大米是粮食中最难保藏的粮食品种之一,在储藏过程中容易发生陈化劣变,引起的经济损失十分巨大。为有效控制大米在储藏中陈化作用的发生,陈化的机理有待进一步阐明。大米陈化是一个涉及多组分的复杂问题,本文在研究储藏中大米多个指标变化规律的基础上,确定了有效评价储藏中大米陈化特征的敏感指标,重点研究蛋白质变化对大米陈化特征的影响及其影响机制,揭示大米中各贮藏蛋白对陈米糊化特性的影响,有利于阐明大米陈化发生的机理。1.大米储藏陈化过程中品质变化研究系统研究大米在储藏陈化过程中各品质指标的变化规律,找到一个有效衡量大米陈化程度的指标,对于大米陈化程度评价和安全监测具有十分重要的意义。将大米密闭储藏,经37℃高温加速陈化,定期取样测定各理化指标的变化。结果表明：(1)大米脂肪酸值、胶稠度和碱消值在储藏中没有明显变化规律,总直链淀粉、热水可溶性直链淀粉和热水不溶性直链淀粉含量变化不明显；(2)电子鼻气味评价表明不良气味对储藏大米总气味的贡献远大于良好气味；(3)在三种色彩空间模式下的颜色参数均表明储藏过程中米粒的内部比其表面更白,大米在储藏中的黄变是从接触空气的表面开始的；(4)RVA(快速粘度分析仪)糊化特征参数的变化表明,大米在储藏期间,峰值粘度、衰减值在0～2个月呈现上升趋势,2～8个月呈现下降趋势,回升值在0～2个月下降,2～8个月上升,成糊温度在0～8个月均呈明显的上升趋势；此外,大米在储藏陈化4个月以后原来两个阶段的溶胀合并为一次性溶胀,说明陈化导致了本来在结晶区溶胀前发生溶胀的无定形区也需要在较高的温度下才能溶胀,而无定形区的成分主要是直链淀粉和蛋白质及脂肪,因此可以预见陈化导致了直链淀粉、蛋白质和脂肪性质的变化。综上所述,RVA特征参数是表征大米在储藏过程中陈化变化最灵敏、最有规律且所提供信息最丰富的指标。因此本文后续章节中以RVA特征参数作为指标来研究蛋白质对储藏中大米品质变化的影响。2.储前处理对储藏过程中大米糊化特性变化的影响通过储前处理来改变大米中α-淀粉酶和脂肪氧合酶的活性,或者防止蛋白质的氧化,经37℃下储藏加速陈化,考察酶活变化和蛋白质氧化对大米陈化的影响。结果表明：(1)α-淀粉酶不是大米陈化的主要诱因,乙二胺四乙酸二钠对脂肪氧合酶的钝化作用延缓了大米的陈化；(2)三种还原剂中,储前Vc处理对陈化的影响最大,大米在37℃下储藏4个月后,Vc作为促氧化剂加速了大米陈化；而茶多酚和DTT(二硫代苏糖醇)在储期为4、8个月时延缓了大米陈化,这一事实说明大米陈化与氧化过程密切相关。3.储后处理对陈米糊化特性的改善及其机理研究采用储后处理陈米的方式,试图找到一种具有与DTT类似甚至效果更好,而且是食品级的添加剂来改善大米品质；同时,可以从陈米品质改良剂的性质和作用来推断大米陈化的机理。结果表明：(1)硫酸钠处理表明陈化降低了淀粉的正常吸水速度；(2)新米的DTT处理(糊化时处理)与新米的储前处理(第三章2.2.1储前DTT处理0个月时)效果相同,显示DTT是在加热糊化过程中才发挥作用的,而不是糊化前直接与米中的成分发生反应；对陈米储后处理表明,DTT对陈米淀粉颗粒溶胀程度的提高是非常有限的,而Vc极大地促进了陈米的溶胀程度,改善了陈化特征,效果好于DTT,其溶胀程度甚至超过了新米对照,表明二硫键交联并不是大米陈化时发生的唯一主要变化,可能存在着除二硫键之外的阻止淀粉颗粒溶胀的作用力,而Vc可破坏这种作用力,且呈剂-效关系,证实了存在除巯基被氧化成二硫键之外的陈化机制；茶多酚只是抑制了直链淀粉的冷却回生；SDS对陈米的影响表明大米陈化后形成了数量众多的氢键和疏水相互作用,这些作用力抑制了淀粉颗粒的糊化溶胀；(3)吸水性、可溶性固形物含量和显微图像证实,Vc同时促进了吸水性的增加和可溶性固形物的溶出,而DTT只促进了吸水性的增加,却抑制了可溶性固形物的溶出,且Vc对吸水性的促进作用远远高于DTT,这是Vc与DTT在改善糊化特性机制上的差别,同时也表明吸水性比可溶性固形物对糊化特性的影响更重要；(4)用巯基封闭剂NEMI(乙基顺丁烯二酰亚胺)处理新米的结果证实二硫键只存在于已溶胀的淀粉颗粒之间;NEMI处理陈米的结果表明,陈米在糊化过程中仍可形成较多的二硫键交联而使糊化粘度升高,但巯基交联对陈米糊化体系粘度的贡献是很小的,体系粘度主要取决于淀粉颗粒溶胀的程度；Vc单独处理及其与巯基封闭剂NEMI共同处理陈米相对比,可证实Vc能阻止陈米在糊化过程中形成二硫键交联；(5)储前Vc处理获得加速陈化大米,再经储后Vc处理,结果表明储前Vc处理加速大米陈化的原因是在较长时间的储藏过程中Vc自身遭受空气氧化而使其转变为促氧化剂,这进一步说明大米陈化的本质是与氧化相关的变化。4.大米中贮藏蛋白对陈米糊化特性的影响通过储后脱蛋白试验来研究陈化中各蛋白自身变化对陈米糊化特性的影响,通过储前脱蛋白试验来研究陈化中各蛋白与其它组分间的相互作用及各蛋白自身的变化二者复合效应对陈米糊化特性的影响。结果表明：(1)清蛋白、球蛋白在陈化中自身的变化促进了大米陈化,谷蛋白和醇溶蛋白在陈化中自身的变化延缓了大米陈化,而脂肪在陈化中自身的变化对陈化具有双重作用；(2)陈化中各蛋白与其它组分间的相互作用及各蛋白自身的变化二者的复合效应是：脂肪和清蛋白促进了大米陈化；球蛋白和醇溶蛋白不同程度地延缓了大米陈化,而谷蛋白对陈化的影响具有双重性。二者对比可见,大米陈化不是某一种或某几种组分单独变化引起的,而是更多的涉及到多种组分间的相互作用,特别是球蛋白与其它成分间的相互作用对陈化的影响最大,谷蛋白和脂肪与其它组分间的相互作用对陈化的影响次之。5.大米陈化前后蛋白质结构变化研究本章采用红外和拉曼二种互补的光谱技术来表征大米中四种贮藏蛋白在陈化中发生的结构变化及与其它分子间的相互作用。结果表明：(1)红外显示清蛋白可能是糖蛋白,且不论是新米还是陈米,其清蛋白均有亚砜特征峰,显示了巯基被氧化；拉曼谱显示陈化后清蛋白中无规卷结构曲减少,蛋白质疏水基埋藏,分子间氢键键合程度降低,可能暗示陈化后清蛋白与淀粉分子的结合变得更为松散；(2)红外显示陈化后球蛋白巯基明显氧化,产物包括砜和亚砜,且糖基化趋势显著增强；拉曼谱显示陈化后球蛋白无规卷曲结构增多,也显示有亚砜存在,以及分子间氢键键合程度提高,暗示陈化后球蛋白与淀粉分子间的结合变得更为紧密；(3)红外显示谷蛋白陈化后有去糖基化趋势；拉曼谱显示陈化后谷蛋白无规卷曲结构降低,有游离巯基特征峰出现,支持谷蛋白去糖基化的判断；(4)红外显示陈化中醇溶蛋白变化不大；拉曼谱显示陈化使醇溶蛋白反平行p-折叠结构增加,二硫键构型转变,酪氨酸残基由包埋状态转变为暴露状态。综上所述,陈化中球蛋白与淀粉间的相互作用变化最大,其次是谷蛋白,而清蛋白和醇溶蛋白与淀粉的相互作用变化不大；且球蛋白是与淀粉分子的相互作用加强,而谷蛋白是与淀粉分子的相互作用减弱。