人工加速老化对稻谷碾米品质、蒸煮品质和储藏品质的影响

苗雪雪，刘泽民，陶曙华，余亚莹，黄伟东，周 昆，阳标仁

（湖南省农业科学院水稻研究所/农业部长江中下游籼稻遗传育种重点实验室，长沙410125）

0 引言

水稻(Oryza sativa)是一种重要的粮食作物，世界上一半以上的人口以水稻为主食。水稻不仅解决了人们的温饱问题，也为人们提供每日所需的营养和微量元素，如氨基酸、维生素、淀粉等[1]。由于水稻生产具有季节性，为满足人们全年的需要，不得不对其进行储藏[2]，然而水稻属于不耐储藏的品种，在储藏过程中受自身新陈代谢、呼吸作用及环境条件等因素的影响，其理化性质会发生很大的改变，这种现象被称为陈化[3-6]。陈化对稻谷食用安全和储粮安全均造成严重威胁。

有研究表明，影响稻谷陈化速率的因素有内因和外因2个方面，内因主要是稻谷品种和含水量等，外因主要是储藏环境条件，如温度、湿度、氧气含量等[7-8]。目前很多学者报道了温湿度条件对稻谷陈化速率的影响，发现高温高湿条件下稻谷的品质会急速劣变[9-10]。而储藏环境中氧气含量越高，稻谷呼吸作用越剧烈，陈化速率也越快。

探索不同储藏条件下稻谷陈化过程中品质的变化规律有助于今后采取措施减缓陈化。碾米品质、食用蒸煮品质和储藏品质可以表征稻谷的陈化和劣变程度，也能直观地反映出稻谷的综合品质[11]。笔者选用不同品种的稻谷，采用真空和网袋2种包装方式对环境中的氧气浓度进行控制，对稻谷陈化过程中的碾米品质、食用蒸煮品质和储藏品质劣变规律进行研究。稻谷陈化本是一个自然的过程，但是自然陈化耗时较长，目前很多学者尝试通过人工加速老化方式开展相关研究，并取得了很好的结果[12-14]。为缩短研究过程，笔者亦采用人工加速老化法模拟稻谷储藏环境中的高温高湿条件，探索不同种类稻谷陈化过程中的品质的变化规律，旨在为延缓稻谷储藏过程中品质劣变和实现稻谷储藏安全提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

以3种优质稻品种（‘岭香丝苗’、‘湘晚籼13号’、‘创宇9号’）和3种杂交稻品种（‘天优华占’、‘岳优9113’、‘凤两优1208’）为供试材料，均由湖南省水稻研究所提供，采用不同的包装方式（真空包装和网袋包装）开展人工老化试验，6种供试材料在试验前的含水量为11.09%～11.87%。

1.2 仪器

JLGJ 4.5型检验砻谷机，JNMJ 3型检验碾米机（台州市粮仪厂）；高速万能粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公司）；DHG-9246A型电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）；AUX120电子天平（日本岛津），UV-2450型紫外可见分光光度计（岛津企业管理中国有限公司），K8400全自动凯氏定氮仪（福斯分析仪器公司），ZDP-150恒温培养振荡器（上海精宏实验设备有限公司）。

1.3 人工加速老化处理

采用人工加温加湿的方法对材料进行人工加速老化处理[15]。取6种参试水稻材料稻谷各10份，每份200 g，采用2种包装方式进行处理，其中5份置于纱网袋中，5份置于真空包装袋中，而后所有样品于烘箱中进行温度40℃、相对湿度100%的人工老化处理，老化时间为0、1、3、5、7天。老化结束后供试材料于4℃条件下保存备用。

1.4 指标与测定方法

稻谷糙米率、整精米率等加工品质依据NY/T 593—2013的方法测定；稻谷直链淀粉含量参照国家标准GB/T 15683—2008，采用碘比色法方法测定；胶稠度等品质性状参照GB/T 22294—2008的方法进行测定，稻谷中蛋白质含量参照GB 5009.5—2010进行，脂肪酸值参照GB/T 20569—2006的方法测定。

1.5 数据处理

各测定指标重复3次，使用SPSS 13.0对测定数据进行分析，Excel作图。

2 结果与分析

2.1 稻谷人工老化过程中碾米品质的变化

稻谷的碾米品质主要由糙米率和整精米率2个指标决定，糙米率直接反映稻谷的工艺品质，整精米率则是稻谷分级定等的重要指标。人工老化处理后优质稻品种‘岭香丝苗’、‘湘晚籼13号’、‘创宇9号’的碾米品质变化如表1所示，不同包装方式下，老化后3个品种的糙米率差异值均较小，数据之间基本没有显著性差异。但网袋包装条件对整精米率的影响较大，其中‘湘晚籼13号’整精米率从59.8%下降至57.3%，‘创宇9号’整精米率从63.2%下降至60.4%，‘岭香丝苗’整精米率下降幅度最大，从57.4%下降至50.8%，下降了6.6个百分点；真空包装条件下，3种优质稻的整精米率也有所下降，其下降幅度与网袋包装条件下相比有所降低，其中‘岭香丝苗’整精米率从57.2%下降至53.8%，仅下降了3.4个百分点。

表1 不同老化时间优质稻谷碾米品质的变化 %

不同老化时间处理后杂交稻品种‘天优华占’、‘岳优9113’、‘凤两优1208’的碾米品质变化如表2所示。网袋包装条件下3种杂交稻的糙米率随着老化时间的延长有小幅增加，真空包装条件下3种杂交稻的糙米率变化不大；就整精米率指标来看，网袋包装条件下3种杂交稻的整精米率均呈下降趋势，‘天优华占’的整精米率从63.3%下降至60.6%，‘岳优9113’整精米率自41.3%下降至39.7%，‘凤两优1208’的整精米率下降幅度最大，从41.6%下降至36.7%，下降了4.9个百分点；真空包装条件下，3种杂交稻经整精米率基本没有显著性差异，其中‘天优华占’和‘岳优9113’的整精米率有小幅下降，平均仅下降了1.2个百分点，‘凤两优1208’整精米率则变化不大。上述结果表明，人工老化过程中无论是优质稻还是杂交稻，包装方式对其糙米率的影响都不是很大，然而网袋包装方式下所有稻谷的整精米率变化均比真空包装方式下大，这是因为老化处理时真空包装可以对稻谷起到保护作用，使其含水量变化幅度较小，进而避免其整精米率大幅度降低，延缓稻谷碾米品质的陈化。

表2 不同老化时间杂交稻谷碾米品质的变化 %

2.2 稻谷人工老化过程中蒸煮食用品质的变化

稻米的蒸煮食用品质越来越受到人们的关注，在稻米品质评价标准中，直链淀粉、胶稠度以及蛋白质是重要判定指标，也是衡量稻米品质好差的重要指标[16]。不同老化时间下优质稻谷的蒸煮食用品质变化见表3，老化前样品（老化时间记为0天）为对照，就直链淀粉含量的变化而言，在网袋包装方式下老化1、3、5、7天后，3种优质稻的直链淀粉含量较对照有所上升，尤其是‘湘晚籼13号’和‘创宇9号’，直链淀粉含量分别从15.8%和18.7%上升到了17.6%和21.2%，平均上升了2.15个百分点；在真空包装方式下，随着人工老化时间的延长，3种优质稻的直链淀粉含量没有显著性差异，其中‘岭香丝苗’的直链淀粉含量还有所降低。有研究表明，直链淀粉含量越高，大米的韧性口感越差，弹性降低[17]，真空包装能延缓稻谷品质的劣变。就胶稠度的变化而言，在网袋包装方式下经不同时间的老化处理后，3种优质稻的胶稠度显著下降，其中‘岭香丝苗’的胶稠度下降幅度最大，从116.5 mm下降至65.5 mm；在真空包装方式中，3种供试材料的胶稠度没有下降，反而还有上升的趋势。就蛋白质指标而言，网袋包装方式下，除‘岭香丝苗’的蛋白质含量从9.6%上升至11.62%外，其他2种稻谷的蛋白质含量基本没有变化；真空包装方式下，在人工老化处理后3种优质稻的蛋白质含量均没有显著性差异。

表3 优质稻谷加速老化过程中食用蒸煮品质的的变化

不同老化时间下杂交稻谷的直链淀粉含量、胶稠度及蛋白质含量的变化见表4。网袋包装和真空包装方式下，‘天优华占’、‘岳优9113’、‘凤两优1208’的直链淀粉含量和蛋白质含量均没有显著性差异，但是胶稠度均呈上升趋势。

表4 杂交稻谷加速老化过程中食用蒸煮品质的变化

不同包装方式下，所有供试稻谷的蛋白质含量经老化处理后均没有显著性差异；真空包装条件下优质稻谷的直链淀粉和胶稠度变化较网袋包装下变化小，说明真空包装能减小优质稻老化过程中部分蒸煮食用品质的变化，然而真空包装对延缓杂交稻的蒸煮食用品质变化没有起到太大的作用。此外，同为网袋包装方式时，优质稻人工老化后的蒸煮食用品质变化比杂交稻的更大。

关于稻谷储藏期间直链淀粉含量的变化，吴莉莉等[18]的研究结果表明，随着储藏时间的增加，稻谷的直链淀粉含量呈现上升的趋势。李娟等[19]认为，储藏后稻米的直链淀粉含量变化规律因品种而异,部分品种在储藏一段时间后直链淀粉含量相对稳定，也有品种储藏后表现为直链淀粉含量有所增加。本试验中6种供试材料经人工老化处理后，常规稻的直链淀粉含量有所增加，而杂交稻的直链淀粉含量与对照相比没有明显变化，此结果与前人研究结论一致。

图2 加速老化过程中不同杂交稻谷储藏品质的变化

2.3 稻谷人工老化过程中储藏品质的变化

脂质是稻谷的主要成分之一，在储藏过程中，脂质易发生分解等反应产生大量游离脂肪酸，故脂肪酸值是评价稻谷储藏品质变化的重要指标[20-22]，随着老化时间的延长，2种包装方式下6种供试稻谷的脂肪酸值变化如图1～2所示。网袋包装和真空包装方式下，老化处理后各品种的脂肪酸值含量均明显增高，网袋包装处理的脂肪酸含量升高幅度大于真空包装处理，说明真空包装能明显延缓优质稻和杂交稻老化过程中储藏品质的变化，这可能是因为真空包装时，稻谷周围的氧气浓度减少，降低了稻谷内部脂质的水解和氧化[23-24]。脂肪酸值的变化率品种间有差异，比较优质稻和杂交稻3个品种的平均值，无论是网袋包装还是真空包装，2种类型的脂肪酸变化率均表现为优质稻大于杂交稻，说明优质稻的耐储性更差些，这可能是由于优质稻谷较普通稻谷含有更高的蛋白质和脂质，其在贮藏过程中更易发生品质劣变，这与前人的研究结果一致[25]。

图1 加速老化过程中不同优质稻谷储藏品质的变化

3 结论

研究发现，相较于优质稻，杂交稻在储藏过程中各品质指标变化较慢，说明杂交稻更耐储藏；而真空包装方式下无论是优质稻还是杂交稻，各种品质指标的变化速率均有所降低，说明真空包装可以适当延缓稻谷的陈化，这可能是因为真空包装可以通过阻断外界环境的干扰和降低储藏条件中氧气的含量降低稻谷内部的呼吸作用和代谢活动。后续可适当延长人工老化时间，并进一步增加品种样本数，监测稻谷的代谢产物差异和酶活，进一步验证和探究稻谷在储藏过程中的陈化机理。

4 讨论

目前稻谷储藏方面的文献考察温度条件的居多，关于包装方式对稻谷储藏过程中品质的影响报道较少。为了保证试验数据的客观性，笔者选用杂交稻和优质稻2种供试材料对人工加速老化处理后的品质变化进行分析。结果表明，人工加速老化处理对稻谷糙米率和蛋白质含量影响不大，而整精米率、胶稠度、直链淀粉和脂肪酸值则较易受老化的影响而产生波动。总体来看，受老化影响，脂肪酸值最不稳定，变幅最大；其次是整精米率和直链淀粉含量，无论是优质稻还是杂交稻，经过人工老化处理后，整精米率均呈下降趋势；而3种优质稻的直链淀粉含量经老化处理后则逐渐上升。老化处理后稻谷的胶稠度没有呈现出规律性变化，得出的结果与前人结果一致。

笔者在前人研究的基础上，进一步对优质稻和杂交稻的储藏品质变化进行了比较，不同种类稻谷的脂肪酸值在老化过程中的稳定性并不一致，其中优质稻的脂肪酸值变化幅度整体比杂交稻大。同一品种在不同包装方式下随着加速陈化时间的延长，脂肪酸值、整精米率和直链淀粉差异也较大，网袋包装方式下稻谷的品质变化幅度显著大于真空包装方式。本研究为今后不同种类稻谷耐储藏实践中延缓稻谷陈化和品质劣变提供了技术参考。