大米及其衍生食品风味物质的研究进展

　　摘要：大米作为我国主要成品粮，风味及品质备受关注。不同品种和产地的大米，具有其独特的风味。对比目前提取大米风味物质的方法(溶剂萃取法、同时蒸馏法、固相微萃取法、吹扫捕集法、超临界萃取法等);探讨大米的风味物质的产生机制，不同稻谷品种、生长环境、储存条件、直链淀粉含量、蒸煮方法、浸泡时间等都会对大米风味产生影响，目前尚未明确挥发性物质与香气的关系，但普遍认为2-AP是区别香型大米和非香型的标志性物质;阐述一些大米衍生食品的风味物质、加工方式及其产生机制等。为大米风味物质的回收及应用提供一定参考及理论基础。

　　关键词：大米;风味;香气;挥发性物质;提取方法;大米衍生食品

　　大米是全球30多亿人的主食[1]，是我国最重要的口粮，并且消费人群仍在扩大[2]。大米中复杂却又相互平衡的挥发性香气化合物，赋予了大米独特的风味，显著影响大米在市售的价格、人们的消费方式及煮熟后是否能被人们接受，甚至喜爱，从而食用。因此大米的风味是评价大米品质的主要因素之一[3]。因此，本文将对大米及其衍生制品的风味物质进行综述。

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　　1大米的种类及特点

　　根据国家标准《GB/T1354—2018大米》，按原料稻谷类型，大米分为籼米、粳米、籼糯米、粳糯米四类。籼米(milledlong-grainnonglutinousrice)，米粒一般呈长椭圆形或细长形，根据籼稻的收获季节，可分为早籼米和晚籼米。粳米(milledmediumtoshort-grainnonglutinousrice)，米粒一般呈椭圆形，也可根据收获季节分为早粳米和晚粳米。籼糯米和粳糯米都属于糯米(milledwaxyrice)，米粒呈乳白色，不透明，也有呈半透明状(阴糯米)，粘性大。早、中、晚稻对光照反应的不同。

　　早、中稻对光照反应不敏感，在全年各个季节种植都能正常成熟;晚稻对短日照很敏感，严格要求在短日照条件下才能通过光照阶段，抽穗结实。晚稻和野生稻很相似，是由野生稻直接演变形成的基本型，早、中稻是由晚稻在不同温光条件下分化形成的变异型。北方稻区的水稻一般属于早稻或中稻。为了提高产量，以袁隆平先生等为代表的水稻育种专家审视了过去的育种成就和目前水稻品种和水稻生产存在的问题，结合我国的具体情况，对水稻株型进行了重新设计，开发出杂交水稻、新型水稻、超级水稻。截至2020年，经农业部(http://www.ricedata.cn/variety/superice.htm)确认，冠名超级稻的水稻品种共133种。说起一碗好米饭，人们不约而同会想到黑龙江的“五常大米”。据黑龙江农业信息网统计，至2018年，“五常大米”这个大米类全国第一品牌，品牌价值已达639亿元，更是首批中国地理标志保护产品[4]，备受人们喜爱。

　　2大米风味物质的提取方法

　　稻米的香味可分为食味香味和气味香味两类，主要挥发性成分有烃类、芳烃类、醛类、酮类、酯类、酸类、醇类、烯及烯醇类、杂环化合物等[13]。由于大米的香气成分大多存在于碳水化合物、脂肪、蛋白质、盐和水中，因此需要特定的提取方法来对大米发风味物质进行分析。近几十年来，提取大米香气的样品前处理方法主要有以下几种。

　　2.1溶剂辅助风味蒸发法溶剂辅助风味蒸发法(solvent-assistedflavor evaporation，SAFE)，是在低温、高真空度下，利用挥发性物质在两相中分配系数的不同，通过相似相溶的原理进行蒸馏，馏出液通过液氮冷冻收集。常用于除去溶剂萃取所得萃取物中的含高沸点或难挥发性成分[14]。

　　2.2同时蒸馏萃取同时蒸馏萃取(Simultaneousdistillationextraction，SDE)，首次由Likens和Nickerson[15]于1964年提出，因此也被称作Likens-Nickerson水蒸气蒸馏。其工作原理是，分别放置的样品与萃取溶剂同时加热，两者蒸汽在一定的装置中充分混合，冷凝后香气成分被溶剂萃取，实现组分的相转移。彭智辅等[16]采用该方法分析出了101种大米香气成分物质，除酸以外含量较高的有正己醇(1.053%)、己醛(2.354%)、4-乙烯基愈创木酚(2.290%)等;而利用固相微萃取法只提取出31种大米香气成分物质。因此SDE技术被公认为是一种能全面提取食品中的挥发性化合物的方法[17]。

　　3大米风味物质的产生机制及影响因素

　　由Rothe和Thomas提出的OAV值(香气活性值，OdorActiveValue)是香气物质的浓度与其阈值的比值[21]。OAV大于1的挥发性化合物被称为OAC，大米中的OAC主要由碳水化合物(萜烯类、呋喃酮和派罗酮)、脂肪酸(通过脂氧合酶(LOX)或α-和β-氧化酶生成的醛和醇)和氨基酸(酸、醇、醛、酯、内酯，以及含N和S的风味分子、苯类和苯丙烷类挥发性化合物)形成[3]。羰基化合物可以产生原生的、浓郁的香味，而挥发性醇产生较为柔和的气味，酮类化合物的来源途径主要是多不饱和脂肪酸的氧化或热降解、氨基酸降解或微生物氧化，其通常具有特殊的香气，多数为清香气味(有花香和果香)，香味优异持久[26]。

　　苗菁等[27]采用SPME与SDE方法对米饭中的风味物质进行GC/MS分析，综合发现，2-AP、香草醛、1-辛烯-3-醇、壬醛、4-乙烯基苯酚、4-乙烯基创木酚、己醛、辛醛、庚醛、戊醛等物质会对米饭整体风味轮廓起到关键作用。水稻的香味是由多种挥发物混合控制，在所有水稻品种中，2-AP被认为是稻米香气的主要成分[28]。不同种类大米的米饭挥发性成分各有不同，蒸饭中对乙烯基愈创木酚的含量为籼米>粳米>籼糯米>粳糯米，且籼米中的该物质含量与其它种类大米具有显著性差异(P<0.05)。而粳糯米饭中的2-戊基呋喃和吲哚的含量高于其他3种大米[29]。

　　4大米衍生食品的风味物质及产生机制

　　大米衍生食品众多，风味各异，在此选择几款介绍。发酵米糕一般简称为米发糕，多是以精白米(籼型或粳型)为主要原料，以乳酸菌和酵母为发酵剂，经选料、浸泡、磨浆、发酵、调味和蒸糕等工序制备而成。乳酸菌代谢单糖和二糖，产生CO2，使米糕内部形成孔状疏松结构，同时产生乳酸，降低发酵液pH，抑制其他微生物生长，防止腐败[37]，并赋予发酵米糕独特的风味。

　　酵母形态简单，生长速度快，代谢周期短，代谢产物种类多，能发酵蔗糖、葡萄糖、麦芽糖等寡糖，产生酒精及CO2，赋予米发糕独特的酒香味和松软的质构。仰思颖[38]研究了上述单一菌种与混菌发酵，发现混菌发酵糙米糕风味更加丰富，味道更好，GC-MS分析出其风味物质多出6种。在其他米发糕的挥发性风味物质研究中[39-41]，也均检出一定量的苯乙醇，可见苯乙醇是各类米发糕中共有的特征挥发性风味物质。

　　5结论与展望

　　大米风味会影响其售价及人们的接受度，其香味和风味是大量挥发性和半挥发性化合物的结果，目前在水稻品种中已经发现了250多种挥发性和半挥发性化合物，然而，还没有发现这些化合物与香气是否存在显著关系。2-AP是区别香型大米和非香型的标志性物质，其具有爆米花般的香味，已被Buttery[27]等确定为赋予大米天然香味的主要化合物。溶剂萃取法、蒸馏法、固相微萃取、吹扫捕集、超临界萃取法等香气提取方法结合气相色谱质谱法(GC-MS)、气相色谱-嗅觉仪(GC-O)、气相色谱-火焰离子化检测器(GC-FID)、气相色谱-脉冲火焰光度检测法(GC-PFPD)等检测方法被广泛应用于香气研究中，传统方法需要消耗大量的溶剂和时间，还会造成环境问题，增加操作成本。现代新技术在溶剂消耗、提取时间、收率和重现性方面具有优势，但成本较高，且很少有像超临界流体萃取这样在工业水平运用，所以对现代和新颖提取技术的探索，以及其在未来大米产业领域的创新战略发展，有待于进一步研究。

　　参考文献：

　　[1]CHENQ,HEA,WANGW,etal.Comparisonsofregenerationrateandyieldsperformancebetweeninbredandhybridricecultivarsinadirectseedingrice-ratoonricesystemincentralChina[J].FieldCropsResearch,2018,223:1-7.

　　[2]谢天,程科,施光远.大米新国标发布:突出适度加工和产业升级[J].中国食品,2018,(21):66-67.XIET,CHENK,SHIGY.Anewnationalstandardforrice:focusonappropriateprocessingandindustrialupgrading[J]. ChinaFood,2018,(21):66-67.

　　[3]DEEPAKKV,PREMPS.Scienceandtechnologyofaroma,flavor,andfragranceinrice[M].India:CRCPress,2018.

　　[4]黄亚伟,徐晋,王若兰,等.HS-SPME-GC-MS对五常大米中挥发性成分分析[J].食品工业,2016,37(4):266-269.HUANGYW,XUJ,WANGRL,etal.AnalysisonHS-SPME-GC-MStechnologyinvolatilecomponentsofWuchangrice[J].TheFoodIndustry,2016,37(4):266-269.

　　[5]地理标志产品五常大米:GB/T19266—2008[S].北京:中国标准出版社,2008.

　　作者：梁奕1，庄海宁2，冯涛1，姚凌云1