貯藏溫度和時間對秈稻糊化特性的影響

謝 嵐 全 珂 劉艷蘭 莫西亞 祝 紅 周小玲 黃壽恩 易翠平

(1. 長沙理工大學化學與食品工程學院，湖南 長沙 410114; 2. 克明面業股份有限公司，湖南 長沙 410114)

秈稻在一定條件的貯藏中，會發生發芽率降低、脂肪酸值升高、降落值升高、風味和加工品質變化的現象，變化情況隨糧食品種和貯藏條件的改變而不同[1-2]，比如陳業堅等[3]報道11種秈稻貯藏3年后有10個品種的峰值黏度和崩解值下降，1個品種上升；熱漿黏度、冷膠黏度和消堿值有升有降，品種之間存在差異。李亞軍等[4]報道了2種脫殼大米的糊化特性與貯藏時間及溫度的相關性，發現大米在高溫下貯藏的糊化特性變化大于在低溫下貯藏。因此，貯藏條件對秈稻品質的影響需要具體情況具體分析。秈稻尤其是早秈稻，作為鮮濕米粉(線)的原料，需要貯藏1年左右才能使用，其品質同樣受貯藏條件的影響，從而影響鮮濕米粉(線)的加工品質。

糊化特性是稻谷貯藏過程中變化最敏感的指標之一[5]，常常用來衡量和預測稻谷的蒸煮和食用品質[6]，并決定其最終加工用途。且糊化特性測定相對簡單，樣品需要量少，與稻谷其他品質指標相比，能更準確地反映稻谷的品質。目前，已有中國、美國、澳大利亞、日本等國將稻谷的糊化特征值作為其蒸煮、食用和加工的重要指標[7-8]。

試驗選擇了3種制作鮮濕米粉(線)的原料秈稻(浙富802、元隆8462與早秈5-34)作為研究對象，擬研究在春夏秋冬四季中具有代表性的溫度點(36，25，4 ℃)下貯藏0～3個月的糊化特性，分析其變化規律，為探索秈稻原料的貯藏條件提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 原料

浙富802：當年新收獲的秈稻，金健米業股份有限責任公司；

元隆8462、早秈5-34：當年新收獲的秈稻，湖南天下洞庭糧油實業有限公司。

1.2 主要儀器與設備

人工氣候箱：PYX-800Q-B型，廣東韶關科力實驗儀器有限公司；

精米機：LTJM-2008型，臺州市路橋京奧糧用器材廠；

高速萬能粉碎機：FW100型，天津泰斯特儀器有限公司；

電子分析天平：AVY120型， 北京賽多利斯天平有限公司；

電熱鼓風干燥箱：101-2A型，天津市泰斯特儀器有限公司；

快速黏度測定儀：Perten RVA 4500型，瑞典Newport Scientific公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 稻谷貯藏 將3種秈稻分別分為3份，置于3臺型號相同的人工氣候箱內貯藏0～3個月，溫度分別設置為4，25，36 ℃，相對濕度均為(25±2)%，每半個月取出適量各品種稻谷樣品，樣品脫殼碾米，粉碎過100目篩，測定糊化特性。

1.3.2 糊化特性的測定 分別稱取不同樣品3.00 g 左右(以12 %水分含量校正)，置于糊化特性測試專用鋁盒中，加入25 mL去離子水調成米粉乳，上機測試。糊化過程升溫條件為：12 ℃/min升溫至50 ℃，保溫1 min；以同等速率升溫至95 ℃，保溫2.5 min；再以12 ℃/min冷卻至50 ℃，保溫2 min，得到糊化特性曲線。測試參數包括：峰值黏度、冷糊黏度、崩解值、回生值、糊化溫度。

1.4 數據分析

所有測試結果均至少重復3次。采用SPSS 17.0軟件中的Pearson雙變量進行數據間的相關性分析；方差分析法進行顯著性分析，P<0.05表示有顯著性差異。

2 結果與討論

2.1 對秈稻峰值黏度的影響

峰值黏度反映了淀粉顆粒的膨脹程度以及結合水的能力[9]，通常影響到產品最終的品質[10-11]。從圖1可得，秈稻在36 ℃下隨著貯藏時間的延長，峰值黏度發生了顯著變化(P<0.05)，3個品種均先上升后下降，其中元隆8462和早秈5-34的變化程度顯著高于浙富802(P<0.05)。與吳偉等[12]研究脫殼秈米、粳米和糯米在37 ℃下貯藏的峰值黏度變化趨勢一致。研究[13]報道，新鮮收獲的稻谷，淀粉酶的活性在稻谷貯藏初期較高，淀粉水解成較高黏度的物質，如可溶性糖和糊精，導致峰值黏度的增加。但隨著貯藏時間的延長，淀粉酶活性逐漸降低甚至失活，減少了糊精的產生，同時，在稻谷貯藏初期形成的糊精進一步水解，形成低黏度的小分子可溶性糖，也導致了峰值黏度的降低。此外，也有研究[14]報道，稻谷在貯藏期間，支鏈淀粉的長鏈部分生長，抑制了淀粉的膨脹，從而導致峰值黏度的降低。而在25 ℃下，浙富802的峰值黏度未發生顯著變化(P>0.05)，元隆8462和早秈5-34的變化趨勢與36 ℃下的一致，但變化時間點均晚于36 ℃，推遲了1～2個月。在4 ℃下，3個品種秈稻的峰值黏度均未發生顯著變化(P>0.05)。因此可以推斷，較高的貯藏溫度(36 ℃)可以加快淀粉酶活性的降低，以及改變稻米內部的分子結構。

圖1 不同貯藏溫度和時間的秈稻峰值黏度變化

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

2.2 對秈稻冷糊黏度的影響

冷糊黏度代表樣品的增稠性[15]以及室溫條件下硬度的大小。從圖2可得，在36 ℃下，3個品種秈稻的冷糊黏度均先增大后趨于穩定，其中，浙富802和元隆8462均在1個月時增加到最大值，分別增加了279.33，262.00 cp，隨后無顯著變化(P>0.05)。早秈5-34的冷糊黏度增加幅度大于另外兩個品種，其在0.5個月時就達到最大值，增加了309.33 cp。在25 ℃下，浙富802的冷糊黏度未發生顯著變化(P>0.05)，元隆8462和早秈5-34的變化趨勢與36 ℃下的一致，但變化時間點有所差異，其中元隆8462的冷糊黏度一直處于上升態勢，到第3個月時也未達到在36 ℃下貯藏的最高點，而早秈5-34在2.5個月時達到最高點，比在36 ℃下的貯藏延遲了2個月。在4 ℃下，3個品種秈稻的冷糊黏度均未發生顯著變化(P>0.05)。因此可以得出，較高的貯藏溫度(36 ℃)可以快速增大秈稻的冷糊黏度，進而反映在稻米凝膠硬度的增大。而在25 ℃下，這種變化較緩慢。

圖2 不同貯藏溫度和時間的秈稻冷糊黏度變化

2.3 對秈稻崩解值的影響

崩解值代表樣品的熱糊穩定性，崩解值越低，則樣品的抗剪切能力越好，熱糊穩定性越好[16-17]。從圖3可得，浙富802的崩解值最大，其在36 ℃下貯藏1.5個月時增加到最大值，隨后下降，但均高于未經貯藏的稻谷，表明浙富802在3個品種中的熱糊穩定性最差，貯藏期間變化最慢，3個月的貯藏時間仍不能使其達到一個較低的崩解值。而元隆8462和早秈5-34的崩解值均在第1個月時達到最大值，隨后開始顯著降低(P<0.05)，在貯藏到第3個月時的崩解值較未經貯藏的稻谷分別降低了20%和37%，表明元隆8462和早秈5-34在貯藏后期可得到較好的抗剪切能力和熱糊穩定性。在25 ℃下，3個品種秈稻的崩解值在3個月的貯藏期內均未顯著降低(P>0.05)，崩解值仍高于原始樣品。在4 ℃下，秈稻的崩解值未發生顯著變化(P>0.05)。因此可以推斷，較高的貯藏溫度(36 ℃)可以快速降低秈稻的崩解值，表現在抗剪切能力和熱糊穩定性的提高，可能是淀粉鏈絡合蛋白質引起的，加強了分子間的相互作用[18]，也可能是支鏈淀粉的鏈長分布發生了變化，Azizi等[19]報道，支鏈淀粉的精細結構與崩解值存在相關性。而在25 ℃下，則需經歷更長的貯藏時間。

圖3 不同貯藏溫度和時間的秈稻崩解值變化

2.4 對秈稻回生值的影響

回生值反映的是淀粉短期的老化能力和冷糊穩定性，一定程度的回生有著積極的作用[20-21]。從圖4可得，早秈5-34的回生值>元隆8462的回生值>浙富802的回生值，說明早秈5-34形成的凝膠強度最大，元隆8462次之，浙富802最低。在36 ℃下隨著貯藏時間的延長，3個品種的回生值均顯著增大(P<0.05)，早秈5-34、元隆8462、浙富802分別增加了57%，52%，42%，而在25 ℃和4 ℃下均未發生顯著變化(P>0.05)。直鏈淀粉的聚合度和支鏈淀粉中長鏈的含量會影響回生值的大小[20,22]。回生值越大，表明凝膠性越強，因此可以推斷，秈稻在36 ℃下貯藏，稻米的凝膠強度會隨著秈稻貯藏時間的延長顯著增大(P<0.05)，可能是支鏈淀粉的結構發生變化所導致。

2.5 對秈稻糊化溫度的影響

糊化溫度反映了淀粉糊化的難易程度。一般來講，直鏈淀粉結晶度高、支鏈淀粉的外鏈長會使得糊化溫度升高[23-25]。從圖5可得，早秈5-34的糊化溫度>元隆8462的糊化溫度>浙富802的糊化溫度，有研究[12]報道，糊化溫度越高，貯藏品質越好，但如果上升幅度過大又會降低貯藏性。早秈5-34、元隆8462、浙富802在36 ℃ 下貯藏，糊化溫度呈上升趨勢，變化范圍分別為82.05～86.23，81.25～85.52，80.20～82.83 ℃，而在25 ℃和4 ℃下，3個品種秈稻的糊化溫度均未發生顯著變化(P>0.05)。因此可以推斷，在36 ℃下貯藏，糊化溫度的升高可能是因為秈稻在這個貯藏過程中，支鏈淀粉的外鏈增長，但也有研究[21]報道，稻米的糊化溫度也與蛋白質的含量和結構存在一定的相關性。

圖4 不同貯藏溫度和時間的秈稻回生值變化

2.6 秈稻在36 ℃下的貯藏時間與其糊化特性的相關性分析

如上所述，在4 ℃下貯藏0～3個月的秈稻糊化特性保持在一個穩定的狀態，未發生顯著變化(P>0.05)，25 ℃ 與36 ℃下的變化趨勢一致，但變化時間明顯延遲，變化緩慢。因此只分析了秈稻在36 ℃下的貯藏時間與其糊化特性的相關性。如表1所示，3個品種秈稻的貯藏時間均與其回生值和糊化溫度呈極顯著正相關(P<0.01)，表明貯藏時間與36 ℃貯藏溫度的協同對這3個品種秈稻的回生值和糊化溫度的影響很大。貯藏時間與元隆8462和早秈5-34的峰值黏度顯著負相關(P<0.05)，與浙富802和早秈5-34的冷糊黏度顯著正相關(P<0.05)，與早秈5-34的崩解值顯著負相關(P<0.05)。總體來看，秈稻在36 ℃下加速貯藏會顯著改變其糊化特性，但這種變化也會受到秈稻品種的影響。貯藏時間與秈稻糊化特性的相關性按顯著程度(r值大小)排序是：糊化溫度>回生值>冷糊黏度>峰值黏度>崩解值。

圖5 不同貯藏溫度和時間的秈稻糊化溫度變化

Table1Relationshipbetweenstoragedurationandpastingpropertiesofindicariceat36℃

秈稻品種峰值黏度冷糊黏度崩解值回生值糊化溫度浙富8020.3140.874*0.4320.880**0.950**元隆8462-0.755*0.659-0.5960.979**0.977**早秈5-34-0.758*0.780*-0.779*0.992**0.996**

? *代表顯著(P<0.05)，**代表極顯著(P<0.01)。

3 結論

浙富802、元隆8462、早秈5-34 3種秈稻在36 ℃的條件下貯藏0～3個月的糊化特性指標發生顯著變化，隨著貯藏時間的延長，峰值黏度和崩解值均先上升后下降，冷糊黏度先上升后穩定，回生值和糊化溫度均上升，因此秈稻在36 ℃下貯藏可以降低稻米的黏度，增加稻米的凝膠強度、硬度、抗剪切能力、熱糊穩定性等，整體品質較好。但不同品種各糊化指標的變化程度有所差異；而在25 ℃下，糊化特性的變化趨勢雖與36 ℃下的一致，但是變化會顯著延緩；在4 ℃下，糊化特性未發生顯著變化。因此，較高的貯藏溫度(36 ℃)與時間的協同可以加速秈稻的陳化，更快地改善秈稻的加工品質。可以選擇在36 ℃下對秈稻進行貯藏而縮短秈稻原料在貯藏過程中變化的研究周期。試驗僅從宏觀上探討了秈稻短期貯藏的糊化特性變化，后續可以繼續探討秈稻內部的大分子物質究竟是如何變化進而影響稻谷品質，以更好地探尋秈稻貯藏條件。