不同干燥溫度和干燥風(fēng)速對稻谷品質(zhì)的影響研究

鄭 剛，孫麗琴

（1.遼寧省糧食科學(xué)研究所，遼寧 沈陽 110032；2.遼寧省農(nóng)產(chǎn)品及獸藥飼料產(chǎn)品檢驗(yàn)監(jiān)測院，遼寧 沈陽 110032）

我國是稻谷生產(chǎn)大國，2019年稻谷產(chǎn)量近2.1億t。其中，遼寧省稻谷產(chǎn)量434.8萬t[1]。一般地域和氣候不同，田間收獲后的稻谷含水率就有所不同，遼寧地區(qū)稻谷含水率在22%左右，南方地區(qū)更高。稻谷含水率過高會(huì)造成儲(chǔ)藏過程品質(zhì)劣變，為保證收獲后稻谷品質(zhì)穩(wěn)定和儲(chǔ)藏安全，收獲后的稻谷需進(jìn)行干燥處理才能儲(chǔ)藏加工。稻谷是一種熱敏性的作物，干燥溫度過高、速度過快或者參數(shù)選擇不當(dāng)容易產(chǎn)生爆腰[2]，這將直接影響加工后的整精米率，爆腰嚴(yán)重碎米率增高，整精米率降低，成品米的等級下降，其食味和貯藏性能降低。因此，選擇合理的干燥條件以減少稻谷裂紋、保證稻谷品質(zhì)具有重要意義。

本實(shí)驗(yàn)對高水分稻谷在不同干燥條件下進(jìn)行干燥，測定其干燥后的品質(zhì)指標(biāo)變化規(guī)律，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，研究干燥溫度、干燥風(fēng)速與稻谷品質(zhì)變化的相關(guān)性，分析其相關(guān)性，確定稻谷保質(zhì)干燥最佳工藝技術(shù)參數(shù)，為生產(chǎn)應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

稻谷：產(chǎn)地遼寧盤錦，指標(biāo)見表1。

表1 供試稻谷初始指標(biāo)

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

薄層干燥實(shí)驗(yàn)裝置：廣東省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所；JXFM110錘式旋風(fēng)磨：上海嘉定糧油儀器有限公司；ML203電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；101-1EF型電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海實(shí)驗(yàn)儀器廠；LHS-100CL電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；XQ-600脂肪酸值測定儀：北京先驅(qū)威鋒技術(shù)開發(fā)公司；DPCZ-II型直鏈淀粉測定儀：浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 干燥實(shí)驗(yàn)

稻谷干燥實(shí)驗(yàn)在熱風(fēng)薄層干燥實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行（如圖1所示）。采用干燥溫度30、40、50、60、70、80 ℃和干燥風(fēng)速0.2、0.4、0.6、0.8、1 m/s進(jìn)行研究，將稻谷水分從18.3%降到14.5%左右，考察稻谷干燥后發(fā)芽率、裂紋率、整精米率、脂肪酸值等指標(biāo)的變化情況。

圖1 熱風(fēng)薄層干燥實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

1.3.2 檢測方法

水分含量：參照GB5009.3—2016。

發(fā)芽率：參照GB/T 5520—2011。

裂紋率：參照GB/T5496—1985。

整精米率：參照GB/T21719—2008。

脂肪酸值：參照GB/T 15684—2015。

直鏈淀粉：參照GB/T 15683—2008。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥溫度和風(fēng)速對稻谷發(fā)芽率的影響

發(fā)芽率是衡量種子質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)，糧食的新鮮程度和食用品質(zhì)好壞可以通過發(fā)芽率高低來體現(xiàn)。由圖2可知，低溫干燥時(shí)對稻谷發(fā)芽率的影響較小，而當(dāng)干燥溫度大于50 ℃時(shí)，稻谷的發(fā)芽率急劇下降；由圖3可知，干燥溫度不變時(shí)，隨著風(fēng)速的增加稻谷發(fā)芽率也有所下降，但影響不大。這說明，低溫緩速干燥對稻谷的新鮮度保持更好，高溫干燥使稻谷蛋白質(zhì)變性和凝固，導(dǎo)致了酶活性喪失，所以高溫干燥不適用于種子干燥。

圖2 干燥溫度對發(fā)芽率的影響

圖3 干燥風(fēng)速對發(fā)芽率的影響

2.2 不同干燥溫度和風(fēng)速對稻谷裂紋率的影響

稻谷裂紋率（也稱爆腰率）的高低直接影響碾米后的整精米率，從而影響稻谷的加工品質(zhì)、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。由圖4、圖5可以看出，稻谷裂紋率隨著干燥溫度、干燥風(fēng)速的增加而升高，當(dāng)干燥溫度大于50 ℃時(shí)，裂紋率隨干燥溫度的升高迅速增大；當(dāng)干燥風(fēng)速大于0.6 m/s時(shí)，裂紋率也會(huì)急劇上升。主要是由于稻谷粒局部受熱不均，造成局部收縮，內(nèi)外濕度梯度過大產(chǎn)生應(yīng)力變化造成[3]。通過對比干燥后稻谷樣品的裂紋率還可發(fā)現(xiàn)，干燥溫度對裂紋率的影響大于干燥風(fēng)速的影響。

圖4 干燥溫度對裂紋率的影響圖

圖5 干燥風(fēng)速對裂紋率的影響

2.3 干燥溫度和風(fēng)速對稻谷整精米率的影響

稻谷整精米率是稻谷分級定等的重要指標(biāo)，直接反映稻谷的工藝品質(zhì)及碾米產(chǎn)量。由圖6、圖7可知，隨著干燥溫度的升高，稻谷的整精米率呈下降趨勢，當(dāng)干燥溫度大于50 ℃時(shí)，下降的幅度增大。干燥風(fēng)速逐漸增大時(shí)，稻谷的整精米率逐漸下降。結(jié)果表明，干燥溫度對稻谷整精米率影響大于干燥風(fēng)速的影響。隨著干燥溫度和風(fēng)速升高，稻米裂紋增加，碎米增加，從而整精米率下降，說明整精米率與裂紋率負(fù)相關(guān)。

2.4 干燥溫度和風(fēng)速對脂肪酸值的影響

圖6 干燥溫度對整精米率的影響

圖7 干燥風(fēng)速對整精米率的影響

圖8 干燥溫度對脂肪酸值的影響

圖9 干燥風(fēng)速對脂肪酸值的影響

脂肪酸值是評價(jià)稻谷儲(chǔ)存品質(zhì)變化的重要指標(biāo)之一。由圖8和圖9可知，稻谷的脂肪酸含量在低溫干燥（小于50 ℃）時(shí)影響不明顯，但高溫干燥（大于50 ℃）后稻谷脂肪酸含量快速上升。造成這一現(xiàn)象的原因，主要是高溫干燥過程會(huì)致使稻谷自身脂解酶活性增高，從而導(dǎo)致稻谷中游離脂肪酸含量增加。脂肪酸在高溫條件下會(huì)發(fā)生酸敗，并因此導(dǎo)致營養(yǎng)價(jià)值和食味下降[4]。干燥風(fēng)速對脂肪酸值的影響較小。

2.5 干燥溫度和風(fēng)速對稻谷直鏈淀粉含量的影響

稻米中直鏈淀粉含量多少是影響稻米食用品質(zhì)的關(guān)鍵因子和重要指標(biāo)。直鏈淀粉含量及其特性關(guān)系到米飯的黏度和食味，直鏈淀粉含量與米飯硬度正相關(guān)，與米飯黏度負(fù)相關(guān)，并且與黏度的相關(guān)性更密切[5]。由圖10和圖11可知，隨著干燥溫度升高，稻谷中α-淀粉酶和β-淀粉酶活性增大，使得稻谷中支鏈淀粉含量下降而直鏈淀粉含量升高，導(dǎo)致大米的可溶性變差，硬度增加，口感變差，食味品質(zhì)降低。干燥風(fēng)速對稻谷直鏈淀粉含量的影響不明顯。

圖10 干燥溫度對直鏈淀粉含量的影響

圖11 干燥風(fēng)速對直鏈淀粉含量的影響

3 結(jié)論

干燥溫度對稻谷品質(zhì)的影響顯著。干燥溫度升高，稻谷發(fā)芽率下降，裂紋率增加，整精米率降低，直鏈淀粉含量和脂肪酸值均升高，稻谷品質(zhì)下降，食味變差。因此為保證稻谷干燥品質(zhì)，應(yīng)選擇低溫干燥。

干燥風(fēng)速對稻谷裂紋率和整精米率影響較明顯。干燥溫度一定時(shí)，干燥風(fēng)速增大，稻谷的裂紋率增加，整精米率下降，碎米增多，從而使得加工品質(zhì)下降，產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)價(jià)值受到影響，故干燥稻谷時(shí)應(yīng)緩速干燥為佳。

干燥溫度大于50 ℃，風(fēng)速大于0.6 m/s時(shí)，稻谷品質(zhì)急劇變化。因此，稻谷干燥應(yīng)選擇低溫緩速干燥，最佳工藝技術(shù)參數(shù)為干燥溫度小于50 ℃，風(fēng)速小于0.6 m/s，干燥品質(zhì)最好。