舒在習(xí)，戴 煌

（武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北武漢 430023）

稻米是全球約50%人口的主食，作為碳水化合物的主要膳食來(lái)源，稻米在滿足能量需求和營(yíng)養(yǎng)攝入方面起著至關(guān)重要的作用。我國(guó)是稻谷生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)，稻谷作為我國(guó)的主要糧種，其耕種范圍較廣且種植方式多樣，以南方多而集中，北方少而分散為特點(diǎn)，種植區(qū)域大多為溫暖濕潤(rùn)的多云雨氣候，其生產(chǎn)的季節(jié)性、區(qū)域性不能滿足人們對(duì)稻谷連續(xù)性、全局性需求?；诩Z食安全、戰(zhàn)略、減災(zāi)、保障的需要，我國(guó)實(shí)施糧食國(guó)儲(chǔ)制度[1]。稻谷在儲(chǔ)藏過(guò)程中，由于籽粒本身的呼吸氧化作用、微生物及害蟲(chóng)等有害生物的侵害等，會(huì)面臨品質(zhì)下降的問(wèn)題。稻米品質(zhì)與稻谷的儲(chǔ)藏條件直接相關(guān)，其品質(zhì)將隨著儲(chǔ)藏時(shí)間、儲(chǔ)藏條件而不斷變化，甚至出現(xiàn)劣變[2]。賈溫倩等[3]研究不同儲(chǔ)藏條件對(duì)稻米蒸煮特性及揮發(fā)性成分的影響，發(fā)現(xiàn)隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)與儲(chǔ)藏溫度的升高，稻米的蒸煮品質(zhì)下降。研究表明隨著稻谷儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，稻米的電導(dǎo)率、丙二醛含量、脂肪酸值逐漸增大，過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶、多酚氧化酶活性降低[4?7]。

稻米食用品質(zhì)的優(yōu)劣主要取決于淀粉糊化特性，其淀粉結(jié)構(gòu)、理化特性、蒸煮品質(zhì)與淀粉黏度特征值關(guān)系緊密[8?9]。RVA譜是基于快速黏度分析儀（rapid viscosity analyzer，RVA）評(píng)判谷物品質(zhì)指標(biāo)的譜圖，其主要原理依據(jù)米粉在加熱、冷卻過(guò)程中淀粉黏度發(fā)生變化時(shí)來(lái)表征樣品的糊化特性，具有測(cè)定效率高、結(jié)果準(zhǔn)確、客觀性強(qiáng)和易于掌握等優(yōu)點(diǎn)。稻米R(shí)VA糊化特性為評(píng)判稻米蒸煮、食用、加工品質(zhì)優(yōu)劣的重要方法之一[10]。本文測(cè)試不同儲(chǔ)藏條件下優(yōu)質(zhì)秈稻谷的RVA糊化特性，嘗試探明RVA糊化特性的變化規(guī)律，以期找出能夠反映秈稻谷儲(chǔ)藏品質(zhì)變化的關(guān)鍵指標(biāo)及其主要影響因子，為稻谷儲(chǔ)藏技術(shù)的研發(fā)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮優(yōu)質(zhì)秈稻兩優(yōu)234 湖北省儲(chǔ)備糧孝感儲(chǔ)備庫(kù)有限公司。

Super-4型快速黏度分析儀 澳大利亞Newport Scientific儀器公司；KBF115恒溫恒濕培養(yǎng)箱德國(guó)BINDER；JXFM110錘式旋風(fēng)磨 上海嘉定糧油儀器有限公司；TM 05C碾米機(jī) 佐竹機(jī)械有限公司；PL202-L電子天平 梅斯特-托利多儀器（上海）有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 稻谷模擬儲(chǔ)藏與樣品制備 將含水量分別為13.5%、14.5%和15.5%的優(yōu)質(zhì)秈稻裝入帶蓋玻璃儲(chǔ)物罐中，分別置于15、20、25、30和35 ℃的培養(yǎng)箱中儲(chǔ)藏720 d。每隔60 d取出部分稻谷樣品，按GB/T 1354-2018《大米》制備一級(jí)精度大米，碾磨成粉，過(guò)70目篩放在密封袋內(nèi)于4 ℃冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 稻米R(shí)VA糊化特性測(cè)定 按照美國(guó)谷物化學(xué)家協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)方法AACC Method 61-02，取樣品3 g，蒸餾水25 mL，利用快速黏度分析儀測(cè)定米粉糊化特性。測(cè)定過(guò)程中具體參數(shù)如下：50 ℃保持1 min，以12 ℃/min的速率上升到95 ℃（3.75 min），保持2.5 min，以12 ℃/min的速率下降到50 ℃（3.75 min），保持1.4 min。攪拌器在起始10 s內(nèi)轉(zhuǎn)速為960 r/min，以后保持在160 r/min，讀數(shù)時(shí)間間隔4 s。得到峰值黏度、最低黏度、衰減值（峰值黏度-最低黏度）、最終黏度、回生值（最終黏度-最低黏度）、消減值（最終黏度-峰值黏度）等RVA譜糊化特征值。每個(gè)處理下的樣品重復(fù)測(cè)量2次，測(cè)定值與平均值的相對(duì)偏差不大于5%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

按照美國(guó)谷物化學(xué)家協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)方法，每個(gè)處理下的樣品重復(fù)測(cè)量2次，采用Matlab2010a處理RVA檢測(cè)結(jié)果。采用IBM SPSS Statistics 20進(jìn)行方差分析和相關(guān)性比較，顯著水平P<0.05，0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同儲(chǔ)藏條件下稻米淀粉RVA特征值變化

3種含水量稻谷在5種溫度下儲(chǔ)藏720 d內(nèi)RVA特征值如表1所示。在儲(chǔ)藏全周期內(nèi)，對(duì)儲(chǔ)藏溫度和含水量進(jìn)行方差分析發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)藏溫度對(duì)稻米峰值黏度、最低黏度、衰減值、最終黏度、回生值、消減值、糊化溫度有非常顯著性影響（P<0.01）。儲(chǔ)藏120 d前含水量對(duì)稻米峰值黏度、最低黏度、衰減值、最終黏度、回生值、消減值無(wú)顯著性影響（P>0.05），儲(chǔ)藏120 d后含水量對(duì)稻米峰值黏度、最低黏度、衰減值、最終黏度、回生值、消減值有非常顯著性影響（P<0.01）。儲(chǔ)藏120 d時(shí)，35 ℃下含水量15.5%稻米的峰值黏度、最低黏度、衰減值比初始對(duì)應(yīng)值分別增加1.26%、4.08%、?2.37%。含水量在儲(chǔ)藏前期540 d對(duì)糊化溫度有非常顯著性影響（P<0.01），儲(chǔ)藏540 d后對(duì)糊化溫度無(wú)顯著性影響（P>0.05）。

表1 儲(chǔ)藏期間稻米淀粉RVA特征值Table 1 Characteristics value of starch RVA during storage

進(jìn)一步比較溫度和含水量對(duì)稻米的RVA值的影響，儲(chǔ)藏720 d后，15 ℃下3種含水量（13.5%、14.5%、15.5%）稻米的峰值黏度比初始對(duì)應(yīng)值分別增加15.03%、0%、9.15%，最低黏度比初始對(duì)應(yīng)值分別增加9.23%、1.57%、1.12%，衰減值比初始對(duì)應(yīng)值分別增加22.47%、?2.01%、19.45%，回生值比初始對(duì)應(yīng)值分別增加14.99%、13.57%、12.90%。隨著儲(chǔ)藏溫度升高，儲(chǔ)藏720 d后稻米的峰值黏度、最低黏度、衰減值在減小，回生值、消減值、糊化溫度在增加。35 ℃下3種含水量（13.5%、14.5%、15.5%）稻米的峰值黏度比初始對(duì)應(yīng)值分別減小51.12%、52.09%、59.54%，最低黏度比初始對(duì)應(yīng)值分別減小13.03%、14.54%、27.96%，衰減值比初始對(duì)應(yīng)值分別減小100.00%、100.29%、100.07%；回生值比初始對(duì)應(yīng)值分別增加42.55%、32.83%、37.10%，消減值比初始對(duì)應(yīng)值分別增加955.28%、898.99%、923.12%，糊化溫度比初始對(duì)應(yīng)值分別增加23.16%、25.22%、24.29%。比較發(fā)現(xiàn)，相同含水量稻米在35 ℃下的各RVA值變化明顯大于15 ℃，相同溫度下不同含水量稻米的各RVA值變化一致，之間差異不大，例如，35 ℃下儲(chǔ)藏720 d后3種含水量稻谷衰減值比初始對(duì)應(yīng)值下降的差異<0.5%，表明溫度是影響儲(chǔ)藏過(guò)程中RVA特征值變化的主要因素。相比于溫度而言，含水量為次要因素，進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，含水量與儲(chǔ)藏溫度對(duì)稻米的峰值黏度、最低黏度、衰減值、糊化溫度值變化具有協(xié)同作用。因此，為了詳細(xì)探究?jī)?chǔ)藏溫度對(duì)儲(chǔ)藏期稻米的RVA值的影響，結(jié)合實(shí)際情況，選取含水量14.5%優(yōu)質(zhì)秈稻米在不同儲(chǔ)藏溫度和時(shí)間下的RVA值進(jìn)行比較和討論。

續(xù)表 1

峰值黏度指在機(jī)械剪切力作用下，淀粉糊化黏度增加與淀粉顆粒破裂黏度減小間的平衡點(diǎn)黏度值[11]。峰值黏度的高低，反映了淀粉或混合物結(jié)合水的能力[12?13]。由表1中峰值黏度可知，在這5種溫度條件下，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，峰值黏度在儲(chǔ)藏前期180 d呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，后又有所下降。在30和35 ℃儲(chǔ)藏條件下，峰值黏度在180 d后呈現(xiàn)明顯震蕩下降趨勢(shì)，特別是在35 ℃下，峰值黏度下降最快，720 d后含水量14.5%優(yōu)質(zhì)秈稻米的峰值黏度值比初始值減小52.09%。α-淀粉酶活性隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，儲(chǔ)藏溫度越高，下降幅度越大。儲(chǔ)藏后稻米中峰值黏度的升高可能與稻米中α-淀粉酶的活性降低有關(guān)，α-淀粉酶的活性降低，米粉在攪拌加熱過(guò)程中，淀粉酶促使淀粉粒液化的程度降低，峰值黏度會(huì)有所升高[14?15]。儲(chǔ)藏后期，峰值黏度下降，可能是淀粉結(jié)構(gòu)以及稻米中蛋白質(zhì)與淀粉的相互作用發(fā)生變化，使稻米淀粉分子結(jié)合水能力下降[16?17]。由此表明，高溫儲(chǔ)藏條件對(duì)其峰值黏度影響較大，低溫條件下整體變化最小，這也說(shuō)明了低溫條件有利于延緩稻米儲(chǔ)藏品質(zhì)的變化。

最低黏度是淀粉糊在冷卻期間的最小黏度值。由表1中最低黏度可知，儲(chǔ)藏過(guò)程中，高溫和常溫儲(chǔ)藏稻米的最低黏度隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)總體趨勢(shì)波動(dòng)式緩慢上升。

衰減值是糊化性質(zhì)中最敏感的指標(biāo)，代表淀粉顆粒的破裂程度，其值越大，說(shuō)明越多的淀粉顆粒在加熱中破裂，內(nèi)部淀粉分子被釋放出來(lái)，衰減值越大食味越好[9]。由表1中衰減值可知，在儲(chǔ)藏過(guò)程中，15、20 ℃條件下稻米的衰減值隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)總體趨勢(shì)呈現(xiàn)平穩(wěn)，沒(méi)有明顯變化。25、30和35 ℃條件下含水量14.5%優(yōu)質(zhì)秈稻米的衰減值隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，720 d后的衰減值比初始值分別下降53.84%、92.68%、100.29%，溫度越高，下降越多。說(shuō)明高溫儲(chǔ)藏的稻米淀粉顆粒趨向堅(jiān)韌，其內(nèi)部淀粉分子不易釋放出來(lái)，米飯食味品質(zhì)下降，儲(chǔ)藏溫度越高，品質(zhì)下降越嚴(yán)重，結(jié)果與已有的研究報(bào)道一致[18]。

最終黏度代表冷糊的凝膠程度，最終黏度增大，米飯黏度下降，硬度上升[19]。由表1中最終黏度可知，在儲(chǔ)藏過(guò)程中，5種溫度下稻米的最終黏度隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)總體趨勢(shì)上升，儲(chǔ)藏溫度越高，上升越多，但沒(méi)有呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律。

回生值代表淀粉冷糊的穩(wěn)定性和老化趨勢(shì)，回生值越大，稻米越易老化，食用品質(zhì)越差[20?21]。由表1中回生值可知，在儲(chǔ)藏過(guò)程中，5種溫度下稻米的回生值隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)總體趨勢(shì)上升，溫度越高，上升越多，在儲(chǔ)藏600 d后回生值下降。25、30和35 ℃下含水量14.5%優(yōu)質(zhì)秈稻米的回生值隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)明顯上升更快，在儲(chǔ)藏600 d回生值分別增加43.55%、68.42%、63.90%，而15、20 ℃下稻米的回生值分別增加26.30%、30.48%。說(shuō)明隨著儲(chǔ)藏溫度升高回生值增加越多，稻米越易老化，食用品質(zhì)越差，儲(chǔ)藏溫度達(dá)到30 ℃時(shí)，稻米品質(zhì)下降非?？?，研究結(jié)果與已有的研究報(bào)道一致[22?24]。表明低溫或準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏有利于緩解稻谷品質(zhì)的劣變。由表1中消減值可知，消減值的變化趨勢(shì)與回生值類似，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，消減值在增大，其中30、35 ℃下稻米的消減值明顯上升更快，低溫、準(zhǔn)低溫和常溫（15、20和25 ℃）下儲(chǔ)藏波動(dòng)較小。

糊化溫度是稻米蒸煮過(guò)程中使淀粉顆粒發(fā)生不可逆膨脹的溫度，糊化溫度越高，在糊化過(guò)程中需要吸收更多水分[25?26]。表1中糊化溫度可知，儲(chǔ)藏過(guò)程中，5種溫度下儲(chǔ)藏稻米的糊化溫度隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)總體趨勢(shì)上升，儲(chǔ)藏溫度越高，上升越多。其中30、35 ℃下含水量14.5%優(yōu)質(zhì)秈稻米的糊化溫度隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)明顯上升更快，720 d后的糊化溫度比初始值分別升高21.18%、25.22%；準(zhǔn)低溫和常溫（15、20和25 ℃）下儲(chǔ)藏糊化溫度波動(dòng)較小，720 d后的糊化溫度比初始值分別升高15.82%、15.88%、19.06%。表明外界環(huán)境溫度對(duì)稻谷的糊化特性有顯著影響（P<0.05），稻谷儲(chǔ)藏過(guò)程中，溫度控制有利于緩解稻谷品質(zhì)的劣變。儲(chǔ)藏過(guò)程中，糊化溫度的升高原因可能來(lái)自不溶性直鏈淀粉在稻谷儲(chǔ)藏過(guò)程中增加，稻米的支鏈淀粉有脫支的傾向，脫支酶仍保持其活性，并作用于1,6-糖苷鍵使支鏈淀粉脫支，導(dǎo)致支鏈淀粉占總淀粉的比例下降[27?28]。這也是稻谷陳化過(guò)程中，陳米飯黏度下降的原因之一[29]。其次，儲(chǔ)藏過(guò)程中稻米谷蛋白及淀粉微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，促進(jìn)了支鏈淀粉團(tuán)簇的順序排列，進(jìn)而提高了糊化溫度[30]。因本研究?jī)H對(duì)儲(chǔ)藏過(guò)程中優(yōu)質(zhì)秈稻兩優(yōu)234糊化特性指標(biāo)變化進(jìn)行了探討，還需擴(kuò)大樣品數(shù)量，其他稻谷品種在儲(chǔ)藏中特性指標(biāo)變化也有待進(jìn)一步深入研究。

2.2 儲(chǔ)藏時(shí)間與稻米R(shí)VA特征值相關(guān)性分析

對(duì)不同儲(chǔ)藏條件下儲(chǔ)藏時(shí)間與稻米R(shí)VA特征值進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

從表2發(fā)現(xiàn)，在儲(chǔ)藏周期內(nèi)，不同儲(chǔ)藏溫度和含水量條件下，優(yōu)質(zhì)秈稻米的儲(chǔ)藏時(shí)間與稻米峰值黏度、最低黏度、衰減值、最終黏度、回生值、消減值、糊化溫度均具有明顯的相關(guān)性，其中35 ℃下優(yōu)質(zhì)秈稻米的峰值黏度、衰減值、糊化溫度與儲(chǔ)藏時(shí)間的相關(guān)系數(shù)≥0.90，20、25 ℃下優(yōu)質(zhì)秈稻米的回生值和30 ℃下優(yōu)質(zhì)秈稻米的消減值與儲(chǔ)藏時(shí)間的相關(guān)系數(shù)≥0.90。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，隨著儲(chǔ)藏溫度的升高，優(yōu)質(zhì)秈稻米的峰值黏度和衰減值與儲(chǔ)藏時(shí)間的相關(guān)系數(shù)均由正到負(fù)，其絕對(duì)值逐漸變大，表明隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，稻米的峰值黏度和衰減值下降越快，與表1中結(jié)果一致。這是由于α-淀粉酶的活性降低，淀粉酶促使淀粉粒液化的程度降低導(dǎo)致，儲(chǔ)藏溫度越高，降低越多。優(yōu)質(zhì)秈稻米的糊化溫度與儲(chǔ)藏時(shí)間的相關(guān)系數(shù)均為正，由0.46逐漸增大到0.96，表明儲(chǔ)藏稻米的糊化溫度隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)總體趨勢(shì)上升，儲(chǔ)藏溫度越高，糊化溫度上升越多，與表1中結(jié)果一致。稻谷儲(chǔ)藏過(guò)程中，有效控制溫度能緩解稻谷品質(zhì)劣變。

表2 稻米R(shí)VA特征值與儲(chǔ)藏時(shí)間的相關(guān)性Table 2 Correlation between RVA characteristic values of rice starch and storage time

相比于溫度而言，不同含水量下優(yōu)質(zhì)秈稻米的儲(chǔ)藏時(shí)間與其RVA值的相關(guān)系數(shù)變化不大，與表1中結(jié)果一致，表明含水量對(duì)儲(chǔ)藏期稻米的RVA值影響較小。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)含水量為13.5%、14.5%和15.5%的優(yōu)質(zhì)秈稻兩優(yōu)234，分別在不同溫度條件（15、20、25、30、35 ℃）下儲(chǔ)藏720 d，跟蹤研究稻米糊化特性變化，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)藏溫度、含水量對(duì)儲(chǔ)藏期稻米R(shí)VA特征值有非常顯著性影響（P<0.01），其中溫度為影響優(yōu)質(zhì)秈稻米R(shí)VA值變化的主要因素。

隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)稻米食用品質(zhì)明顯下降。稻米的峰值黏度和衰減值在儲(chǔ)藏前期增加，后期降低。在30、35 ℃儲(chǔ)藏條件下，稻米的峰值黏度和衰減值在后期明顯比其他溫度降低更快。最終黏度、回生值、消減值、糊化溫度在整個(gè)儲(chǔ)藏期內(nèi)總體趨勢(shì)增加，高溫（30、35 ℃）儲(chǔ)藏下稻米的回生值、消減值、糊化溫度性的變化幅度大于常溫、準(zhǔn)低溫和低溫儲(chǔ)藏（25、20和15 ℃）。25 ℃為RVA特征值變化的溫度敏感點(diǎn)，儲(chǔ)藏溫度超過(guò)25 ℃后變化迅速加快。儲(chǔ)藏溫度和含水量越低，稻米R(shí)VA特征值變化越緩慢，稻米R(shí)VA特征值表現(xiàn)出與儲(chǔ)藏時(shí)間的依賴性，控制儲(chǔ)藏溫度、稻谷含水量、儲(chǔ)藏時(shí)間能緩解稻谷品質(zhì)劣變。本研究對(duì)不同儲(chǔ)藏溫度下優(yōu)質(zhì)秈稻米的糊化特性進(jìn)行研究，其結(jié)果為優(yōu)質(zhì)秈稻谷的控溫儲(chǔ)藏提供理論依據(jù)，對(duì)儲(chǔ)藏生產(chǎn)實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)作用。由于實(shí)驗(yàn)所用材料有限，只選用秈稻研究，影響淀粉黏度特征值的因素較多，儲(chǔ)藏期間部分特征值出現(xiàn)反常的原因和機(jī)理尚不明確，有待于進(jìn)一步深入研究。