優(yōu)質(zhì)稻谷氮?dú)鈿庹{(diào)與常溫儲(chǔ)藏品質(zhì)變化的比較研究

楊乾奎 渠琛玲 王紅亮 王若蘭 萬立昊

(河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，鄭州 450001)

稻谷是我國重要的糧食作物，據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局公布的最新糧食生產(chǎn)數(shù)據(jù)，2019年全國稻谷產(chǎn)量為20 961萬t，占糧食總產(chǎn)量的31.58%[1]。隨著人民生活水平的提高，人們對(duì)食物的要求不再像以前一樣只單單是能夠解決溫飽，對(duì)其品質(zhì)也有一定的要求，所以優(yōu)質(zhì)稻谷越來越受到人們的青睞[2]。與普通稻谷相比，優(yōu)質(zhì)稻谷腹白較小甚至沒有腹白，角質(zhì)率高，大米顏色鮮亮有光澤，并且散發(fā)清新的香味，加工出的米飯香甜，適口性較好[3]。但是優(yōu)質(zhì)稻谷在儲(chǔ)藏過程中容易出現(xiàn)黃變、結(jié)露等問題，且脂類和蛋白質(zhì)的變化較快，導(dǎo)致儲(chǔ)藏穩(wěn)定性相對(duì)較差，品質(zhì)劣變快[4]。

儲(chǔ)藏方式是影響優(yōu)質(zhì)稻谷儲(chǔ)藏的重要因素，經(jīng)過長期的研究與應(yīng)用實(shí)踐，目前用于優(yōu)質(zhì)稻的儲(chǔ)藏方式主要有常溫儲(chǔ)藏、氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏。氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏即向糧堆通入氮?dú)庖愿淖兤渲械臍怏w組分，達(dá)到防蟲抑霉，延緩糧食品質(zhì)變化的儲(chǔ)糧技術(shù)，要求儲(chǔ)藏期間控制氮?dú)鉂舛仍?7%以上[5]。我國自2003年起開始進(jìn)行氮?dú)鈿庹{(diào)研究[6-10]，目前已經(jīng)取得了很大進(jìn)展，多年實(shí)踐證明氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏在殺蟲、防霉和延緩稻谷品質(zhì)劣變[11]方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

通過研究氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏黃華占和兩優(yōu)兩種優(yōu)質(zhì)稻谷品質(zhì)隨時(shí)間的變化規(guī)律，并與常溫儲(chǔ)藏條件下稻谷品質(zhì)變化進(jìn)行對(duì)比，為氮?dú)鈿庹{(diào)用于優(yōu)質(zhì)稻谷儲(chǔ)藏的可行性以及氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏優(yōu)質(zhì)稻谷的儲(chǔ)備周期提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

“黃華占”和“兩優(yōu)”兩個(gè)品種的優(yōu)質(zhì)稻谷購于湖北省襄陽東國家糧食儲(chǔ)備庫(2016年9月收獲)。儲(chǔ)藏過程中含水量保持在13.5%～14.0%，雜質(zhì)含量小于0.1%。在常溫儲(chǔ)藏過程中，發(fā)現(xiàn)稻谷感染了害蟲谷蠹和印度谷螟，蟲口密度分別為3頭/kg和2頭/kg。由于害蟲繼續(xù)發(fā)生會(huì)對(duì)品質(zhì)產(chǎn)生影響，故而對(duì)常溫儲(chǔ)藏的兩種優(yōu)質(zhì)稻谷用硫酰氟進(jìn)行了熏蒸，熏蒸濃度35 g/m3，熏蒸時(shí)間28 d。

1.2 儲(chǔ)藏條件

實(shí)驗(yàn)?zāi)M倉尺寸為1.5 m×0.95 m×1.20 m，裝糧高度1 m[12]，每倉約裝稻谷850 kg。

常溫儲(chǔ)藏：實(shí)驗(yàn)倉所處的室內(nèi)環(huán)境通過開窗通風(fēng)保持與外界一致。共儲(chǔ)藏18個(gè)月。4～10月平均糧溫為20～29 ℃，11～3月平均糧溫為1～17 ℃。

氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏：在儲(chǔ)藏倉內(nèi)內(nèi)襯兩層塑料薄膜，裝入優(yōu)質(zhì)稻谷，然后充入氮?dú)飧淖兠荛]糧倉內(nèi)的氣體比例，并將氮?dú)鉂舛染S持在97%以上，同時(shí)糧倉所處外界環(huán)境與常溫儲(chǔ)藏的倉保持一致。每兩周對(duì)氮?dú)鉂舛冗M(jìn)行檢測，如遇濃度低于98%及時(shí)補(bǔ)氣。

1.3 優(yōu)質(zhì)稻谷品質(zhì)測定

每兩個(gè)月取倉內(nèi)上中下層(每層取樣于倉中心及四角各100 g)共1 500g稻谷混勻，用于品質(zhì)監(jiān)測。

脂肪酸值和品嘗評(píng)分值：參照GB/T 20569—2006。黃粒米率：參照GB/T 17891—2017。直鏈淀粉含量：參照GB/T 15683—2008。出糙率：參照GB/T 5495—2008。整精米率：參照GB/T 21719—2008。過氧化氫酶活動(dòng)度：參照GB/T 5522—2008。發(fā)芽率：參照GB/T 5520—2011。糊化特性：參照GB/T 24852—2010。

質(zhì)構(gòu)特性：將優(yōu)質(zhì)稻礱谷、碾米后蒸煮，蒸煮方法參照GB/T 20569—2006。從試樣中隨機(jī)取4粒大米，去除最大值及最小值求其平均值。相關(guān)參數(shù)：探頭為P/36R；操作模式：壓力測定；壓縮比例：70%；觸發(fā)點(diǎn)：5 g；間隔時(shí)間：2 s；測前、測試及測后速度分別為5、0.5、0.5 mm/s。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所得數(shù)據(jù)采用Excel和Origin軟件進(jìn)行處理、分析和繪圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 儲(chǔ)藏品質(zhì)的變化

隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的脂肪酸值均逐漸增加，品嘗評(píng)分值呈現(xiàn)下降趨勢(圖1)。經(jīng)540 d(18個(gè)月)的儲(chǔ)藏后，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏黃華占的脂肪酸值分別達(dá)到了31.1、33.3 mg/100 g，品嘗評(píng)分值分別為70和64；氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏兩優(yōu)的脂肪酸值分別為30.6、32.7 mg/100 g，品嘗評(píng)分值分別為68和67。常溫儲(chǔ)藏和氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏的黃華占在420、480 d時(shí)的脂肪酸值分別為29.9、29.7mg/100 g，兩優(yōu)在420、480 d時(shí)的脂肪酸值分別為28.9、29.7mg/100 g(≤30.0 mg/100 g，宜存，GB/T 20569—2006)。常溫儲(chǔ)藏和氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏的黃華占在420 d和480 d時(shí)品嘗評(píng)分值均為73，兩優(yōu)在420 d和480 d時(shí)品嘗評(píng)分值分別為76和73(≥70，宜存，GB/T 20569—2006)。

2.2 質(zhì)量指標(biāo)的變化

隨著儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的直鏈淀粉含量先上升后下降(圖2)。經(jīng)540 d儲(chǔ)藏后，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏黃華占的直鏈淀粉含量分別由原來的13.1%和12.9%上升到15.7%和15.8%，較初始值分別上升了2.6%和2.9%；氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏兩優(yōu)的直鏈淀粉含量分別由原來的12.9%和13.0%上升到15.2%和15.4%，較初始值分別上升了2.3%和2.4%。

圖1 儲(chǔ)藏期間兩種優(yōu)質(zhì)稻谷脂肪酸值與品嘗評(píng)分值的變化

儲(chǔ)藏過程中兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的黃粒米率均呈上升趨勢，在540 d時(shí)，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏黃華占的黃粒米率分別升高到0.7%和1.0%，兩優(yōu)的黃粒米率分別升高到0.7%和0.9%。根據(jù)GB/T 17891—2017，兩種優(yōu)質(zhì)稻在兩種儲(chǔ)藏方式儲(chǔ)藏540 d后的黃粒米含量均小于等于1.0%，符合優(yōu)質(zhì)稻的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

較常溫儲(chǔ)藏稻谷，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏可在一定程度上減緩稻谷直鏈淀粉含量和黃粒米率的上升速度，延長稻谷儲(chǔ)藏時(shí)間。

2.3 加工品質(zhì)的變化

隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的出糙率和整精米率均呈現(xiàn)不同程度的下降趨勢(圖3)。經(jīng)540 d儲(chǔ)藏后，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏黃華占的出糙率由初始的79.8%分別下降至77.8%和77.7%；氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏兩優(yōu)的出糙率由初始的80.5%和80.0%分別下降至76.8%和76.4%。

在540 d時(shí)，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏黃華占的整精米率由初始的61.3%和60.8%分別下降至55.8%和55.2%；氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏兩優(yōu)的整精米率由初始的60.9%和60.0%分別下降至53.3%和52.5%。

在兩種不同儲(chǔ)藏條件下儲(chǔ)藏540 d后的黃華占和兩優(yōu)的整精米率都高于50%，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)質(zhì)稻谷GB/T 17891—2017，符合2級(jí)優(yōu)質(zhì)稻谷的質(zhì)量指標(biāo)。不同的儲(chǔ)藏條件對(duì)黃華占的出糙率影響較小，在60 d時(shí)出糙率高于79.0%，符合1級(jí)稻谷的質(zhì)量指標(biāo)；540 d時(shí)，出糙率高于77.0%，符合2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量指標(biāo)。常溫儲(chǔ)藏和氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏兩優(yōu)分別在60 d和120 d時(shí)出糙率高于79.0%，符合1級(jí)稻谷的質(zhì)量指標(biāo)，在360 d和480 d時(shí)出糙率高于77.0%，符合2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量指標(biāo)。通過上述數(shù)據(jù)對(duì)比可得，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏對(duì)兩種稻谷的整精米率和黃華占稻谷的出糙率影響較小，但可以減緩兩優(yōu)稻谷的出糙率下降趨勢，延長儲(chǔ)藏時(shí)間，減緩其出糙率下降速率。

2.4 生理品質(zhì)的變化

如圖4所示，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，兩種儲(chǔ)藏方式下的優(yōu)質(zhì)稻谷過氧化氫酶均呈下降趨勢，而氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏稻谷的過氧化氫酶活動(dòng)度下降速度相比常溫儲(chǔ)藏稻谷總體較慢。在儲(chǔ)藏540 d后，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)

藏和常溫儲(chǔ)藏黃華占的過氧化氫酶活動(dòng)度由44.2、43.9 mgH2O2/g分別下降到16.1、12.8 mgH2O2/g，較初始值分別下降了63.5%和70.8%；氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏兩優(yōu)的過氧化氫酶活動(dòng)度由45.4、44.8 mgH2O2/g分別下降到22.6、16.6 mgH2O2/g，較初始值分別下降了50.2%和63.0%。說明氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏稻谷的過氧化氫酶活動(dòng)度下降速度略比常溫儲(chǔ)藏稻谷緩慢。

在稻谷儲(chǔ)藏過程中，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏稻谷發(fā)芽率在一段時(shí)間內(nèi)明顯更高。在儲(chǔ)藏540 d后，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏黃華占的發(fā)芽率較初始值分別下降了97.7%和98.5%，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏兩優(yōu)的發(fā)芽率分別下降了49.2%和98.3%。其中，在180 d時(shí)，較氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏，常溫儲(chǔ)藏兩種稻谷的發(fā)芽率發(fā)生驟降，造成該結(jié)果的因素主要由于該節(jié)點(diǎn)對(duì)常溫儲(chǔ)藏稻谷進(jìn)行了磷化氫熏蒸；氮?dú)鈿庹{(diào)黃華占和兩優(yōu)的發(fā)芽率分別于360 d和420 d時(shí)開始急速下降，其原因是長時(shí)間的缺氧條件導(dǎo)致稻谷種子活力下降。由此可知，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏較常溫儲(chǔ)藏可在一定程度上延緩稻谷品質(zhì)劣變。

2.5 糊化特性的變化

圖5為黃華占和兩優(yōu)在不同儲(chǔ)藏方式下糊化特性的變化。隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，兩種儲(chǔ)藏方式下黃華占和兩優(yōu)的峰值黏度、最低黏度、最終黏度、糊化溫度均呈上升趨勢。在540 d儲(chǔ)藏期間，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏優(yōu)質(zhì)稻谷的峰值黏度、最低黏度、最終黏度、峰值時(shí)間、糊化溫度的變化程度均小于常溫儲(chǔ)藏。因此，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏可一定程度上減緩稻谷糊化特性的變化，相較常溫儲(chǔ)藏可較好的保證其食用品質(zhì)，延緩稻谷儲(chǔ)藏時(shí)間。

2.6 質(zhì)構(gòu)特性的變化

如圖6所示，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的硬度和咀嚼性整體呈上升趨勢。經(jīng)過540 d的儲(chǔ)藏，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏黃華占的硬度分別由1 656.0 g和1 635.2 g上升至2 631.3 g和2 862.8 g；氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏兩優(yōu)的硬度分別由2 084.5 g和2 238.4 g上升至2 456.7 g和2 619.6 g。氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏黃華占的咀嚼性分別由337.3 g和353.9 g上升至722.1 g和867.5 g；氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏兩優(yōu)的咀嚼性分別由315.8 g和343.5 g上升至659.8 g和738.4 g。

圖5 儲(chǔ)藏期間兩種優(yōu)質(zhì)稻谷糊化特性的變化

圖6 儲(chǔ)藏期間兩種稻谷質(zhì)構(gòu)特性的變化

兩種儲(chǔ)藏方式下的稻谷黏著性和彈性均呈現(xiàn)下降趨勢。儲(chǔ)藏540 d時(shí)，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏黃華占的黏著性分別由-253.7 gs和-244.9 gs下降至-135.9 gs和-125.8 gs；氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏兩優(yōu)的黏著性由-232.3 gs和-216.7 gs下降至-142.8 gs和-132.3 gs。氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏黃華占的彈性分別由0.69 mm和0.79 mm下降至0.49 mm和0.47 mm；氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏兩優(yōu)的彈性分別由0.70 mm和0.69 mm下降至0.55 mm和0.53 mm。

由以上數(shù)據(jù)對(duì)比可知，相比常溫儲(chǔ)藏，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏稻谷的質(zhì)構(gòu)特性變化稍緩，有助于其食用品質(zhì)的保持。

3 結(jié)論

通過兩種優(yōu)質(zhì)稻谷在氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏及常溫儲(chǔ)藏條件下相關(guān)品質(zhì)的對(duì)比研究表明：采用氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏時(shí)，優(yōu)質(zhì)稻谷的脂肪酸值上升和品嘗評(píng)分值下降速度得以減緩，直鏈淀粉含量和黃粒米率上升速率相比常溫儲(chǔ)藏較低，整精米率和出糙率下降趨勢減慢，可以降低稻谷的過氧化氫酶活動(dòng)度和發(fā)芽率的下降速率，延緩糊化特性和質(zhì)構(gòu)特性的劣變，保持其食用品質(zhì)。其中，常溫儲(chǔ)藏420 d(14個(gè)月)的優(yōu)質(zhì)稻谷的品質(zhì)劣變程度與氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏480 d(16個(gè)月)的劣變程度相當(dāng)。說明氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏與常溫儲(chǔ)藏相比，能在一定程度上延緩優(yōu)質(zhì)稻谷的品質(zhì)劣變，延長稻谷的儲(chǔ)存時(shí)間，但效果有限。根據(jù)GB/T 20569—2006《稻谷儲(chǔ)存品質(zhì)判定規(guī)則》中對(duì)稻谷脂肪酸酯和品嘗評(píng)分值來判定是否宜存的界定標(biāo)準(zhǔn)，氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏優(yōu)質(zhì)稻谷的最長時(shí)間可達(dá)16個(gè)月。若結(jié)合糧食生產(chǎn)周期為一年，新稻上市，建議氮?dú)鈿庹{(diào)的優(yōu)質(zhì)稻輪換時(shí)間為12個(gè)月。