速食全谷物蒸米微波干燥工艺优化研究

涂向辉 朱晶 许晓岚

摘要：将优质粳米与高粱等全谷物杂粮按一定比例混合，经清洗、浸泡、蒸煮、干燥、灭菌等工序处理，制成速食全谷物蒸米。采用微波干燥技术，以复水率为指标，利用响应面分析法（RSM）对干燥工艺进行优化设计。结果表明：速食全谷物蒸米最佳干燥条件为干燥时间25 min、干燥功率450 W，此条件下速食全谷物蒸米的复水率为2.85%。

关键词：速食全谷物蒸米;微波干燥技术;工艺优化;响应面分析法;复水率

中图分类号：TS210.4    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2020）03-0043-03

速食全谷物蒸米以粳米为主料，按科学比例混合多种全谷物杂粮，通过浸泡、蒸煮、干燥、杀菌、包装等工序制成，加入适量沸水冲泡焖煮数分钟后即可食用。速食全谷物蒸米以其营养、方便、快捷、卫生、便于携带等优点成为现代生活工作快节奏人群高营养主食的较好选择。复水率是蒸米品质的重要指标之一，是其速食性的重要体现。研究发现，在速食全谷物蒸米复水后的口感和风味相似的情况下，不同的干燥方法对蒸米米粒的复水率有一定影响。与传统热风干燥技术相比，微波干燥技术具有加热均匀、节能高效、低温杀菌、清洁卫生并能保持加热物营养成分和风味的优点。本课题采用微波干燥技术，以复水率为指标，利用响应面分析法（RSM）确定最佳干燥条件，以期为速食全谷物蒸米产业化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

辽宁产优质高粱、黑米、燕麦、薏仁、荞麦，黑龙江产金龙鱼东北大米，食用水：均购于超市。

1.2 仪器设备

AB204-N型电子分析天平：梅特勒—托利多仪器上海有限公司;DK-S26型恒温水浴锅;JYC-21ES10型电磁炉;ORW08S-5Z微波真空干燥机：南京澳润微波科技有限公司;蒸锅、托盘等。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程 粳米、全谷物杂粮→淘洗→浸泡→蒸煮→离散→干燥→杀菌→包装→成品。

1.3.2 复水率的测定 准确称取一定质量的速食全谷物蒸米置于烧杯中，以1∶5的比例加入沸水，立即加盖，复水5 min后沥干，用吸水纸吸干表面水分后称其质量，按照公式计算复水率。

复水率/%=×100%

1.3.3 单因素试验设计 1） 微波干燥时间对速食全谷物蒸米复水率的影响。将速食全谷物蒸米离散后均匀平铺于托盘中，米粒厚度为0.6 cm，放入微波真空干燥机中，在功率为500 W条件下，分别干燥10，15，20，25，30 min，测定复水率。2） 微波干燥功率对速食全谷物蒸米复水率的影响。将速食全谷物蒸米离散后均匀平铺于托盘中，米粒厚度为0.6 cm，放入微波真空干燥机中，在功率分别为300，400，500，600，700 W条件下，干燥25 min，测定复水率。

1.3.4 响应面试验设计 按粳米60%、高粱米10%、黑米10%、荞麦10%、燕麦5%、薏仁5%的比例配制速食全谷物蒸米原料，放入1 000 mL烧杯中，同时加入2倍水，置于水浴锅中，恒温50 ℃下浸泡80 min，然后倒入碗中，用蒸锅蒸煮35 min。蒸熟后将蒸米离散，均匀平铺于托盘中，于微波真空干燥机中干燥至安全水分（水分含量<14%），测定复水率，重复3次。

根据单因素试验结果，选取微波干燥时间（A）、干燥功率（B）为影响因素，以速食全谷物蒸米的复水率为响应值，每个因素取5个水平，进行Central Composite试验设计（见表1）。每组试验重复3次，结果取平均值。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 微波干燥时间对速食全谷物蒸米复水率的影响 不同微波干燥时间下速食全谷物蒸米的复水率测定结果如图1所示。

由图1可以看出：随着微波干燥时间的延长，速食全谷物蒸米的复水率呈现先升高后降低的趋势。当微波干燥时间少于25 min时，复水率逐渐升高;当干燥时间为25 min时，复水率为最高;当干燥时间超过25 min后，随着时间的延长，复水率较快速降低。因此，选择微波干燥时间为25 min。

2.1.2 微波干燥功率对速食全谷物蒸米复水率的影响 不同微波干燥功率下速食全谷物蒸米的复水率测定结果如图2所示。

由图2可以看出：随着微波干燥功率的增大，速食全谷物蒸米的复水率呈现先升高后降低的趋势。当微波干燥功率从300 W增加到500 W时，复水率逐渐升高，但变化幅度较小;当干燥功率为500 W时，复水率达到最高;当干燥功率大于500 W后，复水率则较快速降低。因此，选择微波干燥功率为500 W。

2.2 响应面试验结果

微波干燥工艺响应面试验结果见表2。

利用Design-Expert 8.0.6软件对表2中数据进行多元回归拟合，得到速食全谷物蒸米复水率（Y）相对于微波干燥时间（A）、干燥功率（B）的多项回归方程：

Y=2.810-0.014A-0.120B-0.200A2-0.091B2

微波干燥工艺回归模型方差分析结果见表3。

由表3可知：模型的P值小于0.000 1，说明该模型是极显著的。失拟项P值为0.430，远大于0.050，說明失拟项与纯误差之间差异不显著，可以接受该模型。微波干燥时间（A）的影响P=0.000 9<0.050 0（显著），微波干燥功率（B）的影响P=0.002 5<0.050 0（显著），微波干燥时间二次项（A2）的影响P<0.000 1（极显著），微波干燥功率二次项（B2）的影响P=0.005 9<0.050 0（显著）。因此，该回归方程可以较好地描述响应值之间的真实关系，利用其对试验结果进行计算是合理可行的。

经响应面软件分析计算，得出最佳微波干燥条件为干燥时间24.8 min、干燥功率434 W。结合实际情况，确定速食全谷物蒸米微波干燥工艺参数为干燥时间25 min、干燥功率450 W，此条件下蒸米的复水率为2.85%。

3 结论

通过单因素试验和响应面试验确定速食全谷物蒸米微波干燥工艺最佳参数为：干燥时间25 min、干燥功率450 W，此条件下速食全谷物蒸米的复水率为2.85%。

参考文献

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Research on Optimization of Microwave Drying Process

for Instant Whole Grain Steamed Rice

TU Xianghui， ZHU Jing， XU Xiaolan

（College of Grain Science and Technology， Shenyang Normal University， Shenyang 110034， China）

Abstract： This study prepared instant steamed whole grain rice by mixing high-quality japonica rice and sorghum and other whole grains in a certain proportion， and through washing， soaking， cooking， drying， sterilization and other processes. By using microwave drying technology， the optimum design of drying process is carried out by using response surface analysis （RSM） with the index of rehydration rate. The results showed that the optimum drying conditions of instant whole grain steamed rice were： drying time 25 min， drying power 450 W， the rehydration rate of instant whole grain steamed rice was 2.85%.

Key words： instant whole grain steamed rice; microwave drying technology; Response Surface Methodology （RSM）; rehydration rate