（茶学专业论文）香米香气分析方法及加工过程对香米香气影响的研究.pdf

摘要 香 稻， 以 其香味浓 郁， 营 养价值高的 特点受到 消费 者的 青睐。 世界各主要香 稻生 产国 对香 稻的 研究 及开发极为重视。 其中香稻香味的鉴定是人们研究和探索 的 重蓉 课题之一。 随着分析手段和分析方法的 改进， 国外己将现代分析仪器用于 香稻香味鉴定， 但国内 这方面的 工作尚 处于起步阶段。 因此加强这方面的 研究将 提高 我国 香稻风味化学的研究水平。 本研究考察了 用 米量对香气成分 含量和组分 的 影响， 比较了同时蒸馏一 萃取法 ( s d e ) 、 多孔树脂 ( x a d - 4 ) 杜吸附 法提取分离 香稻米饭挥发性成分的差异， 制定出比 较成熟的 香气成分 收集方法。 利用确定的 收集方 法对陈 米和新鲜米、 加工过程中香气成分的变化情况以及不同品 种的香 稻 米香型 进行研究，得到以 下结果。 1 . 用米量的多少对香气的研究是一 个重要因 素， 它直接影响 着所收集香米香气 成分的浓 度， 也影响检测结果。 另外，y 饭次数 对香气成分也 有一定影响， 但差 异性不大。因此通过试验，以2 0 0 g 米 次煮饭效果最f 上 。 2 . x a d - 4柱吸附 法能够检测到较多的小分子 挥发性风味组分物质，但吸附材料 需要 预处 理。 s d e 法是有机相和香米在蒸煮过 程中 气休分子间的提取分离， 方法 简单方 便。 但所收集到的 风味 物质中小分子组分较少。 因此两种方法结合起来能 比较全面地反映米饭香味的全貌。 3 . 香米加工工艺对香米香气组分有较大影响，香米香气成分相对含量总体随着 加工进 程的进行而呈下降趋势。 其中以 吞糙分离米和净糙米的香 气成分相对总含 量最高，而色 选米和成品米香气成分最低。 4 .香 粳米和普粳米香气在感官 上有较大差异，经检测， 结果表明:二者在香气 组成和香气类型上存在较大区别。 5 陈米与 新鲜米比较结果发 现，陈米中 有比新鲜米中更多的 c 基化合物 ( 醛， 酮等物质) ，另外，游离脂肪酸的含量也 有增加，这可能是造成陈米和新米差异 的原因所在p 6 . 不同品种香米香型的 产生是由于特征性香气物质 2 一 乙 酞- 1 - 毗咯琳的含量以 及其它辅助成分的不同及其含量的 差异 所致。 关键词: 香米 收集方法 加工过程 香气成分 香型 ab s t r a c t s c e n t e d r i c e i s s t r o n g w i t h i t s a r o m a s m e l l , t h e c h a r a c t e r i s t i c w it h c o s t l y n u t r i t i o n i s f a v o r e d b y c o n s u m e r . w o r l d e a c h m a i n s c e n t e d r i c e p r o d u c i n g c o u n t r y e x t r e m e l y p a y s a t t e n t i o n t o t h e r e s e a r c h a n d d e v e l o p m e n t o f t h e a r o m a r i c e . a m o n g t h e m t h e q u a l i f i c a t i o n o f t h e a r o m a s m e l l o f t h e a r o m a r i c e i s o n e o f t h e i m p o rt a n t s u b j e c t s w h i c h p e o p l e s t u d y a n d e x p l o r e . w i t h t h e i m p r o v e m e n t o f t h e a n a l y t i c m e a n s a n d a n a l y t i c a l m e t h o d ， h a v e a l r e a d y u s e d m o d e m a n a l y t i c a l i n s t r u m e n t f o r t h e a r o m a s m e l l o f t h e a r o m a r i c e t o a p p r a i s e a b r o a d , b u t t h e w o r k d o m e s t i c i n t h i s r e s p e c t i s s t i l l a t th e s t a rt i n g s t a g e . s t r e n g t h e n r e s e a r c h o f i n t h i s r e s p e c t r a i s e o f o u r c o u n t r y a r o m a r i c e r e s e a r c h c o m p e t e n c e ， fl a v o r o f c h e m i s t r y . t h i s r e s e a r c h h a s i n v e s t i g a t e d t h e i m p a c t o n t h e c o n t e n t o f t h e a r o m a c o m p o u n d s a n d c o m p o n e n t p a rt o f t h e a mo u n t o f r i c e u s e d , d i s t i l l a t t h e s a me t i m e 一 e x t r a c t l a w ( s d e) ， p o r o u s r e s i n ( x a d - 4 ) p o s t a b s o r p t i o n m e t h o d i s i t s e p a r a t e s c e n t e d r i c e me a l d i f f e r e n c e ， v o l a t i l i t y o f c o m p o u n d s t o d r a w , m a k e r i p e r a r o m a c o m p o u n d s c o l l e c t i o n me t h o d . u t i l i z e c o n f i r m e d c o l l e c t i o n m e t h o d t o c h e n m i a n d f r e s h r i c e ， p r o c e s s i n g c o u r s e c h a n g e a n d d i f f e r e n t s c e n t e d r i c e a r o m a t y p e o f v a r i e t y， a r o m a o f c o m p o u n d s c a r r y o n r e s e a r c h , r e c e i v e t h e f o l l o w i n g r e s u l t . 1 . t h e a m o u n t o f r i c e q u a n t i t y i n fl u e n c i n g t h e d e n s i t y o f t h e f r a g r a n c e c o m p o u n d s o f s c e n t e d r i c e d i r e c t l y , h a v i n g i n fl u e n c e d t h e r e s u l t o f m e a s u r i n g a t t h e s a m e t i m e , s o t h e a m o u n t o f r i c e u s e d i s a k e y f a c to r t o t h i s r e s e a r c h . t h r o u g h e x p e r i m e n t , r e s u l t in d i c a t e , c o o k r e s u l t t o b e b e s t w i t h 2 0 0 g m e t e r s o n c e . 2 . x a d - 4 p o s t a b s o r p t i o n m e t h o d c a n m e a s u r e s m a l l m o r e m o l e c u l e a n d v o l a t i l i t y fl a v o r c o m p o n e n t p a r t m a t e r i a l , b u t i t n e e d s p r e t r e a t m e n t t o a b s o r b m a t e r i a l s . s d e l a w i s t h a t t h e a b s t r a c t i o n a m o n g o r g a n i c l o o k s a n d g a s a n d m o l e c u l e i n t h e c o u r s e o f c o o k i n g o f a r o ma r i c e i s s e p a r a t e d , t h e m e t h o d i s s i m p l e a n d c o n v e n i e n t . b u t m e d i u m a n d s m a l l me m b e r s o f fl a v o r . m a t e r i a l t h a t c o l l e c t s h a v e l e s s c o m p o n e n t p a rt s . s o t w o k i n d s o f m e t h o d s c o m b i n e d t o g e t h e r a n d c a n r e fl e c t t h e o v e r a l l p i c t u r e o f r i c e a r o m a s me l l i n a n a l l - r o u n d w a y . 3 . s c e n t e d r i c e p r o c e s s i n g t e c h n o l o g y h a v e b i g i n fl u e n c e t o s c e n t e d r i c e c o m p o n e n t p a r t , s c e n t e d r i c e a r o m a c o m p o u n d s r e l a t i v e c o n t e n t o v e r a l l t o p r e s e n t t h e d o w n w a r d t r e n d a s o f p r o c e s s i n g p r o c e s s t o g o o n . r o u g h t o s e p a r a t e r i c e a n d n e t f r a g r a n c e o f b ro w n r i c e c o m p o s i t i o n r e l a t i v e l y t o t a l m o s t h i g h c o n t e n t w i t h v a l l e y a m o n g t h e m , a n d i t i s l o w e s t t h a t t h e c o l o r s e l e c t s r i c e a n d f i n i s h e d p r o d u c t r i c e a r o m a c o m p o u n d s . . 4 . c o m p a r e d c h e n mi t o f r e s h r i c e , c h e n m i h a s m o r e c a r b o n y l c h e m i c a l c o m p o u n d s t h a n t h a t i n f r e s h r i c e ( s u c h m a t e r i a l s a s t h e a l d e h y d e , k e t o n e ,e t c . ) , i n a d d i t i o n , t h e c o n t e n t o f d i s s o c i a t i n g t h e f a t t y a c i d h a s i n c r e a s e . 5 . t h e r e a r e g r e a t e r d i f f e r e n c e s o n t h e s e n s e o r g a n i n a r o m a r o u n d - g r a i n e d n o n g l u t i n o u s r i c e a n d g e n e r a l r o u n d - g r a i n e d n o n g l u t i n o u s r i c e f r a g r a n c e , t h r o u g h me a s u r ing , d i f f e r e n c e s t h e r e s u l t s h o w s : t h e t w o ma k e u p i n f r a g r a n c e a n d t h e r e a r e g r e a t e r o n t h e f r a g r a n c e 6. i t i s d i f f e r e n t a r o ma r i c e i n v a r i e t y b e c a u s e c h a r a c t e r i s t i c f r a g r a n c e 2 - a c e t y l - l - p y r r o l i n e c o n t e n t a n d t h e o t h e r c o m p o u n d s a r e n o t a u x i l i a r y o n e w o r d : a roma t i c r i c e ; a n a l y t i c a l me t h o d ; p roc e s s i n g ; a rom a c o mp o u n d s ; a roma t y p e v 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。 尽我所知， 除了文中 特别 加以 标注和致谢的 地方 外， 论文中不包含其他 人已 经发表或撰写过的 研究成果， 也 不包含为 获得 湖南农 业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的 材料。 与我一同工 作的同 志对本 研究所做的任何贡献均 己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研 究 生 签 “ if 怀 生 时 m加寸年白 月 i 乡 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了 解湖南农业大学 有关保留、 使用学位论文的规定， 即: 学校有权 保留送交论文的 复印 件和磁盘， 允 许论文 被查阅 和借阅， 可以 采用影印、 缩印 或 扫描等复制手段保存、 汇编学位论文。同意湖南农业大学可以用不同方式在不同 媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研 究 生 签 “ :季 协 i 导 师 签 名 : 午-m - 时 间 : r 少手 6 月 / 日 时 间 :妒 年 6月 ， 日 前言 1 香稻的发展概况 香稻， 以它 清香可口、 沁人心脾的 特色， 成为水稻家族中的明珠。 它是我国 劳动人民 千百年来发现和培育的珍稀稻种， 古往今来， 人们无不喜欢食用。 我国 香稻具有悠久的 历史， 早在汉代张衡 南部赋中就有记 载 。北魏时期的 齐 民 要术中， 进一 步 记 载了香 稻品 种存“ 大香 稻、 小香 稻” 。到了 店宋时期，长 江流域经济不断发展， 作为经济基础的水稻生产发展很快。 从唐宋诗人和地方志 中记载的香稻品种有: 香粳， 唐 杜i i l 诗: “ 香稻三秋末， 平田平顷间”:香糯， 宋 秦观诗:“ 沙嘴渔舟来竹， 霜鳞入 脸炊香 糯” 等， 说明我国香稻的栽培史至 少有1 8 0 0 年之久。 但是，山于 过去品种改良 落后， 通常产量不高。 因而， 在稻米 生产中一直未能起主导作用，栽培111 11 积极小。 近年来， 世界各国对香稻的育种及开发极其重视， 除巴基斯 q 、 泰国等传统 生 产国 外， 印度、 韩国、美国、日 木等 相继1 f 展此项研究l l l o e 基斯坦1 9 8 5 年 培 育的 b a s m a ti3 8 5 ， 株高 比 b a s m a ti 3 7 0 14 低了 3 0 c m , i 量 也 t i r l i提高 ， 而 且 保 持 了 原有的品 质1 2 1 0 w i r r i 杂 交选育的p k 1 7 7 ， 除其有b a s m a t i 3 7 0 ( f 1 香味与米质外， 产 量还提高了约 一 倍。国际_ l 香稻米育种主耍引用巴蜷斯坦1 9 9 3 年系统选育的 b a s m a ti3 7 0 或 对 其 进行 改良 t31 。 我 国ir, 年 来 通过 杂 交 、 辐 射、 系 统 选育 等 方 法 也 育 成了 不少香 稻品 种， 深受人们的 欢迎 。 如江苏 省农 业科学院 选育的 香x 14 8 6 1 6 , 产 量 可 达 6 3 7 5 k g lh m z ， 香 味极 浓 15 1 。 湖 南 益阳 金 盆 农 场 等 培 育的 早 香1 7 于 1 9 8 5 年 荣获全国 釉型 外观、 色泽、 食味评比 第一名1 6 ) 。 上海市农业科学院 作物育 种栽培 研究所应用软 x 射线 辐射诱变选育 的紫香糯8 6 1 、香 粳8 3 2 、中 香粳4 号等新品种， 己 大面积的 推广种植， 成为上海及邻近地区特种稻的当家品种， 湖南杂优中心培 育了我国第一个釉型香稻杂交稻组合“ 香优6 3 . ，于1 9 9 5 年1 月通过湖南省农作物 品种审定委员会的认定。 广西农业大学用培育的红米恢复系桂红粘配制了系列三 系袖型红香米杂交稻组合。 上海农学院 育成的 土农香 糯在上 海地区是一 个香稻系 统选育而 成的新品种 1 7 1 。 从8 0 年代至今生产上仍有种植， 特别是上农香糯八宝饭， 己 定为部 优产品， 产销量达干吨以 _ ! 附 。 1 . 1香气的成分 米香挥发 性成分主 要有 烃类、 芳烃类、 醛类、 酮类、 醋类、 酸类、 醇类、 烯 及烯醇类、杂环化合物等几大类物质。 绞野( 1 1 等 ( 1 9 7 1 ) 对 个品种 ( 包括 一 个香米品 种) 糙米的挥发性碳丛化合 物进行了分析。 结果显示， 在普通米中存庄着j l 种挥发性拨基化合物;加有香米 的 样品， 甲基一 一 酮含量显著增加。 林喜三郎等 川 检测出 七种挥发性碳酞类化合 物。 这些物质含量， 香米高于普 通米。 续荣治i i i) 也有同 样的 报道。 位于挥发 性硫磺化 合物， 脂肪酸等的 含员 ，香 米与普通米差异不明显。 y a j im a l l等 将 宫 城县 产 的 香 米以 普 j 1 米 为 代表 的白 米 分 别 作 饭 、 蒸 馏， 蒸 馏 液山乙醚抽出，浓缩后用气相色谱仪 ( g c) 和质潜分析仪 ( ms ) 测定，鉴定所 得约2 0 0 个峰值中的1 1 4 个， 结果表明香米的a - 毗咯烷酮及叫噪含员 均较普 通米 高， 还多 含一 种未 知 物 质。 b u tte ry 1 13 等 从“ 巴 斯 马 蒂” 筑 八 个 香 米 品 利 ，中 检 测出 2 一 乙 酞- 1 - 毗咯琳 ( 简 称 a p ) 浓度为0 . 0 4 - v 0 . 0 9 m 岁 k g( 几 白 米的含童) ，是普 通 米品 种的 儿倍 或数十 倍。 原8 1 1 4 1 等以同样方 法分析了.佰 知产的香米， 也 确认香 米 成分 为a p . 其 在 糙 米中 的 浓 度 约为1 5 0 0 ,fg / k g ， 极 显;y; i也 高j 几 b u tte ry 1 15 1; i -所 报 道的糙米的 1 0 0 / ig / k g 含量，并a . 发现糙米 中越接近种皮， 其含r ,. 对数增加。他 们还以另外的酿造用糙米中也发现了a p 的存在， 但其含墩只有香米的百分之儿。 顾建明 l 16 通过顶空吸附 法吸收香粳8 6 1 8 米饭重要香气成分，应用g c - m s 对 其进行分析。其分析结果表明主要成分 6 号峰与人工介成的 2 一 乙酞基毗咯琳 g c - m s 测定的质量碎片图相同。 此外 6 号峰的气味特征也 . “ ， 人_ l 合成的2 一 乙酞基 毗略琳一样有 爆玉米花香气。同 时还分 1 ) 1 了其质谱裂解1 r 论 1 , 1 人工 合成 解析 2 - 乙酞基毗咯琳可能裂解途径。 1 . 2香气成分在香米中存在形态 众所周知， 精米为除米糠层和胚之外的纯胚乳，主要为淀粉细胞所组成。 其 胞腔内 充满一定形状的 淀粉 颗粒，淀粉粒的间隙中填充价 蛋白 质类的 “ 框质” 据毛锦生 ， 旧 等的 研究表明，香米的香气成分既不主要 存在于胚乳细胞表层， 也不存在于淀粉细胞之中， 而主要存在 j 几 香米淀粉细胞的蛋自 质网络结构 i 几 。土 i s 形成也 与蛋白 质网 络结构有关。 香米饭中的 香气成分既为 香米中 本身所固有的香 气小分子物质所组成 ，又为蒸煮时不香的小分子物质经反应生成的芳香物质组 成。当蛋白质网络结构被破坏后，在蒸煮时未能找到具有香米所特有的清香，这 说明香米的 清香特征很可能与蛋白 质网 络结构上某些酶参与的 反应有关。 但毛锦 生没 有提出具体的酶， 再说 酶在煮 饭的过 程中作用的时间也不是很长， 而 且米饭 的香气是以饭熟时 最浓， 因而与酶的关系还有待进一步研究。 总之， 香米的香 气 是由多 种因素共同影响， 多种组分共同 作用所产生的。因 此，从静态 ( 调香的) 角 度来考虑香气的产生是不够完整的， 我们应该从动态角度来研究， 这包括香气 形成的动态性即反应型香 精和收 集香气组分的动态性即 s d e法。顾建明 if ) 等对 a p形成的前体进行研究表明，常温下玉米并无 a p 样香气，加热是 a p产生的条 件。 在玉米可 溶性低分子量 成分 提取液中含有大量的游离的l - 脯氨酸， 葡萄搪， 果糖， 把 卜脯氨酸与葡萄糖 ( 果糖) 加热便产生 a p ， 证实l - 脯氨酸与葡萄糖 ( 果 糖) 是a p 的前 体， ; 卜 推导出了 加热过积中 形成a p 的 途径。 但井没有证明出整个 反应过程的所有中间产物。 1 . 3香味产生的生化基础 香 味的 产 生可 能 与 某 些 酶 类的 活 性降 低 或缺 失 有 关 ， r c d d y 1. ( 1 9 8 7 ) 研 究发现，香与j 卜 香 品种杂交的所有 f , 拍株和无香的f , 植株在r r9 处有一条 酷 酶同工酶的谱带， 这 卜 是无香味亲木的特征潜带， 而有香味亲木这种酶的活性为 零。 他 们认为， 在有香味的f 2 植株和有香 味的亲本中， 由于r f 0 . 9 处的 一 种特异 性同工酶的缺失， 可能使 一 些醋类物积w.， 这些物质可能起着香味成分前体物的 作用。相反， 在无香味的亲木类型中， 这种特异性同工酶的存在导致这些特异性 酷类物质的降解， 使其不能用于 合成香 味化合 物。 s e k li a r lz 0 i 等 1 9 8 2 ) 对 1 0 个 有香味的和 2 个无香味的水稻品种的脂肪氧化酶活性的测定结果表明， 所有香稻 品种的此酶活性均低于无香味品种。 ， . 4香气贡献物质的收集“ ， 常用食品香料分离的方法有 萃取法 ( 固一 液萃取如索氏 抽提法、 液一 液萃取如 用d e a n s t a r 装置萃取) 、 超临界 液体萃取法 ( s f e 法) 、蒸气蒸馏法 ( 常压、 减 压) 、连续蒸馏萃取法 ( s d e 法) 、分子蒸馏法和顶空气体捕集法 ( h s v 法) 等， 根据其分离原理来划分，_ 述方法人致. 丁 分为两类。 第一类为根据香料在溶剂 ( 或吸附刘) 和食品之间的分配系数不同的原理来 分离。如萃取、超临界液体萃取法、吸附法。这类方法的优点为:1 ) 不必需要大 量的蒸 汽相的积累; 2 ) 快速省时; 3 ) 不必将检测出提取物浓度比转化为产品的实 际浓 度比 。 该类方 法缺点为: 1 ) 仅能收集到已 形成的 香味物质; 2 ) 食品复杂体系 干扰太大。 第二类为根据有关化合物与 界质的 挥发度不同的原理来分离( 即 从蒸 汽相分离) 如:蒸 汽蒸 馏法、 s u e 法、 分子蒸馏法和顶空气体捕集法 ( h s v 法) 。 这类 方法优点为: 1 ) 可简化体系、 排除非 挥发物的干 扰; 2 ) 可收 集完整的香味 物。 该方法的缺点为:1 ) 需大量的食品蒸汽相;2 ) 收集浓缩很费时; 3 ) 挥发物气相中 的 浓度比不同 于产品中的浓度低。 由此， if 见上 述二类方法各有利弊， 选择何种方 法取决于香 气的形 成过程及所研究的休系 性质。 在多 数研究中， 一般采用s d e 法、 柱吸附法、 顶空吸附法。 汤坚( 2 2 1 等同时采 用 s d e 法和t e n a x c c 柱吸附法收集香米香 气，其结果表明，s d e 法的结柒中缺 少小分子的组分，即使有几其含量也比 t e n a x g c吸阳法的结果低，而 c ， 以 卜 的 各类化合物都更丰富， 含量也高o s d e 法可以在样品中添加己知化合物作为内标， 可在较大程度上抵消提取香气、 浓缩、 色l 分析等条件的 变化而引 起的误 差， 比 较准确完成定录分析， i i 1 rva附法则因为操作条件苛刻易变只能用齐组分峰而积1 i 一化求得其相对含量，缺点是相对误差较大，重现性较差， 但无溶剂 几 扰，样品 用量少， 适用于形态各异的样nn n ，是研究易挥发香气组分最有效的方法。总之两 利 ， 力 法各有 利弊， 相互弥补刁 能比较全而地反映米饭吞 味的个貌。 1 . 5香气的鉴定法23 分析香 气、 一般先用g c 分离、 定量， 然后用m s 对分离出 来的各峰定 性 ( 确 认) 。但该方法由于仪器设备比较昂贵，且样品制备非常麻烦，即使能分离出香 气的 成分。 也难以获得各成分之间量的关系， 加之不能即时测定， 所以 对需要处 理许 多样品 材料的 育种工作者来说，在实用上有着诸f 的 不便。 鉴 此，能简便、即时地使香气的强 度数值化的仪器 相继被开发。如利用某 种金属氧化膜或生 物膜， 通过香气分子接触到膜以 后所产生的 膜电位微小变化来 反映香气浓度的仪器已得到应用。 其中，一 个以陶瓷板和半导体传感器为材料的 “ 气味传感器” ，对比较同种香气的强弱很有效;另一个山脂质双分子膜所组成 的“ 气味传感器” ，利用几种构造不同的 脂质膜，可以识 别不同种类的香气。另 外， 利用金属氧化物半导 体的 “ 便携式气味传感器”也己 面市。 日 本佐竹利彦等 ( 1 9 8 8 ) 12 4 借助于,j 门设备 通过测定米中的镁和钾的浓度来 确定米中的香味指数。这种设备有检测器、近红外光源、滤光器、信号处理器、 贮存单元和计算装置组成。 他 们认为， 这种稻米香味指数测定法准确、 简单、 快 速、比 感官鉴定法要来的可靠。 此法称为香 味指效 法。 除了 仪器以 外， 还可用嗅 觉来识别香米的香气。 通常有两 种方 法: 一 种是碱 法 就是把鲜叶浸入 1 . 7 %的氢氧化钾溶液中， 利用鲜叶所产生的香气，来间接判 断米粒香气的有无; 另一种是咀嚼 法 就是 将糙米的胚乳部分直接放入 = 1 中咀嚼， 根据咀嚼以后释放出 来的气体来辨别米粒是否有香气。 关于a p 的定量， 四国农业试验利用研究室 ( 1 9 9 2 ) 1 2 5 1 设计了 一种既 省时又 省样品的方法。 该方法的步骤是: 用粉碎机将香米样品粉碎一倒入乙 醉*得到乙 醇提取液、用0 . 4 和m的 薄滤纸 过滤、将过滤液直接作为 g c - ms 分析用的样品 进行测定。 另 外， v a i n g a n k a r2 6 等( 1 9 8 8 ) 将 多 种 米 用 水 蒸 汽 蒸 馏 ， 以 获 得 蒸 馏 液 的 碱 氧化值( a o v) 。 发现 a o v值与挥发性香气成分的多少成反比， 即香米品种a o v 值与普通米品种要低。 1 . 6香米加工过程对香气成分和含量的影响 香 米 在 加 工 过 程中 ，香 气的 变化 情 况 所 见 的 报 道 不 多 。 b u tt e r y 等 121 1 ( 1 9 8 3 ) 测 定 结 果 表 明， 香 稻 糙 米中2 一 乙 酞 基 - 1 - 毗 咯 琳 的 浓 度 比 精 米 中 高 得 多 。 t s u g i ta 等 1 2 8 1 ( 1 9 8 0 ) 评价了 稻谷碾磨程度对米饭香味的影响， 他们鉴定了出 米率为9 2 % , 8 5 % , 7 5 % , 5 0 % 的稻米煮成的米饭所包含的挥发性化合物 。 结果挥发性化合 物 的总含量以出米率为 9 2 %的大米为最高，并随着碾磨程度的提高而递减 。 s u g u n y a w o n g p o m c h a i 等 129 1研 究 表明 ， 不 同 的 干 燥 方 法 和 贮 藏 时 间 对 收 割 后 香 米 香气成分和碾米质量有很大的影响 。 应用低温 ( 3 0 0c - 4 0 0 c ) 热风干燥能够得 到 较高含量 的a p。 而高温 ( 7 0 0c) 热风干燥， 增加了己 烷类化合物和2 一 戊基 吠 喃等化学反应型风味物质 。 在相同的干燥温度下， a p 随着贮藏时间的增加而明 显的减少 。这对现代香米加工技术有一定的现实影响 .y . 义。 1 . 7环境因素对稻米香气的影响 环境条 件对稻米香气有很大的影响， 尤其是与上壤条 件关系密切 。 我国的一 些传 统香稻品种 “ 乡 土观念” 重， 如宋朝压相寇准， 巡视陕南时，曾 将香稻带回 长安种植，就种在现今西安市内的 “ 香米园”中，但香味消失，仅香米园的地名 还流传至今。 有人 将世代生长在山西太原悬翁山 晋祠的香稻 种， 引 到汾河西岸种 植， 结果香味尽失。 如再将这里收获的 种子重新在娘 家土地上播种， 又恢复了原 来的香味。 如湖南的 “ 江永香 米” ，产地只局限 于江永县源口 乡蒋家庵和石家庵 门口 的 1 . 6 7 h m ， 稻田，若引种到异地， 则香味全消， 且产量低。 河南息县香稻， 也只适应于在县 东项店， 项庄两个乡5 0 0 h m 内 生长 ， _ 若 离 别家乡， 则香味全部 消失。 为探明这一奥秘， 黄淑贞【 0 3 ( 1 9 9 0 ) 对该 香稻产地的土壤特性与稻米品 质的 关系进行了专门研究， 结果表明，香稻产地土壤的有机质、 全氮、 碱解氮、 全磷、 速效氮含量以 及铁、 锰、 铜、 锌等微量儿素含量均高于i 卜 产地， 其中 铁和锌的含 量分别达显著和极显著差异水平，香稻产地土壤和茎叶中的钢、 钦、 钻及土壤中 的 钒和镍含量也 较非产 地高， 悯. 钦元索可能是影响香稻香味形成的重要营养元 素。 孙树侠l , 1 3 等 ( 1 9 9 1 ) 也证实， 在全氮、 速效氮及 钟含量 较高的土 壤中， 香稻 的香味会更浓些，认为锌是水稻香味产生的必需夕 素之一。 环境温度不仅影响其它稻米品质性质，也会影响尹 。 味。 一般来讲， 在ii, ; % , 条 件下 成熟的稻谷 香味会减弱; 反之， 在 较低温 度下成熟。 香 味就 较浓。 此外， 在 高海拔地区栽培香味强， 在增加施肥量等高产栽培条件 下香味减弱: 收获晚香味 越弱;高温条件下干燥的稻谷香味会减弱。 1 . 8国外对香米米饭香气特征成分的研究 对香米米饭香气组成成分的研究是建立在普通米米饭挥发成分的研究基础 上 的。 早 在 1 9 6 4 年，日 本 学 者o b a ta 3 2 就己 开 始了 刘普 通 米 米 饭 挥发 成分 的 研 究。 迄今为 止， 这方面的 研究文章己 发表了 几十篇 3 3 - 5 3 1 。 研究方法多 采用顶空静 态吸附米饭挥发气体，经分离、浓缩后进 g c - ms分析。成分鉴定依据为 g c保 留 时间、 红 外光谱 数据与标准拨基化合物的比 较。 到目前为 止， 己 发现了2 0 0 多 种挥发成分。 1 9 7 5年 ， t s u z u k i54 研 究了 香 米与 普 通 米 在 糙 米、 1:.米、 米 饭 挥发 成 分 上 的 不同。此后，有关学者对香米米饭挥发成分进行了大, i 的研究。到目前为止，具 有 突 破 性 且 得到 大 多 数 学者 认 可 的 研 究 发 现 是19 8 2 年处 国 学者b u tte r y 15 5 1从 香 米 米饭挥发物中发现并鉴定出了一种重要的呈香物质:2 一 乙酞- 1 - 毗咯琳 ( 2 - a c e t y l - l - p y r r o l i n e . 简称a p ) . a p 的质荷比 为( 4 3 ( 1 0 0 ) , 4 1 ( 5 0 ) , 4 2 ( 2 4 ) , 6 9 ( 1 1 ) , 8 3 ( 1 1 ) , 6 8 ( 8 ) , 1 1 1 ( 5 ) , 5 5 ( 2 ) , 5 2 ( 0 . 9 ) , 5 4 ( 0 . 2 ) , 6 7 ( 0 . 2 ) ) , a p 的感官评价被形容为 类似爆玉米 花香气。 b a s m a t i 3 7 0等 1 0 种香 米的a p 含量 为0 .0 4 -0 .0 9 m g /k g ， 而 普 通 米 的a p 含 量 仅 为0 .0 0 8 m g / k g 或 更 少。 值 得 特 别 注 意 的是仅在香米米饭中 发现了a p ，而在生的香米中未有发现。 1 9 8 9 年b u tt e r y 和p o w e r 156 报导 了 b a s m a t i 3 7 0 和k h a o d a w k m a lil 0 5 ( j a s m in e 品种 ) 中 具有类似爆玉米花香 气， 在这两种米中均发 现并鉴定出了 a p . c h a r le s .e .l in 147 1采 用 b u tt e r y 方 法 对 美 冈 香 米中 具 有 代表 性的d e l ta 米 进 行了 分 析，类似爆玉米花香气物质被鉴定为a p , d e l l a 米饭约有3 0 0 n g a p / g 米 ( 干物 质) ， 而 非 香 型 米 一 l e m o n t 米 饭 中 的a p 含 量仅 为4 n g / g 米 ( 干 物 质) 。 山 泰国 进 口 美 国 的 两 种j a s m in e 香 米 中a p 的 含履 为7 7 3 ,u 叭g o v a ra p o r n l a k s a n a l a m a il5 71 利 用b u tt e r y 方 法 对 普 遍 食品 的 一 种 泰国 香 米( k h a o d a w k m a li( k d m l ) - 1 0 5 ) 进 行了 研究并对新米和陈米进行比 较i 5 8 1 并 鉴定了香米香 气关键成分为a p ， 在陈 米 中a p 的 含 量 很 低。 b u t te r y 和d e k im p e 159 1分 别t - 19 8 3 和1 9 9 3 t 报 道了 a p 的合成方法。 1 . 9香米开发利用的前景 我国香 米品 种配套， 商品粮较多， 且具有良 好的栽1 v t 技术及优越的生态 环境， 加上良好的机械加工条件， 因而完全可以参与 国际竞价。 开发利用香 米与 生产 - 般稻 米比较， 经济效益高。 目前， 国内 稻米市场香米的价格为 一般稻米价格的3 4 倍， 也比普通优质稻米价格高出2 倍左右 香米山1 . 营养丰富， 气味芳香，国 际市 场上也倍受欢迎。 香米除供主食外， 还有多种开发利用途径。 ( 1 ) 优良 米食添加剂。 香米具有独特的香味， 因in 可广泛用作米食 添加剂。 湖南省的四个优质香米品 种之一 紫香糯香味极浓， 只要在 普通大米中掺入 6 % 的 紫香 糯，米饭柔软可口，且 具有 极强的香味。普通优质米中掺入 1 0 % - 2 0 % 的相 同 粒形香米， 不仅外观品质无差异， 而比 这种混合米可开发出紫香糯稀饭、 紫香 粽子、 紫香烧麦、八宝香饭等米食新品 种 e m ( 2 ) 多用途的工业原料。香 米酿制的米酒醉香可口， 倍受欢迎。用 . .fi t 香 1 7 酿制的 “ 中国香稻酒” 于 1 9 8 8 年荣获首届中国食品博览会金奖i fi l紫香糯 米酒 不仅 具有天然的紫红色，使米酒外观美观，而且可作药用。 ( 3 )大米增香剂的开发。为了改善大米尤其是陈米的气味，大米增香的研 究先后被原国家科 委列为“ 八五” 、 “ 九五” 重大科技公关项目。 虽然 近二十 年来 也取得了很 大的进 展， 但一 种高 效、 安 全、 能全真模拟天然香 米生香过程的大米 增香剂还有待于从香米样香气成分的化学结构、 生产的前体、 形成的过程和释放 机理等方面进行全面的研究。 2 研究目的和意义 大米是人类的主要 粮食之一，据联合国粮农组织统计，2 0 0 0年世界 大米消 费己 达到4 . 0 7 8 亿吨， 贸 易量达到 1 7 1 1 .6 万吨。 香米虽然产量仅占 其中的很 小部 分， 但由 于其特殊风味i f : 日 益受到人们尤其是东方人的欢 迎。 而且香米价 值可 观， 其价格比普通大米约高出 6 0 0美元/ 吨。 其商业潜力巨 大，越来 越多的国家 对香 米品种的培育工作日 益重 视，泰国 培育了j a s m i n 。 品种、巴 基斯坦 有 b a s m a t i 品 种、澳大利亚有 g o o l a r a h 和 y r f 9 品种、美国培育了 d e l t a 香米品种。研究人员 6 2 1 一般把香米气味分为 露兜树 香型、 紫罗 兰型、 茉莉花型、 葛芭笋型、 山 核桃型、 巴 斯马蒂型、 烤面包型、 香锅巴型和 爆 r 米花 香型。 g o o l a r a h . y r f 9 和j a s m i n e 品种香米属露 兜树香 型， g o o l a r a h 最为典 n j . b a s m a t i 和d e l l a 品利 ， 香米属爆玉 米花香型，b a s m a t i 最为典型。香米区别厂1 卜 香米的1 几 要气味成分是2 一 乙酞- 1 - 毗 咯琳 ( 2 - a c e t y l - 1 - p y r r o l i n e简称a p ) , i f七 外香 米中 u 11 ir、 苯基乙 醉、 a - e 七 1的 含 量也l 匕 非香米高 6 3 1 。 然而就研究方法来讲， 总体 卜 研究方 法不系统， 不同香 米的 香气成分差异和香 型研究不够深入、 全而。 虽然国内 近些年来也开 展了 这方面的 工作， 但重点是香米的遗传规律以及环境条件对香米香气的影响， 对香气的 辨别 仍 采 用 感 官 区分 ， 而 对 香 米 香 气 成 分 的 研 究甚 少 6 4 1山r 毛 细 管 气 相 色 谱 和 气 相 色谱一 质谱联机等先进分离和鉴定技术的发展，已在食. ni m 风味 化学成分的研究中 广泛应用，近 2 0多年来，食品挥发性风味成分研究的进展十分迅速，本研究以 我国主要香稻品种为研究对象， 应用现代仪器分析研究香稻香味成分的分析方法 及含量，弄清我国主要香稻品种的香气化学成分、香气类型和香米加工过程中香 气的变化规律， 为香稻的遗传育种和栽培条件的影响提供分析方法， 为现代香米 加工提供技术指导， 并为进一步深入研究香稻香气的前提物质及其影响因素打下 基础，弥补我国在这方面的空白。 实验材料与主要药品、仪器 1实验材料 金健泰香米金健桃花香米天然 香米 一道米机米二道米机米一道地光米 色选米成品米( 以上由金健米业提供) 花明 一品香 ( 市售)陈香 米( 花明一品香 ) 谷糙分离米 二道抛光米 净糙米 筛选米 2主要实验仪器 s d e装置 热水恒温水浴锅( 上海医疗器械三厂) 美的 豪华自 动电饭煲 ( 广东美的电 饭煲制造有限公 司) c e冷却 水器( m a d e i n d e m a r k ) 托盘天平及石 去 码 h p - 5 8 9 0 - 5 9 7 1 g c / ms联用机 微量 进样器 ( i o u 1 ) f 2 m m毛细管 移液管( l m l ) 国产 s p - 2 0 0 0 a型气相色谱仪 ( 山东鲁南瑞虹化 l _ 仪x ;it 有限公司$ 11 造 ) l m- 1 1 氢气发生器 ( 山东省化工研究院，山东岛津分析仪器技术服务中心联合制 造) 旋转蒸发仪( 瑞士e l - 1 3 1 b u c h i ) 多功能微处理仪 小型碧谷机 小型碾米机 天平:感量o . o l g