贮藏温度和时间对籼稻糊化特性的影响

谢 岚 全 珂 刘艳兰 莫西亚 祝 红 周小玲 黄寿恩 易翠平

(1. 长沙理工大学化学与食品工程学院，湖南 长沙 410114; 2. 克明面业股份有限公司，湖南 长沙 410114)

籼稻在一定条件的贮藏中，会发生发芽率降低、脂肪酸值升高、降落值升高、风味和加工品质变化的现象，变化情况随粮食品种和贮藏条件的改变而不同[1-2]，比如陈业坚等[3]报道11种籼稻贮藏3年后有10个品种的峰值黏度和崩解值下降，1个品种上升；热浆黏度、冷胶黏度和消碱值有升有降，品种之间存在差异。李亚军等[4]报道了2种脱壳大米的糊化特性与贮藏时间及温度的相关性，发现大米在高温下贮藏的糊化特性变化大于在低温下贮藏。因此，贮藏条件对籼稻品质的影响需要具体情况具体分析。籼稻尤其是早籼稻，作为鲜湿米粉(线)的原料，需要贮藏1年左右才能使用，其品质同样受贮藏条件的影响，从而影响鲜湿米粉(线)的加工品质。

糊化特性是稻谷贮藏过程中变化最敏感的指标之一[5]，常常用来衡量和预测稻谷的蒸煮和食用品质[6]，并决定其最终加工用途。且糊化特性测定相对简单，样品需要量少，与稻谷其他品质指标相比，能更准确地反映稻谷的品质。目前，已有中国、美国、澳大利亚、日本等国将稻谷的糊化特征值作为其蒸煮、食用和加工的重要指标[7-8]。

试验选择了3种制作鲜湿米粉(线)的原料籼稻(浙富802、元隆8462与早籼5-34)作为研究对象，拟研究在春夏秋冬四季中具有代表性的温度点(36，25，4 ℃)下贮藏0～3个月的糊化特性，分析其变化规律，为探索籼稻原料的贮藏条件提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 原料

浙富802：当年新收获的籼稻，金健米业股份有限责任公司；

元隆8462、早籼5-34：当年新收获的籼稻，湖南天下洞庭粮油实业有限公司。

1.2 主要仪器与设备

人工气候箱：PYX-800Q-B型，广东韶关科力实验仪器有限公司；

精米机：LTJM-2008型，台州市路桥京奥粮用器材厂；

高速万能粉碎机：FW100型，天津泰斯特仪器有限公司；

电子分析天平：AVY120型， 北京赛多利斯天平有限公司；

电热鼓风干燥箱：101-2A型，天津市泰斯特仪器有限公司；

快速黏度测定仪：Perten RVA 4500型，瑞典Newport Scientific公司。

1.3 试验方法

1.3.1 稻谷贮藏 将3种籼稻分别分为3份，置于3台型号相同的人工气候箱内贮藏0～3个月，温度分别设置为4，25，36 ℃，相对湿度均为(25±2)%，每半个月取出适量各品种稻谷样品，样品脱壳碾米，粉碎过100目筛，测定糊化特性。

1.3.2 糊化特性的测定 分别称取不同样品3.00 g 左右(以12 %水分含量校正)，置于糊化特性测试专用铝盒中，加入25 mL去离子水调成米粉乳，上机测试。糊化过程升温条件为：12 ℃/min升温至50 ℃，保温1 min；以同等速率升温至95 ℃，保温2.5 min；再以12 ℃/min冷却至50 ℃，保温2 min，得到糊化特性曲线。测试参数包括：峰值黏度、冷糊黏度、崩解值、回生值、糊化温度。

1.4 数据分析

所有测试结果均至少重复3次。采用SPSS 17.0软件中的Pearson双变量进行数据间的相关性分析；方差分析法进行显著性分析，P<0.05表示有显著性差异。

2 结果与讨论

2.1 对籼稻峰值黏度的影响

峰值黏度反映了淀粉颗粒的膨胀程度以及结合水的能力[9]，通常影响到产品最终的品质[10-11]。从图1可得，籼稻在36 ℃下随着贮藏时间的延长，峰值黏度发生了显著变化(P<0.05)，3个品种均先上升后下降，其中元隆8462和早籼5-34的变化程度显著高于浙富802(P<0.05)。与吴伟等[12]研究脱壳籼米、粳米和糯米在37 ℃下贮藏的峰值黏度变化趋势一致。研究[13]报道，新鲜收获的稻谷，淀粉酶的活性在稻谷贮藏初期较高，淀粉水解成较高黏度的物质，如可溶性糖和糊精，导致峰值黏度的增加。但随着贮藏时间的延长，淀粉酶活性逐渐降低甚至失活，减少了糊精的产生，同时，在稻谷贮藏初期形成的糊精进一步水解，形成低黏度的小分子可溶性糖，也导致了峰值黏度的降低。此外，也有研究[14]报道，稻谷在贮藏期间，支链淀粉的长链部分生长，抑制了淀粉的膨胀，从而导致峰值黏度的降低。而在25 ℃下，浙富802的峰值黏度未发生显著变化(P>0.05)，元隆8462和早籼5-34的变化趋势与36 ℃下的一致，但变化时间点均晚于36 ℃，推迟了1～2个月。在4 ℃下，3个品种籼稻的峰值黏度均未发生显著变化(P>0.05)。因此可以推断，较高的贮藏温度(36 ℃)可以加快淀粉酶活性的降低，以及改变稻米内部的分子结构。

图1 不同贮藏温度和时间的籼稻峰值黏度变化

Figure 1 Change in the peak viscosity of rice at different storage temperature and duration

2.2 对籼稻冷糊黏度的影响

冷糊黏度代表样品的增稠性[15]以及室温条件下硬度的大小。从图2可得，在36 ℃下，3个品种籼稻的冷糊黏度均先增大后趋于稳定，其中，浙富802和元隆8462均在1个月时增加到最大值，分别增加了279.33，262.00 cp，随后无显著变化(P>0.05)。早籼5-34的冷糊黏度增加幅度大于另外两个品种，其在0.5个月时就达到最大值，增加了309.33 cp。在25 ℃下，浙富802的冷糊黏度未发生显著变化(P>0.05)，元隆8462和早籼5-34的变化趋势与36 ℃下的一致，但变化时间点有所差异，其中元隆8462的冷糊黏度一直处于上升态势，到第3个月时也未达到在36 ℃下贮藏的最高点，而早籼5-34在2.5个月时达到最高点，比在36 ℃下的贮藏延迟了2个月。在4 ℃下，3个品种籼稻的冷糊黏度均未发生显著变化(P>0.05)。因此可以得出，较高的贮藏温度(36 ℃)可以快速增大籼稻的冷糊黏度，进而反映在稻米凝胶硬度的增大。而在25 ℃下，这种变化较缓慢。

图2 不同贮藏温度和时间的籼稻冷糊黏度变化

2.3 对籼稻崩解值的影响

崩解值代表样品的热糊稳定性，崩解值越低，则样品的抗剪切能力越好，热糊稳定性越好[16-17]。从图3可得，浙富802的崩解值最大，其在36 ℃下贮藏1.5个月时增加到最大值，随后下降，但均高于未经贮藏的稻谷，表明浙富802在3个品种中的热糊稳定性最差，贮藏期间变化最慢，3个月的贮藏时间仍不能使其达到一个较低的崩解值。而元隆8462和早籼5-34的崩解值均在第1个月时达到最大值，随后开始显著降低(P<0.05)，在贮藏到第3个月时的崩解值较未经贮藏的稻谷分别降低了20%和37%，表明元隆8462和早籼5-34在贮藏后期可得到较好的抗剪切能力和热糊稳定性。在25 ℃下，3个品种籼稻的崩解值在3个月的贮藏期内均未显著降低(P>0.05)，崩解值仍高于原始样品。在4 ℃下，籼稻的崩解值未发生显著变化(P>0.05)。因此可以推断，较高的贮藏温度(36 ℃)可以快速降低籼稻的崩解值，表现在抗剪切能力和热糊稳定性的提高，可能是淀粉链络合蛋白质引起的，加强了分子间的相互作用[18]，也可能是支链淀粉的链长分布发生了变化，Azizi等[19]报道，支链淀粉的精细结构与崩解值存在相关性。而在25 ℃下，则需经历更长的贮藏时间。

图3 不同贮藏温度和时间的籼稻崩解值变化

2.4 对籼稻回生值的影响

回生值反映的是淀粉短期的老化能力和冷糊稳定性，一定程度的回生有着积极的作用[20-21]。从图4可得，早籼5-34的回生值>元隆8462的回生值>浙富802的回生值，说明早籼5-34形成的凝胶强度最大，元隆8462次之，浙富802最低。在36 ℃下随着贮藏时间的延长，3个品种的回生值均显著增大(P<0.05)，早籼5-34、元隆8462、浙富802分别增加了57%，52%，42%，而在25 ℃和4 ℃下均未发生显著变化(P>0.05)。直链淀粉的聚合度和支链淀粉中长链的含量会影响回生值的大小[20,22]。回生值越大，表明凝胶性越强，因此可以推断，籼稻在36 ℃下贮藏，稻米的凝胶强度会随着籼稻贮藏时间的延长显著增大(P<0.05)，可能是支链淀粉的结构发生变化所导致。

2.5 对籼稻糊化温度的影响

糊化温度反映了淀粉糊化的难易程度。一般来讲，直链淀粉结晶度高、支链淀粉的外链长会使得糊化温度升高[23-25]。从图5可得，早籼5-34的糊化温度>元隆8462的糊化温度>浙富802的糊化温度，有研究[12]报道，糊化温度越高，贮藏品质越好，但如果上升幅度过大又会降低贮藏性。早籼5-34、元隆8462、浙富802在36 ℃ 下贮藏，糊化温度呈上升趋势，变化范围分别为82.05～86.23，81.25～85.52，80.20～82.83 ℃，而在25 ℃和4 ℃下，3个品种籼稻的糊化温度均未发生显著变化(P>0.05)。因此可以推断，在36 ℃下贮藏，糊化温度的升高可能是因为籼稻在这个贮藏过程中，支链淀粉的外链增长，但也有研究[21]报道，稻米的糊化温度也与蛋白质的含量和结构存在一定的相关性。

图4 不同贮藏温度和时间的籼稻回生值变化

2.6 籼稻在36 ℃下的贮藏时间与其糊化特性的相关性分析

如上所述，在4 ℃下贮藏0～3个月的籼稻糊化特性保持在一个稳定的状态，未发生显著变化(P>0.05)，25 ℃ 与36 ℃下的变化趋势一致，但变化时间明显延迟，变化缓慢。因此只分析了籼稻在36 ℃下的贮藏时间与其糊化特性的相关性。如表1所示，3个品种籼稻的贮藏时间均与其回生值和糊化温度呈极显著正相关(P<0.01)，表明贮藏时间与36 ℃贮藏温度的协同对这3个品种籼稻的回生值和糊化温度的影响很大。贮藏时间与元隆8462和早籼5-34的峰值黏度显著负相关(P<0.05)，与浙富802和早籼5-34的冷糊黏度显著正相关(P<0.05)，与早籼5-34的崩解值显著负相关(P<0.05)。总体来看，籼稻在36 ℃下加速贮藏会显著改变其糊化特性，但这种变化也会受到籼稻品种的影响。贮藏时间与籼稻糊化特性的相关性按显著程度(r值大小)排序是：糊化温度>回生值>冷糊黏度>峰值黏度>崩解值。

图5 不同贮藏温度和时间的籼稻糊化温度变化

Table1Relationshipbetweenstoragedurationandpastingpropertiesofindicariceat36℃

籼稻品种峰值黏度冷糊黏度崩解值回生值糊化温度浙富8020.3140.874*0.4320.880**0.950**元隆8462-0.755*0.659-0.5960.979**0.977**早籼5-34-0.758*0.780*-0.779*0.992**0.996**

† *代表显著(P<0.05)，**代表极显著(P<0.01)。

3 结论

浙富802、元隆8462、早籼5-34 3种籼稻在36 ℃的条件下贮藏0～3个月的糊化特性指标发生显著变化，随着贮藏时间的延长，峰值黏度和崩解值均先上升后下降，冷糊黏度先上升后稳定，回生值和糊化温度均上升，因此籼稻在36 ℃下贮藏可以降低稻米的黏度，增加稻米的凝胶强度、硬度、抗剪切能力、热糊稳定性等，整体品质较好。但不同品种各糊化指标的变化程度有所差异；而在25 ℃下，糊化特性的变化趋势虽与36 ℃下的一致，但是变化会显著延缓；在4 ℃下，糊化特性未发生显著变化。因此，较高的贮藏温度(36 ℃)与时间的协同可以加速籼稻的陈化，更快地改善籼稻的加工品质。可以选择在36 ℃下对籼稻进行贮藏而缩短籼稻原料在贮藏过程中变化的研究周期。试验仅从宏观上探讨了籼稻短期贮藏的糊化特性变化，后续可以继续探讨籼稻内部的大分子物质究竟是如何变化进而影响稻谷品质，以更好地探寻籼稻贮藏条件。