呂晨澤 章 程 李 燕 邵亮亮 張谷平 陳 曦 應美蓉

(1 中國計量大學生命科學學院 310018) (2 浙江省糧油產品質量檢測中心 310012)

水稻是最重要的谷物作物之一，選擇稻米為日常主食的人口占了世界人口半數(shù)以上，以亞洲為主并且在非洲、南美等地不斷上升[1,2]。亞洲的水稻產量和食用量占全球的近90%，這其中中國占據(jù)了極大一部分。水稻是季節(jié)性作物，因此收獲的稻谷在進入市場前需要經歷長時間的儲存。如果稻谷在不合理的條件下儲藏會導致品質下降甚至無法食用[3]。

為了保證稻谷的儲藏品質，首先需要排除蟲害的威脅[4-6]。其他影響食物儲存過程的因素包括濕度和溫度[7-10]。倉庫中的濕度是決定包括稻谷在內所有谷物水分含量的決定性條件之一[11]。稻谷需要先經過干燥處理使其水分含量達到安全范圍后才能進行儲存，過高的水分會導致稻谷的呼吸速率增加，并進一步引起營養(yǎng)流失[12,13]。溫度對稻谷中酶的活性有很強的影響作用，這些酶決定了稻谷的呼吸和代謝速率[12,14]。整體上，溫度的升高會導致稻谷品質衰退的加速。溫度和濕度對儲存的影響是聯(lián)合性的，一般建議將稻谷的水分控制在14%以下并存儲于20℃～25℃的環(huán)境中。此外，由于在存儲過程中稻谷仍會不斷從倉庫中吸收水分，說明在進行儲存之前稻谷的水分相比于推薦的安全水分應進一步降低。

儲存在理想條件下的稻谷具有較高的營養(yǎng)價值和良好的口味。評價稻谷儲存品質的許多指標均與儲存環(huán)境的濕度和溫度密切相關，例如脂肪酸值[15,16]、食味品質[17]、發(fā)芽率[18]、新鮮度[19]和直鏈淀粉含量[20]等。稻谷中的脂肪絕大多數(shù)以甘油三酯的形式存在，甘油三酯的水解會產生脂肪酸。因此，稻谷中的脂肪酸值隨著時間的推移逐漸上升，是用于評價稻谷儲存效果的重要指標。稻谷的食味品質是大米在規(guī)定條件下蒸煮成米飯后，對所測米飯的色澤、氣味、滋味、粘性及軟硬適口程度進行綜合品嘗評價。發(fā)芽率指一定選定時間內發(fā)芽的種子所占的比例，它與種子的新鮮度呈正相關。新鮮度值是另一個衡量稻谷新鮮度的指標，它是基于樣品中醛和酮的含量計算得到的。淀粉是稻谷中最重要的營養(yǎng)成分，儲藏過程中淀粉的變化主要發(fā)生在直鏈淀粉的量和淀粉結構上，而直鏈淀粉含量的上升會導致稻米的口味和可烹飪性下降。

不同品種稻谷的耐儲藏性有很大區(qū)別，先前的研究已經證實秈米的耐儲藏性強于粳米[21]。但是關于秈粳雜交稻的理想儲藏條件仍需進一步研究。秈粳雜交稻含有大量的可溶性糖成分，具有更高的代謝速率并且更容易產生營養(yǎng)物質的流失。秈粳雜交稻的脂肪酸值在持續(xù)的高溫環(huán)境下更易受影響，這也會加速稻谷品質的劣變。秈粳雜交稻的儲存條件比秈稻谷要求更高，具體的儲藏方案更有研究的必要。

目前最為廣泛使用的控制蟲害方法是對稻谷進行化學熏蒸處理，通過磷化氫等化學物質殺滅蟲害[22-24]。但是這種方法不僅會在稻谷殘留，對環(huán)境造成化學污染，其殺蟲效率也會隨著蟲害的抗藥性逐漸上升而下降。研究者們通過調節(jié)稻谷儲藏環(huán)境的氣體條件，如控制儲藏環(huán)境的溫度和降低儲藏環(huán)境中氧氣的含量，成功地替代了傳統(tǒng)的化學熏蒸方法[25,26]。降低儲藏環(huán)境的溫度可以抑制霉菌和蟲害的生長并延緩稻谷品質下降。降低儲藏環(huán)境中的氧氣含量同樣可以遏制蟲害生長，并且還可以減緩稻谷的氧化[27]。

浙江省的稻谷儲量在我國位居前列，其中粳米和秈粳雜交稻的儲量隨著近年的“優(yōu)質糧食工程”仍在逐步上升。近年來，浙江省的倉儲設施條件得到了顯著提高，不僅倉庫的氣密性得到了有效加強，谷冷機、空調等控溫設備應用較多，氣調儲糧和內環(huán)流技術得到進一步推廣。天氣是在浙江省達到理想的糧食儲藏條件的最大挑戰(zhàn)和阻礙，在7月底的梅雨季節(jié)造成高濕度后的短短幾周內氣溫升高到37℃以上，并且高溫持續(xù)兩個多月。其結果是7月和8月稻谷所處的儲藏條件非常不穩(wěn)定，持續(xù)的高濕和高溫容易造成稻谷劣變的加速。本文研究了不同種類的優(yōu)質稻谷在浙江省的儲存結果，通過對比常規(guī)儲存、準低溫儲存、氮氣儲存三種儲存方式幫助建立高溫高濕地區(qū)最有效的稻谷儲存方案。

本文分別評估了7種不同的優(yōu)質稻谷品種在浙江省通過常規(guī)儲存、準低溫儲存、氮氣儲存下一年后的儲存品質變化，分析了包括脂肪酸值、新鮮度、發(fā)芽率、食味品質、直鏈淀粉在內的品質控制指標。結果顯示準低溫儲藏比充氮儲藏更能有效地減緩稻谷品質的下降。參與研究的7種稻谷中，5種屬于秈粳雜交稻，另外2種屬于粳稻，研究結果顯示甬優(yōu)9號在秈粳雜交稻中具有最佳的耐儲藏性質，而嘉花1號的耐儲藏性優(yōu)于秀水134。

1 材料與方法

1.1 試驗樣品與試劑

7個試驗品種均為浙江省的優(yōu)質晚稻品種，其中甬優(yōu)9號、甬優(yōu)12、甬優(yōu)15、甬優(yōu)17、甬優(yōu)1540為秈粳雜交稻，秀水134、嘉花1號為常規(guī)晚粳稻。樣品均為2018年11月秋收稻谷。樣品分為三組分別放在常規(guī)倉、準低溫倉、充氮氣調倉內儲存，距糧食表面0.5 m下，與糧倉中的其他糧食一起儲存，為期1年。每組稻谷樣品進一步按水分含量高低分為Ⅰ、Ⅱ兩組，Ⅰ組為稻谷原始水分，控制在11.5%～12.9%范圍內，Ⅱ組稻谷樣品調整到安全儲藏水分14.0%。每份實驗樣品重量不小于10 kg，用布袋包裝，取樣時先進行混勻操作再取中心部分樣品進行測試，于2019年2月至2020年1月完成實驗。

測鮮劑購自北京。直鏈淀粉含量參考樣品購自中國水稻研究所。所用化學試劑乙醇、醋酸、碘、碘化鉀、氫氧化鈉均為分析試劑級。

1.2 儲藏倉庫與條件

準低溫儲藏試驗和充氮氣調儲藏試驗分別在浙江省糧食和物資儲備局直屬糧油儲備庫17號倉和43號倉進行，倉型均為拱板倉，54 m×18 m×7 m，倉容3700 t。常規(guī)儲藏試驗在浙江中谷國家糧食儲備庫有限公司19號倉進行，倉型為高大平房倉，倉容6400 t。

準低溫儲藏：采用自動開啟空調控溫，確保樣品準低溫儲藏。開啟空調時間從2019年6月10日至9月23日。倉內糧食水分含量為9.1%～9.2%。

充氮氣調儲藏：充氮氣調時間從2019年5月20日至10月16日。倉內糧食水分含量為9.5%～9.6%。

常規(guī)儲藏：采用目前最為普遍常規(guī)糧食儲藏方式。倉內糧食水分含量為11.5%。

1.3 檢測方法

1.3.1 新鮮度值的測量方法 取25 g稻谷用實驗礱谷機脫殼，碾磨成精碾的大米并去除碎米后待測，稱取2.0 g待測大米樣品置于15 mL離心管內，加入10.0 mL顯色劑，平行放置于振蕩器上，振蕩1 min。振蕩完成后，將上層液體離心1 min，將上層清液倒入比色皿內，通過稻谷新鮮度測定儀測定光譜分析顏色差異，得到稻谷的新鮮度值。

1.3.2 發(fā)芽率的測定方法 在培養(yǎng)皿內鋪放兩層濾紙作為發(fā)芽床，注入清水達到飽和。從完好籽粒中隨機選取4組樣品，每組100粒，把籽粒分別擺放在發(fā)芽床上加蓋后送入恒溫箱內。保持溫度30℃、相對濕度70%RH的條件，記錄10 d的發(fā)芽率。

1.3.3 脂肪酸值的測定方法 稻谷脫殼后取糙米80 g粉碎。稱取試樣10 g加入50.0 mL無水乙醇振蕩10 min后過濾并收集濾液。取25.0 mL加入50.0 mL不含二氧化碳的蒸餾水，滴加3～4滴酚酞指示劑，并用氫氧化鉀標準滴定，計算脂肪酸值。

1.3.4 食味品質的測定方法 稻谷脫殼，碾磨后取每份10 g試樣，評價人員每人一份，洗米，加水浸泡，蒸煮40 min后品嘗。根據(jù)米飯的氣味、外觀結構、適口性、滋味和冷飯質地，對比參照樣品進行評分。

1.3.5 直鏈淀粉含量測定方式 取精米粉碎、過篩后稱取100 mg試樣加入1 mL乙醇溶液，移取9.0 mL 1.0 mol/L NaOH溶液到錐形瓶中混勻，在沸水浴中加熱10 min后取出冷卻至室溫。轉移到100 mL容量瓶中定容，混勻，再準確移取5.0 mL樣品溶液加入1.0 mL乙酸溶液搖勻，再加入2.0 mL 碘試劑，定容至100 mL后靜置10 min。分光光度計用空白溶液調零后在720 nm處測定系列標準溶液吸光度和樣品溶液吸光度，計算直鏈淀粉含量。

數(shù)據(jù)的顯著性分析由SPSS軟件完成。

2 結果與討論

根據(jù)浙江省晚稻種植情況，按GB/T 17891-2017《優(yōu)質稻谷》的質量要求，選取出7種優(yōu)質晚稻谷品種，入庫前測定其脂肪酸值、新鮮度值、發(fā)芽率、食味值、直鏈淀粉含量，作為儲藏品質變化對照指標，詳細數(shù)值見表1。

表1 7個品種試驗稻谷儲藏前的初始指標

2.1 不同儲藏條件對脂肪酸值的影響

脂肪酸值是評價稻谷儲存品質最重要的指標，脂肪酸值越高，稻谷儲藏品質越差。三種儲藏方式中，常規(guī)儲藏脂肪酸值平均上升29.84%，充氮儲藏脂肪酸值平均上升22.87%，準低溫儲藏脂肪酸值平均上升幅度最小，為17.07%。說明準低溫儲藏可顯著減緩脂肪代謝速度，延緩糧食劣變的進程；其次是充氮儲藏，充氮儲藏能夠降低糧食籽粒代謝速度。這與先前其他團隊的研究結果相符合，證實溫度是對稻谷脂肪酸值影響最大的因素。Jiang等人證實不同儲藏溫度下游離脂肪酸值隨著溫度的升高而升高[28]。在儲藏過程中，稻谷受到氧化和水解兩個反應的影響，而溫度對影響這兩種反應的酶的活性都有顯著影響[29]。從另一個角度看，充氮儲藏也可以降低稻谷的代謝速率，只是效果不如準低溫儲藏。充氮儲藏可以形成缺氧的儲藏環(huán)境并降低磷脂的氧化速率，從而減少產生的游離脂肪酸[30]。

再看不同稻谷品種對脂肪酸值變化的影響。7個試驗品種稻谷經1年儲藏后，脂肪酸值均在宜存范圍內。將各品種在三種不同儲存條件下的脂肪酸值變化的平均值進行統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)，甬優(yōu)17、甬優(yōu)9號、甬優(yōu)1540脂肪酸值上升最慢，上升幅度最小，分別為17.94%、18.73%和18.80%；秀水134脂肪酸值升高最多，為37.91%。

整體上看，準低溫和充氮氣調通過控溫和降低氧氣含量對稻谷脂類的氧化反應有一定抑制作用，而使脂肪酸值升高較常規(guī)儲藏慢。在低溫儲藏不易實現(xiàn)時，可選擇充氮氣調儲藏以減緩溫度對稻谷脂肪酸值變化的影響。

圖1 不同儲藏條件對脂肪酸值的影響

2.2 不同儲藏條件對新鮮度值的影響

新鮮度值指標是稻谷劣變過程中反映其新鮮品質的敏感指標，作為一個快檢指標，可以準確反映稻谷的新鮮品質變化。新鮮度值越高，稻谷越新鮮；反之則稻谷越不新鮮。在不同儲存條件下不同稻谷品種的新鮮度值變化如圖2所示。

圖2 不同儲藏條件對新鮮度值的影響

7個試驗品種稻谷經一年儲藏后，新鮮度值均呈下降趨勢，且均在75～85之間，按LS/T 6118-2017《糧油檢驗 稻谷新鮮度測定與判別》，試驗稻谷均屬次新稻谷。綜合所有樣品的數(shù)據(jù)，在常規(guī)儲存方法下新鮮度值平均下降了10.23%，在充氮儲存條件下平均下降了7.50%，在準低溫儲存條件下平均下降了7.01%。這些結果表明準低溫儲藏和充氮儲藏都比常規(guī)儲藏更能有效地延緩新鮮度值的下降，但差別并不明顯。

2.3 不同儲藏條件對發(fā)芽率的影響

發(fā)芽率隨著稻谷儲存時間的增長逐漸降低，也是用于判斷稻谷新鮮度的指標。圖3展示了不同稻谷品種在不同儲藏條件下的發(fā)芽率。在存儲一年后，常規(guī)儲藏下的樣品發(fā)芽率平均降低了9.51%，充氮儲藏下的樣品發(fā)芽率平均降低了7.27%，準低溫儲藏下的樣品發(fā)芽率平均降低了4.63%。該結果說明準低溫儲藏條件對保持樣品的發(fā)芽率最為有利，其次是充氮儲藏。

圖3 不同儲藏條件對發(fā)芽率的影響

2.4 不同儲藏條件對食味品質的影響

不同稻谷在不同條件下儲藏一年后食味品質的變化如圖4所示。常規(guī)儲藏下，所有樣品的食味品質平均下降了8.98%，這一數(shù)值對于充氮儲藏和準低溫儲藏分別是5.76%和4.07%。整體上看，準低溫儲藏和充氮儲藏均可以降低稻谷食味品質的下降，并且準低溫儲藏的效果優(yōu)于充氮儲藏。

圖4 不同儲藏條件對食味品質的影響

2.5 不同儲藏條件對直鏈淀粉含量的影響

稻谷的直鏈淀粉是決定其蒸煮和食味品質的主要因素之一。不同儲存條件下直鏈淀粉含量的變化見表2。通過對t值進行了顯著性分析，獲得了常規(guī)儲藏、充氮儲藏和準低溫儲藏的tD值，這三種儲藏條件的t值分別為1.9868、2.0270和1.2034，證明所列數(shù)據(jù)均具有統(tǒng)計學意義。取顯著性水平α=0.05時，查t值分布表可得在自由度f=7-1=6時，t0.05,6=2.4469。由于tD值小于t0.05,6，說明由直鏈淀粉含量在不同儲藏條件下產生的變化并沒有產生顯著性差異，因此直鏈淀粉含量的變化無法作為稻谷短期存儲的質量衡量指標。在未來的研究中，直鏈淀粉含量對長期存儲質量的判斷具有一定的意義，值得進一步研究。

表2 不同儲藏條件下直鏈淀粉含量的變化 (單位：%)

2.6 不同稻谷品種的耐儲性比較

基于上述三種不同儲藏條件的對比結果，分析7種不同優(yōu)質稻谷品種的耐儲性。由于直鏈淀粉含量并沒有顯著性的影響，主要考量脂肪酸值、新鮮度值、發(fā)芽率和食味品質的變化進行耐儲性的評估。將這些數(shù)值的變化和稻谷的劣變速率進行了對比，得出充氮儲藏下5種秈粳雜交稻中甬優(yōu)9號、甬優(yōu)17、甬優(yōu)1540的耐儲性比甬優(yōu)12和甬優(yōu)15要強，其中甬優(yōu)9號的耐儲性最好。在兩種晚粳稻中，嘉花1號的耐儲性比秀水134好，詳細數(shù)據(jù)見表3。在準低溫儲藏下甬優(yōu)系列的耐儲性差異并不明顯，但是甬優(yōu)9號依然展示出最好的耐儲性。嘉花1號的耐儲性在準低溫儲藏下優(yōu)于秀水134，詳細數(shù)據(jù)參見表4?？傃灾谒鶞y7種優(yōu)質稻谷品種中，甬優(yōu)9號和嘉花1號展示出了最優(yōu)的耐儲藏性能。

表3 不同水稻品種在充氮儲藏條件下的指標變化 (單位：%)

表4 不同水稻品種在準低溫儲藏條件下的指標變化 (單位：%)

2.7 不同水分含量分組樣品的結果分析

樣品組1是以稻谷原始水分開始實驗的，樣品組2在實驗開始前將水分含量調整在安全儲藏水分14.0%。兩組樣品經過3種方式儲存后的水分含量及其差值如表5所示。對表中的數(shù)據(jù)進行了顯著性差異分析，測得tD值為1.2281，以自由度f=21-1=20，查表得到在顯著性水平α=0.05時臨界值t0.05,20=2.0860。因為tD

表5 不同試驗組樣品在三種儲藏條件下水分的變化 (單位：%)

2.8 不同試驗樣品組脂肪酸值和發(fā)芽率的結果分析

對兩個樣品組的脂肪酸值和發(fā)芽率數(shù)據(jù)也進行了對比，詳細數(shù)據(jù)見表6和表7。同樣對所示數(shù)據(jù)進行了顯著性差異分析，計算得脂肪酸值變化的tD值為-0.8279，發(fā)芽率的tD值為-1.8585。在顯著性水平α=0.05且自由度f=21-1=20時這二者的tD值均小于臨界值，證明其不具有統(tǒng)計學意義。這一結果的原因和水分含量的成因類似，水分對脂肪酸值和發(fā)芽率的影響隨著水分含量趨于相近而逐漸消失。

表6 不同試驗組樣品在三種儲藏條件下脂肪酸值的變化 [單位：(KOH/干基)/(mg/100g)]

表7 不同試驗組樣品在三種儲藏條件下發(fā)芽率的變化 (單位：%)

3 結論和展望

3.1 本文證實了準低溫儲藏和充氮儲藏在浙江省的氣候條件下均能夠起到比常規(guī)儲藏方法更有效的減緩稻谷劣變的作用。準低溫儲藏能夠更有效地延緩脂肪酸值的上升和防止發(fā)芽率的下降。充氮儲藏在保持稻谷的食味品質上展現(xiàn)了更好的效果。這兩種儲藏方法在保持稻谷的新鮮度值方面效果較為接近，沒有明顯區(qū)別。整體上，參與研究的7種秈粳雜交稻和晚粳稻均在準低溫儲藏條件下保持了更好的儲存品質，比充氮儲藏更能有效地避免劣變。本結果與在湖北省開展的雜交秈米的研究結果相類似，意味著低溫儲藏比充氮儲藏更有利于緩解稻谷的劣變。但是溫度并非單一的影響稻谷耐儲性的因素，在浙江省等相對高溫地區(qū)實現(xiàn)低溫儲藏需要足夠的設備和經費支持，并且長期維持需要較大成本。由于充氮儲藏體現(xiàn)出優(yōu)秀的緩解稻谷劣變的能力，因此也是一種推薦使用的儲藏方式。

3.2 本文進一步對比了不同種類秈粳雜交稻和晚粳稻的耐儲性。秈粳雜交稻中甬優(yōu)9號、甬優(yōu)17和甬優(yōu)1540展現(xiàn)比甬優(yōu)12和甬優(yōu)15更好的耐儲性能，并且甬優(yōu)9號是其中耐儲性最好的品種。在兩種晚粳稻中，嘉花1號的耐儲性比秀水134更好。綜合比對各項結果后，甬優(yōu)9號和嘉花1號展現(xiàn)出了優(yōu)良的耐儲性能。在本試驗多個稻谷儲存品質控制指標中，脂肪酸值的變化幅度遠大于發(fā)芽率、食味品質和新鮮度值，因此脂肪酸值是最為有效地體現(xiàn)稻谷在儲藏過程中品質變化的指標。

3.3 在一年期的儲藏過程中，兩個樣品組的水分含量沒有產生顯著區(qū)別，是由于受到所在倉庫其他糧食的影響，樣品的水分含量在儲藏過程中逐漸與倉庫內所存的其它糧食水分達到平衡。因此，將來進一步開展稻谷儲藏的研究中，需考慮優(yōu)化試驗方法，避免這一因素帶來的影響，更好地提供儲藏環(huán)境的封閉條件，以獲得更優(yōu)的儲藏研究結果。