Introduction

大米为世界上一半的人口提供能量和营养物质。熟米的感官质量是决定消费者对大米品种的接受程度和市场价格的主要属性，它受到多种因素的影响，包括蛋白质、脂类、直链淀粉/支链淀粉比例、煮熟的米粒颜色和烹饪方法。淀粉是大米胚乳的主要成分，在米粒中占比高达90%左右（干质量）。煮熟的白米在胃肠道内迅速消化成葡萄糖，从人类健康的角度来看是不可取的：它对预防和维持糖尿病、肥胖症和结肠直肠癌是有害的。虽然高直链大米消化速度慢，但使用电饭煲等普通烹调方法时，会导致口感较差，因此高直链淀粉米并不被大多数消费者所接受。目前，由有经验的小组成员进行感官评价是预测消费者喜好的最佳方法。然而，这耗时、昂贵、费力，需要严格的实验方案，并且对重现性的要求非常谨慎。此外，感官偏好会随着文化差异而变化。如果能够证明仪器方法与感官评价数据具有可靠和稳健的相关性，那么仪器方法就具有优势。根据报道，通过质地剖面分析（TPA）测量的多种食品的数据（主要是弹力和凝聚力）与专业小组成员的结果具有统计学上的显著相关性。也有研究发现，熟米的质地参数与感官评价结果有显著的相关性。

TPA的熟米质地测量除了耗时，还受制于所选米粒和温度控制的变化，因此需要大量的重复测量。需要更快速、稳定、可靠的方法来预测感官评价结果。煮熟的米粒和米粉的性能主要受大米淀粉结构特征的控制。这表明，米粉适当的理化性质，包括通过快速黏性分析（RVA）测定的糊化性质和通过差示扫描量热法（DSC）测定的胶凝作用，也可能与熟米感官性质显著相关。例如，已发现RVA峰值黏度和分解黏度与熟米硬度呈显著负相关。据报道，缩回黏度（SBV）与质地属性呈正相关或负相关。此外，RVA参数也被发现与整体接受度高度相关。专家组成员更倾向于最终黏度（FV）和缩回黏度较低的大米。有报道称，使用流变仪动态频率扫描得出的米粉稠度系数(K*)可用于表示熟米硬度，而tan δ可用于表示黏性。在普遍接受的大米感官属性（黏性、粗糙度、硬度、凝聚力、牙包、干度和吞咽后残留在口中的大米）中，硬度是决定总体偏好的最重要因素。

本文作者扬州大学农业与农产品安全国际合作联合实验室的Keyu Tao、Rovert G. Gillbert等，旨在研究熟米的哪些属性与定量描述性分析有密切相关性。与以往的研究不同的是，这里使用的大米样品具有广泛的直链淀粉含量范围。

Results

感官特性与仪器数据之间的相关性

米粉的胶凝性能与专家组成员或TPA测量的感官属性之间没有显著的相关性。然而，已经观察到焓值和储存后熟面条的硬度之间存在正相关，这可能是由于淀粉回生造成的。米粉糊化性能已被广泛用于预测熟米的质地性能，然而，在使用RVA测量的米粉糊化性能中，唯一具有显著相关性的是分解黏度和所有感官属性之间的关系。具体来说，分解黏度与黏性、凝聚力、牙包以及成员偏好均显著正相关，但与硬度、粗糙度、干度和残米呈负相关。需要注意的是，在本研究调查的大米品种中，偏好研究是分开进行的，以获得定性的适应症。然而，据报道，SVB与质地属性呈正相关或负相关，而分解黏度仅与硬度相关。这种差异可能是由于所选样品造成的。本研究选择的大米中直链淀粉含量范围比以前研究的范围更广。

膨胀力与感官属性之间的相关性与分解黏度与感官属性之间的相关性相似。本研究发现，除偏好外，专业小组成员测得的所有质地属性（硬度、黏性、凝聚力、牙包、干度、粗糙度、残米）均与膨胀力显著相关。这说明米粉的膨胀力也可以用来预测熟米的质地属性。

黏性和硬度是两个最重要的质地属性。如图1所示，TPA测得的黏性与小组成员评分的黏性之间存在显著的正相关关系（相关系数0.85），而TPA测得的硬度与感官硬度也存在显著的正相关关系（相关系数0.87）。这说明TPA的仪器测量可以反映人在熟米质地测试中的感知。

图1.感官小组判断和通过TPA测量黏性之间的相关性。

为了研究熟米的质地属性和米粉的功能属性，采用主成分分析（PCA）。由于DSC测得的胶凝特性与任何熟米质地属性之间没有统计学意义上的相关性，PCA双图只包括糊化特性、TPA质地结果和膨胀力，如图2所示。两个主成分共解释了88.86%的变异，其中第一主成分1（PC1）和第二主成分2（PC2）分别解释了45.39%和43.47%的变异。TPA测得的熟米硬度在PC1的左上方，说明硬度与黏性、膨胀力和分解黏度显著负相关，而黏性和分解黏度均在PC1的右下方。硬度矢量与SVB矢量之间的角度最大，接近180°，说明硬度与SVB呈现较强的负相关关系。这说明，SVB可以作为熟米硬度的良好（负）预测指标。据报道，与其他大米的质地特征相比，TPA的硬度与韩国小组成员确定的熟米食用质量表现出最强的（负）相关性。在对中国小组成员进行调查时，也看到了类似的相关性，这表明硬度是主要的米饭食用品质。这表明分解黏度确实可以用来预测熟米的食用品质。

图2.仪器测定结果的PCA。

黏性、膨胀力和SVB之间呈正相关关系。如图2所示，在这3 个参数中，膨胀力和黏性在PCA图中几乎相互重合。这进一步支持了通过测量本地米粉的膨胀力来预测熟米黏性的推论。

Conclusion

本文研究了利用米粉的理化特性和仪器方法(TPA、RVA和DSC)与小组成员测量的熟米感官特性的相关性，所用样品的直链淀粉含量范围很广。研究发现，米粉的膨胀力和分解黏度都可以用来预测熟米的质地特性，特别是最重要的感官属性—黏性和硬度。破碎黏度也是大米偏好的（正向）预测指标。由于偏好取决于文化，如果选择不同的民族和种族群体，结果可能会改变。这对于直链淀粉含量不同的大米尤为重要，因为直链淀粉含量一般与较慢的消化率有关(在营养学上是有利的)。要找到既能被消费者接受，又具有营养优势的品种，感官数据是必不可少的。

Abstract

Investigating cooked rice textural properties by instrumental measurements

Keyu Tao, Wenwen Yu, Sangeeta Prakash, Robert G. Gilbert

Foods wherein the starch is slowly digested contribute to good health by reducing the tendency to, and for the maintenance of, diabetes, obesity and colo-rectal cancers. While foods with high amylose content have this desirable property, they usually do not have high sensory appeal and consumers are reluctant to eat them. While sensory evaluation by trained human panelists is the best way to obtain consumer preferences, these tests are expensive, time-consuming and require considerable effort and care. Instrumental measurements are easier, cheaper and invaluable for screening, but only useful if they correlate with human data for the type of food being considered. Here, we test this using cooked rice with a wide range of amylose contents. Functional properties were correlated against quantitative descriptive panelist analysis. Swelling power and breakdown viscosity correlated with all panelist sensory attributes, but no other correlations with gelatinization properties were observed. There was a strong correlation between hardness and stickiness measured by texture profile analysis (TPA) and by panelists, suggesting that TPA can be used to measure hardness and stickiness of cooked rice. We also showed that breakdown viscosity is a reliable instrumental means to provide indicative measurements of hardness and rice preference, and swelling power is a predictor of rice stickiness.

该文章《 Investigating cooked rice textural properties by instrumental measurements 》于《 Food Science and Human Wellness 》2020年6月出版。点击下方 阅读原文即可查看摘要原文。

为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社在成功召开“2019年动物源食品科学与人类健康国际研讨会（宁波）”的基础上，将与青海大学农牧学院于2020年10月22-23日在西宁共同举办“2020年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。研讨会将就肉、水产、禽蛋、乳制品等动物源食品科学基础研究、现代化加工技术，贮藏、保鲜及运输，质量安全与检测技术，营养及风味成分分析，副产物综合利用，法律、法规及发展政策等方面的重大理论研究展开深入探讨，交流和借鉴国外经验，为广大食品科研工作者和生产者提供新的思路，指明发展方向。