王紅亮 渠琛玲 王若蘭 萬(wàn)立昊 耿憲洲

(河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，鄭州 450001)

稻谷在世界范圍內(nèi)廣泛種植，全球有超過(guò)60%的人口以它為食[1]。我國(guó)糧食產(chǎn)量位居世界之首，其中稻谷是我國(guó)第一大糧食作物，據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，我國(guó)2017年稻谷總產(chǎn)量達(dá)2.09億t，占谷物總產(chǎn)量的37%。隨著人民生活水平的提高，人們對(duì)食物的要求不但能夠解決溫飽，而且對(duì)其品質(zhì)也有一定的要求，而優(yōu)質(zhì)稻谷因其獨(dú)特的品質(zhì)逐漸受到人們的青睞。

優(yōu)質(zhì)稻谷是指由優(yōu)質(zhì)品種生產(chǎn)，符合GB/T 17891—2017要求的稻谷，與普通稻谷相比，優(yōu)質(zhì)稻谷要求蒸煮后適口性好、米飯軟硬適中、不黏結(jié)、冷飯不回生[2]。優(yōu)質(zhì)稻谷在儲(chǔ)藏的過(guò)程中會(huì)發(fā)生一系列的生理、化學(xué)變化，包括糊化性質(zhì)、色澤、氣味，這些變化過(guò)程稱為稻谷的陳化，它會(huì)影響稻谷的品質(zhì)[3]。稻谷的儲(chǔ)藏方式有常溫儲(chǔ)藏、低溫儲(chǔ)藏、氣調(diào)儲(chǔ)藏[4,5]，這三種儲(chǔ)藏方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，常溫儲(chǔ)藏成本低，稻谷品質(zhì)劣變快，低溫儲(chǔ)藏和氣調(diào)儲(chǔ)藏有利于保持優(yōu)質(zhì)稻谷品質(zhì)，但是成本以及對(duì)倉(cāng)房要求較高。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)檢測(cè)常溫儲(chǔ)藏條件下優(yōu)質(zhì)稻谷的品質(zhì)變化，為優(yōu)質(zhì)稻谷的儲(chǔ)藏提供參考，為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

優(yōu)質(zhì)稻谷黃華占、兩優(yōu)(產(chǎn)地：湖北省，于2016年9月收獲)，雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.8%、0.6%，含水量為13.5%～14.0%。由于儲(chǔ)藏過(guò)程中害蟲(chóng)密度超過(guò)了國(guó)標(biāo)要求，于2017年10月15日對(duì)兩種優(yōu)質(zhì)稻谷進(jìn)行熏蒸，所用藥劑為硫酰氟。

圖1 模擬倉(cāng)設(shè)計(jì)圖

1.2 實(shí)驗(yàn)所用模擬倉(cāng)

實(shí)驗(yàn)所用模擬倉(cāng)如圖1和圖2。模擬倉(cāng)長(zhǎng)×寬×高=1.50 m×0.95 m×1.20 m，裝糧高度為1.00 m，每倉(cāng)所裝稻谷約850 kg。

圖2 模擬倉(cāng)實(shí)物圖

1.3 實(shí)驗(yàn)儀器

Tu-1810紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、JGMJ8098型礱谷機(jī)、JNM-Ⅲ型碾米機(jī)、S/N2143107-TMB 型Super3RVA、FSJ-Ⅱ型錘式旋風(fēng)磨、TA.XT Plus型質(zhì)構(gòu)測(cè)定儀。

1.4 所用試劑

氫氧化鉀、30%過(guò)氧化氫、高錳酸鉀、無(wú)水乙醇、95%乙醇、鄰苯二甲酸氫鉀、磷酸氫二鈉：分析純。

1.5 測(cè)定指標(biāo)及方法

色澤、氣味測(cè)定、脂肪酸值和品嘗評(píng)分測(cè)定參照GB/T 20569—2006；水分測(cè)定參照GB 5009.3—2016；黃粒米含量測(cè)定參照GB/T 17891—2017(附錄D)；直鏈淀粉含量測(cè)定參照GB/T 15683—2008；出糙率測(cè)定參照GB/T 5495—2008；整精米率測(cè)定參照GB/T 21719—2008；過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度(HPA)測(cè)定參照GB/T 5522—2008；發(fā)芽率測(cè)定參照GB/T 5520—2011；糊化特性測(cè)定參照GB/T 24852—2010。

質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定[4]：將優(yōu)質(zhì)稻谷壟谷、碾米后制成標(biāo)一米，按照GB/T 20569—2006附錄B蒸煮米飯，取出后將鋁盒放在空氣中冷卻20 min。測(cè)定時(shí)從試樣不同部位隨機(jī)選取4粒完整大米粒，對(duì)稱放在載物臺(tái)上，共測(cè)定8次，去除最大值和最小值后求其平均值。相關(guān)參數(shù)：探頭為P/36R；操作模式：壓力測(cè)定；壓縮比例：70%；觸發(fā)點(diǎn)：5 g；測(cè)試循環(huán)數(shù)：2；間隔時(shí)間：2 s；測(cè)前速度：5 mm/s；測(cè)試速度：0.5 mm/s；測(cè)后速度：0.5 mm/s；目標(biāo)距離：disitance。

1.6 取樣間隔

實(shí)驗(yàn)每?jī)蓚€(gè)月取樣一次進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)周期為2017年5月17日—2018年7月17日。

1.7 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理采用Excel、Origin和Spss軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 儲(chǔ)藏品質(zhì)的變化

根據(jù)GB/T 20569—2006，稻谷的儲(chǔ)藏品質(zhì)指標(biāo)有色澤氣味、脂肪酸值和品嘗評(píng)分值，可以從外觀、化學(xué)反應(yīng)和口感上對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，色澤氣味指稻谷制成標(biāo)準(zhǔn)一等精度大米后的顏色和氣味，儲(chǔ)藏時(shí)間較長(zhǎng)的稻谷制成的大米色澤發(fā)暗，有哈喇味，新鮮稻谷或儲(chǔ)藏時(shí)間較短的稻谷制成的大米色澤鮮亮，氣味清新。實(shí)驗(yàn)期間兩種優(yōu)質(zhì)稻谷儲(chǔ)藏420 d后色澤氣味均正常。

脂肪酸值指中和100 g干物質(zhì)試樣中游離脂肪酸所消耗的氫氧化鉀(mg)，脂肪酸值越大，稻谷儲(chǔ)藏品質(zhì)越差，是評(píng)價(jià)稻谷儲(chǔ)藏品質(zhì)最重要的指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的脂肪酸值均呈上升趨勢(shì)，但是兩優(yōu)的脂肪酸值小于黃華占，如圖3a所示，在儲(chǔ)藏420 d時(shí)，黃華占和兩優(yōu)的脂肪酸值分別為(29.883±0.540) mg/100 g和(28.890±0.641) mg/100 g，根據(jù)GB/T 20569—2006規(guī)定，兩種優(yōu)質(zhì)稻谷均處于易存范圍。品嘗評(píng)分值指米飯進(jìn)行感官評(píng)價(jià)分析品評(píng)試驗(yàn)所得的色澤、氣味、外觀結(jié)構(gòu)、滋味等各項(xiàng)評(píng)分值的總和，反映了稻谷制備米飯的口感，研究表明，感官評(píng)價(jià)分析對(duì)與質(zhì)構(gòu)相關(guān)的黏性和黏著性的變化較敏感[6]。如圖3b所示，兩種優(yōu)質(zhì)稻谷經(jīng)過(guò)420 d的儲(chǔ)藏后，品嘗評(píng)分值均大于70，處于宜存范圍內(nèi)。

圖3 儲(chǔ)藏期間脂肪酸值和品嘗評(píng)分的變化

2.2 質(zhì)量指標(biāo)的變化

根據(jù)GB/T 17891—2017規(guī)定，水分、黃粒米含量、直連淀粉含量屬于優(yōu)質(zhì)稻谷的質(zhì)量指標(biāo)，即用來(lái)判斷優(yōu)質(zhì)稻谷等級(jí)的指標(biāo)。水是多種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，水分過(guò)高會(huì)引起稻谷發(fā)熱、霉變、結(jié)露等，水分過(guò)低會(huì)影響稻谷加工、食用品質(zhì)，因此水分的高低會(huì)影響優(yōu)質(zhì)稻谷的定等，兩種優(yōu)質(zhì)稻谷在儲(chǔ)藏420 d后，水分無(wú)明顯變化，均處于13.5%～14.0%之間。黃粒米指大米試樣中色澤與正常的米粒有差異且胚乳呈黃色的米粒，其質(zhì)量與試樣總質(zhì)量的比值就是黃粒米率[7]，在儲(chǔ)藏過(guò)程中，由于害蟲(chóng)和微生物的活動(dòng)等原因，導(dǎo)致米粒變黃[8]。如圖4a所示，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的黃粒米率均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，黃華占的黃粒米率大于兩優(yōu)，在420 d時(shí)黃華占的黃粒米率為(0.66±0.04)%，兩優(yōu)的黃粒米率(0.61±0.05)%，根據(jù)GB/T 17891—2017規(guī)定，該稻谷符合優(yōu)質(zhì)稻谷的定等要求。直鏈淀粉含量指試樣中直鏈淀粉占試樣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，直鏈淀粉含量越高，大米制備的米飯口感越差。如圖4b所示，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的直鏈淀粉含量逐漸增加，黃華占的直鏈淀粉含量大于兩優(yōu)的，在420 d時(shí)兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的直鏈淀粉含量達(dá)到最大值，黃華占為(16.935±0.318)%，兩優(yōu)為(16.591±0.226)%，符合優(yōu)質(zhì)稻谷的定等要求。

圖4 儲(chǔ)藏期間黃粒米含量和直鏈淀粉含量的變化

2.3 加工品質(zhì)的變化

加工品質(zhì)指稻谷經(jīng)過(guò)壟谷、碾米成為糙米、精米的能力，評(píng)價(jià)稻谷加工品質(zhì)的指標(biāo)為出糙率和整精米率。出糙率指的是凈稻谷脫殼后的糙米占試樣質(zhì)量的分?jǐn)?shù)，其大小能夠反映稻谷的工藝品質(zhì)，出糙率高的稻谷其加工品質(zhì)好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，儲(chǔ)藏過(guò)程中兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的出糙率隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，如圖5a所示，黃華占的出糙率大于兩優(yōu)的，在420 d時(shí)黃華占和兩優(yōu)的出糙率分別為(77.78±0.17)%和(76.81±0.03)%，根據(jù)GB 1350—2009的判定標(biāo)準(zhǔn)，儲(chǔ)藏420 d后的黃華占符合2級(jí)稻谷的標(biāo)準(zhǔn)，兩優(yōu)符合3級(jí)稻谷的標(biāo)準(zhǔn)。整精米率是指整精米占凈稻谷試樣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，整精米率是衡量稻谷的加工品質(zhì)的指標(biāo)之一。整精米率越高，稻谷的加工品質(zhì)越高[9]，儲(chǔ)藏環(huán)境的溫度、濕度和儲(chǔ)藏時(shí)間對(duì)稻谷的整精米率都會(huì)有一定程度的影響[10]。如圖5b所示，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，整精米率呈下降趨勢(shì)，儲(chǔ)藏420 d后，黃華占的整精米率為(58.51±0.15)%，兩優(yōu)的整精米率為(55.56±0.19)%，根據(jù)GB/T 17891—2017的判定標(biāo)準(zhǔn)，儲(chǔ)藏420 d后的黃華占符合1級(jí)優(yōu)質(zhì)稻谷的標(biāo)準(zhǔn)，兩優(yōu)符合2級(jí)優(yōu)質(zhì)稻谷的標(biāo)準(zhǔn)。

圖5 儲(chǔ)藏期間出糙率和整精米率的變化

2.4 生理品質(zhì)的變化

稻谷的生理活動(dòng)總是由旺盛到衰弱，生理活動(dòng)強(qiáng)的稻谷較新鮮，可以通過(guò)過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度和發(fā)芽率來(lái)表征稻谷生理活動(dòng)的強(qiáng)弱，進(jìn)而表示稻谷的新鮮程度。過(guò)氧化氫酶是最早發(fā)現(xiàn)的與種子活力有關(guān)的氧化酶類(lèi)之一，其活性可間接反應(yīng)種子活力的大小，與糧食品質(zhì)之間也存在著一定的相關(guān)關(guān)系，是衡量谷物品質(zhì)一項(xiàng)重要的指標(biāo)[11]。兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度變化趨勢(shì)如圖6a所示，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的過(guò)氧化氫酶均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，儲(chǔ)藏420 d后，黃華占的過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度為(20.013±0.924) mgH2O2/g，下降了23.882 mg H2O2/g，兩優(yōu)的過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度為(24.120±1.10) mgH2O2/g，下降了20.670 mg H2O2/g。

圖6 儲(chǔ)藏期間過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度和發(fā)芽率的變化

發(fā)芽率是指有生活力的種子在發(fā)芽方面的能力，反映了稻谷種子活力，是稻谷新鮮程度的體現(xiàn)。如圖6b所示，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的發(fā)芽率整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。結(jié)果表明，儲(chǔ)藏420 d后，黃華占的發(fā)芽率為(0.33±0.33)%，下降了98.17%；兩優(yōu)的發(fā)芽率為(6.35±2.84)%，下降了92.65%。兩種優(yōu)質(zhì)稻谷發(fā)芽率的下降有兩方面的原因，一方面是儲(chǔ)藏時(shí)間的增加導(dǎo)致種子的活力下降，另一方面是由于儲(chǔ)藏過(guò)程中的熏蒸所致[12]。

2.5 糊化特性的變化

大米的主要成分是淀粉，當(dāng)水過(guò)量時(shí)，大米與水的懸浮混合物在加熱和內(nèi)源性淀粉酶的協(xié)同作用下，吸水膨脹崩解發(fā)生糊化。大米的糊化特性的各項(xiàng)數(shù)據(jù)尤其是峰值黏度、衰減值、回生值等能很好地評(píng)價(jià)大米食用品質(zhì)的優(yōu)劣[13]，并且，研究表明衰減值是最重要的黏度指標(biāo)[14]。對(duì)儲(chǔ)藏期的兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的糊化特性的各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行樣品均值、標(biāo)準(zhǔn)差的統(tǒng)計(jì)分析以及各個(gè)指標(biāo)數(shù)值在不同檢測(cè)階段差異性的方差分析，結(jié)果如表1、表2所示。

由表1可知，黃華占樣品的峰值黏度在0～120 d和240～420 d之間的數(shù)據(jù)差異性不顯著，180 d的數(shù)據(jù)與前后兩個(gè)階段數(shù)據(jù)相比具有顯著性差異，表明峰值黏度在120～240 d之間顯著變化；最低黏度在60 d時(shí)與初始數(shù)據(jù)相比具有顯著性差異，180～420 d時(shí)數(shù)據(jù)之間相比沒(méi)有顯著性差異，表明最低黏度開(kāi)始變化明顯，之后變化平緩；衰減值在120 d時(shí)與初始值相比具有顯著性差異，240～420 d之間數(shù)據(jù)差異不顯著，表明衰減值后期變化不顯著；最終黏度在0～120 d之間差異不顯著，180～420 d之間數(shù)據(jù)具有顯著性差異，表明后期變化明顯；回生值數(shù)據(jù)在0～120 d之間差異顯著，在120～300 d之間差異不顯著；峰值時(shí)間在120 d時(shí)與初始數(shù)據(jù)相比開(kāi)始具有顯著性差異，120 d之后的數(shù)據(jù)之間具有顯著性差異，表明120 d開(kāi)始峰值時(shí)間變化顯著；糊化溫度在0～180 d之間差異性不顯著，300 d開(kāi)始數(shù)據(jù)之間具有顯著性差異，表明糊化溫度前期變化不明顯，后期變化明顯。

表2顯示了兩優(yōu)稻谷的糊化特性指標(biāo)差異性，峰值黏度在0～120 d之間變化不顯著，180 d以及以后的數(shù)據(jù)與初始值相比差異性顯著，表明峰值黏度前期變化平緩，后期變化明顯；最低黏度在0～180 d之間的數(shù)據(jù)具有顯著性差異，180～360 d之間的數(shù)據(jù)差異性不顯著，表明最低黏度開(kāi)始變化明顯，后期變化緩慢；衰減值在120 d時(shí)與初始數(shù)據(jù)具有顯著性差異，180～420 d之間的數(shù)據(jù)差異性顯著，表明后期數(shù)據(jù)變化明顯；最終黏度60～120 d、300～360 d之間的數(shù)據(jù)差異性不顯著，其他時(shí)間之間的數(shù)據(jù)差異性顯著，表明最終黏度在儲(chǔ)藏期間變化明顯；回生值在60 d時(shí)與初始數(shù)據(jù)相比具有差異性，120～360 d之間的數(shù)據(jù)差異性不顯著，表明回生值開(kāi)始變化明顯，后期變化平緩；峰值時(shí)間在0～60、120～180、240～360 d之間差異不顯著，整體差異性顯著；糊化溫度在240 d開(kāi)始與初始數(shù)據(jù)具有顯著性差異，之后的數(shù)據(jù)之間具有顯著性差異，表明糊化溫度開(kāi)始變化緩慢，后期變化不明顯。

表1 儲(chǔ)藏期間黃華占糊化特性差異性分析

注：表中同列不同的小字母表示P<0.05水平的差異性顯著，余同。

表2 儲(chǔ)藏期間兩優(yōu)糊化特性差異性分析

2.6 質(zhì)構(gòu)特性的變化

大米的質(zhì)構(gòu)特性是影響大米食用品質(zhì)的重要因素[15]，它直接反應(yīng)了大米的口感。通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀可以測(cè)定大米的質(zhì)構(gòu)特性，其中TPA模式通過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行兩次壓縮來(lái)模擬人口腔的咀嚼運(yùn)動(dòng)，同時(shí)能夠得到質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)：硬度、黏附性、彈性和咀嚼性等，這些參數(shù)能夠評(píng)價(jià)大米質(zhì)構(gòu)特性的變化[16]。

硬度是第1次壓縮所用的最大壓力，表征了樣品達(dá)到一定變形時(shí)所必須的力，如圖7a所示，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的硬度呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，420 d時(shí)黃華占的硬度為(2 674.282±64.415)g，上升了1 039.082 g，兩優(yōu)的硬度為(2 488.545±53.861) g，上升了250.145 g。黏著性是指咀嚼米飯時(shí)，米飯對(duì)上顎、牙齒、舌頭等接觸面黏著的性質(zhì)[17]，如圖7b所示，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的黏著性均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，儲(chǔ)藏420 d時(shí)，黃華占的黏著性為(-138.966±8.87) g·s，下降了105.934 g·s，兩優(yōu)的黏著性為(-156.961±7.401) g·s，下降了59.739 g·s。彈性指第一次壓縮結(jié)束后與第二次壓縮開(kāi)始間樣品恢復(fù)的高度，品質(zhì)較好的稻谷蒸煮的米飯彈性較好[18]，如圖7c所示，兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的彈性呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，黃華占的彈性為(0.58±0.01) mm，較初始值下降了0.21 mm，兩優(yōu)的彈性為(0.63±0.01) mm，較最大值下降了0.19 mm。咀嚼性是膠著性與彈性的乘積，表示把半固體樣品咀嚼成能夠吞咽的穩(wěn)定狀態(tài)所需要的能量，如圖7d所示，兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的咀嚼性均呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，黃華占的咀嚼性為(728.500±13.178) g，上升了374.599 g，兩優(yōu)的咀嚼性為(630.758±12.689) g，上升了287.301 g。大米蒸煮后的質(zhì)構(gòu)特性是反映米飯食用品質(zhì)的重要特性，質(zhì)構(gòu)特性下降，表明大米食用品質(zhì)下降。

圖7儲(chǔ)藏期間質(zhì)構(gòu)特性的變化

3 結(jié)論

3.1 儲(chǔ)藏420 d時(shí)，黃華占質(zhì)量指標(biāo)、加工品質(zhì)、生理品質(zhì)、糊化特性和質(zhì)構(gòu)特性均下降，并且脂肪酸值上升到了(29.883±0.540) mg/100 g，接近宜存標(biāo)準(zhǔn)上限(30 mg/100 g)，以稻谷儲(chǔ)存品質(zhì)判定規(guī)則中的“宜存”和稻谷質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不降級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)，建議常溫儲(chǔ)藏時(shí)優(yōu)質(zhì)稻谷的儲(chǔ)藏期不超過(guò)14個(gè)月。

3.2 兩種優(yōu)質(zhì)稻谷相比，儲(chǔ)藏過(guò)程中黃華占的脂肪酸值大于兩優(yōu)的，以420 d時(shí)兩種優(yōu)質(zhì)稻谷的脂肪酸值為例，黃華占的脂肪酸值為(29.883±0.540) mg/100 g，兩優(yōu)的脂肪酸值為(28.890±0.641) mg/100 g，黃華占的脂肪酸值比兩優(yōu)的脂肪酸值要高0.993 mg/100 g，可見(jiàn)兩優(yōu)比黃華占的儲(chǔ)藏期要長(zhǎng)，建議糧庫(kù)選擇儲(chǔ)藏品質(zhì)更為穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)稻谷進(jìn)行儲(chǔ)備。

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，熏蒸后的優(yōu)質(zhì)稻谷的發(fā)芽率大幅度下降，儲(chǔ)藏420 d后，黃華占的發(fā)芽率為為(0.33±0.33)%，下降了98.17%；兩優(yōu)的發(fā)芽率為(6.35±2.84)%，下降了92.65%。建議作為種子儲(chǔ)備的優(yōu)質(zhì)稻谷不要進(jìn)行熏蒸，采用低溫或準(zhǔn)低溫的方式進(jìn)行儲(chǔ)藏。