稻谷储藏过程中理化特性变化的研究.pdf

稻谷储藏过程中理化特性变化的研究注张 瑛1 吴先山2 吴敬德1 杨世祥3 童继平1 郑乐娅1 佘德红1 吴跃进1 (安徽省农业科学院水稻研究所1 安徽省水稻遗传育种重点实验室,合肥 230031)(安徽中谷粮油贸易有限责任公司2,合肥 230001)(安徽省定远县粮食局3,定远 233200)摘 要 根据现有国标稻谷储存控制指标角度研究了不同年份储藏稻谷的粘度、 脂肪酸值、 发芽率、 发芽势的变化曲线,还研究了不同年份储藏稻谷的脂肪氧化酶Lox - 3活性、 直链淀粉的含量、 胶长、 酸度、 碱消值、 电导率、 丙二醛的含量、 含水量的变化规律,并对所测定的项目指标进行统计分析,获得各项指标的相关系数 结果表明:储藏稻谷中,粘度、 脂肪酸值、 发芽率、 脂肪氧化酶Lox - 3活性、 直链淀粉的含量、 酸度、 电导率、 丙二 醛呈显著相关随着储藏时间延长,粘度、 脂肪氧化酶Lox - 3活性、 发芽率、 发芽势、 直链淀粉含量均下降;而 脂肪酸值、 酸度、 丙二醛的含量、 电导率则明显增加;胶长、 碱消度无明显的变化研究稻谷储藏过程中理化特性的变化,目的在于探索稻谷耐储藏评价的新的理化指标。

关键词 稻谷储藏 理化特性 耐储性指标0 前言稻谷是不耐储藏的粮食品种,在一般储存条件下稻谷第二年就开始陈化变质,稻谷的宜储存年限为3年左右稻谷在日常储存和长期储备中都需要进行耐储藏评价,识别早期劣粮,以便做好分类、 分品级储存,提高保粮技术,及时推陈贮新,防止稻谷陈化变质,从而避免造成经济损失国内、 外谷物化学工作者[1]一直都在探寻稻谷在储藏期间品质变化的规律,研究稻谷品质劣变评定中的诸因素如何选择和量化,以便制定出能反映稻谷储藏过程中品质变化的指标 及测定方法,从而指导储粮工作,确保储粮安全本文通过对连续6年入库的稻谷进行测定,试图找出各品质测定项目间的相互关系及其对储粮品质的影响,探明储藏稻谷理化特性变化规律,旨在指导储藏、 适时轮换及评价储藏稻谷的耐储性1 材料与方法1. 1 材料试验样品为1995年至2000年每年入库的 “汕优注:国家科技部 “863” 项目(2001AA241018) ,农业部 “948”(991018) ,安徽省科技厅重大科技专项(01603002)的资助收稿日期:2002 - 12 - 11张瑛:男,1968年出生,助研,植物生理生化研究63” 稻谷,该批样品均于2001年4月20日同时取自安 徽省炉桥国家储备库,按国标扦样方法(G B/ T 3543. 2- 1995)取样1Kg。

该样品的储藏条件均为:5个廒间 相同的房式散装仓,每个廒间长度40m ,跨度18m ,堆 粮高度4m采用密闭双低(低温、 低药)保管,计算机 自动测温,正常仓内温度最低5℃ 以下,最高28℃,平 均粮温18℃ ～20℃1. 2 化学试剂和主要仪器 亚油酸为中国医药公司经销产品 β-葫萝卜素为MERLK公司产品其他化学试剂均为分析纯721W微机型分光光度计:上海光学仪器厂NDY- 1旋转式粘度仪:上海精密科学仪器有限 公司分析仪器厂DDS -电导率仪:上海雷磁新泾仪器有限公司 离心机:美国, BECK MAN , ALLEGRA 21R Cen2trifuge等1. 3 方法 本研究主要对相同品种稻谷在同一储藏条件不 同储期的主要理化指标进行分析,主要证明稻谷的生 理指标(发芽率、 发芽势、 电导率)、 酶活性(脂肪氧化 酶)、 营养成分(直链淀粉、 脂肪酸值、 酸度)、 物理学特性(运动粘度、 碱消值、 胶长)、 挥发性物质(丙二 醛)对稻谷陈化的影响 本实验设两个重复,取平均2003年12月 第18卷第6期中国粮油学报 Journal of the Chinese Cereals and Oils AssociationVol. 18 ,No. 6 Dec. 2003值。

测定方法如下:1. 3. 1 粘度测定:按照G B/ T 5516 - 85的方法1. 3. 2 脂肪酸值:按照G B/ T 15684 - 95的方法1. 3. 3 酸度测定:按照参考文献[2]的方法1.3. 4 脂肪氧化酶Lox - 3活性测定:根据植物脂肪氧化酶同功酶检测技术,该技术已申请国家发明专利[3],其主要原理为:利用脂肪氧化酶的偶联氧化还原指示剂而产生显色反应1. 3. 5 胶长和碱消值:参考文献[1]的方法测定1.3. 6 直链淀粉含量测定:按照G B/ T 15684 - 1995的方法1.3. 7 发芽率和发芽势测定:按照G B/ T 5520 - 85的方法1.3. 8 电导率的测定:按照参考文献[4]的方法,稍作改动:取1kg ,用四分法处理,选取大小均匀、 籽粒饱满而无机械损伤的种子各100粒称重,清洗,放入装有250mL纯净水的玻璃瓶,在250C下处理24h、28h、48h、72h分别测定电导率1.3. 9 丙二醛的测定:按参考文献[5]的方法,稍作改动:取稻谷种子,吸涨12h后,去壳,加0. 2M pH7. 0磷酸缓冲液研磨,5000×g离心1h ,取上层清样,检测MDA的含量。

1. 3. 10 水分的测定:按照G B/ T 5497 - 85的方法2 结果与分析2. 1 储藏稻谷电导率生理指标的研究膜脂过氧化导致膜功能的变化是引起细胞电解质渗漏的主要原因[5],电解质渗漏则导致电导率大幅增加,膜透性增强本实验研究 “汕优63” 储藏稻谷电导率的变化,旨在研究电解质渗漏与稻谷储藏陈化变质的关系(见图1、 表1)从表1、 图1可以看出电导率变化过程分为三个阶段:2000年到1998年的稻谷,由24h至72h时,电导率增加百分率几乎呈线形上升;1998年至1996年的电导率增加百分率变化却较为平缓;1996年至1995年的电导率增加百分率出现急速下降,在24h和28h时1995年的电导率增加百分率甚至出现负值,48h和72h1995年的电导率增加百分率略高于2000年的电导率,但仍然是下降的趋势这说明:第一阶段,随着储存时间延长,细胞活力减弱,细胞膜透性增强,膜脂过氧化导致膜功能的变化,细胞电解质发生渗漏,电导率大幅增加;第二阶段,细胞膜透性增加较为平缓,膜脂过氧化过程在大幅增加后变缓,细胞电解质渗漏变缓;第三阶段,细胞开始死亡,细胞电解质 流失殆尽,相对表现为细胞膜透性的下降。

图1 储藏稻谷电导率的变化百分率表1 不同年份储藏稻谷的电导率年度电 导 率24h28h48h72h20006.76.628.199.3519997.337.510.112.0419989.379.512.5315.0519979.889.9812.9915.2319969.9110.7413.85 16.519956.476.5310.25 13.292. 2 储藏稻谷挥发性物质丙二醛的研究稻谷储藏过程中,膜的三酰甘油酯和磷脂水解产 生大量的主要成分为亚油酸的游离脂肪酸,这种游离 脂肪酸在脂肪氧化酶的作用下氧化为脂肪氢过氧化 物,然后进一步分解为醛、 酮等小分子物质,产生膜脂 过氧化,其主要产物为丙二醛(MDA)[9]本实验研究“汕优63” 储藏稻谷挥发性物质丙二醛含量的变化, 结果如图2 :图2 不同年份储藏稻谷丙二醛的含量在图2中,从2000年至1997年,丙二醛含量有明 显增加,升至1997年形成一个峰值;从1997年至1995年,丙二醛含量出现下降且幅度很大这说明: 随着储存时间延长,稻谷中的三酰甘油酯和膜磷脂迅速水解产生游离脂肪酸,游离脂肪酸的不饱和成分迅 速氧化为脂肪氢过氧化物,这种脂肪氢过氧化物则进 一步分解为丙二醛(MDA)等小分子物质,产生膜脂过12第18卷第6期张 瑛等 稻谷储藏过程中理化特性变化的研究氧化;随着细胞死亡,酶活性下降,细胞电解质流失殆 尽,游离脂肪酸的不饱和成分氧化明显减少,从而导 致丙二醛含量下降。

2. 3 发芽率和发芽势生理指标的研究新收获的种子具有较高的活性,发芽率和发芽势 较高,但其随着储存时间延长逐渐下降本实验研究 “汕优63” 储藏稻谷发芽率和发芽势变化趋势,结果 如图3 :图3 储藏稻谷发芽率和发芽势的变化趋势从图3可以看出:发芽率和发芽势变化趋势十分明显,其过程分为快速下降和缓慢下降两个阶段:快速下降阶段有两个,一个发生在2000年至1999年,另一个是1997年至1996年, ;缓慢下降阶段也有两个,一个是1999年至1997年,另一个是1996年至1995年,这时,种子已不能发芽由此可知,不仅发芽率,而且发芽势也可作为鉴定稻谷储藏陈化变质的指标2. 4 储藏稻谷脂肪氧化酶Lox - 3酶活性的研究脂肪氧化酶(Lipoxygenase.Lox. EC1. 13. 11. 12)广泛存在于植物特别是高等植物体内[6],其活力直接影响食品原料如大豆、 水稻等种子的储藏和加工品质在稻谷中,Lox主要存在于稻胚和种皮中Lox催化多元不饱和脂肪酸如亚油酸和亚油酸的加氧反应,产生脂肪的过氧化氢物本实验Lox - 3酶的活性检测方法根据植物脂肪氧化酶同功酶检测技术,该技术用分光光度计在454nm下测定OD值,其变化表示指示剂含量的变化,指示剂含量与Lox - 3酶的活性成反比,即表示指示剂含量的OD值越高,Lox - 3活性越低。

本实验以 “汕优63” 储藏稻谷分别作实验材料,取胚,进行脂肪氧化酶Lox - 3活性测定,检测Lox - 3活性体系的反应时间为由0h至24h ,结果如图4 :从图4可以看出:对于不同年份储藏稻谷,0h与4h、12h的OD值差值和0h与24 h OD值差值趋势相同,均逐渐减小,而0h与24h OD值差值表现得最为明显因此,从脂肪氧化酶Lox - 3活性来看,随着储存时间延长,其活性逐年降低实验中,随着储存时间延长,脂肪氧化酶Lox - 3活性逐渐降低,可能由于Lox - 3以游离的亚油酸为底物启动膜脂过氧化,产 生脂肪氢过氧化物,进一步分解为醛、 酮等小分子物 质(如丙二醛) ,这些醛、 酮物质的大量产生反过来抑 制了Lox - 3的活性,使其活性逐步降低图4 不同年份储藏稻谷Lox - 3活性检测2. 5 储藏稻谷水分、 脂肪酸值、 酸度的研究 稻谷中脂肪含量约为稻谷重量的2 % ,主要分布 在稻谷的种皮和胚中[7]随着稻谷储存时间延长,三酰甘油酯和磷脂中的结合脂肪酸在脂肪酶和磷脂酶 的作用下不断地被释放出来因此,稻谷中脂肪酸值 不断变化[8]另外,稻谷中由于有包括脂肪酸在内的 大量酸性物质存在,引起酸度改变。

本文对 “汕优63” 储藏稻谷水分、 脂肪酸值、 酸度的研究如图5 :图5 含水量、 脂肪酸值、 酸度的变化表2 不同年份储藏稻谷的含水量、 脂肪酸值、 酸度的变化测定指标年 度200019991998199719961995 含水量( %)13.413.11312.312.312.1 脂肪酸值(K OHmg/ 100g)27.933.935.531.844.541.1 酸度(0.01NNaOHmL/ 10g)0.180.230.265 0.2450.280.275在表2、 图5中可以看出:稻谷的不同储存时间, 稻谷水分逐渐减少;对于脂肪酸值和酸度,以2000年为标准,从脂肪酸值和酸度的变化趋势线来看,1999 年、1998年、1996年变化偏高, 1997年变化偏低从 理论上讲,脂肪酸值和酸度的变化趋势应逐步上升, 这与本实验有所不符为此,笔者作了实际调查,发 现:1999年与1998年稻谷入库前因连天阴雨在田间已受潮,水分变化导致稻谷种皮和胚的脂肪酸值和酸22中国粮油学报2003年第6期度迅速增加,而1997年稻谷入库前天气晴好含水量 较低,保存较好因此,本实验结果正好体现了这一 实际情况。

2. 6 储藏稻谷直链淀粉含量及运动粘度、 碱消值、。