内源性溶血磷脂对陈化大米粘附性和热性能的影响

时间:2026年2月18日
来源:Journal of Cereal Science

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水稻储存温度与湿度对磷脂含量及粘热特性的影响研究。高储存温度(40°C)增加粘度特性,高湿度(95%)降低凝胶化焓。淀粉及非淀粉磷脂(LPC/LPE)显著影响粘弹性参数(CPV、SB、CS)和热特性(PT、ΔHg)。

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传通|邓如冰|李军|胡佳玲|严国伟|鲍金松
浙江工业大学食品科学与技术学院,杭州,310014,中国

摘要

溶血磷脂(LPLs)作为大米中的主要极性脂质,在营养、烹饪和储存品质方面都具有重要作用。本研究探讨了内源性溶血磷脂酰胆碱(LPC)和溶血磷脂酰乙醇胺(LPE)在不同温度(20、30和40°C)和相对湿度(RH,50和95%)条件下对人工老化大米的糊化特性和热特性的影响。在老化后的稻米中,较高的储存温度(40°C)增强了糊化特性。较高的相对湿度(95%)略微提高了糊化温度(PT),但降低了糊化焓(ΔHg)。淀粉LPC18:0、LPE18:0、LPE18:1、LPE18:2、总LPE和总LPL与冷糊粘度(CPV)、回落值(SB)和稠度(CS)显著相关,而淀粉LPE14:0与热特性呈正相关(P < 0.05)。非淀粉LPC14:0和LPC18:2与SB和CS呈负相关。在老化后的碾米中,较高的储存温度(40°C)和相对湿度(95%)也显著增加了SB、CS和PT,而较低的相对湿度(50%)则导致更高的峰值粘度(PV)、热糊粘度(HPV)、CPV、破碎值(BD)和糊化焓(ΔHg)(P < 0.05)。淀粉LPC14:0、LPC18:0、LPE16:0、LPE18:0、LPE18:1、LPE18:2和总LPE与糊化特性显著相关,而淀粉LPE14:0、LPE16:0和LPE18:0与热特性高度相关(P < 0.05)。除了非淀粉LPC14:0外,其他非淀粉LPL与老化碾米的理化特性之间没有显著关系。这些发现表明内源性非淀粉和淀粉LPL在控制老化大米的糊化特性和热特性方面起着重要作用。

引言

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。

研究材料

研究使用了9种非蜡质籼稻基因型,其直链淀粉含量不同(14.9-27.4%),分别为Ce 482(R1)、广来4(R2)、II32B(R3)、益祥B(R4)、龙特福B(R5)、农安(R6)、三岗(R7)、9311(R8)和IR 64(R9)。这些稻种于2017年5月底播种,6月底移栽,并于2017年10月在浙江省建德市收获。收获后的稻谷经过风干后进行人工老化处理。碾米则来自……

老化稻米的淀粉理化特性

在不同储存条件下,老化稻米的糊化和热特性存在显著差异(表1)。较高的储存温度(40°C)通常会导致糊化参数增加,而较高的相对湿度(95%)则会降低HPV,但增加CPV、SB和CS,无论储存温度如何。与未储存的大米(3350 cP)相比,储存后的稻米PV显著降低,但在40°C和50%相对湿度下除外(CPV为3499 cP,表1和图1A)。

讨论

老化大米的糊化和热特性受到储存期间外部和内部因素的强烈影响。外部因素如储存温度、湿度和时间,以及内部成分如淀粉、蛋白质、脂质及其相互作用备受关注。

作者贡献声明

严国伟:验证、资源提供。鲍金松:写作——审稿与编辑、监督。李军:可视化、方法学、数据分析。胡佳玲:验证、软件使用。传通:写作——审稿与编辑、资金获取、概念构思。邓如冰:写作——初稿撰写、实验设计、数据整理

未引用参考文献

Kanlayakrit和Maweang,2013年;Shen等人,2022年;Tananuwong和Malila,2011年;Zhang等人,2022年。

利益冲突声明

☒ 作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益和个人关系:传通报告称获得了国家自然科学基金的支持。如果还有其他作者,他们声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了浙江省“三农九方”科技合作计划(2026SNJF006)和国家自然科学基金(31701639、32072282)的财政支持。

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