不同儲(chǔ)藏深度對(duì)稻谷品質(zhì)的影響

曹興剛，楊雙喜，侯紅軍，戴瑜鵬，張小東，史雪鵬

（中央儲(chǔ)備糧中寧直屬庫(kù)有限公司，寧夏 中寧 755100）

稻谷含有豐富的淀粉、蛋白質(zhì)、氨基酸、脂質(zhì)等眾多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是我國(guó)南方的主要口糧。然而，稻谷收獲后由于其自身呼吸代謝旺盛，微生物活動(dòng)強(qiáng)烈，含水率較高等原因，易導(dǎo)致貯藏過(guò)程中出現(xiàn)發(fā)熱、發(fā)芽及霉變等現(xiàn)象[1]。同時(shí)，稻谷在貯藏過(guò)程中的淀粉、蛋白質(zhì)及脂肪易發(fā)生氧化反應(yīng)，從而影響稻谷的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。此外，稻谷的品質(zhì)與貯存環(huán)境中的水分、溫度及氣體成分有關(guān)[2]。劉光旭等[3]研究了二氧化碳處理前后稻谷營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的變化，結(jié)果表明氣調(diào)處理的稻谷脂肪酸值增長(zhǎng)速度為常規(guī)熏蒸倉(cāng)的1/4，并且整精米率降幅也顯著低于常規(guī)倉(cāng)。龔劉闖等[4]比較了氮?dú)鈿庹{(diào)和磷化氫熏蒸倉(cāng)儲(chǔ)糧兩種方式對(duì)稻谷品質(zhì)的影響，結(jié)果表明氮?dú)鈨?chǔ)糧可以明顯延緩稻谷脂肪酸值的變化。然而，關(guān)于稻谷在低溫貯藏下的品質(zhì)研究相對(duì)較少，并且對(duì)不同貯藏深度下稻谷的品質(zhì)研究也鮮有報(bào)道。為此，本文從減少稻谷貯藏過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分的損失和提高其食用安全性的角度出發(fā)，擬探究不同貯藏深度對(duì)稻谷營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，從而為進(jìn)一步延長(zhǎng)稻谷貯藏周期提供一定的理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

樣品選擇2022 年寧夏一級(jí)稻谷，雜質(zhì)為0.9%，出糙率為80%，整精米率為57.3%，脂肪酸值為14.40 mg KOH/100 g。

檸檬酸溶液，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；檸檬酸鈉溶液，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FOSS 凱氏定氮儀2300；SX-8-10 馬弗爐，北京中興偉業(yè)儀器有限公司；德國(guó)SYKAM 氨基酸分析儀S433D；CP225D 電子天平，德國(guó)Sartorius。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 取樣方法

分別在倉(cāng)內(nèi)東南西北及中間5 個(gè)位置取樣，取樣過(guò)程中需嚴(yán)格控制取樣深度。第1 層距離糧面約2 m，第2 層約4 m，第3 層約6 m。取樣結(jié)束后將5 個(gè)點(diǎn)的樣品分別按照上層、中層和下層進(jìn)行混合，最后分別取1 kg 的待測(cè)樣品在4 ℃冰箱中貯藏。

1.3.2 指標(biāo)測(cè)定

①水分的測(cè)定：利用水分測(cè)定儀快速測(cè)定。②灰分的測(cè)定：參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測(cè)定》（GB 5009.4—2016）利用馬弗爐進(jìn)行測(cè)定。③可溶性蛋白的測(cè)定：參照《大豆水溶性蛋白含量的測(cè)定》（NY/T 1205—2006）方法利用凱氏定氮儀進(jìn)行測(cè)定。④游離氨基酸含量的測(cè)定：參照《飼料中氨基酸的測(cè)定》（GB/T 18246—2019）酸提取法，利用氨基酸分析儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

利用SIMAC14.1 和SPSS 26.0 軟件對(duì)樣品進(jìn)行PLS-DA 分析、單因素方差分析（P＜0.01，P＜0.05）；最后通過(guò)Origin 2021b 軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏深度對(duì)稻谷水分含量的影響

在稻谷貯藏過(guò)程中，由于摻雜的谷外糙米無(wú)稻殼的保護(hù)，易導(dǎo)致糙米在變化的溫濕環(huán)境中發(fā)生吸附解吸反應(yīng)，使其水分發(fā)生變化進(jìn)而影響稻谷的儲(chǔ)藏品質(zhì)[5]。由圖1 可知，貯藏深度對(duì)水分含量的影響無(wú)顯著性差異（p＞0.05）。當(dāng)貯藏深度在下層時(shí)，稻谷水分含量最高，為15.6%，貯藏深度在中層時(shí)稻谷含水量最低，為14.9%?？梢?jiàn)，為進(jìn)一步延長(zhǎng)稻谷貯藏品質(zhì)需進(jìn)行通風(fēng)降水操作，以便防止產(chǎn)生發(fā)熱和霉變現(xiàn)象。

圖1 貯藏深度對(duì)稻谷水分含量的影響圖

2.2 貯藏深度對(duì)稻谷灰分含量的影響

灰分是指樣品經(jīng)高溫灼燒后有機(jī)物以水和二氧化碳的形式釋放掉，剩余的無(wú)機(jī)物即為灰分，它是反映稻谷加工精度的重要指標(biāo)，也是決定稻谷等級(jí)的重要指標(biāo)。一般認(rèn)為稻谷灰分越低，其加工精度和等級(jí)越高，反之加工精度和等級(jí)越低，品質(zhì)越差，商品價(jià)值越低[6]。由圖2 可知，不同貯藏深度對(duì)稻谷灰分含量具有顯著影響（p＜0.05）,當(dāng)貯藏深度為上層時(shí)稻谷灰分含量最高，為1.27 g/100 g，當(dāng)貯藏深度為中層和下層時(shí)，稻谷灰分含量分別約為1.18 g/100 g 和1.14 g/100 g。

圖2 貯藏深度對(duì)稻谷灰分含量的影響圖

2.3 貯藏深度對(duì)稻谷可溶性蛋白含量的影響

可溶性蛋白與稻谷食用品質(zhì)息息相關(guān)，其含量越高越有利于大米吸水膨脹、糊化，從而提高大米黏性和保水性能，改善大米口感[7]。由圖3 可知，不同貯藏深度對(duì)稻谷可溶性蛋白含量具有顯著性影響（p＜0.05），當(dāng)貯藏深度在中層時(shí)稻谷可溶性蛋白含量最高，為1.26%，當(dāng)貯藏深度為上層時(shí)稻谷可溶性蛋白含量最低，為1.03%，隨著貯藏深度的增加，稻谷可溶性蛋白含量呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)，這可能是由于貯藏溫度升高而導(dǎo)致稻谷中可溶性蛋白質(zhì)氧化較為嚴(yán)重。

圖3 貯藏深度對(duì)稻谷可溶性蛋白含量的影響圖

2.4 貯藏深度對(duì)稻谷游離氨基酸含量的影響

氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位,是維系人體生命活動(dòng)的重要物質(zhì)，還是一種重要的呈味物質(zhì)[8]。目前可將氨基酸分為甜味、鮮味、苦味及無(wú)味4 種，其中天門冬氨酸、谷氨酸具有較強(qiáng)的鮮味，蘇氨酸、甘氨酸、絲氨酸、脯氨酸及丙氨酸具有濃厚的甜味。不同貯藏深度下稻谷的呈味物質(zhì)氨基酸組成如表1 所示。

由表1 可知，稻谷甜味和鮮味氨基酸含量最高，以及有少量的苦味和無(wú)味氨基酸，這些氨基酸共同組成稻谷特殊的風(fēng)味。其中，丙氨酸和天門冬氨酸含量最為突出，分別為0.018 82 mg·g-1和0.010 63 mg·g-1。同時(shí)，不同貯藏深度對(duì)稻谷中部分呈味氨基酸含量存在顯著性差異，上中下層17 種氨基酸總含量大小為上層[（0.073 16±0.002 30）mg·g-1]＞下層[（0.015 75±0.005 29）mg·g-1]＞中層[（0.014 44±0.001 16）mg·g-1]，貯藏深度為中層和下層時(shí)的氨基酸含量損耗較大，而上層對(duì)氨基酸風(fēng)味保留較好。

2.5 稻谷特征游離氨基酸篩選

采用偏最小二乘判別分析（Partial Least Squares Discriminant Analysis，PLS-DA）對(duì)游離氨基酸含量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。由PLS-DA 模型可知，=0.996、=0.844，Q2=0.436，其中代表在x軸方向的解釋率，表示在y軸方向的解釋率，Q2表示模型的預(yù)測(cè)能力，當(dāng)＜0.3，表示該模型具有較好的預(yù)測(cè)能力。同時(shí)利用200 次響應(yīng)進(jìn)行模型置換檢驗(yàn)，由圖4 可知，R2=0.485，Q2=-0.025 4，且Q2與y軸截距小于零，表明該模型未擬合過(guò)度，進(jìn)一步證明其具有良好的穩(wěn)定性和預(yù)測(cè)能力，能夠完成后續(xù)特征游離氨基酸種類的篩選。

圖4 PLS-DA 模型置換檢驗(yàn)圖

根據(jù)PLS-DA 模型中變量重要性投影值（Variable Importance in Project，VIP）可知，當(dāng)VIP ＞1 時(shí)表明該游離氨基酸化合物為樣品特征風(fēng)味化合物，并且VIP值越大對(duì)樣品風(fēng)味貢獻(xiàn)程度越大[9]。由表2 和圖5 可知，有6 種化合物的VIP 值大于1 的氨基酸分別為賴氨酸、丙氨酸、組氨酸、脯氨酸、谷氨酸和苯丙氨酸等。

表2 稻谷中游離氨基酸VIP 值表

圖5 稻谷中游離氨基酸含量的VIP 排序圖

2.6 稻谷蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)

食物中蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值主要取決于氨基酸的種類、數(shù)量以及構(gòu)成比例，當(dāng)構(gòu)成比例越接近人體所需氨基酸比例，則蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)越豐富[10]。為此，本文通過(guò)研究不同貯藏深度對(duì)稻谷游離氨基酸組成和含量的影響，同時(shí)利用WHO/FAO 標(biāo)準(zhǔn)模式普進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果如表3所示，從而篩選出稻谷中最具營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的氨基酸化合物。

由表3 可知，在3 種貯藏深度下氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)占比最高的為組氨酸和賴氨酸，其中上層組氨酸含量為12.9 mg·g-1pro，中層組氨酸含量為11.6 mg·g-1pro，下層賴氨酸含量為20.9 mg·g-1pro。同時(shí)，在3 種貯藏深度下組氨酸含量占比明顯高于WHO/FAO 標(biāo)準(zhǔn)所要求的1.5 mg·g-1pro?？梢?jiàn)，稻谷中組氨酸含量較為豐富，進(jìn)一步表明稻谷制品適合于嬰幼兒和特殊人群食用。在3 種貯藏深度中的必需氨基酸模式表現(xiàn)較為平衡，并且下層總的必需氨基酸模式普值（43.3 mg·g-1pro）顯著高于標(biāo)準(zhǔn)的要求（36.5 mg·g-1pro），表明下層樣品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更為豐富。

3 結(jié)論

本文通過(guò)研究不同貯藏深度（上層、中層和下層）對(duì)稻谷水分含量、灰分、可溶性蛋白及游離氨基酸含量的影響。結(jié)果表明，在低溫貯藏條件下不同貯藏深度對(duì)稻谷水分含量無(wú)顯著性影響，但對(duì)稻谷灰分含量、可溶性蛋白及部分游離氨基酸存在顯著性影響。當(dāng)貯藏深度為上層時(shí)稻谷灰分和游離氨基酸含量最高，可溶性蛋白含量最低；當(dāng)貯藏深度為中層時(shí)稻谷水分含量和游離氨基酸含量最低，可溶性蛋白含量最高；當(dāng)貯藏深度為下層時(shí)水分含量最高，灰分含量最低。此外，利用PLS-DA 對(duì)游離氨基酸含量進(jìn)一步分析篩選出賴氨酸、丙氨酸、組氨酸、脯氨酸、谷氨酸和苯丙氨酸等為稻谷特征游離氨基酸風(fēng)味。綜上可知，貯藏溫度是影響稻谷貯藏的重要指標(biāo)，若采用低溫貯藏可在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中延長(zhǎng)稻谷貨架期，保證稻谷的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，進(jìn)一步為低溫貯藏在稻谷中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。