2種儲糧水分粳稻儲藏周期內(nèi)品質(zhì)變化及效益分析

李 佳 曹 毅 趙 旭 林子木 董 梅

(遼寧省糧食科學研究所，沈陽 110032)

我國有“稻米王國”之稱，稻谷是我國主要的糧食作物[1],它的播種面積和產(chǎn)量均處于第一，遼寧是我國北方粳稻的主要產(chǎn)區(qū)，其卓越品質(zhì)和營養(yǎng)成分贏得國內(nèi)消費者普遍認可，部分地區(qū)的稻谷暢銷海內(nèi)外。但是近年來，隨著稻谷產(chǎn)量的增長，粳米價格卻呈現(xiàn)下行趨勢，糧食加工企業(yè)對稻谷品質(zhì)控制標準越來越嚴格。同時，隨著中國經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展，人們的飲食結構變化也很大，對主食稻米的需求，正在由數(shù)量型向質(zhì)量型、食味型轉(zhuǎn)變[2]。

溫度是決定儲糧穩(wěn)定性的重要因素，在各種科學保糧活動中，低溫儲糧無疑是首要手段。遼寧地區(qū)冬季低溫持續(xù)時間長，夏季高溫時間短，這一氣候特點為低溫儲糧提供了天然條件。稻谷是在儲藏期間容易產(chǎn)生儲藏性質(zhì)變化的糧種之一，偏高水分稻谷在儲藏期間保證其品質(zhì)尤為重要[3]。采用空調(diào)控溫儲糧技術能夠有效防止稻谷發(fā)熱、結露、霉變，進而降低稻谷的品質(zhì)劣變速度，減少儲藏過程中營養(yǎng)品質(zhì)的損失，確保稻谷能夠安全儲藏。

稻谷含水量是影響其儲藏穩(wěn)定性的關鍵因素，它直接影響到稻谷儲藏期間的品質(zhì)。本實驗利用空調(diào)控溫儲糧技術，開展不同儲糧水分儲藏周期內(nèi)粳稻儲藏品質(zhì)、加工品質(zhì)、食用品質(zhì)動態(tài)變化研究，對各項品質(zhì)指標進行檢測，并分析米飯蒸煮品質(zhì)、食用品質(zhì)與稻谷含水量的相關性，結合儲糧經(jīng)濟效益分析，綜合評價低溫綠色儲糧技術的實際應用效果，為糧食倉儲、加工企業(yè)提高經(jīng)濟效益提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗倉房基本情況

選擇中儲糧盤錦直屬庫兩座高大平房倉為實驗倉房。倉房長53.7 m、寬26 m，裝糧高度6 m，裝糧5 873 t。倉房配備糧情檢測系統(tǒng)、機械通風設備，KFR-72-D13空調(diào)4臺，單臺功率3 kW,對稱放置，空調(diào)于5月下旬開啟至9月末關閉，開啟溫度為20～22 ℃。兩座倉房儲藏的糧食為2018年收獲的稻谷，實驗倉房入倉稻谷品質(zhì)情況見表1。

表1 實驗倉房入倉稻谷品質(zhì)

1.2 糧情檢測系統(tǒng)

倉房內(nèi)均安裝LC-6型糧情測控系統(tǒng)，用以采集糧堆溫度和濕度數(shù)據(jù)。倉內(nèi)測溫點采取矩陣布點，分四層91根測溫電纜共364個測溫點。

1.3 儀器和設備

Brookfield CT3型質(zhì)構儀，PH-240(A)鼓風干燥箱，JXFM110型錘式旋風磨，JGWJ8098型稻谷精米檢測機。

1.4 樣品的扦取

兩座實驗倉房均按照圖1所示的取樣點，每季度取樣一次，每倉14個取樣點，每點5層，每次共扦取140個粳稻樣品，樣品混合后分別測定水分、脂肪酸值、出糙率、整精米率、米飯吸水率和膨脹率、米湯pH值及測定米飯食用品質(zhì)指標。

圖1 稻谷取樣布點圖

1.5 實驗方法

1.5.1 水分的測定

采用GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》第一法直接干燥法測定樣品水分含量。

1.5.2 脂肪酸值、色澤、氣味和品嘗評分值的測定

采用GB/T 20569 —2006《稻谷存儲品質(zhì)判定規(guī)則》方法測定樣品脂肪酸值、色澤、氣味和品嘗評分值。

1.5.3 出糙率的測定

采用GB/T 5494—2008《糧油檢驗 糧食、油料的雜質(zhì)、不完善粒檢驗》方法測定樣品出糙率。

1.5.4 整精米率的測定

采用GB/T 21719—2008《稻谷整精米率檢驗法》方法測定樣品整精米率。

1.5.5 蒸煮品質(zhì)的測定

將15 g大米試樣放入高10 cm，直徑4 cm的已知質(zhì)量的圓柱形金屬籠內(nèi)，將金屬籠懸掛在裝有300 mL純凈水的燒杯中。將燒杯先用猛火煮沸1 min，然后再用文火煮28 min(水溫100 ℃)。取出金屬籠，瀝米湯2 min后進行測定[4]。

1.5.5.1 加熱吸水率

稱取蒸煮后的米飯和金屬籠的質(zhì)量，按公式計算。

式中：M為稱取樣品質(zhì)量/g；M0為金屬籠質(zhì)量/g；M1為米飯與金屬籠的總質(zhì)量/g。

1.5.5.2 膨脹率

量出蒸煮前大米的體積和蒸煮后米飯的體積，按公式計算。

式中：V1為蒸煮前大米體積/mL；V2為蒸煮后米飯體積/mL。

1.5.5.3 米湯pH值

將殘留在燒杯中的米湯冷卻至室溫后，用pH計測定其pH值。

1.5.6 質(zhì)構品質(zhì)測定

稻谷碾白成標一米，裝入鋁盒淘洗兩次后加水，放入蒸鍋蒸煮成米飯，放至室溫使用質(zhì)構儀進行測定。質(zhì)構參數(shù)的設定：選用TA-AACC36探頭；測試類型為TPA質(zhì)構分析；測試目標距離值為15 mm；觸發(fā)點負載20 g，測試速度0.5 mm/s；測試循環(huán)數(shù)為2次。對一組樣品進行3次平行測定，取平均值。

1.5.7 米飯加工品質(zhì)、食用品質(zhì)與稻谷含水量的相關性分析

用Excel軟件繪制圖表并進行相關性分析。0.3≤│r│<0.5為低度相關，0.5≤│r│<0.8為顯著相關，0.8≤│r│<1為極顯著相關。

2 結果與分析

2.1 儲藏品質(zhì)變化情況

2.1.1 水分變化情況

稻谷水分是衡量稻谷質(zhì)量的一項重要指標,又是稻谷入庫質(zhì)量檢驗和儲藏期間的重要檢驗指標之一。稻谷水分含量高低直接影響稻谷的儲藏與加工，合理地調(diào)控水分，對改善稻谷的加工質(zhì)量和改善稻谷的食用品質(zhì)都具有十分重要的現(xiàn)實意義[5]。從表2可以看出，在儲藏期間，隨著儲藏時間的延長，兩種水分稻谷含水量均呈下降趨勢，偏高水分稻谷含水量由15.5%下降到15%，正常水分稻谷含水量由14.4%下降到13.7%，分別下降了0.5%和0.7%，稻谷含水量變化趨于穩(wěn)定，較少水分損耗，顯著性分析可知，P<0.01,差異極顯著，這表明應用控溫儲糧技術，偏高水分稻谷和正常水分稻谷的水分變化差異顯著。偏高水分和正常水分稻谷都能夠長期保存。

表2 稻谷儲藏品質(zhì)指標變化情況

2.1.2 脂肪酸值等指標變化情況

稻谷在儲藏過程中，脂肪的水解造成游離脂肪酸的出現(xiàn)，在高溫高濕等條件下，發(fā)生化學變化，致使稻谷品質(zhì)劣變[6]，導致脂肪酸值的升高。從表2可以看出，隨著儲藏時間的延長，兩種水分稻谷脂肪酸值均呈上升趨勢，兩種儲糧水分稻谷儲藏前期脂肪酸值增幅較慢，進入夏季高溫期增幅較大，隨后又趨于平穩(wěn)；顯著性分析可知，P>0.05,這表明應用控溫儲糧技術，偏高水分稻谷和正常水分稻谷的脂肪酸值變化不存在顯著性差異。品嘗評分值、色澤氣味均無明顯變化。

2.2 加工品質(zhì)變化情況

2.2.1 稻谷出糙率、整精米率變化情況

出糙率是指凈稻谷試樣脫殼后的糙米占試樣的質(zhì)量分數(shù)，直接體現(xiàn)稻谷的加工品質(zhì)[7]。從表3可以看出，隨著儲藏時間的延長，兩種水分稻谷的出糙率均呈下降趨勢，偏高水分稻谷出糙率從入倉的81.4%下降到80.2%，正常水分稻谷從入倉的81%下降到79.4%，分別下降了1.2%和1.6%，兩種儲糧水分稻谷儲藏期間出糙率下降緩慢，偏高水分稻谷可以保證較高的出糙率。

表3 稻谷加工品質(zhì)指標變化情況

整精米率是指整精米占凈稻谷試樣的百分率，可體現(xiàn)稻谷加工品質(zhì)的優(yōu)劣[7]。整精米率是反映稻谷品質(zhì)的重要指標。從表3可以看出，隨著儲藏時間的延長，兩種水分稻谷的整精米率均呈下降趨勢，正常水分稻谷整精米率逐漸下降；偏高水分稻谷在儲藏前期整精米率下降也較快，當儲糧水分達到15%左右則幾乎不變，可能是由于水分過高，稻殼韌性增加，脫殼時糙碎多，導致整精米率偏低[8]。顯著性分析可知，出糙率和整精米率P<0.01,差異極顯著，這表明應用控溫儲糧技術，偏高水分稻谷和正常水分稻谷的出糙率和整精米率變化均存在顯著性差異。但在儲藏周期內(nèi)，偏高水分稻谷的出糙率和整精米率高于正常水分稻谷。

2.2.2 大米吸水率、膨脹率及米湯pH值變化情況

隨著儲藏周期的延長，導致稻谷細胞壁失水、溶解性下降，使得細胞內(nèi)各組分吸水能力增強，大米的吸水率增加；失水的稻谷經(jīng)高溫加熱后米飯體積膨脹，膨脹率也逐漸升高。從表3可以看出，隨著儲藏時間的延長，兩種水分稻谷大米的吸水率和膨脹率均呈上升趨勢，顯著性分析可知，吸水率和膨脹率P<0.01,差異極顯著，這表明應用控溫儲糧技術，偏高水分稻谷和正常水分稻谷大米吸水率和膨脹率變化均存在顯著性差異。但偏高水分稻谷吸水率和膨脹率均低于正常水分稻谷，故稻谷陳化速度較慢。

米湯pH值與米飯的味道有關，隨著儲藏時間的延長，米湯pH值均呈現(xiàn)下降趨勢。從表3可以看出，隨著儲藏時間的延長，兩種水分稻谷米湯pH值均呈下降趨勢，偏高水分稻谷米湯pH值降低幅度大于正常水分稻谷，但在儲藏后期二者的數(shù)值幾乎相等。這可能是由于偏高水分稻谷脂類降解快，脂類降解會產(chǎn)生游離脂肪酸等各種有機酸，導致米湯中pH值下降。顯著性分析可知，P>0.05,這表明應用控溫儲糧技術，偏高水分稻谷和正常水分稻谷米湯pH值不存在顯著性差異。

2.3 食用品質(zhì)變化情況

在儲藏過程中隨著稻谷含水量的降低，米飯硬度相應增加。隨著儲藏時間的延長，兩種水分稻谷米飯硬度均呈上升趨勢，這可能是由于稻谷陳化過程中，米的內(nèi)部所含有的脂類物質(zhì)容易水解、氧化，導致米的游離脂肪酸增加。游離脂肪酸包藏在大米直鏈淀粉螺旋結構中，形成淀粉一脂類復合物，使米在糊化過程中所需要的水難以通過。大米糊化溫度升高，米的淀粉強度增加，從而引起米飯硬度增加[9]。從圖2、圖3可以看出，在整個儲藏周期，偏高水分稻谷的硬度均低于正常水分稻谷，因而口感更好。

米飯黏性是指咀嚼時由于米飯與牙齒表面接觸分子力的作用使大米產(chǎn)生局部固態(tài)連接的現(xiàn)象[10]。從圖2、圖3可以看出，稻谷在儲藏期間其黏性是逐漸下降的。隨著儲藏時間的延長，兩種水分稻谷米飯黏性均呈下降趨勢，稻谷水分降低，蒸煮過程中對米粒細胞壁的破壞較小，因而硬度高，黏性降低。偏高水分稻谷的黏性高于正常水分稻谷。

圖2 偏高水分稻谷食用品質(zhì)指標變化情況

圖3 正常水分稻谷食用品質(zhì)指標變化情況

米飯彈性是反映米飯食味的重要指標之一，米飯的彈性越大越有嚼勁。從圖2、圖3可以看出，隨著儲藏時間的延長，兩種水分稻谷米飯彈性均呈下降趨勢，偏高水分稻谷米飯彈性優(yōu)于正常水分稻谷。顯著性分析可知，米飯的硬度、黏性和彈性P<0.01,差異極顯著，這表明應用控溫儲糧技術，偏高水分稻谷和正常水分稻谷米飯的硬度、黏性和彈性變化均存在顯著性差異。

大米的膠著性和咀嚼性與硬度和彈性關系密切，隨儲藏時間的延長兩種水分稻谷米飯的膠著性和咀嚼性均呈上升趨勢，米飯不易咀嚼。膠著性反映了米飯的粘牙程度，從圖2、圖3可以看出，偏高水分稻谷米飯的膠著性和咀嚼性變化不是特別明顯。顯著性分析可知，米飯的膠著性P>0.05,這表明應用控溫儲糧技術，偏高水分稻谷和正常水分稻谷米飯的膠著性變化不存在顯著性差異；米飯的咀嚼性0.01

2.4 米飯加工品質(zhì)、食用品質(zhì)與稻谷含水量的相關性分析

為了研究兩種水分稻谷蒸煮品質(zhì)、食用品質(zhì)與稻谷含水量的相關程度，進行了相關性分析。從表4、表5中可以看出，偏高水分稻谷含水量與米飯吸水率、膨脹率呈顯著負相關；與米飯硬度、膠著性、咀嚼性呈極顯著負相關；與米飯黏性、彈性、米湯pH值呈極顯著正相關。正常水分稻谷含水量與米飯硬度、膠著性、咀嚼性呈顯著負相關；與米飯吸水率、膨脹率呈極顯著負相關；與米飯黏性、彈性、米湯pH值呈顯著正相關。

表4 偏高水分稻谷米飯蒸煮品質(zhì)、食用品質(zhì)與稻谷含水量的相關性分析

表5 正常水分稻谷米飯蒸煮品質(zhì)、食用品質(zhì)與稻谷含水量的相關性分析

2.5 經(jīng)濟效益分析

經(jīng)過一年半的儲藏周期，偏高水分稻谷和正常水分稻谷含水量分別為15%和13.7%，含水量相差1.3%，水分損耗量相差13.09 t，以3 150元/t稻谷計算，偏高水分稻谷倉可以增加收益24萬元。如果以每個糧庫儲存50 000 t稻谷計算，儲存偏高水分稻谷可增加收益200萬元，因此采用空調(diào)控溫儲糧技術儲存偏高水分稻谷，可以提高倉儲企業(yè)收益；對于加工企業(yè)，偏高水分稻谷可以減少加工過程中碎米率等，以50 000 t稻谷加工成大米，按出米率60%、每斤大米2.2元計算，偏高水分稻谷加工成大米可以增加收入170萬元，增加了稻谷加工企業(yè)經(jīng)濟效益。

3 結論

應用空調(diào)控溫儲糧技術，能有效延緩偏高水分稻谷在儲藏期間的品質(zhì)劣變，確保儲藏期內(nèi)稻谷品質(zhì)良好，達到安全儲存的目的。在整個儲藏實驗周期，兩種儲糧水分稻谷各項品質(zhì)指標變化趨勢基本一致，通過對各項品質(zhì)指標的顯著性分析表明，兩種儲糧水分稻谷在含水量、出糙率、整精米率；大米吸水率、膨脹率；米飯硬度、黏性、彈性、咀嚼性存在顯著性差異；同時，相對正常水分稻谷，偏高水分稻谷的含水量較高，且在控溫儲藏期間，其儲糧水分損失得到有效控制，合理保持了儲糧水分，進而保證更優(yōu)的加工品質(zhì)和食用品質(zhì)，實現(xiàn)稻谷的保質(zhì)保鮮和倉儲企業(yè)的減損增效，符合保質(zhì)、保量、節(jié)能、經(jīng)濟、環(huán)保的安全儲糧目標。

結合東北地區(qū)的儲糧生態(tài)區(qū)域特點，開展空調(diào)控溫儲藏偏高水分稻谷，實現(xiàn)稻谷的保質(zhì)保鮮儲藏，能夠最大限度地保護和利用糧食資源，并滿足人們對稻米“質(zhì)量優(yōu)良、口感新鮮、營養(yǎng)健康”等新的需求，而且對今后積極引導倉儲企業(yè)偏高水分稻谷的收購、儲藏和安全管理，都具有重要的現(xiàn)實意義。