盧紫君，趙時(shí)珊，蔡芳，蔡沙，隋勇，施建斌，熊添，何建軍，陳學(xué)玲，范傳會(huì)，家志文，梅新

（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）

我國(guó)是世界上最主要的稻谷生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，據(jù)FAO統(tǒng)計(jì)，2019年，我國(guó)稻米產(chǎn)量2.11×108t，占世界總產(chǎn)量的27.98%。陳化是大米在儲(chǔ)藏過(guò)程中發(fā)生的一系列物理和化學(xué)性質(zhì)的變化，從而造成大米蒸煮、食用品質(zhì)發(fā)生改變。目前，尚未發(fā)現(xiàn)其他谷物表現(xiàn)出與大米相似的陳化現(xiàn)象，且大米陳化貫穿其整個(gè)儲(chǔ)藏過(guò)程[1]。相對(duì)于新米而言，陳化后的大米食用品質(zhì)明顯下降，米飯出現(xiàn)粘性降低、缺乏光澤、香味喪失、口感變差等問(wèn)題[2]。前人研究表明，大米陳化與其淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪及酶活均有相關(guān)性，但確切的陳化機(jī)制尚未完全闡明，現(xiàn)有陳化理論均試圖建立大米在陳化時(shí)發(fā)生的化學(xué)變化和品質(zhì)特性變化之間的關(guān)系[3,4]。

淀粉是大米的主要組成成分，約占其干重75%～ 85%，與其他作物淀粉一樣，大米淀粉是線(xiàn)性直鏈淀粉和高度分支支鏈淀粉的高聚混合物。在淀粉顆粒中，直鏈淀粉和支鏈淀粉被組裝成半晶體結(jié)構(gòu)[5]。淀粉的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)與其食用品質(zhì)密切相關(guān)，淀粉的分子結(jié)構(gòu)與結(jié)晶度不同導(dǎo)致淀粉的溶脹、糊化、回生速率以及消化特性差異，進(jìn)而影響其加工品質(zhì)[6]；直鏈淀粉與大米的吸水率、體積膨脹率以及米飯的粘性、硬度、蓬松度等蒸煮特性直接相關(guān)，是決定大米加工特性與食味性的一個(gè)重要指標(biāo)[7,8]。在前人研究中，有關(guān)陳化對(duì)大米淀粉特性影響的研究，主要集中于陳化對(duì)大米淀粉的直鏈淀粉含量[9-11]、長(zhǎng)程與短程晶體結(jié)構(gòu)[8,12]、支鏈淀粉鏈長(zhǎng)及分布[2,13]、糊化特性[4,14,15]等的影響。本研究在前人研究基礎(chǔ)上，選取湖北省種植面積較廣的幾個(gè)稻谷品種，模擬高溫高濕條件對(duì)大米進(jìn)行加速陳化處理，比較分析了陳化前后不同品種大米淀粉的直鏈淀粉含量、結(jié)構(gòu)及理化特性變化規(guī)律，以期為湖北稻米資源合理化利用及精深加工提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

由湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所提供2020年收獲的荃兩優(yōu)絲苗、福稻88、晶兩優(yōu)絲苗、蝦稻1號(hào)、隆兩優(yōu)534和黃華占等6個(gè)品種稻谷，精碾后得新鮮未陳化大米。參照周顯青等[16]方法，模擬高溫高濕條件對(duì)新鮮大米（含水量介于12%～13%之間）進(jìn)行快速陳化處理，新鮮大米分裝于紗布袋置于恒溫恒濕箱（40 ℃、RH 80%）中進(jìn)行貯藏，28 d后取樣得陳化大米。

溴化鉀（光譜純），購(gòu)自上海麥克林生化科技有限公司；氫氧化鈉（分析純），購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；直鏈淀粉/支鏈淀粉含量檢測(cè)試劑盒，購(gòu)自愛(ài)爾蘭Megazyme公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

礱谷機(jī)、碾米機(jī)、QJ-08 400 g多功能粉碎機(jī)，上海趙申科技有限公司；722N可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海儀電分析儀器有限公司；QUANTA 200掃描式電子顯微鏡，F(xiàn)EI公司；Empyrean X-射線(xiàn)衍射儀，荷蘭PANalytical公司；VERTEX 70紅外光譜儀，德國(guó)Bruker公司；Mastersizer 2000激光粒度儀，英國(guó)Malvern儀器有限公司；DSC-200差示掃描量熱儀，德國(guó)NETZSCH公司；湘儀GL-21M離心機(jī)，上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司；HHS-21-6水浴鍋，上海百典儀器設(shè)備有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 淀粉提取及直鏈淀粉含量測(cè)定

參照Yang等[17]的方法提取大米淀粉。取100 g大米浸泡于300 mL去離子水中于4 ℃下浸泡24 h后，經(jīng)膠體磨粉碎過(guò)200目篩得漿液于4 ℃下放置24 h，收集沉淀并與500 mL 0.4% NaOH溶液充分混合，于4 ℃下放置48 h，沉淀與500 mL去離子水混合，以HCl調(diào)節(jié)pH至中性，收集沉淀用去離子水洗滌3次后于40 ℃下干燥，粉碎過(guò)200目篩，備用。

直鏈淀粉含量采用MEGAZYME直鏈淀粉/支鏈淀粉含量檢測(cè)試劑盒測(cè)定。淀粉樣品經(jīng)二甲基亞砜溶解后，乙醇沉淀除去雜質(zhì)，收集沉淀，沉淀用醋酸鈉緩沖液溶解后，加入伴刀豆球蛋白，沉淀支鏈淀粉，離心去沉淀，上清液中直鏈淀粉酶解測(cè)定葡萄糖含量，依據(jù)葡萄糖含量計(jì)算直鏈淀粉含量。

1.3.2 淀粉顆粒顯微觀(guān)察及粒徑測(cè)定

大米淀粉樣品經(jīng)粘臺(tái)、噴金等步驟后，采用掃描電鏡在加速電壓5 kV下觀(guān)察淀粉顯微形態(tài)。以水為分散相，采用激光粒度儀測(cè)定大米淀粉粒徑，大米淀粉粒徑以體積平均粒徑D[4,3]表示。

1.3.3 淀粉X-射線(xiàn)衍射及紅外光譜分析

采用Empyrean X-射線(xiàn)衍射儀分析大米淀粉晶體結(jié)構(gòu)。X射線(xiàn)衍射條件為：Cu-Kα輻射，操作電壓40 kV，電流40 mA，步寬角度0.013 °，收集在5～45 °范圍的衍射數(shù)據(jù)，得到X-衍射圖譜，依據(jù)結(jié)晶區(qū)面積與總面積比計(jì)算結(jié)晶度。稱(chēng)取1 mg淀粉干基與100 mg溴化鉀粉末，充分研磨混合后壓片，采用紅外光譜儀于400～4000 cm-1波數(shù)范圍內(nèi)掃描。

1.3.4 淀粉糊化特性分析

淀粉熱力學(xué)特性分析參照Patindol等[4]和項(xiàng)曉月等[8]的方法。稱(chēng)取3±0.1 mg（干基）淀粉至鋁坩堝中，后加入10 μL去離子水，加蓋密封，于室溫下平衡2 h后采用DSC分析其糊化特性，空坩堝作為參比。按10 ℃/min升溫速率將坩堝從30 ℃升溫至120 ℃，氮?dú)饬髁?0 mL/min，根據(jù)吸熱曲線(xiàn)分析計(jì)算得糊化起始溫度（To）、峰值溫度（Tp）、終止溫度（Tc）及糊化焓（ΔH）；取上述淀粉配置濃度為5%（m/V）（干基）淀粉乳，沸水浴糊化30 min后，水浴降溫至45 ℃后，保溫?cái)嚢?0 min，于4 ℃下回生7 d后，40 ℃下熱風(fēng)干燥，粉碎過(guò)200目篩，得回生淀粉。取3±0.1 mg（干基）回生淀粉至坩堝中，按1:2（g:mL）加入去離子水，加蓋密封，按上述方法測(cè)定回生淀粉糊化特性[18]，To′、Tp′、Tc′、ΔH′分別表示回生淀粉的糊化起始溫度、峰值溫度、終止溫度、糊化焓。

1.3.5 淀粉溶解度及膨脹度測(cè)定

參照Wang等[19]的方法，測(cè)定不同溫度下大米淀粉溶解度與膨脹度。取一定量大米淀粉（記為m）配成濃度為2%（m/V）（干基）的淀粉乳，分別置于55、65、75、85、95 ℃下水浴攪拌加熱30 min，后于3000 r/min離心20 min，上清液置于稱(chēng)量瓶中105 ℃烘干至恒重，記為m1，沉淀重量記為m2，溶解度（%）和膨脹度（g/g）計(jì)算公式如下：

1.3.6 淀粉透光率測(cè)定

配置濃度為1%（m/V）（干基）的大米淀粉乳，并置于沸水浴中攪拌加熱30 min，至完全糊化，此過(guò)程中保持淀粉糊體積不變，加熱結(jié)束后，冷卻至室溫，以蒸餾水做空白（透光率100%），于650 nm下測(cè)定淀粉糊透光率[20]。

1.3.7 數(shù)據(jù)及相關(guān)性分析

在前期基礎(chǔ)上，分析大米淀粉中直鏈淀粉含量、粒徑、結(jié)晶度與其理化指標(biāo)的相關(guān)性。采用Excel 2016和SPSS 22對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及相關(guān)性分析，Origin 9.1繪圖，差異顯著性采用Duncan單因素方差分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，小寫(xiě)字母不同表示相同陳化度不同品種間存顯著性差異（p＜0.05），大寫(xiě)字母不同表示相同品種不同陳化度間存顯著性差異（p＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 陳化前后不同品種大米淀粉的直鏈淀粉含量

從表1可以看出，未陳化6個(gè)品種大米淀粉的直鏈淀粉含量介于17.24%～22.69%之間，蝦稻1號(hào)淀粉中直鏈淀粉含量最高，隆兩優(yōu)534淀粉中直鏈淀粉含量最低；相比未陳化大米淀粉，陳化后6個(gè)品種大米淀粉的直鏈淀粉含量均顯著（p＜0.05）上升，其含量介于25.05%～33.49%之間，晶兩優(yōu)絲苗淀粉中直鏈淀粉含量最高，荃兩優(yōu)絲苗淀粉中直鏈淀粉含量最低。陳化后，晶兩優(yōu)絲苗淀粉的直鏈淀粉含量上升幅度最大，達(dá)12.99%，福稻88淀粉的直鏈淀粉含量上升幅度最小，僅6.85%。王帥[10]研究表明，隨著粳米貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，直鏈淀粉含量上升，且上升幅度與貯藏時(shí)間成正比。有關(guān)儲(chǔ)藏過(guò)程中大米中直鏈淀粉變化規(guī)律，前人研究結(jié)果說(shuō)法不一。邱明成等[9]和羅曜等[21]發(fā)現(xiàn)，大米陳化貯藏過(guò)程中，直鏈淀粉含量升高，并認(rèn)為是內(nèi)源酶的作用導(dǎo)致部分支鏈淀粉水解成直鏈淀粉；然而，陳業(yè)堅(jiān)等[11]對(duì)比了11個(gè)品種新陳大米品質(zhì)，結(jié)果表明，陳化前后大米直鏈淀粉含量基本保持穩(wěn)定。Huang等[13]發(fā)現(xiàn)，稻米高溫儲(chǔ)藏陳化過(guò)程中，內(nèi)源α-淀粉酶降解了支鏈淀粉長(zhǎng)鏈，形成了部分短鏈，酶解程度與酶活、儲(chǔ)藏條件、稻米品種、儲(chǔ)藏時(shí)間等因素相關(guān)。

表1 不同品種大米淀粉直鏈淀粉含量(%) Table 1 Amylose content of rice starch from different varieties (%)

2.2 陳化前后不同品種大米淀粉顯微形態(tài)及粒徑

圖1為8000倍下陳化前后不同品種大米淀粉掃描電鏡圖，從圖中可以看出，大米淀粉顆粒外形不規(guī)則，多數(shù)呈現(xiàn)多角多邊形，邊緣清晰，表面粗糙，少數(shù)存在凹陷，顆粒大小不均一；其中蝦稻1號(hào)淀粉顆粒表面有細(xì)小孔隙；陳化前后大米淀粉顆粒形態(tài)無(wú)明顯變化。王怡杰等[12]研究結(jié)果也表明，隨著儲(chǔ)藏（35 ℃，RH 75%）時(shí)間延長(zhǎng)，大米淀粉顆粒形態(tài)未發(fā)生明顯變化。

陳化前后不同品種大米淀粉粒徑分布情況以及其D[4,3]分別如圖2、表2所示，對(duì)照?qǐng)D2、表2可以看出，陳化前后不同品種大米淀粉粒徑均介于1.905～19.953 μm之間，且超過(guò)40%淀粉顆粒粒徑介于5.012～7.586 μm之間。陳化前，不同品種大米淀粉D[4,3]介于5.74～7.09 μm之間，其中黃華占淀粉D[4,3]最大，而荃兩優(yōu)絲苗淀粉D[4,3]最??；陳化后，除黃華占淀粉D[4,3]下降外，其他各品種淀粉D[4,3]均有不同程度上升，不同品種大米淀粉D[4,3]介于6.17～6.63 μm之間，蝦稻1號(hào)淀粉D[4,3]最大，荃兩優(yōu)絲苗淀粉D[4,3]最小。項(xiàng)曉月研究發(fā)現(xiàn)，加溫加濕加速陳化處理可顯著（p＜0.05）提高大米淀粉粒徑[8]。王怡杰等[12]研究表明，儲(chǔ)藏時(shí)間對(duì)大米淀粉粒徑有影響，但無(wú)顯著差異。董鵬等[22]研究發(fā)現(xiàn)，大米中清蛋白抑制大米中淀粉顆粒間解聚，脂肪則促進(jìn)淀粉顆粒間解聚，陳化處理明顯增大清蛋白、脂肪對(duì)于淀粉顆粒間解聚的影響。淀粉粒徑不同，其直鏈淀粉、支鏈淀粉分子結(jié)構(gòu)必然不同[23]，陳化后大米淀粉粒徑可能與陳化過(guò)程中直鏈淀粉與支鏈淀粉分子結(jié)構(gòu)變化有關(guān)。

表2 不同品種大米淀粉體積平均粒徑（μm） Table 2 Mean Volume particle size of rice starch from different varieties (μm)

2.3 陳化前后不同品種大米淀粉X-射線(xiàn)衍射

淀粉顆粒是由直鏈淀粉或支鏈淀粉分子徑向排列而成，具有結(jié)晶區(qū)與非結(jié)晶區(qū)交替層疊結(jié)構(gòu)。支鏈淀粉以螺旋結(jié)構(gòu)形式存在的成簇分支堆積在一起形成許多小的結(jié)晶區(qū)，主要有A、B、C型3種晶體類(lèi)型。陳化前后不同品種大米淀粉X-射線(xiàn)衍射如圖3所示，從圖中可以看出，陳化前后所有大米淀粉在15 °、17 °、18 °、23 °附近有明顯的衍射峰，呈典型的A型淀粉結(jié)晶特征[24]，陳化處理未改變大米淀粉晶體類(lèi)型。此外，大米淀粉經(jīng)濕熱以及不同水分含量與溫度下微波處理后，晶型亦并未發(fā)生改變[25,26]。

陳化導(dǎo)致大米淀粉結(jié)晶度（表3）下降。陳化前，不同品種大米淀粉結(jié)晶度介于16.75%～19.11%之間，隆兩優(yōu)534淀粉結(jié)晶度顯著（p＜0.05）高于其他幾個(gè)品種，荃兩優(yōu)絲苗淀粉結(jié)晶度最低；陳化后，不同品種大米淀粉結(jié)晶度介于16.45%～18.19%之間，晶兩優(yōu)絲苗淀粉結(jié)晶度最高，荃兩優(yōu)絲苗淀粉結(jié)晶度最低，隆兩優(yōu)534淀粉結(jié)晶度降幅最大，達(dá)1.12%。劉成梅等[27]研究表明，韌化處理（45±1 ℃，RH 80%±2%）1 d后，大米淀粉結(jié)晶度顯著降低，延長(zhǎng)處理時(shí)間，結(jié)晶度降幅減小。陳化及高溫高濕的環(huán)境下，大米淀粉雙螺旋結(jié)構(gòu)裂解，淀粉分子鏈的有序排列被破壞，導(dǎo)致結(jié)晶度下降[12,28]。

表3 不同品種大米淀粉結(jié)晶度（%） Table 3 Crystallinity of rice starch from different varieties (%)

2.4 陳化前后不同品種大米淀粉紅外光譜分析

從圖3中可以看出，陳化前后不同品種大米淀粉均具有相似的特征吸收峰，表明陳化前后大米淀粉的有序結(jié)構(gòu)無(wú)明顯變化。紅外光譜中1045 cm-1附近吸收峰是結(jié)晶區(qū)的結(jié)構(gòu)特征，對(duì)應(yīng)淀粉分子中有序結(jié)構(gòu)；1022 cm-1附近吸收峰是無(wú)定型區(qū)的結(jié)構(gòu)特性，對(duì)應(yīng)淀粉分子中無(wú)規(guī)則的線(xiàn)團(tuán)結(jié)構(gòu)，兩者的比值可以反應(yīng)淀粉分子的短程有序性，比值越大，短程有序性越高[12]。此外，紅外光譜中930 cm-1附近的吸收峰對(duì)應(yīng)于α-1,4糖苷鍵（C-O-C）的骨架振動(dòng)；1159 cm-1附近的吸收峰為對(duì)應(yīng)于C-O以及C-C的伸縮振動(dòng)；1454 cm-1附近微弱的吸收峰對(duì)應(yīng)于CH2的彎曲振動(dòng)；1636 cm-1附近為碳水化合物體系中（COO-）伸縮振動(dòng)吸收峰；2930 cm-1附近吸收峰對(duì)應(yīng)于CH2的反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)；3400 cm-1附近一個(gè)極強(qiáng)且寬的吸收峰對(duì)應(yīng)于O-H鍵伸縮振動(dòng)[26,29]。

2.5 陳化前后不同品種大米淀粉糊化特性

大米淀粉糊化特性與其直鏈淀粉含量、結(jié)晶度、支鏈淀粉結(jié)構(gòu)及分子量分布、粒徑分布密切相關(guān)[30]。小顆粒淀粉內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密，糊化溫度比大顆粒高；直鏈淀粉能抑制淀粉顆粒的緊密結(jié)構(gòu)在加熱糊化過(guò)程中被破壞[31]；此外，ΔH是淀粉糊化過(guò)程中顆粒分子順序損失的指標(biāo)，與分子內(nèi)結(jié)晶度密切相關(guān)[14]。從表4中可以看出，陳化前，不同品種大米淀粉To、Tp、Tc、ΔH分別介于64.77～73.03 ℃、71.73～81.13 ℃、77.17～87.40 ℃、12.62～18.44 J/g之間，隆兩優(yōu)534淀粉的To、Tp、Tc、ΔH均顯著（p＜0.05）高于其他品種，荃兩優(yōu)絲苗淀粉的To最低，蝦稻1號(hào)淀粉的Tp及Tc最低，黃華占淀粉的ΔH最低；陳化后，福稻88及隆兩優(yōu)534淀粉的ΔH顯著下降，其他各品種亦有小幅下降，荃兩優(yōu)絲苗及黃華占淀粉的To、Tp、Tc均有小幅上升，不同品種大米淀粉To、Tp、Tc及ΔH分別介于65.40～73.37 ℃、71.40～80.67 ℃、77.33～86.47 ℃、11.97～15.63 J/g之間，隆兩優(yōu)534淀粉的To、Tp、Tc、ΔH均顯著高于其他品種，荃兩優(yōu)絲苗淀粉的To最低，福稻88淀粉的Tp、Tc最低，蝦稻1號(hào)淀粉的ΔH最低。在前人報(bào)道中，儲(chǔ)藏對(duì)于大米淀粉糊化特性指標(biāo)的影響結(jié)果不一，項(xiàng)曉月研究發(fā)現(xiàn)，加溫加濕加速陳化處理可提高大米淀粉To、ΔH，降低Tc-To值[8]；顧芳婷[14]研究發(fā)現(xiàn)，隨著儲(chǔ)藏陳化時(shí)間延長(zhǎng)，其淀粉To、Tp、Tc、ΔH降低；而Ramarathnam等[32]研究表明，儲(chǔ)藏時(shí)間對(duì)于大米淀粉糊化溫度無(wú)明顯影響。

表4 不同品種大米淀粉糊化特性 Table 4 Gelatinization properties of rice starch from different varieties

淀粉回生分為短期回生和長(zhǎng)期回生，短期回生是指直鏈淀粉在凝膠化后開(kāi)始無(wú)規(guī)則卷曲、短時(shí)間內(nèi)不可逆重組形成晶核；長(zhǎng)期回生是指支鏈淀粉凝膠化重聚產(chǎn)生晶體結(jié)構(gòu)，并圍繞附著在晶核上，緩慢生長(zhǎng)，形成新的結(jié)晶[33]。直鏈淀粉對(duì)淀粉回生起協(xié)同作用，直鏈淀粉含量高的大米淀粉回生程度高[34]。從表5中可以看出，陳化前，不同品種回生大米淀粉的To′、Tp′、Tc′、ΔH′分別介于 39.17～45.10 ℃、49.40～55.43 ℃、55.55～64.20 ℃、0.76～6.33 J/g之間，晶兩優(yōu)絲苗回生淀粉的To′最低，但ΔH′最高，隆兩優(yōu)534回生淀粉的Tp′、Tc′最高；陳化后，不同品種大米回生淀粉To′、Tp′、Tc′、ΔH′分別介于37.60～47.60 ℃、52.10～56.20 ℃、60.35～64.57 ℃、0.81～5.18 J/g之間，荃兩優(yōu)絲苗回生淀粉的To′、Tp′最低，隆兩優(yōu)534回生淀粉的Tc′、ΔH′最高；陳化后晶兩優(yōu)絲苗、蝦稻1號(hào)、隆兩優(yōu)534回生淀粉的ΔH′顯著（p＜0.05）下降，其他品種回生淀粉ΔH′無(wú)顯著變化。

表5 不同品種回生大米淀粉糊化特性 Table 5 Gelatinization properties of retrogradation rice starch from different varieties

2.6 陳化前后不同品種大米淀粉溶解度與膨脹度

大米淀粉水溶性與淀粉的鏈長(zhǎng)、分子量、粒徑、直鏈淀粉含量以及結(jié)晶度等結(jié)構(gòu)特性相關(guān)，85 ℃下天然大米淀粉溶解度低于20%，熱處理可明顯提升大米淀粉溶解度[35]。從表6中可以看出，溫度高于65 ℃時(shí)，隨著溫度升高，所有大米淀粉溶解度均呈明顯上升趨勢(shì)；陳化前，不同品種大米淀粉在55、65、75、85、95 ℃下溶解度分別介于0.68%～1.03%、0.75%～ 1.12%、3.63%～6.01%、10.88%～16.17%、12.66%～ 14.76%之間，55 ℃、95 ℃下，不同品種大米淀粉溶解度幾乎無(wú)顯著（p＜0.05）差異，隆兩優(yōu)534、晶兩優(yōu)絲苗淀粉的溶解度較高；陳化后，不同品種大米淀粉在55、65、75、85、95 ℃下溶解度分別介于0.42%～ 0.59%、0.63%～0.86%、2.46%～5.13%、7.29%～11.02%、9.25%～13.28%之間，75 ℃下不同品種大米淀粉溶解度無(wú)顯著差異，95 ℃下不同品種大米淀粉溶解度存顯著性差異，黃華占、蝦稻1號(hào)淀粉的溶解度較高；陳化后大米淀粉溶解度均有不同幅度下降，且絕大部分顯著下降。陳化導(dǎo)致大米淀粉分子微晶束加強(qiáng)，淀粉顆粒吸水膨脹力不足以使淀粉分子發(fā)生結(jié)構(gòu)破裂和相的轉(zhuǎn)移，淀粉溶解度下降[36]。

表6 溫度對(duì)不同品種大米淀粉溶解度影響（%） Table 6 Effect of temperature on solubility of rice starch from different varieties (%)

從表7中可以看出，隨著溫度升高，大米淀粉膨脹度呈明顯上升趨勢(shì)；相同溫度與陳化度下，不同品種大米淀粉膨脹度存顯著性差異（p＜0.05），溫度高于85 ℃時(shí)，隆兩優(yōu)534淀粉膨脹度顯著高于其他品種；陳化前，不同品種大米淀粉在55、65、75、85、95 ℃下膨脹度分別介于2.26～2.41 g/g、2.49～3.36 g/g、6.32～14.11 g/g、26.09～36.34 g/g、30.24～45.92 g/g之間；陳化后，不同品種大米淀粉在55、65、75、85、95 ℃下膨脹度分別介于2.19～2.34 g/g、2.25～2.95 g/g、5.42～11.89 g/g、21.61～29.62 g/g、26.16～41.37 g/g之間。陳化導(dǎo)致大米淀粉膨脹度下降，這可能與陳化后大米淀粉中直鏈淀粉含量上升有關(guān)。相比于粒徑，淀粉的膨脹度與其顆粒結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成關(guān)系更加密切，尤其是直鏈淀粉和脂肪含量[23]。李玥[31]和Li等[37]研究發(fā)現(xiàn)，淀粉顆粒的脹潤(rùn)與直鏈淀粉含量有關(guān)，直鏈淀粉能夠抑制淀粉脹潤(rùn)。部分直鏈淀粉加熱溶出后，初始纏繞于淀粉顆粒表面，維持支鏈淀粉雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；而未溶出直鏈淀粉在淀粉顆粒內(nèi)部，與支鏈淀粉分支結(jié)合形成穩(wěn)固的淀粉半晶體結(jié)構(gòu)，抑制了淀粉顆粒的繼續(xù)膨脹和受損。

表7 溫度對(duì)不同品種大米淀粉膨脹度影響（g/g） Table 7 Effect of temperature on swelling index of rice starch from different varieties (g/g)

2.7 陳化前后不同品種大米淀粉透光率

從圖5可以看出，陳化前，不同品種大米淀粉透光率介于8.57%～10.40%之間，荃兩優(yōu)絲苗淀粉的透光率顯著（p＜0.05）低于其他品種，黃華占淀粉的透光率顯著高于其他品種；陳化后大米淀粉透光率明顯下降，不同品種大米淀粉的透光率介于8.40%～9.60%之間，隆兩優(yōu)534淀粉的透光率最高，荃兩優(yōu)絲苗淀粉的透光率最低。趙冰等[20]研究表明，隨著大米淀粉中直鏈淀粉含量的增加，透光率呈下降趨勢(shì)。淀粉糊的透光率是一個(gè)重要感官指標(biāo)，與淀粉老化相關(guān)，淀粉老化后，淀粉顆粒中直鏈淀粉通過(guò)氫鍵聚合，減弱了光的穿透折射和反射，導(dǎo)致透光率降低。

2.8 陳化前后不同品種大米淀粉結(jié)構(gòu)與物化特性相關(guān)性分析

從表8中可以看出，未陳化大米淀粉的直鏈淀粉含量與其To、To′呈正相關(guān)，陳化后，大米淀粉的直鏈淀粉含量與ΔH、To′、ΔH′及85 ℃溶解度的相關(guān)性明顯提升，與To′相關(guān)性達(dá)顯著（p＜0.05）水平。未陳化大米淀粉的D[4,3]與其To、To′、透光率呈正相關(guān)，陳化后，除透光率外，大米淀粉的D[4,3]與其他分析指標(biāo)的相關(guān)性明顯提升，其中與To由正相關(guān)上升至顯著正相關(guān)、與To′由顯著正相關(guān)上升至極顯著正相關(guān)、與85 ℃膨脹度由負(fù)相關(guān)上升至顯著正相關(guān)，而與透光率由極顯著（p＜0.01）正相關(guān)下降至顯著正相關(guān)。未陳化大米淀粉的結(jié)晶度與其To、ΔH、ΔH′、85 ℃膨脹度呈正相關(guān)，陳化后，除To′外，大米淀粉的結(jié)晶度與其他分析指標(biāo)的相關(guān)性明顯下降，其中與To由極顯著正相關(guān)下降至顯著正相關(guān)、與ΔH、ΔH′由顯著正相關(guān)下降至不顯著正相關(guān)、與85 ℃膨脹度僅相關(guān)系數(shù)下降（仍呈顯著正相關(guān)）、與85 ℃溶解度由顯著正相關(guān)下降至負(fù)相關(guān)、與透光率由正相關(guān)下降至負(fù)相關(guān)，而與To′由顯著負(fù)相關(guān)上升至正相關(guān)。

表8 陳化前后不同品種大米淀粉結(jié)構(gòu)與物化特性相關(guān)性 Table 8 Correlation of structure and physicochemical properties of aged and unaged rice starch

3 結(jié)論

3.1 6個(gè)品種未陳化大米淀粉的直鏈淀粉含量介于17.24%～22.69%之間，陳化可顯著（p＜0.05）提升大米淀粉直鏈淀粉含量。未陳化大米淀粉的D[4,3]、結(jié)晶度分別介于5.74～7.09 μm、16.75%～19.11%之間，陳化對(duì)大米淀粉顯微形態(tài)以及短程有序性無(wú)明顯影響，陳化明顯改變了大米淀粉的D[4,3]，降低了大米淀粉的結(jié)晶度，陳化后僅一個(gè)品種大米淀粉粒徑減小，其余品種均有不同程度增大。

3.2 新鮮大米淀粉To、Tp及ΔH分別介于64.77～ 73.03 ℃、71.73～81.13 ℃、12.62～18.44 J/g之間，陳化對(duì)大米淀粉糊化特性有明顯影響，陳化提升了大米淀粉的To，降低了ΔH?；厣竺椎矸跿o′、Tp′、ΔH′分別介于39.17～45.10 ℃、49.40～55.43 ℃、0.76～6.33 J/g之間，陳化對(duì)回生大米淀粉糊化特性有明顯影響，陳化導(dǎo)致大部分品種回生大米淀粉To′、Tp′、Tc′上升，ΔH′下降。隨著溫度升高大米淀粉溶解度、膨脹度呈明顯上升趨勢(shì)，陳化降低了大米淀粉溶解度、膨脹度、透光率。

3.3 大米淀粉的直鏈淀粉含量與To、To′呈正相關(guān)，與85 ℃膨脹度呈負(fù)相關(guān)；大米淀粉的D[4,3]與To呈正相關(guān)，與D[4,3]、透光率呈顯著（p＜0.05）正相關(guān)；大米淀粉的結(jié)晶度與ΔH、ΔH′呈正相關(guān)，與To、85 ℃膨脹度呈顯著正相關(guān)。

3.4 對(duì)比前人研究結(jié)論，與本研究結(jié)果有部分相同，也有不同之處。項(xiàng)曉月[8]研究表明，加溫加濕加速陳化處理，可提高大米淀粉的To、粒徑，ΔH，但不能顯著改變大米淀粉的顆粒微觀(guān)結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)程和短程晶體結(jié)構(gòu)。Jin等[35]研究表明，酸和熱處理大米淀粉中直鏈淀粉含量與其溶解度呈顯著負(fù)相關(guān)，與其To、Tp、Tc呈顯著正相關(guān)，與其ΔH呈弱正相關(guān)。涂宗財(cái)?shù)萚38]研究表明，隨著大米淀粉粒徑減小，溶解度、膨脹度均呈上升趨勢(shì)。這些結(jié)果的差異，可能與大米淀粉來(lái)源、處理方法有關(guān)，此外，影響大米淀粉糊化特性、溶解度、膨脹度以及透光率的因素較多，比如支鏈淀粉鏈長(zhǎng)及分布、直鏈淀粉與支鏈淀粉比值以及大米淀粉中其他非淀粉成分等，也可能是多因素協(xié)同效應(yīng)。

3.5 本研究以湖北省栽培種植面積較大6個(gè)稻米品種為原料，采用加溫加濕加速陳化方法，分析比較了陳化前后大米淀粉部分結(jié)構(gòu)與理化指標(biāo)，為湖北省稻米資源合理利用、陳米資源高效利用及稻米加工產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。加速陳化也為系統(tǒng)研究陳化對(duì)大米食用品質(zhì)及大米淀粉、大米蛋白結(jié)構(gòu)與特性的影響規(guī)律與作用機(jī)制提供了有效方法，為調(diào)控大米陳化進(jìn)程、進(jìn)一步系統(tǒng)揭示陳化機(jī)制提供技術(shù)支撐。