蔡沙，李森，管驍，蔡芳，施建斌，隋勇，何建軍，熊添，梅新*

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北 武漢 430064；2.上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海 200093）

稻米是世界上最主要的糧食作物，全球約有一半的人以大米為主食[1]。我國(guó)既是大米的生產(chǎn)大國(guó)，也是大米的消費(fèi)大國(guó)[2]。然而除了供給人們食用和加工成其它食品以外，每年都有大量的稻谷需要貯藏[3]。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，在儲(chǔ)藏過(guò)程中大米會(huì)慢慢變質(zhì)發(fā)生陳化，食用價(jià)值降低[4-5]。存放后的大米由于食用品質(zhì)可能發(fā)生劣變，色香味較差而不能被消費(fèi)者接受，最終使陳米滯銷(xiāo)壓庫(kù)，給國(guó)家和企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[6]。研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是稻谷還是精米的儲(chǔ)藏，從商品流通和經(jīng)營(yíng)管理方面考慮都不如糙米，因此對(duì)糙米儲(chǔ)藏的研究是非常有必要的[7]。

孫保祥等[8]研究發(fā)現(xiàn)，常溫儲(chǔ)存下大米受環(huán)境條件影響，失水和吸水的過(guò)程明顯，且脂肪酸隨溫度上升明顯升高，容易滋生霉菌。低溫儲(chǔ)存下水分含量降低較為緩慢，且總體降低幅度不大，保水儲(chǔ)存效果明顯。儲(chǔ)存期間大米中蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量的變化不明顯。金達(dá)麗等[9]研究發(fā)現(xiàn)，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，大米中的水分和直鏈淀粉含量、糊化溫度、膨潤(rùn)力和溶解度以及回生值都呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，而大米的堿消值、糊化冷卻過(guò)程中的黏度和崩解值呈現(xiàn)下降趨勢(shì)：其蒸煮得到的米飯硬度上升，黏性和彈性均呈下降趨勢(shì)，食用品質(zhì)逐漸下降。

本文研究大米在儲(chǔ)藏過(guò)程中的品質(zhì)變化，挑選與大米陳化度相關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，研究不同陳化度大米基本成分和蒸煮特性的差異，以期為大米商業(yè)化貯藏技術(shù)的開(kāi)發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

麻城荊糯六號(hào)、房縣荊糯六號(hào)、糯兩優(yōu)561、羅田糯米、貢米5個(gè)品種的稻谷：湖北省糧食企業(yè)；石油醚、鹽酸、濃硫酸、乙醇、氫氧化鈉等試劑（均為分析純）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；福林酚（生物試劑）：上海麥克林生化科技有限公司；沒(méi)食子酸（分析純）：上海源葉生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HPX-160BS恒溫恒濕箱：上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；TA XT plus質(zhì)構(gòu)儀：英國(guó)Stable Micro Systems公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

將稻谷中麥芒、碎石等雜質(zhì)挑選出來(lái)，用壟谷機(jī)進(jìn)行脫殼得到糙米。再對(duì)糙米進(jìn)行挑選，棄去蟲(chóng)米碎米，保留顆粒完整、光澤度好、色澤均一的米粒。

將5種大米樣品用紗布袋分裝。每袋300 g左右，做好標(biāo)記。采用模擬加速陳化試驗(yàn)，恒溫恒濕箱溫度、濕度的設(shè)置模擬我國(guó)典型高溫高濕地區(qū)的氣候條件（40℃，RH80%），參數(shù)設(shè)定后將樣品放入恒溫恒濕箱中，每隔 7 d（0、7、14、21、28 d）取樣，按不同陳化時(shí)間表示陳化度。

1.3.2 基本成分含量的測(cè)定

水分含量測(cè)定參照GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》，蛋白質(zhì)含量測(cè)定參照GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》，脂肪含量測(cè)定參照GB 5009.6—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測(cè)定》，淀粉含量測(cè)定參照GB 5009.9—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中淀粉的測(cè)定》，測(cè)定灰分參照GB 5009.4—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測(cè)定》。多酚含量參照邵佩等[10]的方法進(jìn)行測(cè)定，在其基礎(chǔ)上略作調(diào)整。將吸光度代入標(biāo)準(zhǔn)曲線中計(jì)算3個(gè)陳化度下5種大米的多酚含量，標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=0.001x+0.026 9（R2=0.999 7）。

1.3.3 蒸煮特性分析

1.3.3.1 吸水率

稱(chēng)取完整米粒不同陳化度的樣品m1，置于鋁盒中，沖洗數(shù)次后淘去米糠，向鋁盒中加入120 mL的50℃蒸餾水。于沸水鍋中蒸制20 min，取出鋁盒至不再有米湯滴下，冷卻30 min后稱(chēng)重記為m2，按下列公式計(jì)算不同精度樣品的吸水率。

1.3.3.2 膨脹體積

將10 g未蒸煮的不同陳化度糯米裝入10 mL量筒內(nèi)，記錄體積為V1，再將1.3.3.1中已蒸好的糯米裝入10 mL量筒內(nèi)，記錄體積為V2，按下列公式計(jì)算不同精度樣品的膨脹體積。

1.3.3.3 米湯pH值

將鋁盒取出，待大米米湯冷卻至室溫（25℃），用pH計(jì)測(cè)定其pH值。

1.3.4 質(zhì)構(gòu)特性分析

取不同陳化度的完整糯米50 g，沖洗3次，加入75 mL蒸餾水，浸泡30 min后放入蒸鍋中，蒸制30 min，停止后靜置15 min取出，冷卻至室溫（25℃）。

測(cè)定條件：運(yùn)行模式為測(cè)定下壓時(shí)的力；測(cè)前速度為1.0 mm/s；測(cè)試速度為0.5 mm/s；測(cè)后速度為0.5 mm/s；試樣受壓變形為70%；觸發(fā)力為5.0 g；探頭為P/36R。測(cè)試時(shí)，在米飯樣品中間隨機(jī)取完整米粒3粒，每個(gè)樣品測(cè)定多次，除最大和最小的兩個(gè)測(cè)定結(jié)果外，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 陳化度對(duì)基本成分含量影響

2.1.1 陳化度對(duì)水分含量的影響

陳化度對(duì)大米中水分含量的影響結(jié)果如圖1所示。

圖1 陳化度對(duì)水分含量的影響Fig.1 Effect of aging degree on moisture content

由圖1可知，隨著陳化時(shí)間的延長(zhǎng)，大米中水分呈先減小后增大的變化趨勢(shì)，陳化0 d時(shí)，大米水分含量均在11.5%～12.5%；陳化時(shí)間為7 d時(shí)，5種大米中的水分含量均為最低，為8%～11%，這是因?yàn)殛惢瘻囟容^高，大米的游離水蒸發(fā)導(dǎo)致水分含量下降[11]，且麻城荊糯六號(hào)和房縣荊糯六號(hào)2種大米的水分含量減小的程度要小于其他3種大米，說(shuō)明這2種大米的保水性較好；陳化14 d～28 d時(shí)測(cè)定的5種大米水分含量均在13%～16%，此時(shí)水分含量上升可能是因?yàn)榇竺變?nèi)部的酶，如脂肪酶和過(guò)氧化氫酶，此時(shí)活力已經(jīng)很低，其呼吸作用弱，水分不易散失[11]，且陳化濕度較高，大米重新吸附了一些空氣中的水分因此水分含量升高。

2.1.2 陳化度對(duì)脂肪含量的影響

陳化度對(duì)大米中脂肪含量的影響結(jié)果如圖2所示。

圖2 陳化度對(duì)脂肪含量的影響Fig.2 Effect of aging degree on fat content

由圖2可知，隨著陳化時(shí)間的延長(zhǎng)，5種大米的脂肪含量均呈逐漸減小的變化趨勢(shì)。陳化0 d時(shí)大米脂肪含量均在0.7%～0.9%；陳化7 d時(shí)大米脂肪含量出現(xiàn)較大差異，麻城荊糯六號(hào)和房縣荊糯六號(hào)的脂肪含量最高，貢米的脂肪含量最低；陳化時(shí)間為28 d時(shí)，5種大米中的脂肪含量最低。陳化期間脂肪含量呈下降趨勢(shì)，可能是因?yàn)榇竺踪A藏過(guò)程中脂肪發(fā)生水解產(chǎn)生過(guò)氧化物、甘油和游離脂肪酸。脂肪酶屬水解酶類(lèi)，是脂肪分解中第一個(gè)參與反應(yīng)的酶，溫度越高，脂肪酶活力下降越多[11-12]。

2.1.3 陳化度對(duì)蛋白質(zhì)含量的影響

陳化度對(duì)大米中蛋白質(zhì)含量的影響結(jié)果如圖3所示。

圖3 陳化度對(duì)蛋白質(zhì)含量的影響Fig.3 Effect of aging degree on protein content

由圖3可知，隨著陳化時(shí)間的延長(zhǎng)，5種大米的蛋白質(zhì)含量均呈先增加后減小的變化趨勢(shì)。陳化7 d時(shí)，除麻城荊糯六號(hào)外，其他大米蛋白質(zhì)含量均最高；陳化28 d時(shí)蛋白質(zhì)含量最低；整個(gè)陳化過(guò)程中，5種大米的蛋白質(zhì)含量均在5%～7%，變化幅度不大，這與孫保祥[8]和趙卿宇等[11]的研究結(jié)論類(lèi)似，不同貯藏條件下，對(duì)大米蛋白質(zhì)含量的影響并不大，這可能是因?yàn)榇竺字械牡鞍踪|(zhì)水解酶和肽類(lèi)酶含量較少。

2.1.4 陳化度對(duì)淀粉含量的影響

陳化度對(duì)大米中淀粉含量的影響結(jié)果如圖4所示。

圖4 陳化度對(duì)淀粉含量的影響Fig.4 Effect of aging degree on starch content

由圖4可知，隨著陳化時(shí)間的延長(zhǎng)，5種大米的淀粉含量均在50%～70%；5種大米的淀粉含量呈不同的變化趨勢(shì)，且在陳化21 d時(shí)出現(xiàn)最大值，原因可能是在陳化過(guò)程中，由于脫支酶的作用使得其中一部分支鏈淀粉連接鏈斷開(kāi)變成直鏈淀粉，從而導(dǎo)致直鏈淀粉含量增加，當(dāng)大米發(fā)生霉變以后霉菌產(chǎn)生淀粉酶，水解了一部分淀粉，因此直鏈淀粉含量又稍微下降[8]。由此可見(jiàn)，大米在儲(chǔ)存過(guò)程中產(chǎn)生的微生物可以導(dǎo)致淀粉含量發(fā)生變化。

2.1.5 陳化度對(duì)灰分含量的影響

陳化度對(duì)大米中灰分含量的影響結(jié)果如圖5所示。

圖5 陳化度對(duì)灰分含量的影響Fig.5 Effect of aging degree on ash content

由圖5可知，隨著陳化時(shí)間的延長(zhǎng)，麻城荊糯六號(hào)、貢米及糯兩優(yōu)561 3種大米的灰分含量均呈逐漸減小的變化趨勢(shì)；羅田糯米的灰分含量呈先增大后減小的變化趨勢(shì)；房縣荊糯六號(hào)的灰分含量呈先增大后減小的變化趨勢(shì)。陳化0 d時(shí)大米灰分含量最大的為麻城荊糯六號(hào)和糯兩優(yōu)561；陳化7 d時(shí)大米灰分含量最大的為房縣荊糯六號(hào)；陳化14 d時(shí)大米灰分含量最高的為羅田糯米。5種大米的灰分含量均在1.2%～1.6%，均未出現(xiàn)較大波動(dòng)；這說(shuō)明高溫高濕條件對(duì)大米中灰分含量變化影響較小。

2.2 陳化度對(duì)蒸煮特性的影響

2.2.1 陳化度對(duì)米湯pH值的影響

大米蒸煮之后對(duì)米湯pH值進(jìn)行測(cè)定，陳化度對(duì)米湯pH值影響的結(jié)果如圖6所示。

圖6 陳化度對(duì)米湯pH值影響Fig.6 Effect of aging degree on pH value of rice soup

由圖6可知，陳化0 d～14 d時(shí)，5種大米的米湯pH值呈下降的變化趨勢(shì)，且變化幅度較大；陳化14 d～28 d時(shí)，羅田糯米和房縣荊糯六號(hào)呈略微上升的變化趨勢(shì)，其他3種大米呈略微下降的變化趨勢(shì)。未陳化的米樣米湯呈弱堿性，隨著陳化時(shí)間的延長(zhǎng)，pH值逐漸降低呈弱酸性，這可能是由于隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，大米內(nèi)部脂肪酸值含量增加，內(nèi)部游離的脂肪酸易被氧化成酮、醛等酸性物質(zhì)，此外，蛋白質(zhì)易分解成氨基酸，大米內(nèi)少量的氨基酸也可能會(huì)生成磷酸，導(dǎo)致酸性物質(zhì)增加，最終使得大米的pH值降低[13]。

2.2.2 陳化度對(duì)米飯吸水率的影響

大米蒸煮之后對(duì)米飯吸水率進(jìn)行測(cè)定，陳化度對(duì)米飯吸水率影響的結(jié)果如圖7所示。

圖7 陳化度對(duì)米飯吸水率影響Fig.7 Effect of aging degree on water absorption of rice

由圖7可知，隨著陳化時(shí)間的延長(zhǎng)，米飯的吸水率呈先減小后增大的變化趨勢(shì)。陳化0 d～7 d時(shí)，吸水率呈大幅降低的變化趨勢(shì)，陳化7 d～28 d時(shí)，吸水率呈緩慢上升的變化趨勢(shì)。這是因?yàn)殡S著陳化時(shí)間的延長(zhǎng)，淀粉晶束結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，難以糊化，同時(shí)大米中果膠、纖維素等物質(zhì)中細(xì)胞壁不同程度失水，使大米吸水能力增強(qiáng)，使大米的吸水率在下降后發(fā)生不同程度的回升[13]。

2.2.3 陳化度對(duì)米飯膨脹體積的影響

大米蒸煮之后對(duì)米飯膨脹體積進(jìn)行測(cè)定，陳化度對(duì)米飯膨脹體積影響的結(jié)果如圖8所示。

圖8 陳化度對(duì)米飯膨脹體積影響Fig.8 Effect of aging degree on expansion volume of rice

由圖8可知，隨著陳化時(shí)間的延長(zhǎng)，除貢米外其余4種大米的膨脹體積都呈逐漸增大的變化趨勢(shì)，貢米呈先減小后增大的變化趨勢(shì)。這可能是因?yàn)榇竺着蛎浡试黾拥幕瘜W(xué)實(shí)質(zhì)是淀粉變性所致[13]，而貢米屬于秈米，支鏈淀粉含量較低，另外4種米為糯米，支鏈淀粉含量較高，因此貢米的膨脹體積較低。

2.3 陳化度對(duì)米飯質(zhì)構(gòu)特性的影響

大米蒸煮之后對(duì)米飯的質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行測(cè)定，陳化度對(duì)米飯質(zhì)構(gòu)特性影響的結(jié)果如圖9所示。

圖9 米飯質(zhì)構(gòu)特性分析Fig.9 Effect of aging degree on texture characteristics of rice

由圖9可知，隨著陳化時(shí)間的延長(zhǎng)，除貢米外，其余4種大米米飯硬度呈先上升后下降的變化趨勢(shì)，且陳化14 d時(shí)，硬度最大。硬度增加可能是淀粉老化與蛋白質(zhì)二硫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的相互作用加強(qiáng)，淀粉分子上的羥基和蛋白質(zhì)的電荷基團(tuán)形成靜電復(fù)合物，使硬度增加[14]；脂肪酶對(duì)大米中的脂肪進(jìn)行催化分解，使其變?yōu)楦视秃陀坞x脂肪酸，游離脂肪酸與直鏈淀粉形成復(fù)合物，因此在對(duì)大米進(jìn)行蒸煮時(shí)，導(dǎo)致水分子難以滲入，淀粉顆粒便會(huì)強(qiáng)度升高，硬度增加[15-16]。硬度下降可能是因?yàn)殛惢笃冢竺谉o(wú)法保持其顆粒完整性，大米經(jīng)蒸煮之后，會(huì)發(fā)生膨脹，吸水率也有所提高，米飯會(huì)因此散開(kāi)導(dǎo)致其硬度下降[17]。

隨著陳化時(shí)間的延長(zhǎng)，5種大米米飯黏著性呈下降的變化趨勢(shì)。黏著性越低表示米飯?jiān)剿缮ⅲ澄镀焚|(zhì)越低[18]。黏著性下降一方面是因?yàn)榇竺钻惢瘜?dǎo)致細(xì)胞壁變得堅(jiān)固，蒸煮過(guò)程中不易破裂；另一方面可能是因?yàn)榇竺變?nèi)部的淀粉粒被游離脂肪酸包裹，導(dǎo)致淀粉膨化困難[19]；此外，直鏈淀粉的黏著性較支鏈淀粉差，支鏈淀粉含量越多，米飯黏著性越大[20]，大米在貯藏過(guò)程中由于支鏈淀粉在酶的作用下發(fā)生脫支作用，導(dǎo)致直鏈淀粉含量增加，支鏈淀粉含量下降，因此米飯的黏著性下降[9]。

米飯的彈性能反映米飯的滋味，彈性越大的米飯?jiān)接薪绖臶11]，且彈性通常與大米的品種有關(guān)。有研究表明，大米彈性下降，是因?yàn)槠涓共颗c背部的吸水存在很大差異，這樣就會(huì)使米粒表面發(fā)生龜裂現(xiàn)象，使得淀粉從裂紋中大規(guī)模地涌出，米飯也就逐漸失去彈性[21-22]。金達(dá)麗等[9]、趙卿宇等[11]的研究表明，大米在陳化過(guò)程中其制作的米飯彈性也會(huì)發(fā)生變化，均是隨陳化時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減小。

3 結(jié)論

隨著陳化時(shí)間的延長(zhǎng)，大米中的水分含量先減少后增加：陳化0 d時(shí)，大米水分含量均在11.5%～12.5%；陳化時(shí)間為7 d時(shí)，5種大米中的水分含量均為最低，在8%～11%；陳化14 d～28 d時(shí)測(cè)定的5種大米水分含量均在14%～16%。隨著陳化時(shí)間的延長(zhǎng)，脂肪含量逐漸減少：陳化0 d時(shí)大米脂肪含量均在0.7%～0.9%；陳化時(shí)間為28 d時(shí)，5種大米中的脂肪含量最低。陳化度對(duì)蛋白質(zhì)、淀粉和灰分含量影響較小。大米蒸煮后的米湯的pH值和吸水率會(huì)隨著陳化時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低，而膨脹體積會(huì)隨著陳化時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加。質(zhì)構(gòu)品質(zhì)分析結(jié)果表明，大米硬度隨著陳化時(shí)間的延長(zhǎng)呈先增大后減小的變化趨勢(shì)，黏著性和彈性隨著陳化時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降的變化趨勢(shì)。