结论 加热方法对不同品种大米品质的影响有差异。 水浴加热对大米的品质影响大于微波处理 的，且三江米的变化大于余赤米的。混合加热对大米品质的影响小于单独加热的。预热后大 米温度、微波功率和微波加热时间对两种大米品质有极显著或显著影响。采用常规加热(水 - 6 - 浴)将大米加热到一定温度，在微波加热的混合加热方法对大米品质的影响较单独加热小。 预热后大米温度和微波时间与两种大米的水分含量、 蛋白质含量和食味值都呈负相关， 预热 后大米温度与直链淀粉含量呈极显著正相关。 微波功率与两种大米的直链淀粉含量、 脂肪含 量呈负相关，与三江米的总糖含量、食味呈正相关，与余赤米的食味呈负相关。建立预热后 大米温度、 微波功率和微波加热时间对两种大米的水分含量、 直链淀粉含量等主要化学成分 和食味的多元线性回归方程，具有较高的拟和精度。 参考文献 参考文献 1 何金榜.中国农村谷物干燥机的发展现状及趋势.93 国际谷物干燥与储藏技术学术研讨 会论文集.北京:中国农业工程学会,1993,252-259 2 白旭光.储藏物害虫与防治.北京:科学出版社,2002 3 夏世祥.大米储藏中低温对玉米象和米象生理的影响.四川粮油科技,2000, (2):33-36 4 Siming Zhao, Xiaolong Shao, Shanbai Xiong, Chengguang Qiu. 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