不同干燥溫度和干燥風速對稻谷品質的影響研究

鄭 剛，孫麗琴

（1.遼寧省糧食科學研究所，遼寧 沈陽 110032；2.遼寧省農產品及獸藥飼料產品檢驗監測院，遼寧 沈陽 110032）

我國是稻谷生產大國，2019年稻谷產量近2.1億t。其中，遼寧省稻谷產量434.8萬t[1]。一般地域和氣候不同，田間收獲后的稻谷含水率就有所不同，遼寧地區稻谷含水率在22%左右，南方地區更高。稻谷含水率過高會造成儲藏過程品質劣變，為保證收獲后稻谷品質穩定和儲藏安全，收獲后的稻谷需進行干燥處理才能儲藏加工。稻谷是一種熱敏性的作物，干燥溫度過高、速度過快或者參數選擇不當容易產生爆腰[2]，這將直接影響加工后的整精米率，爆腰嚴重碎米率增高，整精米率降低，成品米的等級下降，其食味和貯藏性能降低。因此，選擇合理的干燥條件以減少稻谷裂紋、保證稻谷品質具有重要意義。

本實驗對高水分稻谷在不同干燥條件下進行干燥，測定其干燥后的品質指標變化規律，通過實驗數據分析，研究干燥溫度、干燥風速與稻谷品質變化的相關性，分析其相關性，確定稻谷保質干燥最佳工藝技術參數，為生產應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

稻谷：產地遼寧盤錦，指標見表1。

表1 供試稻谷初始指標

1.2 實驗儀器與設備

薄層干燥實驗裝置：廣東省農業機械研究所；JXFM110錘式旋風磨：上海嘉定糧油儀器有限公司；ML203電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；101-1EF型電熱鼓風干燥箱：上海實驗儀器廠；LHS-100CL電熱恒溫培養箱：上海一恒科學儀器有限公司；XQ-600脂肪酸值測定儀：北京先驅威鋒技術開發公司；DPCZ-II型直鏈淀粉測定儀：浙江托普云農科技股份有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 干燥實驗

稻谷干燥實驗在熱風薄層干燥實驗裝置上進行（如圖1所示）。采用干燥溫度30、40、50、60、70、80 ℃和干燥風速0.2、0.4、0.6、0.8、1 m/s進行研究，將稻谷水分從18.3%降到14.5%左右，考察稻谷干燥后發芽率、裂紋率、整精米率、脂肪酸值等指標的變化情況。

圖1 熱風薄層干燥實驗裝置結構示意圖

1.3.2 檢測方法

水分含量：參照GB5009.3—2016。

發芽率：參照GB/T 5520—2011。

裂紋率：參照GB/T5496—1985。

整精米率：參照GB/T21719—2008。

脂肪酸值：參照GB/T 15684—2015。

直鏈淀粉：參照GB/T 15683—2008。

1.4 數據分析

用Excel軟件進行數據處理和分析。

2 結果與分析

2.1 不同干燥溫度和風速對稻谷發芽率的影響

發芽率是衡量種子質量好壞的重要指標，糧食的新鮮程度和食用品質好壞可以通過發芽率高低來體現。由圖2可知，低溫干燥時對稻谷發芽率的影響較小，而當干燥溫度大于50 ℃時，稻谷的發芽率急劇下降；由圖3可知，干燥溫度不變時，隨著風速的增加稻谷發芽率也有所下降，但影響不大。這說明，低溫緩速干燥對稻谷的新鮮度保持更好，高溫干燥使稻谷蛋白質變性和凝固，導致了酶活性喪失，所以高溫干燥不適用于種子干燥。

圖2 干燥溫度對發芽率的影響

圖3 干燥風速對發芽率的影響

2.2 不同干燥溫度和風速對稻谷裂紋率的影響

稻谷裂紋率（也稱爆腰率）的高低直接影響碾米后的整精米率，從而影響稻谷的加工品質、產量和經濟價值。由圖4、圖5可以看出，稻谷裂紋率隨著干燥溫度、干燥風速的增加而升高，當干燥溫度大于50 ℃時，裂紋率隨干燥溫度的升高迅速增大；當干燥風速大于0.6 m/s時，裂紋率也會急劇上升。主要是由于稻谷粒局部受熱不均，造成局部收縮，內外濕度梯度過大產生應力變化造成[3]。通過對比干燥后稻谷樣品的裂紋率還可發現，干燥溫度對裂紋率的影響大于干燥風速的影響。

圖4 干燥溫度對裂紋率的影響圖

圖5 干燥風速對裂紋率的影響

2.3 干燥溫度和風速對稻谷整精米率的影響

稻谷整精米率是稻谷分級定等的重要指標，直接反映稻谷的工藝品質及碾米產量。由圖6、圖7可知，隨著干燥溫度的升高，稻谷的整精米率呈下降趨勢，當干燥溫度大于50 ℃時，下降的幅度增大。干燥風速逐漸增大時，稻谷的整精米率逐漸下降。結果表明，干燥溫度對稻谷整精米率影響大于干燥風速的影響。隨著干燥溫度和風速升高，稻米裂紋增加，碎米增加，從而整精米率下降，說明整精米率與裂紋率負相關。

2.4 干燥溫度和風速對脂肪酸值的影響

圖6 干燥溫度對整精米率的影響

圖7 干燥風速對整精米率的影響

圖8 干燥溫度對脂肪酸值的影響

圖9 干燥風速對脂肪酸值的影響

脂肪酸值是評價稻谷儲存品質變化的重要指標之一。由圖8和圖9可知，稻谷的脂肪酸含量在低溫干燥（小于50 ℃）時影響不明顯，但高溫干燥（大于50 ℃）后稻谷脂肪酸含量快速上升。造成這一現象的原因，主要是高溫干燥過程會致使稻谷自身脂解酶活性增高，從而導致稻谷中游離脂肪酸含量增加。脂肪酸在高溫條件下會發生酸敗，并因此導致營養價值和食味下降[4]。干燥風速對脂肪酸值的影響較小。

2.5 干燥溫度和風速對稻谷直鏈淀粉含量的影響

稻米中直鏈淀粉含量多少是影響稻米食用品質的關鍵因子和重要指標。直鏈淀粉含量及其特性關系到米飯的黏度和食味，直鏈淀粉含量與米飯硬度正相關，與米飯黏度負相關，并且與黏度的相關性更密切[5]。由圖10和圖11可知，隨著干燥溫度升高，稻谷中α-淀粉酶和β-淀粉酶活性增大，使得稻谷中支鏈淀粉含量下降而直鏈淀粉含量升高，導致大米的可溶性變差，硬度增加，口感變差，食味品質降低。干燥風速對稻谷直鏈淀粉含量的影響不明顯。

圖10 干燥溫度對直鏈淀粉含量的影響

圖11 干燥風速對直鏈淀粉含量的影響

3 結論

干燥溫度對稻谷品質的影響顯著。干燥溫度升高，稻谷發芽率下降，裂紋率增加，整精米率降低，直鏈淀粉含量和脂肪酸值均升高，稻谷品質下降，食味變差。因此為保證稻谷干燥品質，應選擇低溫干燥。

干燥風速對稻谷裂紋率和整精米率影響較明顯。干燥溫度一定時，干燥風速增大，稻谷的裂紋率增加，整精米率下降，碎米增多，從而使得加工品質下降，產量和經濟價值受到影響，故干燥稻谷時應緩速干燥為佳。

干燥溫度大于50 ℃，風速大于0.6 m/s時，稻谷品質急劇變化。因此，稻谷干燥應選擇低溫緩速干燥，最佳工藝技術參數為干燥溫度小于50 ℃，風速小于0.6 m/s，干燥品質最好。