不同包裝對秈粳雜交大米及其蒸煮米飯品質(zhì)的影響

朱 麟，佟立濤，何 悅，林旭東，凌建剛

（1. 寧波市農(nóng)科院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，國家蔬菜加工技術(shù)研發(fā)專業(yè)中心，寧波市農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程重點實驗室，浙江 寧波 315140；2. 中國農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，北京 100094）

秈梗雜交稻，是以秈稻為父本、粳稻為母本的遠源雜交新品種稻米[1]，其超高產(chǎn)能力突出，口感兼具秈米的清香和粳米的柔滑，被認為是未來雜交稻發(fā)展的主要方向[2]。目前，秈粳雜交水稻已在我國南方地區(qū)廣泛種植[3-5]，僅“甬優(yōu)”一個品系雜交稻種推廣面積已達5 200多萬畝[6]，成為我國稻谷種質(zhì)資源的重要組成部分。

良好的貯藏環(huán)境和科學的包裝可以更好地維持稻米的貯藏品質(zhì)，如陸益鋇等[7]采用真空 PET包裝有效提高珍珠米飯的質(zhì)構(gòu)特性，減少米湯pH值上升；謝駿琦、李莉等[8-9]應用納米抗菌包裝有效抑制胚芽米（五優(yōu)稻4號）微生物繁殖及酶活力等品質(zhì)指標的下降。隨著秈粳雜交稻種植規(guī)模的持續(xù)擴大，對其采后包裝技術(shù)的研究陸續(xù)有所報道，李凡等[10]研究了 PE袋包裝及干燥劑、脫氧劑添加對甬優(yōu)15、春優(yōu)84、春優(yōu)927等秈粳雜交稻谷水分、碾米品質(zhì)、外觀及營養(yǎng)品質(zhì)等指標的影響，指出PE包裝結(jié)合干燥、脫氧劑可以有效維持秈粳稻谷的低水分和原有品質(zhì)；王劍功等[11]研究了真空與非真空包裝結(jié)合保鮮劑（1-甲基環(huán)丙烯）處理對不同加工形態(tài)甬優(yōu)1540秈粳雜交稻米陳化和貯藏品質(zhì)的影響，指出加工程度越高，稻米越易陳化，而真空包裝可以延緩精米堊白粒率、色差、丙二醛含量等指標的上升。但現(xiàn)階段對于秈粳雜交大米貯運生產(chǎn)中常用包裝對其食味品質(zhì)變化的影響研究鮮有報道。

本研究結(jié)合大米食味計、米飯食味計等先進儀器設備，從大米及其蒸煮米飯品質(zhì)的角度出發(fā)，研究編織袋、聚乙烯（PE）袋、真空包裝、牛皮紙袋等常見包裝對秈粳雜交大米不同貨架期綜合品質(zhì)影響，進一步明確其采后品質(zhì)變化規(guī)律，對于指導秈粳雜交大米貯運生產(chǎn)具有借鑒意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

甬優(yōu)15秈粳雜交稻谷：寧波市象山縣糧食收儲有限公司于2019年11月在當?shù)厥召?。試驗包裝（均為2.5 kg，通用透明編織袋）、透明PE袋（17 cm×43 cm×7 cm，厚0.24 mm）、真空包裝袋（PA與PE復合材質(zhì)，尺寸為18 cm×43 cm×6 cm，厚0.24 mm）、無覆膜牛皮紙袋（28.5 cm×19.5 cm×8 cm，厚1 mm）：市售。

1.2 儀器與設備

RFDM1B測鮮儀、JSWL200大米食味計、STA/A米飯食味計：日本佐竹公司；光度滴定儀：梅特勒-托利多國際貿(mào)易（上海）有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗樣品處理

將當季新鮮烘干的甬優(yōu) 15稻谷（水分含量14%～15%），參照GB 1350—2009《稻谷》中方法貯藏約6個月，于2020年5月按照GB/T 1354—2018《大米》要求碾成一級大米，當天分別裝入編織袋、PE袋、真空包裝袋、牛皮紙袋中，每包裝2.5 kg，置于20～25 ℃實驗室貨架中，每處理6個重復。分別于碾米當天（第0 d）、貯藏第45、90、135、180 d檢測大米及其蒸煮米飯的品質(zhì)指標（每個樣品平行測定3次以上）。

1.3.2 品質(zhì)指標檢測

脂肪酸值按照GB/T 29405—2012《糧油檢驗谷物及制品脂肪酸值測定儀器法》測定；新鮮度值參照LS/T6118—2017《糧油檢驗稻谷新鮮度測定與判別》，采用稻谷新鮮度測定儀測定；直鏈淀粉含量、大米食味值采用大米食味計測定；米飯硬度、黏度、食味值參照徐琳娜[12]方法，采用米飯食味計測定；感官評定參照GB/T 15682—2008《糧油檢驗稻谷、大米蒸煮食用品質(zhì)感官評價方法》評定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用 SPSS 20.0軟件進行數(shù)據(jù)顯著性分析（One-Way AVOVA）及因子分析[13-14]，采用Origin 2018軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同包裝對甬優(yōu)15大米貯期品質(zhì)的影響

2.1.1 不同包裝對甬優(yōu) 15大米貯期脂肪酸值的影響

脂肪酸值代表大米中脂肪類物質(zhì)氧化形成游離脂肪酸的程度，GB/T 20569—2006將脂肪酸值作為稻谷儲存品質(zhì)判定的主要指標之一，不同包裝對甬優(yōu)15米貯期脂肪酸值的影響見圖1。從圖1可以看出，隨著貯藏時間的延長，不同包裝處理的甬優(yōu)15大米脂肪酸值呈不同幅度上升趨勢，其中編織袋、PE袋、牛皮紙袋三組處理的大米脂肪酸值在貯藏初期增長較快，后期增長幅度略微趨緩，采用牛皮紙袋包裝的大米，貯藏90 d，即達到26.8 mg KOH/100 g，超過了GB/T 20569—2006中“宜存”的含量范圍（≤25.0 mg KOH /100 g，按粳稻計），編織袋和 PE包裝中大米的脂肪酸含量也在135 d達到這一閾值，說明這三種包裝宜貯的期限在90～135 d內(nèi)；真空包裝大米的脂肪酸值增長幅度顯著低于其它三組（P＜0.05），趨勢平緩，貯藏180 d后，脂肪酸值僅增加3.07 mg KOH /100 g，其值為20.672 mg KOH/100 g，說明阻隔空氣對于貯期大米的陳化具有顯著的抑制效果，這與王劍功等[11]的研究結(jié)論相似，即真空包裝相對于非真空包裝，對于抑制脂肪酸值的增加具有顯著效果，這是由于真空包裝大幅降低了大米周邊的氧氣含量，延緩了米中脂肪類物質(zhì)的氧化進程，而牛皮紙袋、編織袋等透氣性較好的包裝，由于空氣交換快、氧氣含量高，其內(nèi)部的大米脂肪類物質(zhì)氧化更快，脂肪酸值更高。

圖1 不同包裝對甬優(yōu)15米貯期脂肪酸值的影響Fig.1 Effect of different packaging on fatty acid value of Yongyou 15 during storage

2.1.2 不同包裝對甬優(yōu) 15大米貯期新鮮度值的影響

大米在陳化過程中不斷積累醛酮類物質(zhì)，大米新鮮度值是依據(jù)積累的醛酮類含量引起測鮮劑反應后的溶液顏色變化來判斷該樣品的陳化程度。新鮮度越高，表明稻米越新鮮[15]。不同包裝甬優(yōu)15大米貯期新鮮度值變化趨勢圖見圖2，從圖2可以看出，隨著貯藏時間的延長，各處理樣品新鮮度值呈下降趨勢，下降幅度依次為牛皮紙袋＞編織袋＞PE袋＞真空包裝，貯藏180 d，新鮮度值從77分別下降至62、64、64、66；真空包裝顯著優(yōu)于其它三組（P＜0.05），這與脂肪酸值呈相反的變化規(guī)律，其原因在于引起測鮮劑變色的醛、酮等物質(zhì)，也是大米脂類氧化的產(chǎn)物[16]，因此兩個指標從不同側(cè)面反應出了大米脂肪氧化程度。

圖2 不同包裝對甬優(yōu)15米貯期新鮮度值的影響Fig.2 Effect of different packaging on freshness value of Yongyou 15 during storage

2.1.3 不同包裝對甬優(yōu) 15大米貯期直鏈淀粉含量的影響

直鏈淀粉含量的變化亦是大米陳化的重要指標，其含量增加會影響著大米在蒸煮過程中水分的吸收和體積擴張，以及米飯的粘稠與松散性，進而影響大米的食用品質(zhì)[17]。不同包裝對甬優(yōu)15米貯期直鏈淀粉含量的影響見圖3。從圖3可以看出，隨著貯藏時間的延長，不同包裝的甬優(yōu)大米直鏈淀粉含量呈逐步增高的趨勢，且貯藏前期增長速率較快，后期趨勢相對平緩。不同包裝間大米直鏈淀粉的增長趨勢，從高到低依次為：牛皮紙袋＞編織袋＞PE袋＞真空包裝，貯藏180 d，直鏈淀粉含量從 14.7%±0.15%分別上升至 16.8%±0.15%、16.5%±0.09%、16.4%±0.02%、16.3%±0.09%，說明真空包裝等阻隔空氣較好的包裝對大米支鏈淀粉的增加亦有較好的抑制效果。

圖3 不同包裝對甬優(yōu)15米貯期直鏈淀粉含量的影響Fig.3 Effect of different packaging on amylose content of Yongyou 15 during storage

大米在貯藏過程中，由于α淀粉酶和β淀粉酶含量下降使得直鏈淀粉含量上升[18]，同時貯藏中脫支酶作用于支鏈淀粉的外鏈，使部分支鏈淀粉轉(zhuǎn)化為直鏈淀粉，支鏈淀粉含量減少，直鏈淀粉含量進一步增加[19]，李凡[10]指出甬優(yōu)15、春優(yōu)84、春優(yōu)927三個品種的秈粳雜交稻在貯藏過程中直鏈淀粉含量均呈小幅上升趨勢，而本試驗研究發(fā)現(xiàn)，秈粳雜交稻在碾成精米后，其直鏈淀粉含量逐步上升，呈現(xiàn)前期較快后期平緩的趨勢，說明淀粉的陳化速率較快，直鏈淀粉在貯藏前期就已經(jīng)達到較高水平。

2.1.4 不同包裝對甬優(yōu)15大米貯期食味值的影響

大米食味計利用大米中含氫基團在近紅外光譜區(qū)域的吸收信息來分析 C-H、O-H、N-H等基團的化合物，并將大米食味的構(gòu)成要素包括粘性、硬度、味道、香氣等進行綜合評價，再與近紅外光譜數(shù)據(jù)進行結(jié)合，直接對未經(jīng)蒸煮的大米樣品進行測量可判定該品種的食味分數(shù)，經(jīng)報道與大米實際感官品質(zhì)具有較高的相關(guān)性[12]。從圖4可以看出，隨著貯藏時間的延長，不同大米的食味值呈現(xiàn)下降趨勢，下降速率從大到小依次為：牛皮紙袋＞編織袋＞PE包裝袋＞真空包裝，貯藏180 d，食味值從（87.5±0.18）依次降低至（83±0.17）、（83.3±0.17）、（84.0±0.19）、（84.5±0.17），這與大米新鮮度等指標具有類似的變化規(guī)律，均表明了空氣阻隔性好的包裝對于大米的品質(zhì)具有較好的維持效果，其主要原因在于，大米食味值是通過儀器測得的直鏈淀粉、蛋白質(zhì)、水分等指標來推斷大米的食味品質(zhì)[20]，因此類似指標的相關(guān)性較強。

圖4 不同包裝對甬優(yōu)15米貯期食味值的影響Fig.4 Effect of different packaging on taste value of Yongyou 15 during storage

2.2 不同包裝對甬優(yōu)15大米蒸煮品質(zhì)的影響

2.2.1 不同包裝對甬優(yōu)15米飯質(zhì)構(gòu)特性的影響米飯的質(zhì)構(gòu)特性代表了米飯的適口性，GB/T 15682—2008規(guī)定，適口性較好的米飯應該具有軟硬度適中、彈性好、有粘性但不粘牙等特性，學界普遍認為硬度小、黏度大、硬度黏度比較高的米飯具有更好的食用品質(zhì)[21]。圖5～7分別列出了不同包裝對樣品大米蒸煮米飯硬度、黏度以及硬度黏度比的影響。從圖可知，隨著貯藏時間的延長，不同包裝大米蒸煮米飯的硬度和硬度黏度比呈上升趨勢、黏度則逐步下降，且變化幅度從高到低依次為：牛皮紙袋＞編織袋＞PE包裝袋＞真空包裝，表明了高阻隔性的真空包裝和 PE包裝對于米飯硬度的上升和黏度的下降具有較好的抑制作用。這是因為大米在陳化過程中，硬度、黏度等質(zhì)構(gòu)指標受淀粉、蛋白質(zhì)等內(nèi)在物質(zhì)變化的影響而逐漸發(fā)生變化[22]，阻隔性好的包裝一定程度延緩了大米的陳化，進而保持了大米較好的質(zhì)構(gòu)特性。

圖5 不同包裝對甬優(yōu)15米飯硬度的影響Fig.5 Effect of different packaging on hardness of Yongyou 15 during storage

圖6 不同包裝對甬優(yōu)15米飯黏度的影響Fig.6 Effect of different packaging on viscosity of Yongyou 15 during storage

圖7 不同包裝對甬優(yōu)15米飯硬度黏度比值的影響Fig.7 Effect of different packaging on hardness viscosity ratio of Yongyou 15 during storage

2.2.2 不同包裝對甬優(yōu)15米飯食味值的影響

蒸煮米飯食味值是依托米飯食味計，通過可視光波段和近紅外光的透過和反射白米飯樣品進行分光測定，以光學原理測定米飯的感官特性與綜合評定米飯好吃程度指標，經(jīng)過試驗驗證，整體上與感官評定的食味值都成正比，其結(jié)果較客觀[23]。從圖8可以看出，隨著貯藏時間的延長，不同包裝的甬優(yōu)大米食味值呈現(xiàn)一定程度的下降，其中牛皮紙袋和編織袋下降幅度最大，而真空及PE包裝可以顯著抑制食味值的下降，說明阻隔性好的包裝對于米飯食味值的保持亦有積極效果，貯藏180 d，牛皮紙袋、編織袋、PE包裝袋、真空等不同包裝內(nèi)甬優(yōu)大米食味值從（85.9±0.30）依次下降至（80 ±0.36）、（79.8±0.36）、（81.1±0.27）、（82.3±0.27），這與大米食味值有類似的規(guī)律，且真空和 PE組與其它兩組的差異更大，與米飯的硬度，硬黏度比變化趨勢更為接近，這可能是在米飯食味計的分值計算中，硬度、黏度等是主要參考指標的緣故。

圖8 不同包裝對甬優(yōu)15蒸煮米飯食味值的影響Fig.8 Effect of different packaging on taste value of of cooked Yongyou 15 during storage

2.3 不同包裝甬優(yōu) 15大米貯期品質(zhì)指標的相關(guān)性分析及因子分析

2.3.1 不同包裝甬優(yōu) 15大米貯期品質(zhì)指標的相關(guān)性分析

對不同包裝甬優(yōu) 15大米貯期各品質(zhì)指標進行相關(guān)性分析見表1。如表1所示，各品質(zhì)指標間的相關(guān)性較強，均達到顯著水平（P＜0.01）。其中新鮮度值與大米食味值、米飯黏度、米飯食味值等指標呈正相關(guān)，而與脂肪酸值、米飯硬度、硬度黏度比、直鏈淀粉含量等指標顯著負相關(guān)。

表1 不同處理甬優(yōu)15大米貯期各品質(zhì)指標相關(guān)性分析Table 1 Correlation Analysis of quality indexes of Yongyou 15 rice with different treatments during storage

2.3.2 不同包裝甬優(yōu) 15大米貯期品質(zhì)指標的因子分析

對各處理大米的品質(zhì)指標進行因子分析，分析得出兩個公因子的方差貢獻率分別為52.262%、42.450%（累計貢獻率為 94.712%），并制成各指標與因子1、2相關(guān)系數(shù)的主成分分析（PCA）示意圖，如圖9所示。從圖9種可以清晰看出因子1與大米的新鮮度值、大米食味值、米飯黏度、米飯食味值呈強正相關(guān)，而與脂肪酸值、米飯硬度、硬度黏度比值、直鏈淀粉含量等指標顯著負相關(guān)，結(jié)合現(xiàn)實意義，其偏向于代表品質(zhì)較優(yōu)的公因子；而因子2與因子1與各指標的相關(guān)性正好相反，可以理解為陳化程度加大的公因子。

圖9 各指標主成分分析示意圖Fig. 9 Schematic diagram of principal component analysis of each index

2.3.3 不同處理品質(zhì)指標的因子分析及綜合評價以兩個公因子對應的方差貢獻率為權(quán)數(shù)，推導不同包裝大米貯期各品質(zhì)指標的綜合得分計算公式：

式中：F為各品質(zhì)指標的綜合得分，F(xiàn)1、F2分別為公因子1、2的得分函數(shù)值。

利用因子分子對不同處理所有批次數(shù)據(jù)進行綜合評價，得到的不同貯期不同處理大米的綜合評分，結(jié)果如圖10所示，從圖中可以看出，隨著貯藏時間的延長，各包裝甬優(yōu)15大米的品質(zhì)綜合得分逐漸下降，自第2次觀測起（45 d），綜合評價從高到低均為：真空包裝＞PE包裝＞編織袋＞牛皮紙袋，且隨著貯藏時間延長，阻隔性好的真空包裝、PE包裝與其它包裝評分差距進一步加劇。

圖10 不同包裝對甬優(yōu)15大米綜合品質(zhì)評分的影響Fig. 10 Effect of different packaging on comprehensive quality score of Yongyou 15 rice

選擇第90 d、180 d感官評分數(shù)據(jù)對綜合評分進行驗證，結(jié)果如圖11所示，兩次調(diào)查中，感官評分依然是真空包裝＞PE包裝＞編織袋＞牛皮紙袋，與因子綜合評分趨勢相類似，但不同包裝大米的感官評分差異要顯著小于因子分析綜合評分，這一方面是由于感官評價存在人為主觀因素，導致不同評價員對米飯的喜好略有差異，另一方面也說明儀器測試的指標相對更靈敏，兩者互相驗證，均能從不同側(cè)面反應較客觀的試驗結(jié)果。

圖11 不同包裝對甬優(yōu)15米飯感官評分的影響Fig. 11 Effect of different packaging on sensory score of Yongyou 15 rice

3 結(jié)論

隨著貯藏時間的延長，不同包裝內(nèi)的甬優(yōu)15秈粳雜交大米呈現(xiàn)不同程度的陳化，表現(xiàn)為：脂肪酸值、大米直鏈淀粉含量、米飯硬度逐步升高，而大米新鮮度值、大米食味值、米飯黏度、米飯食味值等指標逐漸降低，且指標之間相關(guān)性顯著（P＜0.01）。不同包裝之間大米品質(zhì)差異較顯著，通過因子分析綜合評價及感官品嘗驗證，四種包裝的貯藏效果依次為：真空＞PE袋＞編織袋＞牛皮紙袋。因此在生產(chǎn)及銷售中，秈粳雜交大米的銷售應盡可能選擇真空或高空氣阻隔性能的包裝，可有效延緩貯期大米及其蒸煮米飯品質(zhì)的下降，提高其貯藏品質(zhì)。