广西地处
华南地区,
是我国籼型优质稻的核心产区,培育出
“桂香占”“丝苗米”等
具有地域特色的优质品种,优质稻年产量占稻谷总产量的比重超
60%,在保障区域粮食安全与提升农产品附加值方面发挥关键作用。然而,广西稻谷收获季常
遇高温高湿天气,加之部分产区机械化烘干设施不足,新收获稻谷水分含量普遍
在
16%-19%,
高于
安全储藏水分(
13%-14%)标准。
高水分优质稻在储藏期间易发生
品质劣变
现象
,
主要
表现为脂肪酸值升高、食味值下降、黄粒米率上升,甚至滋生霉菌产生毒素,不仅造成产后粮食损失率达
8%-12%,
也
在
一定程度上
制约优质稻产业的价值链延伸。研究表明,广西产优质稻耐储性
弱于杂交稻,常规储藏条件下脂肪酸值上升速率
较
快,适宜储藏年限
为
1.5-2年,
低于杂交稻的
2.5-3年
[1]
。广西农业科学院
2024年调研数据显示,全区优质稻产后因储藏不当导致的损失率达9.7%,其中高水分引发的劣变损失占比超60%,
高于全国平均水平
[2]
。因此,深入解析广西高水分优质稻储藏品质劣变机制,研发适配地域气候特点与仓储条件的劣变延缓技术,对降低产后损失、保障
品质稳定性、推动
产业提质增效具有重要的理论与实践意义。
一、国内外研究现状概述
国际上对高水分谷物储藏的研究起步较早,技术研发与机制解析已形成精准化、绿色化、智能化的发展趋势,在干燥技术优化、物理辐照防虫抑菌、智能气调及新型包装材料应用等方面取得了系列成果。
Flores Rojas,M.等
[3]
研究表明,干燥延迟与储粮环境调控失衡是高水分稻谷产后损失的核心诱因,由此将小型化、本地化干燥设备的研发与适配性研究列为重点方向。印度学者
W.Beno Wincy等
[4]
依托该研究方向,针对东南亚稻区高水分蒸谷米特性开展深层干燥动力学试验,所得出的干燥动力学特征及适配模型,为东南亚及我国华南稻区低成本干燥设备的设计研发提供了关键理论与数据依据。美国农业部农业研究局(
ARS)2025年聚焦物理辐照技术的储粮应用,证实低能电子束与X射线在精准杀虫方面的效果,且能在不影响谷物营养品质的前提下阻断粮损,为辐照保鲜技术的剂量优化与场景应用奠定了基础
[5]
。日本、欧盟则侧重智能气调与新型材料的协同研发,
Rama J
[6]
提出德国
2024年开发的动态CO2气调系统,可根据粮堆微生物活性实时调控气体浓度,提升抑菌效果并延长储藏期,突破了传统静态气调的局限性,Qi ZH等
[7]
进一步证实了这一结论。埃及与哈萨克斯坦则针对高水分谷物的储藏载体和辐照抑菌开展专项试验,
2025年研究分别证实穿孔塑料袋对高水分稻谷整精米率的保护作用,以及特定剂量电子束辐照在降低微生物含量、稳定谷物营养成分方面的优势
[8—9]
。此外,纳米材料涂层包装技术的研发,实现了包装阻隔性、抗菌性与品质传感功能的集成,为智能储粮体系的构建提供了技术支撑
[10]
。
国内研究近年来围绕劣变机制与调控技术取得诸多突破,在淀粉精细结构变化、酶活性调控、绿色保鲜技术等方面形成系列成果。针对我国不同稻区的地域特点,学者们开展了针对性研究,其中毕文雅
[11]
针对广西亚热带高温高湿气候特征的研究证实,
15℃以下低温可显著延缓高水分籼稻劣变,充氮气调能有效降低脂肪酸值劣变速率。同时,国内在植物源保鲜剂研发、天敌昆虫生物防治、光伏—保温—气调协同储粮模式等方面的研究,也为广西高水分优质稻储藏提供了多元技术路径。
二、
广西高水分优质稻储藏品质劣变机制
(一)
物理劣变机制
高水分优质稻籽粒内部水分迁移与分布不均是物理劣变的核心诱因。储藏初期,籽粒表面水分与环境湿度形成梯度,导致胚乳淀粉颗粒吸水膨胀、晶体结构松散,扫描电镜观察可见颗粒表面微裂纹,进而降低整精米率。广西高温环境下,高水分稻谷呼吸作用释放的热量无法及时散逸,形成
“粮堆发热”,粮温超过35℃时,籽粒色泽快速黄变,市场价值
降低。此外,低温储藏解除后温差
较大
,会加剧籽粒水分凝结与结构损伤,
张玉荣
等
[1
2-13
]
研究表明,广西长粒型籼稻低温解除后在
35℃环境储存,180天内整精米率较15℃环境下降8.3个百分点
。
(二)
化学劣变机制
化学劣变主要表现为脂质氧化、淀粉老化与蛋白质结构改变
。
脂质氧化是核心化学过程,高水分条件下脂肪酶活性
升高,催化甘油三酯分解为游离脂肪酸,进而氧化生成醛、酮类化合物,产生
“哈喇味”。
潘丽红
等
[1
4
]
电子束辐照试验证实,
17%水分大米储藏270天后,对照组脂肪酸值达33.14 mgKOH/100g,4kGy处理组可控制在16.57 mgKOH/100g,降幅近50%
。
淀粉老化是影响食味品质的关键因素,高水分环境下直链淀粉与脂质形成单螺旋复合物,抑制淀粉颗粒膨胀糊化,导致米饭硬度升高、黏性下降。
X射线衍射分析表明,储藏后淀粉结晶度升高11.61个百分点,糊化温度上升5.98℃,蒸煮品质显著劣变。宁俊帆等
[1
5
]
发现,在
17%水分优质稻储藏6个月的研究中,拉曼光谱分析显示了蛋白质二级结构的显著变化。具体而言,蛋白质二级结构中α-螺旋占比下降8.2%,β-折叠占比上升10.5%。
(三)
生物劣变机制
微生物滋生与害虫侵害是生物劣变的主要形式,广西高温高湿环境为其提供了适宜条件。高水分稻谷表面霉菌孢子易萌发,主要优势菌群为曲霉属、青霉属,不仅分解营养成分,还可能产生黄曲霉毒素等有害物质。
J
uan
L
iu
等
[1
6
]
研究表明,水分含量超过
16%的广西优质稻,储藏3个月后霉菌污染率达42.7%,
高于安全水分组的
8.3%,且16%左右水分稻谷中白曲霉为优势菌群,与低水分稻谷以黄曲霉为优势菌的规律存在差异
。
玉米象、谷蠹是广西储粮主要害虫,高水分稻谷的营养可及性提升
害虫繁殖,害虫取食
可
造成籽粒破损,其代谢产物引发二次污染,进一步加速劣变。
I
ae
W
oong
H
an
等
[1
7
]
CO
2
气调试验证实,氧气浓度低于
5%时,可同时抑制害虫繁殖与霉菌生长,
降低生物劣变速率
。