稻谷新陳度檢測方法研究進展

張美玲 秦麗瑩

[摘要]稻谷是我國的主要糧食作物，但在糧食收購過程中，以陳頂新的事件時有發(fā)生，為了更好地完善稻谷新陳度的檢測方法，本文對研究稻谷新陳度的檢測方法進行了綜述，以期為今后稻谷新陳度的快速檢測方法提供相應(yīng)支持。本文介紹了國內(nèi)外研究稻谷新陳度的檢測方法，其主要包括感官及物理檢驗法、氧化還原法、酸度檢驗法、揮發(fā)性物質(zhì)分析法、光譜法和其他快速檢測儀法，并簡述其原理，同時展望了今后的研究發(fā)展前景。

[關(guān)鍵詞]稻谷;陳化;新陳度;檢測方法

中圖分類號：TS210.7 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202002

稻谷的主要成分包括脂類、蛋白質(zhì)、淀粉和酶類等物質(zhì)，隨著儲藏時間的延長，由于受到外界環(huán)境中溫度、濕度、氧氣等因素的影響，稻谷品質(zhì)發(fā)生不同程度的陳化現(xiàn)象[1-4]。主要表現(xiàn)為硬度增加、米質(zhì)變脆;粘度降低、酸度增加;色澤減退、香味消失;生活力衰退、發(fā)芽率降低等[6-7]。稻谷品質(zhì)的劣變對其種用、食用、營養(yǎng)、加工和儲藏品質(zhì)以及大米的商品價值都有不利的影響。因此，對稻谷進行新陳度檢驗顯得尤為重要。迄今為止，國內(nèi)外不少學者對稻谷新陳度進行了大量深入的試驗，形成了多種新陳度檢定方法，主要從感官及物理方法、氧化還原、酸度檢驗、揮發(fā)性物質(zhì)、光譜分析等方面開展研究[8-9]。

1 稻谷新陳度檢測相關(guān)標準

《大米新陳度快速測定方法》（DB21/T 5245-2005）[10]中對大米新陳度的快速檢測做了規(guī)定。在《糧食、油料檢驗 色澤、氣味、口味鑒定法》（GB/T 5492-1985）[11]中提出了愈創(chuàng)木酚反應(yīng)法。但由于我國稻谷品種多、種植分散，受地域、氣候影響，新糧質(zhì)量差異較大，檢測結(jié)果不能完全準確反映糧食新陳度情況?！都Z油檢驗 糧食、油料的色澤、氣味、口味鑒定》（GB/T 5492-2008）[12]取消了糧食新陳度鑒別方法。由于目前我國還沒有出臺新的有關(guān)糧食新陳度檢測的國家標準，因此采用行業(yè)標準《糧油檢驗 稻谷新鮮度測定與判別》（LS/T6118-2017）[13]檢測稻谷新陳度。

2 檢測方法

2.1 感觀及物理方法

2.1.1 感觀檢測法

觀察稻谷的色澤、氣味、稻毛、谷外糙米等特征，同時結(jié)合整精米、出米率、黃粒米等指標來辨別稻谷新陳度。對于同一品種，新稻谷有其特殊的、固有的芳香味，色澤光亮，稻殼為淺黃色，糙米富有光澤，大米色白[14];陳稻谷顏色發(fā)暗，香味變淡，有時帶有“陳味”。且新稻谷絨毛完整，陳稻谷絨毛常常不完整[15]。感觀檢定需要經(jīng)驗豐富的糧油檢驗人員進行，且受主觀影響較大，此方法準確率不高，給稻谷收購工作帶來許多不便[16-18]。

2.1.2 發(fā)芽率法

新收獲的稻谷，發(fā)芽率一般能達到90%以上，但隨著儲存時間的延長，稻谷的發(fā)芽率降低，種子生活力減弱[19]。朱永義[20]在進行稻米新鮮度及其鑒別方法研究時發(fā)現(xiàn)糙米發(fā)芽率與貯存溫度呈負相關(guān)，常溫過夏的糙米發(fā)芽率較低溫貯存的糙米發(fā)芽率低，發(fā)芽率高的糙米，種子的生命力未受損害。但是張玉榮等[21]在研究發(fā)芽率與儲藏條件的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，發(fā)芽率易受儲藏條件的影響，不適宜作為稻谷新陳度的判定指標。

2.2 氧化還原法

2.2.1 愈創(chuàng)木酚顯色法

新鮮米粒中氧化還原酶（過氧化物酶）的活性強，在其作用下釋放出活性很強的原子態(tài)氧，將愈創(chuàng)木酚氧化成紅色的4-愈創(chuàng)木酚。糧食越新鮮，過氧化氫酶活性越高，反應(yīng)產(chǎn)物的紅色愈深[22]?？梢酝ㄟ^稻谷顯色程度判斷稻谷新陳度。于林平等[23]對小麥新陳度進行研究時指出，此方法對保管2年以上的糧食比較適宜。

2.2.2 碘化鉀顯色法

碘化鉀顯色法通過測定稻谷中過氧化物酶活性來判斷稻谷新陳度。過氧化物酶活性越弱，則米粒越顯藍色，稻谷陳化程度越高;過氧化物酶活性越強，則米粒著色緩慢[24]，且顏色較淺。但碘-淀粉反應(yīng)是由直鏈淀粉引起的，所以此法不適用于糯米。

2.2.3 焦性沒食子酸顯色法

在過氧化氫作用下，焦性沒食子酸被氧化而變色。新鮮稻谷中存在較多的氧化物酶，可以活化過氧化氫，使新鮮稻谷顯色呈黃色，而陳稻谷呈無色。并且稻谷的新鮮度越高，酶的活性越強，顯色越深[25]。

2.2.4 過氧化氫酶活（CAT）測定方法

稻谷中的過氧化氫酶可以分解過氧化氫，測定試驗樣品在一定時間內(nèi)對一定量的過氧化氫底物的分解速率可以評價過氧化氫酶活性，再用硫代硫酸鈉溶液滴定。實驗表明過氧化氫酶活力與總脂肪的相關(guān)系數(shù)較高，可間接判斷稻谷新陳度[26-27]。

2.3 酸度檢驗法

2.3.1 酸性指示劑法

稻谷隨貯存時間的延長，水溶性酶將增加，其原因可認為是糖、脂肪酸被分解，試管內(nèi)投入一定量的米粒與酸性指示劑，振蕩后觀察米粒、溶液的顯色。趙建華等[28]比較了四種常用的稻谷新陳度檢測方法，指出稻谷脫殼后的糙米水浸液pH值的變化具有一定的規(guī)律和特點，酸性指示劑法在檢測稻谷的新陳度時反應(yīng)迅速，顯色液顏色差異明顯，試驗效果比TTC顯色法、愈創(chuàng)木酚顯色法和KI顯色法都好。張與紅等[29]同時選用三種方法測定大米新陳度，發(fā)現(xiàn)溴百里酚藍-甲酚紅混合指示劑較pH法和甲基紅-溴百里酚藍法更適用于大米或碎米新陳度的測定。韓占江等[30-32]也認為酸度指示劑法是較為簡便易行的大米新陳度檢驗方法。倪美仙等[33-34]在標準大米樣品中加入顯色液，將反應(yīng)溶液過濾后測定吸光度，以判斷稻谷的新陳度。酸性指示劑法也可作為定量測定的輔助參考方法使用[35]，亦可檢驗出同一份樣品中新陳稻谷的互混比例[36]。酸度指示劑法的缺點是不能準確判斷谷物的新鮮程度，尚需進一步研究反應(yīng)液吸光值與新鮮程度的數(shù)量關(guān)系。

2.3.2 脂肪酸值法

大米脂類的變化被認為是導(dǎo)致陳化的最主要的因素[37-38]。稻谷在儲藏或加工過程中，被脂肪酶水解，便游離出亞油酸、油酸、棕櫚酸等，使pH值發(fā)生變化[39-41]。由于稻谷脂肪酸值與儲藏時間、儲藏品質(zhì)有顯著的相關(guān)性，因此對于將脂肪酸值作為稻谷儲存品質(zhì)判定指標的報道頗多[42]。國家標準《稻谷儲存品質(zhì)判定規(guī)則》（GB/T 20569-2006）[43]更是規(guī)定了稻谷脂肪酸值的測定方法。脂肪酸值測定法用于稻谷新陳度的測定可以實現(xiàn)量化，通常陳化越嚴重脂肪酸值越大[44]。

2.4 揮發(fā)性物質(zhì)分析法

2.4.1 大米中脂肪酸組成的測定

稻谷中的不飽和脂肪酸在相應(yīng)酶和氧的作用下發(fā)生氧化，導(dǎo)致油酸含量升高，亞油酸含量下降。袁貝等[45]通過GC-MS測定大米中脂肪組成酸含量時發(fā)現(xiàn)新大米中飽和脂肪酸為21.48%，陳化后上升至27.63%，不飽和脂肪酸總量從78.52%下降為72.38%，多不飽和脂肪酸的質(zhì)量分數(shù)從64.5%降低到43.18%。

2.4.2 頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用分析法

應(yīng)用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用分析技術(shù)，對不同儲藏條件下稻谷樣品的揮發(fā)性物質(zhì)進行測定，發(fā)現(xiàn)揮發(fā)性物質(zhì)的性質(zhì)及含量，與稻谷儲藏時間、儲藏溫度存在相關(guān)性。隨著儲藏時間的延長，稻谷中雜環(huán)類揮發(fā)性物質(zhì)受儲藏時間及溫度的影響較小，醇類、酯類、醛類、烯烴類、酮類、烷烴類下降明顯，苯類物質(zhì)有上升的趨勢[46]。

2.4.3 風味物質(zhì)分析法

用便攜式電子鼻系統(tǒng)對新陳大米的揮發(fā)性成分進行檢測。楊慧萍[47]等通過對不同儲藏溫度、不同水分條件下的粳稻氣味值和脂肪酸值變化進行跟蹤檢測，發(fā)現(xiàn)隨著儲藏時間的延長，氣味值不斷增大。第一主成分和第二主成分可以有效地將新陳大米加以區(qū)分。電子鼻分析能夠通過氣味區(qū)分新陳大米，結(jié)果和氣質(zhì)分析相一致。同時電子鼻可以快速無損地對大米陳化程度進行鑒定。胡寰翀[48]運用電子鼻系統(tǒng)檢測儲藏過程中稻谷氣味的變化，發(fā)現(xiàn)稻谷氣味、脂肪酸值均隨儲藏時間的延長而增加，稻谷新鮮度下降。

2.5 光譜分析方法

2.5.1 紅外光譜分析（FT-IR）檢測

近紅外光譜檢測技術(shù)具有分析速度快、分析效率高、分析成本較低等優(yōu)點，紅外光譜技術(shù)是近年來各國學者深入研究并應(yīng)用于實際檢測中的一種快速檢測技術(shù)。近紅外光譜主要由分子內(nèi)基團振動的倍頻吸收和合頻吸收產(chǎn)生，只有含氫官能團如C-H、N-H、S-H和O-H的伸縮振動才能被檢測到。徐彥[49]采用判別分析法建立近紅外技術(shù)檢測秈稻新陳度的分析模型。研究結(jié)果表明：采用近紅外光譜分析技術(shù)快速檢測秈稻主要成分和新陳度是可行的。樣品在4 000～400cm-1范圍內(nèi)進行紅外圖譜掃描。新鮮大米陳化后多個吸收峰強度變小，表明大米的脂肪酸已經(jīng)發(fā)生分解，含量開始下降。李娟等[50]掃描了90個稻谷樣本的光譜信息，采用偏最小二乘法建立了稻谷的近紅外模型，表明用近紅外光譜技術(shù)對稻谷品質(zhì)進行控制是可行的[51]。

2.5.2 拉曼光譜分析技術(shù)

當入射光束的光子與待測分子相互作用時，產(chǎn)生彈性碰撞和非彈性碰撞，在非彈性碰撞過程中，會導(dǎo)致光子頻率改變，通過測定物質(zhì)的特征拉曼光譜，進行定性定量分析[52]。黃亞偉等[53]指出拉曼光譜技術(shù)可應(yīng)用于快速識別玉米新陳度。趙迎等[54]構(gòu)建新陳大米快速鑒別模型，發(fā)現(xiàn)新陳大米在拉曼光譜圖中的分布具有一定的規(guī)律性，綜合判斷率達95%，鑒別正確率較高，可實現(xiàn)對新陳大米的初步鑒別。

2.6 其他檢測方法

2.6.1 稻谷新鮮度快速檢測儀

川上晃司等[55]開發(fā)的快速檢測稻米新鮮度的大米測鮮儀，可以實現(xiàn)稻米新陳度的快速檢測。于素平等[56]介紹了一種稻谷新鮮程度快速檢測儀器-稻谷新鮮度測定儀的檢測原理、構(gòu)成和使用方法，并研究了該儀器的穩(wěn)定性、臺間差等相關(guān)性能，結(jié)果表明該儀器的多項性能指標符合行業(yè)標準要求，可用于稻谷新鮮度的快速篩查。

2.6.2 電導(dǎo)率

對于稻谷新鮮程度的變化，細胞膜電導(dǎo)率比丙二醛含量更敏感。細胞膜上的脂類物質(zhì)易與氧接觸發(fā)生膜脂氧化和過氧化反應(yīng)，電導(dǎo)率作為細胞膜透性的變化的主要指標，可以反映出稻谷的新陳度變化[57]。

3 結(jié) 論

為了及時了解稻谷在儲藏期間的品質(zhì)劣變情況及其新鮮程度，防止收購過程中以陳頂新的事件發(fā)生，有效做到推陳儲新、適時輪換，尋找出一種適合基層糧食檢測人員操作的快速、準確的稻谷新陳度檢測方法勢在必行。綜合上述各種檢測方法發(fā)現(xiàn)：感觀檢測法雖簡單易行，但即使是具有豐富經(jīng)驗的檢測人員亦不能準確判定其陳化度;氧化還原法、酸度檢驗法對檢測人員的技術(shù)水平要求高;揮發(fā)性物質(zhì)分析法、光譜分析法、快檢法所使用儀器設(shè)備往往價格不菲，難以在基層糧庫普及。為此，將尋求在借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)之上，對稻谷的新陳度做進一步的研究和探討。

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Study for the Detection Method of Rice-Freshness

Zhang Meiling1，Qin Liying2

（1.Jilin Quality Inspection Center Co.，Ltd.，China Grain Reserve Corporation，Changchun，Jilin 130000;

2.Sinograin HunChun Depot Co.，Ltd，Yanbian，Jilin 1333000）

Abstract：Rice is our main food crop， however， it sometimes happens that old rice is declaimed and sold as fresh one during the purchasing business. In order to improve the detection of freshness of rice， this article summarizes the methods of detection to support the fast detection for the rice freshness. Also， it introduces other methods， such as sensory and physical test，oxidation-reduction method，acidity test， volatile substances test， spectral method and so on， along with their principles and processes.Meanwhile， this article prospects the future developments and researches.

Key Words：rice，aging，freshness，detection method

收稿日期：2019-12-24

作者簡介：張美玲，工程師，研究方向為糧油檢測。