糙米是稻米去壳后的全谷物粒。与精白米相比，糙米保留了较为完整的外层糠层及胚芽，富含膳食纤维、维生素、矿物质和抗氧化物质。然而，糙米在储藏过程中，由于自身水分含量较高且富含脂肪酸和蛋白质等营养成分，易发生脂肪氧化酸败、虫害侵袭及微生物污染，从而影响其食用品质与安全性。
近年来，研究者们提出了物理、化学和生物法等多种方法以改善粮谷食品的储藏品质。生物法包括发酵法和酶解法，具有绿色高效等优点，在全谷物品质改良方面引起了越来越多的关注。其中，乳酸菌作为一种广泛认可的食品安全级微生物，常用于谷物及其副产物的发酵改性，其不仅可生成乳酸、乙酸等酸性物质降低环境pH值，还可产生细菌素、过氧化氢等代谢物，从而抑制有害微生物生长增加食品的贮存稳定性。
研究表明，采用纤维素酶水解米糠等植物细胞壁结构，有助于释放寡糖、葡萄糖、多酚等多种营养成分与活性产物，为乳酸菌生长创造有利条件。
北京工商大学食品与健康学院的的路士熠、孙卫宁、王静*等分别设置纤维素酶-乳杆菌协同发酵组、单一纤维素酶处理组、单一乳杆菌发酵组、缓冲液处理组及未处理对照组，并在温度40 ℃、相对湿度75%条件下开展糙米加速储藏实验，分析其在储藏0、5、10、15 d和25 d时的水分含量、黄度指数（YI）、脂肪水解氧化程度及微生物菌落总数和霉菌数的动态变化规律，旨在提升糙米储藏稳定性、优化加工储藏工艺，为开发绿色高效的糙米储藏技术提供理论依据。
01
不同处理对糙米储藏期间水分含量的影响
水分含量是糙米储藏品质的关键因素，其变化直接影响微生物活性和脂质氧化进程。如表1所示，不同处理组的初始水分含量无显著差异，其中CAF-BR的水分质量分数最低（（12.11±0.08）%），显著低于其他组。这一差异可能由于CAF-BR处理促使米糠层结构变疏松，从而在干燥阶段散失了更多水分。所有实验组在储藏过程中水分含量普遍呈上升趋势，可能归因于高温高湿环境下的吸湿作用。值得注意的是，在整个储藏周期中，CAF-BR的水分含量始终保持最低，F-BR和E-BR的水分含量也始终显著低于B-BR和BR。这说明单独酶解或发酵处理可引起糙米皮层结构改变，从而使干燥后糙米的吸湿性降低，而酶菌协同处理较单独处理具有显著优势。
02
不同处理对糙米储藏期间色泽的影响
储藏过程中糙米的色泽可反映其品质劣变程度，其变化涉及酶促褐变反应、脂质氧化降解、美拉德反应以及色素类物质的迁移转化等多种生化机制。为量化糙米储藏过程中的色泽变化，选用YI作为核心评价指标，以反映类胡萝卜素降解与美拉德反应产物积累所产生的协同显色效应。由图1可知，储藏开始时，CAF-BR的YI值最低（32.94±1.48），其后依次为E-BR（34.84±2.07）、F-BR（36.41±1.66）、B-BR（37.51±1.21）和BR（40.34±1.26）。这可能与不同预处理方式对糙米皮层破损导致的色素溶出程度有关。各组糙米在储藏期间YI值均呈现递增趋势，其中，E-BR与F-BR之间并无显著差别，均低于BR与B-BR，表明单独酶解或发酵处理均可显著减缓糙米储藏期间的黄变程度。这可能归因于植物乳植杆菌发酵产生的有机酸、细菌素和抗氧化物质等能有效抑制霉菌的繁殖并减少其代谢导致的色素沉积，而纤维素酶处理可间接降低水分活度从而抑制霉菌生长和色素生成，降低黄变程度。CAF-BR的YI值在所有样品中增长速率最为缓慢，说明其相比于单独处理能更有效减缓糙米储藏期间的黄变进程，进一步体现了酶解处理和乳杆菌发酵提升糙米储藏期色泽稳定性的协同效果。
03
不同处理对糙米储藏期间FAV的影响
糙米中的甘油三酯在脂氧合酶、微生物脂肪酶等水解作用下，产生大量油酸、亚油酸等游离脂肪酸，其含量（即FAV）是判断其脂肪水解和初期品质劣变的关键指标。当糙米的FAV小于25 mg/100 g时被认为适宜储存。如图2所示，储藏初期（0 d），CAF-BR组的FAV最低，仅为（13.75±0.20）mg/100 g，表明酶菌协同能够有效降低糙米的初始游离脂肪酸含量。随储藏时间延长，各处理组的FAV均呈现上升趋势，这可能由于脂类的自动氧化和脂肪酶介导的酶促氧化反应共同导致了游离脂肪酸持续积累。E-BR与B-BR在整个储藏期间的FAV无显著差异，表明单一纤维素酶处理无法有效降低糙米的FAV。与B-BR相比，CAF-BR和F-BR组的FAV增速显著减缓，这可能归因于乳酸菌发酵产生的有机酸通过降低体系pH值，抑制了脂肪酶的活性，从而有效延缓了脂类的水解反应。由此可见，纤维素酶协同植物乳植杆菌P-8发酵比单独处理能更有效降低糙米初始游离脂肪酸含量并减缓FAV增长速率，从而显著提升储藏期间的脂质稳定性。
04
不同处理对糙米储藏期间CD与MDA含量的影响
亚油酸、亚麻酸等多不饱和脂肪酸在氧气和光照催化下可发生自动氧化形成CD，其含量可反映脂肪初级氧化程度。由图3a可知，在储藏初期（0 d），未经灭菌的BR组CD含量显著高于其他处理组（
P＜0.05），而B-BR、E-BR、CAF-BR和F-BR组间无显著差异（
P＞0.05），这可能与高温灭菌过程中部分CD挥发损失有关。随着储藏时间延长，所有处理组的CD含量均呈上升趋势，其中，在20 d时B-BR组的CD含量最高（（53.69±0.73）μmol/100 g），E-BR组的CD值在第20天达到峰值（（51.60±0.56）μmol/100 g），随后可能因CD进一步氧化分解而下降。相比之下，F-BR的CD值增长较为缓慢，表明乳酸菌发酵能够有效抑制脂肪氧化，这可能与其产生的有机酸和细菌素直接抑制脂肪氧化酶活性有关。同一储藏周期的样品中，CAF-BR的CD含量始终最低，这可能由于纤维素酶可将糙米麸皮层中的纤维素水解为葡萄糖、纤维二糖等小分子糖，其可作为碳源促进乳杆菌增殖，进而产生比F-BR更多的有机酸、多酚等活性代谢物，从而促进清除自由基或阻断氧化链反应，抑制CD积累。
多不饱和脂肪酸的氢过氧化物经分解可进一步产生醛酮类挥发性物质，其中MDA作为典型次级氧化产物，其含量可反映脂质氧化深度和感官劣变程度。如图3b所示，CAF-BR组的初始MDA含量显著低于其他处理组（
P＜0.05）。该现象可能由于经酶菌协同处理的糙米米糠层结构最为疏松，其中水溶性MDA更易释放扩散，从而使其在糙米中的残留量显著降低。在储藏过程中，所有处理组的MDA含量随着储藏时间的延长逐渐上升。其中，同一储藏期的E-BR组与B-BR组的MDA含量在贮藏0、15 d时不存在显著差异，表明单一的纤维素酶处理无法减缓脂肪的次级氧化反应。与之相比，CAF-BR组和F-BR组的MDA含量始终保持较低水平，且增幅最为缓慢，这可能由于乳杆菌发酵显著抑制了糙米中过氧化物酶、多酚氧化酶等关键酶的活性，从而有效减缓了脂质过氧化反应。在所有处理组中，CAF-BR组的MDA含量最低，与初级氧化的结果一致，这体现了纤维素酶协同乳酸菌发酵可更高效延缓脂肪的次级氧化反应进程。综上，纤维素酶协同植物乳植杆菌P-8发酵通过促进乳酸菌增殖和产生更多抗氧化物质，显著抑制了糙米脂肪的初级和次级氧化反应，减少了CD和MDA的积累，进一步提高了糙米储藏期间的脂质稳定性。
05
不同处理对糙米储藏期间菌落总数及霉菌数的影响
在糙米储藏过程中，环境中的微生物常常附着在其表面，通过利用糙米中的营养物质生长繁殖，这不仅导致糙米的外观、气味和口感发生变化，还可能产生真菌毒素等有害代谢物，危及食用安全。糙米储藏期间的细菌和霉菌数量变化是评估糙米储藏品质的安全性指标。
如图4a所示，储藏初期，CAF-BR和F-BR的菌落总数较高，分别为0.83×10 5 CFU/g和0.70×10 5 CFU/g，其次为BR（0.60×10 5 CFU/g），而B-BR和E-BR的菌落总数较低，分别为0.20×10 5 CFU/g和0.30×10 5 CFU/g。这可能由于经过灭菌处理的B-BR和E-BR在储藏前其表面仅附着了少量环境中的微生物，而CAF-BR和F-BR则由于发酵处理而富含乳杆菌。储藏过程中，各组糙米的菌落总数普遍呈上升趋势，其中BR组增速最快，菌落总数也最多，这可能是由于未经预处理的糙米表面附着了大量环境中的微生物。值得注意的是，尽管E-BR和B-BR的初始微生物数量最低，但其菌落增速与BR接近，这可能是由于浸泡孵育后糙米表面更加疏松，有利于微生物大量附着繁殖。与之相反，CAF-BR和F-BR的微生物数量增速较慢，且二者在同一储藏期间差异不显著，这可能由于乳酸菌发酵过程中产生的有机酸降低了环境pH值或产生了细菌素等物质，从而抑制了其他微生物的生长。
图4b展示了储藏期间不同处理的糙米中霉菌总数变化。储藏初始时，原始糙米BR中霉菌含量最高，为（333.33±47.14）CFU/g，而其他组中霉菌数量较为接近，仅（66.67±47.14）CFU/g。随着储藏时间延长，各处理组糙米的霉菌数量逐渐增加。值得注意的是，同一储藏期间的E-BR霉菌数略高于B-BR，这可能由于麸皮纤维降解后生成的葡萄糖或纤维二糖等可作为碳源更有利于霉菌生长；所有样品中，F-BR的霉菌数量低于B-BR，而CAF-BR的霉菌数最低，这可归因于酶菌协同发酵促使植物乳植杆菌P-8数量增加，从而产生了更多的有机酸等抑菌成分。可见，纤维素酶协同植物乳植杆菌P-8发酵可更显著减少储藏期间糙米中有害微生物的数量，提升糙米的储藏安全性和稳定性。
06
结 论
本研究分析对比了纤维素酶协同植物乳植杆菌P-8发酵、单独酶解、单独发酵对糙米储藏品质的影响。在水分含量方面，CAF-BR的初始水分含量显著低于E-BR和F-BR，且其在储藏20 d内所有样品中水分含量始终最低，说明酶菌协同处理可有效减少糙米的吸湿作用。通过比较样品的色泽变化，发现单独酶解或发酵处理均可显著降低糙米的YI值，而CAF-BR同一储藏期内的YI值始终最低，体现了酶菌共发酵在提升糙米储藏期色泽稳定性的协同效果。进一步测定样品的脂肪水解氧化程度，CAF-BR的初始FAV、CD和MDA含量最低，且在储藏过程中相应参数增长最为缓慢，其次为单独发酵组，而酶解组和空白对照组的相应参数基本接近。这可能由于纤维素酶水解糙米麸皮层产生小分子糖，从而促进乳杆菌增殖并产生更多有机酸、多酚等活性代谢物，进而高效延缓脂类的水解氧化反应。此外，在所有样品中CAF-BR的初始总菌数最高，且其霉菌数在储藏过程中最低，反映了协同处理糙米对植物乳植杆菌的富集作用及其抑制有害菌增殖的高效性。本研究为开发全谷物储藏期延效的绿色储藏技术提供了理论依据，未来可进一步探究其对糙米营养价值与风味品质的影响以增强其市场转化价值。
作者简介
第一作者：
路士熠，副教授，硕导，就职于北京工商大学食品与健康学院。主要研究方向为全谷物加工品质改良与功能性纤维组分调控肠道菌群健康机制等。主持国家自然科学基金项目、十四五国家重点研发计划子课题等7 项，参与国家自然科学基金重点项目1 项。在食品领域国际期刊发表SCI论文18 篇，其中以第一作者发表SCI论文12 篇（封面论文1 篇）；发表EI论文2 篇，参编《
Carbohydrate Nutrition》英文专著1 部，兼职《
Food Hydrocolloids
Carbohydrate Polymers》等期刊审稿人。
通信作者：
王静，教授，博导，现任北京工商大学轻工与食品学部主任。研究方向为谷物加工副产物功能挖掘与功效评价、全谷物活性成分高效制备及稳定化技术研发和全谷物食品创制及产业化应用等方面研究工作。获得国家和省部级奖励7 项，主持“十三五”国家重点研发计划项目、国家自然科学基金面上等项目，并作为主要研究骨干参与中国工程院重大咨询研究项目、国家863计划项目和国家973计划项目等。发表学术论文170余篇，正式出版学术著作8 部，授权国家发明专利20余项。
引文格式：
路士熠, 孙卫宁, 李凯歌, 等. 纤维素酶协同植物乳植杆菌P-8发酵法改善糙米的储藏特性[J]. 食品科学, 2025, 46(21): 251-257. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250606-032.
LU Shiyi, SUN Weining, LI Kaige, et al. Cellulase-assisted
Lactobacillus plantarumP-8 fermentation for improving storage characteristics of brown rice[J]. Food Science, 2025, 46(21): 251-257. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250606-032.
实习编辑：杨倩；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
为汇聚全球智慧共探产业变革方向，搭建跨学科、跨国界的协同创新平台，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，西南大学、 重庆市农业科学院、 重庆市农产品加工业技术创新联盟、重庆工商大学、重庆三峡学院、西华大学、成都大学、四川旅游学院、西昌学院、北京联合大学、 中国健康管理协会特殊食品与植物营养分会共同主办 的“ 第三届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会 ”， 将于2026年4月25-26日 （4月24日全天报到） 在中国 重庆召开。
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为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽农业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、安徽省农科院农产品加工研究所、安徽科技学院、皖西学院、黄山学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“第六届食品科学与人类健康国际研讨会”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到）在中国 安徽 合肥召开。
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