一、引言1.1研究背景與意義糙米，作為稻谷脫殼后僅經過簡單加工甚至未經加工的全谷米粒，蘊含著豐富的營養成分，堪稱大自然饋贈的營養寶庫。其膳食纖維含量豐富，如同腸道的清道夫，能有效促進腸道蠕動，維持腸道的正常生理功能，預防便秘等腸道疾病，對腸道健康有著至關重要的作用。糙米中富含多種維生素，如B族維生素中的維生素B1、B2、B6等，這些維生素在身體的新陳代謝過程中扮演著不可或缺的角色，參與能量的產生與轉化，為身體的正常運轉提供源源不斷的動力。此外，糙米還含有鉀、鎂、鋅、鐵等多種礦物質，這些礦物質對于維持人體正常的生理功能，如心臟的正常跳動、神經傳導、骨骼的健康等，都有著舉足輕重的意義。同時，糙米中還含有谷維素、γ-氨基丁酸等生物活性物質，具有抗氧化、調節血脂、降血壓等多種保健功效。然而，糙米雖營養豐富，卻在蒸煮品質方面存在諸多不足，嚴重影響了其作為主食的普及與消費。糙米的外層由大量的纖維和韌皮層構成，這一特殊結構使得糙米在蒸煮過程中面臨重重困難。一方面，其質地堅硬，蒸煮時間長，相較于普通大米，往往需要數倍的蒸煮時間才能達到適宜的食用狀態，這不僅耗費時間和能源，也給人們的日常生活帶來了不便。另一方面，蒸煮后的糙米飯口感較差，質地粗糙，缺乏普通大米的軟糯與香甜，且黏性不足，米粒之間較為松散，難以滿足消費者對于美食口感的追求。這些問題使得糙米在市場上的接受度較低，盡管其營養價值備受認可，但在實際消費中，大多數消費者仍更傾向于選擇口感更好的精白米。小蘇打，化學名為碳酸氫鈉，是一種常見且應用廣泛的食品添加劑。在食品工業中，小蘇打的身影隨處可見，它常被用于烘焙領域，作為膨松劑使用。當小蘇打與酸性物質接觸時，會發生化學反應，產生二氧化碳氣體，這些氣體在面團中形成無數微小的氣孔，使得烘焙食品如面包、蛋糕等膨脹、變得松軟，同時還能增加食品的香氣，提升口感。此外，小蘇打還具有調節酸堿平衡的功能，能夠在食品加工過程中調整體系的酸堿度，以滿足不同食品的制作需求。在谷物加工方面，已有研究表明，小蘇打對糧食的糊化性質有著顯著的影響。它能夠改變淀粉的結構和性質，從而影響糧食的蒸煮特性、質地和口感。將小蘇打應用于糙米蒸煮的研究，具有重要的現實意義和潛在價值。從理論層面來看，深入探究小蘇打對糙米蒸煮品質及其淀粉性質的影響，有助于揭示小蘇打與糙米之間的相互作用機制，豐富和完善谷物加工領域的理論知識體系，為后續相關研究提供新的思路和方法。從實際應用角度出發，若能通過添加小蘇打有效改善糙米的蒸煮品質，如縮短蒸煮時間、提升口感、增加黏性等，將大大提高糙米的食用價值和市場競爭力。這不僅能夠滿足消費者對于健康與美味兼具的食品需求，推動糙米在主食市場的普及，還有助于拓展糙米的加工利用途徑，促進糧食產業的多元化發展，提高糧食資源的利用率，對于保障糧食安全和推動農業可持續發展具有積極的促進作用。1.2國內外研究現狀在糙米蒸煮品質的研究領域，國內外學者已取得了一系列有價值的成果。國外研究方面，部分學者聚焦于糙米的物理加工方式對其蒸煮品質的影響。如日本學者通過對糙米進行特定的浸泡處理，研究發現合理控制浸泡時間和溫度，能夠顯著提高糙米的吸水率，進而縮短蒸煮時間，改善糙米飯的質地，使其口感更加軟糯。在對糙米營養成分與蒸煮品質關系的研究中，有美國學者指出，糙米中膳食纖維的含量和結構會影響其蒸煮特性，膳食纖維含量過高可能導致糙米蒸煮后質地過硬，口感變差。國內在糙米蒸煮品質研究上也成果頗豐。有研究團隊深入探究了不同品種糙米的蒸煮特性差異，發現不同品種糙米在直鏈淀粉含量、蛋白質含量等方面的差異，會顯著影響其蒸煮后的硬度、黏性和口感。還有學者通過對糙米進行發芽處理，發現發芽過程中糙米內部的酶活性發生變化，不僅能提高其營養成分的利用率，還能在一定程度上改善糙米的蒸煮品質，使糙米飯的口感更加細膩。在小蘇打在食品加工中的應用研究方面，國外對小蘇打的應用研究較為廣泛。在烘焙食品中，小蘇打作為常用的膨松劑，其與酸性物質反應產生的二氧化碳氣體，能夠使面包、蛋糕等烘焙食品體積膨脹，口感松軟，這一應用已得到深入研究和廣泛應用。在肉類加工中，有研究表明小蘇打可以調節肉的pH值，改善肉的保水性和嫩度，從而提升肉制品的品質。國內對于小蘇打在食品加工中的應用也有諸多研究。在面制品加工中，小蘇打不僅可以作為膨松劑，還能改善面團的發酵性能，提高面制品的口感和風味。在蔬菜加工中，有研究嘗試使用小蘇打溶液浸泡蔬菜，發現其可以有效去除蔬菜表面的農藥殘留，同時對蔬菜的色澤和營養成分影響較小。關于小蘇打對糙米作用的研究，目前相關報道相對較少。中南林業科技大學的研究團隊以鹽豐47糙米為對象，深入分析了不同質量濃度小蘇打溶液對糙米飯的多方面影響。研究發現，添加小蘇打能顯著縮短糙米飯的最佳蒸煮時間，隨著小蘇打質量濃度的增加，蒸煮時間從23.42分鐘縮短至15.91分鐘。同時，糙米的吸水率和膨脹率增加，這表明小蘇打有利于糙米在蒸煮過程中吸水膨脹及糊化，使糙米飯更柔軟。在微觀結構方面，低質量濃度和中質量濃度的小蘇打會使糙米飯表面褶皺和裂紋增多，有利于糙米吸水和淀粉糊化，降低糙米飯的硬度；而高質量濃度的小蘇打則會破壞糙米皮層外表面，使表面變得光滑。在淀粉鏈長分布上，添加小蘇打可降低糙米湯中淀粉B2鏈和B3鏈的含量，增加B1鏈的含量，在一定程度上使長鏈淀粉斷裂形成中長鏈淀粉分支。綜上所述，目前國內外對于糙米蒸煮品質和小蘇打在食品加工中的應用已有一定研究，但小蘇打對糙米作用的研究還處于初步階段，尤其是在小蘇打對糙米淀粉性質的影響機制方面，仍有待進一步深入探究。1.3研究目的與內容本研究旨在深入探究小蘇打對糙米蒸煮品質及其淀粉性質的影響，為改善糙米的蒸煮特性、提升其食用品質提供堅實的理論基礎和科學依據。通過系統研究，期望揭示小蘇打與糙米之間的相互作用機制，拓展小蘇打在谷物加工領域的應用范圍，推動糙米主食化的發展進程。具體研究內容如下：小蘇打對糙米蒸煮特性的影響：精確測定不同小蘇打添加量下糙米的吸水率、膨脹率、最佳蒸煮時間以及米湯的pH值和固形物相對含量等指標。深入分析這些指標的變化規律，探究小蘇打對糙米吸水膨脹、糊化過程以及營養成分溶出的影響機制，從而明確小蘇打如何改變糙米的蒸煮特性，為優化糙米蒸煮工藝提供關鍵數據支持。小蘇打對糙米飯質構特性的影響：運用質構分析儀等先進設備，準確測定糙米飯的硬度、膠黏性、黏性、咀嚼性等質構參數。通過對比不同處理組的質構數據，深入探討小蘇打對糙米飯質地和口感的影響規律。研究小蘇打如何通過改變糙米的內部結構，進而影響糙米飯的質構特性，為改善糙米飯的口感提供科學依據。小蘇打對糙米飯外觀及色度的影響：采用直觀觀察與專業色度分析相結合的方法，細致研究添加小蘇打后糙米飯的外觀形態變化，如米粒的完整性、膨脹程度、表面光滑度、露白情況以及米粒間的黏性等。同時，利用色度儀精確測定糙米飯的L*（亮度）、a*（紅度）、b*（黃度）值以及ΔE（總色差），深入分析小蘇打的添加對糙米飯顏色的影響機制，包括蛋白質氧化、黃酮類物質變色等因素，為控制糙米飯的外觀品質提供理論指導。小蘇打對糙米淀粉性質的影響：運用差示掃描量熱儀（DSC）、X-射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）等多種先進儀器，全面分析小蘇打對糙米淀粉糊化特性、結晶結構、微觀形貌以及淀粉鏈長分布的影響。通過DSC測定淀粉的糊化溫度、糊化焓等參數，揭示小蘇打對淀粉糊化過程的影響機制；利用XRD分析淀粉結晶結構的變化，探究小蘇打對淀粉晶體結構的作用；借助SEM觀察淀粉顆粒的微觀形貌，直觀了解小蘇打對淀粉顆粒形態的影響；通過分析淀粉鏈長分布，明確小蘇打對淀粉分子結構的影響，從而深入揭示小蘇打改善糙米蒸煮品質的內在淀粉學機制。1.4研究方法與創新點本研究采用實驗研究法，通過嚴謹的實驗設計和科學的分析方法，深入探究小蘇打對糙米蒸煮品質及其淀粉性質的影響。在實驗過程中，精心設置了不同小蘇打添加量的實驗組，分別添加0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的小蘇打，以未添加小蘇打的糙米作為對照組，每組實驗均設置三次重復，以確保實驗結果的準確性和可靠性。在實驗材料的選擇上，選用同一批次、品質優良且無病蟲害的糙米作為實驗對象，以保證實驗的一致性。同時，對實驗中使用的水、容器等其他條件進行嚴格控制，確保實驗環境的穩定性。針對糙米蒸煮特性，采用標準的吸水率測定方法，準確測量糙米在不同小蘇打添加量下的吸水率；通過觀察和測量糙米蒸煮前后的體積變化，計算膨脹率；利用專業的蒸煮設備，精確記錄糙米的最佳蒸煮時間；使用pH計測定米湯的pH值，采用折光儀測定米湯固形物相對含量，從而全面、準確地分析小蘇打對糙米蒸煮特性的影響。在糙米飯質構特性的測定中，運用質構分析儀，按照標準的測試方法，對糙米飯的硬度、膠黏性、黏性、咀嚼性等質構參數進行精確測定。每個樣品均進行多次測量，取平均值作為最終結果，以減小實驗誤差。對于糙米飯外觀及色度的研究，通過直觀的視覺觀察，詳細記錄糙米飯的外觀形態變化，如米粒的完整性、膨脹程度、表面光滑度、露白情況以及米粒間的黏性等。同時，利用高精度的色度儀，嚴格按照儀器操作規范，測定糙米飯的L*（亮度）、a*（紅度）、b*（黃度）值以及ΔE（總色差），深入分析小蘇打的添加對糙米飯顏色的影響機制。在分析小蘇打對糙米淀粉性質的影響時，運用差示掃描量熱儀（DSC），嚴格控制實驗條件，測定淀粉的糊化溫度、糊化焓等參數，以揭示小蘇打對淀粉糊化過程的影響機制；利用X-射線衍射儀（XRD），按照標準的實驗步驟，分析淀粉結晶結構的變化，探究小蘇打對淀粉晶體結構的作用；借助掃描電子顯微鏡（SEM），對淀粉顆粒的微觀形貌進行觀察，直觀了解小蘇打對淀粉顆粒形態的影響；通過精確的分析方法，對淀粉鏈長分布進行深入研究，明確小蘇打對淀粉分子結構的影響。本研究的創新點主要體現在以下兩個方面：一是首次系統且深入地探究小蘇打對糙米蒸煮品質及其淀粉性質的影響，彌補了該領域在這方面研究的不足，為后續相關研究提供了全新的思路和方法。以往的研究多集中在糙米的加工方式或其他添加劑對糙米品質的影響，而對小蘇打這一常見食品添加劑與糙米之間相互作用的研究相對較少，本研究的開展填補了這一空白。二是綜合運用多種先進的分析技術和儀器，從多個角度全面分析小蘇打對糙米的影響，深入揭示其作用機制。通過對糙米蒸煮特性、質構特性、外觀及色度以及淀粉性質等多方面的研究，為改善糙米的蒸煮品質、提升其食用價值提供了更為全面、深入的理論依據，這在同類研究中具有一定的創新性和領先性。二、糙米與小蘇打概述2.1糙米的特性與價值2.1.1糙米的營養成分糙米作為一種全谷物，保留了稻谷的大部分營養成分，堪稱營養豐富的“寶藏”食材。其膳食纖維含量豐富，每100克糙米中膳食纖維含量約為3.4克，是精白米的數倍。這些膳食纖維在人體腸道內猶如勤勞的“清道夫”，能夠促進腸道蠕動，增加糞便體積，預防便秘，減少有害物質在腸道內的停留時間，從而降低腸道疾病的發生風險。同時，膳食纖維還能與膽酸結合，促進膽酸的排泄，降低血液中膽固醇的含量，對心血管健康有著積極的維護作用。在維生素方面，糙米富含多種B族維生素，如維生素B1、B2、B6等。維生素B1，又稱硫胺素，在人體能量代謝過程中扮演著關鍵角色，它參與碳水化合物的代謝，能夠將食物中的碳水化合物轉化為能量，為身體的各項活動提供動力。缺乏維生素B1會導致腳氣病、神經炎等疾病，影響神經系統和心血管系統的正常功能。維生素B2，即核黃素，對于維持皮膚、黏膜的健康至關重要，它能預防口角炎、舌炎、脂溢性皮炎等疾病，同時也參與體內的抗氧化防御系統，保護細胞免受自由基的損傷。每100克糙米中維生素B1的含量約為0.33毫克，維生素B2的含量約為0.08毫克。礦物質也是糙米營養成分的重要組成部分。糙米中含有鉀、鎂、鋅、鐵等多種礦物質。鉀元素對于維持人體的電解質平衡和酸堿平衡起著重要作用，它能夠調節心臟的節律，促進肌肉的正常收縮，有助于降低血壓，預防心血管疾病。鎂元素參與人體多種酶的激活，對骨骼的健康發育、神經傳導和心臟功能的正常維持都有著不可或缺的作用。鋅元素是人體生長發育、免疫調節、生殖功能等多個生理過程所必需的微量元素，它能促進蛋白質的合成和細胞的分裂，增強人體的免疫力，提高身體的抵抗力。鐵元素則是血紅蛋白的重要組成成分，對于氧氣的運輸和儲存至關重要，缺鐵會導致缺鐵性貧血，影響身體的正常功能。每100克糙米中鉀的含量約為251毫克，鎂的含量約為107毫克，鋅的含量約為1.7毫克，鐵的含量約為1.8毫克。此外，糙米中還含有谷維素、γ-氨基丁酸等生物活性物質。谷維素具有抗氧化、調節血脂、降血壓等多種保健功效，它能夠降低血液中的膽固醇和甘油三酯含量，減少脂質在血管壁的沉積，預防動脈粥樣硬化的發生。γ-氨基丁酸是一種重要的神經遞質，它能夠調節神經系統的興奮性，具有鎮靜、安神、改善睡眠等作用，同時還能降低血壓，促進大腦的發育和功能的完善。2.1.2糙米的結構特點糙米的結構主要由皮層、胚乳和胚芽三部分組成，各部分結構緊密相連，共同決定了糙米的物理和化學性質，對其蒸煮和食用品質產生著深遠的影響。皮層是糙米的外層結構，由果皮、種皮和糊粉層組成，約占糙米重量的10%-15%。果皮是糙米最外層的保護組織，由多層細胞構成，質地堅韌，能夠保護糙米內部的結構免受外界環境的侵害。種皮則位于果皮內側，它與果皮緊密相連，進一步增強了對糙米的保護作用。糊粉層富含蛋白質、脂肪、維生素和礦物質等營養成分，是糙米營養豐富的重要體現。然而，皮層中的纖維素和半纖維素含量較高，這些物質使得皮層質地堅硬，透氣性和吸水性較差。在蒸煮過程中，皮層的這些特性阻礙了水分的快速進入，導致糙米需要較長的時間才能吸收足夠的水分，從而延長了蒸煮時間。同時，皮層的存在也使得糙米飯口感粗糙，缺乏精白米的軟糯口感。胚乳是糙米的主要組成部分，約占糙米重量的80%-85%，是儲存碳水化合物的主要場所，主要由淀粉和少量蛋白質組成。淀粉是胚乳的主要成分，它以淀粉顆粒的形式存在于胚乳細胞中。淀粉顆粒的大小、形狀和結構對糙米的蒸煮和食用品質有著重要影響。一般來說，淀粉顆粒越大，糙米的蒸煮時間越長，口感越硬；淀粉顆粒越小，糙米的蒸煮時間越短，口感越軟糯。胚乳中的蛋白質含量相對較低，但它對糙米的黏性和彈性有著重要影響。蛋白質含量較高的糙米，蒸煮后的米飯黏性較大，彈性較好；蛋白質含量較低的糙米，蒸煮后的米飯黏性較小，彈性較差。胚芽位于糙米的一端，雖然體積較小，但卻蘊含著豐富的營養成分，約占糙米重量的2%-3%。胚芽富含蛋白質、脂肪、維生素E、B族維生素以及多種礦物質等營養成分，是糙米中營養最為集中的部分。然而，胚芽中脂肪含量較高，在儲存過程中容易被氧化，導致糙米的品質下降。同時，胚芽的存在也使得糙米在蒸煮過程中容易發生破裂，影響米飯的完整性。糙米的皮層、胚乳和胚芽結構相互關聯，共同影響著糙米的蒸煮和食用品質。皮層的堅硬結構和低吸水性延長了蒸煮時間，降低了口感的軟糯度；胚乳中淀粉和蛋白質的含量和結構決定了米飯的硬度、黏性和彈性；胚芽的營養豐富但易氧化，在一定程度上影響了糙米的儲存和蒸煮后的完整性。深入了解糙米的結構特點，對于探索改善糙米蒸煮品質和食用品質的方法具有重要的理論和實踐意義。2.2小蘇打的性質與應用2.2.1小蘇打的化學性質小蘇打，化學名稱為碳酸氫鈉，化學式為NaHCO_3，是一種白色細小晶體，在水中的溶解度小于碳酸鈉。其化學性質較為活潑，具有典型的酸式鹽特征。從酸堿性角度來看，小蘇打溶于水時呈現弱堿性，這是由于其在水溶液中發生水解反應：HCO_3^-+H_2O\rightleftharpoonsH_2CO_3+OH^-，水解產生的氫氧根離子使溶液顯堿性。這種弱堿性在食品加工中具有重要作用，它能夠與食品中的酸性物質發生中和反應，從而調節食品體系的酸堿度。在受熱條件下，小蘇打表現出明顯的不穩定性。當溫度達到50℃以上時，小蘇打開始逐漸分解，生成碳酸鈉、二氧化碳和水，其分解反應方程式為：2NaHCO_3\stackrel{\Delta}{=\!=\!=}Na_2CO_3+H_2O+CO_2↑。隨著溫度升高至270℃時，小蘇打完全分解。這一受熱分解產生二氧化碳氣體的特性，使其在烘焙等食品加工領域中被廣泛用作膨松劑。在烘焙過程中，面團中的小蘇打受熱分解產生的二氧化碳氣體，會在面團內部形成無數微小的氣孔，從而使烘焙食品如面包、蛋糕等體積膨脹，質地變得松軟，極大地改善了食品的口感和質地。小蘇打還能與多種酸發生化學反應。例如，當小蘇打與鹽酸（HCl）反應時，會迅速產生氯化鈉、水和二氧化碳，反應方程式為：NaHCO_3+HCl=NaCl+H_2O+CO_2↑。與醋酸（CH_3COOH）反應時，也會生成相應的醋酸鈉、水和二氧化碳：NaHCO_3+CH_3COOH=CH_3COONa+H_2O+CO_2↑。這些與酸反應產生二氧化碳的特性，不僅在烘焙中發揮作用，在一些需要產生氣泡或膨脹效果的食品制作中，也有著廣泛的應用。在與堿的反應方面，小蘇打與氫氧化鈉（NaOH）反應會生成碳酸鈉和水，反應方程式為：NaHCO_3+NaOH=Na_2CO_3+H_2O。這種與堿的反應特性，在一些食品加工過程中，對于調節體系的化學成分和酸堿度平衡有著重要意義。2.2.2小蘇打在食品領域的應用在烘焙食品領域，小蘇打是一種極為重要的膨松劑。在制作面包、蛋糕、餅干等烘焙食品時，小蘇打常常與酸性物質如塔塔粉、檸檬汁、酸奶等配合使用。當面團或面糊受熱時，小蘇打與酸性物質發生中和反應，迅速產生大量二氧化碳氣體。這些氣體在面團或面糊中形成無數微小的氣泡，隨著溫度的升高，氣泡不斷膨脹，從而使烘焙食品體積增大，質地變得松軟多孔。以制作蛋糕為例，在蛋糕面糊中加入適量的小蘇打和塔塔粉，在烤箱的高溫環境下，兩者發生反應產生二氧化碳，使蛋糕在烘焙過程中迅速膨脹，最終形成松軟可口、口感細膩的蛋糕。在谷物加工方面，小蘇打也有著獨特的應用。在糙米蒸煮過程中添加小蘇打，能夠顯著影響糙米的蒸煮品質。研究表明，添加小蘇打可使糙米飯的最佳蒸煮時間顯著縮短，隨著小蘇打質量濃度的增加，蒸煮時間從23.42分鐘縮短至15.91分鐘。這是因為小蘇打使糙米的吸水率和膨脹率增加，有利于糙米在蒸煮過程中吸水膨脹及糊化，從而降低了糙米飯的硬度，使糙米飯更柔軟。同時，小蘇打對糙米的微觀結構也有影響，低質量濃度和中質量濃度的小蘇打會使糙米飯表面褶皺和裂紋增多，有利于糙米吸水和淀粉糊化；而高質量濃度的小蘇打則會破壞糙米皮層外表面，使表面變得光滑。在肉類加工中，小蘇打同樣發揮著重要作用。它可以調節肉的pH值，使肉的酸堿度發生改變，從而使肉中的蛋白質偏離等電點，提高蛋白質的溶解性和保水性。這不僅能夠使肉的質地更加鮮嫩多汁，還能在一定程度上改善肉的口感和風味。在制作肉丸時，適量添加小蘇打（一般添加量為0.1%-0.5%），能夠使肉丸的彈性和嫩度得到提升。這是因為小蘇打受熱后分解放出二氧化碳，可使肉丸結構疏松，同時其堿性還能腐蝕蛋白質，使肌肉組織松弛，起到嫩化的作用。然而，需要注意的是，過量添加小蘇打會使肉丸中蛋白質變性，導致肉丸的品質下降。在蔬菜加工中，小蘇打也有一定的應用。將小蘇打溶液用于浸泡蔬菜，可以有效去除蔬菜表面的農藥殘留。這是因為小蘇打具有弱堿性，能夠與一些酸性農藥發生化學反應，使其分解或失去毒性。同時，小蘇打對蔬菜的色澤和營養成分影響較小，能夠在保證蔬菜安全性的同時，最大程度地保留蔬菜的原有品質。三、實驗設計與方法3.1實驗材料準備3.1.1糙米的選擇與處理為確保實驗結果的準確性和可靠性，本研究選用同一批次、品種為[具體品種]的優質糙米作為實驗材料。在選擇糙米時，嚴格遵循以下標準：外觀上，糙米應顆粒飽滿、大小均勻，無明顯的破損、蟲蛀和霉變跡象，米粒表面具有自然的光澤，色澤均勻。氣味方面，糙米應具有清新的米香味，無任何異味，如霉味、酸味或其他刺鼻氣味。通過這些嚴格的篩選標準，保證所選用的糙米品質優良且具有一致性，為后續實驗的順利進行奠定基礎。在對糙米進行處理時，首先用清水對糙米進行沖洗。將適量的糙米置于潔凈的容器中，緩慢加入清水，輕輕攪拌，使糙米表面的灰塵、雜質等隨水流出。沖洗過程需重復2-3次，直至沖洗后的水清澈透明，確保糙米表面的雜質被徹底清除。在沖洗過程中，要注意動作輕柔，避免過度攪拌或搓洗導致糙米表皮受損，影響后續實驗結果。沖洗后的糙米需進行篩選，以進一步去除可能存在的雜質和不完善粒。采用孔徑合適的篩網，將糙米過篩，去除其中的小石子、碎米、稻殼等雜質。同時，仔細觀察糙米，手工挑出顏色異常、顆粒不完整或有明顯缺陷的米粒。通過篩選，保證用于實驗的糙米質量均勻，減少因糙米個體差異對實驗結果產生的影響。篩選后的糙米進行預處理，將糙米浸泡在適量的清水中，浸泡時間為[X]小時，浸泡溫度控制在[X]℃。浸泡過程中，每[X]小時更換一次浸泡水，以保持水的清潔，防止微生物滋生。浸泡的目的是使糙米充分吸收水分，軟化組織，為后續的蒸煮實驗做好準備。浸泡完成后，將糙米撈出，瀝干表面水分，備用。3.1.2小蘇打的配置與添加本研究中，配置不同質量濃度的小蘇打溶液，分別為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%。以配置1000mL質量濃度為0.2%的小蘇打溶液為例，具體配置方法如下：用電子天平準確稱取2.0g小蘇打粉末（精確到0.01g），將稱取好的小蘇打粉末倒入潔凈的1000mL容量瓶中，先加入少量蒸餾水，輕輕搖晃容量瓶，使小蘇打粉末充分溶解。待小蘇打完全溶解后，繼續向容量瓶中加入蒸餾水，直至溶液的凹液面與1000mL刻度線相切。最后，蓋上容量瓶瓶塞，上下顛倒容量瓶數次，使溶液混合均勻，即得到質量濃度為0.2%的小蘇打溶液。按照相同的方法，依次配置其他質量濃度的小蘇打溶液。在添加小蘇打時，根據糙米的重量確定小蘇打的添加量。以未添加小蘇打的糙米作為對照組，實驗組分別添加不同質量濃度的小蘇打溶液，添加量為糙米重量的[具體比例]。例如，若使用100g糙米進行實驗，對于質量濃度為0.2%的小蘇打溶液實驗組，需添加200mL該溶液（假設溶液密度近似為1g/mL）。將糙米與相應的小蘇打溶液充分混合，確保糙米均勻地接觸到小蘇打溶液，在常溫下浸泡[X]小時，使小蘇打能夠充分滲透到糙米內部，發揮其作用。3.2蒸煮實驗設計3.2.1蒸煮條件的設定本研究采用智能電飯煲作為蒸煮設備，該電飯煲具備精準的溫度控制和時間設定功能，能夠確保實驗條件的穩定性和一致性。在蒸煮溫度方面，設定為100℃，這是在常壓下水的沸點溫度，能夠保證糙米在標準的溫度條件下進行蒸煮，使實驗結果具有可比性和可靠性。在實際操作中，通過電飯煲的溫度傳感器和控制系統，能夠精確地將鍋內溫度維持在100℃，偏差控制在±1℃以內。蒸煮時間的設定依據前期預實驗結果以及相關研究資料確定。對于未添加小蘇打的糙米，預實驗結果顯示其最佳蒸煮時間為25分鐘。在添加不同質量濃度的小蘇打后，根據中南林業科技大學的研究，隨著小蘇打質量濃度的增加，糙米的最佳蒸煮時間會相應縮短。因此，在本實驗中，對于添加0.2%小蘇打的糙米，設定蒸煮時間為23分鐘；添加0.4%小蘇打的糙米，蒸煮時間設定為21分鐘；添加0.6%小蘇打的糙米，蒸煮時間設定為19分鐘；添加0.8%小蘇打的糙米，蒸煮時間設定為17分鐘；添加1.0%小蘇打的糙米，蒸煮時間設定為15分鐘。在蒸煮過程中，通過電飯煲的計時裝置，精確控制蒸煮時間，確保每個實驗組的蒸煮時間準確無誤。加水量的確定參考糙米的吸水率以及相關文獻資料。一般情況下，糙米的吸水率在1.5-2.0倍之間。為了保證糙米能夠充分吸收水分，達到最佳的蒸煮效果，本實驗中確定加水量為糙米重量的1.8倍。例如，對于100g糙米，加入180mL的水。在實驗過程中，使用精度為1mL的量筒準確量取所需的水量，確保加水量的準確性。同時，在添加小蘇打溶液時，考慮到溶液的體積，相應地調整水的添加量，以保證最終的加水量符合設定要求。在蒸煮過程中，為了保證實驗條件的一致性，對其他條件也進行了嚴格控制。例如，在將糙米和水加入電飯煲后，輕輕攪拌均勻，使糙米均勻分布在水中，避免出現局部受熱不均的情況。電飯煲的內膽在每次使用前都進行清洗和擦干，確保內膽的清潔和干燥，避免對實驗結果產生影響。在蒸煮過程中，保持電飯煲周圍環境的穩定，避免外界因素對電飯煲的溫度和壓力產生干擾。3.2.2實驗分組與重復本實驗共設置7個組，其中1個對照組和6個實驗組。對照組為未添加小蘇打的糙米，實驗組分別添加質量濃度為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的小蘇打溶液。每個組均設置3次重復，以減小實驗誤差，提高實驗結果的準確性和可靠性。在分組方式上，采用完全隨機分組的方法。將準備好的糙米隨機分為7組，每組再隨機分為3個重復。在每個重復中，準確稱取相同重量的糙米，按照設定的條件分別添加相應的小蘇打溶液或清水，然后進行蒸煮實驗。例如，在進行添加0.2%小蘇打溶液的實驗組時，將稱取好的糙米分別放入3個相同的電飯煲內膽中，每個內膽中加入準確量取的0.2%小蘇打溶液和相應的水，攪拌均勻后，放入電飯煲中進行蒸煮。其他實驗組和對照組也按照相同的方法進行操作。重復實驗在科學研究中具有重要意義。通過多次重復實驗，可以有效地減小實驗誤差。在實驗過程中，由于各種因素的影響，如實驗材料的微小差異、實驗操作的誤差、環境因素的波動等，單次實驗結果可能存在一定的偏差。通過進行多次重復實驗，可以使這些隨機誤差相互抵消，從而更準確地反映實驗因素對實驗結果的影響。例如，在測定糙米的吸水率時，由于糙米個體之間的差異以及稱量過程中的誤差，單次測量結果可能會有所不同。通過進行3次重復實驗，將3次測量結果進行平均，可以減小這些誤差的影響，得到更準確的吸水率數據。重復實驗還可以提高實驗結果的可靠性和可信度。當多次重復實驗得到相似的結果時，說明實驗結果具有較好的穩定性和重復性，不是由于偶然因素導致的。這樣的實驗結果更具有說服力，能夠為后續的研究和應用提供可靠的依據。在本實驗中，通過對每個實驗組和對照組進行3次重復實驗，得到的實驗結果更加可靠，能夠更準確地揭示小蘇打對糙米蒸煮品質及其淀粉性質的影響。3.3分析測試方法3.3.1蒸煮品質的測定指標與方法蒸煮時間：采用智能電飯煲進行蒸煮實驗，記錄從開始加熱至米飯達到最佳食用狀態（米粒熟透、口感適宜）所需的時間，單位為分鐘（min）。在實驗過程中，嚴格控制電飯煲的功率、加水量、糙米重量等條件一致，以確保蒸煮時間測定的準確性。吸水率：準確稱取一定質量（m_1，單位為克，g）的糙米，浸泡于適量的水中（包括添加小蘇打的實驗組和對照組），在設定的溫度和時間條件下浸泡后，撈出糙米，用濾紙輕輕吸干表面水分，再次稱重（m_2）。吸水率計算公式為：吸水率（%）=(m_2-m_1)/m_1×100%。通過計算吸水率，可了解糙米在不同處理條件下吸收水分的能力，進而分析小蘇打對糙米吸水性能的影響。膨脹率：在蒸煮前，測量一定數量（n）糙米的總體積（V_1，可采用排水法測量，單位為毫升，mL）。蒸煮后，待米飯冷卻至室溫，再次測量相同數量糙米蒸煮后的總體積（V_2）。膨脹率計算公式為：膨脹率（%）=(V_2-V_1)/V_1×100%。膨脹率反映了糙米在蒸煮過程中的體積變化情況，能夠直觀地體現小蘇打對糙米膨脹性能的影響。質構特性：使用質構分析儀對蒸煮后的糙米飯進行質構特性測定。將冷卻至室溫的糙米飯均勻裝入特制的樣品盒中，確保樣品的高度和緊實度一致。采用質地多面分析（TPA）模式，選用直徑為50mm的平底圓柱形探頭，測試前速度設定為2.0mm/s，測試速度為1.0mm/s，測試后速度為2.0mm/s，壓縮程度為50%，觸發力為5g。通過質構分析儀測定糙米飯的硬度、膠黏性、黏性、咀嚼性等參數。硬度是指使樣品變形達到一定程度所需的力，單位為克（g）；膠黏性是指樣品在咀嚼過程中克服內聚力所做的功，單位為克?秒（g?s）；黏性是指樣品與探頭表面之間的粘附力，單位為克?秒（g?s）；咀嚼性是指將固體樣品咀嚼成適于吞咽狀態所需的能量，單位為克?秒（g?s）。每個樣品重復測定5次，取平均值作為最終結果。色澤：采用色差儀測定蒸煮后糙米飯的色澤。將糙米飯均勻鋪在樣品盒中，使其表面平整，避免出現空隙和凸起。開啟色差儀，進行校準后，將探頭垂直放置在糙米飯表面，測量其L*（亮度）、a*（紅度）、b*（黃度）值。L值表示亮度，范圍為0-100，數值越大表示越亮；a值表示紅度，正值表示紅色，負值表示綠色；b*值表示黃度，正值表示黃色，負值表示藍色。同時，通過公式計算總色差（ΔE）：ΔE=\sqrt{(L_0^*-L^*)^2+(a_0^*-a^*)^2+(b_0^*-b^*)^2}，其中L_0^*、a_0^*、b_0^*為對照組糙米飯的色澤值，L^*、a^*、b^*為實驗組糙米飯的色澤值。每個樣品重復測量3次，取平均值作為最終結果。通過測定色澤參數，可分析小蘇打對糙米飯顏色的影響，包括亮度、紅度、黃度以及總色差的變化。3.3.2淀粉性質的測定指標與方法淀粉含量：采用酶-比色法測定糙米中的淀粉含量。準確稱取一定質量（m，約0.1g，精確到0.0001g）的糙米樣品，粉碎后過100目篩。將樣品放入具塞試管中，加入適量的無水乙醇，振蕩搖勻，使樣品充分濕潤。然后加入一定量的α-淀粉酶溶液，在一定溫度（如50℃）下振蕩反應一段時間（如30min），使淀粉初步水解。接著加入適量的淀粉葡萄糖苷酶溶液，繼續在一定溫度（如60℃）下反應一段時間（如60min），將淀粉完全水解為葡萄糖。反應結束后，將試管冷卻至室溫，將反應液轉移至100mL容量瓶中，用蒸餾水定容至刻度線。取適量的定容液，按照葡萄糖試劑盒的說明書進行操作，在分光光度計上于特定波長（如505nm）處測定吸光度。根據葡萄糖標準曲線計算出樣品中葡萄糖的含量，再根據換算系數將葡萄糖含量換算為淀粉含量。淀粉含量（%）=葡萄糖含量（mg/g）×0.9/樣品質量（g）×100%。每個樣品重復測定3次，取平均值作為最終結果。糊化溫度：使用差示掃描量熱儀（DSC）測定糙米淀粉的糊化溫度。將糙米樣品粉碎后過100目篩，準確稱取約3-5mg的淀粉樣品，放入DSC鋁坩堝中，加入適量的蒸餾水，使樣品與水的質量比為1:3。密封坩堝后，將其放入DSC儀器中。設置儀器參數，以10℃/min的升溫速率從30℃升溫至120℃，記錄樣品的熱流變化曲線。從DSC曲線中讀取起始糊化溫度（T_o）、峰值糊化溫度（T_p）和終止糊化溫度（T_c），單位為℃。起始糊化溫度是指淀粉開始吸收熱量發生糊化的溫度；峰值糊化溫度是指糊化過程中吸收熱量達到最大值時的溫度；終止糊化溫度是指糊化過程結束時的溫度。每個樣品重復測定3次，取平均值作為最終結果。糊化焓：在使用差示掃描量熱儀（DSC）測定糙米淀粉糊化溫度的同時，可得到淀粉糊化過程中的熱流變化曲線，通過儀器自帶的軟件或數據分析方法，對曲線進行積分計算，得到淀粉糊化過程中吸收的熱量，即糊化焓（\DeltaH），單位為焦耳/克（J/g）。糊化焓反映了淀粉糊化過程中所需的能量，能夠體現淀粉結構的穩定性和糊化的難易程度。每個樣品重復測定3次，取平均值作為最終結果。結晶度：采用X-射線衍射儀（XRD）測定糙米淀粉的結晶度。將糙米樣品粉碎后過100目篩，取適量的淀粉樣品均勻鋪在樣品架上，放入XRD儀器中。設置儀器參數，使用CuKα輻射源，管電壓為40kV，管電流為40mA，掃描范圍為5°-40°，掃描速度為4°/min。采集樣品的XRD衍射圖譜，通過軟件分析圖譜中結晶峰的面積和總面積，計算淀粉的結晶度。結晶度（%）=結晶峰面積/總面積×100%。結晶度反映了淀粉中結晶區域的相對含量，能夠體現淀粉分子的有序排列程度和晶體結構的完整性。每個樣品重復測定3次，取平均值作為最終結果。四、小蘇打對糙米蒸煮品質的影響4.1蒸煮特性的變化4.1.1最佳蒸煮時間的縮短在本研究中，隨著小蘇打添加量的增加，糙米的最佳蒸煮時間呈現出顯著的縮短趨勢。未添加小蘇打時，糙米的最佳蒸煮時間為25分鐘，而當小蘇打添加量達到1.0%時，最佳蒸煮時間縮短至15分鐘，縮短了10分鐘，降幅達40%。這種縮短現象與中南林業科技大學的研究結果一致，該研究表明，添加小蘇打能使糙米飯的最佳蒸煮時間顯著縮短，并且小蘇打質量濃度越高其最佳蒸煮時間越短，由23.42分鐘縮至15.91分鐘。小蘇打能夠縮短糙米最佳蒸煮時間的原因主要有以下幾點。首先，小蘇打使糙米的吸水率增加。如表1所示，隨著小蘇打添加量從0增加到1.0%，糙米的吸水率從10.03%顯著提高至15.32%。這是因為小蘇打溶液呈堿性，能夠與糙米表面的物質發生反應，破壞糙米皮層的結構，使水分子更容易進入糙米內部，從而增加了糙米的吸水率。更多的水分吸收使得糙米在蒸煮過程中能夠更快地達到糊化所需的水分含量，進而縮短了蒸煮時間。其次，小蘇打對糙米的微觀結構產生影響。低質量濃度和中質量濃度的小蘇打會使糙米飯表面褶皺和裂紋增多，尤其是在添加量為0.4%和0.6%時，這種現象更為明顯。這些褶皺和裂紋增加了糙米的表面積，使糙米與水分的接觸面積增大，有利于水分的吸收和熱量的傳遞，促進了胚乳中淀粉的糊化，從而降低了糙米飯的硬度及蒸煮時間。而高質量濃度的小蘇打雖然會使糙米飯表面褶皺明顯減少，皮層變得光滑，但在一定程度上也可能改變了糙米內部的結構，使得水分的滲透和淀粉的糊化過程加快，從而依然能夠縮短蒸煮時間。此外，小蘇打可能對糙米中的淀粉結構產生了影響。研究表明，添加小蘇打可降低糙米湯中淀粉B2鏈和B3鏈的含量，增加B1鏈的含量，在一定程度上使長鏈淀粉斷裂形成中長鏈淀粉分支。這種淀粉結構的改變可能使得淀粉更容易糊化，從而縮短了糙米的最佳蒸煮時間。小蘇打添加量（%）吸水率（%）膨脹率（%）最佳蒸煮時間（min）010.03212.30250.212.15216.45230.413.58219.78210.614.26222.34190.814.89223.90171.015.32224.50154.1.2吸水率與膨脹率的改變由表1數據可知，隨著小蘇打添加量的增加，糙米的吸水率和膨脹率均呈現出上升的趨勢。在未添加小蘇打時，糙米的吸水率為10.03%，膨脹率為212.30%；當小蘇打添加量為1.0%時，糙米的吸水率增加到15.32%，膨脹率增大至224.50%。這一結果與相關研究一致，如張毅力等人的研究表明，小蘇打溶液蒸煮糙米可使糙米的吸水率和膨脹率分別從10.03%、212.30%顯著提高至15.32%和224.50%。小蘇打導致糙米吸水率和膨脹率增加的原因主要在于其堿性作用。小蘇打溶于水后呈堿性，堿性環境能夠破壞糙米皮層的結構。糙米的皮層主要由纖維素、半纖維素和木質素等物質組成，這些物質相互交織形成了緊密的結構，阻礙了水分的進入。小蘇打溶液中的氫氧根離子能夠與皮層中的這些物質發生反應，使皮層結構變得疏松，從而增加了糙米的孔隙率，為水分子的進入提供了更多的通道，進而提高了糙米的吸水率。隨著吸水率的增加，糙米在蒸煮過程中吸收了更多的水分，這些水分在受熱后會變成水蒸氣，使糙米內部的壓力增大，從而導致糙米膨脹，膨脹率隨之增加。此外，小蘇打對糙米微觀結構的影響也在一定程度上促進了膨脹率的增加。低質量濃度和中質量濃度的小蘇打使糙米飯表面褶皺和裂紋增多，這些褶皺和裂紋在蒸煮過程中能夠容納更多的水分，進一步促進了糙米的膨脹。而高質量濃度的小蘇打雖然使糙米皮層外表面變得光滑，但可能在內部結構上依然對水分的保留和膨脹起到了促進作用。糙米吸水率和膨脹率的增加對其蒸煮品質有著重要的影響。吸水率的增加使得糙米在蒸煮過程中能夠充分吸收水分，淀粉顆粒能夠充分膨脹和糊化，從而使糙米飯更加柔軟，口感得到改善。膨脹率的增加則使糙米飯的體積增大，顆粒之間的間隙變小，黏性增強，改善了糙米飯的質地和口感。然而，當小蘇打添加量過高時，可能會對糙米的其他品質產生負面影響，如顏色加深、營養成分損失等，因此需要在實際應用中合理控制小蘇打的添加量。4.2外觀與色澤的改變4.2.1宏觀形貌與露白程度在蒸煮過程中，隨著小蘇打添加量的增加，糙米飯的宏觀形貌發生了顯著變化。未添加小蘇打時，糙米飯整體顆粒完整，體積膨脹較小，表面光滑，米粒間較為松散，黏性較差，露白現象較少。這是因為在常規蒸煮條件下，糙米的吸水膨脹過程相對緩慢，皮層結構較為完整，限制了胚乳的膨脹和淀粉的糊化程度，使得米粒之間缺乏足夠的黏性，難以緊密結合在一起。當添加小蘇打后，尤其是在添加量為0.2%-1.0%的范圍內，能明顯觀察到米粒間隙變小，黏性變強。這主要是由于小蘇打使糙米的吸水率和膨脹率增加，更多的水分進入糙米內部，胚乳充分膨脹，使得米粒之間的空間減小，相互之間的作用力增強，從而表現出更強的黏性。隨著小蘇打質量濃度的增加，糙米飯的露白逐漸增多。這是因為糙米在蒸煮過程中吸水膨脹，糙米皮層因胚乳膨脹而破裂，形成露白。小蘇打促進了糙米的吸水膨脹及糊化過程，使得皮層更容易破裂，進而導致露白現象增多。露白的增多表明糙米在蒸煮過程中吸水膨脹及糊化程度的增加，這有助于改善糙米的蒸煮性質，使糙米飯更柔軟，從而提升了糙米飯的食用品質。4.2.2表觀色度的變化分析本研究利用色差儀對不同小蘇打添加量下糙米飯的L*（亮度）、a*（紅度）、b*（黃度）值以及ΔE（總色差）進行了精確測定，結果如表2所示。隨著小蘇打添加量的增加，糙米飯的L值呈現下降趨勢，從對照組的[初始L值]降至添加1.0%小蘇打時的[最終L值]，這表明糙米飯的外觀逐漸變暗。b值則呈上升趨勢，從[初始b值]上升至[最終b值]，說明糙米飯的黃色逐漸加深。a值呈先上升后下降的趨勢，在添加量為0.4%時達到最大值[具體a值]，之后逐漸下降。小蘇打添加量（%）L*值a*值b*值ΔE值0[初始L*值][初始a*值][初始b*值][初始ΔE值]0.2[L*值1][a*值1][b*值1][ΔE值1]0.4[L*值2][a*值2][b*值2][ΔE值2]0.6[L*值3][a*值3][b*值3][ΔE值3]0.8[L*值4][a*值4][b*值4][ΔE值4]1.0[L*值5][a*值5][b*值5][ΔE值5]糙米飯顏色變化的原因主要與蛋白質氧化和黃酮類物質變色有關。在堿性環境下，蛋白質的構象更易發生變化。當糙米在含有小蘇打的堿性溶液中蒸煮時，糙米中的蛋白質在加熱條件下，部分氨基酸發生氧化反應，從而導致顏色變黃。同時，糙米皮層中含有一定量的黃酮類物質，這些物質在堿性條件下也會發生變色反應，進一步加深了糙米飯的顏色。與未添加小蘇打溶液蒸煮的糙米飯相比，添加小蘇打蒸煮的糙米飯ΔE值均顯著增大。這表明在使用小蘇打溶液蒸煮糙米后，糙米飯整體顏色變化較大，這與實際觀察到的糙米飯顏色變化情況一致。ΔE值的增大反映了小蘇打的添加對糙米飯顏色的顯著影響，這種顏色變化可能會對消費者的視覺感受和接受度產生一定的影響。在實際應用中，需要綜合考慮小蘇打的添加量對糙米飯蒸煮品質和顏色的影響，以找到最佳的添加量，在改善蒸煮品質的同時，盡量減少對顏色的不利影響。4.3質構特性的優化4.3.1硬度、膠黏性與咀嚼性的降低質構特性是衡量糙米飯品質的重要指標，直接影響著消費者的口感體驗。在本研究中，隨著小蘇打添加量的增加，糙米飯的硬度、膠黏性和咀嚼性均呈現出顯著的降低趨勢。未添加小蘇打時，糙米飯的硬度較高，達到[X]g，這使得糙米飯口感較為堅硬，難以咀嚼，給消費者帶來較差的口感體驗。這是因為糙米的皮層結構緊密，胚乳中的淀粉顆粒在蒸煮過程中糊化程度較低，導致米飯質地緊密，硬度較大。當添加小蘇打后，糙米飯的硬度顯著下降。當小蘇打添加量為1.0%時，糙米飯的硬度降至[X]g，降幅達到[X]%。這主要是由于小蘇打使糙米的吸水率和膨脹率增加，更多的水分進入糙米內部，使胚乳中的淀粉顆粒充分膨脹和糊化，從而降低了米飯的硬度。同時，小蘇打對糙米微觀結構的影響也起到了重要作用。低質量濃度和中質量濃度的小蘇打使糙米飯表面褶皺和裂紋增多，有利于水分的吸收和淀粉的糊化，進一步降低了硬度。而高質量濃度的小蘇打雖然使糙米皮層外表面變得光滑，但可能在內部結構上依然促進了淀粉的糊化和米飯的軟化。膠黏性是指樣品在咀嚼過程中克服內聚力所做的功，反映了米飯內部結構的緊密程度和咀嚼的難易程度。未添加小蘇打時，糙米飯的膠黏性為[X]g?s，表明米飯內部結構較為緊密，咀嚼時需要較大的力量。隨著小蘇打添加量的增加，糙米飯的膠黏性逐漸降低。當小蘇打添加量為0.2%時，膠黏性降至[X]g?s，之后隨著小蘇打添加量的繼續增加，膠黏性進一步降低。這是因為小蘇打促進了糙米的吸水膨脹和淀粉糊化，使米飯內部結構變得疏松，內聚力減小，從而降低了膠黏性。咀嚼性是指將固體樣品咀嚼成適于吞咽狀態所需的能量，它綜合反映了米飯的硬度、膠黏性和彈性等特性。未添加小蘇打時，糙米飯的咀嚼性較高，為[X]g?s，這意味著需要消耗較多的能量來咀嚼糙米飯。隨著小蘇打添加量的增加，糙米飯的咀嚼性顯著降低。當小蘇打添加量為0.4%時，咀嚼性降至[X]g?s，當添加量達到1.0%時，咀嚼性進一步降至[X]g?s。這是由于小蘇打對糙米硬度和膠黏性的降低作用，使得米飯更容易咀嚼，所需的咀嚼能量減少。糙米飯硬度、膠黏性和咀嚼性的降低，顯著改善了糙米飯的口感，使其更加柔軟、易于咀嚼，提高了消費者的接受度。然而，需要注意的是，當小蘇打添加量過高時，可能會對糙米飯的其他品質產生負面影響，如顏色加深、營養成分損失等，因此在實際應用中需要合理控制小蘇打的添加量。4.3.2黏性的變化趨勢糙米飯的黏性是影響其食用品質的重要因素之一，它直接關系到米飯的口感和食用體驗。在本研究中，隨著小蘇打添加量的變化，糙米飯的黏性呈現出先增加后略微下降的趨勢。未添加小蘇打時，糙米飯的黏性較低，黏性值為[X]g?s，這使得米粒之間較為松散，在食用過程中難以成團，口感較差。這主要是因為糙米的皮層結構緊密，阻礙了水分的滲透和淀粉的糊化，使得淀粉顆粒之間的相互作用較弱，難以形成有效的黏性。當添加小蘇打后，糙米飯的黏性逐漸增加。當小蘇打添加量為0.6%時，糙米飯的黏性達到最大值[X]g?s，與未添加小蘇打時相比，黏性增加了[X]%。這是由于小蘇打使糙米的吸水率和膨脹率增加，更多的水分進入糙米內部，促進了胚乳中淀粉的糊化。糊化后的淀粉分子之間相互纏繞、交聯，形成了更加緊密的網絡結構，從而增加了米飯的黏性。同時，小蘇打對糙米微觀結構的影響也有利于黏性的增加。低質量濃度和中質量濃度的小蘇打使糙米飯表面褶皺和裂紋增多，增加了米粒之間的接觸面積，進一步促進了淀粉分子之間的相互作用，提高了黏性。然而，當小蘇打添加量繼續增加，超過0.6%時，糙米飯的黏性略微下降。當小蘇打添加量為1.0%時，糙米飯的黏性降至[X]g?s。這可能是因為高質量濃度的小蘇打在一定程度上破壞了淀粉分子的結構，導致淀粉分子之間的交聯程度降低，從而使黏性略微下降。此外，高質量濃度的小蘇打使糙米皮層外表面變得光滑，減少了米粒之間的摩擦力和接觸面積，也可能對黏性產生一定的影響。糙米飯黏性的適度增加，改善了米飯的食用品質，使米粒之間更加緊密地結合在一起，口感更加軟糯。但黏性過高或過低都可能影響消費者的接受度，因此在實際應用中，需要根據消費者的喜好和產品需求，合理控制小蘇打的添加量，以獲得最佳的黏性和食用品質。五、小蘇打對糙米淀粉性質的影響5.1淀粉鏈長分布的改變5.1.1支鏈淀粉分支鏈的變化本研究通過高效陰離子交換色譜儀（HPAEC）對不同小蘇打添加量下糙米湯中支鏈淀粉的分支鏈鏈長分布進行了精確分析，結果如圖[X]所示。隨著小蘇打添加量的增加，糙米湯中淀粉B2鏈和B3鏈的含量呈現出顯著的降低趨勢。在未添加小蘇打時，B2鏈的含量為[X]%，B3鏈的含量為[X]%；當小蘇打添加量達到1.0%時，B2鏈的含量降至[X]%，B3鏈的含量降至[X]%。與此同時，B1鏈的含量隨著小蘇打添加量的增加而增加。未添加小蘇打時，B1鏈的含量為[X]%，當小蘇打添加量為1.0%時，B1鏈的含量上升至[X]%。添加0.4%的小蘇打可使糙米湯中淀粉的A鏈含量增加，從[X]%增加至[X]%；而其余質量濃度的小蘇打則使糙米湯中淀粉的A鏈含量降低，當小蘇打添加量為1.0%時，A鏈含量降至[X]%。由此推測，在一定程度上，小蘇打會使糙米湯中長鏈淀粉（如B2鏈和B3鏈）斷裂并形成中長鏈的淀粉分支（如B1鏈）。這是因為小蘇打溶液呈堿性，在蒸煮過程中，堿性環境可能會破壞淀粉分子之間的糖苷鍵，使得長鏈淀粉發生斷裂。而短鏈（如A鏈）可能也在小蘇打作用下發生降解，形成聚合度低于6的小分子。但由于堿液濃度較低且加熱時長較短，導致支鏈淀粉的長分支鏈雖有所降低，但其平均鏈長并無顯著差異。這種淀粉鏈長分布的變化對糙米的蒸煮品質有著重要的影響。長鏈淀粉的斷裂和中長鏈淀粉分支的形成，可能會使淀粉分子的結構更加松散，從而增加了淀粉與水分子的接觸面積，促進了淀粉的糊化，使糙米更容易蒸煮，口感更加柔軟。同時，淀粉鏈長分布的變化也可能影響淀粉的回生特性，對糙米飯的儲存和再加熱品質產生影響。5.1.2對平均聚合度的影響平均聚合度是衡量淀粉分子大小和結構的重要指標，它反映了淀粉分子中葡萄糖單元的平均數量，對淀粉的性質和功能有著關鍵影響。在本研究中，通過對不同小蘇打添加量下糙米湯中支鏈淀粉的平均聚合度進行測定，深入探究了小蘇打對淀粉分子結構的影響。研究結果表明，添加小蘇打對糙米湯中支鏈淀粉的平均聚合度沒有顯著影響。在未添加小蘇打時，支鏈淀粉的平均聚合度為[X]；隨著小蘇打添加量從0.2%逐漸增加至1.0%，支鏈淀粉的平均聚合度在[X]-[X]之間波動，均未出現顯著變化。這表明雖然小蘇打能夠使長鏈淀粉斷裂形成中長鏈淀粉分支，但在整體上，支鏈淀粉的平均聚合度并未受到明顯影響。盡管支鏈淀粉的平均聚合度未發生顯著變化，但小蘇打的添加對淀粉的其他性質產生了顯著影響。如前文所述，小蘇打使糙米的吸水率和膨脹率增加，縮短了最佳蒸煮時間，改善了糙米飯的質構特性。這說明淀粉的性質不僅僅取決于平均聚合度，還與淀粉鏈長分布、分子間相互作用等因素密切相關。小蘇打對淀粉鏈長分布的改變，雖然沒有改變平均聚合度，但卻通過影響淀粉分子的結構和排列方式，進而影響了淀粉的糊化、吸水等特性，最終對糙米的蒸煮品質產生了顯著的影響。小蘇打對糙米湯中支鏈淀粉平均聚合度的影響不顯著，但卻通過改變淀粉鏈長分布，對糙米的蒸煮品質產生了重要影響。這一研究結果為深入理解小蘇打改善糙米蒸煮品質的機制提供了重要的依據，也為進一步優化糙米的蒸煮工藝和品質改良提供了新的思路。5.2淀粉糊化性質的改變5.2.1糊化溫度的降低淀粉的糊化是指淀粉在一定溫度和水分條件下，由緊密的結晶結構轉變為無序的非結晶結構的過程，這一過程對于谷物的蒸煮品質和食用口感起著關鍵作用。在本研究中，通過差示掃描量熱儀（DSC）對不同小蘇打添加量下糙米淀粉的糊化溫度進行了精確測定，結果表明，小蘇打的添加能夠顯著降低糙米淀粉的糊化溫度。未添加小蘇打時，糙米淀粉的起始糊化溫度（T_o）為[X]℃，峰值糊化溫度（T_p）為[X]℃，終止糊化溫度（T_c）為[X]℃。當小蘇打添加量為0.2%時，起始糊化溫度降至[X]℃，峰值糊化溫度降至[X]℃，終止糊化溫度降至[X]℃。隨著小蘇打添加量的進一步增加，糊化溫度繼續降低。當小蘇打添加量達到1.0%時，起始糊化溫度降至[X]℃，峰值糊化溫度降至[X]℃，終止糊化溫度降至[X]℃。小蘇打能夠降低糙米淀粉糊化溫度的原因主要在于其堿性作用。小蘇打溶于水后呈堿性，在堿性環境下，淀粉分子之間的氫鍵作用減弱。這是因為堿性溶液中的氫氧根離子能夠與淀粉分子中的羥基發生相互作用，破壞了淀粉分子之間原本的氫鍵網絡結構。氫鍵是維持淀粉顆粒結晶結構的重要作用力之一，氫鍵作用的減弱使得淀粉分子之間的結合力降低，淀粉顆粒的結構變得更加松散。在蒸煮過程中，水分子更容易進入淀粉顆粒內部，與淀粉分子發生相互作用，從而促進了淀粉的糊化，降低了糊化所需的溫度。此外，小蘇打對糙米微觀結構的影響也可能間接導致淀粉糊化溫度的降低。低質量濃度和中質量濃度的小蘇打使糙米飯表面褶皺和裂紋增多，增加了糙米與水分的接觸面積，有利于水分更快地滲透到糙米內部，促進淀粉的糊化。而高質量濃度的小蘇打雖然使糙米皮層外表面變得光滑，但可能在內部結構上依然對水分的保留和滲透起到了促進作用，進而降低了淀粉的糊化溫度。淀粉糊化溫度的降低對糙米的蒸煮品質具有重要意義。較低的糊化溫度意味著在蒸煮過程中，糙米淀粉能夠在較低的溫度下開始糊化，從而縮短了蒸煮時間，提高了蒸煮效率。同時，較低的糊化溫度也有利于保留糙米中的營養成分，減少因高溫蒸煮而導致的營養損失。糊化溫度的降低使得糙米在蒸煮過程中更容易糊化完全，從而改善了糙米飯的口感，使其更加柔軟、易消化。5.2.2糊化焓的增加糊化焓是衡量淀粉糊化過程中吸收熱量的重要指標，它反映了淀粉分子從有序的結晶結構轉變為無序的非結晶結構所需的能量，對淀粉的糊化程度和蒸煮品質有著重要影響。在本研究中，通過差示掃描量熱儀（DSC）對不同小蘇打添加量下糙米淀粉的糊化焓進行了測定，結果顯示，隨著小蘇打添加量的增加，糙米淀粉的糊化焓呈現出顯著的增加趨勢。未添加小蘇打時，糙米淀粉的糊化焓為[X]J/g。當小蘇打添加量為0.2%時，糊化焓增加至[X]J/g，增幅為[X]%。隨著小蘇打添加量進一步增加到1.0%，糊化焓增大至[X]J/g，與未添加小蘇打時相比，增幅達到[X]%。小蘇打導致糙米淀粉糊化焓增加的原因主要與淀粉結構的變化以及水分的作用有關。一方面，如前文所述，小蘇打使糙米的吸水率增加，更多的水分進入糙米內部。在淀粉糊化過程中，水分起到了重要的增塑和溶劑作用。更多的水分能夠使淀粉分子之間的距離增大，分子間的相互作用力減弱，從而使淀粉分子更容易發生構象變化，從有序的結晶結構轉變為無序的非結晶結構。這一過程需要吸收更多的能量，因此導致糊化焓增加。另一方面，小蘇打對淀粉鏈長分布的影響也可能對糊化焓產生作用。小蘇打使長鏈淀粉斷裂形成中長鏈淀粉分支，這種結構的改變可能增加了淀粉分子的無序性和復雜性。在糊化過程中，結構更為復雜的淀粉分子需要克服更多的能量障礙才能完成糊化，從而導致糊化焓增加。糊化焓的增加表明小蘇打能夠促進糙米淀粉的完全糊化。在蒸煮過程中，較高的糊化焓意味著淀粉能夠吸收更多的熱量，從而使淀粉分子能夠更充分地展開和分散，形成均勻的糊化體系。這不僅有助于改善糙米飯的質地，使其更加柔軟、細膩，還能提高淀粉的消化率，有利于人體對營養物質的吸收。然而，需要注意的是，糊化焓的增加也可能會導致蒸煮過程中能量消耗的增加。在實際應用中，需要綜合考慮小蘇打的添加量對糊化焓、蒸煮品質以及能源消耗等多方面的影響，以找到最佳的添加量，實現糙米蒸煮品質的優化和能源的合理利用。5.3淀粉微觀結構的變化5.3.1糙米皮層微觀形貌的差異通過掃描電子顯微鏡（SEM）對不同小蘇打添加量下糙米皮層的微觀形貌進行觀察，發現隨著小蘇打添加量的增加，糙米皮層的微觀結構發生了顯著變化。在未添加小蘇打時，糙米皮層表面較為光滑，結構緊密，細胞排列整齊，呈現出完整的組織結構。這是因為在常規條件下，糙米皮層的細胞壁和細胞間的連接較為緊密，能夠有效地保護內部的胚乳和胚芽。當添加小蘇打后，尤其是在低質量濃度（0.2%-0.4%）和中質量濃度（0.6%）時，糙米皮層表面出現了明顯的褶皺和裂紋，部分區域的細胞結構變得疏松。在添加0.4%小蘇打時，糙米皮層表面的褶皺和裂紋數量明顯增多，且裂紋深度增加。這是因為小蘇打溶液呈堿性，在蒸煮過程中，堿性環境會與糙米皮層中的纖維素、半纖維素等物質發生反應，破壞了細胞壁的結構和細胞間的連接，使得皮層結構變得疏松，從而出現褶皺和裂紋。這些褶皺和裂紋的出現增加了糙米皮層的表面積，使糙米與水分的接觸面積增大，有利于水分的吸收和滲透，促進了胚乳中淀粉的糊化。然而，當小蘇打添加量達到高質量濃度（0.8%-1.0%）時，糙米皮層外表面變得光滑，褶皺和裂紋明顯減少。在添加1.0%小蘇打時，糙米皮層外表面幾乎看不到明顯的褶皺和裂紋，呈現出較為光滑的狀態。這是因為高質量濃度的小蘇打對糙米皮層的破壞作用更為強烈，導致皮層表面的細胞結構被嚴重破壞，原本的褶皺和裂紋被填平，從而使表面變得光滑。雖然表面光滑，但此時糙米內部的結構可能已經發生了較大的改變，水分的滲透和淀粉的糊化過程依然受到了影響，只是這種影響的方式與低質量濃度和中質量濃度時有所不同。糙米皮層微觀形貌的變化與糙米的蒸煮品質密切相關。低質量濃度和中質量濃度的小蘇打使糙米皮層表面出現褶皺和裂紋，促進了水分的吸收和淀粉的糊化，降低了糙米飯的硬度和蒸煮時間，改善了蒸煮品質。而高質量濃度的小蘇打雖然使糙米皮層表面光滑，但可能在內部結構上對水分的保留和滲透產生了影響，依然對糙米的蒸煮品質產生了作用。在實際應用中，需要根據不同的需求和目的，合理控制小蘇打的添加量，以達到最佳的糙米蒸煮品質。5.3.2對淀粉顆粒結構的影響利用掃描電子顯微鏡（SEM）對不同小蘇打添加量下糙米淀粉顆粒的微觀結構進行觀察，發現小蘇打的添加對淀粉顆粒的結構產生了顯著影響。在未添加小蘇打時，糙米淀粉顆粒呈現出規則的多面體形狀，表面光滑，顆粒之間界限清晰，排列緊密。這是因為在正常情況下，淀粉顆粒內部的分子通過氫鍵等相互作用力形成了穩定的結構，使得淀粉顆粒具有較為規整的形態。當添加小蘇打后，隨著添加量的增加，淀粉顆粒的結構逐漸發生變化。在低質量濃度（0.2%-0.4%）小蘇打作用下，淀粉顆粒表面開始出現一些微小的凹陷和裂紋，顆粒的完整性受到一定程度的破壞。在添加0.2%小蘇打時，部分淀粉顆粒表面出現了細微的凹陷，顆粒的邊緣變得不那么光滑。這是因為小蘇打溶液的堿性環境會與淀粉顆粒表面的分子發生作用，破壞了部分分子間的相互作用力，導致淀粉顆粒表面結構變得不穩定，從而出現凹陷和裂紋。這些微小的結構變化增加了淀粉顆粒的表面積，使淀粉與水分的接觸面積增大，有利于水分的吸收和淀粉的糊化。隨著小蘇打添加量進一步增加到中質量濃度（0.6%）和高質量濃度（0.8%-1.0%）時，淀粉顆粒的破壞程度加劇。在添加0.8%小蘇打時，淀粉顆粒出現了明顯的變形，部分顆粒甚至發生了破碎，顆粒之間的界限變得模糊。這是因為隨著小蘇打濃度的增加，堿性作用增強，對淀粉顆粒內部和表面的分子結構破壞更為嚴重，導致淀粉顆粒的完整性受到極大的破壞，顆粒發生變形和破碎。淀粉顆粒的這種結構變化使得淀粉分子更容易暴露出來，與水分子的相互作用更加充分，進一步促進了淀粉的糊化。小蘇打的添加對糙米淀粉顆粒結構的影響是一個逐漸加劇的過程。從低質量濃度時淀粉顆粒表面的微小變化，到高質量濃度時的明顯變形和破碎，這些結構變化都對淀粉的糊化性質和糙米的蒸煮品質產生了重要影響。淀粉顆粒結構的破壞促進了淀粉的糊化，使糙米在蒸煮過程中更容易吸水膨脹，縮短了蒸煮時間，改善了糙米飯的口感和質地。然而，過度的結構破壞可能會對淀粉的其他性質產生負面影響，如影響淀粉的回生特性和儲存穩定性等。在實際應用中，需要綜合考慮小蘇打的添加量對淀粉顆粒結構和糙米蒸煮品質的影響，找到最佳的添加量，以實現糙米蒸煮品質的優化。六、影響機制探討6.1堿性環境對淀粉的作用小蘇打在水中溶解后，會迅速離解產生Na^+和HCO_3^-，其中HCO_3^-會發生水解反應：HCO_3^-+H_2O\rightleftharpoonsH_2CO_3+OH^-，從而使溶液呈現堿性。在糙米蒸煮過程中，這種堿性環境會對淀粉產生多方面的作用，深刻影響著糙米的蒸煮品質和淀粉性質。從淀粉分子結構層面來看，堿性環境能夠破壞淀粉分子之間的氫鍵。淀粉分子是由葡萄糖單元通過糖苷鍵連接而成的大分子，分子內和分子間存在著大量的氫鍵，這些氫鍵對于維持淀粉顆粒的結晶結構和穩定性起著關鍵作用。在堿性環境中，OH^-會與淀粉分子中的羥基（-OH）相互作用，干擾氫鍵的形成和維持，使得淀粉分子之間的氫鍵網絡結構被削弱。當氫鍵被破壞后，淀粉分子之間的結合力降低，分子鏈變得更加松散，淀粉顆粒的結構也隨之變得疏松。這一變化使得淀粉分子更容易與水分子相互作用，為后續的糊化過程奠定了基礎。在淀粉糊化過程中，堿性環境發揮著重要的促進作用。糊化是淀粉在一定溫度和水分條件下，從有序的結晶態轉變為無序的非結晶態的過程。在堿性條件下，由于淀粉分子結構的改變，水分子更容易滲透進入淀粉顆粒內部。水分子與淀粉分子之間的相互作用增強，使得淀粉分子能夠更快地吸收水分，發生溶脹。隨著溫度的升高，淀粉分子的運動加劇，分子鏈逐漸展開，淀粉顆粒進一步膨脹，最終導致淀粉糊化。這一過程中，堿性環境降低了淀粉糊化所需的能量，使得糊化溫度降低。本研究中，通過差示掃描量熱儀（DSC）測定發現，隨著小蘇打添加量的增加，糙米淀粉的起始糊化溫度、峰值糊化溫度和終止糊化溫度均顯著降低，這充分證實了堿性環境對淀粉糊化溫度的降低作用。堿性環境還對淀粉的鏈長分布產生影響。研究表明，在一定程度上，小蘇打會使糙米湯中長鏈淀粉（如B2鏈和B3鏈）斷裂并形成中長鏈的淀粉分支（如B1鏈）。這是因為堿性環境中的OH^-能夠攻擊淀粉分子中的糖苷鍵，使長鏈淀粉發生水解斷裂。而短鏈（如A鏈）可能也在小蘇打作用下發生降解，形成聚合度低于6的小分子。但由于堿液濃度較低且加熱時長較短，導致支鏈淀粉的長分支鏈雖有所降低，但其平均鏈長并無顯著差異。這種淀粉鏈長分布的改變，使得淀粉分子的結構和性質發生變化，進而影響了糙米的蒸煮品質。長鏈淀粉的斷裂和中長鏈淀粉分支的形成，增加了淀粉分子的無序性和與水分子的接觸面積，促進了淀粉的糊化，使糙米更容易蒸煮，口感更加柔軟。堿性環境對淀粉的作用是多方面的，它通過破壞淀粉分子間的氫鍵、促進淀粉糊化、改變淀粉鏈長分布等機制，顯著影響了糙米的蒸煮品質和淀粉性質。深入理解這些作用機制，對于進一步優化糙米的蒸煮工藝，提高糙米的食用品質具有重要的理論和實踐意義。6.2對糙米皮層結構的影響在糙米的結構中，皮層作為其外層結構，對糙米的蒸煮品質有著重要影響。小蘇打的添加會對糙米皮層結構產生顯著的破壞或改變作用，進而影響水分吸收和淀粉糊化過程。通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察發現，在未添加小蘇打時，糙米皮層表面較為光滑，細胞排列緊密，結構完整。這是因為在自然狀態下，糙米皮層的細胞壁由纖維素、半纖維素和木質素等物質組成，這些物質相互交織，形成了緊密的結構，對內部的胚乳和胚芽起到了良好的保護作用。同時，這種緊密的結構也限制了水分的進入，使得糙米在蒸煮過程中吸水困難，需要較長時間才能達到適宜的蒸煮狀態。當添加小蘇打后，尤其是在低質量濃度（0.2%-0.4%）和中質量濃度（0.6%）時，糙米皮層表面出現了明顯的褶皺和裂紋。在添加0.4%小蘇打時，糙米皮層表面的褶皺和裂紋數量明顯增多，且裂紋深度增加。這是因為小蘇打溶液呈堿性，在蒸煮過程中，堿性環境中的氫氧根離子（OH^-）會與糙米皮層中的纖維素、半纖維素等物質發生反應，破壞了細胞壁的結構和細胞間的連接。纖維素和半纖維素是構成細胞壁的主要成分，它們之間通過氫鍵等相互作用力形成穩定的結構。而OH^-的作用使得這些相互作用力減弱，細胞壁結構被破壞，細胞間的連接變得松散，從而導致糙米皮層表面出現褶皺和裂紋。這些褶皺和裂紋的出現，極大地增加了糙米皮層的表面積，使糙米與水分的接觸面積顯著增大。水分能夠更快速地滲透進入糙米內部，為淀粉的糊化提供了充足的水分條件。在水分充足的情況下，淀粉顆粒能夠充分吸收水分，發生溶脹，分子鏈逐漸展開，從而促進了淀粉的糊化過程。這也是為什么在低質量濃度和中質量濃度小蘇打作用下，糙米的吸水率和膨脹率增加，最佳蒸煮時間縮短，糙米飯的硬度降低的重要原因之一。然而，當小蘇打添加量達到高質量濃度（0.8%-1.0%）時，糙米皮層外表面變得光滑，褶皺和裂紋明顯減少。在添加1.0%小蘇打時，糙米皮層外表面幾乎看不到明顯的褶皺和裂紋，呈現出較為光滑的狀態。這是因為高質量濃度的小蘇打對糙米皮層的破壞作用更為強烈，導致皮層表面的細胞結構被嚴重破壞，原本的褶皺和裂紋被填平，從而使表面變得光滑。雖然表面光滑，但此時糙米內部的結構可能已經發生了較大的改變。高質量濃度的小蘇打可能使糙米皮層內部的結構變得更加疏松，水分依然能夠在一定程度上滲透進入糙米內部，影響淀粉的糊化過程。但這種影響方式與低質量濃度和中質量濃度時有所不同，可能會導致糙米在蒸煮過程中的水分吸收和淀粉糊化過程發生變化，進而對糙米的蒸煮品質產生影響。小蘇打對糙米皮層結構的影響是一個復雜的過程，不同質量濃度的小蘇打會導致不同的結構變化，這些變化通過影響水分吸收和淀粉糊化，最終對糙米的蒸煮品質產生顯著影響。在實際應用中，需要根據不同的需求和目的，合理控制小蘇打的添加量，以達到最佳的糙米蒸煮品質。6.3與其他成分的相互作用在糙米中，除了淀粉外，還含有蛋白質、黃酮類物質等多種成分，小蘇打在糙米蒸煮過程中與這些成分會發生復雜的相互作用，進而對糙米的蒸煮品質和色澤產生顯著影響。蛋白質是糙米中的重要營養成分之一，在堿性環境下，其構象更易發生變化。當糙米在含有小蘇打的堿性溶液中蒸煮時，堿性環境會使糙米中的蛋白質在加熱條件下，部分氨基酸發生氧化反應。研究表明，蛋白質中的一些含硫氨基酸，如半胱氨酸和蛋氨酸，在堿性和加熱條件下，硫原子會被氧化，形成磺酸基等氧化產物。這些氧化產物的形成導致蛋白質的結構和性質發生改變，從而使蛋白質的顏色變黃。同時，蛋白質的變性也可能影響其與淀粉之間的相互作用。在正常情況下，蛋白質與淀粉之間存在著一定的相互作用，這種相互作用對淀粉的糊化和米飯的質構特性有著重要影響。而在堿性環境下，蛋白質的變性可能會破壞這種相互作用，使淀粉更容易糊化，從而影響糙米的蒸煮品質。黃酮類物質是糙米皮層中含有的一類重要的生物活性物質，在堿性條件下也會發生變色反應。黃酮類物質分子結構中含有酚羥基等官能團，在堿性環境中，這些官能團會發生離子化，導致黃酮類物質的分子結構發生變化，從而使其顏色發生改變。研究發現，一些黃酮類物質在堿性條件下會從原本的淺黃色或無色變為深黃色甚至褐色。這種變色反應使得糙米飯的顏色隨著小蘇打添加量的增加而逐漸加深。同時，黃酮類物質的變色