大米是亚太地区重要的粮食作物,在人们的饮食结构中占有重要地位。米饭中的挥发性物质组成复杂,主要包括醛类、酚类及杂环化合物等[1]。大米蛋白中的氨基酸与还原糖在高温下发生美拉德反应产生芳香族化合物,例如2-乙酰基-1-吡咯啉,赋予米饭特有的爆米花般香气[2],与游离氨基酸共同决定米饭滋味特征[3]。在风味评价领域,电子鼻系统凭借其快速筛查优势,结合GC-MS技术的精准定量能力,构建了从挥发性物质指纹图谱分析到特征组分的完整检测链条[4]。米饭制备工艺主要包含浸泡吸水、升温加热、沸腾、沥水、蒸制和保温等环节。不同设备的核心技术差异主要体现在对这些阶段的精准调控方面[5]。
随着米饭制备设备的升级和创新,有关制备方式和制备工艺对米饭品质的影响研究也在不断深入。同一来源的大米经过不同的制备方式制得的米饭食用品质不同。连续米水接触(continuous rice-water contact,CRWC)如常压煮制、高压煮制、蒸制(米浸在水里)和微波加热等,在制备过程中米与水连续接触对米饭的结构造成严重破坏。ZHU等[6]研究发现50、60、70 ℃浸泡的大米内部中存在部分细微裂纹,30 ℃和40 ℃浸泡的大米腹侧和背侧有明显裂纹;结晶变化显示高于60 ℃浸泡可能会破坏部分结晶结构。因此,采用50 ℃进行浸泡米饭的均匀性最好且不会破坏结晶结构。与CRWC法制备米饭过程不同的是,SYAFUTRI等[7]通过对比3种米饭制备方式发现先煮后蒸方法即米水比1∶1.5(g∶g)煮5 min,加热搅拌使水被米吸收,后隔水蒸5 min,以此方法制备的米饭质地较好。THUENGTUNG等[8]通过10 ℃,米水比1∶4.5(g∶g)浸泡19 h后沥干再隔水蒸的方式制备有色米饭并与微波制备方式对比,发现前者米饭酚类降解程度适中同时米饭的结构更加致密。上述2种方式制备的米饭结构致密,但过程较为繁琐,且未探究米饭气味品质方面内容。
早在新石器时代,我国就有甗、甑和鼎等陶制炊器[9]。古代甑通过“煮后沥水蒸”的加工技术制备米饭,其保留米粒完整性的特点为现代非连续米水接触(noncontinuous rice-water contact, NRWC)制备方式提供了设计灵感。电饭甑较古代甑具有高度自动化,可一键操作,实现对米饭的非连续补水的特点,弥补了古代甑的不足。米饭的挥发性风味物质是决定其感官品质的核心因素,直接影响消费者选择。传统CRWC工艺因米水持续接触,易导致淀粉过度糊化和风味物质溶出流失。目前关于NRWC工艺对米饭挥发性物质的系统研究较少,其通过分段调控米水接触优化风味的机制尚未明确。因此,本文基于电子鼻与气质联用仪器,研究NRWC工艺对米饭挥发性风味物质的影响,丰富米饭加工理论体系,以期为促进NRWC工艺制备高品质米饭的发展以满足不同人群需求提供技术指导。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
粳米[淮稻5号,水分含量(13.67±0.02)%,淀粉含量(85.88±0.62)%(干基),蛋白质含量(8.34±0.14)%(干基)],江苏射阳春秋米业有限公司;葡萄糖氧化酶/过氧化物酶试剂盒,爱尔兰Megazyme公司;18种氨基酸标准品(纯度≥98%),美国Sigma公司;其他化学试剂(均为分析纯),国药集团化学试剂有限公司。
XT-5020T1电饭甑,杭州向田科技有限公司;CFXB20FC17-35电饭锅,浙江绍兴苏泊尔家居用品有限公司;Heracles 2型电子鼻,法国Alpha MOS公司;8890-5977B气质联用仪,美国安捷伦科技公司;S433D全自动氨基酸分析仪,德国Sykam公司。
1.2 实验方法
1.2.1 米饭样品制备
使用NRWC和CRWC方法制备米饭样品。NRWC工艺加工设备为电饭甑;CRWC工艺加工设备为家用电饭煲,加工过程参考ZHU等[5]的方法并稍作修改。使用多路温度测定仪测定米饭制备过程中温度的变化。将热电偶插入米饭中心2～3 cm的位置,记录各时刻的温度。2种方法的温度曲线及工艺流程如图1所示。
图1 NRWC及CRWC法制备米饭温度曲线
Fig.1 Temperature profiles of cooked rice prepared by NRWC and CRWC methods
NRWC工艺:称取300.0 g淮稻5号,使用饮用水淘洗3次,每次搅拌20次。沥干水分后,置于电饭甑的上层。随后称取2 040 g饮用水置于电饭甑的下层,运行已设定的程序。NRWC工艺主要分为6个过程:1)50 ℃浸泡20 min(米水接触);2)初滤,利用重力使上层水流入下层;3)初蒸,升温至100 ℃第一次蒸总计20 min(米水分离);4)不同煮制时间,100 ℃分别煮制10、55、110、185、230 s(利用泵的开关控制米水接触,根据煮制时间依次定义为NRWC1～NRWC5);5)终滤;6)终蒸,100 ℃第二次蒸10 min(米水分离)。总计用时52～55 min。煮制时间(10～230 s)的确定,是基于预实验中对吸水率及质构的测定结果,旨在实现米饭的部分糊化,并保持米饭结构的完整性。以浸泡时间、沥水步骤和蒸制时间为固定参数,煮沸时间(10～230 s)为变量,研究NRWC工艺对米饭结构与食用品质的影响。
CRWC工艺:称取300.0 g淮稻5号,淘洗步骤与NRWC工艺一致,以米水比1∶1.4(质量比)添加水量,运行电饭锅煮饭功能,总计用时40 min。将CRWC米饭样品作为对照样品。
1.2.2 米饭营养成分的测定
大米及米饭样品的水分与蛋白质分别按照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》及GB 5009.5—2025《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中凯氏定氮法测定。总淀粉含量按照葡萄糖试剂盒法测定。
1.2.3 游离氨基酸含量的测定
参考许高昕等[10]的方法并略作改动。米饭样品冷冻干燥后过100目筛,称取1.0 g粉末加入10 mL 80%(体积分数)乙醇超声60 min,过滤后10 000 r/min离心30 min,取上清液使用全自动氨基酸分析仪测定。
1.2.4 米汤营养成分的测定
NRWC工艺米汤干物质含量:如图1所示,收集电饭甑下层“初滤”和“终滤”过程的滤液即为米汤,冷冻干燥后得到米汤干物质,用于后续成分分析。CRWC工艺因米水持续接触无沥滤步骤,故无米汤收集。
采用双缩脲法(bicinchoninic acid assay, BCA)测定米汤干物质中蛋白质含量。标曲的制作:1 mg/mL的标准液取0、1、2、4、8、12、16、20 μL,加入去离子水使得总体积为20 μL。各加200 μL的BCA工作液37 ℃孵育30 min,在562 nm处测定吸光值。取10 mg冷冻干燥后的米汤样品加入1 mL去离子水,混匀,10 000 r/min离心5 min。取20 μL溶液进行后续测定,计算获得米汤中蛋白质含量。
1.2.5 挥发性物质测定
根据王逸欢等[11]的描述,采用电子鼻配备2个不同极性的毛细管柱(MTX-5和MXT-1701)及火焰电离检测器(flame ionization detector, FID)检测米饭中香气物质,快速称取4.0 g米饭样品于20 mL顶空瓶中,仪器参数为:孵育温度60 ℃,孵育时间30 min,进样量为5 000 μL,进样器温度200 ℃,进样速度125 μL/s,通过主成分分析(principal component analysis, PCA)区分样品风味差异。
采用GC-MS检测米饭中挥发性物质:称取6.0 g新鲜煮好的米饭放入20 mL顶空瓶中。随后使用固相微萃取纤维在60 ℃吸附挥发性物质25 min。气相色谱条件:温度梯度为40 ℃维持3 min,10 ℃/min升温至230 ℃,维持6 min。采用DB-WAX毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)载气流量(He)1.0 mL/min,不分流进样。质谱条件:传输线温度为250 ℃,离子源温度200 ℃,EI离子源:扫描范围为33～450 amu。使用Chroma-TOF软件分析实验数据,同时与NIST质谱库和Wiley质谱库相匹配进行定性,采用峰面积归一化法计算各物质相对含量。
1.3 数据分析
除电子鼻检测样品设置7次平行外,其余实验均一式3份进行,结果以“平均值±标准差”形式表示。采用SPSS 26.0软件进行单因素ANOVA分析和Duncan多重极差检验,显著性水平为5%。
2 结果与分析
2.1 非连续米水接触法对米饭营养品质的影响
2.1.1 米饭中的营养成分
水分含量是米饭的重要指标,影响米饭的质地。如表1所示,NRWC1～NRWC4米饭的水分含量(45.06%～58.05%)低于CRWC米饭(60.29%)(P<0.05)。正如SYAFUTRI等[7]所报道,制备方法显著影响米饭的水分含量。NRWC1～NRWC5米饭的水分含量逐渐增加,这一现象表明,NRWC工艺煮制阶段,大米与沸水的接触时间是影响米饭含水量的关键因素。由表1可知,NRWC米饭和CRWC米饭的总淀粉含量无显著性差异,煮制时间和制备方式对其影响较小。NRWC组蛋白质含量较CRWC组高,这一现象可能与NRWC米饭中淀粉部分流入米汤中有关。
表1 不同制备方式米饭的基本组成成分 单位:%
Table 1 Basic composition of cooked rice prepared by different cooking methods
基本成分CRWCNRWC1NRWC2NRWC3NRWC4NRWC5水分60.29±1.38a45.06±0.64f51.31±0.00e54.29±0.33d58.05±0.68bc59.30±0.57ab蛋白质7.50±0.02b7.87±0.09a7.80±0.05a7.86±0.08a7.83±0.06a7.76±0.04a总淀粉92.00±1.62a90.92±2.45a90.66±1.16a91.72±0.73a89.91±2.19a90.05±1.37a
注：蛋白质及总淀粉含量为干基,同一行中不同小写字母的样本均值差异显著(P<0.05)。
米饭中的游离氨基酸主要存在于胚乳中,是米饭重要的营养指标之一,也是米饭滋味的重要来源,部分氨基酸参与到美拉德反应中,产生独特的风味。氨基酸本身具有促进胰岛素分泌,作用于消化和神经系统等生理功能,游离态氨基酸更易被机体所利用。如表2所示,游离氨基酸总量在CRWC组(84.93 mg/100 g)显著高于NRWC组(65.35～68.70 mg/100 g),这可能由于CRWC工艺中米与水持续接触,导致米饭裂纹较多,孔隙较大,增加了米粒中游离氨基酸的浸出,此结果与王鹏跃[12]一致,游离氨基酸含量高时,米饭的组织结构破坏增加。风味氨基酸主要分为鲜、甜和苦三类,鲜味氨基酸(Asp与Glu)是米饭中含量丰富的游离氨基酸,构成米饭的滋味基底,其含量差异直接影响产品的适口性评分。CRWC米饭鲜味氨基酸为44.08 mg/100 g高于NRWC米饭(39.47～40.54 mg/100 g)。苦味氨基酸包括缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸和精氨酸[13]。苦味氨基酸的相对丰度降低可能改善米饭的后味体验。NRWC米饭苦味氨基酸含量8.31～10.02 mg/100 g低于CRWC米饭(12.42 mg/100 g)。NRWC米饭色氨酸含量(4.77～5.26 mg/100 g)高于CRWC米饭(4.58 mg/100 g),作为神经递质5-羟色胺的前体,色氨酸与中枢神经系统功能有关[14],其吲哚衍生物可能参与美拉德反应生成吡嗪类香气物质,这为后续风味形成机理研究提供方向。甜味氨基酸包括苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸。CRWC米饭甜味氨基酸的相对含量为17.74 mg/100 g,高于NRWC米饭(7.96～10.43 mg/100 g)。与赵卿宇等[15]的研究不一致,本文发现鲜味氨基酸含量最高,苦味氨基酸与甜味氨基酸在不同米饭中有高有低。由此可见,游离氨基酸的含量可为米饭的食味品质提供参考依据。
表2 不同制备方式米饭中游离氨基酸含量 单位:mg/100 g
Table 2 Free amino acid content in cooked rice prepared by different cooking methods
氨基酸缩写游离氨基酸含量CRWCNRWC1NRWC2NRWC3NRWC4NRWC5天冬酰胺Asp26.04±0.01a24.68±0.07b24.06±0.12b24.26±0.39b24.78±0.09b24.50±0.25b谷氨酸Glu18.04±0.11a15.85±0.04b15.58±0.00bc15.21±0.28cd15.36±0.11bcd15.06±0.13d丝氨酸Ser5.06±0.11a2.97±0.06b2.83±0.06b3.12±0.52b3.39±0.08b2.91±0.47b组氨酸His5.20±0.07a4.88±0.02a3.58±0.63b4.52±0.37ab4.67±0.21ab4.17±0.11ab甘氨酸Gly2.82±0.02a1.55±0.04c1.75±0.04b1.68±0.00bc1.67±0.05bc1.74±0.07b苏氨酸Thr2.76±0.03a2.12±0.12b1.84±0.06c1.79±0.11c2.14±0.01b2.00±0.02bc精氨酸Arg0.61±0.05ab0.63±0.09a0.46±0.08bc0.39±0.11c0.55±0.06abc0.44±0.07c丙氨酸Ala6.23±0.35a1.54±0.19c2.69±0.12b3.05±0.09b3.16±0.26b2.45±0.44bc酪氨酸Tyr2.00±0.52a1.76±0.13ab1.44±0.03bc1.38±0.24bc1.18±0.17c1.48±0.01bc半胱氨酸Cys-s0.22±0.03ab0.31±0.08a0.17±0.03ab0.18±0.05ab0.20±0.02ab0.13±0.02b缬氨酸Val1.26±0.08a0.84±0.08a0.63±0.01a0.71±0.02a0.77±0.09a0.99±0.39a甲硫氨酸Met3.08±0.14a1.69±0.10b1.83±0.08b1.77±0.07b1.92±0.05b1.50±0.42b色氨酸Trp4.58±0.01a5.18±0.04a5.26±0.46a5.13±0.16a5.15±0.17a4.77±0.05a苯丙氨酸Phe1.24±0.02a0.64±0.05b0.82±0.01ab0.43±0.25b0.79±0.00ab0.54±0.23b异亮氨酸Ile0.57±0.07a0.40±0.04a0.44±0.00a0.38±0.05a0.31±0.02a0.39±0.14a亮氨酸Leu0.73±0.06a0.48±0.03ab0.49±0.32ab0.32±0.15b0.40±0.00ab0.41±0.13ab赖氨酸Lys0.81±0.17a0.39±0.03b0.45±0.07b0.44±0.01b0.53±0.08ab0.40±0.06b脯氨酸Pro3.69±0.34a1.33±0.06b1.09±0.08b1.23±0.20b1.75±0.09b1.45±0.23b总计84.93±1.69a67.25±0.14bc65.41±0.23c65.99±1.13c68.70±0.04b65.35±1.37c
注：同一列中不同小写字母的样本均值差异显著(P<0.05)(下同)。
2.1.2 米汤中的营养成分
如表3所示,米汤干物质中蛋白质占大米蛋白质总量的0.66%～0.82%,说明NRWC工艺制备米饭过程中蛋白质的溶出量较少;在煮制10～230 s条件下,NRWC5渗出的蛋白质含量更高,原因可能是蛋白质集中于米粒的表面,易被水冲刷入米汤中,同时米与水接触时间增加,减弱对大米籽粒结构强度的维持能力,导致内部蛋白质渗出增加。
表3 NRWC工艺米汤中的营养成分
Table 3 Nutrients in rice soup from the NRWC process
组别米汤中干物质含量/(g/300 g)米汤干物质中淀粉含量/%米汤干物质中蛋白质的含量/g米汤干物质中蛋白质占大米蛋白质/%NRWC11.31±0.14d72.80±0.92d0.17±0.01b0.66±0.02bNRWC21.95±0.22bc79.18±0.59c0.19±0.00a0.77±0.01aNRWC32.20±0.55b85.52±0.36b0.17±0.00b0.66±0.01bNRWC43.71±1.07a86.61±0.60ab0.20±0.01a0.82±0.02aNRWC54.23±0.99a88.36±0.94a0.20±0.01a0.81±0.03a
2.2 不同制备方式米饭的风味物质
2.2.1 基于电子鼻技术对不同制备方式米饭品质差异分析
电子鼻技术作为非破坏性香气分析手段,目前已被广泛应用于食品的新鲜度、分类和掺假鉴定领域[16]。图2清晰揭示了不同制备方式米饭在横坐标上实现了制备方式的区分。其中,NRWC1～NRWC4米饭均在横轴的正半轴,NRWC1～NRWC4米饭之间香气差异较小。CRWC与NRWC5米饭在横轴的负半轴,说明CRWC和NRWC1～NRWC4米饭的香味存在明显的区别。
图2 不同制备方式米饭电子鼻的PCA
Fig.2 PCA score plot of electronic nose for cooked rice prepared by different cooking methods
2.2.2 不同制备方式米饭香气特征分析
前期研究[17]中发现CRWC和NRWC3～NRWC5米饭的食味值无显著性差异且高于NRWC1～NRWC2米饭。总体而言,NRWC3～NRWC5米饭的食用品质较好,具有较高的口感价值。为进一步研究不同制备方式米饭的香气特征,利用GC-MS对6种米饭样品的香气化合物成分及相对含量进行分析鉴定。由表4可知,共检测到20种香气成分,其中醛类7种、杂环类3种、烃类1种、酮类2种、酸类2种、酯类3种、酚类2种。
表4 不同制备方式米饭中的挥发性风味物质 单位:%
Table 4 Volatile aroma compounds in cooked rice prepared by different cooking methods
名称CRWCNRWC1NRWC2NRWC3NRWC4NRWC5醛类正己醛14.69±1.45a11.79±1.26abc10.70±0.75bc10.49±2.86c11.83±0.45abc13.74±1.27ab正辛醛2.00±0.08bnd2.85±0.55ab2.96±0.51ab3.71±1.03a3.53±0.77a反-2-庚醛1.20±0.13a0.83±0.01bc0.90±0.08bc0.73±0.14c0.97±0.08bnd正壬醛11.76±0.44c15.00±0.86bc17.39±2.37b14.16±1.65bc21.82±2.48a17.87±3.26abE-2-辛烯醛0.27±0.03e0.51±0.01cd0.57±0.02c0.45±0d0.97±0.07a0.81±0.12b癸醛7.04±0.78d13.27±1.86a10.10±0.69c12.63±0.94ab12.48±1.46ab10.79±0.69bc苯甲醛2.59±0.25ab2.76±0.51a2.53±0.18ab1.88±0.40b2.23±0.17ab2.13±0.43ab杂环类2-戊基呋喃6.43±0.55b4.27±0.37c6.26±0.69b6.44±0.74b7.02±0.65b10.58±0.93a2-乙酰吡咯0.58±0.21andndndndnd2,3-二氢苯并呋喃7.78±0.54b8.09±0.76ab8.51±0.46ab7.59±1.04b9.18±0.44a8.12±0.29ab烃类正十六烷0.36±0.03c0.68±0.14ab0.50±0.03bc0.58±0.16abc0.53±0.16abc0.74±0.03a酮类甲基庚烯酮1.28±0.04c1.67±0.44bc1.29±0.25c2.95±0.47a2.13±0.40b1.70±0.45bc香叶基丙酮1.78±0.21bc1.23±0.01d1.32±0.09d2.78±0.44a2.00±0.03b1.49±0.14cd酸类冰醋酸0.85±0.10b2.89±1.36a0.84±0.21b0.82±0.13b0.58±0.15b0.44±0.13b正壬酸0.40±0.07b0.48±0.03b0.47±0.19b0.41±0.01b0.88±0.41a0.28±0.02b酯类己二酸二异丙酯1.36±0.13bnd1.63±0.01b1.68±0.37b1.42±0.01b2.37±0.01a己二酸二丁酯1.38±0.19ab1.60±0.46a0.98±0.21bc0.68±0.01cndnd水杨酸异辛酯3.06±0.46a2.61±0.05b1.28±0.19c0.45±0.01d0.31±0.01d0.29±0.01d酚类苯酚0.20±0.08ab0.15±0.05b0.22±0.02ab0.37±0.16a0.30±0.10ab0.23±0.04ab2-甲氧基-4-乙烯基苯酚0.77±0.06ab0.89±0.23a0.66±0.01abc0.61±0.11bc0.65±0.03bc0.52±0.09c
注：nd表示未检测到物质。同一行中不同小写字母的样本均值差异显著(P<0.05)(下同)。
目前从米饭中已鉴定出300多种挥发性化合物,包括醛、酮、酸、酯、醇、烃和杂环化合物[18]。醛类通常被描述为具有“青香、草香、脂肪和柑橘”香气,杂环类通常被描述为具有“青香、焦香”香气,酯类通常被描述为具有“甜香、果香、脂肪”香气[19]。如表5所示,NRWC1～NRWC5米饭中醛类占比最大(43.31%～54.00%),是主要风味载体,随煮制时间呈抛物线趋势,NRWC4到达峰值。这与ZENG等[20]研究45种米饭挥发性风味物质,发现醛类主导米饭香气的结论一致。正己醛赋予米饭独特的绿色、青草和果香风味[1]。CRWC米饭与NRWC1、NRWC4～NRWC5米饭正己醛含量上无显著性差异。正辛醛具有脂肪香气[21]、反-2-庚醛为青草香。正壬醛具有果香和花香风味被视为各种大米品种的主要气味物质[22]。NRWC4正壬醛含量较CRWC提升85.54%,该物质特有的香气可能赋予米饭更丰富的感官体验。(E)-2-辛烯醛(绿色、脂肪、坚果的风味)[23]与癸醛(橙味芳香)在NRWC米饭中的积累量显著高于CRWC米饭(P<0.05)。苯甲醛呈现甘草味和坚果味香气。
表5 不同制备方式米饭的挥发性风味物质相对含量 单位:%
Table 5 Relative content of volatile aroma compounds in cooked rice prepared by different cooking methods
类别CRWCNRWC1NRWC2NRWC3NRWC4NRWC5醛类39.55±2.57d44.16±1.67c45.03±2.31bc43.31±1.30cd54.00±2.69a48.88±1.34b杂环类14.79±1.06bc12.36±0.92c14.78±0.94bc14.02±1.46bc16.19±0.89ab18.69±1.00a烃类0.36±0.03c0.68±0.14ab0.50±0.03bc0.58±0.16abc0.53±0.16abc0.74±0.03a酮类3.06±0.20bc2.90±0.36c2.61±0.28c5.73±0.74a4.13±0.35b3.19±0.48bc酸类1.25±0.14b3.37±0.70a1.31±0.32b1.23±0.10b1.46±0.46b0.71±0.12b酯类5.80±0.64a4.21±0.42b3.89±0.33b2.81±0.30c1.73±0.02d2.67±0.35c酚类0.97±0.12a1.04±0.23a0.89±0.02a0.98±0.23a0.96±0.11a0.75±0.12a
杂环类物质对米饭香气有重要影响,2-戊基呋喃是大米中鉴定出的最重要的呋喃化合物,它赋予大米花香、果香、坚果和焦糖般的香气[22],在NRWC1～NRWC5米饭中随着煮制时间的增加呈现增加的趋势,表明NRWC1～NRWC5米饭香气存在不同。2-乙酰吡咯(霉味和坚果味)[22]只在CRWC米饭中检出。
酯类使米饭的风味更加饱满,赋予米饭水果香味。如己二酸二异丙酯和己二酸二丁酯具有果香味,水杨酸异辛酯略带芳香。烃类、酮类、酸类、酚类含量较低。酮类赋予米饭甜味和果味花香味,如甲基庚烯酮具有柑橘香气,香叶基丙酮具有木兰花风味[18]。壬酸散发类似乳品的香气[24]。苯酚和4-乙烯基-2-甲氧基苯酚具有烟熏风味[24]。综上所述,NRWC1～NRWC5米饭挥发性物质组成含量跨度较大,对米饭整体香气贡献不同。
3 结论
本研究系统揭示了NRWC工艺对米饭挥发性风味物质及营养品质的调控作用。NRWC法通过浸泡、初滤、初蒸、分段煮制、终滤、终蒸6个步骤的调控,改变了米粒与水的作用模式。营养方面,NRWC米饭蛋白质保留率更高,但游离氨基酸总量低于CRWC米饭。与CRWC工艺中米粒持续接触水相比,NRWC通过分段控制煮制阶段米水接触时间(10～230 s)减少了醛类物质溶出,50 ℃浸泡促进米粒内部水分均匀分布,初蒸阶段的适度加热为美拉德反应提供条件,其中NRWC4样品正壬醛含量较CRWC提升85.54%;杂环类物质(如2-戊基呋喃)随煮制时间延长而累积,表明NRWC工艺可定向调控关键风味物质的生成。NRWC工艺的核心优势在于其自动化设计与精准时序调控能力,通过非连续补水策略减少米粒结构破坏,提升香气物质生成效率,同时兼顾蛋白质保留。然而,需进一步优化工艺参数以平衡营养流失与风味增强的矛盾。NRWC工艺通过精准控制非连续米水接触时间优化米饭香气特征为新型米饭加工设备的开发及风味定向调控提供了理论依据,具有实际应用潜力。
[1] HU X Q, LU L, GUO Z L, et al.Volatile compounds, affecting factors and evaluation methods for rice aroma:A review[J].Trends in Food Science &Technology, 2020, 97:136-146.
[2] ZHANG D H, CAI Y P, LAO F, et al.Protein structural properties, proteomics and flavor characterization analysis of rice during cooking[J].Food Chemistry, 2025, 465:142101.
[3] SULEMAN R, WANG Z Y, AADIL R M, et al.Effect of cooking on the nutritive quality, sensory properties and safety of lamb meat:Current challenges and future prospects[J].Meat Science, 2020, 167:108172.
[4] YE G D, GUAN L N, ZHANG M, et al.Analysis of key differential aroma compounds in thirty Japonica rice cultivars from Northeast China by integrating GC-O-MS, OAV, and chemometrics[J].Journal of Food Composition and Analysis, 2025, 140:107201.
[5] ZHU L, BI S L, WU G C, et al.Comparative analysis of the texture and physicochemical properties of cooked rice based on adjustable rice cooker[J].LWT, 2020, 130:109650.
[6] ZHU L, WU G C, CHENG L L, et al.Effect of soaking and cooking on structure formation of cooked rice through thermal properties, dynamic viscoelasticity, and enzyme activity[J].Food Chemistry, 2019, 289:616-624.
[7] SYAFUTRI M I, PRATAMA F, SYAIFUL F, et al.Effects of varieties and cooking methods on physical and chemical characteristics of cooked rice[J].Rice Science, 2016, 23(5):282-286.
[8] THUENGTUNG S, OGAWA Y.Comparative study of conventional steam cooking and microwave cooking on cooked pigmented rice texture and their phenolic antioxidant[J].Food Science &Nutrition, 2020, 8(2):965-972.
[9] LYU N N, YAN L, WANG T, et al.Characterization of pottery foodcrusts through lipid and proteomic analyses:A case study from the Xiawan site in Yixing city, East China[J].Journal of Archaeological Science, 2024, 161:105902.
[10] 许高昕. 蛋白酶在无锅具米饭生产工艺中的应用[D].无锡:江南大学, 2024.XU G X.Application of protease in steam type rice production process[D].Wuxi:Jiangnan University, 2024.
[11] 王逸欢, 夏书芹, 张晓鸣, 等.电饭煲吸水阶段浸泡参数对陈粳米饭气味改良作用的影响[J].食品与发酵工业, 2021, 47(24):156-163.WANG Y H, XIA S Q, ZHANG X M, et al.Effect of soaking parameters in water absorption stage of electric cooker on odor improvement of aged japonica rice[J].Food and Fermentation Industries, 2021, 47(24):156-163.
[12] 王鹏跃. 稻米蛋白质及组成对其蒸煮食味品质影响的研究[D].杭州:浙江工商大学, 2016.WANG P Y.Study on influence of rice protein and its composition on rice cooking and eating quality[D].Hangzhou:Zhejiang Gongshang University, 2016.
[13] LIOE H N, APRIYANTONO A, TAKARA K, et al.Umami taste enhancement of MSG/NaCl mixtures by subthreshold L-α-aromatic amino acids[J].Journal of Food Science, 2005, 70(7):S401-S405.
[14] 王铮. 矿物离子结合对牛乳α-乳白蛋白结构和消化性的影响[D].无锡:江南大学, 2024.WANG Z.Effect of mineral ions binding on structure and digestibility of bovine α-lactalbumin[D].Wuxi:Jiangnan University, 2024.
[15] 赵卿宇, 胡锦蓉, 沈群.四种大米味感品质研究[J].中国粮油学报, 2019, 34(4):17-23.ZHAO Q Y, HU J R, SHEN Q, et al.Taste quality of four kinds of rice[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 2019, 34(4):17-23.
[16] LOUTFI A, CORADESCHI S, MANI G K, et al.Electronic noses for food quality:A review[J].Journal of Food Engineering, 2015, 144:103-111.
[17] LI Y F, WANG M Y, TIAN Z L, et al.Effect of noncontinuous rice-water contact cooking method on the structure and starch digestibility of cooked rice[J].Journal of Cereal Science, 2025, 123:104164.
[18] XU D P, HONG Y, GU Z B, et al.Effect of high pressure steam on the eating quality of cooked rice[J].LWT, 2019, 104:100-108.
[19] YANG D S, SHEWFELT R L, LEE K S, et al.Comparison of odor-active compounds from six distinctly different rice flavor types[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2008, 56(8):2780-2787.
[20] ZENG Z, ZHANG H, CHEN J Y, et al.Direct extraction of volatiles of rice during cooking using solid-phase microextraction[J].Cereal Chemistry, 2007, 84(5):423-427.
[21] LIYANAARACHCHI G D, KOTTEARACHCHI N S, SAMARASEKERA R.Volatile profiles of traditional aromatic rice varieties in Sri Lanka[J].Journal of the National Science Foundation of Sri Lanka, 2014, 42(1):87.
[22] HINGE V R, PATIL H B, NADAF A B.Aroma volatile analyses and 2AP characterization at various developmental stages in Basmati and Non-Basmati scented rice (Oryza sativa L.) cultivars[J].Rice, 2016, 9(1):38.
[23] MATHURE S V, JAWALI N, THENGANE R J, et al.Comparative quantitative analysis of headspace volatiles and their association with BADH2 marker in non-basmati scented, basmati and non-scented rice (Oryza sativa L.) cultivars of India[J].Food Chemistry, 2014, 142:383-391.
[24] SETYANINGSIH W, MAJCHRZAK T, DYMERSKI T, et al.Key-marker volatile compounds in aromatic rice (Oryza sativa) grains:An HS-SPME extraction method combined with GC×GC-TOFMS[J].Molecules, 2019, 24(22):4180.