貯藏溫度和時間對秈稻糊化特性的影響

謝 嵐 全 珂 劉艷蘭 莫西亞 祝 紅 周小玲 黃壽恩 易翠平

(1. 長沙理工大學(xué)化學(xué)與食品工程學(xué)院，湖南 長沙 410114; 2. 克明面業(yè)股份有限公司，湖南 長沙 410114)

秈稻在一定條件的貯藏中，會發(fā)生發(fā)芽率降低、脂肪酸值升高、降落值升高、風(fēng)味和加工品質(zhì)變化的現(xiàn)象，變化情況隨糧食品種和貯藏條件的改變而不同[1-2]，比如陳業(yè)堅(jiān)等[3]報道11種秈稻貯藏3年后有10個品種的峰值黏度和崩解值下降，1個品種上升；熱漿黏度、冷膠黏度和消堿值有升有降，品種之間存在差異。李亞軍等[4]報道了2種脫殼大米的糊化特性與貯藏時間及溫度的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)大米在高溫下貯藏的糊化特性變化大于在低溫下貯藏。因此，貯藏條件對秈稻品質(zhì)的影響需要具體情況具體分析。秈稻尤其是早秈稻，作為鮮濕米粉(線)的原料，需要貯藏1年左右才能使用，其品質(zhì)同樣受貯藏條件的影響，從而影響鮮濕米粉(線)的加工品質(zhì)。

糊化特性是稻谷貯藏過程中變化最敏感的指標(biāo)之一[5]，常常用來衡量和預(yù)測稻谷的蒸煮和食用品質(zhì)[6]，并決定其最終加工用途。且糊化特性測定相對簡單，樣品需要量少，與稻谷其他品質(zhì)指標(biāo)相比，能更準(zhǔn)確地反映稻谷的品質(zhì)。目前，已有中國、美國、澳大利亞、日本等國將稻谷的糊化特征值作為其蒸煮、食用和加工的重要指標(biāo)[7-8]。

試驗(yàn)選擇了3種制作鮮濕米粉(線)的原料秈稻(浙富802、元隆8462與早秈5-34)作為研究對象，擬研究在春夏秋冬四季中具有代表性的溫度點(diǎn)(36，25，4 ℃)下貯藏0～3個月的糊化特性，分析其變化規(guī)律，為探索秈稻原料的貯藏條件提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料

浙富802：當(dāng)年新收獲的秈稻，金健米業(yè)股份有限責(zé)任公司；

元隆8462、早秈5-34：當(dāng)年新收獲的秈稻，湖南天下洞庭糧油實(shí)業(yè)有限公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

人工氣候箱：PYX-800Q-B型，廣東韶關(guān)科力實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；

精米機(jī)：LTJM-2008型，臺州市路橋京奧糧用器材廠；

高速萬能粉碎機(jī)：FW100型，天津泰斯特儀器有限公司；

電子分析天平：AVY120型， 北京賽多利斯天平有限公司；

電熱鼓風(fēng)干燥箱：101-2A型，天津市泰斯特儀器有限公司；

快速黏度測定儀：Perten RVA 4500型，瑞典Newport Scientific公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 稻谷貯藏 將3種秈稻分別分為3份，置于3臺型號相同的人工氣候箱內(nèi)貯藏0～3個月，溫度分別設(shè)置為4，25，36 ℃，相對濕度均為(25±2)%，每半個月取出適量各品種稻谷樣品，樣品脫殼碾米，粉碎過100目篩，測定糊化特性。

1.3.2 糊化特性的測定 分別稱取不同樣品3.00 g 左右(以12 %水分含量校正)，置于糊化特性測試專用鋁盒中，加入25 mL去離子水調(diào)成米粉乳，上機(jī)測試。糊化過程升溫條件為：12 ℃/min升溫至50 ℃，保溫1 min；以同等速率升溫至95 ℃，保溫2.5 min；再以12 ℃/min冷卻至50 ℃，保溫2 min，得到糊化特性曲線。測試參數(shù)包括：峰值黏度、冷糊黏度、崩解值、回生值、糊化溫度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有測試結(jié)果均至少重復(fù)3次。采用SPSS 17.0軟件中的Pearson雙變量進(jìn)行數(shù)據(jù)間的相關(guān)性分析；方差分析法進(jìn)行顯著性分析，P<0.05表示有顯著性差異。

2 結(jié)果與討論

2.1 對秈稻峰值黏度的影響

峰值黏度反映了淀粉顆粒的膨脹程度以及結(jié)合水的能力[9]，通常影響到產(chǎn)品最終的品質(zhì)[10-11]。從圖1可得，秈稻在36 ℃下隨著貯藏時間的延長，峰值黏度發(fā)生了顯著變化(P<0.05)，3個品種均先上升后下降，其中元隆8462和早秈5-34的變化程度顯著高于浙富802(P<0.05)。與吳偉等[12]研究脫殼秈米、粳米和糯米在37 ℃下貯藏的峰值黏度變化趨勢一致。研究[13]報道，新鮮收獲的稻谷，淀粉酶的活性在稻谷貯藏初期較高，淀粉水解成較高黏度的物質(zhì)，如可溶性糖和糊精，導(dǎo)致峰值黏度的增加。但隨著貯藏時間的延長，淀粉酶活性逐漸降低甚至失活，減少了糊精的產(chǎn)生，同時，在稻谷貯藏初期形成的糊精進(jìn)一步水解，形成低黏度的小分子可溶性糖，也導(dǎo)致了峰值黏度的降低。此外，也有研究[14]報道，稻谷在貯藏期間，支鏈淀粉的長鏈部分生長，抑制了淀粉的膨脹，從而導(dǎo)致峰值黏度的降低。而在25 ℃下，浙富802的峰值黏度未發(fā)生顯著變化(P>0.05)，元隆8462和早秈5-34的變化趨勢與36 ℃下的一致，但變化時間點(diǎn)均晚于36 ℃，推遲了1～2個月。在4 ℃下，3個品種秈稻的峰值黏度均未發(fā)生顯著變化(P>0.05)。因此可以推斷，較高的貯藏溫度(36 ℃)可以加快淀粉酶活性的降低，以及改變稻米內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)。

圖1 不同貯藏溫度和時間的秈稻峰值黏度變化

Figure 1 Change in the peak viscosity of rice at different storage temperature and duration

2.2 對秈稻冷糊黏度的影響

冷糊黏度代表樣品的增稠性[15]以及室溫條件下硬度的大小。從圖2可得，在36 ℃下，3個品種秈稻的冷糊黏度均先增大后趨于穩(wěn)定，其中，浙富802和元隆8462均在1個月時增加到最大值，分別增加了279.33，262.00 cp，隨后無顯著變化(P>0.05)。早秈5-34的冷糊黏度增加幅度大于另外兩個品種，其在0.5個月時就達(dá)到最大值，增加了309.33 cp。在25 ℃下，浙富802的冷糊黏度未發(fā)生顯著變化(P>0.05)，元隆8462和早秈5-34的變化趨勢與36 ℃下的一致，但變化時間點(diǎn)有所差異，其中元隆8462的冷糊黏度一直處于上升態(tài)勢，到第3個月時也未達(dá)到在36 ℃下貯藏的最高點(diǎn)，而早秈5-34在2.5個月時達(dá)到最高點(diǎn)，比在36 ℃下的貯藏延遲了2個月。在4 ℃下，3個品種秈稻的冷糊黏度均未發(fā)生顯著變化(P>0.05)。因此可以得出，較高的貯藏溫度(36 ℃)可以快速增大秈稻的冷糊黏度，進(jìn)而反映在稻米凝膠硬度的增大。而在25 ℃下，這種變化較緩慢。

圖2 不同貯藏溫度和時間的秈稻冷糊黏度變化

2.3 對秈稻崩解值的影響

崩解值代表樣品的熱糊穩(wěn)定性，崩解值越低，則樣品的抗剪切能力越好，熱糊穩(wěn)定性越好[16-17]。從圖3可得，浙富802的崩解值最大，其在36 ℃下貯藏1.5個月時增加到最大值，隨后下降，但均高于未經(jīng)貯藏的稻谷，表明浙富802在3個品種中的熱糊穩(wěn)定性最差，貯藏期間變化最慢，3個月的貯藏時間仍不能使其達(dá)到一個較低的崩解值。而元隆8462和早秈5-34的崩解值均在第1個月時達(dá)到最大值，隨后開始顯著降低(P<0.05)，在貯藏到第3個月時的崩解值較未經(jīng)貯藏的稻谷分別降低了20%和37%，表明元隆8462和早秈5-34在貯藏后期可得到較好的抗剪切能力和熱糊穩(wěn)定性。在25 ℃下，3個品種秈稻的崩解值在3個月的貯藏期內(nèi)均未顯著降低(P>0.05)，崩解值仍高于原始樣品。在4 ℃下，秈稻的崩解值未發(fā)生顯著變化(P>0.05)。因此可以推斷，較高的貯藏溫度(36 ℃)可以快速降低秈稻的崩解值，表現(xiàn)在抗剪切能力和熱糊穩(wěn)定性的提高，可能是淀粉鏈絡(luò)合蛋白質(zhì)引起的，加強(qiáng)了分子間的相互作用[18]，也可能是支鏈淀粉的鏈長分布發(fā)生了變化，Azizi等[19]報道，支鏈淀粉的精細(xì)結(jié)構(gòu)與崩解值存在相關(guān)性。而在25 ℃下，則需經(jīng)歷更長的貯藏時間。

圖3 不同貯藏溫度和時間的秈稻崩解值變化

2.4 對秈稻回生值的影響

回生值反映的是淀粉短期的老化能力和冷糊穩(wěn)定性，一定程度的回生有著積極的作用[20-21]。從圖4可得，早秈5-34的回生值>元隆8462的回生值>浙富802的回生值，說明早秈5-34形成的凝膠強(qiáng)度最大，元隆8462次之，浙富802最低。在36 ℃下隨著貯藏時間的延長，3個品種的回生值均顯著增大(P<0.05)，早秈5-34、元隆8462、浙富802分別增加了57%，52%，42%，而在25 ℃和4 ℃下均未發(fā)生顯著變化(P>0.05)。直鏈淀粉的聚合度和支鏈淀粉中長鏈的含量會影響回生值的大小[20,22]?；厣翟酱?，表明凝膠性越強(qiáng)，因此可以推斷，秈稻在36 ℃下貯藏，稻米的凝膠強(qiáng)度會隨著秈稻貯藏時間的延長顯著增大(P<0.05)，可能是支鏈淀粉的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化所導(dǎo)致。

2.5 對秈稻糊化溫度的影響

糊化溫度反映了淀粉糊化的難易程度。一般來講，直鏈淀粉結(jié)晶度高、支鏈淀粉的外鏈長會使得糊化溫度升高[23-25]。從圖5可得，早秈5-34的糊化溫度>元隆8462的糊化溫度>浙富802的糊化溫度，有研究[12]報道，糊化溫度越高，貯藏品質(zhì)越好，但如果上升幅度過大又會降低貯藏性。早秈5-34、元隆8462、浙富802在36 ℃ 下貯藏，糊化溫度呈上升趨勢，變化范圍分別為82.05～86.23，81.25～85.52，80.20～82.83 ℃，而在25 ℃和4 ℃下，3個品種秈稻的糊化溫度均未發(fā)生顯著變化(P>0.05)。因此可以推斷，在36 ℃下貯藏，糊化溫度的升高可能是因?yàn)槎i稻在這個貯藏過程中，支鏈淀粉的外鏈增長，但也有研究[21]報道，稻米的糊化溫度也與蛋白質(zhì)的含量和結(jié)構(gòu)存在一定的相關(guān)性。

圖4 不同貯藏溫度和時間的秈稻回生值變化

2.6 秈稻在36 ℃下的貯藏時間與其糊化特性的相關(guān)性分析

如上所述，在4 ℃下貯藏0～3個月的秈稻糊化特性保持在一個穩(wěn)定的狀態(tài)，未發(fā)生顯著變化(P>0.05)，25 ℃ 與36 ℃下的變化趨勢一致，但變化時間明顯延遲，變化緩慢。因此只分析了秈稻在36 ℃下的貯藏時間與其糊化特性的相關(guān)性。如表1所示，3個品種秈稻的貯藏時間均與其回生值和糊化溫度呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，表明貯藏時間與36 ℃貯藏溫度的協(xié)同對這3個品種秈稻的回生值和糊化溫度的影響很大。貯藏時間與元隆8462和早秈5-34的峰值黏度顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，與浙富802和早秈5-34的冷糊黏度顯著正相關(guān)(P<0.05)，與早秈5-34的崩解值顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)?？傮w來看，秈稻在36 ℃下加速貯藏會顯著改變其糊化特性，但這種變化也會受到秈稻品種的影響。貯藏時間與秈稻糊化特性的相關(guān)性按顯著程度(r值大小)排序是：糊化溫度>回生值>冷糊黏度>峰值黏度>崩解值。

圖5 不同貯藏溫度和時間的秈稻糊化溫度變化

Table1Relationshipbetweenstoragedurationandpastingpropertiesofindicariceat36℃

秈稻品種峰值黏度冷糊黏度崩解值回生值糊化溫度浙富8020.3140.874*0.4320.880**0.950**元隆8462-0.755*0.659-0.5960.979**0.977**早秈5-34-0.758*0.780*-0.779*0.992**0.996**

? *代表顯著(P<0.05)，**代表極顯著(P<0.01)。

3 結(jié)論

浙富802、元隆8462、早秈5-34 3種秈稻在36 ℃的條件下貯藏0～3個月的糊化特性指標(biāo)發(fā)生顯著變化，隨著貯藏時間的延長，峰值黏度和崩解值均先上升后下降，冷糊黏度先上升后穩(wěn)定，回生值和糊化溫度均上升，因此秈稻在36 ℃下貯藏可以降低稻米的黏度，增加稻米的凝膠強(qiáng)度、硬度、抗剪切能力、熱糊穩(wěn)定性等，整體品質(zhì)較好。但不同品種各糊化指標(biāo)的變化程度有所差異；而在25 ℃下，糊化特性的變化趨勢雖與36 ℃下的一致，但是變化會顯著延緩；在4 ℃下，糊化特性未發(fā)生顯著變化。因此，較高的貯藏溫度(36 ℃)與時間的協(xié)同可以加速秈稻的陳化，更快地改善秈稻的加工品質(zhì)?？梢赃x擇在36 ℃下對秈稻進(jìn)行貯藏而縮短秈稻原料在貯藏過程中變化的研究周期。試驗(yàn)僅從宏觀上探討了秈稻短期貯藏的糊化特性變化，后續(xù)可以繼續(xù)探討秈稻內(nèi)部的大分子物質(zhì)究竟是如何變化進(jìn)而影響稻谷品質(zhì)，以更好地探尋秈稻貯藏條件。