2种储粮水分粳稻储藏周期内品质变化及效益分析

李 佳 曹 毅 赵 旭 林子木 董 梅

(辽宁省粮食科学研究所，沈阳 110032)

我国有“稻米王国”之称，稻谷是我国主要的粮食作物[1],它的播种面积和产量均处于第一，辽宁是我国北方粳稻的主要产区，其卓越品质和营养成分赢得国内消费者普遍认可，部分地区的稻谷畅销海内外。但是近年来，随着稻谷产量的增长，粳米价格却呈现下行趋势，粮食加工企业对稻谷品质控制标准越来越严格。同时，随着中国经济社会的迅速发展，人们的饮食结构变化也很大，对主食稻米的需求，正在由数量型向质量型、食味型转变[2]。

温度是决定储粮稳定性的重要因素，在各种科学保粮活动中，低温储粮无疑是首要手段。辽宁地区冬季低温持续时间长，夏季高温时间短，这一气候特点为低温储粮提供了天然条件。稻谷是在储藏期间容易产生储藏性质变化的粮种之一，偏高水分稻谷在储藏期间保证其品质尤为重要[3]。采用空调控温储粮技术能够有效防止稻谷发热、结露、霉变，进而降低稻谷的品质劣变速度，减少储藏过程中营养品质的损失，确保稻谷能够安全储藏。

稻谷含水量是影响其储藏稳定性的关键因素，它直接影响到稻谷储藏期间的品质。本实验利用空调控温储粮技术，开展不同储粮水分储藏周期内粳稻储藏品质、加工品质、食用品质动态变化研究，对各项品质指标进行检测，并分析米饭蒸煮品质、食用品质与稻谷含水量的相关性，结合储粮经济效益分析，综合评价低温绿色储粮技术的实际应用效果，为粮食仓储、加工企业提高经济效益提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验仓房基本情况

选择中储粮盘锦直属库两座高大平房仓为实验仓房。仓房长53.7 m、宽26 m，装粮高度6 m，装粮5 873 t。仓房配备粮情检测系统、机械通风设备，KFR-72-D13空调4台，单台功率3 kW,对称放置，空调于5月下旬开启至9月末关闭，开启温度为20～22 ℃。两座仓房储藏的粮食为2018年收获的稻谷，实验仓房入仓稻谷品质情况见表1。

表1 实验仓房入仓稻谷品质

1.2 粮情检测系统

仓房内均安装LC-6型粮情测控系统，用以采集粮堆温度和湿度数据。仓内测温点采取矩阵布点，分四层91根测温电缆共364个测温点。

1.3 仪器和设备

Brookfield CT3型质构仪，PH-240(A)鼓风干燥箱，JXFM110型锤式旋风磨，JGWJ8098型稻谷精米检测机。

1.4 样品的扦取

两座实验仓房均按照图1所示的取样点，每季度取样一次，每仓14个取样点，每点5层，每次共扦取140个粳稻样品，样品混合后分别测定水分、脂肪酸值、出糙率、整精米率、米饭吸水率和膨胀率、米汤pH值及测定米饭食用品质指标。

图1 稻谷取样布点图

1.5 实验方法

1.5.1 水分的测定

采用GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》第一法直接干燥法测定样品水分含量。

1.5.2 脂肪酸值、色泽、气味和品尝评分值的测定

采用GB/T 20569 —2006《稻谷存储品质判定规则》方法测定样品脂肪酸值、色泽、气味和品尝评分值。

1.5.3 出糙率的测定

采用GB/T 5494—2008《粮油检验 粮食、油料的杂质、不完善粒检验》方法测定样品出糙率。

1.5.4 整精米率的测定

采用GB/T 21719—2008《稻谷整精米率检验法》方法测定样品整精米率。

1.5.5 蒸煮品质的测定

将15 g大米试样放入高10 cm，直径4 cm的已知质量的圆柱形金属笼内，将金属笼悬挂在装有300 mL纯净水的烧杯中。将烧杯先用猛火煮沸1 min，然后再用文火煮28 min(水温100 ℃)。取出金属笼，沥米汤2 min后进行测定[4]。

1.5.5.1 加热吸水率

称取蒸煮后的米饭和金属笼的质量，按公式计算。

式中：M为称取样品质量/g；M0为金属笼质量/g；M1为米饭与金属笼的总质量/g。

1.5.5.2 膨胀率

量出蒸煮前大米的体积和蒸煮后米饭的体积，按公式计算。

式中：V1为蒸煮前大米体积/mL；V2为蒸煮后米饭体积/mL。

1.5.5.3 米汤pH值

将残留在烧杯中的米汤冷却至室温后，用pH计测定其pH值。

1.5.6 质构品质测定

稻谷碾白成标一米，装入铝盒淘洗两次后加水，放入蒸锅蒸煮成米饭，放至室温使用质构仪进行测定。质构参数的设定：选用TA-AACC36探头；测试类型为TPA质构分析；测试目标距离值为15 mm；触发点负载20 g，测试速度0.5 mm/s；测试循环数为2次。对一组样品进行3次平行测定，取平均值。

1.5.7 米饭加工品质、食用品质与稻谷含水量的相关性分析

用Excel软件绘制图表并进行相关性分析。0.3≤│r│<0.5为低度相关，0.5≤│r│<0.8为显著相关，0.8≤│r│<1为极显著相关。

2 结果与分析

2.1 储藏品质变化情况

2.1.1 水分变化情况

稻谷水分是衡量稻谷质量的一项重要指标,又是稻谷入库质量检验和储藏期间的重要检验指标之一。稻谷水分含量高低直接影响稻谷的储藏与加工，合理地调控水分，对改善稻谷的加工质量和改善稻谷的食用品质都具有十分重要的现实意义[5]。从表2可以看出，在储藏期间，随着储藏时间的延长，两种水分稻谷含水量均呈下降趋势，偏高水分稻谷含水量由15.5%下降到15%，正常水分稻谷含水量由14.4%下降到13.7%，分别下降了0.5%和0.7%，稻谷含水量变化趋于稳定，较少水分损耗，显著性分析可知，P<0.01,差异极显著，这表明应用控温储粮技术，偏高水分稻谷和正常水分稻谷的水分变化差异显著。偏高水分和正常水分稻谷都能够长期保存。

表2 稻谷储藏品质指标变化情况

2.1.2 脂肪酸值等指标变化情况

稻谷在储藏过程中，脂肪的水解造成游离脂肪酸的出现，在高温高湿等条件下，发生化学变化，致使稻谷品质劣变[6]，导致脂肪酸值的升高。从表2可以看出，随着储藏时间的延长，两种水分稻谷脂肪酸值均呈上升趋势，两种储粮水分稻谷储藏前期脂肪酸值增幅较慢，进入夏季高温期增幅较大，随后又趋于平稳；显著性分析可知，P>0.05,这表明应用控温储粮技术，偏高水分稻谷和正常水分稻谷的脂肪酸值变化不存在显著性差异。品尝评分值、色泽气味均无明显变化。

2.2 加工品质变化情况

2.2.1 稻谷出糙率、整精米率变化情况

出糙率是指净稻谷试样脱壳后的糙米占试样的质量分数，直接体现稻谷的加工品质[7]。从表3可以看出，随着储藏时间的延长，两种水分稻谷的出糙率均呈下降趋势，偏高水分稻谷出糙率从入仓的81.4%下降到80.2%，正常水分稻谷从入仓的81%下降到79.4%，分别下降了1.2%和1.6%，两种储粮水分稻谷储藏期间出糙率下降缓慢，偏高水分稻谷可以保证较高的出糙率。

表3 稻谷加工品质指标变化情况

整精米率是指整精米占净稻谷试样的百分率，可体现稻谷加工品质的优劣[7]。整精米率是反映稻谷品质的重要指标。从表3可以看出，随着储藏时间的延长，两种水分稻谷的整精米率均呈下降趋势，正常水分稻谷整精米率逐渐下降；偏高水分稻谷在储藏前期整精米率下降也较快，当储粮水分达到15%左右则几乎不变，可能是由于水分过高，稻壳韧性增加，脱壳时糙碎多，导致整精米率偏低[8]。显著性分析可知，出糙率和整精米率P<0.01,差异极显著，这表明应用控温储粮技术，偏高水分稻谷和正常水分稻谷的出糙率和整精米率变化均存在显著性差异。但在储藏周期内，偏高水分稻谷的出糙率和整精米率高于正常水分稻谷。

2.2.2 大米吸水率、膨胀率及米汤pH值变化情况

随着储藏周期的延长，导致稻谷细胞壁失水、溶解性下降，使得细胞内各组分吸水能力增强，大米的吸水率增加；失水的稻谷经高温加热后米饭体积膨胀，膨胀率也逐渐升高。从表3可以看出，随着储藏时间的延长，两种水分稻谷大米的吸水率和膨胀率均呈上升趋势，显著性分析可知，吸水率和膨胀率P<0.01,差异极显著，这表明应用控温储粮技术，偏高水分稻谷和正常水分稻谷大米吸水率和膨胀率变化均存在显著性差异。但偏高水分稻谷吸水率和膨胀率均低于正常水分稻谷，故稻谷陈化速度较慢。

米汤pH值与米饭的味道有关，随着储藏时间的延长，米汤pH值均呈现下降趋势。从表3可以看出，随着储藏时间的延长，两种水分稻谷米汤pH值均呈下降趋势，偏高水分稻谷米汤pH值降低幅度大于正常水分稻谷，但在储藏后期二者的数值几乎相等。这可能是由于偏高水分稻谷脂类降解快，脂类降解会产生游离脂肪酸等各种有机酸，导致米汤中pH值下降。显著性分析可知，P>0.05,这表明应用控温储粮技术，偏高水分稻谷和正常水分稻谷米汤pH值不存在显著性差异。

2.3 食用品质变化情况

在储藏过程中随着稻谷含水量的降低，米饭硬度相应增加。随着储藏时间的延长，两种水分稻谷米饭硬度均呈上升趋势，这可能是由于稻谷陈化过程中，米的内部所含有的脂类物质容易水解、氧化，导致米的游离脂肪酸增加。游离脂肪酸包藏在大米直链淀粉螺旋结构中，形成淀粉一脂类复合物，使米在糊化过程中所需要的水难以通过。大米糊化温度升高，米的淀粉强度增加，从而引起米饭硬度增加[9]。从图2、图3可以看出，在整个储藏周期，偏高水分稻谷的硬度均低于正常水分稻谷，因而口感更好。

米饭黏性是指咀嚼时由于米饭与牙齿表面接触分子力的作用使大米产生局部固态连接的现象[10]。从图2、图3可以看出，稻谷在储藏期间其黏性是逐渐下降的。随着储藏时间的延长，两种水分稻谷米饭黏性均呈下降趋势，稻谷水分降低，蒸煮过程中对米粒细胞壁的破坏较小，因而硬度高，黏性降低。偏高水分稻谷的黏性高于正常水分稻谷。

图2 偏高水分稻谷食用品质指标变化情况

图3 正常水分稻谷食用品质指标变化情况

米饭弹性是反映米饭食味的重要指标之一，米饭的弹性越大越有嚼劲。从图2、图3可以看出，随着储藏时间的延长，两种水分稻谷米饭弹性均呈下降趋势，偏高水分稻谷米饭弹性优于正常水分稻谷。显著性分析可知，米饭的硬度、黏性和弹性P<0.01,差异极显著，这表明应用控温储粮技术，偏高水分稻谷和正常水分稻谷米饭的硬度、黏性和弹性变化均存在显著性差异。

大米的胶着性和咀嚼性与硬度和弹性关系密切，随储藏时间的延长两种水分稻谷米饭的胶着性和咀嚼性均呈上升趋势，米饭不易咀嚼。胶着性反映了米饭的粘牙程度，从图2、图3可以看出，偏高水分稻谷米饭的胶着性和咀嚼性变化不是特别明显。显著性分析可知，米饭的胶着性P>0.05,这表明应用控温储粮技术，偏高水分稻谷和正常水分稻谷米饭的胶着性变化不存在显著性差异；米饭的咀嚼性0.01

2.4 米饭加工品质、食用品质与稻谷含水量的相关性分析

为了研究两种水分稻谷蒸煮品质、食用品质与稻谷含水量的相关程度，进行了相关性分析。从表4、表5中可以看出，偏高水分稻谷含水量与米饭吸水率、膨胀率呈显著负相关；与米饭硬度、胶着性、咀嚼性呈极显著负相关；与米饭黏性、弹性、米汤pH值呈极显著正相关。正常水分稻谷含水量与米饭硬度、胶着性、咀嚼性呈显著负相关；与米饭吸水率、膨胀率呈极显著负相关；与米饭黏性、弹性、米汤pH值呈显著正相关。

表4 偏高水分稻谷米饭蒸煮品质、食用品质与稻谷含水量的相关性分析

表5 正常水分稻谷米饭蒸煮品质、食用品质与稻谷含水量的相关性分析

2.5 经济效益分析

经过一年半的储藏周期，偏高水分稻谷和正常水分稻谷含水量分别为15%和13.7%，含水量相差1.3%，水分损耗量相差13.09 t，以3 150元/t稻谷计算，偏高水分稻谷仓可以增加收益24万元。如果以每个粮库储存50 000 t稻谷计算，储存偏高水分稻谷可增加收益200万元，因此采用空调控温储粮技术储存偏高水分稻谷，可以提高仓储企业收益；对于加工企业，偏高水分稻谷可以减少加工过程中碎米率等，以50 000 t稻谷加工成大米，按出米率60%、每斤大米2.2元计算，偏高水分稻谷加工成大米可以增加收入170万元，增加了稻谷加工企业经济效益。

3 结论

应用空调控温储粮技术，能有效延缓偏高水分稻谷在储藏期间的品质劣变，确保储藏期内稻谷品质良好，达到安全储存的目的。在整个储藏实验周期，两种储粮水分稻谷各项品质指标变化趋势基本一致，通过对各项品质指标的显著性分析表明，两种储粮水分稻谷在含水量、出糙率、整精米率；大米吸水率、膨胀率；米饭硬度、黏性、弹性、咀嚼性存在显著性差异；同时，相对正常水分稻谷，偏高水分稻谷的含水量较高，且在控温储藏期间，其储粮水分损失得到有效控制，合理保持了储粮水分，进而保证更优的加工品质和食用品质，实现稻谷的保质保鲜和仓储企业的减损增效，符合保质、保量、节能、经济、环保的安全储粮目标。

结合东北地区的储粮生态区域特点，开展空调控温储藏偏高水分稻谷，实现稻谷的保质保鲜储藏，能够最大限度地保护和利用粮食资源，并满足人们对稻米“质量优良、口感新鲜、营养健康”等新的需求，而且对今后积极引导仓储企业偏高水分稻谷的收购、储藏和安全管理，都具有重要的现实意义。