韓 赟，梁 靜，李 成，于海華，於海明

(1.無錫中糧工程科技有限公司，江蘇 無錫 214123； 2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，江蘇 南京 210031)

0 引言

稻谷是我國主要糧食作物之一，中國是世界上最大的稻谷生產(chǎn)國，稻谷產(chǎn)量占世界稻谷總量的1/3且產(chǎn)量較為穩(wěn)定[1]。我國人口眾多，且一半以上人口以大米為主食。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人們生活水平的提高，消費(fèi)者越來越注重食用大米的品質(zhì)，稻谷的種植、選種、栽培、收獲、加工及儲藏等至關(guān)重要。收獲后的水稻，除少部分被直接食用外，大部分是以稻谷或者糙米形式被儲藏起來。儲藏后的稻谷會發(fā)生陳化，稻谷陳化是稻谷本身生理變化的自然現(xiàn)象，陳化在稻谷儲藏期間不會因?yàn)橥獠織l件變化而停止[2]。在貯藏期間，稻谷理化性質(zhì)會發(fā)生不同程度的改變，主要表現(xiàn)在稻谷水分、顏色、熱性質(zhì)、糊化特性和脂肪酸含量等方面[3]。因此，稻谷的儲藏對稻谷品質(zhì)尤為重要，儲藏時的溫度、濕度、稻谷初始含水率和稻谷品種等都會對谷物產(chǎn)生影響。本文分析總結(jié)了儲藏條件、儲藏方式對稻谷品質(zhì)的影響，并分析了稻谷儲藏期間品質(zhì)的變化。

1 儲藏條件對稻谷品質(zhì)的影響

1.1 溫度

稻谷儲藏過程中除了本身發(fā)生各種生物化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致品質(zhì)變化外，儲藏時的濕度、溫度、微生物活性也會促進(jìn)稻谷陳化。導(dǎo)致稻谷發(fā)生陳化的微生物有多種，霉菌是其中起主要作用的微生物，有些霉菌在稻谷儲藏期間還會分裂出其他毒素，對稻谷食用品質(zhì)造成安全影響[4]。

周建新等[5]研究儲藏濕度較高時溫度對稻谷微生物的影響發(fā)現(xiàn)，高濕條件下儲藏的稻谷，盡管儲藏溫度不同，但是霉菌數(shù)量都呈現(xiàn)增加趨勢，儲藏溫度越高，霉菌數(shù)量增加越多；而稻谷中細(xì)菌的數(shù)量會隨著儲藏時間的延長先增加后減少。陳永春等[6]通過研究在10、14和18 ℃及常溫條件下儲藏后稻谷水分、脂肪酸值和過氧化氫酶活性度的變化，來判斷不同的儲藏溫度對稻谷品質(zhì)的影響。研究得出：不同儲藏溫度對谷物水分的影響不明顯，而脂肪酸的變化較明顯，儲藏溫度高，脂肪酸含量增加較為顯著；不同儲藏溫度下過氧化氫酶活性度變化明顯，當(dāng)儲藏溫度升高時，過氧化氫酶活性會按照一定趨勢下降。

1.2 儲藏時間

周顯青等[7]研究了儲藏不同年限后的稻谷品質(zhì)變化，選取經(jīng)過不同年限儲藏的稻谷，對其蒸煮品質(zhì)、食味性及質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行研究。結(jié)果顯示：儲藏時間越長，稻谷的吸水率和膨脹率越高；不同品種的稻谷，其膨脹體積上升趨勢存在一定的差異；食味特性方面，經(jīng)過儲藏后稻谷米湯的pH值、碘藍(lán)值、固形物均呈現(xiàn)下降趨勢；質(zhì)構(gòu)特性方面，隨著儲藏時間的增長，米飯硬度、咀嚼特性都變大。

稻谷在儲藏過程中，當(dāng)儲藏環(huán)境適合微生物生存時，微生物的滋生會引起儲藏稻谷的霉變、變色和腐爛，對儲藏稻谷的質(zhì)量造成直接或者間接的影響[8]。葛志文等[9]研究了不同儲藏年限的稻谷微生物群落代謝功能的特性，通過比較分析總碳源平均色度變化率、六類碳源對應(yīng)的平均色度變化率及主要成分，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)竟任催M(jìn)行儲藏時，微生物群落的代謝功能最強(qiáng)，代謝功能最弱的點(diǎn)出現(xiàn)在儲藏時間1年時，當(dāng)儲藏時間超過1年時，隨著儲藏時間的增加，微生物群落代謝功能不斷增強(qiáng)[10]。

1.3 儲藏水分

李佳等[11]研究了水分偏高的谷物在夏季儲藏期間的品質(zhì)變化，通過利用空調(diào)對儲藏期間的溫度進(jìn)行控制，跟蹤監(jiān)測儲藏期間稻谷水分、脂肪酸值及米飯硬度等品質(zhì)特性。研究表明，當(dāng)谷物水分偏高時儲藏期間水分基本保持穩(wěn)定，而脂肪酸、硬度等指標(biāo)上升，彈性及黏度呈現(xiàn)下降趨勢。當(dāng)谷物水分含量較高時，較低的儲藏溫度對谷物品質(zhì)影響小[12]。

段依夢等[13]研究了水分含量高的稻谷在不同溫度儲藏下的品質(zhì)變化規(guī)律，主要根據(jù)脂肪酸含量變化建立稻谷儲藏品質(zhì)變化的動力學(xué)模型。研究發(fā)現(xiàn)，不同溫度儲藏的稻谷，其含水率均按照一定趨勢下降；隨著儲藏時間延長而增加且高溫下增加明顯；高溫儲藏后的稻谷出糙率、整精米率都低于低溫儲藏。綜合來說，高水分含量的稻谷，高溫儲藏加速其陳化速率[14]。

2 儲藏方式對稻谷品質(zhì)的影響

稻谷儲藏方式多種多樣，目前研究及應(yīng)用較多的儲藏技術(shù)包括低溫儲藏、常規(guī)儲藏和氣調(diào)儲藏[15]。除此之外，研究人員也發(fā)現(xiàn)了幾種新型的儲藏技術(shù)，如脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)、紅外干燥、微波干燥及微波熱風(fēng)聯(lián)合干燥技術(shù)等。

2.1 常溫儲藏

常溫儲藏是目前我國儲藏稻谷、糙米及大米等最常用的儲藏方式。王紅亮等[16]研究了優(yōu)質(zhì)稻谷在常溫儲藏條件下的品質(zhì)變化，研究表明，稻谷在常溫條件下儲藏時，其儲藏品質(zhì)、質(zhì)量指標(biāo)、加工品質(zhì)、糊化特性及質(zhì)構(gòu)特性等都出現(xiàn)下降。儲藏14個月后，稻谷已經(jīng)不再適合儲藏，因此，常溫儲藏稻谷時，由于溫度是隨季節(jié)變化的，儲藏周期不宜過長[17]。

2.2 氣調(diào)儲藏

氣調(diào)儲藏分為多種，其中最常見的氣調(diào)儲藏方法是真空儲藏，真空儲藏是利用壓力抽干儲藏室的空氣，通過降低氧氣含量來抑制或者降低谷物的呼吸作用，達(dá)到減少谷物損失、防霉、防蟲、降低陳化速度、保持谷物品質(zhì)的目的[18]。

夏吉慶等[19]研究對比分析了常規(guī)和真空儲藏方式下稻米品質(zhì)指標(biāo)黏度變化規(guī)律；并確定不同初始含水率對稻米脂肪酸含量的影響，進(jìn)一步探討真空條件保持稻米食用品質(zhì)的原因。研究發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)儲藏相比，真空儲藏的稻米其黏度值、脂肪酸含量及外觀品質(zhì)變化都較小，食用品質(zhì)等都高于常規(guī)儲藏。

2.3 低溫儲藏

低溫儲藏是指稻谷儲藏時的溫度低于15 ℃或者保持在15～20 ℃，機(jī)械通風(fēng)、空調(diào)調(diào)溫是實(shí)現(xiàn)低溫儲藏常用的方法[20]。大量研究表明，低溫儲藏時，稻谷的陳化速率會降低、品質(zhì)變化速度減緩；稻谷中脂肪酶的活性受到抑制，脂肪水解速度降低；低溫儲藏還能抑制微生物的繁殖生長速度，減少有毒代謝產(chǎn)物的生成[21]。合理的低溫儲藏能夠延緩稻谷品質(zhì)下降，保證一定的發(fā)芽率。

施燦璨[22]研究了利用自主研發(fā)的自然冷資源稻谷低溫儲藏倉，以高含水率稻谷為研究對象，以保持稻谷優(yōu)良的食用品質(zhì)為試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，對自然冷資源低溫稻谷儲藏的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究分析，研究儲藏過程中稻谷含水率的變化規(guī)律及儲藏品質(zhì)的變化情況，驗(yàn)證利用自然冷資源低溫儲藏高含水率稻谷的可行性并確定最佳儲藏工藝參數(shù)。研究表明，低溫儲藏下的稻谷，其稻谷品質(zhì)較常溫儲藏變化明顯減緩[23]。

2.4 其他儲藏方式

新型脈沖殺菌技術(shù)是一種新的稻谷儲藏方式，其工作原理是利用短時間內(nèi)脈沖的強(qiáng)光譜殺死稻谷表面的細(xì)菌。脈沖殺菌可以對稻谷表面的固體、氣體及液體中的致病細(xì)菌、易腐蝕微生物進(jìn)行滅活處理；相比于其他殺菌處理技術(shù)，脈沖殺菌技術(shù)能耗低、效率高、對稻谷品質(zhì)影響小。丁超等[24]研究了脈沖強(qiáng)光對高水分稻谷滅霉效果及加工品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)脈沖強(qiáng)光可以有效殺滅稻谷表面的霉菌，且脈沖時間、脈沖距離對稻谷中霉菌致死率影響顯著；達(dá)到一定劑量的脈沖強(qiáng)光對谷物有一定的干燥作用，經(jīng)過脈沖強(qiáng)光處理后的谷物出糙率、整精米率都提高，稻谷的儲藏品質(zhì)得到極大改善。

3 儲藏過程中稻谷品質(zhì)變化

3.1 脂肪酸值

稻谷中脂肪的含量低于淀粉、蛋白質(zhì)的含量，其含量一般約占稻谷總質(zhì)量的3%。脂肪在稻谷內(nèi)部呈不均勻分布，米胚中脂肪含量高于外部種皮和其他表層[25]。脂肪酸值的變化是評價稻谷在儲藏過程中品質(zhì)變化的重要依據(jù)之一，脂肪酸值變化的快慢、大小與稻谷儲藏時的溫度、濕度、空氣含量、稻谷初始含水率及稻谷品種緊密相連。李佳等[11]研究了稻谷控溫儲藏過程中的脂肪酸值變化，發(fā)現(xiàn)隨著儲藏時間的延長，稻谷的脂肪酸值整體是不斷上升的，但是不同季節(jié)，稻谷脂肪酸值變化趨勢有所差別，在夏季高溫時期，脂肪酸值上升幅度較其他季節(jié)偏大，而進(jìn)入冬季，稻谷脂肪酸值的上升趨勢趨于平緩[26]。

3.2 發(fā)芽率

稻谷是活的生命體，稻谷在儲藏期間時刻都在進(jìn)行呼吸作用。另外，稻谷每個部位呼吸作用強(qiáng)度存在差異，經(jīng)研究，胚乳的呼吸作用是最弱的。發(fā)芽率是判斷儲藏后的稻谷呼吸強(qiáng)度最直接的指標(biāo)，通過測量發(fā)芽率可以判斷糧食的新鮮程度與稻谷食用品質(zhì)[26]。大多數(shù)稻谷不存在后熟期即收獲時就具備一定的發(fā)芽能力，彭毛等[27]研究了不同儲藏方式對稻谷發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響，對比不同儲藏溫度(常溫、低溫、準(zhǔn)低溫)下稻谷的發(fā)芽勢發(fā)現(xiàn)，隨著儲藏時間的延長，稻谷發(fā)芽勢都呈現(xiàn)下降趨勢，但常溫儲藏的稻谷下降最明顯，低溫儲藏變化最小。對比不同儲藏溫度下稻谷的發(fā)芽率發(fā)現(xiàn)，隨著儲藏時間的延長，發(fā)芽率的變化趨勢與發(fā)芽勢基本相同。

經(jīng)過不同干燥方式后進(jìn)行儲藏的稻谷發(fā)芽率也存在差異。蔡雪梅等[28]通過選取干燥后仍然保持較好品質(zhì)的稻谷在不同溫度下進(jìn)行模擬儲藏研究，研究經(jīng)過不同干燥方式后的稻谷在不同儲藏溫度條件下的變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，與自然通風(fēng)干燥相比，熱風(fēng)、微波干燥后稻谷的發(fā)芽率都發(fā)生下降，稻谷高溫?zé)犸L(fēng)、微波干燥后的發(fā)芽率與低溫干燥后相比有所下降[29]。

3.3 淀粉糊化特性

淀粉是稻谷最主要的成分，約占稻谷總質(zhì)量的90%[30]。干燥后的稻谷通常被直接儲藏起來，稻谷中淀粉的吸水性、溶解性等都會在儲藏期間發(fā)生變化，稻谷的種類、儲藏時水分含量、儲藏條件等都會對稻米中淀粉的糊化特性產(chǎn)生影響，稻米糊化溫度、峰值黏度、崩解值、終止黏度和回生值是體現(xiàn)稻米糊化特性的主要指標(biāo)。相關(guān)研究人員研究了儲藏溫度分別為15、25和35 ℃時稻米淀粉糊化特性的變化，研究發(fā)現(xiàn)，儲藏溫度35 ℃時，淀粉糊化溫度最高，而15與25 ℃儲藏時，淀粉糊化溫度與初始值基本相同[30]。對于淀粉峰值黏度，高溫儲藏的稻米淀粉峰值黏度最低，研究表明黏度降低反映了淀粉顆粒在破裂前自由膨脹的能力降低。崩解值是指經(jīng)過指定溫度儲藏后的稻谷受熱、剪切時淀粉顆粒抵抗破裂的能力，即淀粉顆粒的膨脹力。回升值則體現(xiàn)了稻米淀粉滲出直鏈淀粉迅速聚集能力，低溫儲藏時稻米淀粉的崩解值與回升值都較高。

3.4 質(zhì)構(gòu)特性

米飯的質(zhì)構(gòu)特性是評價稻米食用品質(zhì)最重要的指標(biāo)，稻米的品種、種植生長環(huán)境都會影響大米蒸煮后的質(zhì)構(gòu)特性，即使同品種的稻米，經(jīng)過不同溫度、濕度等條件儲藏后，蒸煮后的質(zhì)構(gòu)特性也存在差異。多種研究表明，儲藏后的稻谷質(zhì)構(gòu)品質(zhì)會發(fā)生明顯的改變，質(zhì)構(gòu)品質(zhì)均存在不同程度的下降，主要表現(xiàn)在米飯的硬度、黏度、彈性、最大負(fù)載和黏著性等指標(biāo)發(fā)生改變。戰(zhàn)旭梅[31]通過用質(zhì)構(gòu)儀對不同品種儲藏稻米的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)進(jìn)行檢測，分析其硬度、黏度等指標(biāo)，得出米飯?jiān)趦Σ剡^程中質(zhì)構(gòu)特性的變化。研究發(fā)現(xiàn)：高溫儲藏后的稻谷硬度增加明顯；低溫儲藏下稻谷的硬度有增有減，總體差異不顯著；不論高溫還是低溫儲藏，稻谷黏度、彈性和回復(fù)能量都會下降，但高溫儲藏的稻谷黏度下降較大?？傮w來說，高溫儲藏會加速稻谷陳化，而低溫儲藏能夠延緩稻谷的陳化[3]。

4 結(jié)束語

稻谷儲藏期間陳化變質(zhì)過程是十分復(fù)雜的，目前大部分研究者僅僅局限于對稻谷儲藏時水分、發(fā)芽率、脂肪酸含量、直鏈淀粉含量、硬度、淀粉糊化特性和質(zhì)構(gòu)特性等品質(zhì)變化進(jìn)行研究，缺少對稻谷內(nèi)部深層結(jié)構(gòu)及其他細(xì)微變化的研究[2]。另外，研究稻谷品質(zhì)變化的方法除了基本的實(shí)驗(yàn)方法、儀器檢測外，新的研究技術(shù)還有待開發(fā)。稻谷的陳化變質(zhì)是不可避免的，稻谷的品種選擇、生長條件、烘干程序和儲藏條件都會影響其陳化速度，因此，選擇合理的稻谷烘干儲藏技術(shù)、稻谷品質(zhì)監(jiān)測技術(shù)對保證稻谷品質(zhì)安全有重要意義。