許啟杰 劉 琳 李孟澤 周 華 閔炎芳 張檬達(dá) 付鵬程 周緒霞

(1浙江工業(yè)大學(xué)食品工程與質(zhì)量控制研究所,浙江 杭州 310014;2中央儲(chǔ)備糧湖州直屬庫有限公司,浙江湖州 313000;3中儲(chǔ)糧成都儲(chǔ)藏研究院有限公司,四川成都 610000)

稻谷是我國最主要的糧食作物之一,在國家儲(chǔ)備糧戰(zhàn)略中占有極其重要的地位[1]。稻谷的外殼在一定程度上可以維持稻谷在儲(chǔ)藏期間的穩(wěn)定性,但在高溫高濕環(huán)境中,儲(chǔ)藏不當(dāng)會(huì)引起稻谷出現(xiàn)爆腰、黃變、發(fā)熱、霉變、陳化變質(zhì)等品質(zhì)劣變問題[2]。蟲霉危害、吸潮吸濕和氧化變質(zhì)等是影響稻谷儲(chǔ)藏期間品質(zhì)劣變的主要因素[3]。

研究表明,通過γ射線輻照、微波和臭氧等減菌預(yù)處理均可有效減少儲(chǔ)藏谷物中初始蟲霉量,延長谷物的儲(chǔ)藏期[4-5]。其中臭氧具有強(qiáng)氧化性,可以通過破壞微生物細(xì)胞壁,分解有機(jī)物質(zhì),改變細(xì)胞膜通透性起到殺菌的作用,且臭氧能夠迅速分解成O2[6-8],在谷物中無殘留,安全可靠,已廣泛應(yīng)用于糧食儲(chǔ)藏與加工行業(yè)[9-12]。姚明蘭等[13]研究表明,在15℃儲(chǔ)藏溫度下臭氧處理能明顯降低稻谷中微生物含量,且對(duì)稻谷的感官品質(zhì)和發(fā)芽率無顯著影響。Tiwari等[14]研究表明,臭氧處理可以有效殺蟲、破壞霉菌毒素和殺滅微生物,且對(duì)谷物品質(zhì)影響極小;Beber-Bodrigues等[15]研究表明,臭氧處理可有效抑制稻谷儲(chǔ)藏期間真菌的生長,減少污染;李珍等[16]研究表明,在冰溫(-1℃)條件下臭氧處理對(duì)葡萄呼吸強(qiáng)度有很好的抑制作用,能延緩其果實(shí)衰老和品質(zhì)劣變。氣調(diào)儲(chǔ)糧可通過改變糧堆中氣體的組成和濃度,抑制糧食呼吸作用和生物生理活動(dòng),從而有效抑制糧食的蟲霉危害和氧化變質(zhì)[17]。李穎等[18]研究表明,在相同溫度下,與對(duì)照組相比,N2氣調(diào)組延緩了稻谷發(fā)芽率、脂肪酸值、電導(dǎo)率、過氧化氫酶活性、游離巰基含量等品質(zhì)指標(biāo)的變化;趙曉丹等[19]研究表明,在2±1℃儲(chǔ)藏條件下臭氧處理與氣調(diào)保鮮相結(jié)合可更好地保持果實(shí)的外觀和風(fēng)味品質(zhì);梁媛等[20]研究表明,在溫度14℃、濕度75%的儲(chǔ)藏條件下臭氧預(yù)處理結(jié)合氣調(diào)包裝可減緩糙米儲(chǔ)藏過程中生理活性的降低,表現(xiàn)為抑制細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的破裂、延緩發(fā)芽率的降低和維持較高的過氧化氫酶活性;黃家紅等[21]研究也表明,低溫氣調(diào)協(xié)同臭氧處理可有效保持柑橘果實(shí)的水分以及可溶性固形物、總酸、總糖、VC含量,并有效控制柑橘果皮上微生物數(shù)量的增加。

梁媛等[20]前期研究表明,將臭氧減菌預(yù)處理結(jié)合N2氣調(diào)應(yīng)用于糙米的儲(chǔ)藏,可有效延緩糙米氧化速率并抑制微生物污染引起的品質(zhì)下降。本試驗(yàn)進(jìn)一步以晚秈稻為研究對(duì)象,重點(diǎn)研究了臭氧減菌預(yù)處理結(jié)合N2氣調(diào)對(duì)稻谷初始微生物含量儲(chǔ)藏過程中發(fā)芽率、脂肪酸值、過氧化氫酶活力、游離巰基等品質(zhì)指標(biāo)和感官評(píng)分的影響,并通過主成分分析(principal component analysis,PCA)對(duì)各指標(biāo)的變化規(guī)律和相關(guān)性進(jìn)行探討,以期為稻谷的高品質(zhì)儲(chǔ)藏提供理論依據(jù)及技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

晚秈稻于2017年9月收獲于浙江杭州,各項(xiàng)指標(biāo)均符合GB/T 17891-2017[22]中規(guī)定的一級(jí)秈稻的標(biāo)準(zhǔn),其初始水分13.5%、整精米率65.3%、雜質(zhì)0.2%、不完善粒1.5%、黃粒米含量0.55%。

1.2 主要儀器與設(shè)備

CONT臭氧發(fā)生儀,上?？堤丨h(huán)?？萍及l(fā)展有限公司;MAP-H360復(fù)合氣調(diào)保鮮包裝機(jī),蘇州森瑞保鮮設(shè)備有限公司;GR200L小型呼吸式真空滾揉機(jī),諸城康鼎食品機(jī)械公司;RA2000手持式泵吸氮?dú)鈾z測(cè)儀,深圳瑞安電子科技有限公司;HWS智能型恒溫恒濕箱,寧波江南儀器廠;uSafe 3000手持式泵吸臭氧檢測(cè)儀,山盾科技(深圳)有限公司;JLCJ 4.5型出糙機(jī),浙江臺(tái)州糧儀廠;Kett精米機(jī),日本東京Kett electric laboratory;JXFM110錘式旋風(fēng)磨,上海嘉定糧油儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 稻谷臭氧減菌預(yù)處理 參考梁媛等[20]的方法。將25.0 kg稻谷裝入已滅菌的真空度為0.09 MPa的真空滾揉機(jī)中,通過臭氧發(fā)生儀持續(xù)通入臭氧使?jié)L揉機(jī)中臭氧濃度達(dá)到(53±2)×10-4kg·m-3,然后關(guān)閉充氣口,打開滾揉機(jī)使稻谷和臭氧充分接觸,減菌預(yù)處理60 min。同時(shí)以未經(jīng)臭氧處理的稻谷樣品作為對(duì)照。

1.3.2 稻谷儲(chǔ)藏試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)分4組:未經(jīng)臭氧預(yù)處理的常規(guī)組(對(duì)照/Air)、未經(jīng)臭氧預(yù)處理的N2氣調(diào)包裝組(對(duì)照/N2,N2＞98%)、臭氧預(yù)處理的普通包裝組(O3/Air)和臭氧預(yù)處理的N2氣調(diào)包裝組(O3/N2,N2＞98%)。N2氣調(diào)包裝組通過氣調(diào)保鮮包裝機(jī)進(jìn)行充氮(N2＞98%)包裝,常規(guī)組和普通包裝組采用空氣熱封包裝。4組樣品均采用聚苯乙烯包裝盒(18 cm×12.5 cm×3.5 cm)和PET/CPP膜包裝,每盒稻谷樣品200 g,包裝材料預(yù)先經(jīng)紫外減菌處理。包裝后樣品置于14℃恒溫、75%恒濕箱中儲(chǔ)藏12個(gè)月,期間每隔3個(gè)月取樣測(cè)定各指標(biāo),每組3個(gè)重復(fù)。

1.3.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法 菌落總數(shù)參照GB 4789.2-2016[23]測(cè)定;霉菌和酵母菌落數(shù)參照GB 4789.15-2016[24]測(cè)定;發(fā)芽率參照GB/T 5520-2011[25]測(cè)定;脂肪酸值參照GB/T 20569-2006《附錄A稻谷脂肪酸值測(cè)定方法》(KOH-乙醇標(biāo)準(zhǔn)液濃度稀釋至0.01 mol·L-1左右)測(cè)定[26];過氧化氫酶活力參照GB/T 5522-2008[27]測(cè)定;品嘗評(píng)分值參照GB/T 15682-2008[28]測(cè)定;游離巰基含量參考Ellman′s法測(cè)定[29]。1.3.4 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 21.0軟件進(jìn)行顯著性分析和主成分分析,其中主成分分析將菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌落數(shù)、發(fā)芽率、脂肪酸值、過氧化氫酶活力、游離巰基含量、品嘗評(píng)分值作為變量進(jìn)行降維分析,計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣、主成分特征值、累計(jì)貢獻(xiàn)率及主成分綜合得分,顯著性水平設(shè)置為P＜0.05,采用Origin 9.1繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 臭氧預(yù)處理及N2氣調(diào)包裝對(duì)稻谷微生物的影響

臭氧預(yù)處理對(duì)稻谷的減菌效果達(dá)極顯著水平(P＜0.01)。由圖1可知,臭氧處理60 min稻谷的菌落總數(shù)從初始的6.52 lg(CFU·g-1)降至4.52 lg(CFU·g-1),減少2個(gè)數(shù)量級(jí);霉菌和酵母菌菌落數(shù)由5.5 lg(CFU·g-1)降至3.5 lg(CFU·g-1),減菌效果達(dá)到了99%,且這種減菌效果一直維持到了儲(chǔ)藏后期。

在儲(chǔ)藏過程中,對(duì)照/Air組稻谷的菌落總數(shù)呈逐漸上升趨勢(shì),而其余3組稻谷的菌落總數(shù)則呈先下降后上升的趨勢(shì)。儲(chǔ)藏12 M時(shí),與對(duì)照/Air組相比,O3/N2組菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌菌落數(shù)分別降低99.5%和99.2%,O3/Air組分別降低99.2%和99.1%,對(duì)照/N2組分別降低33.9%和20.1%。因此,N2氣調(diào)在一定程度上能夠抑制微生物的增殖,且臭氧預(yù)處理結(jié)合N2氣調(diào)包裝對(duì)稻谷儲(chǔ)藏減菌及抑菌效果較好。

2.2 臭氧結(jié)合N2氣調(diào)儲(chǔ)藏對(duì)稻谷品質(zhì)指標(biāo)變化的影響

2.2.1 發(fā)芽率的變化 發(fā)芽率是衡量稻谷新陳度的重要指標(biāo)。由圖2可知,4組稻谷的發(fā)芽率均隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長有一定程度的下降,其中,對(duì)照/Air組稻谷的發(fā)芽率最低,儲(chǔ)藏12 M時(shí)發(fā)芽率降為83%,但與O3/Air組相比差異不顯著(P＞0.05)。儲(chǔ)藏12 M時(shí),O3/N2組稻谷的發(fā)芽率最高保持在88%,較對(duì)照/N2組高3個(gè)百分點(diǎn),但差異不顯著(P＞0.05),這可能與臭氧處理抑制了霉菌繁殖有關(guān),說明臭氧預(yù)處理對(duì)稻谷發(fā)芽率有一定的影響,這與周建新等[30]的研究結(jié)果一致。與對(duì)照/Air和O3/Air相比,對(duì)照/N2和O3/N2組稻谷的發(fā)芽率分別高2個(gè)百分點(diǎn)和4個(gè)百分點(diǎn),說明N2氣調(diào)包裝能夠保持稻谷的生理活性,延緩稻谷的品質(zhì)變化[31],這與N2減少了空氣對(duì)稻谷生理活性的作用,抑制了稻谷的呼吸作用有關(guān)。

2.2.2 脂肪酸值的變化 脂肪酸值是反映稻谷品質(zhì)劣變程度的重要指標(biāo)之一。由圖3可知,臭氧減菌預(yù)處理在一定程度上增加了稻谷的脂肪酸值,這可能是臭氧與稻谷接觸時(shí)產(chǎn)生了氧化作用,且臭氧分解產(chǎn)生的氧氣對(duì)稻谷也會(huì)有一定的氧化作用,但與未經(jīng)臭氧預(yù)處理組相比差異不顯著(P＞0.05)。在后續(xù)儲(chǔ)藏過程中,各組稻谷的脂肪酸值均隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長而顯著升高(P＜0.05),且常規(guī)空氣包裝組均高于N2氣調(diào)組。儲(chǔ)藏12 M時(shí),對(duì)照/N2組和O3/N2組稻谷的脂肪酸值分別由15.4和15.3 mgKOH·100g-1增加至20.0和20.4 mgKOH·100g-1。O3/Air組稻谷的脂肪酸值增加至21.3 mgKOH·100g-1,顯著高于N2氣調(diào)的兩組樣品(P＜0.05),說明N2氣調(diào)包裝能有效延緩脂質(zhì)氧化[32]。

2.2.3 過氧化氫酶活力的變化 由圖4可知,隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長,各組稻谷的過氧化氫酶活力均逐漸降低,這與發(fā)芽率的變化趨勢(shì)一致。臭氧預(yù)處理在一定程度上降低了初始稻谷的過氧化氫酶活力,但與未經(jīng)臭氧預(yù)處理組相比差異不顯著(P＞0.05)。儲(chǔ)藏12 M時(shí),O3/N2和對(duì)照/N2組稻谷的過氧化氫酶活力均高于相應(yīng)的常規(guī)包裝組(O3/Air和對(duì)照/Air)。其中,對(duì)照/Air和對(duì)照/N2分別顯著下降了3.11和3.75 mgH2O2·g-1(P＜0.05),O3/Air和O3/N2分別顯著下降了3.47和2.97mgH2O2·g-1(P＜0.05)。表明N2氣調(diào)在一定程度上能夠延緩稻谷的品質(zhì)變化,這與N2氣調(diào)抑制了空氣的氧氣作用和稻谷本身的呼吸作用有關(guān),李巖峰[33]也得到了一致的研究結(jié)論。

2.2.4 游離巰基含量的變化 巰基是蛋白質(zhì)氨基酸殘基中最活潑的功能基團(tuán),主要參與抗氧化、巰基-二硫鍵轉(zhuǎn)化等生理功能,其含量是判斷稻谷蛋白質(zhì)品質(zhì)變化的重要指標(biāo)。由圖5可知,與未經(jīng)臭氧處理相比,臭氧預(yù)處理稻谷的游離巰基含量顯著降低了0.127 μmol·g-1(P＜0.05),說明臭氧處理對(duì)二硫鍵的形成具有促進(jìn)作用,這與臭氧的強(qiáng)氧化作用促使稻谷蛋白質(zhì)中的巰基發(fā)生氧化有關(guān)。儲(chǔ)藏12M時(shí),與儲(chǔ)藏初期相比,O3/N2、O3/Air、對(duì)照/N2、對(duì)照/Air組稻谷游離巰基含量分別顯著下降了0.38、0.42、0.45、0.52μmol·g-1(P＜0.05)。其中,2組N2氣調(diào)稻谷的下降幅度均小于相應(yīng)的常規(guī)包裝組,說明N2氣調(diào)能夠減緩蛋白質(zhì)氧化作用。

蛋白質(zhì)的氧化反應(yīng)產(chǎn)物會(huì)進(jìn)一步與稻谷中其他物質(zhì)如淀粉顆粒、脂質(zhì)等發(fā)生交聯(lián)作用,從而影響稻谷的質(zhì)構(gòu)和食味品質(zhì),這也是稻谷隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長出現(xiàn)陳化的原因之一,本研究發(fā)現(xiàn),N2氣調(diào)可以通過抑制蛋白質(zhì)組分氧化更好地保持稻谷的品質(zhì),這與脂肪酸值和過氧化氫酶活性等指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果一致。

2.3 儲(chǔ)藏期間稻谷品嘗評(píng)分值的變化

品嘗評(píng)分值是判斷稻谷是否宜存的重要指標(biāo),GB/T 20569-2006[26]規(guī)定,品嘗評(píng)分值＞70為粳稻及秈稻的宜存品嘗評(píng)分值。由表1可知,在12個(gè)月的儲(chǔ)藏期內(nèi),各組稻谷的品嘗評(píng)分值均隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長而下降。其中,儲(chǔ)藏3 M和9 M時(shí),與對(duì)照/Air組相比,臭氧預(yù)處理對(duì)稻谷的品嘗評(píng)分值有顯著影響,儲(chǔ)藏12 M時(shí),O3/N2組稻谷的品嘗評(píng)分值顯著高于O3/Air組,說明N2氣調(diào)可以有效保持稻谷的味道及口感。儲(chǔ)藏12 M時(shí),稻谷的最低品嘗評(píng)分值仍保持在80分以上,均為宜存稻谷。同一儲(chǔ)藏期,不同儲(chǔ)藏方式之間的評(píng)分結(jié)果存在一定的差異。

表1 儲(chǔ)藏期間稻谷品嘗評(píng)分值的變化Table1 Changes in rice tasting scores during storage

2.4 主成分分析

主成分分析是利用降維思想將少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo)來代表眾多指標(biāo),這些綜合指標(biāo)互不相關(guān),但能綜合反映原來多個(gè)指標(biāo)的大部分信息[34-35]。本試驗(yàn)以不同儲(chǔ)藏時(shí)間、不同儲(chǔ)藏方式下稻谷的菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌菌落數(shù)、發(fā)芽率、脂肪酸值、過氧化氫酶活力、游離巰基含量、品嘗評(píng)分值為分析數(shù)據(jù)源,采用z-score標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行處理后應(yīng)用SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析。經(jīng)SPSS軟件分析得到,KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)檢驗(yàn)系數(shù)為0.738,且巴特利特球形檢驗(yàn)(Bartlett)統(tǒng)計(jì)值極顯著,說明原始數(shù)據(jù)可以進(jìn)行主成分分析。

對(duì)不同儲(chǔ)藏條件下稻谷品質(zhì)變化進(jìn)行主成分方差貢獻(xiàn)率分析(表2),以特征值＞1為提取標(biāo)準(zhǔn),得到前2個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率分別為65.152%,29.303%,累計(jì)貢獻(xiàn)率為94.455%,特征值分別為4.561和2.051,表明2個(gè)主成分能夠較好地反映整體數(shù)據(jù)的信息特征。

表2 主成分方差分析Table2 Analysis of variance for PCA

由成分載荷矩陣(表3)和2個(gè)主成分的特征向量值(表4)可知,FA、GP、SE、CAT、SH在第1主成分上有較高載荷,其中,GP、SE、CAT、SH在正坐標(biāo)處具有較高載荷,FA在負(fù)坐標(biāo)載荷較高,說明了第1主成分主要反映了這5個(gè)成分指標(biāo)的信息,各指標(biāo)貢獻(xiàn)率大小順序?yàn)镕A＞CAT＞GP＞SH＞SE。菌落總數(shù)(TBC)、霉菌和酵母菌菌落數(shù)(M)在成分2正坐標(biāo)處載荷較高,說明第2主成分主要反映菌落總數(shù)和霉菌和酵母菌菌落數(shù)的信息,且各指標(biāo)貢獻(xiàn)率大小順序?yàn)門BC＞M。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的各指標(biāo)與成分得分系數(shù)矩陣(表5)計(jì)算2個(gè)主成分的得分(Y1,Y2),將各主成分對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率(表2)作為權(quán)重,由主成分得分和對(duì)應(yīng)的權(quán)重線性加權(quán)求和得到綜合評(píng)價(jià)函數(shù)式(3),通過式(3)計(jì)算各處理組對(duì)稻谷儲(chǔ)藏品質(zhì)效果的綜合得分(Z)[36],得到圖6。

表3 成分載荷矩陣Table3 Com ponentmatrix

表4 2個(gè)主成分的特征向量值Table4 The eigenvectors of two PCAs

表5 成分得分系數(shù)矩陣Table5 Component score coefficientmatrix

其中,Y1為第1主成分得分;Y2為第2主成分得分;總因子Z得分越高表明品質(zhì)越好。

由圖6可知,隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長,在不同儲(chǔ)藏條件下稻谷的綜合得分均呈下降趨勢(shì),且經(jīng)過N2氣調(diào)包裝的稻谷綜合得分在整個(gè)儲(chǔ)藏期間均高于經(jīng)過臭氧預(yù)處理的稻谷,也明顯高于常規(guī)儲(chǔ)藏的稻谷。在儲(chǔ)藏前期(0 M),經(jīng)過臭氧預(yù)處理的稻谷綜合得分值低于未經(jīng)臭氧預(yù)處理,分別為0.69和1.35,這與臭氧在與稻谷接觸時(shí)產(chǎn)生的氧化作用,使稻谷的品質(zhì)略微降低有關(guān)。隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長,O3/N2和對(duì)照/N2組稻谷的綜合得分的差異性逐漸縮小,且二者的變化趨勢(shì)也接近相同,表明N2氣調(diào)在一定程度上能夠延緩臭氧對(duì)稻谷品質(zhì)的降低。經(jīng)過12 M儲(chǔ)藏期后,與儲(chǔ)藏初期(0 M)相比,O3/N2、O3/Air、對(duì)照/N2、對(duì)照/Air組綜合得分分別下降了1.50、1.93、1.74、1.99,差值表現(xiàn)為O3/N2＜對(duì)照/N2＜O3/Air＜對(duì)照/Air,說明O3/N2對(duì)于稻谷品質(zhì)保持的效果最佳,其中N2氣調(diào)儲(chǔ)藏的兩組樣品的綜合得分均高于常規(guī)組。

3 討論

本研究以4種不同方式對(duì)稻谷進(jìn)行儲(chǔ)藏,結(jié)果表明臭氧結(jié)合N2氣調(diào)包裝能夠明顯降低稻谷儲(chǔ)藏的品質(zhì)變化。稻谷的儲(chǔ)藏品質(zhì)與微生物繁殖密切相關(guān),在糧食儲(chǔ)藏期間,微生物為獲得自身生長所需的營養(yǎng)物質(zhì),通過分泌胞外水解酶,將糧食中的大分子物質(zhì)分解為小分子,不僅會(huì)消耗糧食中的成分,破壞糧食的組織結(jié)構(gòu),而且可能會(huì)產(chǎn)生有害的真菌毒素,對(duì)糧食的食用品質(zhì)造成嚴(yán)重的影響[37]。周建新等[8]研究發(fā)現(xiàn),臭氧對(duì)稻谷中的微生物具有明顯的殺滅效果,使細(xì)菌總數(shù)下降60%,霉菌和酵母菌落數(shù)下降42%。本研究結(jié)果顯示,隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長,未經(jīng)臭氧預(yù)處理組稻谷的微生物含量不斷上升,而經(jīng)臭氧預(yù)處理組稻谷的微生物含量呈先下降后上升的趨勢(shì),這與宋偉等[38]的研究結(jié)論相一致,說明臭氧預(yù)處理對(duì)稻谷儲(chǔ)藏過程中微生物量的增長有明顯的抑制作用。

發(fā)芽率是衡量稻谷新陳度的重要指標(biāo)。本研究發(fā)現(xiàn)與對(duì)照/Air組相比,臭氧預(yù)處理組對(duì)稻谷發(fā)芽率有一定影響但不顯著;與O3/Air組相比,O3/N2組一定程度上抑制了稻谷發(fā)芽率的降低,這與N2氣調(diào)抑制了稻谷的呼吸作用有關(guān)。姚明蘭等[13]研究發(fā)現(xiàn),臭氧的質(zhì)量濃度對(duì)稻谷發(fā)芽率的影響不顯著,但隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長,臭氧預(yù)處理稻谷脂肪酸值上升趨勢(shì)高于對(duì)照組,且臭氧的質(zhì)量濃度越高,上升幅度越大。周建新等[30]也發(fā)現(xiàn)臭氧處理對(duì)稻谷的發(fā)芽率無影響,而高濃度臭氧處理略微增加了稻谷的脂肪酸值。本研究中,臭氧預(yù)處理在一定程度上增加了稻谷的脂肪酸值,但與未經(jīng)臭氧預(yù)處理組相比差異不顯著;與O3/Air組相比,O3/N2組能夠顯著抑制儲(chǔ)藏期間稻谷脂肪酸值的增加。推測(cè)是由于N2氣調(diào)降低了糧食的生理代謝,使得稻谷的呼吸及酶的活性變得極其微弱,從而延緩了糧食脂肪酸值的升高,并保持了糧食的新鮮程度。鄭秉照[32]也表明,與常規(guī)儲(chǔ)藏相比,N2氣調(diào)儲(chǔ)藏可以有效延緩秈稻谷的脂肪酸值、粘度和發(fā)芽率的變化,并更好地保持稻谷原有的品質(zhì)。

過氧化氫酶是一種酶類清除劑,能將H2O2分解為H2O和O2。稻谷中過氧化氫酶活力的降低通常與稻谷發(fā)芽率的降低和陳化劣變密切相關(guān),其活力密切影響著稻谷的活力。本研究表明,在儲(chǔ)藏前期臭氧預(yù)處理在一定程度上降低了稻谷的過氧化氫酶活力,這是由于臭氧在與稻谷接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生氧化作用,氧化作用會(huì)使過氧化氫酶鈍化,造成稻谷初期過氧化氫酶活力降低,這與孫加偉等[39]研究發(fā)現(xiàn)升高臭氧濃度能夠抑制玉米葉片抗氧化酶活力的結(jié)論相一致。此外,本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)N2氣調(diào)增強(qiáng)了儲(chǔ)藏期間稻谷中過氧化氫酶活力,儲(chǔ)藏12 M后,O3/N2和對(duì)照/N2組稻谷的過氧化氫酶活力均高于相應(yīng)的常規(guī)包裝組(O3/Air和對(duì)照/Air),這與柴芃宇等[40]研究結(jié)果相一致,可能是由于N2降低了稻谷儲(chǔ)藏環(huán)境中氧氣含量,抑制了氧化作用的發(fā)生,延緩了稻谷生理品質(zhì)的變化。蛋白質(zhì)巰基是對(duì)氧化最敏感的蛋白質(zhì)側(cè)鏈基團(tuán)。本研究中稻谷的游離巰基含量隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長呈下降趨勢(shì),與對(duì)照/Air組相比,臭氧預(yù)處理組顯著降低了稻谷中的游離巰基含量,推測(cè)是由于臭氧的強(qiáng)氧化能力促進(jìn)巰基氧化成二硫鍵,促使稻谷中發(fā)生蛋白質(zhì)氧化,這與邵慧麗[41]的研究結(jié)論相一致。此外,莊坤等[42]也發(fā)現(xiàn)臭氧對(duì)糯米蛋白質(zhì)中的巰基含量有顯著的影響,且臭氧處理時(shí)間越長,巰基含量減少越明顯。本研究中兩組N2氣調(diào)稻谷游離巰基含量的降幅均小于相應(yīng)的未N2氣調(diào)組,推測(cè)是由于N2氣調(diào)能夠減緩蛋白質(zhì)氧化作用,從而在一定程度上抑制了稻谷中的生化反應(yīng)。李穎等[18]研究表明,N2氣調(diào)能降低游離巰基的活潑程度,避免其向二硫鍵的轉(zhuǎn)化并維持稻谷蛋白質(zhì)原有的特性。梁媛等[20]研究表明,在儲(chǔ)藏過程中,臭氧處理對(duì)于米飯的蒸煮品質(zhì)無顯著影響,本研究結(jié)果則顯示儲(chǔ)藏12 M后不同儲(chǔ)藏方式之間的品嘗評(píng)分值有一定差異。

本研究利用主成分分析對(duì)稻谷儲(chǔ)藏期間微生物指標(biāo)、品質(zhì)指標(biāo)及品嘗評(píng)分值進(jìn)行降維處理,得到2個(gè)具有代表性的主成分,對(duì)不同儲(chǔ)藏條件下的稻谷進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),計(jì)算主成分得分及綜合得分,以此評(píng)價(jià)不同儲(chǔ)藏方式稻谷品質(zhì)的優(yōu)劣,依據(jù)綜合評(píng)價(jià)得分明確了O3/N2氣調(diào)儲(chǔ)藏對(duì)于稻谷品質(zhì)保持的效果最佳。李偉等[43]利用主成分分析法提取了7個(gè)主成分,建立了綜合得分模型計(jì)算不同品種楊梅果實(shí)的綜合得分,篩選出了綜合品質(zhì)相對(duì)較好的楊梅品種。張雷剛等[44]運(yùn)用主成分分析提取了3個(gè)主成分,建立了主成分因子載荷圖,較好地區(qū)分了貨架期間各處理綠蘆筍品質(zhì)指標(biāo)和活性氧代謝指標(biāo)。謝麗源等[45]對(duì)不同儲(chǔ)藏溫度、儲(chǔ)藏時(shí)間處理的杏鮑菇品質(zhì)進(jìn)行主成分分析,建立了綜合評(píng)價(jià)函數(shù),得到了不同溫度處理杏鮑菇品質(zhì)高低的排序。此外,劉曉燕等[46]也采用主成分法分析了4種不同清洗方式鮮切蓮藕品質(zhì)差異,建立了綜合評(píng)價(jià)函數(shù)并篩選出了最佳處理組,得到了更客觀和全面的研究結(jié)論。通過主成分分析和綜合評(píng)價(jià)函數(shù)的建立不僅可以量化評(píng)價(jià)體系,而且可以避免單個(gè)指標(biāo)所得結(jié)論的多變性、片面性,可為食品品質(zhì)評(píng)價(jià)提供更加直觀和科學(xué)的依據(jù)。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明,臭氧預(yù)處理結(jié)合N2氣調(diào)在一定程度上延緩了稻谷中菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌菌落數(shù)、脂肪酸值和游離巰基含量的上升,同時(shí)有效保持了稻谷的過氧化氫酶活力和發(fā)芽率?；谥鞒煞址治龊途C合評(píng)價(jià)函數(shù)的分析表明,臭氧預(yù)處理結(jié)合N2氣調(diào)能夠延緩儲(chǔ)藏期間稻谷各品質(zhì)指標(biāo)的變化,抑制稻谷組分氧化以及微生物的繁殖,延長稻谷儲(chǔ)藏周期。本研究結(jié)果為科學(xué)儲(chǔ)糧提供了理論依據(jù)和技術(shù)參考。