張玉榮，李晨杰，吳 瓊，梁彥偉

河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001

大米不是一個(gè)完整的生命體，自身生命活動(dòng)很弱，其營養(yǎng)物質(zhì)暴露在外，易受外界因素的影響，營養(yǎng)成分及相關(guān)理化性質(zhì)易發(fā)生變化，從而影響其食用及感官品質(zhì)。周顯青等[1]研究發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)藏溫度與大米過氧化物酶活性和α-淀粉酶活性呈顯著負(fù)相關(guān)，且溫度越高影響越顯著。Sodhi等[2]的研究表明，大米的脂肪酸含量和降落數(shù)值隨儲(chǔ)藏時(shí)間延長有逐漸升高的趨勢，而多酚氧化酶活性隨儲(chǔ)藏時(shí)間延長逐漸減小，且高溫高濕條件下變化速率更快[3]。高溫高濕儲(chǔ)藏條件下大米的還原糖含量、丙二醛含量呈先升后降的變化趨勢[4]。金達(dá)麗等[5]在研究大米貯藏過程中理化性質(zhì)及食味品質(zhì)的變化時(shí)發(fā)現(xiàn)，大米的堿消值(級(jí)數(shù))在實(shí)驗(yàn)室常規(guī)貯藏條件下隨著時(shí)間的延長呈現(xiàn)下降的趨勢，且下降幅度較明顯，可在一定程度上反映大米品質(zhì)的下降。高溫高濕環(huán)境能加速脂質(zhì)氧化，促進(jìn)脂肪酸含量顯著升高，從而顯著影響米飯的黏彈性[6-7]。蒸谷米是以稻谷為原料，經(jīng)過浸泡、蒸煮、干燥等水熱處理，然后進(jìn)行礱谷、碾米、拋光、色選等步驟形成的一種營養(yǎng)價(jià)值較高的米產(chǎn)品[8]。相比一般大米而言，蒸谷米具有出米率高、米粒透明有光澤、營養(yǎng)價(jià)值高、貯藏穩(wěn)定性好的突出優(yōu)點(diǎn)，它的加工量占世界稻米總量的1/5，其米色較深、硬度較高、黏性較低，與國內(nèi)人們的食用習(xí)慣相沖突，嚴(yán)重制約了其在國內(nèi)的生產(chǎn)和銷售[9]。隨著人們生活水平的提高，綠色健康、營養(yǎng)價(jià)值高的食物愈發(fā)受到人們的喜愛，蒸谷米在我國的消費(fèi)前景巨大。而關(guān)于蒸谷米不同儲(chǔ)藏條件下的品質(zhì)特性的變化鮮有報(bào)道，且水熱處理會(huì)改變其營養(yǎng)品質(zhì)及生理生化特性，研究儲(chǔ)藏過程中蒸谷米的生理和生化特性指標(biāo)的變化可為揭示其儲(chǔ)藏特性，以及為科學(xué)儲(chǔ)藏提供理論依據(jù)。作者以秈稻谷加工成的蒸谷米為研究對(duì)象，同批次秈稻谷加工成的大米為對(duì)照，對(duì)不同溫度條件下樣品的丙二醛含量、還原糖含量、堿消值、過氧化物酶活性、脂肪氧化酶活性、脂肪酸值進(jìn)行測定，研究并對(duì)比儲(chǔ)藏過程中蒸谷米和大米生化特性變化，以期從生化特性的角度揭示儲(chǔ)藏過程中蒸谷米品質(zhì)的變化，為科學(xué)儲(chǔ)藏蒸谷米成品糧提供量化指標(biāo)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

蒸谷米和大米樣品由2017年產(chǎn)的同批次秈稻谷加工而成，中糧江西米業(yè)有限公司生產(chǎn)。蒸谷米和大米樣品的加工精度均為一級(jí)，無異常色澤和氣味，水分含量分別為14.26%和13.92%。

1.2 主要試劑

鹽酸：洛陽昊華化學(xué)試劑有限公司；氫氧化鉀、 硫代硫酸鈉：洛陽化學(xué)試劑廠；硼酸：中國醫(yī)藥(集團(tuán))上?；瘜W(xué)試劑公司；硫代巴比妥酸、冰乙酸：天津市天力化學(xué)試劑有限公司；三氯乙酸、95%乙醇、碘化鉀、可溶性淀粉：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；鎢酸鈉：北京化工廠；氫氧化鈉：武漢宏信康精細(xì)化工有限公司。以上試劑均為分析純。

1.3 主要儀器與設(shè)備

TGL-18MS臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)：上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司；TU-1810紫外可見光分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；JXFM110錘式旋風(fēng)磨：上海嘉定糧油儀器有限公司；HWS恒溫恒濕培養(yǎng)箱：寧波東南儀器有限公司；JSFM-Ⅱ糧食水分測試磨：成都施特威科技發(fā)展公司；BGZ-30電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 模擬儲(chǔ)藏

將蒸谷米和大米樣品置于用紗布縫制的包裝袋中，每袋盛裝樣品1 kg左右，放置于3個(gè)恒溫恒濕培養(yǎng)箱中，設(shè)置培養(yǎng)箱溫度分別為15、25、35 ℃，相對(duì)濕度均為75%，儲(chǔ)藏期300 d，每30 d取樣1次，對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測定及對(duì)比分析。

1.4.2 指標(biāo)測定

丙二醛含量的測定參考周顯青等[10]的方法。丙二醛濃度C=6.45(A532-A600)-0.56A450，其中，C為丙二醛濃度(μmol/L)，A450、A532、A600分別為在波長450、532、600 nm下測得的吸光度。根據(jù)丙二醛濃度即可算出單位質(zhì)量樣品中的丙二醛含量(μmol/g)。

還原糖含量的測定參照GB/T 5513—2019中方法。堿消值的測定參考金達(dá)麗等[5]的方法。過氧化物酶活性的測定參考周顯青等[10]的方法。脂肪氧化酶活性的測定參考雷桂明[11]的方法。脂肪酸值的測定參照GB/T 20569—2006 《稻谷儲(chǔ)存品質(zhì)判定規(guī)則》附錄A中方法。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用軟件Excel 2016、SPSS 22.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，用Origin 2017進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 儲(chǔ)藏過程中蒸谷米丙二醛含量的變化

稻米中的脂類物質(zhì)性質(zhì)不穩(wěn)定，極易發(fā)生水解而產(chǎn)生游離脂肪酸，游離脂肪酸在脂肪氧化酶的作用下產(chǎn)生氫過氧化物，進(jìn)一步分解產(chǎn)生醛、酮類化合物，其中主要的醛類物質(zhì)是丙二醛[12]。丙二醛含量可反映出稻米膜質(zhì)過氧化的程度[3]。蒸谷米和大米儲(chǔ)藏期間丙二醛含量隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化情況見圖1。

圖1 不同儲(chǔ)藏條件下蒸谷米和大米中丙二醛含量的變化

由圖1可知，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長， 15 ℃和25 ℃儲(chǔ)藏條件下，蒸谷米的丙二醛含量變化趨勢基本一致，0～120 d緩慢波動(dòng)降低，120 d后又緩慢波動(dòng)上升，儲(chǔ)藏300 d后，蒸谷米的丙二醛含量分別升高了3.60%和2.75%；35 ℃儲(chǔ)藏條件下，蒸谷米的丙二醛含量呈先升后降的趨勢，儲(chǔ)藏60 d時(shí)達(dá)到峰值，之后開始緩慢波動(dòng)下降，300 d后，蒸谷米的丙二醛含量降低了9.99%。大米在3個(gè)儲(chǔ)藏溫度下，其丙二醛含量均呈現(xiàn)先波動(dòng)上升再下降然后再上升的趨勢，300 d后，分別升高了41.96%、52.50%和65.14%，且儲(chǔ)藏溫度越高，波動(dòng)升高的速率越快。整體來看，不同儲(chǔ)藏條件下，隨儲(chǔ)藏時(shí)間延長，蒸谷米的丙二醛含量的變化率遠(yuǎn)小于大米，且不易受儲(chǔ)藏溫度的影響。因此，蒸谷米更易穩(wěn)定儲(chǔ)藏并維持食用品質(zhì)。

2.2 儲(chǔ)藏過程中蒸谷米還原糖含量的變化

稻米中含有少量的低分子糖，如葡萄糖、麥芽糖、果糖、蔗糖等，根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，可將它們分為還原糖和非還原糖。由于還原糖的分子結(jié)構(gòu)中含有游離的還原基，使其具有一定的還原性，在一定的條件下易被氧化而嚴(yán)重影響稻米的品質(zhì)及穩(wěn)定性[13]。此外，稻米在儲(chǔ)藏過程中，自身的大分子糖類的水解作用會(huì)促使還原糖含量增加[14]。因此，還原糖含量的變化可以在一定程度上反映稻米的品質(zhì)變化及儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。蒸谷米和大米儲(chǔ)藏期間還原糖含量隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化情況見圖2。

由圖2可知，儲(chǔ)藏時(shí)間的延長， 15、25、35 ℃儲(chǔ)藏條件下，蒸谷米的還原糖變化趨勢基本相同，都呈先略有升高后降低的趨勢，60 d時(shí)達(dá)到最高，270 d后趨于穩(wěn)定，儲(chǔ)藏300 d后，蒸谷米的還原糖含量分別降低了10.64%、14.34%和13.89%；大米在3個(gè)儲(chǔ)藏溫度下，還原糖含量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，在120 d時(shí)達(dá)到峰值，240 d后變化趨于穩(wěn)定，儲(chǔ)藏300 d后，分別升高了32.22%、64.49%和74.52%，且儲(chǔ)藏溫度越高，其還原糖含量變化速率越快。整體來看，在儲(chǔ)藏期內(nèi)，不同儲(chǔ)藏條件下，蒸谷米的還原糖含量略微降低，且不易受儲(chǔ)藏溫度的影響，與大米相比，其還原糖含量變化率更小，這表明蒸谷米的還原糖含量不易受內(nèi)外條件影響，更易長期儲(chǔ)藏。

圖2 不同儲(chǔ)藏條件下蒸谷米和大米中還原糖含量的變化

2.3 儲(chǔ)藏過程中蒸谷米堿消值的變化

堿消值(alkali spreading value，ASV)是指米粒在一定堿溶液中膨脹或崩解的程度[5]，可反映稻米的糊化溫度，參照中國農(nóng)業(yè)部的米質(zhì)測定標(biāo)準(zhǔn)，稻米的堿消值可分為7級(jí)，其中1—3級(jí)對(duì)應(yīng)高糊化溫度(>74 ℃)，4—5級(jí)對(duì)應(yīng)中糊化溫度(70～74 ℃)，6—7級(jí)對(duì)應(yīng)低糊化溫度(<70 ℃)[15]。稻米的堿消值和淀粉對(duì)堿的抵抗性有關(guān)，也與稻米籽粒的堿度和致密性有關(guān)，食味品質(zhì)好的稻米對(duì)堿抵抗力更小，一般情況下，堿消值越大的稻米，食味品質(zhì)越好。蒸谷米和大米儲(chǔ)藏期間堿消值隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化情況見圖3。

圖3 不同儲(chǔ)藏條件下蒸谷米和大米中堿消值的變化

由圖3可知，15、25、35 ℃儲(chǔ)藏條件下，蒸谷米的堿消值隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長而逐漸下降，但降低趨勢較為平緩，儲(chǔ)藏300 d后，堿消值分別降低了8.54%、10.98%和9.76%，隨溫度的升高，蒸谷米的堿消值變化不大；而大米在3個(gè)儲(chǔ)藏溫度下，堿消值均不斷降低，且儲(chǔ)藏溫度越高，降低速率越快，儲(chǔ)藏300 d后，分別降低了37.31%、50.75%和56.72%。整體來看，在儲(chǔ)藏期內(nèi)，不同儲(chǔ)藏條件下，蒸谷米的堿消值略微降低，且基本不受儲(chǔ)藏溫度的影響，與大米相比，蒸谷米的堿消值變化率更小，表明長期儲(chǔ)藏時(shí)，蒸谷米的食味品質(zhì)更穩(wěn)定。

2.4 儲(chǔ)藏過程中蒸谷米過氧化物酶活性的變化

圖4 不同儲(chǔ)藏條件下蒸谷米和大米POD活性的變化

由圖4可以看出，初始狀態(tài)下，蒸谷米和大米的POD活性分別為0.6 U/g和89.6 U/g，蒸谷米的初始POD活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于大米，基本已經(jīng)失活。不同儲(chǔ)藏溫度下，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，蒸谷米POD活性基本不變；不同儲(chǔ)藏溫度下，大米的POD活性隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長而迅速降低，0～120 d內(nèi)，降低了90%，且溫度越高，降低速率越快。整體來看，水熱處理使得蒸谷米的POD失活，抑制了蒸谷米在儲(chǔ)藏過程中的相關(guān)理化反應(yīng)，有助于提高其儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。

2.5 儲(chǔ)藏過程中蒸谷米脂肪氧化酶活性的變化

脂肪氧化酶是催化不飽和脂肪酸及酯形成氫過氧化物的酶，氫過氧化物經(jīng)反應(yīng)形成的次級(jí)產(chǎn)物會(huì)影響食品的食味、色澤、營養(yǎng)和質(zhì)構(gòu)等[17-18]。此外，脂肪氧化酶能啟動(dòng)稻米膜脂過氧化反應(yīng)，是導(dǎo)致稻米品質(zhì)劣變的關(guān)鍵酶[19]。蒸谷米和大米儲(chǔ)藏期間脂肪氧化酶活性隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化情況見圖5。

圖5 不同儲(chǔ)藏條件下蒸谷米和大米脂肪氧化酶活性的變化

由圖5可以看出，初始狀態(tài)下，蒸谷米和大米的脂肪氧化酶活性分別為3 U/mL和83 U/mL，蒸谷米的初始脂肪氧化酶活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于大米，幾乎已經(jīng)處于失活狀態(tài)。不同儲(chǔ)藏溫度下，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，蒸谷米脂肪氧化酶活性略微降低，120 d后基本失活而趨于穩(wěn)定；不同儲(chǔ)藏溫度下，大米的脂肪氧化酶活性隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長明顯降低，0～120 d內(nèi)，脂肪氧化酶活性降低了80%，且溫度越高，降低速率越快。整體來看，水熱處理使得蒸谷米的脂肪氧化酶失活，抑制了脂質(zhì)在儲(chǔ)藏過程中的相關(guān)理化反應(yīng)，有助于提高蒸谷米的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。

2.6 儲(chǔ)藏過程中蒸谷米脂肪酸值的變化

雖然脂質(zhì)在稻米中含量很少，但其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，易發(fā)生氧化、水解而陳化，并釋放出具有臭味的低級(jí)脂肪酸，還產(chǎn)生出醛、酮類化合物，危害人體健康[10]。所以評(píng)判脂類氧化程度的一個(gè)重要指標(biāo)就是脂肪酸值，它也是稻谷儲(chǔ)存品質(zhì)判定規(guī)則中評(píng)價(jià)稻米品質(zhì)的重要指標(biāo)[20]。稻米是糙米經(jīng)過拋光加工而成，所以稻米的脂肪酸值要低于稻谷。蒸谷米和大米儲(chǔ)藏期間脂肪酸值隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化情況見圖6。

由圖6可知，15 ℃和25 ℃儲(chǔ)藏條件下，蒸谷米的脂肪酸值變化趨勢基本一致，在0～90 d內(nèi)較為穩(wěn)定，之后緩慢升高，150 d后升高速度減緩并逐漸趨于穩(wěn)定，儲(chǔ)藏300 d后，其脂肪酸值分別升高了145.81%和182.79%；35 ℃儲(chǔ)藏條件下，蒸谷米的脂肪酸值在0～120 d內(nèi)平緩升高，120～180 d緩慢升高，180 d后升高速度減緩并逐漸趨于穩(wěn)定，儲(chǔ)藏300 d后，其脂肪酸值升高了247.47%；大米在3個(gè)儲(chǔ)藏溫度下，脂肪酸值均呈不斷上升趨勢，儲(chǔ)藏300 d后，分別升高了259.82%、370.82%和421.29%。整體來看，不同儲(chǔ)藏條件下，隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，蒸谷米和大米的脂肪酸值都是隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長而升高，且儲(chǔ)藏溫度越高，變化速率越快，但蒸谷米的脂肪酸值變化率較大米小，表明在儲(chǔ)藏過程中，蒸谷米更穩(wěn)定，更適合長期儲(chǔ)藏。

注：兩條橫線從上到下依次表示秈稻谷輕度不宜存和宜存時(shí)脂肪酸值最大量(GB/T 20569—2006)。

2.7 多因素方差分析

為研究儲(chǔ)藏時(shí)間和儲(chǔ)藏溫度對(duì)蒸谷米和大米的生化特性指標(biāo)影響的顯著性，對(duì)其進(jìn)行多因素方差分析，結(jié)果見表1。

由表1可知，儲(chǔ)藏時(shí)間和儲(chǔ)藏溫度對(duì)大米的生化特性指標(biāo)都有極顯著影響，儲(chǔ)藏時(shí)間和儲(chǔ)藏溫度的交互作用對(duì)大米的還原糖含量無顯著影響，對(duì)其他化學(xué)特性指標(biāo)有極顯著性影響；儲(chǔ)藏時(shí)間對(duì)蒸谷米的丙二醛含量、過氧化物酶活性和脂肪氧化酶活性無顯著影響，儲(chǔ)藏溫度以及儲(chǔ)藏時(shí)間和儲(chǔ)藏溫度交互作用除對(duì)蒸谷米的脂肪酸值有極顯著影響外，對(duì)其余各指標(biāo)均無顯著影響。由此可見，蒸谷米不易受外界環(huán)境的影響，能更好地保持儲(chǔ)藏品質(zhì)，具有良好的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。

表1 蒸谷米和大米生化特性指標(biāo)與儲(chǔ)藏條件的多因素方差P值分析

3 結(jié)論

儲(chǔ)藏期內(nèi)，15 ℃和25 ℃條件下，蒸谷米的丙二醛含量升高，35 ℃條件下，其丙二醛含量下降；3種儲(chǔ)藏條件下，蒸谷米的還原糖和堿消值均下降，過氧化物酶活性基本不變，脂肪氧化酶活性略微降低，脂肪酸值升高；隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，3種不同溫度下儲(chǔ)藏的蒸谷米，其生化特性指標(biāo)整體變化不大，而大米在3種溫度下，其生化特性指標(biāo)均呈現(xiàn)了較大的變化。 由方差分析可知，大米的生化特性指標(biāo)極易受儲(chǔ)藏條件的影響；儲(chǔ)藏時(shí)間對(duì)蒸谷米的丙二醛含量、過氧化物酶活性和脂肪氧化酶活性無顯著影響，儲(chǔ)藏溫度以及儲(chǔ)藏時(shí)間和儲(chǔ)藏溫度交互作用除對(duì)蒸谷米的脂肪酸值有極顯著影響外，對(duì)其余各指標(biāo)均無顯著影響。與大米相比，蒸谷米不易受外界環(huán)境的影響，能更好地保持儲(chǔ)藏品質(zhì)，具有良好的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性，在需長期儲(chǔ)藏時(shí)，可選擇蒸谷米。