糙米储藏过程外观和品质的变化
- 时间:2016-12-13
包金阳 孙辉 陆启玉 姜薇莉
糙米籽粒构成从外到内可分为果皮、种皮、糊粉层和胚乳。果皮和种皮为外糠层,碾米时全部去除;糊粉层为内糠层,碾米时可根据成品大米质量标准的不同,给予不同程度的保留或去除;胚乳是大米的主要部分,理应全部保留,但加工精度高时会有部分胚乳碾掉进入米糠。米糠富含稻谷64%的营养成分,其中蛋白质14.0%~16.0%、脂肪13.0%~25.3%、纤维素9.0%~12.8%、半纤维素8.7%~11.4%。B族维生素、VE等天然抗氧化物以及氨基酸、矿物质(如铁、铝、钙、氯、钠、钾、镁、锰、磷、硅、锌)含量也很丰富。米糠所含的多不饱和脂肪酸和膳食纤维具有降血脂、降胆固醇以及降血糖、减肥、润肠通便、防止结肠癌等作用,因此米糠被称为“第七营养素”。精米的胚和皮层被大部分去除,因而损失了大量的营养成分。而糙米保留了完整的胚和皮层,其营养价值被越来越多的人所接受,目前市场上已开发出很多糙米的产品,直接食用糙米是一种消费的趋势。糙米直接进入商品流通领域,其感官品质将对消费者的选择产生很大影响。
糙米储藏后的加工品质是衡量储藏效果的重要指标。整精米率是碾米品质的重要指标,受到糙米品种、栽培技术以及收获后的干燥和储藏、加工方式影响,与原粮的出糙率,籽粒长宽比,环境温湿度,千粒重,容重,水分含量等指标相关。大米食味品质是评价稻谷或糙米储存品质优劣的最直接指标。大米的食味主要受品种、加工环节、储藏时间及方法、烹调方法等因素的影响。本文对不同水分含量的糙米样品进行了三个温度下的模拟储藏实验,研究不同水分和温度对糙米储藏品质,尤其是商品外观和加工食用品质的影响,以期为糙米流通技术提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
实验样品选取由2009年收获的产于黑龙江的粳稻品种空育131生产的糙米样品,样品分三批获得,2010年2月自黑龙江省建三江取回18%水分的糙米样品,2010年4月、6月自河北三河直属库取回同一品种的17.5%和16%水分的糙米样品。
1.2 仪器与设备
3100旋风磨,瑞典波通;JNMJ3实验用碾米机,浙江台州粮仪厂;感量0.001电子天平,瑞士梅特勒;SZX2高倍显微镜,日本奥林巴斯;E1010离子溅射仪、S一3000N扫描电子显微镜,日本日立公司;人工气候箱(HDD—APPARATUS),哈尔滨东联电子技术开发公司;美的电磁炉。
1.3 方法
1.3.1 样品处理与储存试验 水分含量18.5%和17.5%的样品筛理后分装于lmm厚的防虫防霉塑料袋,于气候箱开始储藏。其余水分含量的试验样品由16%水分含量的样品制备,筛理后将样品摊开晾晒,避免阳光直射,使其自然均衡降水,每隔2h用近红外扫描仪测定水分,达到预定水分后,装入1mm厚的防虫防霉塑料袋,并贴胶条密封。分别置于15℃、20℃和30℃恒温恒湿的人工气候箱中保存,相对湿度均为50%一60%,不定时检查粮情,防止高水分的糙米结块发霉。每隔一个月取样一次,取样前将样品充分混匀,取样后立即放人4℃冷库备用。
1.3.2 表皮形态的观察方法 筛选表皮损伤程度不同的糙米粒,在奥林巴斯高倍显微镜放大40~50倍观察。糙米损伤程度用四分法取100粒,统计各个损伤程度粒数。
将样品用双面胶固定在载物台上,放人离子溅射仪的喷金室,溅射电流为1.5mA,溅射时间90s,处理完毕后,扫描电镜20kV加速电压下观察,并照相。
1.3.3 整精米率的测定方法 依据GB/T 21719-2008《稻谷整精米率检测法》和GB/T 1354-2009《大米》标准,将糙米样品碾白,达到国家三级米标准,挑除碎米,计算整精米率。
1.3.4 食味品质评价 依据GB/T 20569-2006《稻谷储存品质判定规则》附录B实行。
1.3.5 数据处理方法 数据分析采用SPSSl0.0软件。
2 结果与分析
2.1 表皮形态的变化
糙米由于失去了稻壳的保护,表皮直接接触外界环境,摩擦、碰撞等物理作用都会损伤表皮。本研究发现,糙米在储藏期间,表面会鼓起白色的泡,使表皮翘起,将这种现象命名为“起糠”。在高倍显微镜下可以看到,新鲜的无损伤的糙米表皮光滑透明(图l-a),起糠的糙米根据面积和分布密度的不同可以分为四类:一是星状(图1-b),较稀疏,单个面积类似铅笔芯大小,总面积面积小于20%,属轻微损伤;二是片状(图1-c),大部分表皮完好,单个面积比铅笔芯大,损伤面积占20%~50%;三是带状(图l-d),起泡覆盖的面积越来越大,占总面积的50%~80%。片状和带状属中度损伤,表皮损伤占总面积的20%~80%;四是云状(如图l-e),白泡几乎覆盖了整个米粒表面,属严重损伤,表皮损伤比例占80%以上。在扫描电镜下可以更清晰地看到起糠实际为表皮裂开并翘起。
不同水分的糙米在不同的储藏温度下,经过一段时间的储存后均有不同程度的起糠现象,说明在试验的储藏条件下,糙米表面起糠是不可避免的。随着储存时间的延长,糙米起糠由星状变为片状,再由片状连成带状,带状发展为云状,最终整个籽粒表面几乎看不到一块完整的表皮。带状伤在糙米背部突起楞的附近尤为严重,而突起部位在储运中遭受的摩擦和碰撞相对较多,说明储存中的起糠可能是机械损伤所造成的。
不同水分含量(13%、15%、17.5%和18.5%)的糙米在储存1~5个月时表皮损伤程度的统计结果见表1。其中,高水分糙米(18.5%)的起糠程度最为严重,储藏一个月即有40%的糙米达到中度损伤程度以上,两个月后达70%,三个月后几乎80%以上达到严重损伤。其他水分含量的糙米样品表皮损伤程度明显低于18.5%水分的糙米,且不同水分之间没有明显的差异。
2.2 糙米整精米率的变化
同一水分含量,不同温度下储存的糙米在不同储存时间的整精米率变化不大。取15℃储存六个月的平均值作为整精米率的数值,分析水分含量对整精米率的影响,结果见表2。随着水分含量的增加,整精米率有先增大后减小的趋势,15%水分的糙米整精米率最高,15.5%水分的糙米次之。方差分析结果表明差异达到显著水平,说明在本实验条件下(三种温度、六个月储存期),所测试品种的整精米率受水分含量影响最大。
2.3 食用品质的变化
不同水分含量的糙米在三种储存温度下的品尝实验结果见图2~图4。可以看出,在储存之前,水分高的糙米品尝评分值要略高于水分低的糙米。但是经过一段时间的储藏之后,各个温度下高水分糙米品尝评分值的降低较快,说明水分含量高的糙米有较好的食味,但是在储存过程中的品质劣变速度也要显著高于低水分的糙米。
糙米在15℃和20℃储存条件下,储藏的前两个月,各个水分的糙米品尝评分值均未有显著变化,大体表现出高水分的糙米品尝评分值高于低水分的糙米这种趋势;由于高水分的糙米品尝评分值劣变较快,三个月后则呈现出相反的趋势,即高水分的糙米品尝评分值低于低水分的样品。15℃条件下18.5%水分的糙米六个月后,品尝评分值降至70,达到“不宜存”标准。20℃条件下17.5%和18.5%水分的糙米五个月后,达到“不宜存”。14.5%、15%、15.5%、16%四个水分的糙米第六个月时,达到或接近“不宜存”。在六个月储存期内,糙米样品品尝评分值均在60分以上。
高温储存的糙米品质劣变较快,13%、13.5%和14%水分的糙米经过五个月的储存,品尝评分值由89降至70以下,按照《稻谷储存品质判定规则》已属于“不宜存”,而高水分的糙米劣变更快,15.5%、16%、17.5%和18.5%水分的糙米品尝评分值两个月后即达到了“不宜存”标准,第五个月即降到了60以下,达到了“重度不宜存”。
3 讨论
糙米从第一个检测月就能检出星状糠,糙米储藏出现表皮的破损是不可避免的,这种起糠现象未见有报道,带状糠在米粒背部的棱角上表现尤其严重,说明起糠有可能是由于储运中对表皮的摩擦损伤造成的。随着时间的延长,糙米严重起糠的比例不断增加,期间伴随着糙米食用品质的劣变。因此进一步研究糙米表皮的损伤程度,与糙米的食用品质建立一定的关系,从表皮的损伤直接判断糙米储藏后品质的优劣,将有可能成为一种简单快捷的方法。
有研究表明,稻谷整精米率随储藏时间的延长有降低的趋势,但这种变化更多的是由于在储藏过程中稻谷水分降低所造成的。由于籽粒水分低,籽粒结构强度下降,糙米皮层与胚乳间的结合力强,皮层碾除难,从而造成碎米率高,整精米率下降。本实验中采取密封袋包装储存,糙米水分降低较少,15℃时水分含量在储存期内的变化未达到显著水平。因此,在六个月储存期内同一水分含量的糙米的整精米率差异不显著,而水分含量的影响则达到显著水平。本研究条件下,15%和15.5%水分含量的糙米整精米率最高,这与稻谷加工最适宜水分相一致。
储存温度和糙米水分含量对糙米储存期间食味品质的变化均有一定的影响。在试验条件下,温度对糙米储存期间食味品质的影响相对更大。在低温(15℃)和准低温(20℃)储存时,六个月的储存期内,只有高水分样品(低温时18.5%,准低温时17.5%以上)在储存六个月后评分值低于70分。而高温储存时,即使低水分含量样品(≤14%)储存5个月后也降到70分以下,而高水分样品二个月则不宜存。因此,控制储存温度是糙米储存的关键因素。
由此可见,在糙米储存时,要对糙米表皮的起糠程度引起重视,而为了保证糙米储存后良好的碾米品质和食用品质,应控制糙米水分含量,在低温或准低温条件下储存。
4 结论
糙米储存过程中发生的表面“起糠”现象有可能作为糙米储存品质快速判定的一种手段;糙米水分含量是影响整精米率的主要因素,两在一定水分含量范围内(<17.5%),储存温度对食味品质的影响相对更大。
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