阅读说明：本技术 一种基于模拟口腔咀嚼评价米饭品质的方法 (Method for evaluating quality of rice based on simulated oral chewing ) 是由 刘国栋 魏海燕 张洪程 张超 黄帅 陈有成 张海鹏 邢志鹏 陈英龙 崔培媛 章思 于 2020-05-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于模拟口腔咀嚼评价米饭品质的方法,属于食品测量技术领域。本发明方法基于挤压装置,通过模拟口腔咀嚼环境,根据“咀嚼”过程中力和还原糖含量的变化,分析米饭的口感,能够实时动态监测,客观评价米饭质地和滋味,且评价结果更加准确、全面,具有非常好的市场前景。(The invention discloses a method for evaluating rice quality based on simulated oral chewing, and belongs to the technical field of food measurement. The method is based on the extrusion device, analyzes the taste of the rice according to the force and the content change of the reducing sugar in the chewing process by simulating the chewing environment of the oral cavity, can dynamically monitor in real time and objectively evaluate the texture and the taste of the rice, has more accurate and comprehensive evaluation results, and has very good market prospect.)

一种基于模拟口腔咀嚼评价米饭品质的方法

技术领域

本发明涉及一种基于模拟口腔咀嚼评价米饭品质的方法，属于食品测量技术领域。

背景技术

稻米是世界三大主粮之一，全世界约半数人口以稻米为主食，在东亚、东南亚、南亚国家中，该比例更是接近2/3。我国是最大的稻米生产国和消费国，是我国居民日常生活必不可少的主粮。目前，随着粮食丰产技术的提高，以及人均主粮消费量的下降，居民“吃饱”问题已经得到解决。但是，随着经济的发展，居民生活水平的提高，居民消费理念逐渐由“吃饱”向“吃好”转变，因此，具有“优质食味”的稻米日益受到消费者和研究者的重视，必将成为稻米消费市场的重要发展方向。

目前，研究人员对米饭口感评价的最主要手段是人工感官评定。具体操作是组织有经验的志愿者对米饭的硬度、粘度、冷饭回生等指标进行打分，根据分值评价米饭的口感。但是，这种评价方法费时费力，评价结果受测试人员的个人喜好、生活习惯以及饮食文化等影响显著，具有很强的主观性，评价结果波动大，稳定性差，可靠性低。此外，还有研究者采用直链淀粉含量、蛋白质含量、米糊黏度等单一指标评价米饭口感，相关结果具有很大局限性，很难准确反映米饭的真实口感。近年来，随着食品测量技术的发展，质构仪逐渐被研究者用于评价米饭质地。但是，目前研究者采用的研究方法，包括“三粒米”法和“米饼”法，均需要等米饭充分冷却之后进行测定，以获得稳定的测定结果，并且该测定方法无法对口腔咀嚼过程进行动态分析，也无法提供在口腔咀嚼过程中米饭消化的相关信息，所得评价结果与米饭的真实口感存在一定差异。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种能够模拟米饭口腔咀嚼，并动态分析咀嚼过程中米饭质地和消化，能够更加准确、全面地评价米饭口感的方法。

本发明针对目前人工品尝评价米饭口感的方法专业要求性强，主观因素影响大；其它相关化学方法或者仪器方法都无法实现米饭咀嚼过程中口感的动态评价，并无法分析米饭在口腔咀嚼过程中消化的问题，本发明的目的在于提供一种更为准确、全面模拟米饭口腔咀嚼的方法，用于评价米饭口感。该方法基于质构仪挤压装置，通过模拟人口腔咀嚼环境，根据咀嚼过程中力和还原糖含量的变化，分析米饭口感，因此结果更接近真实情况，更加客观、准确。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一、提供一种评价米饭品质的方法，包括以下步骤：

(1)预先制备人工模拟唾液，其中，每3-4mL人工模拟唾液中包含20-40U低温淀粉酶；

(2)每称取25-30g米饭放置于挤压装置中，然后在室温下加入3-4mL步骤(1)中的人工模拟唾液，循环往复挤压40-60次；

(3)挤压结束后，灭酶，然后测定挤压后米饭中的还原糖含量；同时基于循环往复挤压过程中的挤压力计算循环往复挤压过程中所做的功；

(4)根据步骤(3)所得循环往复挤压过程中所做的功和挤压后米饭中的还原糖含量来评价米饭的口感。

在本发明的一种实施方式中，所述人工模拟唾液的制备方法包括如下步骤：

(A)在每1L水中加入0.3-0.5g氯化钠，0.3-0.5g氯化钾，0.7-0.9g氯化钙，0.7-0.9g磷酸二氢钠，0.005-0.01g硫化钠，0.5-1.5g尿素，0.05-0.1g瓜尔胶，并采用氢氧化钠调节pH至6.8-7，得到混合液；

(B)量取3-4mL步骤(A)所得的混合液，加入20-40U低温淀粉酶，混匀，即得人工模拟唾液。

在本发明的一种实施方式中，所述循环往复挤压过程中第n次挤压所做的功W_n＝∫F_n×s_n＝w_A×EXP(-n/n_A)+w_B×EXP(-n/n_B)+C_n；其中，n为循环往复挤压的次数；W_n为第n次挤压过程中的做功；F_n为第n次挤压过程中的挤压力；s_n为第n次挤压过程中的挤压力运动距离；w_A、w_B分别表示每次挤压过程中破坏米饭中易破碎结构和不易破碎结构损失的能量；n_A、n_B分别表示每次挤压过程中破坏米饭中易破碎结构和不易破碎结构做功的衰减速率常数；C_n为第n次挤压过程中的拟合常数。

在本发明的一种实施方式中，其特征在于，所述循环往复挤压过程中所做的功W_总＝W₁+W₂+W₃+W₄+…W_n；n为循环往复挤压的次数。

在本发明的一种实施方式中，所述还原糖含量采用3,5-二硝基水杨酸比色法进行测定。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(4)中，利用循环往复挤压过程中所做的功来评价米饭的咀嚼性，以及利用挤压后米饭中的还原糖含量来评价米饭的消化性。

基于本发明的模拟口腔咀嚼方法，米饭口感的评价标准如表1所示：

表1米饭口感评价等级划分

在本发明的一种实施方式中，当循环往复挤压过程中所做的功低于35J时，米饭的咀嚼性为弱等；当循环往复挤压过程中所做的功不低于35J且不超过40J时，米饭的咀嚼性为中等；当循环往复挤压过程中所做的功高于40J时，米饭的咀嚼性为强等。

在本发明的一种实施方式中，当还原糖含量低于70mg/g米饭时，米饭的消化性为难等；当还原糖含量不低于70mg/g米饭且不超过75mg/g米饭时，米饭的消化性为中等；当还原糖含量高于75mg/g米饭时，米饭的消化性为易等。

一种模拟米饭口腔咀嚼的方法，具体包括以下步骤：

步骤1：在每1L水中加入0.3-0.5g氯化钠，0.3-0.5g氯化钾，0.7-0.9g氯化钙，0.7-0.9g磷酸二氢钠，0.005-0.01g硫化钠，0.5-1.5g尿素，0.05-0.1g瓜尔胶，并采用氢氧化钠调节pH至6.8-7，制得人工模拟唾液；

步骤2：量取3-4mL步骤1制备的人工模拟唾液，加入0.01-0.02g低温淀粉酶(2000U/g)，充分混合溶解；

步骤3：准确称取25-30g米饭，放入挤压装置中，控制温度为37℃；

步骤4：向步骤3中的挤压装置中，加入步骤2制备的人工模拟唾液，循环往复挤压20-30次，模拟口腔咀嚼；

步骤5：将挤压后的米饭进行灭酶，并测定米饭中还原糖的含量(C_R，mg/g米饭)；还原糖含量采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法进行测定，方法准确方便；

步骤6：根据往复挤压过程中挤压力(F)所做的功(W)、模拟咀嚼后还原糖的含量；评价米饭的口感。

在本发明的一种实施方式中，利用已知不同类型米饭验证该评价方法的区分度。

在本发明的一种实施方式中，利用人真实口感实验验证该评价方法的准确性。

相比于现有评价米饭口感的方法，本发明提供的方法具有以下明显的优点与进步：

(1)本发明的测定条件能够更加真实地反映人咀嚼环境，所得结果客观精确、真实度高、参考性强。模拟口腔咀嚼与真实口腔咀嚼的相似程度达到90％以上。

(2)本发明能够实现米饭咀嚼过程中口感的动态分析，可以获得米饭从入口到吞咽之前的详细模拟数据。

(3)本发明能够同时获得米饭咀嚼全过程中力的变化与消化性的数据，所得结果能够更加全面、深入地评价米饭口感。

附图说明

图1为糯米、软米与普通大米模拟口腔咀嚼过程中受力变化图；

图2为糯米、软米与普通大米模拟口腔咀嚼过程中做功情况及拟合曲线图。

具体实施方式

本发明公开了一种基于模拟口腔咀嚼评价米饭口感的方法。本领域技术人与可以借鉴本专利内容，进行适当参数修改，建立类似评价方法。特别需要指出，所有类似的替换与改动都包含于本发明中。本发明方法可行性已通过具体实施例进行验证，相关人员能够通过借鉴本专利做适当变更或组合，来实现或扩大本发明的应用范围。

DNS方法测定还原糖含量的过程：模拟口腔咀嚼之后的米饭首先在沸水中灭酶，然后分散均匀，定容到容量瓶中。量取1.5mL样品，加入到25mL比色管中，再加入1mL去离子水，2mL DNS试剂，混合均匀。沸水加热5分钟之后，迅速转移至冰水中冷却。然后定容至25mL，混合均匀，在540nm下，测定吸光值。以无水葡萄糖作为标准品，计算还原糖含量。

实施例1：

步骤1：准确称取糯米样品，按照米水比1:1.3蒸煮米饭，保温备用；

步骤2：制备人工模拟唾液。在1000mL去离子水中依次加入0.4g氯化钠，0.4g氯化钾，0.795g水合氯化钙，0.78g水合磷酸二氢钠，0.005g水合硫化钠，1g尿素，采用氢氧化钠调节pH至6.8，量取3.6mL，加入0.01g低温淀粉酶(2000U/g)，充分混合溶解；

步骤3：准确称取30g米饭，放入挤压装置中，控制温度为37℃；

步骤4：向步骤3中的挤压装置中，加入步骤2制备的人工模拟唾液，循环往复挤压50次，模拟口腔咀嚼；

步骤5：将挤压后的米饭进行灭酶，并测定米饭中还原糖的含量(C_R，mg/g米饭)；还原糖含量采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法进行测定，方法准确方便；

步骤6：根据往复挤压过程中挤压力(F)所做的功(W)、模拟咀嚼后还原糖的含量；评价米饭的口感：

①模拟咀嚼过程中往复挤压对糯米所做的功：W_总＝W₁+W₂+…+W₅₀＝33.20J；

②模拟咀嚼后糯米中的还原糖含量：C_R＝75.79mg/g。

根据表1米饭的咀嚼性评价标准，模拟咀嚼过程中往复挤压对糯米所做的功为33.20J，在较弱咀嚼性(<35J)的范围中；模拟咀嚼后糯米中的还原糖含量为75.79mg/g，在易消化(>75mg/g)的范围中。可见，根据本发明的模拟口腔咀嚼方法，糯米饭具有较弱的咀嚼性，在口腔咀嚼过程中易被消化。

实施例2：

步骤1：准确称取入软米样品，按照米水比1:1.3蒸煮米饭，保温备用；

步骤2：制备人工模拟唾液。在1000mL去离子水中依次加入0.4g氯化钠，0.4g氯化钾，0.795g水合氯化钙，0.78g水合磷酸二氢钠，0.005g水合硫化钠，1g尿素，采用氢氧化钠调节pH至6.8，量取3.6mL，加入0.01g低温淀粉酶(2000U/g)，充分混合溶解；

步骤3：准确称取30g米饭，放入挤压装置中，控制温度为37℃；

步骤4：向步骤3中的挤压装置中，加入步骤2制备的人工模拟唾液，循环往复挤压50次，模拟口腔咀嚼；

步骤5：将挤压后的米饭进行灭酶，并测定米饭中还原糖的含量(C_R，mg/g米饭)；还原糖含量采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法进行测定，方法准确方便；

步骤6：根据往复挤压过程中挤压力(F)所做的功(W)、模拟咀嚼后还原糖的含量；评价米饭的口感：

①模拟咀嚼过程中往复挤压对软米所做的功：W_总＝W₁+W₂+…+W₅₀＝39.32J；

②模拟咀嚼后软米中的还原糖含量：C_R＝72.50mg/g。

根据表1米饭的咀嚼性评价标准，模拟咀嚼过程中往复挤压对软米所做的功为39.32J，在中等咀嚼性(<35J)的范围中；模拟咀嚼后软米中的还原糖含量为72.50mg/g，在中等消化(>75mg/g)的范围中。可见，根据本发明的模拟口腔咀嚼方法，软米饭具有中等程度的咀嚼性，在口腔咀嚼过程中具有中等程度的消化性。

实施例3：

步骤1：准确称取入普通大米样品，按照米水比1:1.3蒸煮米饭，保温备用；

步骤2：制备人工模拟唾液。在1000mL去离子水中依次加入0.4g氯化钠，0.4g氯化钾，0.795g水合氯化钙，0.78g水合磷酸二氢钠，0.005g水合硫化钠，1g尿素，采用氢氧化钠调节pH至6.8，量取3.6mL，加入0.01g低温淀粉酶(2000U/g)，充分混合溶解；

步骤3：准确称取30g米饭，放入挤压装置中，控制温度为37℃；

步骤4：向步骤3中的挤压装置中，加入步骤2制备的人工模拟唾液，循环往复挤压50次，模拟口腔咀嚼；

步骤5：将挤压后的米饭进行灭酶，并测定米饭中还原糖的含量(C_R，mg/g米饭)；还原糖含量采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法进行测定，方法准确方便；

步骤6：根据往复挤压过程中挤压力(F)所做的功(W)、模拟咀嚼后还原糖的含量；评价米饭的口感：

①模拟咀嚼过程中往复挤压对普通大米所做的功：W_总＝W₁+W₂+…+W₅₀＝43.42J；

②模拟咀嚼后普通大米中的还原糖含量：C_R＝67.71mg/g。

根据表1米饭的咀嚼性评价标准，模拟咀嚼过程中往复挤压对普通大米所做的功为43.42J，在较强咀嚼性(<35J)的范围中；模拟咀嚼后普通大米中的还原糖含量为67.71mg/g，在难消化(>75mg/g)的范围中。可见，根据本发明的模拟口腔咀嚼方法，普通大米饭具有较强的咀嚼性，在口腔咀嚼过程中难被消化。

通过对比实施例1，2，3的结果可以发现：该方法准确性高，评价指标内容详细全面，不同样品之间区分度明显，可以很好地用于评价不同米饭的口感。

实施例4验证试验

步骤1：参照实施例2，蒸煮得到相应软米饭；

步骤2：准确称取15g米饭；

步骤3：选择32名不同年龄阶段(少年、青年、中年、老年)的志愿者，16男16女。让其在正常饮食状态下，咀嚼米饭，在吞咽之前，收集口腔中的米饭咀嚼物，并测定咀嚼过程中分泌的唾液量以及生成的还原糖含量。分泌的唾液量根据拒绝前后米饭质量的变化进行测定；生成还原糖的含量采用DNS方法进行测定；

步骤4：对所有志愿者的实验数据进行处理，去掉结果中的最大值与最小值，根据咀嚼过程中分泌的唾液量以及生成的还原糖含量的平均值，评价本发明的模拟口腔咀嚼的准确性。

人真实口腔咀嚼评价结果：软米饭咀嚼过程中分泌唾液量的平均值为0.12g/g米饭，生成还原糖的平均值为70.70mg/g米饭。采用本发明的模拟口腔咀嚼方法，模拟咀嚼后软米饭中的还原糖含量为72.50mg/g，相比人真实口腔咀嚼评价的相似程度达97％。

其中，相似程度(％)＝100％-(|测定值-真实值|/真实值)*100％。

实施例5评价方法的探究优化

参照实施例2，分别针对往复挤压循环次数、低温淀粉酶加入量(g)进行单因素对照试验，结果表2所示：

表2不同方法评价软米饭的评价结果