两种香米在不同温度储存过程中理化性质和食用品质的变化

大米是世界一半以上人口，尤其是亚洲人的主食。大米是季节性产品，为了满足全年的消费需求，收获后必须在保持其品质的条件下长期储存。储存可能会影响大米的组成、外观、质构性质、糊化性质、风味等，并且其品质劣变在很大程度上取决于储存条件，尤其是时间和温度。为了最大化控制大米劣变，目前常使用低温和控制气氛的储藏方法。

五常产‘稻花香二号’大米是中国著名的地理标志产品，而‘茉莉’香米是泰国最受欢迎的大米品种。中国农业大学食品科学与营养工程学院，国家果蔬加工工程技术研究中心，植物蛋白与谷物加工北京市重点实验室的赵卿宇、郭 辉、沈 群*从理化特性、质构特性、蒸煮特性以及糊化特性这4 个角度分析‘稻花香二号’大米和‘茉莉’大米分别在15 ℃、室温（约20～25 ℃）和37 ℃储存过程中的变化，以期为优质大米的实际储存和流通过程提供理论依据。

1、理化性质变化

由表1可知，随着储藏时间的延长，水分质量分数呈不断下降趋势。‘稻花香二号’大米在15 ℃、室温和37 ℃下储存300 d后，水分质量分数分别下降2.37%、8.29%和12.23%，而‘茉莉’大米分别下降17.16%、24.18%和34.96%。大米水分质量分数随储藏时间延长而下降的原因主要是大米的呼吸、新陈代谢、环境变化等因素引起，其中高温促进了水分质量分数的下降，这是因为它使大米体内的游离水蒸发的速度加快。常规条件下储藏的大米水分质量分数不宜超过14%，若大米水分质量分数过高则代谢速率加快，消耗营养物质增多，霉菌繁殖速率加快，导致大米品质快速劣变。

由表2可知，‘稻花香二号’大米在15 ℃、室温和37 ℃下储存300 d后，蛋白质量分数分别下降了2.64%、8.42%和11.81%，而‘茉莉’大米分别下降了10.30%、12.90%和17.16%。有研究发现储藏期间大米球蛋白、清蛋白和醇溶性蛋白含量呈下降趋势， 其中在高温条件下，球蛋白的稳定性被破坏，溶解度下降，进而导致球蛋白含量的下降。在储藏过程中，大米蛋白质受空气中光和热的影响，发生水解和变性，产生游离氨基酸，酸度增加。由图1可知，在15 ℃和37 ℃下储存300 d后，‘稻花香二号’大米的巯基质量分数分别下降了33.33%和57.14%，而‘茉莉’大米分别下降了43.48%和69.57%。在大米储藏过程中蛋白质在空气、光、热作用下，巯基氧化成二硫键。由于巯基减少，二硫键增多，促使形成高分子蛋白，最终导致大米热力学特性发生变化。

由图2可知，15 ℃条件下，‘稻花香二号’大米和‘茉莉’大米到储藏结束时直链淀粉质量分数分别上升了16.06%和7.94%。而在37 ℃条件下，‘稻花香二号’大米和‘茉莉’大米到储藏结束时直链淀粉质量分数分别上升了38.72%和30.51%。造成这种现象的原因可能是大米中的脱支酶在储藏过程中随温度提高活性增强，进而不断作用于支链淀粉产生直链淀粉。大米的质地和糊化过程受直链淀粉质量分数的影响。直链淀粉与大米的硬度呈正相关。

如图3所示，在存储期间，L*值和a*值减小，b*值增大。实验中，‘稻花香二号’大米在15 ℃、室温和37 ℃下储存300 d后，L*值分别下降2.30%、5.76%和13.96%，而‘茉莉’大米分别下降8.06%、16.36%和18.38%；‘稻花香二号’大米在15 ℃、室温和37 ℃下储存300 d后，a*值分别下降22.31%、31.40%和55.79%，而‘茉莉’大米分别下降50.94%、131.70%和173.21%；‘稻花香二号’大米在15 ℃和37 ℃下储存300 d后，b*值分别上升48.40%和113.07%，而‘茉莉’大米在15 ℃和37 ℃下分别上升0.81%和11.92%。因此，‘茉莉’大米在L*值和a*值上比‘稻花香二号’大米的变化更明显，但在b*值上的变化弱于‘稻花香二号'大米’，并且高温下储存会对大米的外观产生更大的影响。

2、质构特性变化

如图4所示，‘稻花香二号’大米在15 ℃、室温和37 ℃下储存300 d后，硬度分别上升45.26%、65.98%和71.88%，而‘茉莉’大米分别上升129.92%、153.82%和168.93%。Park等曾报道大米在40 ℃下储存4 个月后，硬度增加。储藏米的水合作用能力下降可能导致硬度增加，这与上文的水分质量分数下降的结果一致。存储过程增加了共轭酚酸的释放，导致细胞壁结构的减弱。它使相邻细胞中的淀粉颗粒或蛋白质网络易于连接，从而增加了硬度。此外，储存期间在α-淀粉酶、β-淀粉酶以及脱支酶的作用下，大米中直链淀粉质量分数上升，而支链淀粉质量分数下降。先前的研究报道直链淀粉的含量与硬度直接相关，储藏期间直链淀粉会和脂类物质形成复合物，使糊化温度升高、淀粉强度增加，导致大米硬度增加。

3、糊化特性变化

由表3、4可知，两种大米在储藏早期峰值黏度逐渐上升，而储藏后期开始下降。‘稻花香二号’大米在15 ℃储藏180 d时出现峰值黏度最高值，之后开始下降。37 ℃时，储藏120 d后峰值黏度达到最大后开始下降。‘茉莉’大米分别在15 ℃和37 ℃储藏180 d时出现峰值黏度最高值，之后开始下降。储藏前期峰值黏度增加，这可能由于大米储藏前期有大量的水分子被束缚在大量完整淀粉颗粒的周围。一般来说，峰值黏度越大，米饭的食味性越好。37 ℃条件下，‘稻花香二号’大米和‘茉莉’大米分别在储藏120 d和180 d后峰值黏度达到最大，此时食味性最佳，这与上文咀嚼性分析结果一致。随着储藏时间进一步延长，水分渗透细胞的能力和速度下降，大米溶胀程度受到抑制，峰值黏度下降，表明大米出现品质劣变。

4、蒸煮特性变化

如图5所示，在15 ℃、室温和37 ℃下保存300 d后，‘稻花香二号’大米的吸水率分别增加15.29%、22.35%和47.84%，而‘茉莉’大米分别增加16.31%、28.37%和45.39%。温度越高，吸水率的增加幅度越大。大米储藏期间吸水率增加可能是由于储藏导致大米淀粉微晶束结构增强，使其难以糊化，或者因为蛋白质、纤维素、果胶等的细胞壁在储藏过程中遭破坏，使大米细胞吸水能力增强。稻米在储存过程中蛋白质水解成氨基酸，脂质降解产生游离脂肪酸以及挥发性醛酮类物质的出现导致大米pH值降低。在15 ℃、室温和37 ℃下保存300 d后，‘稻花香二号’大米的米汤pH值分别降低7.04%、11.27%和14.08%，而‘茉莉’大米分别降低13.33%、17.33%和20.00%。先前的研究也报告在高温存储下，大米可以获得更高的吸水率和更低的pH值。在15 ℃、室温和37 ℃下储存300 d后，‘稻花香二号’大米的膨胀率分别上升23.85%、41.54%和48.08%，而‘茉莉’大米的膨胀率分别上升15.08%、18.69%和22.62%。

结 论

在不同温度储藏期间，两种香米的理化、质构特性、蒸煮特性以及糊化特性均发生明显的改变，且温度越高，变化幅度越大。其中，‘茉莉’大米水分质量分数、蛋白质量分数、巯基质量分数、L*值、a*值、米汤pH值的下降幅度以及硬度的增加幅度均大于‘稻花香二号’。‘稻花香二号’大米直链淀粉质量分数、b*值和膨胀率的增加幅度均大于‘茉莉’大米。此外，香米的吸水率和糊化温度不断提高，而黏着性不断下降。在15 ℃条件下，香米的回复性变化不显著，而在其他温度条件下显著上升。‘稻花香二号’大米的弹性变化不显著，而‘茉莉’大米呈下降趋势。‘稻花香二号’大米的咀嚼性最高点在储藏期的120 d前后，之后各温度下呈下降趋势。‘茉莉’大米的最佳咀嚼性出现在180 d左右，并且在3 个储藏温度下的变化趋势相似。通过比较咀嚼性，‘茉莉’大米在储藏期间咀嚼性更稳定。香米在储藏早期峰值黏度和崩解值逐渐上升，而储藏后期开始下降。结合咀嚼性、峰值黏度、崩解值与食味性的相关性，37 ℃分别储藏120 d和180 d后，‘稻花香二号’大米和‘茉莉’大米的食味性达到最佳，且储藏结束后‘茉莉’大米的食味性高于‘稻花香二号’大米。虽然储藏期间两种重要香米品质特性的变化已经被解释，但是引起差异的根本原因尚不清楚，因此未来仍需开展大量的研究工作。

本文《两种香米在不同温度储存过程中理化性质和食用品质的变化》来源于《食品科学》2021年42卷9期160-168页，作者：赵卿宇，郭辉，沈群。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200408-116。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网

为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社在宁波和西宁成功召开前两届“动物源食品科学与人类健康国际研讨会”的基础上，将与郑州轻工业大学、河南农业大学、河南工业大学、河南科技学院、许昌学院于2021年9月18-19日在河南郑州共同举办“2021年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。欢迎相关专家、学者、企业家参加此次国际研讨会。