李卓珍 渠琛玲 王紅亮 王若蘭 萬(wàn)立昊
(河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院,鄭州 450001)
稻谷是我國(guó)的主要糧食作物,產(chǎn)量逐年提高,2018/2019年度全國(guó)稻谷總產(chǎn)量達(dá)到2.03億t[1]。隨著生活水平的提高,優(yōu)質(zhì)稻谷越來(lái)越受人青睞[2,3]。但在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),儲(chǔ)藏過(guò)程中優(yōu)質(zhì)稻谷中的非淀粉成分分解較普通稻谷更快,且更易黃變,品質(zhì)劣變速度更快[4]。
為了降低優(yōu)質(zhì)稻在儲(chǔ)藏期間品質(zhì)的劣變速度,維持較低的環(huán)境溫度是較為有效的方法。因此在研究準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏條件下優(yōu)質(zhì)稻谷色澤、氣味、脂肪酸值、品嘗評(píng)分值、黃粒米含量、直鏈淀粉含量、出糙率、整精米率、過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度、發(fā)芽率、糊化特性及質(zhì)構(gòu)特性等品質(zhì)變化的基礎(chǔ)上,與常溫儲(chǔ)藏的優(yōu)質(zhì)稻谷品質(zhì)變化進(jìn)行對(duì)比,探討優(yōu)質(zhì)稻谷準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏的適宜儲(chǔ)藏時(shí)間。
優(yōu)質(zhì)稻谷“黃華占”和“兩優(yōu)”購(gòu)自湖北省襄陽(yáng)東國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù)(2016年9月收獲),經(jīng)過(guò)除雜、晾曬等處理,入倉(cāng)時(shí)2種稻谷雜質(zhì)含量均小于1.0%。含水量在入倉(cāng)和儲(chǔ)藏過(guò)程中均保持在13.5%~14.0%。根據(jù)前期研究,在常規(guī)儲(chǔ)藏過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)稻谷感染了害蟲(chóng)谷蠹和印度谷螟,蟲(chóng)口密度分別為3頭/kg和2頭/kg。由于害蟲(chóng)繼續(xù)發(fā)生會(huì)對(duì)稻谷品質(zhì)產(chǎn)生影響,故而對(duì)常溫儲(chǔ)藏的2種優(yōu)質(zhì)稻谷用硫酰氟進(jìn)行了熏蒸,熏蒸濃度35 g/m3,熏蒸時(shí)間28 d。
實(shí)驗(yàn)?zāi)M倉(cāng)尺寸為1.50 m×0.95 m×1.20 m,裝糧高度1 m[5],每倉(cāng)約裝稻谷850 kg。
準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏:通過(guò)空調(diào)將實(shí)驗(yàn)倉(cāng)所處的室內(nèi)環(huán)境及糧溫維持在20 ℃以下,共儲(chǔ)藏18個(gè)月。3—11月平均糧溫為10~17 ℃,12—2月平均糧溫為2~7 ℃。
常溫儲(chǔ)藏:實(shí)驗(yàn)倉(cāng)所處的室內(nèi)環(huán)境通過(guò)開(kāi)窗通風(fēng)保持與外界一致。共儲(chǔ)藏18個(gè)月。4—10月平均糧溫為20~29 ℃,11—3月平均糧溫為1~17 ℃。
根據(jù)前期研究結(jié)果,每2個(gè)月取倉(cāng)內(nèi)上中下層(每層取樣于倉(cāng)中心及四角各100 g)共1 500 g稻谷混勻,用于品質(zhì)監(jiān)測(cè)。
色澤、氣味、脂肪酸值和品嘗評(píng)分值:參照GB/T 20569—2006;水分含量:參照GB 5009.3—2016;黃粒米率:參照GB/T 17891—2017;直鏈淀粉含量:參照GB/T 15683—2008;出糙率:參照GB/T 5495—2008;整精米率:參照GB/T 21719—2008;過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度:參照GB/T 5522—2008;發(fā)芽率:參照GB/T 5520—2011;糊化特性:參照GB/T 24852—2010。
質(zhì)構(gòu)特性:將優(yōu)質(zhì)稻谷礱谷、碾米后蒸煮,蒸煮方法參照GB/T 20569—2006。從試樣中隨機(jī)取4粒大米,共測(cè)定8次,去除最大值及最小值求其平均值。相關(guān)參數(shù):探頭為P/36R;操作模式:壓力測(cè)定;壓縮比例:70%;觸發(fā)點(diǎn):5 g;間隔時(shí)間:2 s;測(cè)前、測(cè)試及測(cè)后速度分別為5.0、0.5、0.5 mm/s[5]。
運(yùn)用Excel、Origin等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
在整個(gè)儲(chǔ)藏過(guò)程中,準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏的黃華占和兩優(yōu)的色澤氣味均為正常。2種優(yōu)質(zhì)稻谷在不同儲(chǔ)藏方式下的脂肪酸值和品嘗評(píng)分值的變化如圖1所示。
隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng),優(yōu)質(zhì)稻谷的脂肪酸值均呈上升趨勢(shì),在準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏下優(yōu)質(zhì)稻的脂肪酸值相對(duì)于常溫儲(chǔ)藏上升趨勢(shì)較緩慢(圖1a)。在準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏條件下黃華占儲(chǔ)藏540 d后脂肪酸值達(dá)到29.2 mg/100 g(<30 mg/100 g,宜存,GB/T 20569—2006),而在常溫儲(chǔ)藏420 d后脂肪酸值就已經(jīng)達(dá)到29.9 mg/100 g。在準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏的兩優(yōu)儲(chǔ)藏540 d后脂肪酸值達(dá)到29.1 mg/100 g,而在常溫儲(chǔ)藏420 d后脂肪酸值就已經(jīng)達(dá)到28.9 mg/100 g。說(shuō)明準(zhǔn)低溫可以延緩優(yōu)質(zhì)稻中的脂類(lèi)水解,且對(duì)于2種不同種類(lèi)的優(yōu)質(zhì)稻谷,準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏540 d和常溫儲(chǔ)藏420 d即將超出宜存范圍。
由圖1b可知,隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)優(yōu)質(zhì)稻的品嘗評(píng)分值呈下降趨勢(shì),儲(chǔ)藏期間準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏的優(yōu)質(zhì)稻的品嘗評(píng)分值比常溫儲(chǔ)藏的高。儲(chǔ)藏540 d后,黃華占在準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏540 d和常溫儲(chǔ)藏420 d后的品嘗評(píng)分值仍處于宜存范圍(>70,宜存,GB/T 20569—2006)。兩優(yōu)在準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏540 d和常溫儲(chǔ)藏420 d的品嘗評(píng)分值分別為75、76。在此時(shí)間節(jié)點(diǎn)2種優(yōu)質(zhì)稻谷在2種儲(chǔ)藏方式下的品嘗評(píng)分值還在宜存范圍。
由圖2a看出,優(yōu)質(zhì)稻谷的黃粒米率隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,且準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏優(yōu)質(zhì)稻的黃粒米率低于常溫儲(chǔ)藏。儲(chǔ)藏540 d后,黃華占在準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏下的黃粒米率分別為0.6%、1.0%,兩優(yōu)在準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏下的黃粒米率分別為0.5%、0.9%,均≤1.0%,均符合GB/T 17891—2017《優(yōu)質(zhì)稻谷》的定級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
稻谷的直鏈淀粉含量是評(píng)價(jià)其食用、蒸煮品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo),直鏈淀粉含量越高,大米的韌性口感較差,彈性較低。研究表明直鏈淀粉含量影響煮后米飯的質(zhì)構(gòu)特性和口感[6]。如圖2b所示,隨著儲(chǔ)藏時(shí)間增加,2種優(yōu)質(zhì)稻的直鏈淀粉含量都呈先上升后下降趨勢(shì),準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏的優(yōu)質(zhì)稻的直鏈淀粉含量低于常溫儲(chǔ)藏。入倉(cāng)時(shí)黃華占在準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下的直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為12.8%、12.9%。儲(chǔ)藏至540 d,2種儲(chǔ)藏方式下的直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.9%、15.8%,分別上升了2.1%、2.9%。入倉(cāng)時(shí)兩優(yōu)在準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下的直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為12.9%、13.0%。儲(chǔ)藏至540 d,2種儲(chǔ)藏方式下的直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.6%、15.4%,分別上升了1.7%、2.4%。由此可知,準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏的優(yōu)質(zhì)稻谷直鏈淀粉含量上升幅度相較常溫儲(chǔ)藏的要小,更能延緩優(yōu)質(zhì)稻谷品質(zhì)的劣變。
由圖3a看出,隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng),優(yōu)質(zhì)稻谷的出糙率逐漸下降,且準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏的優(yōu)質(zhì)稻谷出糙率下降幅度低于常溫儲(chǔ)藏。入倉(cāng)時(shí),黃華占在準(zhǔn)低溫和常溫儲(chǔ)藏條件下的出糙率分別為80.0%、79.8%,儲(chǔ)藏至540 d,黃華占2種儲(chǔ)藏方式下的出糙率分別為78.1%、77.7%,分別下降了1.9%、2.1%。入倉(cāng)時(shí),兩優(yōu)在準(zhǔn)低溫和常溫儲(chǔ)藏條件下的出糙率分別為80.3%、80.0%,儲(chǔ)藏至540 d,在2種儲(chǔ)藏條件下的出糙率分別為77.0%、76.4%,分別下降了3.3%、3.6%。根據(jù)GB 1350—2009《稻谷》標(biāo)準(zhǔn),在準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下儲(chǔ)藏540 d黃華占和兩優(yōu)均屬于二等稻谷。
稻谷的整精米率主要受稻谷品種、栽培和儲(chǔ)藏條件、加工工藝等[7, 8]的影響。由圖3b所示,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),2種儲(chǔ)藏方式下的優(yōu)質(zhì)稻的整精米率都呈下降趨勢(shì)。入倉(cāng)時(shí),黃華占在準(zhǔn)低溫和常溫儲(chǔ)藏條件下的整精米率分別為61.7%、60.8%,儲(chǔ)藏540 d后,在2種儲(chǔ)藏條件下的整精米率分別為56.5%、55.2%,分別下降了5.2%、5.6%。入倉(cāng)時(shí),兩優(yōu)在準(zhǔn)低溫和常溫儲(chǔ)藏條件下的整精米率分別為59.7%、60.0%,儲(chǔ)藏540 d后,在2種儲(chǔ)藏條件下的整精米率分別為53.8%、52.5%,分別下降了5.9%、7.5%,且準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏下的黃華占和兩優(yōu)的整精米率的下降幅度都比常溫儲(chǔ)藏下的小。
過(guò)氧化氫酶是生物體內(nèi)活性氧防御系統(tǒng)的重要保護(hù)酶,可以有效阻止活性氧的積累,降低稻谷品質(zhì)劣變速度[9]。過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度可間接反映種子活力的大小[10]。兩種優(yōu)質(zhì)稻谷在儲(chǔ)藏期間的過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度如圖4a所示,準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏的優(yōu)質(zhì)稻的過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度比常溫儲(chǔ)藏的高,隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng),過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度呈下降趨勢(shì),入倉(cāng)時(shí)黃華占在準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下的過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度分別為43.6、43.9 mgH2O2/g,在儲(chǔ)藏540 d后,準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏下的黃華占的過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度分別為20.4、12.8 mgH2O2/g,分別下降了23.2、31.1 mgH2O2/g。入倉(cāng)時(shí)兩優(yōu)在準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下的過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度分別為44.2、44.8 mgH2O2/g,在儲(chǔ)藏540 d后,準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏下的過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度分別為24.5、16.6 mgH2O2/g,分別下降了19.7、28.2 mgH2O2/g。且準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏下的黃華占和兩優(yōu)整精米率的下降幅度比常溫儲(chǔ)藏下的小。
不同儲(chǔ)藏方式下的優(yōu)質(zhì)稻在儲(chǔ)藏期間的發(fā)芽率變化如圖4b所示,影響稻谷發(fā)芽率的因素主要有種子胚的活性、完整性、光照、溫度和水分等[11],準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏可以較好地保持優(yōu)質(zhì)稻的發(fā)芽率。而常溫儲(chǔ)藏由于使用了熏蒸劑,使得稻谷的發(fā)芽率下降幅度變大,儲(chǔ)藏420 d后2種優(yōu)質(zhì)稻的發(fā)芽率都接近零。
黃華占在儲(chǔ)藏期間的峰值黏度、最低黏度、最終黏度、峰值時(shí)間、糊化溫度的變化如圖5所示。由圖5a可知,黃華占的黏度變化較為明顯,而峰值時(shí)間和糊化溫度的變化較小。剛?cè)雮}(cāng)時(shí)準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏的峰值黏度分別為3 906.0、3 861.0 cP,儲(chǔ)藏540 d后,2種儲(chǔ)藏方式下的峰值黏度分別上升了189.3、407.0 cP,常溫儲(chǔ)藏下峰值黏度的增加幅度大于準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏的。大量研究表明[12-14],隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng),峰值黏度呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。剛?cè)雮}(cāng)時(shí)準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下的最低黏度分別為1 833.5、1 828.0 cP,儲(chǔ)藏540 d以后,2種儲(chǔ)藏方式下的最低黏度分別上升了293.5、485.7 cP,常溫儲(chǔ)藏下的最低黏度的增加幅度大于準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏(圖5b)。在剛?cè)雮}(cāng)時(shí)準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下的最終黏度分別為2 917.5、2 912.0 cP,儲(chǔ)藏了540 d以后,2種儲(chǔ)藏條件下的最終黏度分別上升了481.2、648.7 cP(圖5c)。
兩優(yōu)在儲(chǔ)藏期間的峰值黏度、最低黏度、最終黏度、峰值時(shí)間、糊化溫度的與黃華占相似,兩優(yōu)的黏度變化也較為明顯,而峰值時(shí)間和糊化溫度的變化也較小(圖5)。剛?cè)雮}(cāng)時(shí)準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下的峰值黏度分別為3 707.5、3 741.0 cP,儲(chǔ)藏540 d以后,2種儲(chǔ)藏方式下的峰值黏度分別上升了447.2、586.3 cP,常溫儲(chǔ)藏下的峰值黏度的增加幅度大于準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏(圖5a)。剛?cè)雮}(cāng)時(shí)準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下的最低黏度分別為1 808.0、1 839.0 cP,儲(chǔ)藏540 d以后,2種儲(chǔ)藏方式下的最低黏度分別上升了372.3、530.7 cP,常溫儲(chǔ)藏下的最低黏度的增加幅度大于準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏(圖5b)。剛?cè)雮}(cāng)時(shí)準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下的最終黏度分別為2 940.0、2 970.5 cP,儲(chǔ)藏540 d以后,2種儲(chǔ)藏條件下的最終黏度分別為3 415.0、3 711.0 cP,分別上升了475.0、740.5 cP(圖5c),儲(chǔ)藏期間游離脂質(zhì)和直鏈淀粉形成復(fù)合物,導(dǎo)致了黏度的上升[15]。
米飯的口感在評(píng)價(jià)消費(fèi)者對(duì)大米飯的接受程度中占主導(dǎo)作用,而質(zhì)構(gòu)特性更能客觀地反映米飯的質(zhì)地[16]。黃華占的質(zhì)構(gòu)特性在儲(chǔ)藏期間的變化如圖6所示,剛?cè)雮}(cāng)時(shí)準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下的硬度分別為1 471.1、1 635.2 g,儲(chǔ)藏540 d以后,2種儲(chǔ)藏方式下的硬度分別上升了932.9、1 227.6 g,常溫儲(chǔ)藏下的硬度增加幅度大于準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏(圖6a)。剛?cè)雮}(cāng)時(shí)準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下的黏著性分別為-193.4、-244.9 g·s,儲(chǔ)藏540 d以后,2種儲(chǔ)藏方式下的黏著性分別下降了51.1、119.1 g·s,常溫儲(chǔ)藏下的黏著性的下降幅度大于準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏(圖6b)。剛?cè)雮}(cāng)時(shí)準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下的彈性分別為0.76、0.79 mm,儲(chǔ)藏540 d以后,2種儲(chǔ)藏方式下的彈性分別下降了0.20、0.32 mm,常溫儲(chǔ)藏下的彈性的下降幅度大于準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏(圖6c)。剛?cè)雮}(cāng)時(shí)準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下的咀嚼性分別為346.6、353.9 g,儲(chǔ)藏540 d以后,2種儲(chǔ)藏方式下的咀嚼性分別增加了351.6、513.6 g,常溫儲(chǔ)藏下的咀嚼性的增加幅度大于準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏(圖6d)。
兩優(yōu)剛?cè)雮}(cāng)時(shí)準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下硬度分別為1 842.3、2 238.4 g,儲(chǔ)藏540 d以后,2種儲(chǔ)藏方式下的硬度分別為2 347.7、2 619.6 g,分別上升了505.4、381.2 g(圖6a)。剛?cè)雮}(cāng)時(shí)準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下的黏著性分別為-252.7、-216.7 g·s,儲(chǔ)藏540 d以后,2種儲(chǔ)藏方式下的黏著性分別下降了104.6、84.4 g·s,常溫儲(chǔ)藏下的黏著性的下降幅度大于準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏的(圖6b)。剛?cè)雮}(cāng)時(shí)準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下的彈性分別為0.76、0.69 mm,儲(chǔ)藏540 d以后,2種儲(chǔ)藏方式下的彈性分別下降了0.13、0.16 mm,常溫儲(chǔ)藏下彈性的下降幅度大于準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏(圖6c)。剛?cè)雮}(cāng)時(shí)準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏和常溫儲(chǔ)藏條件下的咀嚼性分別為300.0、343.5 g,儲(chǔ)藏540 d以后,2種儲(chǔ)藏方式的咀嚼性分別增加334.8、394.9 g,常溫儲(chǔ)藏下咀嚼性的增加幅度大于準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏(圖6d)。
隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加,優(yōu)質(zhì)稻谷的品嘗評(píng)分值、出糙率、整精米率、過(guò)氧化氫酶活動(dòng)度、發(fā)芽率呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),這些指標(biāo)在常溫儲(chǔ)藏下的下降趨勢(shì)比準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏的大。優(yōu)質(zhì)稻谷的脂肪酸值、黃粒米含量呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),在儲(chǔ)藏540 d后,脂肪酸值接近輕度不宜存標(biāo)準(zhǔn)。儲(chǔ)藏期間,優(yōu)質(zhì)稻谷的峰值黏度、最低黏度、最終黏度均呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),峰值時(shí)間和糊化溫度變化不明顯。對(duì)于質(zhì)構(gòu)特性,儲(chǔ)藏前期硬度和黏著性沒(méi)有明顯的變化,彈性逐漸上升,儲(chǔ)藏后期硬度呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),黏著性和彈性均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),在整個(gè)儲(chǔ)藏期間咀嚼性呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏相較常溫儲(chǔ)藏更能保持優(yōu)質(zhì)稻質(zhì)構(gòu)特性的穩(wěn)定性。由此可知,準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏較常溫儲(chǔ)藏更能延緩優(yōu)質(zhì)稻谷品質(zhì)的劣變。根據(jù)GB/T 20569—2006《稻谷儲(chǔ)存品質(zhì)判定規(guī)則》,建議準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏的優(yōu)質(zhì)稻谷的儲(chǔ)備周期不超過(guò)18個(gè)月。