以米饭的烹饪为例论聪明火智能烹饪法对食物营养充分释放的优越性Word格式.docx
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2.米饭口感
米饭口感包括米饭的硬度、黏度、黏度/硬度。
米饭硬度和水分呈负相关,黏度和水分呈正相关,都可用结构仪测定;
黏度/硬度比值是判断米饭食用品质关键,对喜欢软而有粘性的米饭的人讲,0.2以上最好,0.1以下不好吃。
米饭的黏性和硬度主要是韧化的淀粉和变性的蛋白质产生的,在咀嚼过程中通过牙齿的撕裂、切断和舌头的搅拌以及口腔的咀嚼等感受到的。
3.米饭的风味
米饭的风味与挥发性成分有关,目前从米饭中已鉴定出来的挥发性成分达119种之多。
其中烃类化合物(包括链烃和芳香烃)20种,醇类化合物17种,酚类化合物5种,醛类化合物20种,酮类化合物16种,有机酸类化合物14种,酯类化合物11种,杂环化合物14种,其他有机化合物2种。
但并不是所有的成分都对米饭的风味起作用,其中有些对米饭风味并无直接的影响,有些可能产生良好的气味,如酯类化合物、杂环化合物等,有些则会产生不良气味,如醛类化合物。
二、影响米饭质量因素的研究
1.影响米饭风味的主要因素
(1)大米种类和加工精度
大米由于品种、产地不同,其淀粉、蛋白质、脂类等的组成、结构、性质以及酶的活性均不同,导致米饭的粘性、胀性、弹性和香味存在着差异;
不同精度的大米形成米饭香气前提不同,因此香气也不同,精度越高香气越弱。
(2)直链淀粉含量
淀粉对大米食用品质影响很大,其中直链淀粉是最主要因素,其含量不但影响大米的膨胀率和吸水率,也影响米饭的颜色、光泽、粘性和硬度。
直链淀粉含量高的大米,淀粉不容易糊化,粘度小,容易破碎,口感差,直链淀粉主链越长分子间作用较强,妨碍小分子直链淀粉溶出;
支链含量高的大米,淀粉容易糊化;
粘度大,食味好。
淀粉酶活性强的大米,淀粉容易水解生成麦芽糖和糊精,蒸煮的米饭粘性较强,适口性好。
(3)陈米化程度
即脂肪氧化程度,程度低的,米饭味道好。
反之,油脂氧化会产生出一些3-6个碳原子的羰基化合物(如醛、酮等),造成米饭的不新鲜。
游离酸含量高的米食味好;
大米陈化后蛋白质巯基含量减少,二硫键交联增多,致使蛋白质在淀粉周围形成坚固的网状结构,限制了淀粉粒的膨胀和柔润,米饭变硬,黏度减小。
(4)蛋白质含量
蛋白质含量越低,其米饭更具香味、柔软性和粘性,蛋白质含量越高,米饭越硬,具有较高的咀嚼性。
总游离脂肪酸的含量越高,风味越好。
(5)储藏条件
温度越高时间越长口感和风味越差,主要是一些游离脂肪酸和油质氧化产生的羰基化合物。
在储藏过程中巯基减少,二硫键增多。
由于二硫键的交联作用,蛋白质在淀粉粒的周围形成了坚固的网状结构,限制了淀粉粒的糊化,使米饭粘度小和硬度大。
(6)水分含量
水分高的大米在做饭浸泡时吸水速度慢,不易产生水中龟裂,米饭食用品质好。
(7)碎米的含量
碎米的吸水速度比整粒米快,在制备米饭的过程中,其断面淀粉使米粒表面成为浆糊状。
碎米含量少的大米做饭时,米粒吸水速度均匀,β-化程度稳定,米饭的咬劲好,外观质量好。
(8)加热时间
加热时间适当,淀粉类膨胀,加热时间越长,淀粉类结构被破坏更完全。
2.大米主要组成成分对米饭质构特性的影响及在米饭成熟过程中各成分相互间的作用
淀粉:
淀粉分子是由氢键结合的常紧密形成网状结构的结晶区(也称有序堆积区)和淀粉分子间结合得紧密地非结晶区(无定形区及过渡区)共同组成。
结晶区的结晶结构主体是支链淀粉分子,支链淀粉分子的外侧支链首先两两形成双螺旋结构,该双螺旋之间再以氢键进行紧密堆积并形成结晶体。
大部分直链淀粉分子无规则分散在支链淀粉分子簇中的无定形区中,直链淀粉分子之间没有结合簇的形成,但有可能与支链淀粉分子外侧支链结合形成双螺旋,并参与到结晶结构中。
当淀粉粒于冷水中浸泡,其颗粒体积会逐渐增大。
这是由于少量水分子进入淀粉颗粒的非结晶区域,但不能进入结晶区域,淀粉颗粒除体积增大外,结构没有明显改变。
但当温度逐渐升高时,由于淀粉分子间的氢键破坏,使淀粉分子变得松散,大量水分子进入淀粉颗粒的结晶区域,体积迅速增大。
水分子完全渗透到米粒内同淀粉分子部分结合形成一种与生淀粉不同的晶体结构,即淀粉的糊化。
淀粉被糊化后,分子链被充分水化,有序结构与双螺旋被解开,分子链以单螺旋或无规线团形式存在。
直链淀粉分子与支链淀粉分子因在结构上的差异而产生微观相分离,一部分直链淀粉分子向淀粉糊颗粒外侧迁移并增浓,另一部分则在淀粉颗粒内形成富集区。
淀粉糊在短期内处于亚稳态,主要由支链淀粉分于组成的淀粉颗粒被包埋在直链淀粉分子溶胶基质中。
大米支链淀粉越多越好吃。
图1米饭的糊化过程
米饭蒸煮过程中直链淀粉部分溶出淀粉颗粒,糊化后的米饭内部除粘弹区域外,还存在粘流区域(见图1)。
根据淀粉的颗粒特性以及直链淀粉和支链淀粉的分子特性,可以推测米饭颗粒内的粘弹区域主要由支链淀粉颗粒(或团块)组成,而粘流区域则主要由直链淀粉组成。
粘弹区和粘流区形成后,粘流区的含水量较高,淀粉分子(其中包括直链淀粉的外围)的流动性较好,有可能相互靠拢,进行有序排列,形成双螺旋结构的晶体。
当支链淀粉的外链长大于6个葡萄糖单位时,也有可能形成双螺旋结构的结晶。
规整排列的淀粉在一定含水量下加热糊化;
在糊化过程中直链淀粉部分溶出淀粉颗粒,分散环绕在支链淀粉团块(颗粒)周围,整个米粒形成无定型结构的胶体,其微观上存在以直链淀粉为主的粘流区和以支链淀粉为主的粘弹区;
但是当米饭干燥时淀粉胶体就向玻璃态转变,含水量下降,粘流区产生较大结晶;
口感的粘弹性变差、硬度增大。
图2大米在有限水分下加热的DSC图谱
在图中从A点到D点的加热过程中,B点为放热过程,表明了结晶的产生,BCD间有一较强的吸热峰,为晶体的熔解过程,淀粉发生相转变。
从B点到D吸热量还有一较大的吸热台阶,表明淀粉的比热增加,发生热转变。
由此可知,淀粉在热处理过程中同时伴随有结晶、晶体熔解和比热增加过程,米饭的蒸煮同时有热转变和相转变发生。
糊化后的淀粉在常温下缓慢冷却时,无论支链淀粉或直链淀粉,由于分子运动的减弱,分子间的氢键又开始恢复并趋向于单行排列,重新形成不完全呈放射状排列的混合微晶束,从而使淀粉呈现出生硬状态,这种现象称为淀粉返生或老化,或叫β—化。
淀粉老化后,米饭食用品质降低。
直键淀粉比支链淀粉容易老化,主要原因是支链淀粉中的β-糊精不发生老化,而且支链淀粉分子甚至有抑制直链淀粉老化沉淀的效果。
脂肪:
大米中的脂肪含量较少,仅有0.3%-0.6%,但它却是影响米饭可口与否的主要因素。
支链淀粉、直链淀粉及脂类对谷物膨润和糊化的影响研究表明,淀粉膨润是支链淀粉的特性,而直链淀粉只起稀释剂作用,但天然淀粉中直链淀粉与脂类形成复合物时就起到抑制淀粉膨润作用。
脂肪含量高,直链淀粉含量中等偏低,胶稠度软或中等偏软,米粒膨润性好的稻米食味品质好;
脂肪百分含量越高的稻米,米饭光泽越好。
蒸煮过程脂肪发生氧化反应,不饱和脂肪酸含量减少,饱和脂肪酸含量相对增加;
大米经过蒸煮过程后,其减少率为:
不饱和脂肪酸>脂肪酸总量>饱和脂肪酸,说明大米脂类经蒸煮过程后,发生很复杂的氧化和分解,饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸都发生变化,不饱和脂肪酸经氧化分解含量减少;
这主要是由于脂肪酶、半乳糖苷酶、磷脂酶对脂肪分解作用及高温、高水分的氧化作用,使脂肪总量减少。
蛋白质:
大米中存在清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白。
在胚乳细胞中蛋白质是以蛋白体形式存在,而不是以间质形式存在。
蛋白质因大米品种不同,含量也有所不同。
蛋白质含量高米粒结构紧密,淀粉粒间的空隙小,吸水速度慢,吸水量少。
因此大米蒸煮时间长,淀粉不能充分糊化,米饭粘度低,较松散,所以蛋白质含量与米饭的粘稠度有良好的相关性。
蛋白质含量越低,其米饭更具香味、柔软性和粘性,蛋白质含量越高,棋米饭越硬,具有较高的咀嚼性。
此外蛋白质含量还与色泽有关,米饭颜色与蛋白质含量成正相关,高蛋白米饭比低蛋白米饭更加透明,但有轻微的奶油色。
3.烹饪压力
食物烹饪有常压、微压和较高压蒸煮。
理想的烹饪方法是食物在烹饪过程中控制最佳的温度和压力,经过适当的时间,其蛋白质充分变性,空间充分舒展,部分蛋白质键发生断裂并形成氨基酸,进一步形成风味成分,提高烹饪食物的风味。
淀粉充分或控制程度糊化,形成特征性组织结构或质构特征。
生物大分子的结构变化决定了烹饪食物的色泽、风味、结构、营养和味道。
而这些内在的和外在的食物品质决定于烹饪食物的原料特性和烹饪工艺。
不同食物烹饪时,其组织结构、传热特性、空间结构等不同,要获得良好的烹饪品质,含感官品质和内在品质,对烹饪三要素的要求是不同的。
这决定了不同的食物对烹饪器具和烹饪条件的要求是不同的。
在原料特性保持一致时,烹饪温度、压力和时间三要素决定了烹饪食物的质量,压力和温度是对应关系,烹饪压力是重要的影响因素。
烹饪压力的形成取决于烹饪器具,如电饭煲、电压力锅、电炖锅。
炖锅是常压烹饪器具,而电饭煲则是通过微压阀的采用形成了一定的微压力,电压力锅属于压力烹饪器具。
微压、高压和常压烹饪相比较,有以下几个特点:
(1)从营养角度考虑,VB1、VB2、VC的损失程度不同。
在成熟度相同的条件下,测得微压、高压烹饪中三种维生素的损失比常压烹饪中损失少,而在长时间加热时二者损失相当。
(2)微压、高压可以自动控制烹饪的温度和时间,烹饪的功率以及保温参数,而常压烹饪不能;
微压烹饪压力高于常压,所以在烹调相同食物时所用时间短,速度快,耗电量少,节约能源;
而常压烹饪时间长,耗能多。
(3)微压、高压除了可以控制温度和时间外,还可以控制食品中足够的水分,与常压比,食品水分损失小,发热均匀,烧煮结束可以自动进入保温状态,省时、安全、简单,可以精细煮饭,煲汤。
定时开启。
(4)从结构上讲,微压、高压电饭锅结构复杂,有自动控制装置,而常压电饭锅结构简单,人为控制。
(5)电饭锅不仅用于煮饭,而且还可以做面食。
利用微高压,尤其在发酵食品中,能够使食品充分发酵,与常压相比,其味道更鲜美,营养更丰富;
微压力电饭锅密封性好,挥发性香味不散失,香味浓;
米粒较完整,表面光滑有弹性,咀嚼性好。
而常压烹饪,密封性很差,且米粒表面产生裂纹,光泽差,口感也差。
微压、高压热处理会改变某些生物高分子物质的空间结构、使生物材料发生不可逆变化。
如蛋白质、核酸、脂质、淀粉等生物高分子立体结构都会受到破坏,结果蛋白质变性、淀粉糊化、酶失活、细菌等微生物被杀死。
在此过程中,使食品的营养价值、色泽和风味都发生相应的变化。
变化程度与烹饪热处理三要素紧密相关。
控制三要素的条件组合,就能够获得高质量的烹饪食物。
4.米饭的烹饪工艺
米饭食用质量的好坏不仅与大米的质量有关,而且还与煮饭工艺条件及炊具有关。
目前常用的米饭烹饪方法有常压蒸煮(如常规加热蒸煮、电饭锅蒸煮)、蒸汽蒸煮(蒸饭)、压力沸腾蒸煮(压力锅蒸煮)等。
无论采用哪种烹任方式,米饭的蒸煮过程都包括了吸水、加热升温、沸腾、焖饭等4个阶段。
在现有烹饪设备中,前3个阶段基本上是连成一体的,米粒在加热过程中迅速吸水糊化,焖饭则是以沸腾为分界线的一个保温过程,其目的主要是使米粒中淀粉进一步吸水、使米饭均匀熟透并产生香味。
烹饪方式不同,则加热温度和加热所需时间不同,所需能耗也会有较大差异。
华中农业大学食品科技学院有关专家与苏泊尔公司技术人员合作,对米饭蒸煮工艺技术进行了较为深入细致的研究工作,在比较现有常压蒸煮(电饭煲)、压力沸腾蒸煮(压力锅)等米饭蒸煮工艺及米饭食味品质的基础上,开发出一种新的米饭蒸煮工艺技术-----压力无沸腾蒸煮工艺。
表1蒸煮方式对米饭食用品质及加工过程的影响
性能指标
常压蒸煮
压力沸腾蒸煮(如普通燃气压力锅)
电压力锅压力无沸腾蒸煮
最小料水比
1:
1.5
1.0
最短煮饭时间/min
25
20
能耗/度
0.20
0.19
米饭浸提液碘兰值
0.198
0.212
0.492
米饭中淀粉的体外酶水解率(%)
36.20
86.05
88.56
压缩距离(mm)
6.01
5.04
5.37
回弹距离(mm)
0.93
0.56
0.81
压缩/回弹比
6.46
9.00
6.63
饭粒外观
表面产生裂纹,光泽差
表面光滑,晶莹,光泽好
口感与风味评价
粘弹性较差,滋味平淡,饭香差
粘弹性较好,滋味可,饭香差
粘弹性好,滋味好,
饭香明显
苏泊尔智压营养煲,全面采用被命名为聪明火高压烹饪法的智能控温控压烹饪新技术,进行的不仅是一种无沸腾蒸煮操作,而且能够自动控制温度和压力,使蒸煮的米饭达到最佳食用品质,从而了提供一种新的烹饪方式。
与其它烹饪方式相比有着其独特的优点。
(1)压力无沸腾蒸煮,能显著改善米饭的组织结构以及米饭的口感
压力无沸腾蒸煮工艺中包含了一段恒温浸米过程。
这有利于大米均匀吸水。
因而保证了大米淀粉在升温、保压过程中充分糊化.提高了米饭中直链淀粉、糖类、氨基酸等的溶出率。
压力无沸腾蒸煮实际上是一种压力蒸煮,加热温度较高,因在带压时无沸腾,在加热过程中米粒无翻滚、混合作用,不产生裂纹,能够保证饭粒形态完整,饭粒表面光洁而有光泽,饭粒晶莹透明且有油光发亮的感觉;
由于压力蒸煮时的加水量相对较少,米饭的硬度、粘度及粘度/硬度比值比较适宜,米饭的弹性和咀嚼性较好。
大量实验表明能反映滋味指标的米饭浸提液碘兰值是电饭锅做出的米饭的2.2倍,是压力锅的2倍。
反映米饭咀嚼性指标是电饭锅做出的米饭的1.6倍,是压力锅的2.7倍。
因此具有较好的口感、滋味和回味。
(2)能显著减少香味物质的损失,提高营养物质的消化吸收率,改善滋味
利用蒸汽的穿透力强,在米饭的蒸煮中传质传热迅速,因此达到米饭成熟的时间较短,除VB1外,其他维生素的损失率均低于常规加热蒸煮法;
采用无沸腾蒸煮时,尽管锅体内有较高的温度,但因处于密封状态,锅内的易挥发性香味物质不会因沸腾蒸发、逸失而被保持在锅内,而且加压下,淀粉、蛋白质等营养物质会部分降解,形成溶解性较好的小分子的糖、小肽或氨基酸,增加米饭中的还原糖及游离氨基酸的含量,提高了米饭中营养物质的消化吸收率。
此工艺条件下的米饭做的测试表明。
人对其淀粉的消化吸收率是电饭锅做出的米饭的2.5倍,比压力锅的提高5%。
因此,加工出的米饭具有更好的饭香、滋味和营养价值。
(3)可缩短煮饭时间,节约用水,节约能源
利用蒸汽的穿透力强,在较小的加水量下,就能促使米粒中的淀粉充分糊化并获得理想的口感,而且采用无沸腾蒸煮时,在密封状态下不需进一步加热,就能利用高温保温焖、蒸作用而使米饭熟透,实验表明采用无沸腾蒸煮时加工米饭的最佳用水量是1:
1.0,电饭锅的最佳加水量是1:
1.5,因加水量的减少就相当于降低了能耗。
在同等米量的条件下测试的结果表明电饭锅耗电0.20度、无沸腾蒸煮时耗电量为0.13度,可见比现有的电饭锅节电30%-35%,因此采用无沸腾蒸煮法加工米饭,可显著的节约能源。
图5米饭蒸煮过程中温度的变化
图6米饭蒸煮过程中压力的变化
额定功率0.9kW
设定试验电220V
环境温度25℃
环境湿度85%
实际试验电压228.2V
最大功率1.07kW
功率偏差19%
最大电流4.64A
累计耗电0.131W
最高压力35.1kPa
试验开始时间14时15分
试验结束时间14时44分
图7电压力锅加热曲线图
1)从室温逐渐加热,使米粒在60℃左右有一个吸水过程,此过程有利于米粒充分吸水,有利于米饭熟透,内外品质一致。
2)达到设计温度后,电脑控制,立即切断电源,不再耗电,压力逐渐下降,但温度由于有良好的保温层所以下降缓慢。
这时开始了主要的焖煮阶段,使米粒中淀粉进一步吸水,使米芯软化,均匀熟透,彻底糊化。
此时淀粉和蛋白质更能充分降解,增加了米饭中的还原糖、游离氨基酸的含量,使米饭香味、滋味和营养价值均有显著改善。
用它煮出的饭松软、饭粒晶莹、油光发亮、口感和滋味好、香味浓等。
3)由于采取不冒气低压焖煮,实现了无沸腾翻滚、混合,保证了饭粒形态完整,饭粒表面光洁而有光泽,有弹性。
4)处于密封状态,在加压下,淀粉、蛋白质等形成溶解性较好的小分子糖和氨基酸,提高了米饭中营养物质的消化吸收率。
5)因为无沸腾不冒气,使锅内的易挥发性香味物质不会逸失外漏,而使饭粒香味较浓。
6)由曲线可知,当锅内达到设计压力和温度后,立即切断电源。
因为不冒气,保温等结构,实现了余热焖煮。
不仅改善了米饭的品质,而且比一般电炉节电50%以上,比普通电饭煲节电30%以上。
三杯米煮饭只需0.13度电,节电显著。
以下是我们邀请5位专家,对用不同方法烹饪的米饭进行感观评分,从表中各项评审结果可知,用苏泊尔研制的聪明火智压营养煲做饭,米饭的品质优于其它烹饪方法做的米饭。
表2蒸煮方式对米饭食用品质及加工过程的影响
电饭锅
压力沸腾蒸煮
聪明火智压营养煲
22
0.13
感官评价总分
30
41
色泽
5
6
8
形态
香味
口感
3
滋味
4
7
9
由此可见,用聪明火智压营养煲加工米饭,不仅显著改善米饭的外观、滋味和香气等食用品质,而且更重要的是锅体本身能够自动控制煮饭时的温度、压力、时间,使温度和压力做到最好的搭配,以最快的速度将米饭煮熟,节约了能源,缩短了煮饭的时间,方便、快捷、安全。
此外,利用它煮饭还保持了米饭的最佳食用品质。
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