不同儲糧糧倉稻谷品質及其霉菌數(shù)量的差異分析

李 娜，周紅麗*，周 濤，黃天柱，聶蓬勃

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術學院，湖南長沙 410128；2.中南糧油食品科學研究院有限公司，湖南長沙 410008）

稻谷是我國主要的糧食作物之一，全國各地都有稻谷的種植產(chǎn)區(qū)，稻谷年總產(chǎn)量高達2億多噸[1]。稻谷儲藏過程中，微生物在濕熱條件下滋生，容易引起儲藏稻谷發(fā)霉、腐爛和變色，直接或間接地影響儲藏稻谷的質量和安全，導致不可逆的定性損失[2-3]。產(chǎn)毒霉菌通常會污染儲存的谷物和谷物產(chǎn)品，同時產(chǎn)生有毒的次生代謝物，這些毒素對身體的組織、器官會產(chǎn)生嚴重的損傷，具有致癌、致畸作用，而細菌、真菌和病毒是導致食源性疾病的主要原因[4-5]。

稻谷在儲藏過程中，其品質主要受到溫度和水分的影響，水分含量又是真菌生長的決定性因素，當水分含量在霉菌生長臨界水分以下，即使溫度適宜，霉菌也不會生長[6-7]。何榮等[8-9]研究發(fā)現(xiàn)，黑曲霉（Aspergillus niger）、黃曲霉（As-pergillus flavus）以及產(chǎn)黃青霉（Penicillium chrysogenum）最易導致稻谷結塊，此外結塊稻谷的出糙率、整精米粒率較低，并且不完善粒率明顯增加。目前，關于影響稻谷品質的研究主要集中于溫度與水分，儲糧溫度會對稻谷造成直接影響。付消費等[10-12]研究發(fā)現(xiàn)，高溫可導致粳稻的脂肪酸值上升速率加快，另外隨著溫度的升高，整精米率下降速度也越來越快；SUNG J等[13]利用基于質譜的電子鼻系統(tǒng)測定不同溫度儲存下稻谷的脂肪酸值發(fā)現(xiàn)，在較高溫度儲存條件下，稻谷的脂肪酸值顯著增加，稻谷感官質量降低；LI Y等[14]研究發(fā)現(xiàn)，控溫儲藏8個月內(nèi)，低溫（15 ℃）與高溫（35 ℃）儲藏下的樣品相比，具有更低的脂肪酸值、過氧化值和羰基值；由于在熱帶、亞熱帶氣候地區(qū)，大多數(shù)糧食是在濕熱季節(jié)收獲。未能及時干燥的稻谷在濕熱條件下儲藏會大量滋生霉菌，引起稻谷品質下降[15]。奚萌等[16]研究發(fā)現(xiàn)，當?shù)竟人趾孔兓瘦^小時，霉菌受糧溫影響較大，隨糧溫的升高先增加后隨糧溫降低而減少。

在此研究背景下，為了調(diào)整和完善稻谷的儲藏條件，降低稻谷在儲藏過程中的損失，本研究綜合湖南各地區(qū)的儲糧條件，對不同糧倉及糧倉不同位置稻谷的霉菌總數(shù)、水分含量、脂肪酸值和出糙率進行測定與比較，分析稻谷霉菌與品質變化的差異及其相關性，為稻谷儲藏條件的調(diào)整和完善，提供一定的技術支撐[17-18]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 樣品

早秈稻谷：湖南省長沙縣金山糧倉、常德市金牛糧倉、永州市銀光糧倉，入庫年份為2018年。

1.1.2 培養(yǎng)基與試劑

馬鈴薯葡萄糖瓊脂（potato dextrose agar，PDA）培養(yǎng)基：北京陸橋技術股份有限公司；無水乙醇（分析純）：天津市富宇精細化工有限公司；氫氧化鉀標準滴定溶液（0.5000 mol/L）：深圳市博林達科技有限公司；酚酞指示劑：國藥集團化學試劑有限公司；氯化鈉（分析純）：西隴科學股份有限公司。

1.2 儀器與設備

MJ-150-11霉菌培養(yǎng)箱：上海一恒科學儀器有限公司；LDZX-50KBS立式高壓蒸汽滅菌器：上海申安醫(yī)療器械廠；TP-220A電子天平：湘儀天平儀器設備有限公司；JLGJ45檢測礱谷機：浙江臺州市糧儀廠；JFSD-100-Ⅱ電動粉碎機：上海嘉定糧油儀器有限公司；202電熱恒溫干燥箱：北京市光明醫(yī)療儀器有限公司；FA1104N電子天平：上海菁海儀器有限公司；JGMJ8098精密檢測機：上海嘉定糧油儀器有限公司；HY-4調(diào)速多用振蕩器：上海浦東物理光學儀器廠。

1.3 實驗方法

1.3.1 稻谷樣品采集

對金山、金牛、銀光三個實驗糧倉均采用五點三層取樣，取樣點見圖1。

圖1 糧倉中稻谷的取樣點位Fig.1 Sampling points of rice in silo

分別以距糧堆表面2.4 m、3.6 m、4.8 m為上層、中層、下層。以距糧倉東南角、東北角、西南角、西北角1.5 m處及糧倉中央點作為取樣點，每一個點位取上、中、下三層的稻谷樣品，每一個糧倉共取15份樣品，每份樣品取1 kg，用無菌取樣袋密封取回，于實驗室低溫避光保存。對每一層的取樣點及整個糧倉的取樣點所取樣品，各稱取100 g于無菌均質袋中，分別用于每一層的混樣和糧倉總混樣的檢測[18]。取樣時各糧倉實時溫度、濕度數(shù)據(jù)見表1；各糧倉取樣點不同糧層實時監(jiān)測溫度數(shù)據(jù)見表2。

表1 取樣糧倉的儲藏條件Table 1 Storage conditions of sampling silos

表2 取樣糧層稻谷的溫度Table 2 Temperature of rice of sampling layers

1.3.2 測定方法

霉菌總數(shù)的測定參照GB 4789.15—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗霉菌和酵母計數(shù)》[19]；稻谷出糙率的測定參照GB/T 5495—2008《糧油檢驗稻谷出糙率檢驗》[20]；水分含量的測定參照GB/T 5497—1985《糧食、油料檢驗水分測定法》[21]；脂肪酸值的測定參照GB/T 20569—2006《稻谷儲存品質判定規(guī)則》[22]。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

每組實驗設定兩個平行，使用Excel 2016對測定數(shù)據(jù)作圖，SPSS 20.0軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 稻谷的霉菌總數(shù)

2.1.1 不同糧倉稻谷的霉菌總數(shù)

圖2 不同糧倉稻谷霉菌總數(shù)Fig.2 Total mold count of rice in different silos

由圖2可知，偏北方的常德金牛糧倉的霉菌總數(shù)（2.6×103CFU/g）最低，其次是中部地區(qū)的開慧金山糧倉（4.2×103CFU/g），南方的永州銀光糧倉的霉菌總數(shù)（5.8×103CFU/g）較多。不同取樣糧倉稻谷霉菌總數(shù)差異顯著（P＜0.05），推測可能與其所處地理環(huán)境有關，說明溫度與濕度等儲糧條件可能對稻谷中霉菌量有一定的影響。

2.1.2 糧倉不同層位稻谷的霉菌總數(shù)

圖3 糧倉不同層位稻谷霉菌總數(shù)的比較Fig.3 Comparison of total mold count of rice in different layers of silo

由圖3可知，對比取樣的不同糧層的霉菌總數(shù)，總體趨勢均為上層＞中層＞下層，且同一糧倉不同糧層稻谷霉菌量存在顯著性差異（P＜0.05）。分析原因可能是由于稻谷在儲藏過程中不同位置的微生物的生長活動強度不同，湖南地區(qū)溫度相對較高，尤其是糧倉上層溫度受外界影響較大，而糧倉下層溫度相對較低，基本在10～13 ℃之間，對霉菌的生長以及稻谷自身的呼吸作用都有一定的抑制作用[23]。

2.1.3 糧倉不同點位稻谷的霉菌總數(shù)

圖4 糧倉不同點位稻谷霉菌總數(shù)的比較Fig.4 Comparison of total mold count of rice at different points of silo

由圖4可知，三個糧倉稻谷霉菌量整體趨勢為銀光倉＞金山倉＞金牛倉，推測與糧倉所在地區(qū)地理環(huán)境氣候存在差異有關。但同一糧倉不同點位稻谷霉菌量無顯著性差異（P＞0.05）。

2.2 糧倉稻谷品質的變化

2.2.1 不同糧倉稻谷品質的變化

不同糧稻谷的水分含量、脂肪酸值及出糙率見表3。

表3 不同糧倉稻谷品質差異Table 3 Differences in rice quality between different silo

由表3可知，銀光倉水分含量較高，且與另外兩個糧倉相比，脂肪酸值最高，出糙率最低；金牛倉稻谷的水分含量較低且出糙率最高，脂肪酸值稍高于金山倉稻谷；金山倉水分含量稍低于銀光倉，出糙率低于金牛倉，脂肪酸值最低；說明金牛倉、金山倉稻谷品質相對較好，銀光倉稻谷品質整體偏低。且不同糧倉的稻谷水分含量、脂肪酸值、出糙率存在顯著性差異（P＜0.05），推測與糧倉所在地區(qū)地理環(huán)境氣候存在差異以及不同糧倉稻谷霉菌量不同有關。

表4 糧倉不同層位稻谷的品質Table 4 Quality of rice in different layers of silo

2.2.2 糧倉不同層位稻谷品質變化

由表4可知，同一糧倉不同取樣糧層間稻谷的水分含量、脂肪酸值及出糙率均存在顯著性差異（P＜0.05），且不同糧倉各糧層稻谷的水分含量、脂肪酸值均呈上層＞中層＞下層的趨勢，出糙率呈下層＞中層＞上層的趨勢。各個糧倉下層稻谷水分含量較低，上層水分含量較高，可能是由于儲藏溫度對稻谷水分含量有一定的影響[12]。春夏交替季節(jié)，氣溫顯著上升，糧堆上層稻谷易受到外部高溫的影響，溫度上升，溫度對水分活度的影響較大，呈現(xiàn)出糧堆上層稻谷水分活度高于中下層的現(xiàn)象。稻谷處于較高的溫度環(huán)境下，脂肪極易水解，溫度變化幅度與脂肪酸值呈正向線性關系，溫度變化幅度越大，脂肪酸值越大，從而導致糧堆上層稻谷脂肪酸值高于中下層的現(xiàn)象[24]，儲糧溫度上層＞中層＞下層，也是導致各糧倉下層出糙率均較高的原因之一。結果表明，相對于中、上層，糧倉下層稻谷品質較好，可能是由于糧倉下層稻谷溫度較低，抑制霉菌的生長繁殖，導致稻谷霉菌量明顯少于中層和上層，從而使稻谷品質相對較好，有益于延長稻谷儲存期限[25]。

2.2.3 糧倉不同點位稻谷品質變化

由表5可知，同一糧倉不同取樣點位間稻谷的水分含量、脂肪酸值及出糙率均存在顯著性差異（P＜0.05）。金牛倉3號點位稻谷水分含量與脂肪酸值較高，出糙率偏低，該點位稻谷品質相對較差；金山倉1號點位稻谷水分含量偏低，稻谷出糙率較高，脂肪酸值相對較低，稻谷品質整體較好；銀光倉4號點位稻谷水分含量與脂肪酸值均較低，稻谷出糙率相對較高，稻谷品質較好。由此可推測不同點位稻谷品質有一定差異，與該點位稻谷霉菌總數(shù)有關，金牛倉3號點位稻谷霉菌數(shù)相對較高，稻谷品質較低，金山倉1號點位稻谷與銀光倉4號點位稻谷霉菌量均相對偏低，稻谷品質較好。

表5 糧倉不同點位稻谷的品質Table 5 Quality of rice at different points of silo

2.3 稻谷霉菌量、水分含量、脂肪酸值、出糙率的相關性分析

采用相關性分析法對不同糧倉稻谷的霉菌量、水分含量、脂肪酸值及出糙率進行分析，結果見表6。

表6 稻谷霉菌量、水分含量、脂肪酸值、出糙率的相關性Table 6 Correlation between total mold count,moisture,fatty acid value and roughness of rice

由表6可知，金牛倉、金山倉、銀光倉稻谷霉菌總數(shù)與脂肪酸值呈極顯著正相關（P＜0.01）；金牛倉與金山倉稻谷霉菌總數(shù)與出糙率呈顯著負相關（P＜0.05）、銀光倉稻谷霉菌總數(shù)與出糙率呈極顯著負相關（P＜0.01）；金山倉、銀光倉稻谷霉菌總數(shù)與水分含量呈顯著正相關（P＜0.05）；金牛倉與銀光倉稻谷脂肪酸值與出糙率呈顯著負相關（P＜0.05）。結果表明，稻谷脂肪酸值會隨著稻谷中霉菌總數(shù)的增加而增加，稻谷出糙率與之相反，說明稻谷霉菌對其品質的劣變具有積極作用；霉菌的生長繁殖對生存環(huán)境的水分含量要求較高，因此，稻谷霉菌總數(shù)也會隨著稻谷水分含量的增加而增多[26]。

3 結論

通過對不同糧倉稻谷品質及其霉菌總數(shù)的差異分析發(fā)現(xiàn)，不同糧倉及取樣層位間稻谷霉菌總數(shù)差異顯著（P＜0.05），銀光倉＞金山倉＞金牛倉，上層＞中層＞下層，不同取樣點位間稻谷霉菌總數(shù)差異不顯著（P＞0.05）。不同糧倉的稻谷水分含量、脂肪酸值、出糙率差異顯著（P＜0.05），金山倉與金牛倉稻谷品質相對較好；同一糧倉不同層位稻谷水分含量與脂肪酸值均為上層＞中層＞下層，出糙率為下層＞中層＞上層，差異顯著（P＜0.05）；同一糧倉不同點位稻谷水分含量、脂肪酸值、出糙率差異顯著（P＜0.05）。霉菌量與水分含量、脂肪酸值、出糙率均有一定相關性，脂肪酸值與水分含量無顯著相關性（P＞0.05）。

最南方的銀光糧倉稻谷品質較差且?guī)Ь孔疃啵辈康貐^(qū)的金牛糧倉稻谷品質較好，說明相對偏南部高溫高濕地區(qū)糧倉，北方地區(qū)儲藏稻谷對其品質的保持更為有利，也說明了溫度與濕度等儲糧條件對稻谷品質有一定的影響。分析不同糧倉、糧倉不同位置稻谷霉菌量及稻谷品質的差異，可以有效預測糧堆是否存在霉變風險，對精準防霉控霉有重要意義。