舒在习，戴 煌

（武汉轻工大学食品科学与工程学院，湖北武汉 430023）

稻米是全球约50%人口的主食，作为碳水化合物的主要膳食来源，稻米在满足能量需求和营养摄入方面起着至关重要的作用。我国是稻谷生产大国和消费大国，稻谷作为我国的主要粮种，其耕种范围较广且种植方式多样，以南方多而集中，北方少而分散为特点，种植区域大多为温暖湿润的多云雨气候，其生产的季节性、区域性不能满足人们对稻谷连续性、全局性需求。基于粮食安全、战略、减灾、保障的需要，我国实施粮食国储制度[1]。稻谷在储藏过程中，由于籽粒本身的呼吸氧化作用、微生物及害虫等有害生物的侵害等，会面临品质下降的问题。稻米品质与稻谷的储藏条件直接相关，其品质将随着储藏时间、储藏条件而不断变化，甚至出现劣变[2]。贾温倩等[3]研究不同储藏条件对稻米蒸煮特性及挥发性成分的影响，发现随着储藏时间的延长与储藏温度的升高，稻米的蒸煮品质下降。研究表明随着稻谷储藏时间的延长，稻米的电导率、丙二醛含量、脂肪酸值逐渐增大，过氧化氢酶、过氧化物酶、多酚氧化酶活性降低[4−7]。

稻米食用品质的优劣主要取决于淀粉糊化特性，其淀粉结构、理化特性、蒸煮品质与淀粉黏度特征值关系紧密[8−9]。RVA谱是基于快速黏度分析仪（rapid viscosity analyzer，RVA）评判谷物品质指标的谱图，其主要原理依据米粉在加热、冷却过程中淀粉黏度发生变化时来表征样品的糊化特性，具有测定效率高、结果准确、客观性强和易于掌握等优点。稻米RVA糊化特性为评判稻米蒸煮、食用、加工品质优劣的重要方法之一[10]。本文测试不同储藏条件下优质籼稻谷的RVA糊化特性，尝试探明RVA糊化特性的变化规律，以期找出能够反映籼稻谷储藏品质变化的关键指标及其主要影响因子，为稻谷储藏技术的研发提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜优质籼稻两优234 湖北省储备粮孝感储备库有限公司。

Super-4型快速黏度分析仪 澳大利亚Newport Scientific仪器公司；KBF115恒温恒湿培养箱德国BINDER；JXFM110锤式旋风磨 上海嘉定粮油仪器有限公司；TM 05C碾米机 佐竹机械有限公司；PL202-L电子天平 梅斯特-托利多仪器（上海）有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 稻谷模拟储藏与样品制备 将含水量分别为13.5%、14.5%和15.5%的优质籼稻装入带盖玻璃储物罐中，分别置于15、20、25、30和35 ℃的培养箱中储藏720 d。每隔60 d取出部分稻谷样品，按GB/T 1354-2018《大米》制备一级精度大米，碾磨成粉，过70目筛放在密封袋内于4 ℃冰箱内保存备用。

1.2.2 稻米RVA糊化特性测定 按照美国谷物化学家协会的标准方法AACC Method 61-02，取样品3 g，蒸馏水25 mL，利用快速黏度分析仪测定米粉糊化特性。测定过程中具体参数如下：50 ℃保持1 min，以12 ℃/min的速率上升到95 ℃（3.75 min），保持2.5 min，以12 ℃/min的速率下降到50 ℃（3.75 min），保持1.4 min。搅拌器在起始10 s内转速为960 r/min，以后保持在160 r/min，读数时间间隔4 s。得到峰值黏度、最低黏度、衰减值（峰值黏度-最低黏度）、最终黏度、回生值（最终黏度-最低黏度）、消减值（最终黏度-峰值黏度）等RVA谱糊化特征值。每个处理下的样品重复测量2次，测定值与平均值的相对偏差不大于5%。

1.3 数据处理

按照美国谷物化学家协会的标准方法，每个处理下的样品重复测量2次，采用Matlab2010a处理RVA检测结果。采用IBM SPSS Statistics 20进行方差分析和相关性比较，显著水平P<0.05，0.01。

2 结果与分析

2.1 不同储藏条件下稻米淀粉RVA特征值变化

3种含水量稻谷在5种温度下储藏720 d内RVA特征值如表1所示。在储藏全周期内，对储藏温度和含水量进行方差分析发现，储藏温度对稻米峰值黏度、最低黏度、衰减值、最终黏度、回生值、消减值、糊化温度有非常显著性影响（P<0.01）。储藏120 d前含水量对稻米峰值黏度、最低黏度、衰减值、最终黏度、回生值、消减值无显著性影响（P>0.05），储藏120 d后含水量对稻米峰值黏度、最低黏度、衰减值、最终黏度、回生值、消减值有非常显著性影响（P<0.01）。储藏120 d时，35 ℃下含水量15.5%稻米的峰值黏度、最低黏度、衰减值比初始对应值分别增加1.26%、4.08%、−2.37%。含水量在储藏前期540 d对糊化温度有非常显著性影响（P<0.01），储藏540 d后对糊化温度无显著性影响（P>0.05）。

表1 储藏期间稻米淀粉RVA特征值Table 1 Characteristics value of starch RVA during storage

进一步比较温度和含水量对稻米的RVA值的影响，储藏720 d后，15 ℃下3种含水量（13.5%、14.5%、15.5%）稻米的峰值黏度比初始对应值分别增加15.03%、0%、9.15%，最低黏度比初始对应值分别增加9.23%、1.57%、1.12%，衰减值比初始对应值分别增加22.47%、−2.01%、19.45%，回生值比初始对应值分别增加14.99%、13.57%、12.90%。随着储藏温度升高，储藏720 d后稻米的峰值黏度、最低黏度、衰减值在减小，回生值、消减值、糊化温度在增加。35 ℃下3种含水量（13.5%、14.5%、15.5%）稻米的峰值黏度比初始对应值分别减小51.12%、52.09%、59.54%，最低黏度比初始对应值分别减小13.03%、14.54%、27.96%，衰减值比初始对应值分别减小100.00%、100.29%、100.07%；回生值比初始对应值分别增加42.55%、32.83%、37.10%，消减值比初始对应值分别增加955.28%、898.99%、923.12%，糊化温度比初始对应值分别增加23.16%、25.22%、24.29%。比较发现，相同含水量稻米在35 ℃下的各RVA值变化明显大于15 ℃，相同温度下不同含水量稻米的各RVA值变化一致，之间差异不大，例如，35 ℃下储藏720 d后3种含水量稻谷衰减值比初始对应值下降的差异<0.5%，表明温度是影响储藏过程中RVA特征值变化的主要因素。相比于温度而言，含水量为次要因素，进一步比较发现，含水量与储藏温度对稻米的峰值黏度、最低黏度、衰减值、糊化温度值变化具有协同作用。因此，为了详细探究储藏温度对储藏期稻米的RVA值的影响，结合实际情况，选取含水量14.5%优质籼稻米在不同储藏温度和时间下的RVA值进行比较和讨论。

续表 1

峰值黏度指在机械剪切力作用下，淀粉糊化黏度增加与淀粉颗粒破裂黏度减小间的平衡点黏度值[11]。峰值黏度的高低，反映了淀粉或混合物结合水的能力[12−13]。由表1中峰值黏度可知，在这5种温度条件下，随着储藏时间的延长，峰值黏度在储藏前期180 d呈现增加趋势，后又有所下降。在30和35 ℃储藏条件下，峰值黏度在180 d后呈现明显震荡下降趋势，特别是在35 ℃下，峰值黏度下降最快，720 d后含水量14.5%优质籼稻米的峰值黏度值比初始值减小52.09%。α-淀粉酶活性随储藏时间的延长而降低，储藏温度越高，下降幅度越大。储藏后稻米中峰值黏度的升高可能与稻米中α-淀粉酶的活性降低有关，α-淀粉酶的活性降低，米粉在搅拌加热过程中，淀粉酶促使淀粉粒液化的程度降低，峰值黏度会有所升高[14−15]。储藏后期，峰值黏度下降，可能是淀粉结构以及稻米中蛋白质与淀粉的相互作用发生变化，使稻米淀粉分子结合水能力下降[16−17]。由此表明，高温储藏条件对其峰值黏度影响较大，低温条件下整体变化最小，这也说明了低温条件有利于延缓稻米储藏品质的变化。

最低黏度是淀粉糊在冷却期间的最小黏度值。由表1中最低黏度可知，储藏过程中，高温和常温储藏稻米的最低黏度随着储藏时间的延长总体趋势波动式缓慢上升。

衰减值是糊化性质中最敏感的指标，代表淀粉颗粒的破裂程度，其值越大，说明越多的淀粉颗粒在加热中破裂，内部淀粉分子被释放出来，衰减值越大食味越好[9]。由表1中衰减值可知，在储藏过程中，15、20 ℃条件下稻米的衰减值随着储藏时间的延长总体趋势呈现平稳，没有明显变化。25、30和35 ℃条件下含水量14.5%优质籼稻米的衰减值随着储藏时间的延长而下降，720 d后的衰减值比初始值分别下降53.84%、92.68%、100.29%，温度越高，下降越多。说明高温储藏的稻米淀粉颗粒趋向坚韧，其内部淀粉分子不易释放出来，米饭食味品质下降，储藏温度越高，品质下降越严重，结果与已有的研究报道一致[18]。

最终黏度代表冷糊的凝胶程度，最终黏度增大，米饭黏度下降，硬度上升[19]。由表1中最终黏度可知，在储藏过程中，5种温度下稻米的最终黏度随着储藏时间的延长总体趋势上升，储藏温度越高，上升越多，但没有呈现出明显的规律。

回生值代表淀粉冷糊的稳定性和老化趋势，回生值越大，稻米越易老化，食用品质越差[20−21]。由表1中回生值可知，在储藏过程中，5种温度下稻米的回生值随着储藏时间的延长总体趋势上升，温度越高，上升越多，在储藏600 d后回生值下降。25、30和35 ℃下含水量14.5%优质籼稻米的回生值随着储藏时间的延长明显上升更快，在储藏600 d回生值分别增加43.55%、68.42%、63.90%，而15、20 ℃下稻米的回生值分别增加26.30%、30.48%。说明随着储藏温度升高回生值增加越多，稻米越易老化，食用品质越差，储藏温度达到30 ℃时，稻米品质下降非常快，研究结果与已有的研究报道一致[22−24]。表明低温或准低温储藏有利于缓解稻谷品质的劣变。由表1中消减值可知，消减值的变化趋势与回生值类似，随着储藏时间的延长，消减值在增大，其中30、35 ℃下稻米的消减值明显上升更快，低温、准低温和常温（15、20和25 ℃）下储藏波动较小。

糊化温度是稻米蒸煮过程中使淀粉颗粒发生不可逆膨胀的温度，糊化温度越高，在糊化过程中需要吸收更多水分[25−26]。表1中糊化温度可知，储藏过程中，5种温度下储藏稻米的糊化温度随着储藏时间的延长总体趋势上升，储藏温度越高，上升越多。其中30、35 ℃下含水量14.5%优质籼稻米的糊化温度随着储藏时间的延长明显上升更快，720 d后的糊化温度比初始值分别升高21.18%、25.22%；准低温和常温（15、20和25 ℃）下储藏糊化温度波动较小，720 d后的糊化温度比初始值分别升高15.82%、15.88%、19.06%。表明外界环境温度对稻谷的糊化特性有显著影响（P<0.05），稻谷储藏过程中，温度控制有利于缓解稻谷品质的劣变。储藏过程中，糊化温度的升高原因可能来自不溶性直链淀粉在稻谷储藏过程中增加，稻米的支链淀粉有脱支的倾向，脱支酶仍保持其活性，并作用于1,6-糖苷键使支链淀粉脱支，导致支链淀粉占总淀粉的比例下降[27−28]。这也是稻谷陈化过程中，陈米饭黏度下降的原因之一[29]。其次，储藏过程中稻米谷蛋白及淀粉微结构发生变化，促进了支链淀粉团簇的顺序排列，进而提高了糊化温度[30]。因本研究仅对储藏过程中优质籼稻两优234糊化特性指标变化进行了探讨，还需扩大样品数量，其他稻谷品种在储藏中特性指标变化也有待进一步深入研究。

2.2 储藏时间与稻米RVA特征值相关性分析

对不同储藏条件下储藏时间与稻米RVA特征值进行相关性分析，结果见表2。

从表2发现，在储藏周期内，不同储藏温度和含水量条件下，优质籼稻米的储藏时间与稻米峰值黏度、最低黏度、衰减值、最终黏度、回生值、消减值、糊化温度均具有明显的相关性，其中35 ℃下优质籼稻米的峰值黏度、衰减值、糊化温度与储藏时间的相关系数≥0.90，20、25 ℃下优质籼稻米的回生值和30 ℃下优质籼稻米的消减值与储藏时间的相关系数≥0.90。进一步研究发现，随着储藏温度的升高，优质籼稻米的峰值黏度和衰减值与储藏时间的相关系数均由正到负，其绝对值逐渐变大，表明随着储藏时间的延长，稻米的峰值黏度和衰减值下降越快，与表1中结果一致。这是由于α-淀粉酶的活性降低，淀粉酶促使淀粉粒液化的程度降低导致，储藏温度越高，降低越多。优质籼稻米的糊化温度与储藏时间的相关系数均为正，由0.46逐渐增大到0.96，表明储藏稻米的糊化温度随着储藏时间的延长总体趋势上升，储藏温度越高，糊化温度上升越多，与表1中结果一致。稻谷储藏过程中，有效控制温度能缓解稻谷品质劣变。

表2 稻米RVA特征值与储藏时间的相关性Table 2 Correlation between RVA characteristic values of rice starch and storage time

相比于温度而言，不同含水量下优质籼稻米的储藏时间与其RVA值的相关系数变化不大，与表1中结果一致，表明含水量对储藏期稻米的RVA值影响较小。

3 结论

通过对含水量为13.5%、14.5%和15.5%的优质籼稻两优234，分别在不同温度条件（15、20、25、30、35 ℃）下储藏720 d，跟踪研究稻米糊化特性变化，发现储藏温度、含水量对储藏期稻米RVA特征值有非常显著性影响（P<0.01），其中温度为影响优质籼稻米RVA值变化的主要因素。

随着储藏时间的延长稻米食用品质明显下降。稻米的峰值黏度和衰减值在储藏前期增加，后期降低。在30、35 ℃储藏条件下，稻米的峰值黏度和衰减值在后期明显比其他温度降低更快。最终黏度、回生值、消减值、糊化温度在整个储藏期内总体趋势增加，高温（30、35 ℃）储藏下稻米的回生值、消减值、糊化温度性的变化幅度大于常温、准低温和低温储藏（25、20和15 ℃）。25 ℃为RVA特征值变化的温度敏感点，储藏温度超过25 ℃后变化迅速加快。储藏温度和含水量越低，稻米RVA特征值变化越缓慢，稻米RVA特征值表现出与储藏时间的依赖性，控制储藏温度、稻谷含水量、储藏时间能缓解稻谷品质劣变。本研究对不同储藏温度下优质籼稻米的糊化特性进行研究，其结果为优质籼稻谷的控温储藏提供理论依据，对储藏生产实践具有一定的指导作用。由于实验所用材料有限，只选用籼稻研究，影响淀粉黏度特征值的因素较多，储藏期间部分特征值出现反常的原因和机理尚不明确，有待于进一步深入研究。