埃莉安·莱姆克·菲格莱多（Eliane Lemke Figueiredo）|保罗·阿尔贝托·德·阿泽维多（Paulo Alberto de Azevedo）|马科斯·德·奥利维拉·蒙特（Marcos de Oliveira Monte）|纳尔逊·希拉里奥·穆拜（Nelson Hilario Mubai）|伊戈尔·恩里克·德·利马·科斯塔（Igor Henrique de Lima Costa）|罗萨娜·科卢西（Rosana Colussi）|内森·莱维恩·瓦尼尔（Nathan Levien Vanier）|比安卡·皮奥·阿维拉（Bianca Pio Ávila）|莫阿西尔·卡多索·埃利亚斯（Moacir Cardoso Elias）
巴西南里奥格兰德州佩洛塔斯市佩洛塔斯联邦大学食品科学与技术研究生项目，邮编96.010-900
摘要
煮沸处理会引发大米颗粒显著的结构性和感官变化，主要原因是淀粉的糊化和逆糊化作用。虽然这些变化提升了大米的营养价值，但往往会导致颜色变深、质地变硬，从而可能降低消费者的接受度。为了解决这一问题，近期研究探索了提高煮沸大米质量的替代方法。本综述探讨了创新的煮沸策略，重点关注化学添加剂和新兴技术的应用及其对大米技术性能、营养价值和感官特性的影响。某些化学物质可以通过抑制美拉德反应来减少褐变现象，但其效果因大米基因型、化合物类型和添加剂量而异。新兴技术也为提升大米质量提供了有前景、环保且高效的方法。然而，这些技术仍需进一步发展才能有效应用于工业规模的煮沸过程中。
引言
大米（Oryza sativa L.）是全球近一半人口的主要食物来源（Tagliapietra等，2024年）。在加工形式中，煮沸大米占全球工业产量的约15%（de Oliveira等，2020年；Leethanapanich等，2016年）。煮沸过程在传统大米加工基础上增加了三个关键步骤：浸泡、加压蒸煮和脱壳前的干燥，从而具有延长保质期、降低抛光时破损风险以及减少烹饪后粘性的优势（Sarangapani等，2016年）。
该方法有助于将B族维生素（尤其是硫胺素）等可溶性营养素以及钙、锌、铁等矿物质从外层迁移到胚乳中，从而提高大米的营养价值（Rocha-Villarreal等，2018年；Teixeira等，2025年；Villanova等，2017年）。然而，某些矿物质（如钾）更容易流失（Akhter等，2023年）。此外，部分淀粉的糊化及随后的逆糊化作用会降低淀粉的消化率（de Oliveira等，2020年）。主要问题之一是大米颜色变深，这在某些市场（尤其是拉丁美洲）会负面影响消费者接受度，并可能影响其市场价值（Rockembach等，2019年；Lamberts等，2006年；de Oliveira等，2020年）。
大米颜色变深主要是由于美拉德反应——即还原糖与游离氨基之间的非酶促反应（Lamberts等，2008年；Rannou等，2016年）。该反应受热处理参数（如时间和温度）以及食品基质特性（如pH值、水分活度和活性化合物浓度）的影响。可以通过检测羟甲基糠醛和呋喃糖等中间产物或量化加工过程中的还原糖含量来监测褐变程度（Lamberts等，2008年）。
近期研究探索了控制或减少煮沸过程中褐变并提升大米质量的策略。研究表明，在浸泡过程中添加氨基酸、酚类化合物、肽、盐类、有机酸和亚硫酸盐等物质可有效减少颜色形成并改善技术性能，具体效果取决于化合物类型和大米品种（Alkhafaji等，2020年；Balbinoti等，2020年；Figueiredo等，2022年；Goebel等，2020年；Loypimai等，2017年；Nawaz等，2018年；Thammapat等，2015年；Vanier等，2015年；Villanova等，2017年；Widyasaputra等，2019年）。
同时，微波、超声波、高压水、冷等离子体、红外辐射、电阻加热和臭氧等新兴技术也显示出改善煮沸大米质量的潜力。这些技术可缩短耗时步骤、整合多个加工步骤、降低能源成本，并促进更高效和可持续的生产（Saniso等，2022年；Aires等，2023年；Shah等，2023年；Wu等，2021年；Xu等，2019年；Sarangapani等，2016年；Neutzling等，2023年；Taghinezhad等，2019年；D'cruz等，2023年；Patel等，2019年；da Luz等，2022年）。
尽管已有研究讨论了煮沸大米的各个方面（包括加工方法和其对质量的影响），但目前仍缺乏对化学添加剂干预措施和旨在提升煮沸大米外观吸引力、营养价值、成本效益和环境可持续性的创新技术的全面评估（Ekezie等，2017年；Kwofie & Ngadi，2017年；Muchlisyiyah等，2023年；Saikrishna等，2018年）。
因此，本综述旨在整合现有关于煮沸及其对大米质量影响的知识，同时重点介绍包括添加剂使用和非传统技术在内的新型策略，以优化煮沸大米的感官、营养和加工性能。此外，本文还探讨了各加工阶段的作用以及创新如何推动全球消费量的增长。基于Web of Science数据库进行了文献计量分析，以研究出版物的趋势和地理分布，并评估了添加剂和新兴技术研究的关键指标和概念结构。
数据库和文献搜索策略
文献搜索于2024年8月27日使用Clarivate Analytics维护的Web of Science（WoS）平台进行。选择该数据库是因为其在食品科学与技术及相关跨学科领域的广泛覆盖范围（Antunes等，2024年；Sousa等，2024年）。WoS也被认为是在线上最全面和权威的科学数据库之一，提供经过同行评审的文献。
文献计量指标
出版物和引用数量的时间趋势（图1a）显示，从1977年到2024年这两个指标均呈逐步增长趋势。截至2010年，年出版物数量相对稳定（≤3篇）。随后几年数量显著增加，2019年达到峰值，2022年的引用次数最高。这些趋势反映了学术界对大米煮沸替代技术及其广泛影响的日益关注。
煮沸过程的发展及其对大米质量的影响 收获后的干燥、储存以及自然和人工老化等处理方式会显著影响大米的物理化学、感官和技术特性（Saikrishna等，2018年）。关键因素包括干燥温度和水分含量以及储存温度和时长，对维持大米质量至关重要（Saikrishna等，2018年）。
传统煮沸对大米质量的影响 糙米、白米、煮熟的糙米和煮熟的碾米的生产过程各不相同（见图4）。在传统煮沸过程中，主要步骤包括浸泡、蒸煮和干燥，这些步骤对大米质量的具体影响将在后续章节中详细分析。
传统煮沸过程的技术替代方案 大米对煮沸的反应还受到基因型和环境条件的显著影响。热带粳稻品种通常具有更柔软的质地和更高的支链淀粉含量，而温带籼稻品种则表现出更硬的质地和更高的直链淀粉水平（Bhattacharyya & Pal，2021年；Tagliapietra等，2024年）。这些内在差异会影响淀粉的糊化过程、褐变程度以及添加剂或非传统加工技术的效果。
结论与展望
本综述强调了将化学添加剂和新兴技术整合到煮沸过程中的潜力，以改善大米的物理化学、营养和功能特性。与以往的研究不同，本文结合了两个互补的视角：（i）化学添加剂在减少褐变和提升技术特性方面的作用；（ii）可持续煮沸技术的应用。
作者贡献声明
埃莉安·莱姆克·菲格莱多（Eliane Lemke Figueiredo）： 撰写初稿、数据分析、概念构建。
保罗·阿尔贝托·德·阿泽维多（Paulo Alberto de Azevedo）： 撰写初稿、数据分析。
马科斯·德·奥利维拉·蒙特（Marcos de Oliveira Monte）： 撰写初稿、数据分析。
纳尔逊·希拉里奥·穆拜（Nelson Hilario Mubai）： 撰写初稿、数据分析。
伊戈尔·恩里克·德·利马·科斯塔（Igor Henrique de Lima Costa）： 撰写初稿、数据分析。
罗萨娜·科卢西（Rosana Colussi）： 撰写、编辑、监督、项目管理、概念构建。
内森·莱维恩·瓦尼尔（Nathan Levien Vanier）： 撰写。
伦理声明
本文未包含任何涉及人类参与者或动物的研究。
资助
本研究得到了佩洛塔斯联邦大学（UFPel）、高等教育人员协调委员会（CAPES）、教育部（MEC）和国家科学技术发展委员会（CNPq - 巴西）的支持。
未引用参考文献
UN, 2021
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢高等教育人员协调委员会（CAPES）、国家科学技术发展委员会（CNPq）和南里奥格兰德州研究基金会（FAPERGS）提供的财务和机构支持。同时感谢佩洛塔斯联邦大学食品科学与技术研究生项目提供的学术环境和基础设施支持。
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