优质稻谷常温储藏条件下品质变化研究

王红亮 渠琛玲 王若兰 万立昊 耿宪洲

(河南工业大学粮油食品学院，郑州 450001)

稻谷在世界范围内广泛种植，全球有超过60%的人口以它为食[1]。我国粮食产量位居世界之首，其中稻谷是我国第一大粮食作物，据国家统计局统计，我国2017年稻谷总产量达2.09亿t，占谷物总产量的37%。随着人民生活水平的提高，人们对食物的要求不但能够解决温饱，而且对其品质也有一定的要求，而优质稻谷因其独特的品质逐渐受到人们的青睐。

优质稻谷是指由优质品种生产，符合GB/T 17891—2017要求的稻谷，与普通稻谷相比，优质稻谷要求蒸煮后适口性好、米饭软硬适中、不黏结、冷饭不回生[2]。优质稻谷在储藏的过程中会发生一系列的生理、化学变化，包括糊化性质、色泽、气味，这些变化过程称为稻谷的陈化，它会影响稻谷的品质[3]。稻谷的储藏方式有常温储藏、低温储藏、气调储藏[4,5]，这三种储藏方式各有优缺点，常温储藏成本低，稻谷品质劣变快，低温储藏和气调储藏有利于保持优质稻谷品质，但是成本以及对仓房要求较高。本实验通过检测常温储藏条件下优质稻谷的品质变化，为优质稻谷的储藏提供参考，为相关标准的制定提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

优质稻谷黄华占、两优(产地：湖北省，于2016年9月收获)，杂质质量分数分别为0.8%、0.6%，含水量为13.5%～14.0%。由于储藏过程中害虫密度超过了国标要求，于2017年10月15日对两种优质稻谷进行熏蒸，所用药剂为硫酰氟。

图1 模拟仓设计图

1.2 实验所用模拟仓

实验所用模拟仓如图1和图2。模拟仓长×宽×高=1.50 m×0.95 m×1.20 m，装粮高度为1.00 m，每仓所装稻谷约850 kg。

图2 模拟仓实物图

1.3 实验仪器

Tu-1810紫外可见分光光度计、JGMJ8098型砻谷机、JNM-Ⅲ型碾米机、S/N2143107-TMB 型Super3RVA、FSJ-Ⅱ型锤式旋风磨、TA.XT Plus型质构测定仪。

1.4 所用试剂

氢氧化钾、30%过氧化氢、高锰酸钾、无水乙醇、95%乙醇、邻苯二甲酸氢钾、磷酸氢二钠：分析纯。

1.5 测定指标及方法

色泽、气味测定、脂肪酸值和品尝评分测定参照GB/T 20569—2006；水分测定参照GB 5009.3—2016；黄粒米含量测定参照GB/T 17891—2017(附录D)；直链淀粉含量测定参照GB/T 15683—2008；出糙率测定参照GB/T 5495—2008；整精米率测定参照GB/T 21719—2008；过氧化氢酶活动度(HPA)测定参照GB/T 5522—2008；发芽率测定参照GB/T 5520—2011；糊化特性测定参照GB/T 24852—2010。

质构特性测定[4]：将优质稻谷垄谷、碾米后制成标一米，按照GB/T 20569—2006附录B蒸煮米饭，取出后将铝盒放在空气中冷却20 min。测定时从试样不同部位随机选取4粒完整大米粒，对称放在载物台上，共测定8次，去除最大值和最小值后求其平均值。相关参数：探头为P/36R；操作模式：压力测定；压缩比例：70%；触发点：5 g；测试循环数：2；间隔时间：2 s；测前速度：5 mm/s；测试速度：0.5 mm/s；测后速度：0.5 mm/s；目标距离：disitance。

1.6 取样间隔

实验每两个月取样一次进行相关指标检测，实验周期为2017年5月17日—2018年7月17日。

1.7 数据处理

数据统计和处理采用Excel、Origin和Spss软件。

2 结果与分析

2.1 储藏品质的变化

根据GB/T 20569—2006，稻谷的储藏品质指标有色泽气味、脂肪酸值和品尝评分值，可以从外观、化学反应和口感上对其进行评价，色泽气味指稻谷制成标准一等精度大米后的颜色和气味，储藏时间较长的稻谷制成的大米色泽发暗，有哈喇味，新鲜稻谷或储藏时间较短的稻谷制成的大米色泽鲜亮，气味清新。实验期间两种优质稻谷储藏420 d后色泽气味均正常。

脂肪酸值指中和100 g干物质试样中游离脂肪酸所消耗的氢氧化钾(mg)，脂肪酸值越大，稻谷储藏品质越差，是评价稻谷储藏品质最重要的指标。实验结果表明，随着储藏时间的增加，两种优质稻谷的脂肪酸值均呈上升趋势，但是两优的脂肪酸值小于黄华占，如图3a所示，在储藏420 d时，黄华占和两优的脂肪酸值分别为(29.883±0.540) mg/100 g和(28.890±0.641) mg/100 g，根据GB/T 20569—2006规定，两种优质稻谷均处于易存范围。品尝评分值指米饭进行感官评价分析品评试验所得的色泽、气味、外观结构、滋味等各项评分值的总和，反映了稻谷制备米饭的口感，研究表明，感官评价分析对与质构相关的黏性和黏着性的变化较敏感[6]。如图3b所示，两种优质稻谷经过420 d的储藏后，品尝评分值均大于70，处于宜存范围内。

图3 储藏期间脂肪酸值和品尝评分的变化

2.2 质量指标的变化

根据GB/T 17891—2017规定，水分、黄粒米含量、直连淀粉含量属于优质稻谷的质量指标，即用来判断优质稻谷等级的指标。水是多种化学反应的介质，水分过高会引起稻谷发热、霉变、结露等，水分过低会影响稻谷加工、食用品质，因此水分的高低会影响优质稻谷的定等，两种优质稻谷在储藏420 d后，水分无明显变化，均处于13.5%～14.0%之间。黄粒米指大米试样中色泽与正常的米粒有差异且胚乳呈黄色的米粒，其质量与试样总质量的比值就是黄粒米率[7]，在储藏过程中，由于害虫和微生物的活动等原因，导致米粒变黄[8]。如图4a所示，随着储藏时间的增加，两种优质稻谷的黄粒米率均呈现上升趋势，黄华占的黄粒米率大于两优，在420 d时黄华占的黄粒米率为(0.66±0.04)%，两优的黄粒米率(0.61±0.05)%，根据GB/T 17891—2017规定，该稻谷符合优质稻谷的定等要求。直链淀粉含量指试样中直链淀粉占试样的质量分数，直链淀粉含量越高，大米制备的米饭口感越差。如图4b所示，随着储藏时间的增加，两种优质稻谷的直链淀粉含量逐渐增加，黄华占的直链淀粉含量大于两优的，在420 d时两种优质稻谷的直链淀粉含量达到最大值，黄华占为(16.935±0.318)%，两优为(16.591±0.226)%，符合优质稻谷的定等要求。

图4 储藏期间黄粒米含量和直链淀粉含量的变化

2.3 加工品质的变化

加工品质指稻谷经过垄谷、碾米成为糙米、精米的能力，评价稻谷加工品质的指标为出糙率和整精米率。出糙率指的是净稻谷脱壳后的糙米占试样质量的分数，其大小能够反映稻谷的工艺品质，出糙率高的稻谷其加工品质好。实验结果表明，储藏过程中两种优质稻谷的出糙率随着储藏时间的增加均呈现下降的趋势，如图5a所示，黄华占的出糙率大于两优的，在420 d时黄华占和两优的出糙率分别为(77.78±0.17)%和(76.81±0.03)%，根据GB 1350—2009的判定标准，储藏420 d后的黄华占符合2级稻谷的标准，两优符合3级稻谷的标准。整精米率是指整精米占净稻谷试样的质量分数，整精米率是衡量稻谷的加工品质的指标之一。整精米率越高，稻谷的加工品质越高[9]，储藏环境的温度、湿度和储藏时间对稻谷的整精米率都会有一定程度的影响[10]。如图5b所示，随着储藏时间的增加，整精米率呈下降趋势，储藏420 d后，黄华占的整精米率为(58.51±0.15)%，两优的整精米率为(55.56±0.19)%，根据GB/T 17891—2017的判定标准，储藏420 d后的黄华占符合1级优质稻谷的标准，两优符合2级优质稻谷的标准。

图5 储藏期间出糙率和整精米率的变化

2.4 生理品质的变化

稻谷的生理活动总是由旺盛到衰弱，生理活动强的稻谷较新鲜，可以通过过氧化氢酶活动度和发芽率来表征稻谷生理活动的强弱，进而表示稻谷的新鲜程度。过氧化氢酶是最早发现的与种子活力有关的氧化酶类之一，其活性可间接反应种子活力的大小，与粮食品质之间也存在着一定的相关关系，是衡量谷物品质一项重要的指标[11]。两种优质稻谷的过氧化氢酶活动度变化趋势如图6a所示，随着储藏时间的增加，两种优质稻谷的过氧化氢酶均呈现下降趋势，储藏420 d后，黄华占的过氧化氢酶活动度为(20.013±0.924) mgH2O2/g，下降了23.882 mg H2O2/g，两优的过氧化氢酶活动度为(24.120±1.10) mgH2O2/g，下降了20.670 mg H2O2/g。

图6 储藏期间过氧化氢酶活动度和发芽率的变化

发芽率是指有生活力的种子在发芽方面的能力，反映了稻谷种子活力，是稻谷新鲜程度的体现。如图6b所示，随着储藏时间的增加，两种优质稻谷的发芽率整体呈现下降趋势。结果表明，储藏420 d后，黄华占的发芽率为(0.33±0.33)%，下降了98.17%；两优的发芽率为(6.35±2.84)%，下降了92.65%。两种优质稻谷发芽率的下降有两方面的原因，一方面是储藏时间的增加导致种子的活力下降，另一方面是由于储藏过程中的熏蒸所致[12]。

2.5 糊化特性的变化

大米的主要成分是淀粉，当水过量时，大米与水的悬浮混合物在加热和内源性淀粉酶的协同作用下，吸水膨胀崩解发生糊化。大米的糊化特性的各项数据尤其是峰值黏度、衰减值、回生值等能很好地评价大米食用品质的优劣[13]，并且，研究表明衰减值是最重要的黏度指标[14]。对储藏期的两种优质稻谷的糊化特性的各个指标进行样品均值、标准差的统计分析以及各个指标数值在不同检测阶段差异性的方差分析，结果如表1、表2所示。

由表1可知，黄华占样品的峰值黏度在0～120 d和240～420 d之间的数据差异性不显著，180 d的数据与前后两个阶段数据相比具有显著性差异，表明峰值黏度在120～240 d之间显著变化；最低黏度在60 d时与初始数据相比具有显著性差异，180～420 d时数据之间相比没有显著性差异，表明最低黏度开始变化明显，之后变化平缓；衰减值在120 d时与初始值相比具有显著性差异，240～420 d之间数据差异不显著，表明衰减值后期变化不显著；最终黏度在0～120 d之间差异不显著，180～420 d之间数据具有显著性差异，表明后期变化明显；回生值数据在0～120 d之间差异显著，在120～300 d之间差异不显著；峰值时间在120 d时与初始数据相比开始具有显著性差异，120 d之后的数据之间具有显著性差异，表明120 d开始峰值时间变化显著；糊化温度在0～180 d之间差异性不显著，300 d开始数据之间具有显著性差异，表明糊化温度前期变化不明显，后期变化明显。

表2显示了两优稻谷的糊化特性指标差异性，峰值黏度在0～120 d之间变化不显著，180 d以及以后的数据与初始值相比差异性显著，表明峰值黏度前期变化平缓，后期变化明显；最低黏度在0～180 d之间的数据具有显著性差异，180～360 d之间的数据差异性不显著，表明最低黏度开始变化明显，后期变化缓慢；衰减值在120 d时与初始数据具有显著性差异，180～420 d之间的数据差异性显著，表明后期数据变化明显；最终黏度60～120 d、300～360 d之间的数据差异性不显著，其他时间之间的数据差异性显著，表明最终黏度在储藏期间变化明显；回生值在60 d时与初始数据相比具有差异性，120～360 d之间的数据差异性不显著，表明回生值开始变化明显，后期变化平缓；峰值时间在0～60、120～180、240～360 d之间差异不显著，整体差异性显著；糊化温度在240 d开始与初始数据具有显著性差异，之后的数据之间具有显著性差异，表明糊化温度开始变化缓慢，后期变化不明显。

表1 储藏期间黄华占糊化特性差异性分析

注：表中同列不同的小字母表示P<0.05水平的差异性显著，余同。

表2 储藏期间两优糊化特性差异性分析

2.6 质构特性的变化

大米的质构特性是影响大米食用品质的重要因素[15]，它直接反应了大米的口感。通过质构仪可以测定大米的质构特性，其中TPA模式通过对样品进行两次压缩来模拟人口腔的咀嚼运动，同时能够得到质构特性参数：硬度、黏附性、弹性和咀嚼性等，这些参数能够评价大米质构特性的变化[16]。

硬度是第1次压缩所用的最大压力，表征了样品达到一定变形时所必须的力，如图7a所示，随着储藏时间的增加，两种优质稻谷的硬度呈现上升的趋势，420 d时黄华占的硬度为(2 674.282±64.415)g，上升了1 039.082 g，两优的硬度为(2 488.545±53.861) g，上升了250.145 g。黏着性是指咀嚼米饭时，米饭对上颚、牙齿、舌头等接触面黏着的性质[17]，如图7b所示，随着储藏时间的增加，两种优质稻谷的黏着性均呈现下降的趋势，储藏420 d时，黄华占的黏着性为(-138.966±8.87) g·s，下降了105.934 g·s，两优的黏着性为(-156.961±7.401) g·s，下降了59.739 g·s。弹性指第一次压缩结束后与第二次压缩开始间样品恢复的高度，品质较好的稻谷蒸煮的米饭弹性较好[18]，如图7c所示，两种优质稻谷的弹性呈现下降的趋势，黄华占的弹性为(0.58±0.01) mm，较初始值下降了0.21 mm，两优的弹性为(0.63±0.01) mm，较最大值下降了0.19 mm。咀嚼性是胶着性与弹性的乘积，表示把半固体样品咀嚼成能够吞咽的稳定状态所需要的能量，如图7d所示，两种优质稻谷的咀嚼性均呈现上升的趋势，黄华占的咀嚼性为(728.500±13.178) g，上升了374.599 g，两优的咀嚼性为(630.758±12.689) g，上升了287.301 g。大米蒸煮后的质构特性是反映米饭食用品质的重要特性，质构特性下降，表明大米食用品质下降。

图7储藏期间质构特性的变化

3 结论

3.1 储藏420 d时，黄华占质量指标、加工品质、生理品质、糊化特性和质构特性均下降，并且脂肪酸值上升到了(29.883±0.540) mg/100 g，接近宜存标准上限(30 mg/100 g)，以稻谷储存品质判定规则中的“宜存”和稻谷质量标准不降级为标准，建议常温储藏时优质稻谷的储藏期不超过14个月。

3.2 两种优质稻谷相比，储藏过程中黄华占的脂肪酸值大于两优的，以420 d时两种优质稻谷的脂肪酸值为例，黄华占的脂肪酸值为(29.883±0.540) mg/100 g，两优的脂肪酸值为(28.890±0.641) mg/100 g，黄华占的脂肪酸值比两优的脂肪酸值要高0.993 mg/100 g，可见两优比黄华占的储藏期要长，建议粮库选择储藏品质更为稳定的优质稻谷进行储备。

3.3 实验结果表明，熏蒸后的优质稻谷的发芽率大幅度下降，储藏420 d后，黄华占的发芽率为为(0.33±0.33)%，下降了98.17%；两优的发芽率为(6.35±2.84)%，下降了92.65%。建议作为种子储备的优质稻谷不要进行熏蒸，采用低温或准低温的方式进行储藏。