稻谷储藏品质研究技术现状

韩 赟，梁 静，李 成，于海华，於海明

(1.无锡中粮工程科技有限公司，江苏 无锡 214123； 2.南京农业大学工学院，江苏 南京 210031)

0 引言

稻谷是我国主要粮食作物之一，中国是世界上最大的稻谷生产国，稻谷产量占世界稻谷总量的1/3且产量较为稳定[1]。我国人口众多，且一半以上人口以大米为主食。随着经济的发展及人们生活水平的提高，消费者越来越注重食用大米的品质，稻谷的种植、选种、栽培、收获、加工及储藏等至关重要。收获后的水稻，除少部分被直接食用外，大部分是以稻谷或者糙米形式被储藏起来。储藏后的稻谷会发生陈化，稻谷陈化是稻谷本身生理变化的自然现象，陈化在稻谷储藏期间不会因为外部条件变化而停止[2]。在贮藏期间，稻谷理化性质会发生不同程度的改变，主要表现在稻谷水分、颜色、热性质、糊化特性和脂肪酸含量等方面[3]。因此，稻谷的储藏对稻谷品质尤为重要，储藏时的温度、湿度、稻谷初始含水率和稻谷品种等都会对谷物产生影响。本文分析总结了储藏条件、储藏方式对稻谷品质的影响，并分析了稻谷储藏期间品质的变化。

1 储藏条件对稻谷品质的影响

1.1 温度

稻谷储藏过程中除了本身发生各种生物化学反应导致品质变化外，储藏时的湿度、温度、微生物活性也会促进稻谷陈化。导致稻谷发生陈化的微生物有多种，霉菌是其中起主要作用的微生物，有些霉菌在稻谷储藏期间还会分裂出其他毒素，对稻谷食用品质造成安全影响[4]。

周建新等[5]研究储藏湿度较高时温度对稻谷微生物的影响发现，高湿条件下储藏的稻谷，尽管储藏温度不同，但是霉菌数量都呈现增加趋势，储藏温度越高，霉菌数量增加越多；而稻谷中细菌的数量会随着储藏时间的延长先增加后减少。陈永春等[6]通过研究在10、14和18 ℃及常温条件下储藏后稻谷水分、脂肪酸值和过氧化氢酶活性度的变化，来判断不同的储藏温度对稻谷品质的影响。研究得出：不同储藏温度对谷物水分的影响不明显，而脂肪酸的变化较明显，储藏温度高，脂肪酸含量增加较为显著；不同储藏温度下过氧化氢酶活性度变化明显，当储藏温度升高时，过氧化氢酶活性会按照一定趋势下降。

1.2 储藏时间

周显青等[7]研究了储藏不同年限后的稻谷品质变化，选取经过不同年限储藏的稻谷，对其蒸煮品质、食味性及质构特性进行研究。结果显示：储藏时间越长，稻谷的吸水率和膨胀率越高；不同品种的稻谷，其膨胀体积上升趋势存在一定的差异；食味特性方面，经过储藏后稻谷米汤的pH值、碘蓝值、固形物均呈现下降趋势；质构特性方面，随着储藏时间的增长，米饭硬度、咀嚼特性都变大。

稻谷在储藏过程中，当储藏环境适合微生物生存时，微生物的滋生会引起储藏稻谷的霉变、变色和腐烂，对储藏稻谷的质量造成直接或者间接的影响[8]。葛志文等[9]研究了不同储藏年限的稻谷微生物群落代谢功能的特性，通过比较分析总碳源平均色度变化率、六类碳源对应的平均色度变化率及主要成分，发现当稻谷未进行储藏时，微生物群落的代谢功能最强，代谢功能最弱的点出现在储藏时间1年时，当储藏时间超过1年时，随着储藏时间的增加，微生物群落代谢功能不断增强[10]。

1.3 储藏水分

李佳等[11]研究了水分偏高的谷物在夏季储藏期间的品质变化，通过利用空调对储藏期间的温度进行控制，跟踪监测储藏期间稻谷水分、脂肪酸值及米饭硬度等品质特性。研究表明，当谷物水分偏高时储藏期间水分基本保持稳定，而脂肪酸、硬度等指标上升，弹性及黏度呈现下降趋势。当谷物水分含量较高时，较低的储藏温度对谷物品质影响小[12]。

段依梦等[13]研究了水分含量高的稻谷在不同温度储藏下的品质变化规律，主要根据脂肪酸含量变化建立稻谷储藏品质变化的动力学模型。研究发现，不同温度储藏的稻谷，其含水率均按照一定趋势下降；随着储藏时间延长而增加且高温下增加明显；高温储藏后的稻谷出糙率、整精米率都低于低温储藏。综合来说，高水分含量的稻谷，高温储藏加速其陈化速率[14]。

2 储藏方式对稻谷品质的影响

稻谷储藏方式多种多样，目前研究及应用较多的储藏技术包括低温储藏、常规储藏和气调储藏[15]。除此之外，研究人员也发现了几种新型的储藏技术，如脉冲强光杀菌技术、红外干燥、微波干燥及微波热风联合干燥技术等。

2.1 常温储藏

常温储藏是目前我国储藏稻谷、糙米及大米等最常用的储藏方式。王红亮等[16]研究了优质稻谷在常温储藏条件下的品质变化，研究表明，稻谷在常温条件下储藏时，其储藏品质、质量指标、加工品质、糊化特性及质构特性等都出现下降。储藏14个月后，稻谷已经不再适合储藏，因此，常温储藏稻谷时，由于温度是随季节变化的，储藏周期不宜过长[17]。

2.2 气调储藏

气调储藏分为多种，其中最常见的气调储藏方法是真空储藏，真空储藏是利用压力抽干储藏室的空气，通过降低氧气含量来抑制或者降低谷物的呼吸作用，达到减少谷物损失、防霉、防虫、降低陈化速度、保持谷物品质的目的[18]。

夏吉庆等[19]研究对比分析了常规和真空储藏方式下稻米品质指标黏度变化规律；并确定不同初始含水率对稻米脂肪酸含量的影响，进一步探讨真空条件保持稻米食用品质的原因。研究发现，与常规储藏相比，真空储藏的稻米其黏度值、脂肪酸含量及外观品质变化都较小，食用品质等都高于常规储藏。

2.3 低温储藏

低温储藏是指稻谷储藏时的温度低于15 ℃或者保持在15～20 ℃，机械通风、空调调温是实现低温储藏常用的方法[20]。大量研究表明，低温储藏时，稻谷的陈化速率会降低、品质变化速度减缓；稻谷中脂肪酶的活性受到抑制，脂肪水解速度降低；低温储藏还能抑制微生物的繁殖生长速度，减少有毒代谢产物的生成[21]。合理的低温储藏能够延缓稻谷品质下降，保证一定的发芽率。

施灿璨[22]研究了利用自主研发的自然冷资源稻谷低温储藏仓，以高含水率稻谷为研究对象，以保持稻谷优良的食用品质为试验目标，对自然冷资源低温稻谷储藏的关键技术进行研究分析，研究储藏过程中稻谷含水率的变化规律及储藏品质的变化情况，验证利用自然冷资源低温储藏高含水率稻谷的可行性并确定最佳储藏工艺参数。研究表明，低温储藏下的稻谷，其稻谷品质较常温储藏变化明显减缓[23]。

2.4 其他储藏方式

新型脉冲杀菌技术是一种新的稻谷储藏方式，其工作原理是利用短时间内脉冲的强光谱杀死稻谷表面的细菌。脉冲杀菌可以对稻谷表面的固体、气体及液体中的致病细菌、易腐蚀微生物进行灭活处理；相比于其他杀菌处理技术，脉冲杀菌技术能耗低、效率高、对稻谷品质影响小。丁超等[24]研究了脉冲强光对高水分稻谷灭霉效果及加工品质的影响，发现脉冲强光可以有效杀灭稻谷表面的霉菌，且脉冲时间、脉冲距离对稻谷中霉菌致死率影响显著；达到一定剂量的脉冲强光对谷物有一定的干燥作用，经过脉冲强光处理后的谷物出糙率、整精米率都提高，稻谷的储藏品质得到极大改善。

3 储藏过程中稻谷品质变化

3.1 脂肪酸值

稻谷中脂肪的含量低于淀粉、蛋白质的含量，其含量一般约占稻谷总质量的3%。脂肪在稻谷内部呈不均匀分布，米胚中脂肪含量高于外部种皮和其他表层[25]。脂肪酸值的变化是评价稻谷在储藏过程中品质变化的重要依据之一，脂肪酸值变化的快慢、大小与稻谷储藏时的温度、湿度、空气含量、稻谷初始含水率及稻谷品种紧密相连。李佳等[11]研究了稻谷控温储藏过程中的脂肪酸值变化，发现随着储藏时间的延长，稻谷的脂肪酸值整体是不断上升的，但是不同季节，稻谷脂肪酸值变化趋势有所差别，在夏季高温时期，脂肪酸值上升幅度较其他季节偏大，而进入冬季，稻谷脂肪酸值的上升趋势趋于平缓[26]。

3.2 发芽率

稻谷是活的生命体，稻谷在储藏期间时刻都在进行呼吸作用。另外，稻谷每个部位呼吸作用强度存在差异，经研究，胚乳的呼吸作用是最弱的。发芽率是判断储藏后的稻谷呼吸强度最直接的指标，通过测量发芽率可以判断粮食的新鲜程度与稻谷食用品质[26]。大多数稻谷不存在后熟期即收获时就具备一定的发芽能力，彭毛等[27]研究了不同储藏方式对稻谷发芽率和发芽势的影响，对比不同储藏温度(常温、低温、准低温)下稻谷的发芽势发现，随着储藏时间的延长，稻谷发芽势都呈现下降趋势，但常温储藏的稻谷下降最明显，低温储藏变化最小。对比不同储藏温度下稻谷的发芽率发现，随着储藏时间的延长，发芽率的变化趋势与发芽势基本相同。

经过不同干燥方式后进行储藏的稻谷发芽率也存在差异。蔡雪梅等[28]通过选取干燥后仍然保持较好品质的稻谷在不同温度下进行模拟储藏研究，研究经过不同干燥方式后的稻谷在不同储藏温度条件下的变化规律。研究发现，与自然通风干燥相比，热风、微波干燥后稻谷的发芽率都发生下降，稻谷高温热风、微波干燥后的发芽率与低温干燥后相比有所下降[29]。

3.3 淀粉糊化特性

淀粉是稻谷最主要的成分，约占稻谷总质量的90%[30]。干燥后的稻谷通常被直接储藏起来，稻谷中淀粉的吸水性、溶解性等都会在储藏期间发生变化，稻谷的种类、储藏时水分含量、储藏条件等都会对稻米中淀粉的糊化特性产生影响，稻米糊化温度、峰值黏度、崩解值、终止黏度和回生值是体现稻米糊化特性的主要指标。相关研究人员研究了储藏温度分别为15、25和35 ℃时稻米淀粉糊化特性的变化，研究发现，储藏温度35 ℃时，淀粉糊化温度最高，而15与25 ℃储藏时，淀粉糊化温度与初始值基本相同[30]。对于淀粉峰值黏度，高温储藏的稻米淀粉峰值黏度最低，研究表明黏度降低反映了淀粉颗粒在破裂前自由膨胀的能力降低。崩解值是指经过指定温度储藏后的稻谷受热、剪切时淀粉颗粒抵抗破裂的能力，即淀粉颗粒的膨胀力。回升值则体现了稻米淀粉渗出直链淀粉迅速聚集能力，低温储藏时稻米淀粉的崩解值与回升值都较高。

3.4 质构特性

米饭的质构特性是评价稻米食用品质最重要的指标，稻米的品种、种植生长环境都会影响大米蒸煮后的质构特性，即使同品种的稻米，经过不同温度、湿度等条件储藏后，蒸煮后的质构特性也存在差异。多种研究表明，储藏后的稻谷质构品质会发生明显的改变，质构品质均存在不同程度的下降，主要表现在米饭的硬度、黏度、弹性、最大负载和黏着性等指标发生改变。战旭梅[31]通过用质构仪对不同品种储藏稻米的质构品质进行检测，分析其硬度、黏度等指标，得出米饭在储藏过程中质构特性的变化。研究发现：高温储藏后的稻谷硬度增加明显；低温储藏下稻谷的硬度有增有减，总体差异不显著；不论高温还是低温储藏，稻谷黏度、弹性和回复能量都会下降，但高温储藏的稻谷黏度下降较大。总体来说，高温储藏会加速稻谷陈化，而低温储藏能够延缓稻谷的陈化[3]。

4 结束语

稻谷储藏期间陈化变质过程是十分复杂的，目前大部分研究者仅仅局限于对稻谷储藏时水分、发芽率、脂肪酸含量、直链淀粉含量、硬度、淀粉糊化特性和质构特性等品质变化进行研究，缺少对稻谷内部深层结构及其他细微变化的研究[2]。另外，研究稻谷品质变化的方法除了基本的实验方法、仪器检测外，新的研究技术还有待开发。稻谷的陈化变质是不可避免的，稻谷的品种选择、生长条件、烘干程序和储藏条件都会影响其陈化速度，因此，选择合理的稻谷烘干储藏技术、稻谷品质监测技术对保证稻谷品质安全有重要意义。