朱 麟 龔 雪 田 雨 董翼飛,3 林旭東 凌建剛,* 佟立濤,*
(1寧波市農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/國(guó)家蔬菜加工技術(shù)研發(fā)專(zhuān)業(yè)中心/寧波市農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 寧波 315040;2中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,北京 100094;3沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,遼寧 沈陽(yáng) 110866)
秈粳雜交稻(japonica/indicahybrid rice)是以秈稻為父本、粳稻為母本雜交培育出的遠(yuǎn)源雜交水稻品種,具有更強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì),在畝產(chǎn)及適應(yīng)性等方面表現(xiàn)突出[1]。該品系稻種的選育也被認(rèn)為是雜交稻發(fā)展的主要方向[2]。隨著種植面積和產(chǎn)量的不斷增長(zhǎng),秈粳雜交稻的采后倉(cāng)儲(chǔ)問(wèn)題越來(lái)越受到業(yè)界重視,其陳化特性更是研究的焦點(diǎn)之一。因此,明確秈粳雜交大米在不同貯藏環(huán)境下的陳化特性對(duì)于其品系的拓展及糧食安全生產(chǎn)具有重要意義。
現(xiàn)有研究認(rèn)為,不同品種水稻的耐儲(chǔ)藏性存在差異,一般亞種間的耐儲(chǔ)藏性表現(xiàn)為秈稻>爪哇稻>粳稻[3],秈粳特異性與水稻的耐儲(chǔ)藏性間存在極大的相關(guān)性[4]。針對(duì)各品系大米的陳化特性,學(xué)界開(kāi)展了諸多研究。如張麗珂[5]、趙卿宇等[6]先后研究了特定品種秈米、粳米貯藏期間的品質(zhì)變化規(guī)律;李凡[7]明確了不同包裝對(duì)甬優(yōu)15(偏秈)、春優(yōu)84(偏粳)、春優(yōu)927(偏粳)品種大米貯藏品質(zhì)的影響;劉姍[8]研究了自然老化和人工老化條件下秈粳雜交稻淀粉和消化特性的變化趨勢(shì),并與秈秈雜交稻、粳粳雜交稻、常規(guī)晚粳稻等進(jìn)行比較,指出秈粳雜交稻在品質(zhì)特性上接近粳粳雜交稻,其陳化具有獨(dú)特性。但秈粳雜交大米的陳化特性,特別是針對(duì)不同貯藏溫度下秈粳雜交大米陳化規(guī)律的研究鮮有報(bào)道。
本試驗(yàn)以偏中性[9]的甬優(yōu)1540 秈粳雜交大米為研究對(duì)象,研究其在不同溫度(15、25、35 ℃)下色澤、理化性質(zhì)、蒸煮特性、米飯質(zhì)構(gòu)特性、糊化特性相關(guān)指標(biāo)的變化規(guī)律,分析指標(biāo)間相關(guān)性,并結(jié)合氣相-離子遷移譜(gas chromatographyion mobility spectrometry,GC-IMS)等先進(jìn)檢測(cè)手段分析大米的揮發(fā)性成分變化[10],旨在為進(jìn)一步明確秈粳雜交大米陳化特性提供理論依據(jù)及數(shù)據(jù)參考。
甬優(yōu)1540 秈粳雜交稻谷于2020年11月采購(gòu)于浙江省寧波市象山縣,參照《GB/T 29890-2013 糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范》[11]的方法貯藏,待用。
石油醚、酚酞試劑、氫氧化鉀、結(jié)晶牛血清蛋白、硫酸銅、酒石酸鉀鈉、30%過(guò)氧化氫、濃硫酸、高錳酸鉀、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、重鉻酸鉀、冰醋酸、乙醚、鹽酸半胱氨酸、鹽酸胱氨酸,均為分析純,上海麥克林生化科技有限公司;疏基含量測(cè)定試劑盒,南京建成生物工程研究所。
X-Rite CI60 型色差儀,愛(ài)色麗(上海)色彩科技有限公司;SH-1000酶標(biāo)儀,美國(guó)賽默飛世爾科技有限公司;TA.XT PlusC 型質(zhì)構(gòu)儀,英國(guó)Stable Micro Systems公司;RVA-TecMaster 快速黏度儀,瑞典Perten 公司;FE28 型pH 計(jì),梅特勒托利多科技(中國(guó))有限公司;HWS-250 型恒溫恒濕箱,寧波賽福實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;FlavourSpec?風(fēng)味分析儀,德國(guó)GAS公司。
將剛出庫(kù)的甬優(yōu)1540 雜交稻谷按照《GB/T 1354-2018 大米》[12]標(biāo)準(zhǔn)碾成一級(jí)大米。再將碾好的甬優(yōu)1540 雜交大米(精白米)裝入0.03 mm 聚乙烯(polyethylene,PE)袋中(每袋2 kg),密封后分別置于15、25、35 ℃(濕度60%)恒溫恒濕箱中,每隔30 d 取樣,檢測(cè)理化與品質(zhì)指標(biāo),分別在第0、第90、第180 天用FlavourSpec?風(fēng)味分析儀開(kāi)展GC-IMS 分析,每個(gè)樣品平行測(cè)定3次。
1.4.1 色澤測(cè)定 在一份樣品的中心位置取約50 g大米裝進(jìn)石英皿中,采用色差儀測(cè)得L*、a*、b*值。
1.4.2 理化性質(zhì)測(cè)定 水分含量根據(jù)《GB 5009.3-2016 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》[13]測(cè)定;脂肪含量根據(jù)《GB 5009.6-2016 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測(cè)定》[14]測(cè)定;脂肪酶活力按照《GB/T 5523-2008 糧油檢驗(yàn) 糧食、油料的脂肪酶活動(dòng)度的測(cè)定》[15]中的堿滴定法測(cè)定;蛋白質(zhì)含量按照《GB 5009.5-2016 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》[16]測(cè)定;巰基含量根據(jù)試劑盒法測(cè)定[17];過(guò)氧化氫酶活力參照《GB/T 5522-2008 糧油檢驗(yàn) 糧食、油料的過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度的測(cè)定》[18]測(cè)定。
1.4.3 米飯質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定 稱(chēng)取大米樣品200 g,清洗干凈后,按照1∶1.3(m∶V)加水,浸泡30 min后蒸煮,燜飯20 min,冷卻10 min;取適量米飯裝入10 cm 培養(yǎng)皿中(米飯量明顯高過(guò)培養(yǎng)皿邊沿),上蓋后用500 g砝碼壓實(shí)5 min;之后選用P36/R 探頭,選用質(zhì)地剖面分析(texture profile analysis,TPA)模式[19]測(cè)定米飯的硬度、黏度、彈性。
1.4.4 蒸煮特性測(cè)定 將約8 g大米樣品(m0)放入高10 cm、直徑4 cm 的已知質(zhì)量的圓柱形金屬籠內(nèi),將金屬籠懸掛在裝有160 mL 蒸餾水的燒杯中。將燒杯先用猛火煮沸1 min,然后再用文火煮28 min(水溫99 ℃)。取出金屬籠,瀝米湯2 min 后;稱(chēng)取蒸煮后的米飯質(zhì)量(m1)、大米蒸煮前的容積(V0)和蒸煮后米飯的容積(V1),按照公式計(jì)算吸水率和膨脹率:
將殘留在燒杯中的米湯冷卻至室溫,用pH計(jì)測(cè)定米湯pH 值;量取定容至200 mL 的米湯10 mL,稱(chēng)其質(zhì)量(m2),置于玻璃稱(chēng)量管中,于105 ℃干燥8 h,稱(chēng)取得到的固形物質(zhì)量(m3),按照下式計(jì)算米湯固形物含量:
1.4.5 糊化特性測(cè)定 參照趙卿宇等[20]的方法,通過(guò)快速黏度測(cè)量?jī)x測(cè)得的黏度變化曲線(xiàn),記錄峰值黏度、糊化溫度、回生值、崩解值。
1.4.6 大米揮發(fā)性成分測(cè)定 每處理隨機(jī)取5 g 樣品,置于20 mL 頂空瓶中,80 ℃孵育15 min 后頂空進(jìn)樣,進(jìn)樣體積500 μL,進(jìn)樣針溫度85 ℃,孵化轉(zhuǎn)速500 r·min-1;載氣為高純氮?dú)?。用FlavourSpec?風(fēng)味分析儀進(jìn)行GC-IMS 分析,每個(gè)樣品平行測(cè)定3 次。GCIMS測(cè)試條件參照朱麟等[21]的方法。
每組試驗(yàn)重復(fù)3~6 次,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示;利用SPSS 20.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性分析(oneway AVOVA)及因子分析[22],采用Origin 2018 軟件制圖;采用FlavourSpec?風(fēng)味分析儀內(nèi)置的VOCal軟件分析圖譜,應(yīng)用軟件內(nèi)置的NIST 數(shù)據(jù)庫(kù)和IMS 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性分析,采用Gallery Plot 插件分析指紋圖譜。
色澤是大米商品性的重要衡量指標(biāo),目前較為常用的是Lab 法[23]。圖1 是不同溫度下稻米色澤L*、a*、b*值的變化趨勢(shì)圖,從圖中可以看出,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),3 個(gè)指標(biāo)呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì),其中L*值呈現(xiàn)下降趨勢(shì),且3 個(gè)處理均表現(xiàn)為前30 d 下降較快,后期下降幅度相對(duì)較小,說(shuō)明在3種溫度下,甬優(yōu)1540雜交大米均在一月以?xún)?nèi)快速暗化,而后期明度下降較緩慢(圖1-A);3 種處理a*值呈上升趨勢(shì),上升幅度與貯藏溫度呈正比,35 ℃貯藏的大米a*值明顯高于其他兩個(gè)溫度稻米,而25 ℃處理a*值僅在貯藏60 d 后略高于15℃貯藏的大米(圖1-B),說(shuō)明溫度越高,秈粳雜交大米顏色向偏紅方向變化越快;3種處理b*值呈反復(fù)波動(dòng)的趨勢(shì),但3 種溫度下秈粳雜交大米的b*值差異明顯,溫度越高,b*值越大(圖1-C),說(shuō)明貯藏溫度升高在一定程度上加速了大米的黃化。
圖1 不同溫度對(duì)甬優(yōu)1540大米貯藏期間色澤的影響Fig.1 Effect of different temperature on color of Yongyou1540 rice during storage
2.2.1 水分含量變化規(guī)律 適當(dāng)?shù)乃趾繉?duì)于大米的貯藏具有重要作用[24]。由圖2 可知,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),不同溫度下的大米水分含量呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢(shì),且溫度越低,水分含量下降越慢。貯藏180 d時(shí),15、25、35 ℃ 3 種溫度貯藏的大米水分含量分別從13.98%下降至13.42%、13.19%、13.13%,分別降低了0.56、0.79 和0.85 個(gè)百分點(diǎn),說(shuō)明高溫會(huì)在一定程度上加速秈粳雜交大米貯藏期的水分散失。
圖2 不同溫度對(duì)甬優(yōu)1540大米貯藏期間水分含量的影響Fig.2 Effect of different temperature on water content of Yongyou1540 rice during storage
2.2.2 脂肪含量和脂肪酶活力變化規(guī)律 脂肪是大米中的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),而脂質(zhì)在脂肪酶等的作用下發(fā)生氧化、水解,被認(rèn)為是導(dǎo)致大米陳化的最主要因素[25]。由圖3 可知,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),3 種溫度下的秈粳雜交大米脂肪含量和脂肪酶活力均呈下降趨勢(shì),且溫度越高,其值下降越快,貯藏180 d,15、25、35 ℃ 3 種溫度貯藏的大米脂肪含量分別下降0.07、0.09、0.11個(gè)百分點(diǎn),脂肪酶活力降幅分別為27.12%、52.05%、56.86%,不同處理間差異明顯。
圖3 不同溫度對(duì)甬優(yōu)1540大米貯藏期間脂肪含量及脂肪酶活力的影響Fig.3 Effect of different temperature on fat content and lipase activity of Yongyou1540 rice during storage
2.2.3 蛋白質(zhì)和巰基含量變化規(guī)律 大米中蛋白質(zhì)、巰基含量是衡量蛋白質(zhì)氧化程度的常用指標(biāo)[26]。由圖4 可知,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),不同溫度貯藏的秈粳雜交大米蛋白質(zhì)和巰基含量呈下降趨勢(shì),貯藏溫度越高,其值下降越快,貯藏180 d,15、25、35 ℃ 3種溫度貯藏的蛋白質(zhì)和巰基含量分別下降了1.34、1.60、2.65和0.36、0.61、0.93個(gè)百分點(diǎn),各處理間差異明顯。
圖4 不同溫度對(duì)甬優(yōu)1540大米貯藏期間蛋白質(zhì)及疏基含量的影響Fig.4 Effect of different temperature on protein and sulfhydryl content of Yongyou1540 rice during storage
2.2.4 過(guò)氧化氫酶活力變化規(guī)律 過(guò)氧化氫酶是大米儲(chǔ)藏過(guò)程中去除活性氧的關(guān)鍵酶之一,可將脂類(lèi)氧化形成的H2O2分解為H2O 與O2,減少活性氧損傷[27]。由圖5 可知,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),不同溫度貯藏的秈粳雜交大米過(guò)氧化氫酶活力呈現(xiàn)下降趨勢(shì),貯藏溫度越高,其值下降越快,貯藏180 d,15、25、35 ℃ 3種溫度貯藏的過(guò)氧化氫酶活力從8.29 U·mL-1下降至6.40、5.26、2.59 U·mL-1,說(shuō)明低溫可在一定程度上延緩過(guò)氧化氫酶活力下降。
圖5 不同溫度對(duì)甬優(yōu)1540大米貯藏期間過(guò)氧化氫酶活力的影響Fig.5 Effect of different temperature on catalase activity of Yongyou1540 rice during storage
大米蒸煮后的質(zhì)構(gòu)是其食用品質(zhì)的直觀體現(xiàn)。由圖6可知,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),不同溫度貯藏的大米蒸煮米飯都呈現(xiàn)硬度逐漸上升、黏著性和彈性逐漸下降的趨勢(shì),貯藏溫度越高,曲線(xiàn)斜率越大。在圖6-A中,新鮮秈粳雜交大米米飯的硬度為0.10 kg·cm-2,在15、25、35 ℃ 3種溫度下貯藏180 d后,米飯硬度分別升至0.15、0.19、0.21 kg·cm-2;圖6-B、C 中,新鮮秈粳雜交大米米飯的黏度和彈性為174.55和0.70,在15、25、35 ℃ 3 種溫度下貯藏180 d 后,米飯黏度分別降至143.61、130.96、105.34;彈性降至0.26、0.23、0.20,各處理間均存在明顯差異。
圖6 不同溫度對(duì)甬優(yōu)1540大米貯藏期間質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig.6 Effect of different temperature on texture characteristics of Yongyou1540 rice during storage
米飯的蒸煮特性是評(píng)價(jià)大米食用品質(zhì)的重要指標(biāo),其中吸水率、膨脹率、米湯pH值、米湯固形物含量與米飯的口感息息相關(guān)。圖7 為不同溫度的秈粳雜交大米在不同貯藏期吸水率、膨脹率、米湯pH 值及米湯固形物含量4 個(gè)指標(biāo)的變化趨勢(shì)圖。吸水率和膨脹率隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)上升趨勢(shì),其中,35 ℃貯藏的大米吸水率在前60 d 增長(zhǎng)較快、后期升高趨勢(shì)減緩,而25、15 ℃處理組在90 d 前增長(zhǎng)緩慢,后期增速較快;25、15 ℃處理組的大米膨脹率在前30、60 d數(shù)值幾乎無(wú)變化。米湯固形物含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈快速下降趨勢(shì);而米湯pH值存在波動(dòng)向下的變化規(guī)律。可見(jiàn)溫度對(duì)秈粳雜交大米蒸煮特性影響明顯,表現(xiàn)為溫度越高,蒸煮特性變化幅度越大。
圖7 不同溫度對(duì)甬優(yōu)1540大米貯藏期間蒸煮特性的影響Fig.7 Effect of different temperature on cooking characteristics of of Yongyou1540 rice during storage
糊化特性是評(píng)判稻米蒸煮、食用、加工品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)[28]。由圖8可知,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),峰值黏度、崩解值、回生值、糊化溫度具有相似的變化規(guī)律,其值總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì),其中,15、25 ℃貯藏的大米的峰值黏度分別在第90~150 天、90~120 天時(shí)小幅下降;15 ℃貯藏的大米崩解值在150~180 d 略有下降;不同貯藏溫度明顯影響秈粳雜交大米的糊化品質(zhì),溫度越高,其峰值黏度、崩解值、回生值、糊化溫度4個(gè)指標(biāo)值變化斜率越大,貯藏180 d,35 ℃貯藏的秈粳雜交大米4個(gè)糊化指標(biāo)值分別由新米的2 514、987.50、975.50 mPa·s、73.50 ℃上升至3 418、1 694.00、1 843.00 mPa·s、78.20 ℃,增幅分別為35.96%、71.54%、88.93%、6.39%,而25 ℃和15 ℃貯藏大米4 個(gè)糊化指標(biāo)的增幅分別為16.07%、36.41%、51.72%、3.67%和13.13%、21.32%、33.68%、3.81%。
圖8 不同溫度對(duì)甬優(yōu)1540大米貯藏期間糊化特性的影響Fig.8 Effect of different temperature on gelatinization characteristics of Yongyou1540 rice during storage
對(duì)各理化指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析和主成分分析(principal component analysis,PCA),結(jié)果如圖9~10所示。由圖9 可知,各指標(biāo)之間均存在相關(guān)性,除b*等少數(shù)指標(biāo)外,各指標(biāo)顯著相關(guān)(P<0.01);對(duì)各處理指標(biāo)進(jìn)行主成分分析,提取兩個(gè)公因子,其貢獻(xiàn)率為80.49%和9.56%(累計(jì)貢獻(xiàn)率為90.05%),分別命名為因子1 和因子2,如圖10所示。結(jié)合各指標(biāo)的現(xiàn)實(shí)意義,認(rèn)為因子1 的正方向?yàn)榇竺灼焚|(zhì)較優(yōu)的公因子,而因子2 代表其他品質(zhì)的公因子。由圖10 可知,米湯固形物含量、脂肪酶活力、脂肪含量、蛋白質(zhì)含量、過(guò)氧化氫酶活力、黏著性、L*值、水分含量等指標(biāo)在公因子1的正方向,而回生值、硬度、彈性、吸水率、膨脹率、糊化溫度等指標(biāo)在公因子1的負(fù)方向。
圖9 各指標(biāo)相關(guān)性分析Fig.9 Correlation among indicators
圖10 還列出了不同溫度處理甬優(yōu)1540 大米綜合品質(zhì)得分在主成分分析圖中的位置分布,結(jié)果表明,不同貯藏溫度、不同貯期大米的得分點(diǎn)分布存在差異,其中15 ℃處理組的得分點(diǎn)在因子1 的正方向和因子2 的負(fù)方向(零點(diǎn)右下方向)較集中,25 ℃處理組的得分點(diǎn)分布在因子1 和因子2 的零點(diǎn)兩側(cè)分布(零點(diǎn)中心附近),而35 ℃處理組的得分點(diǎn)則聚集在因子1的負(fù)方向和因子2的正方向(零點(diǎn)左上方向),結(jié)合因子1、2代表的實(shí)際意義可知,溫度越高、貯藏時(shí)間越長(zhǎng),稻米貯藏品質(zhì)下降越明顯,不同處理間的差異明顯。
圖10 各指標(biāo)主成分分析(PCA)示意圖Fig.10 Schematic diagram of principal component analysis(PCA)of each index
圖11為不同溫度貯藏秈粳雜交大米在0、3、6個(gè)月時(shí)的揮發(fā)性風(fēng)味GC-IMS 指紋圖譜,其中每一行代表一個(gè)樣品中檢出的揮發(fā)性物質(zhì),每一列代表同一揮發(fā)性物質(zhì)在不同樣品中濃度信號(hào)峰;信號(hào)峰的顏色明暗代表該物質(zhì)的濃度高低,其中藍(lán)色越深表示信號(hào)強(qiáng)度越弱、紅色越深代表信號(hào)強(qiáng)度越強(qiáng),黑色為背景色。通過(guò)GC-IMS 共鑒定出75 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),其中可定性58 種,主要包含醇類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、萜類(lèi)等物質(zhì),以及少量酯類(lèi)、雜環(huán)類(lèi)化合物。
從圖11可以直觀看出,貯藏3個(gè)月時(shí),秈粳大米中大部分醇酮類(lèi)物質(zhì)含量升高、醛類(lèi)物質(zhì)含量降低,貯藏6 個(gè)月時(shí),萜類(lèi)物質(zhì)含量明顯升高;高溫貯藏(35 ℃)的大米醇醛類(lèi)物質(zhì)含量低于中低溫(25、15 ℃),而酮類(lèi)物質(zhì)含量高于后者。
對(duì)比不同貯藏溫度下大米揮發(fā)性成分的變化,隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)、貯藏溫度升高,2-辛烯醛、2-戊烯醛、苯甲醛、庚醛、丁醛、3-甲基-2-丁醇、庚醇等醛醇類(lèi)物質(zhì)含量逐漸下降;2-丁酮、2-戊酮、檸檬烯、β-吡喃酮烯、β-蒎烯等酮烯類(lèi)物質(zhì)含量逐漸上升;正戊醇、正己醇、芳樟醇、1-辛烯-3-醇、2-庚烯醛、α-蒎烯、苯乙烯、乙酸乙酯等物質(zhì)含量由低(或未檢出)先升高再下降;戊醛、己醛、壬醛、辛醛、乙酸乙酯等物質(zhì)含量先降低后升高,可見(jiàn)在貯藏過(guò)程中,秈粳大米揮發(fā)性物質(zhì)發(fā)生極其復(fù)雜的變化,其中,酮烯類(lèi)物質(zhì)與大米品質(zhì)陳化趨勢(shì)相同,可作為大米陳化的主要風(fēng)味考察指標(biāo)。
脂類(lèi)、蛋白質(zhì)、淀粉等成分變化是大米發(fā)生陳化的主要原因[29]。劉姍[8]前期研究指出,秈粳雜交大米在貯藏過(guò)程中直鏈淀粉含量升高。本試驗(yàn)在其研究基礎(chǔ)上開(kāi)展深入研究發(fā)現(xiàn),在陳化過(guò)程中,秈粳雜交大米脂肪、蛋白質(zhì)、巰基等物質(zhì)含量逐漸下降,脂肪酶、過(guò)氧化氫酶等酶活力逐漸降低,說(shuō)明其組織內(nèi)部發(fā)生了脂質(zhì)氧化反應(yīng)[3]及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化(蛋白質(zhì)肽鏈上的巰基相互反應(yīng)產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)聚集體)[4];組織內(nèi)生化反應(yīng)的外在表現(xiàn)為稻米的色澤變暗、變深(紅黃),大米的吸水率、膨脹率上升,米湯固形物含量下降,其蒸煮米飯的硬度升高,黏著性、彈性下降,峰值黏度、崩解值、回生值、糊化溫度等糊化指標(biāo)均明顯上升。
秈粳大米陳化中品質(zhì)指標(biāo)變化規(guī)律總體與秈、粳稻米相似[5-6]。但本研究發(fā)現(xiàn),其在蛋白質(zhì)含量變化規(guī)律方面具有自身獨(dú)特性。王娜等[30]在研究矮64S品種貯藏特性時(shí)發(fā)現(xiàn)秈型雜交稻蛋白含量變化很小,30 ℃貯藏225 d,含量下降近0.55 個(gè)百分點(diǎn)。趙卿宇等[20]研究發(fā)現(xiàn),遼星大米(粳米)貯藏300 d(37 ℃),蛋白質(zhì)含量?jī)H下降0.59個(gè)百分點(diǎn),而本研究甬優(yōu)1540雜交大米貯藏180 d(25~35 ℃),蛋白質(zhì)含量下降1.60~2.65個(gè)百分點(diǎn),說(shuō)明秈粳大米蛋白質(zhì)含量下降幅度高于秈型或粳型大米,這進(jìn)一步驗(yàn)證了李娟等[31]的研究結(jié)論。李凡[7]研究認(rèn)為,甬優(yōu)15、春優(yōu)84 和春優(yōu)927 等3 種秈粳雜交大米的清蛋白和球蛋白含量隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸降低,特別是在經(jīng)歷夏季高溫高濕后下降尤為明顯。Zhu 等[32]通過(guò)基于液相色譜-質(zhì)譜的廣靶代謝組學(xué)技術(shù),篩選出19 種甬優(yōu)1540 稻新、陳米之間的關(guān)鍵差異代謝物,指出與其代謝物差異最相關(guān)的關(guān)鍵途徑為:纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸生物合成,半乳糖代謝、賴(lài)氨酸生物合成和降解以及谷胱甘肽代謝,說(shuō)明蛋白質(zhì)、氨基酸代謝在秈粳雜交大米陳化過(guò)程中起到舉足輕重的作用,和常規(guī)秈、粳稻存在差異[33]。
揮發(fā)性成分(香氣)是大米商品性的重要方面。崔琳琳等[34]認(rèn)為,粳米和秈米中的重要風(fēng)味物質(zhì)主要是醛類(lèi)、酮類(lèi)和醇類(lèi),如己醛、辛醛、壬醛、苯甲醛、2-戊基呋喃等物質(zhì)。秈粳雜交大米與秈、粳米相比具有獨(dú)特的風(fēng)味品質(zhì)特征,即醇類(lèi)物質(zhì)含量偏低,醛、酯類(lèi)物質(zhì)含量偏高[21]。畢文雅等[35]在研究甬優(yōu)15 秈粳雜交米陳化時(shí)指出,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),其揮發(fā)性成分中的烯烴類(lèi)、醇類(lèi)、醛類(lèi)物質(zhì)含量呈上升趨勢(shì),烷烴類(lèi)和酸類(lèi)呈下降趨勢(shì),酮類(lèi)和脂類(lèi)變化不明顯。而本研究發(fā)現(xiàn)甬優(yōu)1540 雜交稻米的揮發(fā)性成分變化更為復(fù)雜,在貯藏前期(0~90 d),醇酮類(lèi)物質(zhì)含量升高、醛類(lèi)物質(zhì)含量降低,而后期(90~180 d)萜類(lèi)物質(zhì)含量明顯升高。兩種秈粳米之間存在差異,說(shuō)明稻米品種不同導(dǎo)致其揮發(fā)性成分變化存在差異。
稻米品質(zhì)與揮發(fā)性物質(zhì)變化密切相關(guān)。如Wang等[29]研究指出,大米貯藏過(guò)程中糖、脂肪酸和其他代謝物含量減少,醇、醛、酚和胺含量增加,其中脂質(zhì)代謝顯著影響大米的品質(zhì);Yuan 等[36]利用RNA 測(cè)序技術(shù)明確了導(dǎo)致上述變化的遺傳機(jī)制,指出大米在貯藏過(guò)程中,脂肪酶基因表達(dá)量升高,而過(guò)氧化氫酶基因表達(dá)量降低,導(dǎo)致稻米脂類(lèi)水解和氧化加快,進(jìn)而形成了一系列脂質(zhì)降解產(chǎn)物(如脂肪酸、醛類(lèi)、酮類(lèi)等),降低了風(fēng)味品質(zhì);而溫度升高會(huì)加劇大米內(nèi)的生理生化反應(yīng)[37];Zhu 等[32]進(jìn)一步分析指出甬優(yōu)1540 在陳化過(guò)程中,鳥(niǎo)苷3,5-環(huán)磷酸鹽、哌可酸等與棕櫚油酸相關(guān)的脂質(zhì)代謝產(chǎn)物含量顯著上升,脂質(zhì)代謝是秈粳大米陳化的主要因素。本研究也進(jìn)一步驗(yàn)證了上述結(jié)論,即秈粳大米易受高溫影響而加劇陳化,其組織內(nèi)的脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉等指標(biāo)含量及其作用酶活力下降加快,色澤、米飯蒸煮特性、米飯質(zhì)構(gòu)、糊化特性等指標(biāo)也隨之變化。
隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),甬優(yōu)1540 秈粳雜交大米脂肪、蛋白質(zhì)、巰基等物質(zhì)含量逐漸下降,脂肪酶、過(guò)氧化氫酶等酶活力逐漸降低,大米L*值下降、a*值上升,大米蒸煮吸水率、膨脹率及米飯硬度上升,米飯彈性、黏著性、米湯固形物含量下降,峰值黏度、崩解值、回生值、糊化溫度等糊化特性指標(biāo)均持續(xù)上升;除b*等少數(shù)指標(biāo)外,各指標(biāo)間相關(guān)性顯著(P<0.01)。GC-IMS 分析結(jié)果表明,甬優(yōu)1540 稻米在貯藏過(guò)程中發(fā)生較復(fù)雜的變化,在貯藏前90 d,醇酮類(lèi)物質(zhì)含量升高、醛類(lèi)物質(zhì)含量降低,90~180 d 萜類(lèi)物質(zhì)含量明顯升高。貯藏溫度是影響稻米品質(zhì)的重要因素,溫度升高會(huì)加劇以上反應(yīng)的進(jìn)程,加速陳化。