楊慧萍 劉 璐 宋 偉

（南京財經(jīng)大學1，南京 210046）

（糧食儲運國家工程實驗室2，南京 210046）

稻谷是我國3個主要糧種之一，稻谷的生產(chǎn)和儲存安全有重要的戰(zhàn)略地位。稻谷儲藏品質(zhì)控制指標中，脂肪酸值是能夠靈敏而客觀反映稻谷品質(zhì)變化的指標之一。儲藏溫度越高，稻谷含水量越大，其脂肪酸值上升速度越快。

稻谷儲藏期間其氣味變化也是反映稻谷品質(zhì)變化的重要指標，湯鎮(zhèn)嘉［1］指出大米在貯藏過程中，品質(zhì)不斷陳化，食味減退，香味逐漸消失，而產(chǎn)生陳宿味，并隨貯藏時間延長日益變濃。近年來，電子鼻技術已經(jīng)廣泛用于糧食、果蔬、煙草、飲料等領域［2－6］。目前國內(nèi)利用電子鼻對糧食氣味進行分析檢測，從而預測糧食理化品質(zhì)的相關研究較少。龐林江［7］指出小麥脂肪酸值、濕面筋含量、穩(wěn)定時間、弱化度、彈性和拉力比數(shù)與電子鼻檢測信號具有較為明顯的關系，它們可能對反映氣味綜合信息貢獻率大些，電子鼻檢測信號對它們較為靈敏。

本研究通過對不同水分、溫度儲藏條件下的粳稻谷樣品脂肪酸值和氣味值變化進行跟蹤檢測，研究不同儲藏條件對2個指標的影響，建立脂肪酸值和氣味值關系的數(shù)學模型。

1 材料與方法

1.1 供試樣品

晚粳稻谷：江蘇省新沂市，2011年產(chǎn)。

1.2 主要儀器

PQX型分段可編程人工氣候箱：寧波東南儀器有限公司；FOX4000型電子鼻：Alpha MOS公司；新豐牌JLG4.5型檢驗礱谷機：浙江臺州市糧儀制造廠；JXFM110錘式旋風磨：上海嘉定糧油儀器有限公司。

1.3 模擬儲藏方法

將供試粳稻谷樣品的水分調(diào)節(jié)為12.5%、13.5%、14.5%、15.5%。所有粳稻谷樣品分別裝入6 000 mL的密封廣口瓶中，置于溫度為30、25、20、15℃的恒溫箱，進行模擬儲藏。脂肪酸值測定：30℃條件下每隔15 d測定1次，其他條件每30 d測定1次。氣味值每30 d檢測1次。

1.4 檢測方法

1.4.1 脂肪酸值（mgKOH／100 g干基）測定

執(zhí)行 GB／T 20570—2006。

1.4.2 電子鼻檢測

每次取試樣2 g（準確至0.02 g），放入10 mL專用氣體取樣瓶中，密封，采用電子鼻頂空直接分析。樣品在35℃下預熱1 800 s，攪動速度500 r／min。以零級空氣為載氣，流速為 150 mL／min。注射針溫度為45℃，每次抽出2.5 mL氣體，以2.5mL／s速度注入電子鼻的氣體感應區(qū)，獲取時間為120 s。

2 結(jié)果討論

2.1 不同儲藏條件對脂肪酸的影響

2.1.1 不同溫度條件儲藏對粳稻谷脂肪酸值影響

低水分粳稻谷隨溫度升高，脂肪酸值變化比較緩慢，但是較高水分粳稻谷受溫度影響比較大。從圖1可以看出，隨著儲藏時間的延長，不同溫度儲藏樣品的脂肪酸值在儲藏初期不斷增加繼而又呈下降趨勢。儲藏溫度越高，脂肪酸值增加速度越快。水分為15.5%的粳稻谷在30℃條件下儲藏60 d后，脂肪酸值上升至47.36，而在25、20、15℃下樣品儲藏60 d后，脂肪酸值分別上升至42.60、36.47、32.77 mgKOH／100 g，儲藏60 d后脂肪酸值呈現(xiàn)下降趨勢；水分為12.5%的粳稻谷在30℃儲藏90 d后，脂肪酸值上升至40.69 mgKOH／100 g，而在 25、20、15℃下樣品儲藏90 d后，脂肪酸值上升至39.47、20.21、23.44。由圖1可知，水分為14.5%、13.5%的粳稻谷在不同溫度儲藏90 d后脂肪酸值均開始下降，但低溫條件下樣品脂肪酸值變化緩慢。結(jié)合以上結(jié)果，可以得出低溫可以明顯抑制粳稻谷脂肪酸值的增長。

2.1.2 不同水分儲藏條件下稻谷脂肪酸值的變化

由圖2可以看出，15℃儲藏條件下，不同水分含量的粳稻谷脂肪酸值均增加緩慢，低水分粳稻谷的脂肪酸值增長尤為緩慢。隨著儲藏溫度增加，高水分粳稻谷脂肪酸值迅速變化。如25℃下，隨著水分增大，脂肪酸上升速度增加。水分為15.5%的粳稻谷儲藏90 d后，脂肪酸值上升至44.79 mgKOH／100 g；水分為14.5、13.5、12.5%的粳稻谷儲藏90 d后，脂肪酸值分別升至 42.11、42.47、39.47 mgKOH／100 g。低水分粳稻谷即使在高溫的儲藏條件下仍然可以延緩脂肪酸值上升，這是由于高溫高水分條件加強粳稻谷本身呼吸作用，適宜微生物生長，尤其是霉菌的大量繁殖分泌出脂肪酶，造成脂肪水解生成大量游離脂肪酸。

圖2 不同水分下粳稻谷脂肪酸值的變化

2.2 不同儲藏條件對粳稻谷氣味變化的影響

采用電子鼻技術對粳稻谷儲藏期間產(chǎn)生的綜合氣味進行檢測分析，通過電子鼻識別模式中聚類分析方法，計算時采用馬氏距離對不同樣品進行處理和識別，從而間接得出儲藏期間不同粳稻谷樣品氣味值的變化。

2.2.1 溫度對氣味變化的影響

在不同儲藏溫度下，隨著儲藏時間的延長，粳稻谷氣味值不斷增加，溫度越高氣味值升高越快。以高水分粳稻谷為代表，見圖3。如水分為14.5%的粳稻谷在 15、20、25、30℃儲藏 120 d，氣味值分別為1.21、1.03、1.56和 1.64。這與周顯青等［8］得出的“稻谷中揮發(fā)性物質(zhì)各組分的總含量隨儲藏時間的延長而增加”結(jié)論一致?？傮w來說，粳稻谷在儲藏的前2個月，氣味值變化較快，后期變化較前期緩慢；溫度越高變化速率越快。溫度的增加會導致粳稻谷呼吸作用增強，加快自身新陳代謝，害蟲、微生物生長繁殖以及有機物質(zhì)分解速度加快，從而導致氣味變化速率增加。

圖3 不同溫度下粳稻谷氣味值變化

2.2.2 水分對氣味變化的影響

粳稻谷水分含量不同對氣味值影響比較明顯，選低溫和高溫儲藏條件為代表，見圖4。隨著水分含量的增高，粳稻谷的氣味值增大；同時也表現(xiàn)出前60d氣味值變化速率比后期快。尤其在30℃條件下，不同水分含量的粳稻谷樣品氣味值差值增大，如水分為12.5%、13.5%、14.5%、15.5%的粳稻谷儲藏至120 d后，氣味值分別增至1.02、1.28、1.64和1.79。水分的增加有助于微生物、害蟲生長以及糧粒本身的呼吸，從而加快氣味的產(chǎn)生。

圖4 不同水分下粳稻谷氣味值變化

2.3 脂肪酸值與氣味值變化關系

研究分析了儲藏不同時期的55個粳稻谷樣品，由圖5可見，粳稻谷的氣味值與脂肪酸值存在一定的聯(lián)系，隨著氣味值增大，脂肪酸值增大。當脂肪酸值增加至25 mgKOH／100 g，氣味值增速變緩。使用SSPS軟件分析得出脂肪酸值與氣味值最優(yōu)的擬合回歸方程為：

圖5 脂肪酸與氣味關系

y＝－1.522＋0.144x－0.002x2

式中：x為脂肪酸，R＝0.917，R2＝0.841。相伴概率顯著小于0.01，回歸方程通過F檢驗和回歸系數(shù)檢驗，方程有效。

3 結(jié)論

3.1 在不同溫度和水分條件下，隨著儲藏時間的延長，粳稻谷的脂肪酸值在儲藏初期不斷增加繼而又呈下降趨勢。水分為15.5%的粳稻谷在30℃下儲藏60 d后，脂肪酸值上升至47.36（mgKOH／100 g），而在25、20、15℃下儲藏60 d后，脂肪酸值分別上升至42.60、36.47、32.77；水分為12.5%的粳稻谷在30℃條件下儲藏90 d后，脂肪酸值上升至40.69，而在25、20、15℃下儲藏90 d后，脂肪酸值分別上升至39.47、20.21、23.44 mgKOH／100 g。水分為 15.5%的粳稻谷在25℃條件下儲藏90 d后，脂肪酸值上升至44.79 mgKOH／100 g，而水分為 14.5%、13.5%、1 2.5%的粳稻谷在25℃條件下儲藏90d后，脂肪酸值分別上升至42.11、42.47、39.47 mgKOH／100 g。由此可見，低水分粳稻谷即使在高溫的儲藏條件下仍然可以延緩脂肪酸值上升，低溫、低水分可以明顯抑制粳稻谷脂肪酸值的增長。

3.2 在不同溫度和水分條件下，粳稻谷的氣味值同樣隨著儲藏時間的延長不斷增大，氣味值在儲藏前期變化較快。水分為14.5%的粳稻谷在15、20、25、30℃條件下儲藏120 d，氣味值分別為1.21、1.03、1.56和 1.64。在 30℃條件下，水分為 12.5%、13.5%、14.5%、15.5%的粳稻谷儲藏120 d后，氣味值分別增至1.02、1.28、1.64和1.79。低溫、低水分可以延緩粳稻谷氣味值的變化。

3.3 脂肪酸值與氣味值回歸方程為y＝－1.522＋0.144x－0.002x2，R＝0.917，R2＝0.841。相伴概率顯著小于0.01，回歸方程通過F檢驗和回歸系數(shù)檢驗，方程有效。

［1］湯鎮(zhèn)嘉.糧食揮發(fā)性成分的研究進展［J］.糧食與油脂，1988（1）：60－63

［2］Pang Linjiang，Wang Jun，Lu Xinghua，et al.Discrimination of storage age for wheat by E－nose［J］.Transactions of the ASABE，2008，51（5）：1707－1712

［3］龐林江，王允祥，王俊，等.電子鼻技術在香菇甲醛識別中的應用［J］.食品與機械，2009，25（3）：101－102

［4］Brezmes J，Llobet E，Vilanova X，et al.Correlation between electronic nose signals and fruit quality indicators on shelflife measurements with pinklady apples［J］.Sensors and Actuators B，2001，80：41－50

［5］鄒小波，方如明.人工嗅覺系統(tǒng)及其在卷煙煙氣中的研究［J］.江蘇理工大學學報：自然科學版，2000，21（3）：1－4

［6］張文輝，用于飲料識別的電子鼻系統(tǒng)研究與實現(xiàn)［D］.陜西：西北工業(yè)大學，2004

［7］龐林江.電子鼻技術在小麥陳化評定中的應用研究［D］.浙江：浙江大學，2005

［8］周顯青，張玉榮，趙秋紅，等.稻谷新陳度的研究（四）——稻谷儲藏過程中揮發(fā)性物質(zhì)的變化及其與新陳度的關系［J］.糧食與飼料工業(yè)，2005（2）：1－3.