人工加速老化對稻谷碾米品質、蒸煮品質和儲藏品質的影響

苗雪雪，劉澤民，陶曙華，余亞瑩，黃偉東，周 昆，陽標仁

（湖南省農業科學院水稻研究所/農業部長江中下游秈稻遺傳育種重點實驗室，長沙410125）

0 引言

水稻(Oryza sativa)是一種重要的糧食作物，世界上一半以上的人口以水稻為主食。水稻不僅解決了人們的溫飽問題，也為人們提供每日所需的營養和微量元素，如氨基酸、維生素、淀粉等[1]。由于水稻生產具有季節性，為滿足人們全年的需要，不得不對其進行儲藏[2]，然而水稻屬于不耐儲藏的品種，在儲藏過程中受自身新陳代謝、呼吸作用及環境條件等因素的影響，其理化性質會發生很大的改變，這種現象被稱為陳化[3-6]。陳化對稻谷食用安全和儲糧安全均造成嚴重威脅。

有研究表明，影響稻谷陳化速率的因素有內因和外因2個方面，內因主要是稻谷品種和含水量等，外因主要是儲藏環境條件，如溫度、濕度、氧氣含量等[7-8]。目前很多學者報道了溫濕度條件對稻谷陳化速率的影響，發現高溫高濕條件下稻谷的品質會急速劣變[9-10]。而儲藏環境中氧氣含量越高，稻谷呼吸作用越劇烈，陳化速率也越快。

探索不同儲藏條件下稻谷陳化過程中品質的變化規律有助于今后采取措施減緩陳化。碾米品質、食用蒸煮品質和儲藏品質可以表征稻谷的陳化和劣變程度，也能直觀地反映出稻谷的綜合品質[11]。筆者選用不同品種的稻谷，采用真空和網袋2種包裝方式對環境中的氧氣濃度進行控制，對稻谷陳化過程中的碾米品質、食用蒸煮品質和儲藏品質劣變規律進行研究。稻谷陳化本是一個自然的過程，但是自然陳化耗時較長，目前很多學者嘗試通過人工加速老化方式開展相關研究，并取得了很好的結果[12-14]。為縮短研究過程，筆者亦采用人工加速老化法模擬稻谷儲藏環境中的高溫高濕條件，探索不同種類稻谷陳化過程中的品質的變化規律，旨在為延緩稻谷儲藏過程中品質劣變和實現稻谷儲藏安全提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

以3種優質稻品種（‘嶺香絲苗’、‘湘晚秈13號’、‘創宇9號’）和3種雜交稻品種（‘天優華占’、‘岳優9113’、‘鳳兩優1208’）為供試材料，均由湖南省水稻研究所提供，采用不同的包裝方式（真空包裝和網袋包裝）開展人工老化試驗，6種供試材料在試驗前的含水量為11.09%～11.87%。

1.2 儀器

JLGJ 4.5型檢驗礱谷機，JNMJ 3型檢驗碾米機（臺州市糧儀廠）；高速萬能粉碎機（天津市泰斯特儀器有限公司）；DHG-9246A型電熱恒溫鼓風干燥箱（上海精宏實驗設備有限公司）；AUX120電子天平（日本島津），UV-2450型紫外可見分光光度計（島津企業管理中國有限公司），K8400全自動凱氏定氮儀（福斯分析儀器公司），ZDP-150恒溫培養振蕩器（上海精宏實驗設備有限公司）。

1.3 人工加速老化處理

采用人工加溫加濕的方法對材料進行人工加速老化處理[15]。取6種參試水稻材料稻谷各10份，每份200 g，采用2種包裝方式進行處理，其中5份置于紗網袋中，5份置于真空包裝袋中，而后所有樣品于烘箱中進行溫度40℃、相對濕度100%的人工老化處理，老化時間為0、1、3、5、7天。老化結束后供試材料于4℃條件下保存備用。

1.4 指標與測定方法

稻谷糙米率、整精米率等加工品質依據NY/T 593—2013的方法測定；稻谷直鏈淀粉含量參照國家標準GB/T 15683—2008，采用碘比色法方法測定；膠稠度等品質性狀參照GB/T 22294—2008的方法進行測定，稻谷中蛋白質含量參照GB 5009.5—2010進行，脂肪酸值參照GB/T 20569—2006的方法測定。

1.5 數據處理

各測定指標重復3次，使用SPSS 13.0對測定數據進行分析，Excel作圖。

2 結果與分析

2.1 稻谷人工老化過程中碾米品質的變化

稻谷的碾米品質主要由糙米率和整精米率2個指標決定，糙米率直接反映稻谷的工藝品質，整精米率則是稻谷分級定等的重要指標。人工老化處理后優質稻品種‘嶺香絲苗’、‘湘晚秈13號’、‘創宇9號’的碾米品質變化如表1所示，不同包裝方式下，老化后3個品種的糙米率差異值均較小，數據之間基本沒有顯著性差異。但網袋包裝條件對整精米率的影響較大，其中‘湘晚秈13號’整精米率從59.8%下降至57.3%，‘創宇9號’整精米率從63.2%下降至60.4%，‘嶺香絲苗’整精米率下降幅度最大，從57.4%下降至50.8%，下降了6.6個百分點；真空包裝條件下，3種優質稻的整精米率也有所下降，其下降幅度與網袋包裝條件下相比有所降低，其中‘嶺香絲苗’整精米率從57.2%下降至53.8%，僅下降了3.4個百分點。

表1 不同老化時間優質稻谷碾米品質的變化 %

不同老化時間處理后雜交稻品種‘天優華占’、‘岳優9113’、‘鳳兩優1208’的碾米品質變化如表2所示。網袋包裝條件下3種雜交稻的糙米率隨著老化時間的延長有小幅增加，真空包裝條件下3種雜交稻的糙米率變化不大；就整精米率指標來看，網袋包裝條件下3種雜交稻的整精米率均呈下降趨勢，‘天優華占’的整精米率從63.3%下降至60.6%，‘岳優9113’整精米率自41.3%下降至39.7%，‘鳳兩優1208’的整精米率下降幅度最大，從41.6%下降至36.7%，下降了4.9個百分點；真空包裝條件下，3種雜交稻經整精米率基本沒有顯著性差異，其中‘天優華占’和‘岳優9113’的整精米率有小幅下降，平均僅下降了1.2個百分點，‘鳳兩優1208’整精米率則變化不大。上述結果表明，人工老化過程中無論是優質稻還是雜交稻，包裝方式對其糙米率的影響都不是很大，然而網袋包裝方式下所有稻谷的整精米率變化均比真空包裝方式下大，這是因為老化處理時真空包裝可以對稻谷起到保護作用，使其含水量變化幅度較小，進而避免其整精米率大幅度降低，延緩稻谷碾米品質的陳化。

表2 不同老化時間雜交稻谷碾米品質的變化 %

2.2 稻谷人工老化過程中蒸煮食用品質的變化

稻米的蒸煮食用品質越來越受到人們的關注，在稻米品質評價標準中，直鏈淀粉、膠稠度以及蛋白質是重要判定指標，也是衡量稻米品質好差的重要指標[16]。不同老化時間下優質稻谷的蒸煮食用品質變化見表3，老化前樣品（老化時間記為0天）為對照，就直鏈淀粉含量的變化而言，在網袋包裝方式下老化1、3、5、7天后，3種優質稻的直鏈淀粉含量較對照有所上升，尤其是‘湘晚秈13號’和‘創宇9號’，直鏈淀粉含量分別從15.8%和18.7%上升到了17.6%和21.2%，平均上升了2.15個百分點；在真空包裝方式下，隨著人工老化時間的延長，3種優質稻的直鏈淀粉含量沒有顯著性差異，其中‘嶺香絲苗’的直鏈淀粉含量還有所降低。有研究表明，直鏈淀粉含量越高，大米的韌性口感越差，彈性降低[17]，真空包裝能延緩稻谷品質的劣變。就膠稠度的變化而言，在網袋包裝方式下經不同時間的老化處理后，3種優質稻的膠稠度顯著下降，其中‘嶺香絲苗’的膠稠度下降幅度最大，從116.5 mm下降至65.5 mm；在真空包裝方式中，3種供試材料的膠稠度沒有下降，反而還有上升的趨勢。就蛋白質指標而言，網袋包裝方式下，除‘嶺香絲苗’的蛋白質含量從9.6%上升至11.62%外，其他2種稻谷的蛋白質含量基本沒有變化；真空包裝方式下，在人工老化處理后3種優質稻的蛋白質含量均沒有顯著性差異。

表3 優質稻谷加速老化過程中食用蒸煮品質的的變化

不同老化時間下雜交稻谷的直鏈淀粉含量、膠稠度及蛋白質含量的變化見表4。網袋包裝和真空包裝方式下，‘天優華占’、‘岳優9113’、‘鳳兩優1208’的直鏈淀粉含量和蛋白質含量均沒有顯著性差異，但是膠稠度均呈上升趨勢。

表4 雜交稻谷加速老化過程中食用蒸煮品質的變化

不同包裝方式下，所有供試稻谷的蛋白質含量經老化處理后均沒有顯著性差異；真空包裝條件下優質稻谷的直鏈淀粉和膠稠度變化較網袋包裝下變化小，說明真空包裝能減小優質稻老化過程中部分蒸煮食用品質的變化，然而真空包裝對延緩雜交稻的蒸煮食用品質變化沒有起到太大的作用。此外，同為網袋包裝方式時，優質稻人工老化后的蒸煮食用品質變化比雜交稻的更大。

關于稻谷儲藏期間直鏈淀粉含量的變化，吳莉莉等[18]的研究結果表明，隨著儲藏時間的增加，稻谷的直鏈淀粉含量呈現上升的趨勢。李娟等[19]認為，儲藏后稻米的直鏈淀粉含量變化規律因品種而異,部分品種在儲藏一段時間后直鏈淀粉含量相對穩定，也有品種儲藏后表現為直鏈淀粉含量有所增加。本試驗中6種供試材料經人工老化處理后，常規稻的直鏈淀粉含量有所增加，而雜交稻的直鏈淀粉含量與對照相比沒有明顯變化，此結果與前人研究結論一致。

圖2 加速老化過程中不同雜交稻谷儲藏品質的變化

2.3 稻谷人工老化過程中儲藏品質的變化

脂質是稻谷的主要成分之一，在儲藏過程中，脂質易發生分解等反應產生大量游離脂肪酸，故脂肪酸值是評價稻谷儲藏品質變化的重要指標[20-22]，隨著老化時間的延長，2種包裝方式下6種供試稻谷的脂肪酸值變化如圖1～2所示。網袋包裝和真空包裝方式下，老化處理后各品種的脂肪酸值含量均明顯增高，網袋包裝處理的脂肪酸含量升高幅度大于真空包裝處理，說明真空包裝能明顯延緩優質稻和雜交稻老化過程中儲藏品質的變化，這可能是因為真空包裝時，稻谷周圍的氧氣濃度減少，降低了稻谷內部脂質的水解和氧化[23-24]。脂肪酸值的變化率品種間有差異，比較優質稻和雜交稻3個品種的平均值，無論是網袋包裝還是真空包裝，2種類型的脂肪酸變化率均表現為優質稻大于雜交稻，說明優質稻的耐儲性更差些，這可能是由于優質稻谷較普通稻谷含有更高的蛋白質和脂質，其在貯藏過程中更易發生品質劣變，這與前人的研究結果一致[25]。

圖1 加速老化過程中不同優質稻谷儲藏品質的變化

3 結論

研究發現，相較于優質稻，雜交稻在儲藏過程中各品質指標變化較慢，說明雜交稻更耐儲藏；而真空包裝方式下無論是優質稻還是雜交稻，各種品質指標的變化速率均有所降低，說明真空包裝可以適當延緩稻谷的陳化，這可能是因為真空包裝可以通過阻斷外界環境的干擾和降低儲藏條件中氧氣的含量降低稻谷內部的呼吸作用和代謝活動。后續可適當延長人工老化時間，并進一步增加品種樣本數，監測稻谷的代謝產物差異和酶活，進一步驗證和探究稻谷在儲藏過程中的陳化機理。

4 討論

目前稻谷儲藏方面的文獻考察溫度條件的居多，關于包裝方式對稻谷儲藏過程中品質的影響報道較少。為了保證試驗數據的客觀性，筆者選用雜交稻和優質稻2種供試材料對人工加速老化處理后的品質變化進行分析。結果表明，人工加速老化處理對稻谷糙米率和蛋白質含量影響不大，而整精米率、膠稠度、直鏈淀粉和脂肪酸值則較易受老化的影響而產生波動?？傮w來看，受老化影響，脂肪酸值最不穩定，變幅最大；其次是整精米率和直鏈淀粉含量，無論是優質稻還是雜交稻，經過人工老化處理后，整精米率均呈下降趨勢；而3種優質稻的直鏈淀粉含量經老化處理后則逐漸上升。老化處理后稻谷的膠稠度沒有呈現出規律性變化，得出的結果與前人結果一致。

筆者在前人研究的基礎上，進一步對優質稻和雜交稻的儲藏品質變化進行了比較，不同種類稻谷的脂肪酸值在老化過程中的穩定性并不一致，其中優質稻的脂肪酸值變化幅度整體比雜交稻大。同一品種在不同包裝方式下隨著加速陳化時間的延長，脂肪酸值、整精米率和直鏈淀粉差異也較大，網袋包裝方式下稻谷的品質變化幅度顯著大于真空包裝方式。本研究為今后不同種類稻谷耐儲藏實踐中延緩稻谷陳化和品質劣變提供了技術參考。