陈敢烽，李保国，王莹莹

（上海理工大学食品科学与工程研究所，上海200093）

米饭是人们日常的主食。由于生活节奏加快，各式各样的盒饭已成为当今社会人们饮食的新趋势。盒饭快餐有方便、快速、卫生等优点，特别受到年轻人的青睐，而且已经越来越广泛地供应于飞机、高铁等公共交通工具以及各大超市卖场。目前煮熟米饭类食品的冷却方法主要有冷风冷却、冷水冷却、接触冰冷却、空气调节冷却和水冷却等。这些传统冷却技术冷却时间长、效率低且易受污染，不仅常常达不到预期，还会使复热以后米饭的口感和品质受到影响，同时也给中央厨房等物流配送带来了问题。

真空冷却技术是通过抽真空降压的方法，使食品内水分在低压状态下蒸发，在吸收自身热量的同时，使食品内能减少和品温下降。它具有冷却速率快、降温均匀、抑菌、无污染、易操作等特点。随着人们对食品安全越来越受重视，为将这种新型快速真空冷却技术在快餐食品加工中得到应用。本文对熟食米饭进行了真空冷却工艺研究，出了最佳一组较佳的工艺参数。分析了不同工艺参数对冷却效果的影响，为快餐盒饭食品企业的米饭冷却提供参考。

1 材料与仪器

1.1 材料

东北优质大米：米粒饱满，购自当地超市。

1.2 仪器

Electronic Kitchen scale SF-400、CFXB20-40B 型三角牌电饭锅、DK-S28型电热恒温水浴锅、VCE-15型真空冷却实验机：上海锦立保鲜科技有限公司等。

2 实验方法

2.1 米饭的制作

首先进行大米的淘洗，然后以1∶1.5的米水比将米饭放入电饭锅中蒸煮，蒸煮过程为20 min。煮熟后出锅时的米饭温度为83℃。

2.2 米饭的冷却

将煮熟后的米饭用天平称取规定重量，分别再喷入实验设定的对应喷水量，用于喷淋的水在实验前用水浴锅进行加热保温到与米饭温度相同（83℃）。将喷淋水后的米饭放入真空机内，热电阻同时插入杯中，保持热电阻位置居中且牢固。

真空室压力分别取 1 000、1 200、1 400 Pa；米饭处理量分别取160、180、200 g；喷水量分别取处理量的3%、5%、7%；冷却终温分别取 10、15、18℃。按照要求，将米饭分组实验。

3 结果与分析

3.1 优工艺参数的确立

在米饭真空冷却过程中，真空室的真空度、米饭的处理量、喷水量以及冷却的最终温度都将影响米饭的冷却时间和失重率。为了分析试验指标与各个因素之间量化关系，采用四因素三水平的正交试验设计优化米饭冷却的工艺条件。

在预试验的基础上，以米饭的冷却时间和失重率为指标确定较优的真空冷却工艺。设计四因素三水平的正交试验因素水平表见表1。

表1 米饭真空冷却工艺因素水平编码表Table 1 Coding of factors and levels with vacuum cooling technique of rice

为了考察各个因素对米饭冷却时间和失重率的影响以便于选出最优的冷却工艺参数，本实验先对各因素对失重率和冷却时间的极差分析，得到米饭真空快速冷却的最优工艺。

表2为米饭真空冷却正交试验及结果。

表2 米饭的真空冷却正交试验及结果Table 2 The orthogonal experiment of vacuum cooling technique of rice

由表2可以看出较高的冷却终温会导致较短的冷却时间和较大的质量损失，较高的真空度也意味着产品表面水分向空间扩散的动力大，因此水分蒸发的速度快，冷却速度快，质量损失较大。随着真空度增加，蒸发水汽换热效率降低，而且冷却温度降低，质量损失随之增加。

随着冷却终温的降低，冷却时间延长，冷却终温越低，在熟食品温度接近冷却终温时食品内部水分越少，以至于蒸发量减少、温度下降缓慢，延长冷却时间。处理量不同的米饭，水分含量也不同，所以冷却时间也不一样。随着真空度的增加，水的沸点温度不断降低，水就变得容易汽化，水汽化时吸收热量，米饭就能得到快速的冷却。随着冷却压力的增加失重率呈现逐减趋势，原因是部分水分不能够通过沸腾进行快速蒸发吸热降温，只能通过自然蒸发，而自然蒸发失水的速度明显低于沸腾蒸发失水。

表3 米饭真空冷却失重率极差分析结果Table 3 The extreme difference analysis of weightlessness rate of rice

米饭真空冷却时间极差分析结果见表4。

表4 米饭真空冷却时间极差分析结果Table 4 The extreme difference analysis of cooling time of rice

由表3米饭的失重率的极差分析结果可知，在影响米饭真空冷却失重率的四个因素的主次顺序为真空室的真空度、米饭的冷却终温、喷水量和处理量。此指标评价下的最优工艺条件为真空度1 000 Pa、终温18℃、喷水量3%、处理量160 g。由表4米饭的冷却时间的极差分析结果可知，在影响米饭真空冷却时间的四个因素的主次顺序为米饭的冷却终温、处理量、真空室的真空度和喷水量。此指标评价下的最优工艺条件为终温18℃、处理量160 g、真空度1 000 Pa、喷水量3%。

3.2 综合优化计算

在生产应用中需综合考虑四个因素对两项指标的影响，以便确定出较佳组合，因此有必要对上述两项指标进行综合。

本试验用线性加权法来确定评价指标，加权系数，满足 λ1＞0，如 λ2＞0，且如 λ1+λ2=1。按照冷却时间、失重率的重要程度给定一组综合优化计算时，失重率对米饭品质影响的重要程度要大于冷却时间，即权重大小为：失重率＞冷却终温，为此，取 λ1=0.6，λ2=0.4，其综合优化的极差分析结果如表5所示。

表5 综合优化的极差分析结果Table 5 The extreme difference analysis of comprehensive optimization

对米饭真空冷却过程的两个评价指标进行加权运算，然后进行极差分析可知，4个影响因素对综合指标的影响大小依次为米饭的冷却终温、真空室的真空度、处理量和喷水量。此指标评价下的最优工艺条件为终温18℃、真空度1 000 Pa、处理量160 g、喷水量3%。

真空冷却米饭最优工艺下的冷却时间和失重率如表6所示。

表6 真空冷却最优工艺的终温和失重率Table 6 The end temperature and weightlessness rate of optimal process of vacuum cooling

最优工艺下米饭冷却时间约为6.17 min，失重约为8.65%。

3.3 感官评价正交试验分析

米饭感官评价表如表7所示。

表7 米饭感官评价表Table 7 Sensory evaluation of steamed rice

结合表7米饭感官评价表，对米饭真空冷却成品进行感官评价，其正交试验结果通过极差分析列于表8。

表8 感官评价的极差分析结果Table 8 The extreme difference analysis of Sensory evaluation

由表8可知，四个影响因素对米饭感官评价的影响大小依次为米饭的冷却终温、真空室的真空度、喷和水量处理量。此指标评价下的最优工艺条件为终温18℃、真空度1 000 Pa、喷水量3%、处理量160 g。

4 结论

本文利用真空冷却技术对熟食米饭进行实验研究，分析了真空室真空度、米饭的处理量、冷却最终温度、喷水量等不同工艺参数对米饭的快速真空冷却工艺过程的影响。

实验结果表明，影响米饭真空冷却失重率的四个因素的主次顺序为真空室的真空度、米饭的冷却终温、喷水量和处理量。此指标评价下的最优工艺条件为真空度1 000 Pa、终温18℃、喷水量3%、处理量160 g。在影响米饭真空冷却时间的四个因素的主次顺序为米饭的冷却终温、处理量、真空室的真空度和喷水量。此指标评价下的最优工艺条件为终温18℃、处理量160 g、真空度1 000 Pa、喷水量3%。

对米饭真空冷却过程的两个评价指标进行加权运算，然后进行极差分析可知，4个影响因素对综合指标的影响大小依次为米饭的冷却终温、真空室的真空度、处理量和喷水量。此指标评价下的最优工艺条件为终温18℃、真空度1 000 Pa、处理量160 g、喷水量3%。对米饭真空冷却成品进行感官评价的正交试验结果，然后进行极差分析可知，四个影响因素对米饭感官评价的影响大小依次为米饭的冷却终温、真空室的真空度、喷水量和处理量。此指标评价下的最优工艺条件为终温18℃、真空度1 000 Pa、喷水量3%、处理量160 g。

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