胡元森,王改利,李翠香,蔡靜平

(河南工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院,河南省谷物資源轉(zhuǎn)化與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南鄭州 450001)

玉米儲(chǔ)藏期霉菌活動(dòng)及玉米主要品質(zhì)變化研究

胡元森,王改利,李翠香,蔡靜平

(河南工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院,河南省谷物資源轉(zhuǎn)化與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南鄭州 450001)

對(duì)兩個(gè)玉米品種在不同水分條件下進(jìn)行模擬儲(chǔ)藏,定期測(cè)定玉米中脂肪酸、蛋白質(zhì)的變化及微生物活動(dòng)情況.結(jié)果表明:低水分玉米微生物代謝活動(dòng)弱,水分含量 15%以上的高水分玉米中微生物活性值在第 10天開始明顯上升,在 50 d時(shí),活性值高出低水分玉米 10倍以上.儲(chǔ)藏期玉米脂肪酸值呈上升趨勢(shì),水分越高,上升越快,水分含量 15.4%的玉米脂肪酸值在第20天時(shí)上升趨勢(shì)開始加快.水分含量 15.4%的玉米水溶性蛋白含量在儲(chǔ)藏期變化明顯,而鹽溶蛋白含量相對(duì)穩(wěn)定,當(dāng)水分含量升高至 18%以上時(shí),兩種蛋白含量都會(huì)發(fā)生較大變化.低水分玉米中醇溶蛋白含量變化不大,而水分含量為 18.5%的玉米在儲(chǔ)藏 20 d醇溶蛋的含量開始迅速下降,60 d后其含量下降了 22%.

儲(chǔ)藏霉菌;脂肪酸值;微生物活性值;蛋白質(zhì)組分

0 前言

玉米是我國(guó)主要糧食作物之一,播種面積居世界第二位,總產(chǎn)量占谷物總產(chǎn)量的 20%以上[1],已成為極重要的飼料原料和食品工業(yè)原料.玉米在倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中,由于受外界環(huán)境條件及糧堆濕熱擴(kuò)散的影響,極易發(fā)生霉菌生長(zhǎng)活動(dòng),導(dǎo)致霉變及品質(zhì)劣變.

多位學(xué)者對(duì)玉米儲(chǔ)藏過(guò)程中品質(zhì)變化與微生物活動(dòng)進(jìn)行了研究.劉曉莉等[2]研究玉米吸濕過(guò)程中微生物活動(dòng)與品質(zhì)變化時(shí)發(fā)現(xiàn),玉米中微生物活性變化與脂肪酸值變化之間具有非常顯著的正相關(guān)性.李振權(quán)等[3]研究證實(shí)霉菌處于菌絲生長(zhǎng)期時(shí),其微生物活性值的增加速率顯著高于其他生理時(shí)期,對(duì)儲(chǔ)糧品質(zhì)的影響最大.唐芳等[4]對(duì)不同水分含量玉米儲(chǔ)藏中主要危害真菌的生長(zhǎng)規(guī)律進(jìn)行了研究,并考察了霉菌生長(zhǎng)與玉米溫度變化的關(guān)系.其他學(xué)者也分別從不同角度對(duì)玉米儲(chǔ)藏過(guò)程中品質(zhì)變化進(jìn)行了研究[5-6],獲得較為豐富的研究成果.

我國(guó)玉米收獲后缺乏自然干燥的條件,儲(chǔ)藏期間北方雨雪天氣多,南方濕度大,其在儲(chǔ)藏過(guò)程中容易吸濕,導(dǎo)致水分含量增加,霉菌活動(dòng)旺盛.前人研究大多集中在溫度或水分對(duì)玉米脂肪酸值、發(fā)芽率等指標(biāo)的影響,對(duì)低溫、高水分玉米儲(chǔ)藏過(guò)程中微生物活動(dòng)及蛋白質(zhì)的變化涉及不多.作者對(duì)不同水分含量玉米在低溫條件下霉菌活動(dòng)及主要品質(zhì)指標(biāo)變化進(jìn)行研究,為玉米安全儲(chǔ)藏及品質(zhì)分析提供參考.

1 材料與方法

1.1 材料

兩個(gè)玉米品種分別為鄭單 958號(hào)和中科 4號(hào),從河南省駐馬店豫鑫種子公司購(gòu)買.

1.2 方法

1.2.1 儲(chǔ)藏方法

把兩個(gè)品種玉米的水分含量調(diào)成 15%～16%和 18%～19%,連同原始水分(水分含量 9%～10%)玉米分別裝入 2.75 L塑料瓶中,每瓶裝玉米約 400 g,封口后一同放入 20℃、相對(duì)濕度75%恒溫恒濕箱中,定期取樣分析霉菌量、脂肪酸值、微生物活性值、蛋白質(zhì)組分變化情況.

1.2.2 水分測(cè)定

按 GB5497-85方法測(cè)定.

1.2.3 脂肪酸值測(cè)定

按 GB/T15684-1995方法測(cè)定.

1.2.4 微生物活性值測(cè)定

微生物活性值是表征微生物活動(dòng)狀況的一個(gè)指標(biāo),該值既與糧食中存在的微生物數(shù)量有關(guān),也與微生物的生理特性有關(guān),活性值大小用微生物快速檢測(cè)儀測(cè)定[7].

1.2.5 蛋白組分的提取及測(cè)定

水溶蛋白、鹽溶蛋白和醇溶蛋白的提取參照文獻(xiàn)[8]的方法:將玉米樣品用粉碎機(jī)粉碎后,過(guò)40目篩,稱取 2 g放入三角瓶中,加 80 mL水提水溶蛋白、加 80 mL 5%的 NaCl提鹽溶蛋白,加 80 mL 70%乙醇提醇溶蛋白,于 30℃振蕩提取 2 h, 5 000 r/min離心 10 min,上清液供電泳分析或含量測(cè)定.水溶蛋白及鹽溶蛋白采用垂直板 SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳分析.電泳條件:分離膠濃度12%,濃縮膠濃度 5%,上樣體積 20μL,電泳開始時(shí)電流為 10 mA,待樣品進(jìn)入分離膠后,電流為20～30 mA.醇溶蛋白的含量測(cè)定參照文獻(xiàn)[9].

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水分含量的玉米在儲(chǔ)藏過(guò)程中微生物活性值的變化

在20℃條件下,兩個(gè)不同水分含量的玉米品種在儲(chǔ)藏過(guò)程中,微生物活性值變化規(guī)律基本一致,見圖 1和圖 2.

從圖 1和圖 2可以看出,微生物活性值總體呈上升趨勢(shì),水分越高上升得越快.在 50 d儲(chǔ)藏期內(nèi),低水分含量玉米微生物代謝活動(dòng)弱,其活性值變化不大,而水分含量 18.5%左右的玉米從第10天開始,微生物活動(dòng)開始旺盛,其微生物活性值顯著上升.在第 50天時(shí),鄭單 958活性值是同期低水分玉米的 13倍,中科 4號(hào)活性值變化規(guī)律與鄭單 958變化趨勢(shì)相似.

2.2 不同水分含量的玉米在儲(chǔ)藏過(guò)程中脂肪酸值的變化

不同水分含量的玉米在儲(chǔ)藏過(guò)程中脂肪酸值的變化見圖 3和圖 4.

從圖 3和圖 4可以看出,玉米儲(chǔ)藏期脂肪酸值總體呈上升趨勢(shì),水分越高上升得越快.在 50 d儲(chǔ)藏期內(nèi),水分含量 10.4%的玉米脂肪酸值變化不大,水分含量 15.4%左右的玉米在儲(chǔ)藏 30 d后,該值開始略有上升,當(dāng)水分含量較高時(shí),脂肪酸值上升較快,如水分含量 18.6%的鄭單 958在儲(chǔ)藏 50 d后脂肪酸值增加了 1倍以上.

2.3 不同水分含量的玉米在儲(chǔ)藏過(guò)程中蛋白質(zhì)組分的變化

鄭單 958儲(chǔ)藏期水溶蛋白、鹽溶蛋白電泳圖見圖 5和圖 6.

從圖 5和圖 6可看出,鄭單 958水溶性蛋白在儲(chǔ)藏期發(fā)生了較大變化,特別是在儲(chǔ)藏 20 d左右時(shí),蛋白譜帶發(fā)生明顯變化.在 40 d儲(chǔ)藏期內(nèi),條帶 a1～a3灰度減弱甚至消失,b1～b4、b6～b7灰度在儲(chǔ)藏 20 d時(shí)有短暫增強(qiáng),隨后又減弱.在儲(chǔ)藏期 b5灰度一直增加.儲(chǔ)藏 30 d后,電泳譜帶基本不變.這一情形說(shuō)明,水分含量 15.4%的玉米在儲(chǔ)藏 20 d左右時(shí)蛋白種類開始變化,少數(shù)大分子質(zhì)量 (a1、a2條帶)水溶性蛋白水解,使 20～40 ku的蛋白含量增多(b1～b6),至儲(chǔ)藏 30 d后,蛋白組分已趨于穩(wěn)定.與水溶性蛋白相比,鄭單958鹽溶蛋白條帶數(shù)量幾乎沒(méi)有變化,只有部分條帶灰度減弱(圖 6箭頭所示).這說(shuō)明在該儲(chǔ)藏條件下,鹽溶蛋白組分穩(wěn)定,水解較少.

不同水分含量玉米儲(chǔ)藏 40 d時(shí)的水溶蛋白電泳結(jié)果見圖 7和圖 8.由圖 7和圖 8可知,水分含量 18.5%的玉米中多數(shù)蛋白條帶灰度較水分含量 10.3%及 15.4%的下降,隨水分升高至20.7%,部分蛋白帶消失 (圖 7箭頭所示).鹽溶蛋白表現(xiàn)與水溶蛋白相似的變化規(guī)律,c1～c5蛋白帶在低水分含量玉米中含量較大,當(dāng)水分升高至 20.7%時(shí),該譜帶灰度減弱,同時(shí)中、低分子質(zhì)量的 d1～d4蛋白帶灰度增強(qiáng) (見圖 8).這一情形暗示,儲(chǔ)藏 40 d時(shí),低水分玉米蛋白組分變化不大,當(dāng)水分含量高于 18.5%時(shí),玉米中水溶及鹽溶蛋白開始水解,隨水分含量升高水解愈明顯.

不同水分含量鄭單 958儲(chǔ)藏期醇溶蛋白變化情況見圖 9.

圖9 不同水分含量鄭單 958儲(chǔ)藏期醇溶蛋白的變化

從圖 9可看出,在 20℃儲(chǔ)藏條件下,低水分玉米短期儲(chǔ)藏時(shí)醇溶蛋白含量變化不大,隨著水分升高,玉米醇溶蛋白含量降低.水分含量15.4%的玉米在儲(chǔ)藏 40 d后,醇溶蛋白開始緩慢下降,而水分含量 18.5%的玉米在儲(chǔ)藏的第 20天即開始迅速下降,儲(chǔ)藏 60 d后其含量下降了 22%.這說(shuō)明玉米在低溫低濕條件下,醇溶蛋白儲(chǔ)藏穩(wěn)定性較好,蛋白不易發(fā)生變化,當(dāng)水分高于 15.4%后,由于種子呼吸和霉菌活動(dòng)旺盛,醇溶蛋白含量下降較快,儲(chǔ)藏品質(zhì)開始發(fā)生劣變.

3 結(jié) 論

在20℃儲(chǔ)藏條件下,水分含量是影響儲(chǔ)藏期玉米霉菌活動(dòng)的主要因素.水分含量在 10%以下時(shí),微生物代謝活動(dòng)弱,其活性值變化不大.當(dāng)水分含量在 15%以上時(shí),微生物從第 10天開始活動(dòng)旺盛,其微生物活性值顯著上升.

儲(chǔ)藏期玉米脂肪酸值呈上升趨勢(shì),水分越高上升得越快.水分含量 10.3%的玉米脂肪酸值變化不大,水分含量達(dá) 18.5%時(shí),脂肪酸值在 20 d時(shí)開始上升,儲(chǔ)藏 50 d后其值增加 1倍以上.

水分含量 15.4%的玉米水溶性蛋白在儲(chǔ)藏期變化明顯,而鹽溶蛋白相對(duì)穩(wěn)定,當(dāng)水分含量升高時(shí),這兩種蛋白中高分子質(zhì)量蛋白會(huì)發(fā)生較大程度水解.水分含量 10.3%的玉米中醇溶蛋白含量變化不大,當(dāng)水分含量達(dá)到 18.5%時(shí),儲(chǔ)藏 20 d即開始迅速下降,60 d后醇溶蛋白含量下降了22%.

[1] 何學(xué)超,肖學(xué)彬,楊軍,等.玉米儲(chǔ)藏品質(zhì)控制指標(biāo)的研究 [J].糧食儲(chǔ)藏,2004(3): 46-50.

[2] 劉曉莉,蔡靜平,黃淑霞,等.糧食吸濕過(guò)程中微生物活動(dòng)與品質(zhì)變化相關(guān)性的研究[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2006,27(5):33-35.

[3] 李振權(quán),蔡靜平,黃淑霞,等.不同生理狀態(tài)霉菌對(duì)儲(chǔ)糧品質(zhì)危害性的研究 [J].糧油加工,2007(7):96-98.

[4] 唐芳,程樹峰,伍松陵.玉米儲(chǔ)藏主要危害真菌生長(zhǎng)規(guī)律的研究 [J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2008,23(5):137-140.

[5] 張玉榮,溫紀(jì)平,周顯青.不同儲(chǔ)藏溫度下玉米品質(zhì)變化研究 [J].糧食儲(chǔ)藏,2003 (3):7-9.

[6] 王若蘭,白棟強(qiáng),姚瑋華.主要儲(chǔ)備糧種在不同溫度狀態(tài)下儲(chǔ)藏品質(zhì)的研究[J].鄭州工程學(xué)院學(xué)報(bào),2003,24(4):5-8.

[7] 蔡靜平.儲(chǔ)糧微生物活性及其應(yīng)用的研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào),2004(4):76-79.

[8] 張進(jìn)忠,王金水,周長(zhǎng)智,等.不同儲(chǔ)藏件下小麥蛋白質(zhì)變化研究[J].鄭州糧食學(xué)院學(xué)報(bào),1997,18(4):72-76.

[9] 張龍翔.生化實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法[M].北京:人民教育出版社,1981:183-187.

FUNGIACTIV ITY AND QUAL ITY CHANGE OFMAJOR COMPONENT OF STORED CORN DUR ING STORAGE PER IOD

HU Yuan-sen,WANG Gai-li,L ICui-xiang,CA IJing-ping
(Key Lab of Corn Kernel Transfor m ation and U tilization of Henan Province,School of B ioengineering,Henan University of Technology,Zhengzhou450001,China)

The article perfor med stimulated storage of two corn varieties under the condition of different moisture contents,and periodically deter mined the change of protein and fatty acid aswell as the microbial activity in the corn.The results show thatmicrobes in low-moisture corn haveweak metabolic activity;the activity value ofmicrobes in high-moisture corn(moisture continent higher than 15%)increases remarkably in the 10th day,and ismore than 10 times that of the low-moisture corn;the fatty acid value of the stored corn increases gradually,and the increase speed is in direct ratio with the moisture content;the fatty acid value of corn with 15.4%moisture content increases greatly in the 20th day;the content ofwater-soluble protein in the corn with 15.4%moisture content changes remarkably in the storage period,but the content of salt-soluble protein keeps relatively stable,and the contentsof the two proteins change greatlywhen the moisture content increases to above 18%;the contents of alcohol-soluble protein in low-moisture change little,but the contents of the alcohol-soluble protein in corn with the moisture contentof 18.5%decrease rapidlywhen stored for 20 days and decrease by 22%after stored for 60 days.

stored fungi;fatty acid value;microbial activity value;protein component

TS210

B

1673-2383(2010)03-0016-04

2009-12-04

河南省教育廳自然科學(xué)基金項(xiàng)目 (2009B210002);河南工業(yè)大學(xué)博士基金項(xiàng)目(150206)

胡元森(1976-),男,河南信陽(yáng)人,副教授,研究方向?yàn)榧Z食、食品微生物學(xué).