不同儲藏深度對稻谷品質的影響

曹興剛，楊雙喜，侯紅軍，戴瑜鵬，張小東，史雪鵬

（中央儲備糧中寧直屬庫有限公司，寧夏 中寧 755100）

稻谷含有豐富的淀粉、蛋白質、氨基酸、脂質等眾多營養物質，是我國南方的主要口糧。然而，稻谷收獲后由于其自身呼吸代謝旺盛，微生物活動強烈，含水率較高等原因，易導致貯藏過程中出現發熱、發芽及霉變等現象[1]。同時，稻谷在貯藏過程中的淀粉、蛋白質及脂肪易發生氧化反應，從而影響稻谷的營養品質。此外，稻谷的品質與貯存環境中的水分、溫度及氣體成分有關[2]。劉光旭等[3]研究了二氧化碳處理前后稻谷營養品質的變化，結果表明氣調處理的稻谷脂肪酸值增長速度為常規熏蒸倉的1/4，并且整精米率降幅也顯著低于常規倉。龔劉闖等[4]比較了氮氣氣調和磷化氫熏蒸倉儲糧兩種方式對稻谷品質的影響，結果表明氮氣儲糧可以明顯延緩稻谷脂肪酸值的變化。然而，關于稻谷在低溫貯藏下的品質研究相對較少，并且對不同貯藏深度下稻谷的品質研究也鮮有報道。為此，本文從減少稻谷貯藏過程中營養成分的損失和提高其食用安全性的角度出發，擬探究不同貯藏深度對稻谷營養品質的影響，從而為進一步延長稻谷貯藏周期提供一定的理論依據和數據參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

樣品選擇2022 年寧夏一級稻谷，雜質為0.9%，出糙率為80%，整精米率為57.3%，脂肪酸值為14.40 mg KOH/100 g。

檸檬酸溶液，天津市科密歐化學試劑有限公司；檸檬酸鈉溶液，天津市科密歐化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

FOSS 凱氏定氮儀2300；SX-8-10 馬弗爐，北京中興偉業儀器有限公司；德國SYKAM 氨基酸分析儀S433D；CP225D 電子天平，德國Sartorius。

1.3 實驗方法

1.3.1 取樣方法

分別在倉內東南西北及中間5 個位置取樣，取樣過程中需嚴格控制取樣深度。第1 層距離糧面約2 m，第2 層約4 m，第3 層約6 m。取樣結束后將5 個點的樣品分別按照上層、中層和下層進行混合，最后分別取1 kg 的待測樣品在4 ℃冰箱中貯藏。

1.3.2 指標測定

①水分的測定：利用水分測定儀快速測定。②灰分的測定：參照《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》（GB 5009.4—2016）利用馬弗爐進行測定。③可溶性蛋白的測定：參照《大豆水溶性蛋白含量的測定》（NY/T 1205—2006）方法利用凱氏定氮儀進行測定。④游離氨基酸含量的測定：參照《飼料中氨基酸的測定》（GB/T 18246—2019）酸提取法，利用氨基酸分析儀進行測定。

1.3.3 數據分析

利用SIMAC14.1 和SPSS 26.0 軟件對樣品進行PLS-DA 分析、單因素方差分析（P＜0.01，P＜0.05）；最后通過Origin 2021b 軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 貯藏深度對稻谷水分含量的影響

在稻谷貯藏過程中，由于摻雜的谷外糙米無稻殼的保護，易導致糙米在變化的溫濕環境中發生吸附解吸反應，使其水分發生變化進而影響稻谷的儲藏品質[5]。由圖1 可知，貯藏深度對水分含量的影響無顯著性差異（p＞0.05）。當貯藏深度在下層時，稻谷水分含量最高，為15.6%，貯藏深度在中層時稻谷含水量最低，為14.9%。可見，為進一步延長稻谷貯藏品質需進行通風降水操作，以便防止產生發熱和霉變現象。

圖1 貯藏深度對稻谷水分含量的影響圖

2.2 貯藏深度對稻谷灰分含量的影響

灰分是指樣品經高溫灼燒后有機物以水和二氧化碳的形式釋放掉，剩余的無機物即為灰分，它是反映稻谷加工精度的重要指標，也是決定稻谷等級的重要指標。一般認為稻谷灰分越低，其加工精度和等級越高，反之加工精度和等級越低，品質越差，商品價值越低[6]。由圖2 可知，不同貯藏深度對稻谷灰分含量具有顯著影響（p＜0.05）,當貯藏深度為上層時稻谷灰分含量最高，為1.27 g/100 g，當貯藏深度為中層和下層時，稻谷灰分含量分別約為1.18 g/100 g 和1.14 g/100 g。

圖2 貯藏深度對稻谷灰分含量的影響圖

2.3 貯藏深度對稻谷可溶性蛋白含量的影響

可溶性蛋白與稻谷食用品質息息相關，其含量越高越有利于大米吸水膨脹、糊化，從而提高大米黏性和保水性能，改善大米口感[7]。由圖3 可知，不同貯藏深度對稻谷可溶性蛋白含量具有顯著性影響（p＜0.05），當貯藏深度在中層時稻谷可溶性蛋白含量最高，為1.26%，當貯藏深度為上層時稻谷可溶性蛋白含量最低，為1.03%，隨著貯藏深度的增加，稻谷可溶性蛋白含量呈現先增加后下降的趨勢，這可能是由于貯藏溫度升高而導致稻谷中可溶性蛋白質氧化較為嚴重。

圖3 貯藏深度對稻谷可溶性蛋白含量的影響圖

2.4 貯藏深度對稻谷游離氨基酸含量的影響

氨基酸是構成蛋白質的基本單位,是維系人體生命活動的重要物質，還是一種重要的呈味物質[8]。目前可將氨基酸分為甜味、鮮味、苦味及無味4 種，其中天門冬氨酸、谷氨酸具有較強的鮮味，蘇氨酸、甘氨酸、絲氨酸、脯氨酸及丙氨酸具有濃厚的甜味。不同貯藏深度下稻谷的呈味物質氨基酸組成如表1 所示。

由表1 可知，稻谷甜味和鮮味氨基酸含量最高，以及有少量的苦味和無味氨基酸，這些氨基酸共同組成稻谷特殊的風味。其中，丙氨酸和天門冬氨酸含量最為突出，分別為0.018 82 mg·g-1和0.010 63 mg·g-1。同時，不同貯藏深度對稻谷中部分呈味氨基酸含量存在顯著性差異，上中下層17 種氨基酸總含量大小為上層[（0.073 16±0.002 30）mg·g-1]＞下層[（0.015 75±0.005 29）mg·g-1]＞中層[（0.014 44±0.001 16）mg·g-1]，貯藏深度為中層和下層時的氨基酸含量損耗較大，而上層對氨基酸風味保留較好。

2.5 稻谷特征游離氨基酸篩選

采用偏最小二乘判別分析（Partial Least Squares Discriminant Analysis，PLS-DA）對游離氨基酸含量數據進行處理。由PLS-DA 模型可知，=0.996、=0.844，Q2=0.436，其中代表在x軸方向的解釋率，表示在y軸方向的解釋率，Q2表示模型的預測能力，當＜0.3，表示該模型具有較好的預測能力。同時利用200 次響應進行模型置換檢驗，由圖4 可知，R2=0.485，Q2=-0.025 4，且Q2與y軸截距小于零，表明該模型未擬合過度，進一步證明其具有良好的穩定性和預測能力，能夠完成后續特征游離氨基酸種類的篩選。

圖4 PLS-DA 模型置換檢驗圖

根據PLS-DA 模型中變量重要性投影值（Variable Importance in Project，VIP）可知，當VIP ＞1 時表明該游離氨基酸化合物為樣品特征風味化合物，并且VIP值越大對樣品風味貢獻程度越大[9]。由表2 和圖5 可知，有6 種化合物的VIP 值大于1 的氨基酸分別為賴氨酸、丙氨酸、組氨酸、脯氨酸、谷氨酸和苯丙氨酸等。

表2 稻谷中游離氨基酸VIP 值表

圖5 稻谷中游離氨基酸含量的VIP 排序圖

2.6 稻谷蛋白質營養價值評價

食物中蛋白質的營養價值主要取決于氨基酸的種類、數量以及構成比例，當構成比例越接近人體所需氨基酸比例，則蛋白質的營養品質越豐富[10]。為此，本文通過研究不同貯藏深度對稻谷游離氨基酸組成和含量的影響，同時利用WHO/FAO 標準模式普進行比對，結果如表3所示，從而篩選出稻谷中最具營養價值的氨基酸化合物。

由表3 可知，在3 種貯藏深度下氨基酸質量分數占比最高的為組氨酸和賴氨酸，其中上層組氨酸含量為12.9 mg·g-1pro，中層組氨酸含量為11.6 mg·g-1pro，下層賴氨酸含量為20.9 mg·g-1pro。同時，在3 種貯藏深度下組氨酸含量占比明顯高于WHO/FAO 標準所要求的1.5 mg·g-1pro。可見，稻谷中組氨酸含量較為豐富，進一步表明稻谷制品適合于嬰幼兒和特殊人群食用。在3 種貯藏深度中的必需氨基酸模式表現較為平衡，并且下層總的必需氨基酸模式普值（43.3 mg·g-1pro）顯著高于標準的要求（36.5 mg·g-1pro），表明下層樣品營養價值更為豐富。

3 結論

本文通過研究不同貯藏深度（上層、中層和下層）對稻谷水分含量、灰分、可溶性蛋白及游離氨基酸含量的影響。結果表明，在低溫貯藏條件下不同貯藏深度對稻谷水分含量無顯著性影響，但對稻谷灰分含量、可溶性蛋白及部分游離氨基酸存在顯著性影響。當貯藏深度為上層時稻谷灰分和游離氨基酸含量最高，可溶性蛋白含量最低；當貯藏深度為中層時稻谷水分含量和游離氨基酸含量最低，可溶性蛋白含量最高；當貯藏深度為下層時水分含量最高，灰分含量最低。此外，利用PLS-DA 對游離氨基酸含量進一步分析篩選出賴氨酸、丙氨酸、組氨酸、脯氨酸、谷氨酸和苯丙氨酸等為稻谷特征游離氨基酸風味。綜上可知，貯藏溫度是影響稻谷貯藏的重要指標，若采用低溫貯藏可在實際生產過程中延長稻谷貨架期，保證稻谷的營養品質，進一步為低溫貯藏在稻谷中的應用提供理論依據和數據參考。