香稻儲(chǔ)藏過(guò)程中食味成分及理化性質(zhì)的變化

李肖肖 王 芳 王汝華 李志彬

摘? ? 要：通過(guò)研究6種香稻糙米在37 ℃高溫儲(chǔ)藏180 d期間外觀色差、水分、脂肪酸、糊化特性、蛋白質(zhì)含量的變化，探索其儲(chǔ)藏期間的品質(zhì)改變。結(jié)果表明，稻米脂肪酸值在儲(chǔ)藏期間逐漸升高，蛋白質(zhì)含量變化較小，水分呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。不同品種在儲(chǔ)藏過(guò)程中的變化規(guī)律存在差異，從脂肪酸、色差、糊化特性值等方面綜合分析比較糙米品質(zhì)指標(biāo)變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)L6B和稻花香具有較好的耐儲(chǔ)性。

關(guān)鍵詞：香稻;儲(chǔ)藏;脂肪酸;糊化特性

中圖分類號(hào)：S511? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ?DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2020.01.005

Changes of Taste Components and Physical and Chemical Properties during Storage of Fragrant Rice

LI Xiaoxiao1， WANG Fang1， WANG Ruhua1， LI Zhibin2

（1.College of Food Science and Engineering， Tianjin University of Science and Technology， Tianjin 300457， China; 2.National Center for Japonica Rice Engineering and Technology， Tianjin 300457， China）

Abstract： The changes of the quality of six fragrant rice varieties during storage were explored by studying the changes of appearance color， moisture， fatty acid， gelatinization properties and protein content of the fragrant rice during the high temperature storage at 37 ℃ for 180 days. The results showed that the fatty acid value of rice increased gradually during storage， the protein content changed little， and the moisture showed a downward trend. However， the variation trend of different varieties in the storage process was different. Two varieties， L6B and Daohuaxiang， showed a better storage property through compared the changes of fatty acid， color difference and gelatinization property value.

Key words： fragrant rice; storage; fatty acid; gelatinization properties

水稻是世界上最主要的糧食之一。研究發(fā)現(xiàn)糙米儲(chǔ)藏較稻谷儲(chǔ)藏不僅可以提高倉(cāng)庫(kù)空間的利用率，而且減少運(yùn)輸壓力，節(jié)約勞動(dòng)力。但是糙米失去穎殼的保護(hù)，自身穩(wěn)定性降低，儲(chǔ)藏難度變大，尤其是在常溫或者高溫條件下更為明顯[1]。糙米在儲(chǔ)藏過(guò)程中，環(huán)境因素使大米失去原有的色香味及營(yíng)養(yǎng)成分，并造成食用品質(zhì)方面的下降，其中明顯的品質(zhì)特征改變是其質(zhì)構(gòu)特性的改變[2]，主要是黏度降低，硬度增加。黏度和硬度是衡量稻米蒸煮品質(zhì)的主要指標(biāo)[1]。在糙米的儲(chǔ)藏過(guò)程中，水分活度降低會(huì)導(dǎo)致蒸煮米飯顆粒的硬度增加，黏度減小，口感受到影響，甚至產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，如黃曲霉毒素等，即大米陳化。關(guān)于糙米儲(chǔ)藏品質(zhì)判斷的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)至今仍未制定，得出儲(chǔ)藏香稻糙米品質(zhì)變化規(guī)律，篩選儲(chǔ)藏過(guò)程品質(zhì)變化的敏感指標(biāo)及耐儲(chǔ)香稻品種，以便對(duì)制定規(guī)程、引導(dǎo)適宜香稻品種種植及安全儲(chǔ)藏提供數(shù)據(jù)支撐[3]。

目前有關(guān)稻米儲(chǔ)藏過(guò)程中相關(guān)品質(zhì)變化研究中，多以單一或三個(gè)以下品種為研究對(duì)象，水稻的品種差異造成化學(xué)成分及生理特性不同，儲(chǔ)藏過(guò)程中的品質(zhì)改變進(jìn)程也有差異。香稻儲(chǔ)藏過(guò)程中品質(zhì)變化的研究報(bào)道鮮見，香稻營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良，富含各種氨基酸和蛋白質(zhì)，更符合人們對(duì)優(yōu)質(zhì)稻米的選擇。本試驗(yàn)采用香稻作為試驗(yàn)材料，采用高溫加快其陳化過(guò)程，在短時(shí)間內(nèi)篩選香稻糙米儲(chǔ)藏品質(zhì)敏感指標(biāo)，為探索香稻儲(chǔ)藏奠定理論基礎(chǔ);同時(shí)篩選出耐儲(chǔ)藏品種為育種家們培育耐儲(chǔ)藏品種提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用6種香稻（L6B、小粒香、451B、稻花香、津H106、RX2）和1種無(wú)香稻米（S51）對(duì)照材料均采于天津市濱海新區(qū)十二大街國(guó)家粳稻工程中心基地，整個(gè)試驗(yàn)在天津科技大學(xué)糧油方向?qū)嶒?yàn)室完成。將新收稻米去殼后裝入自封袋內(nèi)，放入37 ℃恒溫恒濕箱內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)藏。每30 d取樣檢測(cè)一次，試驗(yàn)總時(shí)長(zhǎng)共180 d。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 色差 將糙米去皮磨成精米后置于干凈玻璃皿中，黑暗條件下用便攜式色差儀進(jìn)行色差檢測(cè)，每個(gè)樣品設(shè)置3次平行試驗(yàn)。

1.2.2 水分含量的檢測(cè) 取3 g精米顆粒放入快速水分測(cè)定儀內(nèi)，于測(cè)定條件105 ℃，30 min下進(jìn)行檢測(cè)，每個(gè)樣品設(shè)置3次平行試驗(yàn)。

1.2.3 脂肪酸的檢測(cè) 采用GB 5009.168-2016的方法。

1.2.4 糊化特性的檢測(cè) 采用GB T 14490-2008的方法。

1.2.5 蛋白質(zhì)含量檢測(cè) 采用GB 5009.5-2016 中的凱氏定氮法。

2 結(jié)果與分析

2.1 色 差

色澤是最直觀判斷大米品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。使用色差儀檢測(cè)到的外觀顏色變化稱為色差，主要是由于米粒表面發(fā)生非酶促褐變、碳水化合物和氨基酸的顯色反應(yīng)，真菌和蟲卵生命活動(dòng)消耗的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝物的產(chǎn)生、脂肪酸氧化增加引起的顏色變化，使得大米外觀色澤發(fā)生變化。肉眼無(wú)法準(zhǔn)確判斷的微小變化，采用色差儀來(lái)測(cè)定[3]，用△E來(lái)反映大米的總色差當(dāng)△E≤1.5時(shí)，差別細(xì)微;當(dāng)△E在1.5～3.0之間時(shí)，表示略有差異;當(dāng)△E在3.0～6.0之間時(shí)，表示有差異;當(dāng)△E>6.0時(shí)，代表有顯著差異。

圖1為不同品種的香稻在人工模擬的37 ℃高溫儲(chǔ)藏條件下色差的變化曲線，將糙米去皮磨成精米后在黑暗條件下進(jìn)行色差檢測(cè)，由圖1可知，不同品種的稻米的整體外觀色差均隨著儲(chǔ)藏時(shí)間增加，儲(chǔ)藏前期△E均在6以下，說(shuō)明外觀沒有明顯差異;從120 d開始△E達(dá)到6附近，說(shuō)明整體外觀色差開始有明顯的肉眼可見的差異。其中變化比較明顯的品種是451B，在90 d的時(shí)候E已超過(guò)6，其色差明顯改變的時(shí)間比其他品種提前60 d左右。從色差變化總體來(lái)看，L6B、小粒香、稻花香、津H106在儲(chǔ)藏期間沒有明顯變化，有較好的耐儲(chǔ)藏性。

2.2 水分變化

稻米的水分含量與米飯口感有直接關(guān)系，糙米水分活度降低會(huì)導(dǎo)致米粒硬度增加，黏度下降，口感變差[4]。而且水分參與的稻米自身水解、氧化等各種生化反應(yīng)也會(huì)引起含量變化。圖2為不同品種的稻米在人工模擬的37 ℃高溫儲(chǔ)藏條件下的水分含量的變化曲線，糙米去皮磨成精米后用快速水分檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)。由圖可知稻米的水分變化總趨勢(shì)基本一致，整體呈下降趨勢(shì)，與王誠(chéng)等人試驗(yàn)結(jié)果一致[5]，且37 ℃高溫條件下稻米水分活度增大，酶活增高，糙米種子呼吸作用變強(qiáng)，代謝較為旺盛，導(dǎo)致自身水分利用率較高，使水分呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。糙米水分含量的下降幅度因品種差異略有不同，表明不同品種間存在差異性，從L6B到RX2分別下降了5.10%，5.30%，6.07%，5.43%，5.10%和5.27%，而非香稻品種S51水分下降4.53%，香稻在高溫儲(chǔ)藏過(guò)程中水分變化幅動(dòng)略大，水分的減少會(huì)直接影響稻米口感，與陳化過(guò)程品質(zhì)改變一致。

2.3 脂肪酸

脂肪酸值作為稻米儲(chǔ)藏過(guò)程中較為敏感的陳化指標(biāo)之一。在儲(chǔ)藏過(guò)程中，脂類物質(zhì)主要通過(guò)氧化作用和水解作用引起酸敗，酸度上升影響糊化特性，從而引起糙米品質(zhì)的下降[6]。香稻糙米的脂肪氧化過(guò)程分為誘導(dǎo)期、快速氧化期和穩(wěn)定期3個(gè)階段。隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，脂肪酸在脂肪酶、磷脂酶等活性酶的作用下逐漸被釋放出來(lái)。從圖3可以發(fā)現(xiàn)不同品種的香稻在人工模擬的37 ℃高溫儲(chǔ)藏條件下的脂肪酸值變化總趨勢(shì)基本一致，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，脂肪酸上升，這與王毅等[7]的結(jié)果一致;但是到后期又呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，可能是因?yàn)楦邷厥姑咕钴S性加強(qiáng)[10]，脂肪酸被大量消耗。

0～90 d處于誘導(dǎo)期，糙米中的脂肪酶和磷脂酶在突然的溫度轉(zhuǎn)化（常溫-高溫）下活性受到抑制，稻米自身的游離脂肪酸與其它物質(zhì)反應(yīng)或被包裹住，導(dǎo)致部分游離脂肪酸不能被測(cè)出[8]，高溫造成脂肪酸分解大于合成;隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，誘導(dǎo)期過(guò)后，在90～150 d之間稻米脂肪在脂肪酶的作用下進(jìn)入快速氧化階段，脂肪酸含量大幅度上升[9]，上升幅度受稻米品種的影響存在差異，但是均在150 d出現(xiàn)峰值;后期隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，高溫條件可能使霉菌大量滋生，消耗更多的脂肪酸，分解速度大于其合成速度，導(dǎo)致脂肪酸下降[10]，這預(yù)示著大米品質(zhì)由陳化轉(zhuǎn)向劣變。

在整個(gè)儲(chǔ)藏期間，各品種糙米的脂肪酸峰值排序：S51>RX2>津H106>小粒香>L6B>451B>稻花香（表1）。由脂肪酸值判斷得出，稻花香、L6B、451B的脂肪酸值較低，受高溫條件影響較小。但脂肪酸值在儲(chǔ)藏期間受到溫度、濕度、霉菌等其他環(huán)境因素的影響，結(jié)果會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。所以單以脂肪酸值為指標(biāo)做不到準(zhǔn)確判斷儲(chǔ)藏時(shí)間。

2.4 糊化特征值的變化

崩解值為最高粘度與最低粘度之差，反映淀粉糊在高溫狀態(tài)下的穩(wěn)定性，值越大高溫穩(wěn)定性越差，淀粉顆粒越容易破裂?；貜?fù)值為最終黏度與最低黏度之差，用來(lái)判斷淀粉的回復(fù)性，回復(fù)值越大，淀粉越容易回生形成凝膠，即崩解值越大，回復(fù)值越小的大米糊化特性越好[11]，具有良好的蒸煮口感和食用品質(zhì)。

儲(chǔ)藏過(guò)程中，稻米淀粉的糊化特性的變化呈現(xiàn)較好的規(guī)律性，特征值的變化趨勢(shì)均跟BAO等[12]和王娜[13]的研究結(jié)果一致。由圖4和圖5可知，在儲(chǔ)存的過(guò)程中，稻米的崩解值整體呈上升趨勢(shì)，其中L6B、小粒香、RX2的崩解值較大（表2），說(shuō)明食味品質(zhì)較好。崩解值的下降可能是由于儲(chǔ)藏初期淀粉顆粒表面親水性能受到脂類和蛋白質(zhì)的作用，與其形成較緊密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)影響其水合作用，隨著糊化、凝膠的進(jìn)行，導(dǎo)致氨基酸的增多，親水作用逐漸增強(qiáng)，抗剪切力增大，崩解值又呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)[14]。脂肪含量高可能會(huì)造成崩解值略大，影響淀粉的糊化進(jìn)行，糊化溫度與崩解值的變化趨勢(shì)在一定范圍內(nèi)呈現(xiàn)正相關(guān)[13]。

稻米的回復(fù)值整體呈上升趨勢(shì)。由表3可知，S51、RX2和小粒香的回復(fù)值較小，說(shuō)明食味品質(zhì)較好。王娜[13]的研究結(jié)果表明：隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，有部分的支鏈淀粉在脫支酶的作用下脫去分支，變成直鏈淀粉，所以直鏈淀粉的含量會(huì)略有上升。由于直鏈淀粉在溶液中分散較自由，沒有分支，運(yùn)動(dòng)空間障礙少，更易聚合形成緊密晶體結(jié)構(gòu)，造成米飯的硬度口感，且該聚合度隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷地增加，導(dǎo)致米飯口感越來(lái)越差[15]。

從糊化特征值的角度說(shuō)，小粒香、RX2和S51的口感在儲(chǔ)藏過(guò)程中不容易發(fā)生變化。

2.5 蛋白質(zhì)的變化

香稻品種具有品質(zhì)優(yōu)良、香味濃郁、清香可口的優(yōu)良品性，稻米蛋白質(zhì)不僅對(duì)自身的質(zhì)構(gòu)特性和感官特性有影響，還作為一種動(dòng)物蛋白所不能取代的優(yōu)質(zhì)蛋白具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[16]。張啟莉等[17]提出，淀粉顆粒之間的蛋白質(zhì)對(duì)淀粉顆粒的糊化和膨脹起抑制作用，蛋白質(zhì)含量高，米粒結(jié)構(gòu)緊密，淀粉顆粒之間的空隙小，與水結(jié)合速度變緩，吸水性降低，淀粉不能充分糊化，米飯粘度低，較松散，使米飯的蒸煮時(shí)間變長(zhǎng)。圖6為儲(chǔ)藏180 d前后香稻蛋白質(zhì)含量的變化，180 d高溫儲(chǔ)藏對(duì)蛋白質(zhì)含量的影響不是很大，小粒香、津H106和RX2的蛋白質(zhì)含量略有下降，451B和稻花香儲(chǔ)藏前后蛋白質(zhì)含量沒有明顯變化。這表明蛋白質(zhì)不宜作為香稻糙米儲(chǔ)藏品質(zhì)敏感指標(biāo)。

3 結(jié)論與討論

綜上所述，試驗(yàn)所用香稻材料在37 ℃高溫儲(chǔ)藏加速其陳化的過(guò)程中，脫去保護(hù)作用的外殼，在儲(chǔ)藏溫度、濕度等環(huán)境因素及自身水分活度的影響下更易發(fā)生品質(zhì)劣變[18]，香稻材料的儲(chǔ)藏過(guò)程的水分、色差、脂肪酸、糊化特性等指標(biāo)變化趨勢(shì)，與前人研究結(jié)果是一致的。本研究通過(guò)這些指標(biāo)變化的綜合分析發(fā)現(xiàn)：L6B品種在色差（圖1）、脂肪酸（圖3）、崩解值（圖4）方面表現(xiàn)出在儲(chǔ)藏過(guò)程中能保持較好的食味品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性;稻花香在儲(chǔ)藏過(guò)程中色差（圖1）和脂肪酸（圖3）等品質(zhì)方面的耐儲(chǔ)性較優(yōu)越。

現(xiàn)階段，國(guó)家糧食流通和儲(chǔ)藏方式隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展得到有利轉(zhuǎn)變，國(guó)家各級(jí)糧倉(cāng)的糙米存量和儲(chǔ)存品質(zhì)都有了較大幅度的增加[19]。國(guó)家糧食的安全儲(chǔ)藏對(duì)保護(hù)我國(guó)糧食市場(chǎng)穩(wěn)定意義重大，當(dāng)前我國(guó)糙米安全儲(chǔ)藏研究多基于實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)人工模擬環(huán)境[20-21]，為了提高我國(guó)糙米儲(chǔ)藏的水平，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)流動(dòng)過(guò)程中的糙米品質(zhì)變化和實(shí)際倉(cāng)庫(kù)溫濕度的動(dòng)態(tài)變化對(duì)糙米影響的研究。

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收稿日期：2019-10-29

基金項(xiàng)目：天津市水稻現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（ITTRRS2018008）

作者簡(jiǎn)介：李肖肖（1994—），女，河北保定人，在讀碩士生，主要從事糧油科學(xué)與工程研究。

通訊作者簡(jiǎn)介：王芳（1975—），女，副教授，博士，主要從事糧油科學(xué)與工程研究。