《食品科学》：西北农林科技大学杜双奎教授等：不同类型黄米品种理化特性与加工特性

随着我国慢性疾病发病率逐年上升以及公众健康消费意识的增强，糜子（

Panicum miliaceum

淀粉是黄米的主要化学组成成分，根据直链淀粉含量的差异，黄米通常被分为粳性黄米和糯性黄米，但还有一些品种的直链淀粉含量介于两者之间，目前部分学者将其称为中间型黄米。黄米品种、直链淀粉含量和结构的差异会影响其理化和品质特性，从而影响其加工特性。

西北农林科技大学食品科学与工程学院的李馨怡、范雨婷、杜双奎*等以13 种不同品种的粳性、中间型和糯性黄米为材料，对其基本组分、结构特性、糊化特性、质构特性、蒸煮特性和香气特性进行分析，比较不同类型黄米理化特性与加工特性的差异，旨在揭示不同品种黄米的结构特性与加工特性之间的关系，为黄米作为全谷物食品原料的加工利用提供理论依据。

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1 基本组分

1.1 淀粉

淀粉是黄米的主要组成成分，影响黄米的营养价值、食用品质和加工特性。3 种不同类型黄米间的淀粉含量没有明显差异，平均淀粉质量分数为72.10%，中间型黄米的淀粉质量分数（74.41%）稍高于粳性黄米（70.62%）和糯性黄米（72.19%）（表1），与赵宁（73.91%）和Yang Qinghua（75.90%）等报道的结果相近。不同黄米品种间的淀粉含量存在显著差异，粳性黄米中会宁黄糜子的淀粉质量分数最低（63.04%），榆糜2号的淀粉质量分数最高（78.71%）；中间型黄米中伊JM-28的淀粉质量分数最低（72.40%），伊JM-26的淀粉质量分数最高（76.67%）；糯性黄米中清水河黑黍子的淀粉质量分数最低（70.08%），N1005-1-3-1的淀粉质量分数最高（76.29%）。13 种黄米的淀粉含量变异系数仅为5.89%，表明不同黄米间的淀粉含量较为稳定。

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1.2 直链淀粉

直链淀粉影响黄米的食味品质，是评价黄米品质的重要指标。3 种不同类型黄米之间的直链淀粉含量差异明显，其变异系数高达57.95%。粳性黄米的平均直链淀粉质量分数最高（23.82%），中间型黄米次之（22.00%），糯性黄米最低（4.83%）。这与Yang Qinghua和Li Kehu等的研究结果一致。李冬梅等研究发现直链淀粉含量显著影响黄米的糊化特性、蒸煮特性以及黄米饭的质构特性，这与直链淀粉的结构、性质有关。

1.3 蛋白质

蛋白质是黄米中的第二大类贮藏物质，不同黄米品种间的蛋白质含量存在明显差异，平均蛋白质量分数为12.98%。粳性黄米、中间型黄米和糯性黄米的平均蛋白质量分数分别为13.24%、11.45%和13.64%，糯性黄米的蛋白质含量高于粳性黄米和中间型黄米。蛋白质含量的差异与糜子品种、生长条件有关。Hou Siyu等研究发现蛋白质含量较高的品种具有较高的必需氨基酸指数，能够提供更高的营养价值。

1.4 脂肪

不同黄米品种间的脂肪含量差异明显，平均脂肪质量分数为3.22%，糯性黄米（3.29%）的平均脂肪质量分数高于中间型黄米（3.16%）和粳性黄米（3.19%），这与赵宁等的报道结果一致。脂肪含量对米饭的香气具有重要的影响，在蒸煮过程中，脂质会被分解为醇类、醛类、酸类和酮类等挥发性化合物，从而产生独特的香气。Guo Jie等研究表明，大米食味品质与脂肪含量之间存在正相关关系，较高的脂肪含量有助于改善大米的外观品质和食味品质，提高大米的适口性。

2 结晶特性

如图1所示，不同品种黄米粉均在2

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3 短程有序结构

短程有序结构是指直链淀粉分子和支链淀粉分子的短链或侧链形成的双螺旋结构，通常使用傅里叶变换红外光谱仪对淀粉的短程有序结构进行表征。如图3所示，不同品种黄米粉具有相似的红外图谱。3 600～3 200 cm-1区域内的吸收峰与—OH的伸缩振动有关，表明存在水合作用结构。2 900 cm-1左右处的吸收峰是由淀粉回生引起的C—H伸缩振动峰，糯性黄米粉在2 900 cm-1附近的吸收峰强度明显低于中间型黄米粉和粳性黄米粉，这一结果与直链淀粉分子有关，直链淀粉分子容易形成稳定的回生结构。1 045 cm-1和1 022 cm-1处的吸收峰与淀粉中的结晶区和无定形区有关，通常用

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4 糊化特性

黄米粉的糊化特性与食品的外观、加工以及食用品质密切相关。淀粉是黄米粉的主要组成成分，糊化特性的本质是淀粉颗粒在受热后吸水膨胀，进而发生物理化学变化，分子间氢键断裂，结晶区域被破坏，形成黏稠的糊状物。由表3可知，不同品种黄米粉的起糊温度、峰值黏度、最终黏度、破损值以及回生值均存在明显差异，变异系数分别为4.66%、26.58%、45.00%、54.81%和63.28%。粳性黄米粉的起糊温度、峰值黏度、最终黏度、破损值以及回生值均高于中间型黄米粉和糯性黄米粉，糯性黄米粉的各糊化特征值最低，这与Yang Qinghua等的报道结果一致。黄米粉的峰值黏度、最终黏度、破损值和回生值低于Chang Lei等报道的黄米淀粉，这与测定体系中淀粉浓度低有关，也可能是由于黄米粉中蛋白质、脂质等非淀粉成分限制了淀粉的膨胀、糊化。粳性黄米粉的起糊温度高于中间型黄米和糯性黄米，表明粳性黄米在蒸煮时需要更高的温度，而糯性黄米则更容易糊化。峰值黏度反映了黄米粉中淀粉颗粒的吸水能力和溶胀程度，糯性黄米的峰值黏度低，一方面可能是因为蛋白质和脂类会与淀粉发生相互作用，从而阻碍淀粉的膨胀和糊化，降低其膨胀力、吸水性和黏性；另一方面可能与黄米粉中的

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5 质构特性

凝胶的质构特性对评价米糕、年糕等制品品质具有重要的意义。在淀粉糊化后冷却的过程中，直链淀粉和支链淀粉分子重新纠缠和聚集，通过氢键和范德华力形成三维网状结构，使其凝胶具有一定的硬度和弹性。如表4所示，3 种不同类型黄米粉的凝胶质构特性差异明显。粳性黄米粉凝胶具有更高的硬度、胶着性和咀嚼性，糯性黄米粉凝胶具有更高的弹性、内聚性和回复性，中间型黄米粉凝胶的质构特性介于两者之间。表明粳性黄米粉凝胶的口感偏硬，内部致密，但比较耐咀嚼；糯性黄米粉凝胶的口感偏软，富有黏弹性，这可能与黄米粉中淀粉、蛋白质、脂肪等组分的含量、结构及其之间的相互作用有关。

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如图2所示，黄米凝胶的硬度（

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6 蒸煮特性

蒸煮特性是评价黄米品质的重要指标之一。由表5可知，不同品种黄米的蒸煮特性存在明显差异。蒸煮后，粳性黄米表现出较高的加热吸水率、体积膨胀率和碘蓝值，而糯性黄米则表现出较高的溶出率和米汤pH值，中间型黄米的蒸煮特性参数介于两者之间。这些差异可能与淀粉、直链淀粉和蛋白质含量的不同密切相关。粳性黄米具有较高的加热吸水率和体积膨胀率，适宜制作颗粒分明、质地紧实的米饭；而糯性黄米由于其较高的溶出率，更适合用于加工黏稠柔软的粥类食品。

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由图2可知，黄米的直链淀粉含量与加热吸水率（

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7 香气特性

谷物籽粒在蒸煮过程中，糖类、氨基酸和脂肪酸等物质通过美拉德反应、脂质氧化以及热降解等过程参与其香气的形成，从而产生醛类、酯类、酮类和杂环化合物等多种挥发性化合物。为研究不同品种黄米饭的香气特征，利用GC-MS对13 种不同类型、不同品种黄米饭的挥发性物质组成及相对含量进行分析。由图4可知，不同品种黄米饭中共检测到73 种挥发性物质，其中醇类化合物16 种、醛类化合物17 种、酮类化合物7 种、酯类化合物12 种、呋喃类化合物3 种、醚类化合物1 种、萜烯类化合物6 种、其他类11 种。不同类型黄米饭的挥发性物质组成存在差异，粳性黄米、中间型黄米和糯性黄米饭中分别鉴定出43、44 种和51 种挥发性物质。糯性黄米饭的挥发性物质种类最多，表明其在香气特性方面具有优势。这一方面可能与直链淀粉、蛋白质和脂肪含量有关；另一方面可能是由于粳性黄米饭具有致密的网络结构，进而影响了挥发性物质的释放。

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黄米饭的主要挥发性物质是醛类、醇类、酯类和酮类。醛类具有相对较低的气味阈值，对黄米饭的整体风味贡献较大。由表6可知，不同品种黄米饭的醛类化合物相对含量远高于其他几类化合物的相对含量，表明醛类化合物在黄米饭风味形成中起主导作用。这些醛类化合物主要来源于油酸、亚油酸和其他不饱和脂肪酸的氧化分解，低浓度的醛类赋予米饭花香、果香和甜味，而高浓度的醛类则导致异味。糯性黄米饭中的醛类化合物的种类高于粳性黄米饭，其中戊醛、己醛和壬醛在所有黄米饭样品中均被检测到，而(E)-2-庚烯醛、苯甲醛、反-2-辛烯醛、反式-2-壬烯醛以及反式-2,4-癸二烯醛只在糯性黄米饭中检测到。醇类化合物由醛类化合物进一步分解形成，是不饱和脂肪酸氧化分解的次生产物。不同品种黄米饭中共鉴定出16 种醇类化合物，饱和醇具有相对较高的气味阈值，1-辛烯-3-醇是一种不饱和醇，气味阈值较低，在所有黄米饭中均被检测到，具有蘑菇的香气。愈创醇仅在伊JM-26黄米饭中检测到，具有烟熏或类似黑米的香气。酯类化合物是由脂肪酸和醇之间通过酯化反应形成，不同品种黄米饭中的酯类主要是戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯，赋予黄米饭果香。酮类化合物主要来源于脂质的降解，通常具有果香和奶油味。不同品种黄米饭中检测到了2-庚酮、2-辛酮和丙酮等。呋喃类化合物主要来源于脂质氧化和美拉德反应，气味阈值相对较低，不同品种黄米饭中的呋喃类化合物主要是3-甲基呋喃和2-戊基呋喃，2-戊基呋喃赋予黄米饭果香和豆香，但在较高浓度下会产生豆腥味。2-乙基呋喃仅在榆糜2号黄米饭中检测到，是生栗子中的独特香气成分，赋予米饭焦糖的香气。不同品种黄米饭中的萜烯类和醚类化合物含量较低，气味阈值相对较高，对黄米饭的整体风味贡献较为有限。所有黄米饭中均可检测到的萜烯类化合物是香叶基丙酮，而苯乙烯、右旋萜二烯和石竹烯等化合物仅在部分品种中被检测到，这些化合物为黄米饭提供木香和柑橘香。

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结 论

不同品种粳性黄米、中间型黄米和糯性黄米在基本组分、理化特性和加工特性方面存在显著差异。其中直链淀粉含量差异较大，变异系数为57.95%；糯性黄米的相对结晶度和短程有序度最高，中间型黄米次之，粳性黄米的相对结晶度和短程有序度最低。粳性黄米粉的糊化特征值均高于中间型黄米粉和糯性黄米粉，粳性黄米粉凝胶具有高硬度、胶着性和咀嚼性，糯性黄米粉凝胶具有高弹性、内聚性和回复性，粳性黄米适合制作口感紧实的食品，而糯性黄米更适合制作口感软糯的食品。在蒸煮过程中，粳性黄米表现出高吸水性和膨胀性，而糯性黄米则表现出高溶出率和米汤pH值。SPME-GC-MS结果显示，在粳性、中间型和糯性黄米中分别鉴定出43、44 种和51 种挥发性物质。相关性分析结果表明，黄米直链淀粉含量的差异是影响其结构特性和加工特性的关键因素，淀粉相对结晶度和短程有序度对黄米加工特性也有重要影响。本研究有助于了解粳性、中间型和糯性黄米间的差异以及结构特性与加工特性之间的关系。

本文《不同类型黄米品种理化特性与加工特性》来源于《食品科学》2025年46卷第20期66-74页，作者：李馨怡，范雨婷，姚 洋，张萍萍，李思林，杜双奎。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250304-024。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑：甘冬娜 ；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。