稻谷、大米在倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中發(fā)生陳化,是糧油行業(yè)普遍存在的問(wèn)題。從表觀性狀來(lái)看:陳米光澤下降、色澤發(fā)灰,部分米粒邊緣泛黃;蒸煮后糊化變慢、米飯黏性不足、質(zhì)地干硬,風(fēng)味劣變,直接影響產(chǎn)品商品價(jià)值。
過(guò)往行業(yè)內(nèi)多將原因歸結(jié)為溫濕度、蟲(chóng)害、微生物影響,而越來(lái)越多研究證實(shí):大米內(nèi)源蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化與氧化,是稻米陳化、品質(zhì)劣變的核心內(nèi)因。其中谷蛋白作為稻米中占比最高的蛋白,其變化對(duì)整體品質(zhì)起到?jīng)Q定性作用。
本次參考安徽工程大學(xué)團(tuán)隊(duì)的研究成果,結(jié)合拉曼光譜、紅外光譜兩大精密檢測(cè)手段,系統(tǒng)拆解谷蛋白在陳化過(guò)程中的變化規(guī)律。
借助拉曼光譜&紅外光譜聯(lián)用技術(shù),相當(dāng)于給蛋白做“分子級(jí)透視",清晰捕捉到陳化過(guò)程中谷蛋白的結(jié)構(gòu)演變,也是品質(zhì)下滑的根本原因:


蛋白微觀結(jié)構(gòu)的改變,會(huì)直觀體現(xiàn)在各項(xiàng)功能指標(biāo)上,結(jié)合加工、倉(cāng)儲(chǔ)場(chǎng)景解讀如下:
溶解性、持水性顯著降低:陳米谷蛋白鎖水能力變差,蒸煮時(shí)吸水不充分,成品米飯干澀、彈性不足,是終端口感變差的主要原因;
持油性上升:蛋白疏水基團(tuán)暴露,吸油能力增強(qiáng),因此陳米不適宜常規(guī)蒸煮;
乳化性、乳化穩(wěn)定性下降:針對(duì)大米飲料、米制乳化類(lèi)產(chǎn)品,陳米原料會(huì)直接影響產(chǎn)品體系穩(wěn)定性;
起泡性?xún)H在極酸堿環(huán)境下下降:泡沫穩(wěn)定性基本無(wú)變化,對(duì)常規(guī)米制品影響較小。
整體來(lái)看:光譜表征的氧化程度,與谷蛋白功能性質(zhì)劣變趨勢(shì)一致,形成完整的“結(jié)構(gòu)-性能" 對(duì)應(yīng)關(guān)系。

依托本次研究用到的拉曼光譜儀、傅里葉變換紅外光譜儀兩大核心設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)大米陳化程度、蛋白氧化狀態(tài)的快速、無(wú)損檢測(cè),廣泛適用于糧食收購(gòu)、倉(cāng)儲(chǔ)巡檢、糧油加工、品質(zhì)溯源等場(chǎng)景,用科技手段提前預(yù)判劣變、把控大米品質(zhì)。
該儀器是解析大米蛋白微觀結(jié)構(gòu)的核心設(shè)備,可精準(zhǔn)捕捉谷蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)、氨基酸殘基、二硫鍵、硫氧化產(chǎn)物等特征信號(hào),無(wú)需復(fù)雜樣品前處理即可完成分析。
采用經(jīng)典溴化鉀壓片法檢測(cè),重點(diǎn)識(shí)別硫氧化物、糖環(huán)骨架等特征吸收峰,佐證谷蛋白氧化與谷蛋白-淀粉結(jié)合狀態(tài)變化,操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)效率高。
稻米陳化并非單純的“放久了",而是以谷蛋白氧化為核心的一系列微觀結(jié)構(gòu)與功能變化。拉曼、紅外光譜技術(shù)清晰揭開(kāi)了大米變質(zhì)的內(nèi)在機(jī)理,也讓我們明白:控溫、密封、干燥、短期儲(chǔ)存,是延緩大米陳化、保留原有風(fēng)味與口感的關(guān)鍵。
本文內(nèi)容基于以下學(xué)術(shù)論文:
NING J F, GUO Y B, SONG R, ZHU S M, DONG P. Spectral Analysis of Glutelin Changes During Rice Aging and Its Effects on Glutelin Functional Properties[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2021, 41(11): 3431-3437. DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2021)11-3431-07.
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