不同品種秈稻高溫儲(chǔ)藏條件下的品質(zhì)變化研究*

李 佳 王平坪 王婷婷 肖安紅

(武漢輕工大學(xué)食品學(xué)院 430023)

稻谷在儲(chǔ)藏期間，溫度、水分、蟲害、霉菌等外界因素以及脂肪氧化、酶變等內(nèi)部因素會(huì)導(dǎo)致稻谷品質(zhì)劣變，耐儲(chǔ)性變差。脂肪酸值與稻谷品質(zhì)有顯著的相關(guān)性，被確定為稻谷儲(chǔ)藏品質(zhì)變化的靈敏指標(biāo)[1]，秈稻的脂肪酸值在儲(chǔ)藏年限間存在顯著性差異，該指標(biāo)在儲(chǔ)藏過程中變化最為敏感[2]。脂肪酸是主要的脂類代謝產(chǎn)物，稻谷脂肪酸值即游離脂肪酸的含量。周顯青等分別對粳稻和秈稻的新鮮度進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)脂肪酸值和丙二醛含量可反映兩種稻谷在新鮮度上的差異，電導(dǎo)率可反映秈稻在新鮮度上的差異[3]，脂肪酸值和電導(dǎo)率兩個(gè)指標(biāo)與稻谷細(xì)胞膜在儲(chǔ)藏過程中發(fā)生的物理變化有緊密的相關(guān)性。Takano認(rèn)為脂質(zhì)降解導(dǎo)致稻谷在儲(chǔ)存過程中的變質(zhì)[4]。存在游離脂肪酸(FFA)是因?yàn)槊卓分椭久冈谀肽ミ^程中一起沉積在米粒上，導(dǎo)致大米表面FFA的形成[5]，糙米表面的這些游離脂和其他脂類的氧化，尤其是高溫、高水分條件，被認(rèn)為會(huì)導(dǎo)致稻米質(zhì)量的快速劣變。

稻谷作為主要的儲(chǔ)備糧，基于國家宏觀調(diào)控，確保糧食安全等因素，明確高庫存稻谷的品質(zhì)特性變化成為急需解決的問題。以秈稻為原料，在短期高溫儲(chǔ)藏條件下對6個(gè)稻谷品種的儲(chǔ)藏品質(zhì)進(jìn)行測定，對深入闡述秈稻品質(zhì)劣變具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料 實(shí)驗(yàn)材料均為2020年秋季收獲的新鮮稻谷，荃優(yōu)鄂豐絲苗品種種植于湖北荊門，隆兩優(yōu)534、粵農(nóng)絲苗、蝦稻1號(hào)、郢香絲苗、黃華占種植于湖北仙桃，6個(gè)品種儲(chǔ)藏前的原始水分含量分別為12.1%、14.2%、14.2%、13.3%、13.1%、13.4%。新鮮稻谷經(jīng)過晾曬降低水分后，每個(gè)品種分裝在3個(gè)PE自封袋中，儲(chǔ)藏在35℃恒溫培養(yǎng)箱中，每隔20 d取樣一次，取樣時(shí)，將1、2、3號(hào)樣品混合后取樣等待檢測。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑 無水乙醇、95%乙醇、氫氧化鉀、鄰苯二甲酸氫鉀、酚酞、三氯乙酸、乙二胺四乙酸二鈉鹽，二水、2-硫代巴比妥酸、1，1，3，3-四乙氧基丙烷、氯仿、甲醇、氫氧化鈉、正丙醇，所用試劑均為分析純。

1.2 儀器設(shè)備

恒溫培養(yǎng)箱：上海生產(chǎn)；礱谷機(jī)(THU358)：日本生產(chǎn)；錘式旋風(fēng)磨(JXFM)型；ZDZ-1型谷物脂肪酸值專用振蕩器；752N可見/紫外分光光度計(jì)：上海生產(chǎn)；DDS-11A數(shù)顯電導(dǎo)率儀：上海生產(chǎn)；RE52-CS旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海生產(chǎn)；高速離心機(jī)(FC5714)。

1.3 方法

1.3.1 脂肪酸值的測定 根據(jù)GB/T 20569-2006《谷物制品脂肪酸值測定法》中的方法測定。

1.3.2 丙二醛含量的測定 根據(jù)GB 5009.181-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中丙二醛的測定》中的方法測定。

1.3.3 電導(dǎo)率的測定 參照熊寧[6]等方法改動(dòng)，稻谷經(jīng)過脫殼后，稱2.5 g籽粒完整且飽滿的糙米，保證平行實(shí)驗(yàn)的樣品質(zhì)量一致，用蒸餾水沖洗3次，用濾紙將浮水吸干后放置于50 mL帶塞離心管中，加入25 mL去離子水，放置在20℃恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行浸泡，室溫下用電導(dǎo)率儀進(jìn)行測定，每組重復(fù)3次。

1.3.4 淀粉脂的測定 參考許光利[7]及陳霞[8]的方法略作改動(dòng)。稱取20 g糙米粉，放入帶塞錐形瓶中，并加入0.1 mol/L NaOH溶液70 mL，靜置2 h，接著在恒溫振蕩器中室溫條件下120 r/min振蕩1 h，分裝在兩個(gè)100 mL離心管中渦旋5 min，在4000 r/min離心15 min，倒掉上清液，加入60 mL 蒸餾水沖洗2次，每次渦旋5 min后用相同條件離心，并除去上清液。將離心后的粉樣放入烘箱45℃烘干，稱取4 g放入帶塞試管中，加入75%丙醇溶液50 mL，100℃水浴保持反應(yīng)2 h，時(shí)時(shí)振搖，隔0.5 h添加丙醇溶液，最后收集液體旋蒸(水浴溫度60℃)、烘干并稱重，得到淀粉脂含量。

1.3.5 非淀粉脂的測定 參考許光利[7]及陳霞[8]等方法對糙米非淀粉脂進(jìn)行測定。稱取4 g粉樣加入50 mL氯仿甲醇(v/v 2∶1)混合溶液，在恒溫振蕩器中100 r/min振蕩4 h，收集上清液旋蒸(水浴溫度45℃)、烘干并稱重，得到非淀粉脂含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 脂肪酸值

由圖1可知，短期的高溫儲(chǔ)藏過程中，6個(gè)品種稻谷的脂肪酸值變化趨勢一致，呈先上升后下降趨勢，最終結(jié)果呈上升趨勢。在儲(chǔ)藏過程中，脂肪逐漸分解，產(chǎn)生游離脂肪酸，導(dǎo)致稻谷脂肪酸值上升，35℃高溫儲(chǔ)藏過程中的脂肪酸值隨時(shí)間的增加先上升后下降，下降的原因是隨儲(chǔ)藏時(shí)間的繼續(xù)增加，游離脂肪酸氧化的程度大于水解。儲(chǔ)藏期在40 d～60 d，脂肪酸值迅速下降，該時(shí)期游離脂肪酸氧化程度增大，水解程度減少，氧化作用導(dǎo)致脂肪酸含量減少[9]，說明脂肪酸是一個(gè)中間產(chǎn)物，含量會(huì)隨著稻谷內(nèi)酶活、微生物活動(dòng)等因素的變化而處在動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)[10]。脂肪酸值在短期內(nèi)波動(dòng)性變化與稻谷品質(zhì)變化不是線性相關(guān)，若將儲(chǔ)藏時(shí)間跨度延長，可反映脂肪酸值與稻谷品質(zhì)變化的關(guān)系。

圖1 儲(chǔ)藏過程中脂肪酸值的變化

2.2 丙二醛

儲(chǔ)藏40 d～60 d時(shí)，6個(gè)品種稻谷丙二醛含量出現(xiàn)顯著降低，與新鮮稻相比，最終結(jié)果均是顯著增加，見圖2。稻谷中的脂類物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生游離脂肪酸，脂肪氧化酶作用于游離脂肪酸會(huì)產(chǎn)生脂肪酸氫過氧化物，接著繼續(xù)分解為醛、酮等小分子物質(zhì)，其中的主要產(chǎn)物就包括丙二醛[11]。隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長以及高溫作用，細(xì)胞內(nèi)的酶類物質(zhì)活性下降，氧化游離脂肪酸的活性下降，從而導(dǎo)致丙二醛(MDA)含量下降，脂質(zhì)過氧化程度增大，丙二醛含量就會(huì)增大，MDA可以衡量稻谷脂質(zhì)過氧化程度。

圖2 儲(chǔ)藏過程中丙二醛含量的變化

2.3 電導(dǎo)率

6個(gè)品種的電導(dǎo)率40 d～60 d的變化均為顯著降低，但整個(gè)儲(chǔ)藏時(shí)期的總體趨勢均是顯著(P<0.05)增加，見圖3。在35℃和65%的環(huán)境下，隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，脂質(zhì)在脂肪酶的作用下產(chǎn)生游離脂肪酸，與細(xì)胞膜上磷脂結(jié)合的多元不飽和脂肪酸被脂肪氧化酶氧化，導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性增加，甚至一些膜完整性喪失，電解質(zhì)滲透，稻谷浸出液的電導(dǎo)率是反映稻谷生活力的重要指標(biāo)，可以反映糙米在儲(chǔ)藏期間生活力的變化[12]。

圖3 儲(chǔ)藏過程中電導(dǎo)率的變化

2.4 非淀粉脂含量

非淀粉脂是淀粉顆粒表面的脂肪，主要包括甘油酯和游離脂肪酸，隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，稻谷的非淀粉脂含量呈下降趨勢。荃、隆、粵、蝦、郢、黃分別降低了14.0%、18.9%、26.3%、14.8%、9.75%、19.5%。6個(gè)品種非淀粉脂含量在整個(gè)時(shí)期最終含量下降，荃、隆、蝦在整個(gè)儲(chǔ)藏期變化差異顯著，呈先降后增趨勢，與原始值相比含量降低，粵稻在儲(chǔ)藏期顯著下降，郢稻在20 d～60 d變化差異不顯著，黃稻在0～40 d含量顯著下降，見圖4。

圖4 儲(chǔ)藏過程中非淀粉脂含量的變化

2.5 淀粉脂含量

稻谷內(nèi)胚乳中的脂類含量極少，主要以淀粉-脂類復(fù)合物形式存在的淀粉脂[13]，淀粉脂主要是單?；?，包括脂肪酸和磷脂等，稻谷在儲(chǔ)藏過程中，脂肪氧化酶作用于脂類發(fā)生氧化劣變，以及在脂肪酶作用下，酯鍵水解，這些變化導(dǎo)致淀粉脂在短期的35℃儲(chǔ)藏條件下顯著降低[14]。6個(gè)品種的淀粉脂含量均顯著降低(P<0.05)，在20 d～60 d期間，荃、隆、粵淀粉脂含量顯著下降，郢變化不明顯，0～40 d黃華占淀粉脂含量顯著降低，同時(shí)期蝦稻先降后增，變化顯著，見圖5。

圖5 儲(chǔ)藏過程中淀粉脂含量的變化

2.6 儲(chǔ)藏稻谷各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析

稻谷在高溫儲(chǔ)藏過程中的劣變程度與理化品質(zhì)存在一些聯(lián)系，由表1可知，脂肪酸值、丙二醛、電導(dǎo)率3個(gè)指標(biāo)相互之間全部呈正相關(guān)。6個(gè)品種的脂肪酸值與電導(dǎo)率的相關(guān)性呈極顯著。丙二醛和電導(dǎo)率兩個(gè)指標(biāo)之間，有4個(gè)品種呈極顯著相關(guān)，2個(gè)品種呈顯著相關(guān)。丙二醛、電導(dǎo)率、脂肪酸值3個(gè)敏感性指標(biāo)分別與各個(gè)脂類物質(zhì)(淀粉脂、非淀粉脂)含量呈負(fù)相關(guān)，淀粉脂、非淀粉脂之間均呈正相關(guān)。

表1 6種稻谷儲(chǔ)藏期間各指標(biāo)相關(guān)性

3 結(jié)論

隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，6個(gè)品種的秈稻理化指標(biāo)以及儲(chǔ)藏品質(zhì)變化均趨向一致，淀粉脂含量、非淀粉脂含量均降低，脂肪酸值、丙二醛含量、電導(dǎo)率均增加，該3個(gè)指標(biāo)隨儲(chǔ)存時(shí)間變化規(guī)律非常明顯，并且3個(gè)指標(biāo)相互之間呈顯著正相關(guān)，甚至部分品種的指標(biāo)呈極顯著正相關(guān)。從數(shù)值差異顯著性分析來總結(jié)，電導(dǎo)率、丙二醛含量以及脂肪酸值3個(gè)指標(biāo)，6個(gè)品種反映出來的趨勢以及顯著性完全一致。綜上所述，測得所有指標(biāo)均可以反映秈稻的儲(chǔ)藏品質(zhì)，尤其是脂肪酸值、非淀粉脂含量、電導(dǎo)率、丙二醛均是秈稻的敏感性指標(biāo)。