真空干燥条件对稻米食味品质影响的研究

1、真空干燥条件对稻米食味品质的影响研究*徐泽敏1吴文福2尹丽妍21. 长春大学生物科技学院，长春130022 2.吉林大学生物与农业工程学院，长春130022摘要通过食味仪测量糙米理化指标数据，借鉴粘米模塑，利用系数重估得出糙米主要成分与食味值的关系式。采用二次正 交旋转组合设讣方案，在控制干燥时间至稻谷含水率达15%左右的基础上，建立了糙米食味值的数学模熨。研究表明，干 燥温度、初始含水率和真空度是影响稻米真空干燥食味品质的3个重要因素,对食味值的影响次序为干燥温度、初始含水率、 真空度，且前二者与食味值呈负相关，后者与z呈正和关。关键词：稻谷真空干燥食味品质食味值中图分类号：s226. 6s

2、tudy on vacuum drying conditions influcing brown r ice taste qua iityxu zemin1 wu wenfu2 yin liyan21. college of biological science and technology changchun university changchun 130022 china2. college of biological and agricultural engineering jilin university changchun 130022 chinaabstractsets up t

3、he correlation between brown fice main compositions (protein, amylose, moisture, fatacid) and taste value by parameter estimation. according to experimental data of taste analyzer, white rice model uses for reference a mathematical model for the brown rice taste value was built using quadratic rotar

4、y unitized design to help evaluate the rice taste quality and develop the vacuum drier, base on the paddy moisture fall to 15 percent stopping drying the research results show that drying temperature, original moisture, and vacuum degree are in their significance order from the first to the third th

5、ree key factors affecting the taste value during paddy vacuum drying the taste value is negatively related to the two former and is positively related to the latterkey words: rice vacuum drying taste quality taste value引言收获后的水稻含水率较高，达20%左右，必须及时 干慄，否则易引起发霉变质和食味品质下降等。稻谷 是热敏性物质，淀粉含量窩，对干燥过程比较敏感， 需要在低温45

6、°c以下进行不然稻谷在干燥过程中 容易出现爆腰、食味下降等品质劣化现象。爆腰的稻 谷作为种子已丧失了生命力。作为食川水稻，在碾米 时很容易被碾碎，使整米率严重下降，直接影响大米 的市场价值。真空于燥町在较低的温度下实施，冇利 于保证稻谷的干燥品质。并且，在真空条件下，稻谷 的汽化温度降低，可节约能源损耗。稻谷真空干燥的 实验研究少冇报道。木文研究真空干燥的丁艺条件对 稻米食味品质的影响，客观准确地评价和分析干燥后 稻米食味品质变化规律，以期为合理干燥工艺及选择 合理的干燥参数提供依据。食味是稻米品质的重要评价指标。当前常用的测 定方法是采川专家模糊评判，这种方法受个人主观因 素、试验

7、条件的影响较大,其结果缺乏通用性。因此, 对稻米食味的测定需要用标准仪器。我国对食味品质 的分析评测刚刚起步，探索了近红外技术及人工科能 神经网络等许多方法评测稻米的品质“句，但目前还没 有研制出成型的评定仪器。日本对稻睿食味品质的研 究走在前沿，制造了多种分析稻米食味、口味品质的 分析检测仪器。食味值是反映稻米食味好坏程度的指 标，可用食味仪测量得到。该指标越人，食味越好，其最 人值为100%。食味仪是日本学者根据神经模糊原理, 通过建立稻米的理化指标含暈（直链淀粉、蛋白质、水 分和脂肪酸）与食味关系，研制的稻米食味测量仪器®。 釆用近红外线分析法正确地分析决定大米味道的主要 因素

8、，并以上述分析数据和应用模糊理论测量出的官 能值为基础，川人脑神经网情报处理系统破析出的食 品味道测量公式來判断食味值。1稻米食味分析及1本实验釆用新型米粒食味计（rcta11a,日木佐 竹公司），把不同真空干燥条件下干燥的稻谷（吉粳 91号，公主岭收购），经奔谷机（cls.j lg 1型, 成都粮食储藏科序研究所）脱壳后用食味仪测其食味 值，方法如下：用电子夭平称300g糙米颗粒，宜接倒入 食味计测试盒里，然后放入食味计屮测试，约lmin, 计算机屏幕显示出食味值。每个样品测试3次,计算机 自动取平均值。结果如表1。表1糙米的理化指标和食味值tablel physicochemical in

9、dexes and taste values of brown rice实验序号含水率/%直链淀粉含量/%蛋白质含量/%脂肪酸值/%食味值/%113- 8019.27.515.277214.8020.38.915.265313. 7019.27.514.877414.7019.9& 314. 170514. 5019.37.71476615. 0019.27.514.278714. 50208.516, 168815. 0020. 1& 714.467915.3019.88.515711014. 7020. 1& 614681114. 7020.79.415.36112

10、14. 3020.4915.8641314.0019.37.614.8771414. 5019.47.915.2741512. 7020.48.816.4651614.3019. 17.415. 172171019.67.71973借鉴郑先哲的精米食味值模型，通过系数重估 法得出食味值与糙米的直链淀粉、蛋口质、脂肪酸含 量及含水率的关系式为t= a p°-5（15 + |15-iv|）oo2foj式中t糙米食味值，%a糙米直链淀粉含量，%p糙米蛋白质含量，%w糙米含水率，f糙米脂肪酸含量，%直链淀粉含量与莫特性关系到米饭的黏度与食味, 直链淀粉含暈与米饭硬度正和关,与黏度负相关。干燥

11、 过程屮，稻谷屮« -淀粉酶和p -淀粉酶活性随原始水 分和谷温升髙变大，如果长时间髙温干燥使支链淀粉 含量卞降而宜链淀粉含量升高，导致大米的可溶性变 差，硬度増加，口感变劣，食味下降。蛋口质含量对大米的食味有显著影响，蛋口质含 量高的稻米,米饭的硕度大，黏度小,食味值下降。脂肪含量直接影响到米饭的适口性、滋味、光泽 和气味等，因而对食味品质有巫要影响。初始含水率越 高的稻谷，干燥时其脂肪受脂解酶作用而分解。随干燥 时温度升高，这种分解作用越人。脂肪分解产生游离脂 肪酸，脂肪酸又进一步氧化分解成为醛基化合物。因此, 高温干燥后稻米因脂肪酸含量增加而易于陈化，与食 味负相关。稻谷的安全

12、含水率是14. 5%,其含水率与食味值正 相关。当含水率为14%16%时,米饭的换度、黏度和 附看性最介适，食味最好，干燥厉稻米食味下降，也有 含水率过低的原因，并且高含水率稻米的米饭比低含 水率的香味浓度高。2真空干燥条件对糙米食味值的影响2. 1稻谷真空干燥模型在降水实验的基础上，将刚收获的经口然晾干 稻种（吉粳91号）调质处理后，配成含水率一定的样品 备用。干燥时，将样品200g放入真空干燥箱里（zk 82a型真空干燥箱,2xe-2型旋片真空泵）进行干燥, 每隔20min测一次重量立至含水率达15%左右时停止 干燥，取出样品白然冷却后，放在密闭塑料袋中保存， 每个样品做两个平行样。将稻谷

13、样品用著谷机脱壳后 制成糙米，以备食味分析使用。表2试验因素水平编码表table 2 factors and levels of testing水平初始含水率z/%真空度ze/mpa干燥温度z/c180. 033519. 620. 038370220. 0540124. 380. 06243r260. 0745本实验采川二次旋转组合设计方案，以食味值作为试验指标，对三因素五水平试验设计进行无量纲线 性编码代换。水平编码表见表2。实验方案及结果见 表3,表中&x3为z】z2的编码值，y为食味值实验 值，y，为预测值。表3二次回归正交旋转实验方案及结果table 3 test scheme

14、 and its results in quadratic rotarydesign实验序号x1x2x$y/%y /%1-1-1-177782-1-1170673-11-178784-111716951-1t767361-116871711-17776811167679-r00717310r006870110-r06769120r071711300-r77781400r6164150006866160006766170006566180006566190006466200007066210006866220006466230006866对表3的数据进行处理，用sas软件求出凹归方 程各i人1子

15、系数，通过对各因子系数和冋归方程的显著 性检验可建立如下的二次冋归数学模型采用降维法选取一个因素固定于零水平，求余卞 两个因素的交互作川，分别作图可以直观地分析各因 子间的互作效应。用mat lab软件得出曲面图。干燥总度409图1初始含水量与真空度交互作用图fig.l the interplay of moisture(zi) and vacuum degree(z2) 图1反映了在干燥温度保持40°c不变的情况下， 稻谷初始含水量与真空度的互作效应。在一定的真空 度下,食味值随初始含水最的增高而逐渐降低,但变化 幅度不大。这说明烘干时间过长对稻谷的食味品质有 影响。若初始含水量恒

16、定，随看真空度的提高，食味 值逐渐増加，说明在真空条件下，水的汽化温度降低, 有利于稻谷的干燥与储藏。8580757065500 07y = 66.477 - 0.955西 + 0-639x2 -4.313七一 0.25兀勺_()5兀兀3 一 0.25兀2可+ 1.+1.626兀 2?+1.626兀 j3530初姥含水率22%编码转换为:y = 510.316-ll.l 86石一 601.4()3° 13.72 k3一 8.75 牡2 一 °°69z 忆3 一6$75窗3+0.318 才 + 11221.324疔 + 0.177z32(2)用sas软件进行方差统计

17、分析，回归结果显著，并 且拟合的很好，可认为是最优方程，该方程可川于描 述各因素对糙米食味值的影响规律。2.2试验因子间交互作用分析图2真空度与干燥温度交互作用图fig.2 the interplay of vacuum degree(z2) andtemperature(z3)图2反映了稻睿初始含水最为22%的惜况下，干燥 温度与真空度的互作效应。在一定的真空度下，干燥 温度越高，食味值越低，且变化幅度很大。这说明干燥 温度对稻谷的食味品质影响显著，稻谷烘干时温度不 宜过高。若干燥温度恒定，随着真空度的提高，食味值略有增加。图3初始含水量与干燥温度交互作用图fig.3 the interpl

18、ay of moisture (zj) and temperature (z3)图3反映了在真空度保持在0. obmpa不变的情况 下，稻谷初始含水率与干燥温度的互作效应。在干燥 温度较低、低丁零水平时，随着初始含水率提高，食 味值变化不显著。当干燥温度高于零水平时，随着初 始含水率提高，食味値冇所下降°这说明干燥温度高 于40°c时，初始含水率对食味值作用明显。若初始含 水率恒定，随着干燥温度的升高，食味值逐渐下降， h下降幅度较人。此说明干燥温度对稻谷的食味品质 影响最显著。2. 3模型方程的验证实验值与从方程(2)得出的预测值比较见表3 , 可以看出，实验值与预测值的

19、一致性较好，最大相对 偏差为4. 5%,因此该方程及所选因数可用来描述水稻 真空干燥的食味品质。3结论(1) 得出了糙米的主要成分(直链淀粉、蛋门质、 水分和脂肪酸)的含量与食味值的关系式，可计算稻米 的食味值，对英食味进行客观评价。(2) 采用二次旋转正交组介设计试验方法，建立 稻谷真空干燥的食味品质与初始含水率、真空度、干 燥温度三水平之间的条件优化数学模型。3个因素对 食味值作用的相对大小依次为：干燥温度、初始倉水 率、真空度。食味值与干燥温度、初始含水率负相关, 与真空度正相关。(3) 稻谷干燥温度对其食味品质影响显著，稻谷干 燥温度不宜过高，否则食味品质下降严重。真空度对食 味值影响

20、较小。因此，在干燥机设计时，不必追求过 高的真空度。参考文献：1郑先哲，赵学笃.稻米食味值测定及干燥品质研究j. 农业机械学报,2000, 31(4): 5457.zheng xiazhao xucdu, calculation of taste value and study on drying qua!ity of ricej transactions of the csam, 2000, 31 (4) :5457.2 cnossen a g, jimenez m j, siebenmorgen t j rice fissuring response to high drying and

21、tempering temperaturesj. journal of food engineering, 2003,59:61 69.3 徐泽敏，殷涌光,吴文福，等.稻谷低温真空干燥的发展前景j.农机化研究,2007 (4): 912.xu zemin, yin yongguang, wu wenfu,et al prospect of rough rice low-temperature vacuum drying developmenljjournal of am research, 2007 (4): 912.4 郑先哲.干燥后稻米食味值的预测与分析j.农业工程 学报,2004, 20(2): 193195.zheng xianzhe evaluateor) and analysis of the rice taste value of the post-drying paddy ricej transactions of the csae, 2004, 20(2): 193 1