偏高水分粳稻谷儲(chǔ)藏期間糧堆空氣特性與品質(zhì)指標(biāo)的變化

陶利思，秦 文，魏 征，段義三，馬建勇，張洪清，李興軍,

（1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，四川雅安625014；2.國(guó)家糧食和物資儲(chǔ)備局科學(xué)研究院昌平基地，北京102209；3.魯糧集團(tuán)山東軍糧儲(chǔ)備庫(kù)有限公司，山東德州251100）

2003~2016年期間是我國(guó)現(xiàn)代化糧倉(cāng)建設(shè)的重要時(shí)期，其中高大平房倉(cāng)占據(jù)新建倉(cāng)總?cè)莘e的85%，倉(cāng)儲(chǔ)管理技術(shù)日益成熟，糧食倉(cāng)儲(chǔ)品質(zhì)和效益越來(lái)越受到重視。近年來(lái)我國(guó)全面推廣控溫儲(chǔ)糧技術(shù)，措施包括冬季機(jī)械通風(fēng)降低基礎(chǔ)糧溫、春季糧面減小熱交換、空調(diào)制冷或排積熱通風(fēng)及時(shí)散熱、利用冷心環(huán)流通風(fēng)降低表層糧溫[1?2]。采用12~13 ℃的糧堆溫度儲(chǔ)藏，偏高水分的糧食可以較長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)藏，在溫帶的歐洲和英國(guó)氣候下，將含水率17%的谷物糧堆溫度冷卻到12 ℃[3?4]。評(píng)價(jià)稻谷加工效率的指標(biāo)是整精米率和白度[5]，而稻谷含水率是這兩個(gè)指標(biāo)的重要影響因素，在豎向研磨車間進(jìn)行的研磨試驗(yàn)表明稻谷最佳含水率是15%[6]。倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)為了提高出倉(cāng)稻谷加工的大米整精米率和白度，不再采用調(diào)質(zhì)通風(fēng)技術(shù)，而是采用提高入倉(cāng)稻谷的含水率1.0%~1.5%，通過(guò)控溫儲(chǔ)糧技術(shù)保持稻谷糧堆安全過(guò)夏[7?9]。Kaliyan等[10]在恒溫箱試驗(yàn)表明，15%含水率的稻谷在20 ℃儲(chǔ)存72 d未發(fā)現(xiàn)可見(jiàn)霉菌孢子。Park等[11]研究了初始水分15.5%的韓國(guó)大米在4、20、30、40 ℃實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)藏期間理化特性的變化。Li等[12]比較了4、15、25、35 ℃恒溫下三種正常含水率的粳稻儲(chǔ)存18個(gè)月，其大米熱特性和熱機(jī)械特性的變化。然而稻谷實(shí)倉(cāng)儲(chǔ)藏期間，糧堆籽粒間隙的空氣特性、加工的大米的外觀品質(zhì)，以及淀粉糊化的特性缺乏深入的研究。為此，本研究對(duì)冬季入倉(cāng)的晚秈稻200多天的低溫儲(chǔ)藏期間的糧堆相對(duì)濕度、濕球溫度及糧食品質(zhì)的敏感指標(biāo)、淀粉糊化參數(shù)進(jìn)行研究，以期為我國(guó)稻谷優(yōu)糧優(yōu)儲(chǔ)提供評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

氫氧化鈉、氫氧化鉀 天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司；溴百里香酚蘭 天津市福晨化學(xué)試劑廠；快氯FCF染色試劑、37脂肪酸甲酯混標(biāo)（C4~C24不飽和組分）、C7~C30飽和烷烴、順-9,12-十八碳二烯酸甲酯、順-9,12,15-十八碳三烯酸甲酯 Sigma公司。

KFR-140W/S-590T2型空調(diào) 美的集團(tuán)；T35-11N056型軸流風(fēng)機(jī)（1.1 kW） 樂(lè)清市天永防爆電氣有限公司；LDS-1G谷物水分測(cè)定儀 臺(tái)州市糧儀廠；SC-E萬(wàn)深大米外觀品質(zhì)檢測(cè)分析儀 杭州萬(wàn)深檢測(cè)科技有限公司；JMWT12大米外觀品質(zhì)檢測(cè)儀、東孚久恒-Satake大米食味測(cè)定儀 北京東方孚德技術(shù)發(fā)展中心；LTJM 5588精米機(jī)、JLGJ4.5型試驗(yàn)礱谷機(jī) 臺(tái)州市糧儀廠；DHG9070A烘箱 杭州藍(lán)天化驗(yàn)儀器廠；3-30K高速冷凍離心機(jī) Sigma公司；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海奧析科學(xué)儀器有限公司；電子天平（萬(wàn)分之一） 梅特勒多利多；7890氣相色譜 美國(guó)Agilent公司；M7-300EI質(zhì)譜儀 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；色譜柱HP-5ms Ultra Inert （30 m×250 μm×0.25 μm） 安捷倫公司；XW-80A微型渦旋混合儀 上海瀘西分析儀器有限公司。

1.2 倉(cāng)房條件及管理

山東省軍糧儲(chǔ)備庫(kù)位于山東省齊河市，屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)。14號(hào)試驗(yàn)倉(cāng)，地上籠一機(jī)三道，通路比K=1.4，入庫(kù)完成時(shí)間為2020年1月16日，東北粳稻2200.4 t，含水率為15.5%。倉(cāng)房長(zhǎng)39.7 m，寬20.7 m，裝糧高度4.7 m，雜質(zhì)0.9%，出糙率82.4%。2019年1月7日至22日采用兩臺(tái)1.1 kW的軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行吸出式均溫通風(fēng)。在過(guò)夏期間采用空調(diào)控制糧面溫度（倉(cāng)溫），倉(cāng)房南北墻各裝有2臺(tái)空調(diào)，空調(diào)位于糧面上1.8 m處，如果倉(cāng)空間溫度超過(guò)23 ℃就沿著對(duì)角線開(kāi)啟空調(diào)。由于新冠病毒疫情和市場(chǎng)的應(yīng)急供應(yīng)需要，該倉(cāng)稻谷從2020年2月1日開(kāi)始小批量出倉(cāng)加工，直到7月底結(jié)束。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 糧堆溫度 在單倉(cāng)糧面上分布50根測(cè)溫電纜，每根縱深4層分布，分別是糧面下0.1 m（一層）、1.5 m（二層）、3 m（三層）、4.5 m（四層），整倉(cāng)共計(jì)200個(gè)點(diǎn)的糧堆溫度數(shù)據(jù)。糧情檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)糧堆各點(diǎn)的溫度，從2月11日起每2~4 d巡檢一次，直到5月30日移走測(cè)溫電纜。

1.3.2 糧堆水分 在糧面布置11個(gè)扦樣點(diǎn)，每點(diǎn)再縱深3個(gè)扦樣點(diǎn)，分別位于糧面下0.3 m（一層）、2.4 m（二層）、4.5 m（三層）, 每次扦樣33份樣品，每份樣品500 g。扦樣日期是2020年1月30日、3月30日、5月28日及7月17日，分別是入倉(cāng)后第45、105、163、213 d。水分采用 LDS-1G 谷物水分測(cè)定儀測(cè)定，并采用國(guó)標(biāo)GB 5497-1985烘箱法進(jìn)行校正。

1.3.3 糧粒間隙空氣的特性參數(shù)及積累值測(cè)定 糧粒間隙空氣的相對(duì)濕度及濕球溫度測(cè)定按照文獻(xiàn)[13]方法。糧粒間隙空氣相對(duì)濕度計(jì)算式為：

式中：RH為糧粒間隙空氣的相對(duì)濕度，%；M為糧食水分，%；T為糧食溫度，℃；a、b、c是粳稻MCPE方程的系數(shù)[14]。

在糧堆（干球）溫度（T）下，籽粒間隙空氣的水分比率（w）是飽和蒸汽壓（Ps）和濕球溫度（Tw）的函數(shù)，滿足：

式中：Tw籽粒間隙空氣的濕球溫度，℃；ww是在Tw下飽和水汽壓的水分比率，kg/kg。采用牛頓拉弗遜迭代方法編程解出Tw。

糧堆各層最高積溫、最低積溫、平均積溫是糧堆各層每日的最高溫、最低溫、平均溫分別減去17 ℃的積累值。糧堆各層最高溫、最低溫、平均溫對(duì)應(yīng)的RH積累量是指糧堆各層每日的最高溫、最低溫、平均溫對(duì)應(yīng)的RH分別減去70%的積累值。糧堆各層最高溫、最低溫、平均溫對(duì)應(yīng)的濕球積溫是指糧堆各層每日的最高溫、最低溫、平均溫對(duì)應(yīng)的濕球溫度分別減去13.94 ℃的積累值。

1.3.4 出米率、大米外觀品質(zhì)及食味值測(cè)定 約150 g稻谷在精米機(jī)研磨30秒，按照公式計(jì)算出米率。

式中：α為出米率，%；m0為 稻谷質(zhì)量，g；m1為大米質(zhì)量，g。

大米外觀品質(zhì)測(cè)定分別采用JMWT12和SCE大米外觀品質(zhì)測(cè)定掃描儀測(cè)定。米粒圖像處理按照GB/T 1354 精米標(biāo)準(zhǔn)。采用自定義模式掃描大米全粒長(zhǎng)、全粒寬，計(jì)算長(zhǎng)寬比。每次掃描大米500粒左右，重復(fù)3次。JMWT12測(cè)定儀提供整精米率、小碎米率、不完善粒率、黃粒米率、堊白度、堊白粒率，而SC-E測(cè)定儀能夠提供籽粒的長(zhǎng)、寬、長(zhǎng)寬比、千粒重、精度及裂紋率。

大米食味值測(cè)定采用東孚久恒-Satake大米食味測(cè)定儀，每次測(cè)定約300 g樣品。食味值測(cè)量范圍50~100，測(cè)量精度是重復(fù)性誤差≤2，食味值≥80表示米飯好吃。

1.3.5 稻谷新鮮指數(shù)和大米破碎指數(shù) 新鮮度指數(shù)參考Takashi等[15]的方法，有改動(dòng)。準(zhǔn)確測(cè)量1 g米粉樣品于研缽中，用移液槍加入5 mL溴百里酚藍(lán)溶液研磨2~3 min，將樣品液移入50 mL圓底離心管中，再吸取5 mL溴百里酚藍(lán)溶液洗滌研缽后一并移入離心管，8000 r/min下離心10 min。隨后移液槍吸取4 mL上清液于比色皿中，在615和690 nm處測(cè)定吸光度。D615?D690表示米粒新鮮度指數(shù)，差值越大，米粒越新鮮。

米粒破碎指數(shù)采用快氯FCF染色方法[16]。在610和690 nm處的吸光度之差（D610?D690）表示米粒破碎指數(shù)，差值越大，米粒破碎率嚴(yán)重。

1.3.6 米粉糊的糊化溫度 米粉（過(guò)80目篩）的熱特性采用差異量熱掃描儀測(cè)定[17]。在鋁坩堝稱取3.0~3.2 mg樣品，按照質(zhì)量比2:1加入蒸餾水，密封后4 ℃過(guò)夜。DSC溫度掃描從20到110 ℃，加熱速率是10 ℃/min。每個(gè)樣品重復(fù)三次。

1.3.7 米粉團(tuán)的mixolab參數(shù) 參考GB/T 37511-2019方法[18]。大米樣品粉碎采用FW135型中草藥粉碎機(jī)，試驗(yàn)方案選擇Choppinwheat+，采用恒量加水法。水分基數(shù)14%濕基，目標(biāo)扭矩設(shè)定為（1.1±0.05） Nm，轉(zhuǎn)速80 r/min，面粉團(tuán)重量75 g，和面初始溫度30 ℃，水箱溫度30 ℃，水合作用60%，第一階段30 ℃恒溫8 min；第二階段從30 ℃升溫到90 ℃共15 min，90 ℃保持7 min；第三階段90 ℃降溫至50 ℃共10 min，在50 ℃保持5 min。C1－Cs表示蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)弱化（Nm），C3表示淀粉糊化的峰值扭矩（Nm）；C3/C4表示淀粉酶活性；C3－C4表示淀粉潰敗程度（Nm）；C5－C4表示淀粉回生程度（Nm）。α表示蛋白網(wǎng)絡(luò)弱化的速率（-Nm/min），β表示糊化速率（Nm/min），γ表示蒸煮酶解速率（-Nm/min）。

1.3.8 米飯感官品質(zhì) 米飯感官品質(zhì)考國(guó)標(biāo)GB/T 15682-2008《糧油檢驗(yàn)稻谷、大米蒸煮食用品質(zhì)感官評(píng)價(jià)方法》，包括了氣溫、滋味、色澤及飯粒的外觀結(jié)構(gòu)，由糧庫(kù)米廠6位有經(jīng)驗(yàn)的專家進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.3.9 脂肪酸成分輪廓分析

1.3.9.1 樣品提取 參考王希越等[19]的方法，有改動(dòng)。準(zhǔn)確稱取300 mg過(guò)80目篩的樣品，置于10 mL離心管中，加入1 mL正己烷，再加入0.25 mL 2 mol/L的KOH-甲醇溶液，渦旋30 s。在300 W、30 ℃下超聲水浴提取40 min，再加入0.25 mL 2 mol/L的HCl溶液，渦旋1 min，7600 g離心10 min，取上清液進(jìn)行GC-MS分析。每個(gè)樣品獨(dú)立重復(fù)三次。

1.3.9.2 GC-MS測(cè)定 色譜條件：安捷倫HP-5MS UI （30 m×0.25 mm×0.25 μm）色譜柱；柱溫箱起始溫度130 ℃，保持3 min；以5 ℃/min的速率升到180 ℃，保持8 min；再以5 ℃/min的速率升至240 ℃，保持12 min。載氣：氦氣，流速1.0 mL/min，分流比10:1；進(jìn)樣口溫度260 ℃，MSD傳輸線溫度280 ℃；溶劑延遲1.6 min。

質(zhì)譜條件：電子轟擊源，全掃描模式；離子源溫度230 ℃，四級(jí)桿溫度150 ℃；掃描范圍m/z 45~400。

1.3.9.3 定性及定量分析 使用安捷倫MassHunter Qualitative Analysis V10.0軟件，結(jié)合離線NIST08s和在線NIST Chemistry Web Book, SRD 69（https://webbook.nist.gov/chemistry/#）數(shù)據(jù)庫(kù)（得分≥80%）、同條件下正構(gòu)烷烴（C7~C30）保留指數(shù)計(jì)算值和參考文獻(xiàn)進(jìn)行定性分析。使用37種脂肪酸甲酯各梯度混合標(biāo)準(zhǔn)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，外標(biāo)法定量，結(jié)果以μg/g表示。線性范圍0.5~400 μg/mL，基于樣品濃度確定（R2≥0.99）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。LSD檢驗(yàn)中同一列不相同小寫(xiě)字母表示樣品之間差異顯著（P<0.05）。使用Microsoft Excel 2016和IBM SPSS Statistics 26.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。使用ANOVA進(jìn)行差異顯著性分析（Duncan's分析，P=0.05），SIMCA 14.1進(jìn)行主成分分析（PCA）和層次聚類分析（HCA）。對(duì)于儲(chǔ)存時(shí)間和糧堆層數(shù)兩組變量采用通用線性模型方差分析。對(duì)成對(duì)數(shù)據(jù)的相關(guān)分析，采用Excel軟件中散點(diǎn)圖—線性趨勢(shì)線—決定系數(shù)方法獲得相關(guān)系數(shù)。觀察各種因素對(duì)大米品質(zhì)指標(biāo)的影響，回歸—線性方法用于獲得多元線性回歸方程，凡是能夠進(jìn)入方程的自變量表示具有顯著性影響，正、負(fù)號(hào)分別表示正影響和負(fù)影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣溫氣濕、倉(cāng)溫倉(cāng)濕的變化

從入倉(cāng)后38到164 d，大氣溫度以波浪式由2.5 ℃升高到31 ℃，然后回落到23 ℃；倉(cāng)空間溫度由2.7 ℃逐漸升高到23 ℃，并保持在23 ℃。在此期間大氣相對(duì)濕度變化范圍是19%~73%，而倉(cāng)空間相對(duì)濕度由66%逐漸減少到58%（圖1）。說(shuō)明倉(cāng)空間空氣溫度隨著氣溫的增加而增加，當(dāng)5月20日（入倉(cāng)后155 d）空調(diào)開(kāi)啟后倉(cāng)空間溫度保持在23 ℃；倉(cāng)空間相對(duì)濕度變化幅度小，主要由于它受稻谷糧堆的含水率控制，也表明倉(cāng)空間空氣中沒(méi)有儲(chǔ)藏真菌孢子生長(zhǎng)。

圖1 大氣溫濕度和14#倉(cāng)空間溫濕度的變化Fig.1 Changes in temperature and relative humidity in atmosphere and 14# warehouse headspace

2.2 糧堆各層溫度的變化

糧堆各層的平均溫度在入倉(cāng)后38到164 d期間顯示波浪式增加，且各層的平均溫度幾乎一樣（圖2A）。糧堆各層的最高溫度減去對(duì)應(yīng)的最低溫度，即較差溫度。在入倉(cāng)后90 d之前，較差溫度分成兩組，一層的較差溫度明顯不同于二、三、四層的。90 d之后，一層的較差溫度波動(dòng)的平均值是（3.0±1.4）℃；在較差溫度波浪式上升中，四層低于二層和三層（圖2B）。在入倉(cāng)后57到164 d期間，糧堆一、二、三四層的較差溫度平均值分別是（3.2±1.2）、（7.7±2.0）、（7.6±2.4）及（6.3±2.0）℃。

圖2 稻谷儲(chǔ)存期間糧堆層平均溫度和較差溫度的變化Fig.2 Changes in the average temperature and the difference between maximum and minimum temperature in each bulk layer during paddy storage

2.3 糧堆各層含水率和RH的變化

如表1所示，在入倉(cāng)后45、105、163 d扦樣中，糧堆含水率范圍分別是14.8%~15.4%、14.9%~15.6%、14.4%~15.7%，平均含水率分別是15.1%、15.2%和15.1%。糧堆各層的平均含水率（表1）和各層的最高溫、最低溫及平均溫，用于計(jì)算糧堆各層的RH及濕球溫度。

表1 稻谷儲(chǔ)藏期間糧堆扦樣位點(diǎn)含水率的變化Table 1 Changes in moisture content of sampling sites in paddy bulk during storage

在入倉(cāng)后57至164 d期間，糧堆相對(duì)濕度總體上是上升的（圖3）。平均溫度對(duì)應(yīng)的RH由57 d的75.1%對(duì)一層、二層、三層、四層分別增加了3.6%、3.0%、2.9%、2.9%；糧堆最高溫、最低溫、平均溫對(duì)應(yīng)的RH分別由57 d的76.3%、73.8%、75.0%增加了2.2%、1.6%、3.2%。在入倉(cāng)后57至164 d期間糧堆一層的RH增加幅度是0.4%~3.2%，高于糧堆二、三、四層，說(shuō)明糧堆內(nèi)的水分是由底部第四層向糧面遷移。

圖3 糧堆各層相對(duì)濕度的變化Fig.3 Changes in relative humidity in bulk layers

2.4 糧堆濕球溫度的變化

從圖4看出，在入倉(cāng)后57至 164 d期間，糧堆濕球溫度總體是上升的，平均溫度對(duì)應(yīng)的濕球溫度對(duì)一層、二層、三層、四層分別增加了15.21、13.57、13.47、13.29 ℃；糧堆最高溫、最低溫、平均溫對(duì)應(yīng)的濕球溫度分別增加了11.23、7.05、13.86 ℃。在入倉(cāng)后57至164 d期間糧堆一層的濕球溫度增加幅度是1.1~11.5 ℃，高于糧堆二、三、四層，說(shuō)明糧堆一層濕球溫度的準(zhǔn)確調(diào)控對(duì)抑制儲(chǔ)糧害蟲(chóng)發(fā)育的重要性。

圖4 糧堆濕球溫度的變化Fig.4 Changes in wetbulb temperature in bulk layers

2.5 糧堆品質(zhì)指標(biāo)的評(píng)價(jià)

初始含水率15.3%的稻谷在入倉(cāng)后38~164 d實(shí)倉(cāng)儲(chǔ)藏期間，平均糧堆溫度是13.3 ℃，其中自155 d起當(dāng)倉(cāng)空間溫超過(guò)23 ℃就開(kāi)啟空調(diào)。針對(duì)四次扦樣分析的17個(gè)指標(biāo)，采用通用線性模型方差分析，從表2~表3看出，大米破碎指數(shù)、JMWT12和SE掃描儀測(cè)定的大米外觀品質(zhì)指標(biāo)在糧堆三層之間沒(méi)有差異，而儲(chǔ)存105與163 d之間存在顯著差異的指標(biāo)是稻谷含水率、大米破碎指數(shù)、整精米率、不完善粒、堊白粒率、堊白度、籽粒長(zhǎng)度及長(zhǎng)寬比、千粒重、精度、裂紋率。進(jìn)一步以整精米率為因變量，與其他指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析結(jié)果如表4，相關(guān)系數(shù)大于0.8以上的指標(biāo)有碎米率、小碎米率、籽粒長(zhǎng)度和寬度。整精米率與小碎米率、黃粒米率、不完善粒率、裂紋粒率之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，而與籽粒尺寸、精度、堊白粒率、含水率及堊白度之間呈現(xiàn)正相關(guān)。由于這些指標(biāo)的相關(guān)分析考慮了稻谷低溫儲(chǔ)藏的天數(shù)和糧堆部位，因此本研究選擇整精米率、小碎米粒、米粒長(zhǎng)度作為初始含水率15.3%的稻谷在高大平房倉(cāng)存儲(chǔ)期間外觀品質(zhì)評(píng)價(jià)的指標(biāo)。

表3 稻谷儲(chǔ)存期間大米外觀品質(zhì)指標(biāo)變化Table 3 Changes in milled rice appearance quality parameters during paddy storage

表4 整精米率與大米其他品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)分析Table 4 Correlation analysis between head rice percentage and other quality parameters in milled rice

2.6 淀粉糊化特性與米飯品質(zhì)

從表5看出，四次扦樣之間大米食味值沒(méi)有顯著差異。米粉的糊化起始、峰值、終止溫度在四次扦樣之間是相似的，而163與213 d之間的差異是糊化峰的面積、高度及寬度。糊化峰的面積表示糊化的焓值，213 d較低的糊化焓值相關(guān)于淀粉粒的破碎率增加。

表5 稻谷儲(chǔ)存期間大米食味值及熱特性的變化Table 5 Changes in taste value and thermal properties of milled rice during paddy storage

從表6看出，隨著稻谷儲(chǔ)存時(shí)間由45 d增加到213 d，米粉團(tuán)發(fā)育時(shí)間（DDT）、穩(wěn)定時(shí)間（DST）及淀粉回生（C5－C4）扭矩逐漸增加，蛋白弱化（C1－Cs）、糊化峰值扭矩（C3）、淀粉酶活性（C3/C4）、淀粉潰敗扭矩（C3－C4）、加熱速率（α）、糊化速率（β）保持不變，而酶解速率（γ）降低。說(shuō)明此倉(cāng)稻谷低溫儲(chǔ)藏期間大米的熱特性和熱機(jī)械特性被很好地保持。

表6 稻谷儲(chǔ)存期間大米熱機(jī)械特性的變化Table 6 Changes in thermomechanical properties of milled rice during paddy storage

表7 比較了稻谷低溫儲(chǔ)存期間米粉品嘗得分，稻谷儲(chǔ)存213 d加工的米飯與儲(chǔ)存105 d加工的米飯?jiān)跉馕?、滋味、色澤和飯粒外觀結(jié)構(gòu)方面沒(méi)有差異。說(shuō)明在暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，冬季入倉(cāng)高大平房倉(cāng)的偏高含水率的粳稻谷，在夏季輔以空調(diào)控制糧面準(zhǔn)低溫技術(shù)，利用糧堆自身的特性（熱不良導(dǎo)體和空隙率0.4）能夠保持籽粒間隙的空氣處于低溫低濕條件，因此，加工的米飯品嘗得分仍然滿足GB/T 1354-2018規(guī)定的一級(jí)粳米（90分）。

表7 稻谷儲(chǔ)存期間米飯品嘗品質(zhì)評(píng)價(jià)的變化Table 7 Changes in the eating quality evaluation of milled rice during paddy storage

2.7 大米脂肪酸成分輪廓分析

稻谷在第45到105 d實(shí)倉(cāng)儲(chǔ)存期間，大米不飽和脂肪酸和總脂肪酸的含量顯著增加（P<0.05），之后則顯著減少（P<0.05），在第163與213 d之間不飽和脂肪酸和總脂肪酸的含量差異不顯著（圖5）。四次扦樣之間，不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸比值保持在0.32~0.33，而單/多不飽和脂肪酸比值在前三次扦樣保持在1.41~1.43，在最后一次扦樣是1.32，說(shuō)明稻谷213 d儲(chǔ)藏期間大米多不飽和脂肪酸含量未減少。在鑒定的35種脂肪酸中，含量大于5 μg/g的18種脂肪酸成分在表8給出，比較105與213 d的樣品，顯著減少的脂肪酸成分有C14:1、C14:0、C16:0、C18:2n6c、C18:3n3、C18:1n9c、C18:2n6t、C18:1n9t、C18:0、C20:1、C20:0及C22:0，但是這12種脂肪酸所占的比例僅降低了0.02%。再比較45與213 d的樣品，14種脂肪酸保持不變，而顯著減少的4種脂肪酸是C14:0、C20:2、C20:0、C22:0，這四種脂肪酸所占的比例由2.3%減少到1.7%。因此整倉(cāng)稻谷四次扦樣期間重要的脂肪酸種類所占比例保持不變。

圖5 稻谷儲(chǔ)藏期間大米脂肪酸成分的變化Fig.5 Changes in fatty acid components in milled rice during paddy storage

2.8 稻谷品質(zhì)指標(biāo)與糧堆空氣特性參數(shù)積累值及內(nèi)在因素的相關(guān)分析

多元一次回歸分析表明，稻谷低溫儲(chǔ)存期間出米率、整精米率、大米食味值及米飯品嘗得分受到糧堆最高積溫、最高溫度對(duì)應(yīng)的濕球積溫、平均溫度對(duì)應(yīng)的濕球積溫顯著影響（表9）。影響大米食味值和米飯品嘗得分的指標(biāo)中，理化與外觀品質(zhì)指標(biāo)有籽粒長(zhǎng)及寬、小碎米率、黃粒米率、精度、含水率、破碎指數(shù)、新鮮度。熱特性參數(shù)有米粉糊糊化的峰值溫度、峰面積、高度及寬度。熱機(jī)械特性參數(shù)有面團(tuán)的發(fā)育和穩(wěn)定時(shí)間、蛋白弱化、糊化峰值扭矩、淀粉酶活性、淀粉回生扭矩、加熱速率、糊化速率及酶解速率。脂肪酸成分中有C14:1、C14:0、C20:5n3、C20:3n6、C20:2、C20:1、C24:1、C24:0（表10）。

表9 糧堆內(nèi)空氣特性參數(shù)積累量對(duì)稻谷品質(zhì)指標(biāo)的影響Table 9 Effect of accumulation amount of air property parameters in grain bulk on quality parameters of paddy

表10 糧粒內(nèi)外因指標(biāo)對(duì)大米品質(zhì)指標(biāo)的影響Table 10 Effect of externaland internal factors in grain kernels on quality parameters of milled rice

3 討論

在糧堆生態(tài)系統(tǒng)中，糧食含水率、籽粒間隙空氣溫度及相對(duì)濕度之間呈現(xiàn)指數(shù)或?qū)?shù)函數(shù)[20]。當(dāng)糧堆溫度低于17 ℃，儲(chǔ)糧昆蟲(chóng)不生長(zhǎng)發(fā)育[21]。在25 ℃，糧堆相對(duì)濕度75%對(duì)應(yīng)的稻谷含水率15%，是稻谷的臨界安全水分，根據(jù)拇指法則再降低一個(gè)水分點(diǎn)，即含水率14%是稻谷的安全水分[22]。在水分活度0.75時(shí)，稻谷糧堆可以生長(zhǎng)的微生物有灰綠曲霉、局限曲霉及亮白曲霉，生長(zhǎng)的最佳溫度對(duì)灰綠曲霉、局限曲霉是30~35 ℃，而對(duì)亮白曲霉則是45~50 ℃[21?22]。因此，為了提高稻谷研磨加工的品質(zhì)指標(biāo)（整精米率和白度），倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)在糧堆溫度與糧堆含水率之間尋找平衡點(diǎn)，低溫儲(chǔ)糧技術(shù)可以適當(dāng)提高糧堆含水率。于是本研究探索初始含水率15.3%稻谷低溫儲(chǔ)藏213 d期間的糧堆空氣特性參數(shù)與大米重要理化指標(biāo)及品質(zhì)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性。

稻谷儲(chǔ)藏溫度、含水率及儲(chǔ)存時(shí)間如何影響加工時(shí)的整精米率[23?26]，國(guó)內(nèi)外缺乏實(shí)倉(cāng)研究數(shù)據(jù)?？紤]儲(chǔ)藏時(shí)間和糧堆部位，本研究發(fā)現(xiàn)，含水率15.3%粳稻谷儲(chǔ)存105與163 d之間顯著差異的指標(biāo)是含水率、大米千粒重、籽粒長(zhǎng)度、整精米率、堊白粒率、堊白度、精度、裂紋率、破碎指數(shù)、新鮮度指數(shù)和吸水率，而與整精米率相關(guān)系數(shù)大于0.8以上的指標(biāo)有碎米率、小碎米率、籽粒長(zhǎng)度和寬度。因此以入倉(cāng)時(shí)的稻谷加工的整精米率、小碎米率、籽粒長(zhǎng)度和寬度為參照，可以評(píng)價(jià)稻谷儲(chǔ)藏期間的品質(zhì)變化情況。

當(dāng)前評(píng)價(jià)稻谷儲(chǔ)藏期間品質(zhì)劣變的方法有化學(xué)法[15]、生化和酶方法[27?28]、淀粉糊化方法[29]及米飯質(zhì)地測(cè)定[30]。本研究發(fā)現(xiàn)粳稻谷在163與213 d之間DCS測(cè)定的淀粉糊化峰的面積和高度減少。米粉團(tuán)混合試驗(yàn)儀測(cè)定的參數(shù)分析表明，隨著稻谷儲(chǔ)存時(shí)間由45增加到163 d，米粉團(tuán)發(fā)育時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間及回生扭矩逐漸增加，而酶解速率（γ）降低。這些米粉糊和米粉團(tuán)淀粉糊化的參數(shù)變化可能是影響蒸煮米飯質(zhì)地的原因之一。深入比較105與213 d儲(chǔ)藏的稻谷樣品，18種脂肪酸所占的百分比例保持不變。

本文研究糧堆各層籽粒間隙空氣的特性參數(shù)，并分析其積累值與稻谷品質(zhì)的關(guān)系。稻谷低溫儲(chǔ)存期間出米率、整精米率、大米食味值及米飯品嘗得分均受到糧堆最高積溫、最高溫度對(duì)應(yīng)的濕球積溫、平均溫度對(duì)應(yīng)的濕球積溫顯著地影響。

4 結(jié)論

冬季入倉(cāng)的含水率15.3%的粳稻谷在213 d儲(chǔ)藏中，在夏季輔以空調(diào)控制糧面準(zhǔn)低溫，儲(chǔ)藏期間稻谷加工的大米糊化溫度、蛋白弱化和糊化峰值扭矩、重要種類的脂肪酸所占比例均保持不變。稻谷加工的大米整精米率、小碎米率、籽粒長(zhǎng)度和寬度可以作為儲(chǔ)藏過(guò)程評(píng)價(jià)的外觀品質(zhì)指標(biāo)。稻谷低溫儲(chǔ)存期間出米率、整精米率、大米食味值及米飯品嘗得分均受到糧堆最高積溫、最高溫度對(duì)應(yīng)的濕球積溫、平均溫度對(duì)應(yīng)的濕球積溫顯著影響。在顯著影響大米食味值和米飯品嘗得分指標(biāo)中，理化與外觀品質(zhì)指標(biāo)有籽粒長(zhǎng)及寬、小碎米率、黃粒米率、精度、含水率、破碎指數(shù)、新鮮度；熱特性參數(shù)有米粉糊糊化的峰值溫度、面積及高度；熱機(jī)械特性參數(shù)有面團(tuán)的蛋白弱化、糊化峰值扭矩、淀粉酶活性、淀粉回生扭矩、加熱速率、糊化速率及酶解速率；脂肪酸成分中有C14:1、C14:0、C20:5n3、C20:3n6、C20:2、C20:1、C24:1、C24:0。