人工加速老化對稻谷碾米品質(zhì)、蒸煮品質(zhì)和儲藏品質(zhì)的影響

苗雪雪，劉澤民，陶曙華，余亞瑩，黃偉東，周 昆，陽標(biāo)仁

（湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所/農(nóng)業(yè)部長江中下游秈稻遺傳育種重點實驗室，長沙410125）

0 引言

水稻(Oryza sativa)是一種重要的糧食作物，世界上一半以上的人口以水稻為主食。水稻不僅解決了人們的溫飽問題，也為人們提供每日所需的營養(yǎng)和微量元素，如氨基酸、維生素、淀粉等[1]。由于水稻生產(chǎn)具有季節(jié)性，為滿足人們?nèi)甑男枰?，不得不對其進行儲藏[2]，然而水稻屬于不耐儲藏的品種，在儲藏過程中受自身新陳代謝、呼吸作用及環(huán)境條件等因素的影響，其理化性質(zhì)會發(fā)生很大的改變，這種現(xiàn)象被稱為陳化[3-6]。陳化對稻谷食用安全和儲糧安全均造成嚴(yán)重威脅。

有研究表明，影響稻谷陳化速率的因素有內(nèi)因和外因2個方面，內(nèi)因主要是稻谷品種和含水量等，外因主要是儲藏環(huán)境條件，如溫度、濕度、氧氣含量等[7-8]。目前很多學(xué)者報道了溫濕度條件對稻谷陳化速率的影響，發(fā)現(xiàn)高溫高濕條件下稻谷的品質(zhì)會急速劣變[9-10]。而儲藏環(huán)境中氧氣含量越高，稻谷呼吸作用越劇烈，陳化速率也越快。

探索不同儲藏條件下稻谷陳化過程中品質(zhì)的變化規(guī)律有助于今后采取措施減緩陳化。碾米品質(zhì)、食用蒸煮品質(zhì)和儲藏品質(zhì)可以表征稻谷的陳化和劣變程度，也能直觀地反映出稻谷的綜合品質(zhì)[11]。筆者選用不同品種的稻谷，采用真空和網(wǎng)袋2種包裝方式對環(huán)境中的氧氣濃度進行控制，對稻谷陳化過程中的碾米品質(zhì)、食用蒸煮品質(zhì)和儲藏品質(zhì)劣變規(guī)律進行研究。稻谷陳化本是一個自然的過程，但是自然陳化耗時較長，目前很多學(xué)者嘗試通過人工加速老化方式開展相關(guān)研究，并取得了很好的結(jié)果[12-14]。為縮短研究過程，筆者亦采用人工加速老化法模擬稻谷儲藏環(huán)境中的高溫高濕條件，探索不同種類稻谷陳化過程中的品質(zhì)的變化規(guī)律，旨在為延緩稻谷儲藏過程中品質(zhì)劣變和實現(xiàn)稻谷儲藏安全提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

以3種優(yōu)質(zhì)稻品種（‘嶺香絲苗’、‘湘晚秈13號’、‘創(chuàng)宇9號’）和3種雜交稻品種（‘天優(yōu)華占’、‘岳優(yōu)9113’、‘鳳兩優(yōu)1208’）為供試材料，均由湖南省水稻研究所提供，采用不同的包裝方式（真空包裝和網(wǎng)袋包裝）開展人工老化試驗，6種供試材料在試驗前的含水量為11.09%～11.87%。

1.2 儀器

JLGJ 4.5型檢驗礱谷機，JNMJ 3型檢驗?zāi)朊讬C（臺州市糧儀廠）；高速萬能粉碎機（天津市泰斯特儀器有限公司）；DHG-9246A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實驗設(shè)備有限公司）；AUX120電子天平（日本島津），UV-2450型紫外可見分光光度計（島津企業(yè)管理中國有限公司），K8400全自動凱氏定氮儀（福斯分析儀器公司），ZDP-150恒溫培養(yǎng)振蕩器（上海精宏實驗設(shè)備有限公司）。

1.3 人工加速老化處理

采用人工加溫加濕的方法對材料進行人工加速老化處理[15]。取6種參試水稻材料稻谷各10份，每份200 g，采用2種包裝方式進行處理，其中5份置于紗網(wǎng)袋中，5份置于真空包裝袋中，而后所有樣品于烘箱中進行溫度40℃、相對濕度100%的人工老化處理，老化時間為0、1、3、5、7天。老化結(jié)束后供試材料于4℃條件下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 指標(biāo)與測定方法

稻谷糙米率、整精米率等加工品質(zhì)依據(jù)NY/T 593—2013的方法測定；稻谷直鏈淀粉含量參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15683—2008，采用碘比色法方法測定；膠稠度等品質(zhì)性狀參照GB/T 22294—2008的方法進行測定，稻谷中蛋白質(zhì)含量參照GB 5009.5—2010進行，脂肪酸值參照GB/T 20569—2006的方法測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

各測定指標(biāo)重復(fù)3次，使用SPSS 13.0對測定數(shù)據(jù)進行分析，Excel作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻谷人工老化過程中碾米品質(zhì)的變化

稻谷的碾米品質(zhì)主要由糙米率和整精米率2個指標(biāo)決定，糙米率直接反映稻谷的工藝品質(zhì)，整精米率則是稻谷分級定等的重要指標(biāo)。人工老化處理后優(yōu)質(zhì)稻品種‘嶺香絲苗’、‘湘晚秈13號’、‘創(chuàng)宇9號’的碾米品質(zhì)變化如表1所示，不同包裝方式下，老化后3個品種的糙米率差異值均較小，數(shù)據(jù)之間基本沒有顯著性差異。但網(wǎng)袋包裝條件對整精米率的影響較大，其中‘湘晚秈13號’整精米率從59.8%下降至57.3%，‘創(chuàng)宇9號’整精米率從63.2%下降至60.4%，‘嶺香絲苗’整精米率下降幅度最大，從57.4%下降至50.8%，下降了6.6個百分點；真空包裝條件下，3種優(yōu)質(zhì)稻的整精米率也有所下降，其下降幅度與網(wǎng)袋包裝條件下相比有所降低，其中‘嶺香絲苗’整精米率從57.2%下降至53.8%，僅下降了3.4個百分點。

表1 不同老化時間優(yōu)質(zhì)稻谷碾米品質(zhì)的變化 %

不同老化時間處理后雜交稻品種‘天優(yōu)華占’、‘岳優(yōu)9113’、‘鳳兩優(yōu)1208’的碾米品質(zhì)變化如表2所示。網(wǎng)袋包裝條件下3種雜交稻的糙米率隨著老化時間的延長有小幅增加，真空包裝條件下3種雜交稻的糙米率變化不大；就整精米率指標(biāo)來看，網(wǎng)袋包裝條件下3種雜交稻的整精米率均呈下降趨勢，‘天優(yōu)華占’的整精米率從63.3%下降至60.6%，‘岳優(yōu)9113’整精米率自41.3%下降至39.7%，‘鳳兩優(yōu)1208’的整精米率下降幅度最大，從41.6%下降至36.7%，下降了4.9個百分點；真空包裝條件下，3種雜交稻經(jīng)整精米率基本沒有顯著性差異，其中‘天優(yōu)華占’和‘岳優(yōu)9113’的整精米率有小幅下降，平均僅下降了1.2個百分點，‘鳳兩優(yōu)1208’整精米率則變化不大。上述結(jié)果表明，人工老化過程中無論是優(yōu)質(zhì)稻還是雜交稻，包裝方式對其糙米率的影響都不是很大，然而網(wǎng)袋包裝方式下所有稻谷的整精米率變化均比真空包裝方式下大，這是因為老化處理時真空包裝可以對稻谷起到保護作用，使其含水量變化幅度較小，進而避免其整精米率大幅度降低，延緩稻谷碾米品質(zhì)的陳化。

表2 不同老化時間雜交稻谷碾米品質(zhì)的變化 %

2.2 稻谷人工老化過程中蒸煮食用品質(zhì)的變化

稻米的蒸煮食用品質(zhì)越來越受到人們的關(guān)注，在稻米品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)中，直鏈淀粉、膠稠度以及蛋白質(zhì)是重要判定指標(biāo)，也是衡量稻米品質(zhì)好差的重要指標(biāo)[16]。不同老化時間下優(yōu)質(zhì)稻谷的蒸煮食用品質(zhì)變化見表3，老化前樣品（老化時間記為0天）為對照，就直鏈淀粉含量的變化而言，在網(wǎng)袋包裝方式下老化1、3、5、7天后，3種優(yōu)質(zhì)稻的直鏈淀粉含量較對照有所上升，尤其是‘湘晚秈13號’和‘創(chuàng)宇9號’，直鏈淀粉含量分別從15.8%和18.7%上升到了17.6%和21.2%，平均上升了2.15個百分點；在真空包裝方式下，隨著人工老化時間的延長，3種優(yōu)質(zhì)稻的直鏈淀粉含量沒有顯著性差異，其中‘嶺香絲苗’的直鏈淀粉含量還有所降低。有研究表明，直鏈淀粉含量越高，大米的韌性口感越差，彈性降低[17]，真空包裝能延緩稻谷品質(zhì)的劣變。就膠稠度的變化而言，在網(wǎng)袋包裝方式下經(jīng)不同時間的老化處理后，3種優(yōu)質(zhì)稻的膠稠度顯著下降，其中‘嶺香絲苗’的膠稠度下降幅度最大，從116.5 mm下降至65.5 mm；在真空包裝方式中，3種供試材料的膠稠度沒有下降，反而還有上升的趨勢。就蛋白質(zhì)指標(biāo)而言，網(wǎng)袋包裝方式下，除‘嶺香絲苗’的蛋白質(zhì)含量從9.6%上升至11.62%外，其他2種稻谷的蛋白質(zhì)含量基本沒有變化；真空包裝方式下，在人工老化處理后3種優(yōu)質(zhì)稻的蛋白質(zhì)含量均沒有顯著性差異。

表3 優(yōu)質(zhì)稻谷加速老化過程中食用蒸煮品質(zhì)的的變化

不同老化時間下雜交稻谷的直鏈淀粉含量、膠稠度及蛋白質(zhì)含量的變化見表4。網(wǎng)袋包裝和真空包裝方式下，‘天優(yōu)華占’、‘岳優(yōu)9113’、‘鳳兩優(yōu)1208’的直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量均沒有顯著性差異，但是膠稠度均呈上升趨勢。

表4 雜交稻谷加速老化過程中食用蒸煮品質(zhì)的變化

不同包裝方式下，所有供試稻谷的蛋白質(zhì)含量經(jīng)老化處理后均沒有顯著性差異；真空包裝條件下優(yōu)質(zhì)稻谷的直鏈淀粉和膠稠度變化較網(wǎng)袋包裝下變化小，說明真空包裝能減小優(yōu)質(zhì)稻老化過程中部分蒸煮食用品質(zhì)的變化，然而真空包裝對延緩雜交稻的蒸煮食用品質(zhì)變化沒有起到太大的作用。此外，同為網(wǎng)袋包裝方式時，優(yōu)質(zhì)稻人工老化后的蒸煮食用品質(zhì)變化比雜交稻的更大。

關(guān)于稻谷儲藏期間直鏈淀粉含量的變化，吳莉莉等[18]的研究結(jié)果表明，隨著儲藏時間的增加，稻谷的直鏈淀粉含量呈現(xiàn)上升的趨勢。李娟等[19]認(rèn)為，儲藏后稻米的直鏈淀粉含量變化規(guī)律因品種而異,部分品種在儲藏一段時間后直鏈淀粉含量相對穩(wěn)定，也有品種儲藏后表現(xiàn)為直鏈淀粉含量有所增加。本試驗中6種供試材料經(jīng)人工老化處理后，常規(guī)稻的直鏈淀粉含量有所增加，而雜交稻的直鏈淀粉含量與對照相比沒有明顯變化，此結(jié)果與前人研究結(jié)論一致。

圖2 加速老化過程中不同雜交稻谷儲藏品質(zhì)的變化

2.3 稻谷人工老化過程中儲藏品質(zhì)的變化

脂質(zhì)是稻谷的主要成分之一，在儲藏過程中，脂質(zhì)易發(fā)生分解等反應(yīng)產(chǎn)生大量游離脂肪酸，故脂肪酸值是評價稻谷儲藏品質(zhì)變化的重要指標(biāo)[20-22]，隨著老化時間的延長，2種包裝方式下6種供試稻谷的脂肪酸值變化如圖1～2所示。網(wǎng)袋包裝和真空包裝方式下，老化處理后各品種的脂肪酸值含量均明顯增高，網(wǎng)袋包裝處理的脂肪酸含量升高幅度大于真空包裝處理，說明真空包裝能明顯延緩優(yōu)質(zhì)稻和雜交稻老化過程中儲藏品質(zhì)的變化，這可能是因為真空包裝時，稻谷周圍的氧氣濃度減少，降低了稻谷內(nèi)部脂質(zhì)的水解和氧化[23-24]。脂肪酸值的變化率品種間有差異，比較優(yōu)質(zhì)稻和雜交稻3個品種的平均值，無論是網(wǎng)袋包裝還是真空包裝，2種類型的脂肪酸變化率均表現(xiàn)為優(yōu)質(zhì)稻大于雜交稻，說明優(yōu)質(zhì)稻的耐儲性更差些，這可能是由于優(yōu)質(zhì)稻谷較普通稻谷含有更高的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，其在貯藏過程中更易發(fā)生品質(zhì)劣變，這與前人的研究結(jié)果一致[25]。

圖1 加速老化過程中不同優(yōu)質(zhì)稻谷儲藏品質(zhì)的變化

3 結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)，相較于優(yōu)質(zhì)稻，雜交稻在儲藏過程中各品質(zhì)指標(biāo)變化較慢，說明雜交稻更耐儲藏；而真空包裝方式下無論是優(yōu)質(zhì)稻還是雜交稻，各種品質(zhì)指標(biāo)的變化速率均有所降低，說明真空包裝可以適當(dāng)延緩稻谷的陳化，這可能是因為真空包裝可以通過阻斷外界環(huán)境的干擾和降低儲藏條件中氧氣的含量降低稻谷內(nèi)部的呼吸作用和代謝活動。后續(xù)可適當(dāng)延長人工老化時間，并進一步增加品種樣本數(shù)，監(jiān)測稻谷的代謝產(chǎn)物差異和酶活，進一步驗證和探究稻谷在儲藏過程中的陳化機理。

4 討論

目前稻谷儲藏方面的文獻考察溫度條件的居多，關(guān)于包裝方式對稻谷儲藏過程中品質(zhì)的影響報道較少。為了保證試驗數(shù)據(jù)的客觀性，筆者選用雜交稻和優(yōu)質(zhì)稻2種供試材料對人工加速老化處理后的品質(zhì)變化進行分析。結(jié)果表明，人工加速老化處理對稻谷糙米率和蛋白質(zhì)含量影響不大，而整精米率、膠稠度、直鏈淀粉和脂肪酸值則較易受老化的影響而產(chǎn)生波動?？傮w來看，受老化影響，脂肪酸值最不穩(wěn)定，變幅最大；其次是整精米率和直鏈淀粉含量，無論是優(yōu)質(zhì)稻還是雜交稻，經(jīng)過人工老化處理后，整精米率均呈下降趨勢；而3種優(yōu)質(zhì)稻的直鏈淀粉含量經(jīng)老化處理后則逐漸上升。老化處理后稻谷的膠稠度沒有呈現(xiàn)出規(guī)律性變化，得出的結(jié)果與前人結(jié)果一致。

筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，進一步對優(yōu)質(zhì)稻和雜交稻的儲藏品質(zhì)變化進行了比較，不同種類稻谷的脂肪酸值在老化過程中的穩(wěn)定性并不一致，其中優(yōu)質(zhì)稻的脂肪酸值變化幅度整體比雜交稻大。同一品種在不同包裝方式下隨著加速陳化時間的延長，脂肪酸值、整精米率和直鏈淀粉差異也較大，網(wǎng)袋包裝方式下稻谷的品質(zhì)變化幅度顯著大于真空包裝方式。本研究為今后不同種類稻谷耐儲藏實踐中延緩稻谷陳化和品質(zhì)劣變提供了技術(shù)參考。