浙江省优质晚稻谷最佳储藏方式和耐储性研究*

吕晨泽 章 程 李 燕 邵亮亮 张谷平 陈 曦 应美蓉

(1 中国计量大学生命科学学院 310018) (2 浙江省粮油产品质量检测中心 310012)

水稻是最重要的谷物作物之一，选择稻米为日常主食的人口占了世界人口半数以上，以亚洲为主并且在非洲、南美等地不断上升[1,2]。亚洲的水稻产量和食用量占全球的近90%，这其中中国占据了极大一部分。水稻是季节性作物，因此收获的稻谷在进入市场前需要经历长时间的储存。如果稻谷在不合理的条件下储藏会导致品质下降甚至无法食用[3]。

为了保证稻谷的储藏品质，首先需要排除虫害的威胁[4-6]。其他影响食物储存过程的因素包括湿度和温度[7-10]。仓库中的湿度是决定包括稻谷在内所有谷物水分含量的决定性条件之一[11]。稻谷需要先经过干燥处理使其水分含量达到安全范围后才能进行储存，过高的水分会导致稻谷的呼吸速率增加，并进一步引起营养流失[12,13]。温度对稻谷中酶的活性有很强的影响作用，这些酶决定了稻谷的呼吸和代谢速率[12,14]。整体上，温度的升高会导致稻谷品质衰退的加速。温度和湿度对储存的影响是联合性的，一般建议将稻谷的水分控制在14%以下并存储于20℃～25℃的环境中。此外，由于在存储过程中稻谷仍会不断从仓库中吸收水分，说明在进行储存之前稻谷的水分相比于推荐的安全水分应进一步降低。

储存在理想条件下的稻谷具有较高的营养价值和良好的口味。评价稻谷储存品质的许多指标均与储存环境的湿度和温度密切相关，例如脂肪酸值[15,16]、食味品质[17]、发芽率[18]、新鲜度[19]和直链淀粉含量[20]等。稻谷中的脂肪绝大多数以甘油三酯的形式存在，甘油三酯的水解会产生脂肪酸。因此，稻谷中的脂肪酸值随着时间的推移逐渐上升，是用于评价稻谷储存效果的重要指标。稻谷的食味品质是大米在规定条件下蒸煮成米饭后，对所测米饭的色泽、气味、滋味、粘性及软硬适口程度进行综合品尝评价。发芽率指一定选定时间内发芽的种子所占的比例，它与种子的新鲜度呈正相关。新鲜度值是另一个衡量稻谷新鲜度的指标，它是基于样品中醛和酮的含量计算得到的。淀粉是稻谷中最重要的营养成分，储藏过程中淀粉的变化主要发生在直链淀粉的量和淀粉结构上，而直链淀粉含量的上升会导致稻米的口味和可烹饪性下降。

不同品种稻谷的耐储藏性有很大区别，先前的研究已经证实籼米的耐储藏性强于粳米[21]。但是关于籼粳杂交稻的理想储藏条件仍需进一步研究。籼粳杂交稻含有大量的可溶性糖成分，具有更高的代谢速率并且更容易产生营养物质的流失。籼粳杂交稻的脂肪酸值在持续的高温环境下更易受影响，这也会加速稻谷品质的劣变。籼粳杂交稻的储存条件比籼稻谷要求更高，具体的储藏方案更有研究的必要。

目前最为广泛使用的控制虫害方法是对稻谷进行化学熏蒸处理，通过磷化氢等化学物质杀灭虫害[22-24]。但是这种方法不仅会在稻谷残留，对环境造成化学污染，其杀虫效率也会随着虫害的抗药性逐渐上升而下降。研究者们通过调节稻谷储藏环境的气体条件，如控制储藏环境的温度和降低储藏环境中氧气的含量，成功地替代了传统的化学熏蒸方法[25,26]。降低储藏环境的温度可以抑制霉菌和虫害的生长并延缓稻谷品质下降。降低储藏环境中的氧气含量同样可以遏制虫害生长，并且还可以减缓稻谷的氧化[27]。

浙江省的稻谷储量在我国位居前列，其中粳米和籼粳杂交稻的储量随着近年的“优质粮食工程”仍在逐步上升。近年来，浙江省的仓储设施条件得到了显著提高，不仅仓库的气密性得到了有效加强，谷冷机、空调等控温设备应用较多，气调储粮和内环流技术得到进一步推广。天气是在浙江省达到理想的粮食储藏条件的最大挑战和阻碍，在7月底的梅雨季节造成高湿度后的短短几周内气温升高到37℃以上，并且高温持续两个多月。其结果是7月和8月稻谷所处的储藏条件非常不稳定，持续的高湿和高温容易造成稻谷劣变的加速。本文研究了不同种类的优质稻谷在浙江省的储存结果，通过对比常规储存、准低温储存、氮气储存三种储存方式帮助建立高温高湿地区最有效的稻谷储存方案。

本文分别评估了7种不同的优质稻谷品种在浙江省通过常规储存、准低温储存、氮气储存下一年后的储存品质变化，分析了包括脂肪酸值、新鲜度、发芽率、食味品质、直链淀粉在内的品质控制指标。结果显示准低温储藏比充氮储藏更能有效地减缓稻谷品质的下降。参与研究的7种稻谷中，5种属于籼粳杂交稻，另外2种属于粳稻，研究结果显示甬优9号在籼粳杂交稻中具有最佳的耐储藏性质，而嘉花1号的耐储藏性优于秀水134。

1 材料与方法

1.1 试验样品与试剂

7个试验品种均为浙江省的优质晚稻品种，其中甬优9号、甬优12、甬优15、甬优17、甬优1540为籼粳杂交稻，秀水134、嘉花1号为常规晚粳稻。样品均为2018年11月秋收稻谷。样品分为三组分别放在常规仓、准低温仓、充氮气调仓内储存，距粮食表面0.5 m下，与粮仓中的其他粮食一起储存，为期1年。每组稻谷样品进一步按水分含量高低分为Ⅰ、Ⅱ两组，Ⅰ组为稻谷原始水分，控制在11.5%～12.9%范围内，Ⅱ组稻谷样品调整到安全储藏水分14.0%。每份实验样品重量不小于10 kg，用布袋包装，取样时先进行混匀操作再取中心部分样品进行测试，于2019年2月至2020年1月完成实验。

测鲜剂购自北京。直链淀粉含量参考样品购自中国水稻研究所。所用化学试剂乙醇、醋酸、碘、碘化钾、氢氧化钠均为分析试剂级。

1.2 储藏仓库与条件

准低温储藏试验和充氮气调储藏试验分别在浙江省粮食和物资储备局直属粮油储备库17号仓和43号仓进行，仓型均为拱板仓，54 m×18 m×7 m，仓容3700 t。常规储藏试验在浙江中谷国家粮食储备库有限公司19号仓进行，仓型为高大平房仓，仓容6400 t。

准低温储藏：采用自动开启空调控温，确保样品准低温储藏。开启空调时间从2019年6月10日至9月23日。仓内粮食水分含量为9.1%～9.2%。

充氮气调储藏：充氮气调时间从2019年5月20日至10月16日。仓内粮食水分含量为9.5%～9.6%。

常规储藏：采用目前最为普遍常规粮食储藏方式。仓内粮食水分含量为11.5%。

1.3 检测方法

1.3.1 新鲜度值的测量方法 取25 g稻谷用实验砻谷机脱壳，碾磨成精碾的大米并去除碎米后待测，称取2.0 g待测大米样品置于15 mL离心管内，加入10.0 mL显色剂，平行放置于振荡器上，振荡1 min。振荡完成后，将上层液体离心1 min，将上层清液倒入比色皿内，通过稻谷新鲜度测定仪测定光谱分析颜色差异，得到稻谷的新鲜度值。

1.3.2 发芽率的测定方法 在培养皿内铺放两层滤纸作为发芽床，注入清水达到饱和。从完好籽粒中随机选取4组样品，每组100粒，把籽粒分别摆放在发芽床上加盖后送入恒温箱内。保持温度30℃、相对湿度70%RH的条件，记录10 d的发芽率。

1.3.3 脂肪酸值的测定方法 稻谷脱壳后取糙米80 g粉碎。称取试样10 g加入50.0 mL无水乙醇振荡10 min后过滤并收集滤液。取25.0 mL加入50.0 mL不含二氧化碳的蒸馏水，滴加3～4滴酚酞指示剂，并用氢氧化钾标准滴定，计算脂肪酸值。

1.3.4 食味品质的测定方法 稻谷脱壳，碾磨后取每份10 g试样，评价人员每人一份，洗米，加水浸泡，蒸煮40 min后品尝。根据米饭的气味、外观结构、适口性、滋味和冷饭质地，对比参照样品进行评分。

1.3.5 直链淀粉含量测定方式 取精米粉碎、过筛后称取100 mg试样加入1 mL乙醇溶液，移取9.0 mL 1.0 mol/L NaOH溶液到锥形瓶中混匀，在沸水浴中加热10 min后取出冷却至室温。转移到100 mL容量瓶中定容，混匀，再准确移取5.0 mL样品溶液加入1.0 mL乙酸溶液摇匀，再加入2.0 mL 碘试剂，定容至100 mL后静置10 min。分光光度计用空白溶液调零后在720 nm处测定系列标准溶液吸光度和样品溶液吸光度，计算直链淀粉含量。

数据的显著性分析由SPSS软件完成。

2 结果与讨论

根据浙江省晚稻种植情况，按GB/T 17891-2017《优质稻谷》的质量要求，选取出7种优质晚稻谷品种，入库前测定其脂肪酸值、新鲜度值、发芽率、食味值、直链淀粉含量，作为储藏品质变化对照指标，详细数值见表1。

表1 7个品种试验稻谷储藏前的初始指标

2.1 不同储藏条件对脂肪酸值的影响

脂肪酸值是评价稻谷储存品质最重要的指标，脂肪酸值越高，稻谷储藏品质越差。三种储藏方式中，常规储藏脂肪酸值平均上升29.84%，充氮储藏脂肪酸值平均上升22.87%，准低温储藏脂肪酸值平均上升幅度最小，为17.07%。说明准低温储藏可显著减缓脂肪代谢速度，延缓粮食劣变的进程；其次是充氮储藏，充氮储藏能够降低粮食籽粒代谢速度。这与先前其他团队的研究结果相符合，证实温度是对稻谷脂肪酸值影响最大的因素。Jiang等人证实不同储藏温度下游离脂肪酸值随着温度的升高而升高[28]。在储藏过程中，稻谷受到氧化和水解两个反应的影响，而温度对影响这两种反应的酶的活性都有显著影响[29]。从另一个角度看，充氮储藏也可以降低稻谷的代谢速率，只是效果不如准低温储藏。充氮储藏可以形成缺氧的储藏环境并降低磷脂的氧化速率，从而减少产生的游离脂肪酸[30]。

再看不同稻谷品种对脂肪酸值变化的影响。7个试验品种稻谷经1年储藏后，脂肪酸值均在宜存范围内。将各品种在三种不同储存条件下的脂肪酸值变化的平均值进行统计后发现，甬优17、甬优9号、甬优1540脂肪酸值上升最慢，上升幅度最小，分别为17.94%、18.73%和18.80%；秀水134脂肪酸值升高最多，为37.91%。

整体上看，准低温和充氮气调通过控温和降低氧气含量对稻谷脂类的氧化反应有一定抑制作用，而使脂肪酸值升高较常规储藏慢。在低温储藏不易实现时，可选择充氮气调储藏以减缓温度对稻谷脂肪酸值变化的影响。

图1 不同储藏条件对脂肪酸值的影响

2.2 不同储藏条件对新鲜度值的影响

新鲜度值指标是稻谷劣变过程中反映其新鲜品质的敏感指标，作为一个快检指标，可以准确反映稻谷的新鲜品质变化。新鲜度值越高，稻谷越新鲜；反之则稻谷越不新鲜。在不同储存条件下不同稻谷品种的新鲜度值变化如图2所示。

图2 不同储藏条件对新鲜度值的影响

7个试验品种稻谷经一年储藏后，新鲜度值均呈下降趋势，且均在75～85之间，按LS/T 6118-2017《粮油检验 稻谷新鲜度测定与判别》，试验稻谷均属次新稻谷。综合所有样品的数据，在常规储存方法下新鲜度值平均下降了10.23%，在充氮储存条件下平均下降了7.50%，在准低温储存条件下平均下降了7.01%。这些结果表明准低温储藏和充氮储藏都比常规储藏更能有效地延缓新鲜度值的下降，但差别并不明显。

2.3 不同储藏条件对发芽率的影响

发芽率随着稻谷储存时间的增长逐渐降低，也是用于判断稻谷新鲜度的指标。图3展示了不同稻谷品种在不同储藏条件下的发芽率。在存储一年后，常规储藏下的样品发芽率平均降低了9.51%，充氮储藏下的样品发芽率平均降低了7.27%，准低温储藏下的样品发芽率平均降低了4.63%。该结果说明准低温储藏条件对保持样品的发芽率最为有利，其次是充氮储藏。

图3 不同储藏条件对发芽率的影响

2.4 不同储藏条件对食味品质的影响

不同稻谷在不同条件下储藏一年后食味品质的变化如图4所示。常规储藏下，所有样品的食味品质平均下降了8.98%，这一数值对于充氮储藏和准低温储藏分别是5.76%和4.07%。整体上看，准低温储藏和充氮储藏均可以降低稻谷食味品质的下降，并且准低温储藏的效果优于充氮储藏。

图4 不同储藏条件对食味品质的影响

2.5 不同储藏条件对直链淀粉含量的影响

稻谷的直链淀粉是决定其蒸煮和食味品质的主要因素之一。不同储存条件下直链淀粉含量的变化见表2。通过对t值进行了显著性分析，获得了常规储藏、充氮储藏和准低温储藏的tD值，这三种储藏条件的t值分别为1.9868、2.0270和1.2034，证明所列数据均具有统计学意义。取显著性水平α=0.05时，查t值分布表可得在自由度f=7-1=6时，t0.05,6=2.4469。由于tD值小于t0.05,6，说明由直链淀粉含量在不同储藏条件下产生的变化并没有产生显著性差异，因此直链淀粉含量的变化无法作为稻谷短期存储的质量衡量指标。在未来的研究中，直链淀粉含量对长期存储质量的判断具有一定的意义，值得进一步研究。

表2 不同储藏条件下直链淀粉含量的变化 (单位：%)

2.6 不同稻谷品种的耐储性比较

基于上述三种不同储藏条件的对比结果，分析7种不同优质稻谷品种的耐储性。由于直链淀粉含量并没有显著性的影响，主要考量脂肪酸值、新鲜度值、发芽率和食味品质的变化进行耐储性的评估。将这些数值的变化和稻谷的劣变速率进行了对比，得出充氮储藏下5种籼粳杂交稻中甬优9号、甬优17、甬优1540的耐储性比甬优12和甬优15要强，其中甬优9号的耐储性最好。在两种晚粳稻中，嘉花1号的耐储性比秀水134好，详细数据见表3。在准低温储藏下甬优系列的耐储性差异并不明显，但是甬优9号依然展示出最好的耐储性。嘉花1号的耐储性在准低温储藏下优于秀水134，详细数据参见表4。总言之，在所测7种优质稻谷品种中，甬优9号和嘉花1号展示出了最优的耐储藏性能。

表3 不同水稻品种在充氮储藏条件下的指标变化 (单位：%)

表4 不同水稻品种在准低温储藏条件下的指标变化 (单位：%)

2.7 不同水分含量分组样品的结果分析

样品组1是以稻谷原始水分开始实验的，样品组2在实验开始前将水分含量调整在安全储藏水分14.0%。两组样品经过3种方式储存后的水分含量及其差值如表5所示。对表中的数据进行了显著性差异分析，测得tD值为1.2281，以自由度f=21-1=20，查表得到在显著性水平α=0.05时临界值t0.05,20=2.0860。因为tD

表5 不同试验组样品在三种储藏条件下水分的变化 (单位：%)

2.8 不同试验样品组脂肪酸值和发芽率的结果分析

对两个样品组的脂肪酸值和发芽率数据也进行了对比，详细数据见表6和表7。同样对所示数据进行了显著性差异分析，计算得脂肪酸值变化的tD值为-0.8279，发芽率的tD值为-1.8585。在显著性水平α=0.05且自由度f=21-1=20时这二者的tD值均小于临界值，证明其不具有统计学意义。这一结果的原因和水分含量的成因类似，水分对脂肪酸值和发芽率的影响随着水分含量趋于相近而逐渐消失。

表6 不同试验组样品在三种储藏条件下脂肪酸值的变化 [单位：(KOH/干基)/(mg/100g)]

表7 不同试验组样品在三种储藏条件下发芽率的变化 (单位：%)

3 结论和展望

3.1 本文证实了准低温储藏和充氮储藏在浙江省的气候条件下均能够起到比常规储藏方法更有效的减缓稻谷劣变的作用。准低温储藏能够更有效地延缓脂肪酸值的上升和防止发芽率的下降。充氮储藏在保持稻谷的食味品质上展现了更好的效果。这两种储藏方法在保持稻谷的新鲜度值方面效果较为接近，没有明显区别。整体上，参与研究的7种籼粳杂交稻和晚粳稻均在准低温储藏条件下保持了更好的储存品质，比充氮储藏更能有效地避免劣变。本结果与在湖北省开展的杂交籼米的研究结果相类似，意味着低温储藏比充氮储藏更有利于缓解稻谷的劣变。但是温度并非单一的影响稻谷耐储性的因素，在浙江省等相对高温地区实现低温储藏需要足够的设备和经费支持，并且长期维持需要较大成本。由于充氮储藏体现出优秀的缓解稻谷劣变的能力，因此也是一种推荐使用的储藏方式。

3.2 本文进一步对比了不同种类籼粳杂交稻和晚粳稻的耐储性。籼粳杂交稻中甬优9号、甬优17和甬优1540展现比甬优12和甬优15更好的耐储性能，并且甬优9号是其中耐储性最好的品种。在两种晚粳稻中，嘉花1号的耐储性比秀水134更好。综合比对各项结果后，甬优9号和嘉花1号展现出了优良的耐储性能。在本试验多个稻谷储存品质控制指标中，脂肪酸值的变化幅度远大于发芽率、食味品质和新鲜度值，因此脂肪酸值是最为有效地体现稻谷在储藏过程中品质变化的指标。

3.3 在一年期的储藏过程中，两个样品组的水分含量没有产生显著区别，是由于受到所在仓库其他粮食的影响，样品的水分含量在储藏过程中逐渐与仓库内所存的其它粮食水分达到平衡。因此，将来进一步开展稻谷储藏的研究中，需考虑优化试验方法，避免这一因素带来的影响，更好地提供储藏环境的封闭条件，以获得更优的储藏研究结果。