不同品种籼稻高温储藏条件下的品质变化研究*

李 佳 王平坪 王婷婷 肖安红

(武汉轻工大学食品学院 430023)

稻谷在储藏期间，温度、水分、虫害、霉菌等外界因素以及脂肪氧化、酶变等内部因素会导致稻谷品质劣变，耐储性变差。脂肪酸值与稻谷品质有显著的相关性，被确定为稻谷储藏品质变化的灵敏指标[1]，籼稻的脂肪酸值在储藏年限间存在显著性差异，该指标在储藏过程中变化最为敏感[2]。脂肪酸是主要的脂类代谢产物，稻谷脂肪酸值即游离脂肪酸的含量。周显青等分别对粳稻和籼稻的新鲜度进行研究，发现脂肪酸值和丙二醛含量可反映两种稻谷在新鲜度上的差异，电导率可反映籼稻在新鲜度上的差异[3]，脂肪酸值和电导率两个指标与稻谷细胞膜在储藏过程中发生的物理变化有紧密的相关性。Takano认为脂质降解导致稻谷在储存过程中的变质[4]。存在游离脂肪酸(FFA)是因为米糠脂和脂肪酶在碾磨过程中一起沉积在米粒上，导致大米表面FFA的形成[5]，糙米表面的这些游离脂和其他脂类的氧化，尤其是高温、高水分条件，被认为会导致稻米质量的快速劣变。

稻谷作为主要的储备粮，基于国家宏观调控，确保粮食安全等因素，明确高库存稻谷的品质特性变化成为急需解决的问题。以籼稻为原料，在短期高温储藏条件下对6个稻谷品种的储藏品质进行测定，对深入阐述籼稻品质劣变具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 实验材料 实验材料均为2020年秋季收获的新鲜稻谷，荃优鄂丰丝苗品种种植于湖北荆门，隆两优534、粤农丝苗、虾稻1号、郢香丝苗、黄华占种植于湖北仙桃，6个品种储藏前的原始水分含量分别为12.1%、14.2%、14.2%、13.3%、13.1%、13.4%。新鲜稻谷经过晾晒降低水分后，每个品种分装在3个PE自封袋中，储藏在35℃恒温培养箱中，每隔20 d取样一次，取样时，将1、2、3号样品混合后取样等待检测。

1.1.2 实验试剂 无水乙醇、95%乙醇、氢氧化钾、邻苯二甲酸氢钾、酚酞、三氯乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐，二水、2-硫代巴比妥酸、1，1，3，3-四乙氧基丙烷、氯仿、甲醇、氢氧化钠、正丙醇，所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器设备

恒温培养箱：上海生产；砻谷机(THU358)：日本生产；锤式旋风磨(JXFM)型；ZDZ-1型谷物脂肪酸值专用振荡器；752N可见/紫外分光光度计：上海生产；DDS-11A数显电导率仪：上海生产；RE52-CS旋转蒸发仪：上海生产；高速离心机(FC5714)。

1.3 方法

1.3.1 脂肪酸值的测定 根据GB/T 20569-2006《谷物制品脂肪酸值测定法》中的方法测定。

1.3.2 丙二醛含量的测定 根据GB 5009.181-2016《食品安全国家标准 食品中丙二醛的测定》中的方法测定。

1.3.3 电导率的测定 参照熊宁[6]等方法改动，稻谷经过脱壳后，称2.5 g籽粒完整且饱满的糙米，保证平行实验的样品质量一致，用蒸馏水冲洗3次，用滤纸将浮水吸干后放置于50 mL带塞离心管中，加入25 mL去离子水，放置在20℃恒温培养箱中进行浸泡，室温下用电导率仪进行测定，每组重复3次。

1.3.4 淀粉脂的测定 参考许光利[7]及陈霞[8]的方法略作改动。称取20 g糙米粉，放入带塞锥形瓶中，并加入0.1 mol/L NaOH溶液70 mL，静置2 h，接着在恒温振荡器中室温条件下120 r/min振荡1 h，分装在两个100 mL离心管中涡旋5 min，在4000 r/min离心15 min，倒掉上清液，加入60 mL 蒸馏水冲洗2次，每次涡旋5 min后用相同条件离心，并除去上清液。将离心后的粉样放入烘箱45℃烘干，称取4 g放入带塞试管中，加入75%丙醇溶液50 mL，100℃水浴保持反应2 h，时时振摇，隔0.5 h添加丙醇溶液，最后收集液体旋蒸(水浴温度60℃)、烘干并称重，得到淀粉脂含量。

1.3.5 非淀粉脂的测定 参考许光利[7]及陈霞[8]等方法对糙米非淀粉脂进行测定。称取4 g粉样加入50 mL氯仿甲醇(v/v 2∶1)混合溶液，在恒温振荡器中100 r/min振荡4 h，收集上清液旋蒸(水浴温度45℃)、烘干并称重，得到非淀粉脂含量。

2 结果与分析

2.1 脂肪酸值

由图1可知，短期的高温储藏过程中，6个品种稻谷的脂肪酸值变化趋势一致，呈先上升后下降趋势，最终结果呈上升趋势。在储藏过程中，脂肪逐渐分解，产生游离脂肪酸，导致稻谷脂肪酸值上升，35℃高温储藏过程中的脂肪酸值随时间的增加先上升后下降，下降的原因是随储藏时间的继续增加，游离脂肪酸氧化的程度大于水解。储藏期在40 d～60 d，脂肪酸值迅速下降，该时期游离脂肪酸氧化程度增大，水解程度减少，氧化作用导致脂肪酸含量减少[9]，说明脂肪酸是一个中间产物，含量会随着稻谷内酶活、微生物活动等因素的变化而处在动态平衡的状态[10]。脂肪酸值在短期内波动性变化与稻谷品质变化不是线性相关，若将储藏时间跨度延长，可反映脂肪酸值与稻谷品质变化的关系。

图1 储藏过程中脂肪酸值的变化

2.2 丙二醛

储藏40 d～60 d时，6个品种稻谷丙二醛含量出现显著降低，与新鲜稻相比，最终结果均是显著增加，见图2。稻谷中的脂类物质会产生游离脂肪酸，脂肪氧化酶作用于游离脂肪酸会产生脂肪酸氢过氧化物，接着继续分解为醛、酮等小分子物质，其中的主要产物就包括丙二醛[11]。随储藏时间的延长以及高温作用，细胞内的酶类物质活性下降，氧化游离脂肪酸的活性下降，从而导致丙二醛(MDA)含量下降，脂质过氧化程度增大，丙二醛含量就会增大，MDA可以衡量稻谷脂质过氧化程度。

图2 储藏过程中丙二醛含量的变化

2.3 电导率

6个品种的电导率40 d～60 d的变化均为显著降低，但整个储藏时期的总体趋势均是显著(P<0.05)增加，见图3。在35℃和65%的环境下，随储藏时间的延长，脂质在脂肪酶的作用下产生游离脂肪酸，与细胞膜上磷脂结合的多元不饱和脂肪酸被脂肪氧化酶氧化，导致细胞膜通透性增加，甚至一些膜完整性丧失，电解质渗透，稻谷浸出液的电导率是反映稻谷生活力的重要指标，可以反映糙米在储藏期间生活力的变化[12]。

图3 储藏过程中电导率的变化

2.4 非淀粉脂含量

非淀粉脂是淀粉颗粒表面的脂肪，主要包括甘油酯和游离脂肪酸，随储藏时间的延长，稻谷的非淀粉脂含量呈下降趋势。荃、隆、粤、虾、郢、黄分别降低了14.0%、18.9%、26.3%、14.8%、9.75%、19.5%。6个品种非淀粉脂含量在整个时期最终含量下降，荃、隆、虾在整个储藏期变化差异显著，呈先降后增趋势，与原始值相比含量降低，粤稻在储藏期显著下降，郢稻在20 d～60 d变化差异不显著，黄稻在0～40 d含量显著下降，见图4。

图4 储藏过程中非淀粉脂含量的变化

2.5 淀粉脂含量

稻谷内胚乳中的脂类含量极少，主要以淀粉-脂类复合物形式存在的淀粉脂[13]，淀粉脂主要是单酰基脂类，包括脂肪酸和磷脂等，稻谷在储藏过程中，脂肪氧化酶作用于脂类发生氧化劣变，以及在脂肪酶作用下，酯键水解，这些变化导致淀粉脂在短期的35℃储藏条件下显著降低[14]。6个品种的淀粉脂含量均显著降低(P<0.05)，在20 d～60 d期间，荃、隆、粤淀粉脂含量显著下降，郢变化不明显，0～40 d黄华占淀粉脂含量显著降低，同时期虾稻先降后增，变化显著，见图5。

图5 储藏过程中淀粉脂含量的变化

2.6 储藏稻谷各项品质指标的相关性分析

稻谷在高温储藏过程中的劣变程度与理化品质存在一些联系，由表1可知，脂肪酸值、丙二醛、电导率3个指标相互之间全部呈正相关。6个品种的脂肪酸值与电导率的相关性呈极显著。丙二醛和电导率两个指标之间，有4个品种呈极显著相关，2个品种呈显著相关。丙二醛、电导率、脂肪酸值3个敏感性指标分别与各个脂类物质(淀粉脂、非淀粉脂)含量呈负相关，淀粉脂、非淀粉脂之间均呈正相关。

表1 6种稻谷储藏期间各指标相关性

3 结论

随着储藏时间的延长，6个品种的籼稻理化指标以及储藏品质变化均趋向一致，淀粉脂含量、非淀粉脂含量均降低，脂肪酸值、丙二醛含量、电导率均增加，该3个指标随储存时间变化规律非常明显，并且3个指标相互之间呈显著正相关，甚至部分品种的指标呈极显著正相关。从数值差异显著性分析来总结，电导率、丙二醛含量以及脂肪酸值3个指标，6个品种反映出来的趋势以及显著性完全一致。综上所述，测得所有指标均可以反映籼稻的储藏品质，尤其是脂肪酸值、非淀粉脂含量、电导率、丙二醛均是籼稻的敏感性指标。