水稻(Oryza sativa L.)是主要的谷物之一,为全球约60%的人口提供主食。目前,稻米的种植面积已超过1.65亿公顷,年产量超过7.765亿吨(FAO,2024年)。为了应对季节性生产、持续消费和应急准备,新收获的大米通常以稻谷或碾米的形式长期储存(Tong等人,2024年)。然而,关于储存过程中内源性脂质成分的变化及其对大米理化特性的影响仍知之甚少。
大米在储存过程中会经历显著的理化和酶活性变化,这些变化受储存温度、储存湿度和储存时间的影响(Zhu等人,2023年)。与新鲜大米相比,高温长期储存的大米质地更硬、松软度更高,粘性和粘附性更低(Saikrishna等人,2018年)。在30°C下储存的大米具有更高的糊化参数,包括冷糊粘度(CPV,3175 cP)、回落值(SB,1361 cP)和糊化温度(PT,89.0°C),而15°C下储存的大米相应参数较低(CPV为2579 cP,SB为1215 cP,PT为85.1°C)(Shu等人,2021年)。在室温(28-35°C)下储存的大米的糊化温度略高于15°C下的大米(To为67.8-68.9°C,Tp为73.0-74.1°C,Tc为10.9-11.6°C)(Tananuwong等人,2011年)。储存三年的大米还具有更高的热稳定性(72.3°C vs. 64.8°C)、更明确的凝胶结构(469 cP vs. 271 cP)和更高的消化率(83.6% vs. 75.8%)(Wang等人,2022a)。这些储存引起的理化特性变化极大地影响了老化大米的食用和加工品质。
大米中的脂质占极性成分的比例相对较小,但对储存和营养品质有显著影响(Liu等人,2013年)。一般来说,高温(> 45°C)储存的碾米中的脂质含量(0.6-1.3%)显著低于30°C储存的碾米(0.9-1.4%)(Ahmad等人,2017年)。溶血磷脂(LPLs)作为正常大米中的极性脂质,主要包括溶血磷脂酰胆碱(LPC,4727-7685 μg/g)和溶血磷脂酰乙醇胺(LPE,883-1810 μg/g),占淀粉脂质的48-67%,并对功能特性起着关键作用(Tong等人,2014年)。此外,储存条件显著影响了LPLs的浓度和组成。在20°C和27%相对湿度下储存的粳米中,淀粉LPC(2414 μg/g)和LPE(286 μg/g)的含量降至1972 μg/g和220 μg/g,而在27%相对湿度下储存的籼米中,淀粉LPC从1790 μg/g增加到2619 μg/g,LPE从244 μg/g增加到360 μg/g(Zhang等人,2022年)。同样,在20°C(83 μg/g)和40°C(84 μg/g)下储存的稻谷中的非淀粉LPL含量远低于30°C下的含量(95 μg/g),而碾米在20°C下的非淀粉LPL含量较高(78.0 μg/g)(Tong等人,2024年)。淀粉LPL含量较低的大米在储存过程中更容易变质,而LPL含量较高的大米可能更好地保持品质并延长储存时间(Gu等人,2025a)。
大米中的胚乳LPLs可以与直链淀粉和多条支链淀粉相互作用形成淀粉-脂质复合物,从而显著改变淀粉的性质(Liu等人,2013年;Tong等人,2019年)。例如,淀粉LPC16:0与CPV呈正相关,而淀粉LPC18:1和LPE18:1与破碎值(BD)和稠度(CS)呈负相关(Tong等人,2015年)。此外,LPL含量较高的稻米具有更高的峰值粘度(PV,2996-4135 cP)、热糊粘度(HPV,1715-2352 cP)和CPV(3020-4133 cP),而LPL含量较低的大米相应参数较低(PV为2650-3460 cP,HPV为1409-2134 cP,CPV为2490-3835 cP)(Gu等人,2025b)。然而,不同储存条件下内源性非淀粉和淀粉LPL如何影响老化大米的淀粉特性仍不清楚。
本研究的目的在于:1)探讨储存温度和湿度对稻谷和碾米理化特性的影响;2)研究个别LPL与人工老化大米的糊化和热特性之间的关系。本研究的结果将有助于了解大米中非淀粉和淀粉LPL在储存品质中的作用,并为制定保持老化大米所需品质的储存策略提供依据。