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        稻谷出米率相關(guān)性分析及其參數(shù)優(yōu)化

        2023-12-18 12:26:28蘇春燕
        現(xiàn)代面粉工業(yè) 2023年6期
        關(guān)鍵詞:出米率篩孔糙率

        姚 晶 蘇春燕 樊 婷 任 沖

        (蘇州市吳中區(qū)糧油質(zhì)量監(jiān)測中心,江蘇蘇州 215156)

        在我國糧食生產(chǎn)和消費(fèi)中,稻谷占絕對主導(dǎo)地位。2022 年,我國稻谷種植面積29 450 khm2(1 hm2=10 000m2),約占谷物總種植面積的30%,稻谷產(chǎn)量20 849 萬t,約占谷物總產(chǎn)量的32%[1]。隨著生活水平的提高,人們越來越關(guān)注稻米的品質(zhì)和營養(yǎng),優(yōu)質(zhì)稻米需求量逐漸增大[2]。

        整精米率是評價(jià)優(yōu)質(zhì)稻谷等級的重要質(zhì)量指標(biāo),不僅關(guān)系到大米品質(zhì)高低,也直接影響到糧食加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。由于檢測整精米率指標(biāo)需經(jīng)歷出糙環(huán)節(jié),檢測時(shí)間較長,受檢驗(yàn)人員主觀影響較大,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不高、精密度較差,稻谷輪換交易時(shí)易產(chǎn)生諸多矛盾。為方便稻谷定等交易,提高檢測效率,促進(jìn)稻米產(chǎn)業(yè)發(fā)展,文中研究了出米率與整精米率的相關(guān)性,并通過優(yōu)化出米率檢測參數(shù),建立了稻谷出米率指標(biāo)檢驗(yàn)新方法,通過出米率預(yù)測整精米率,以達(dá)到省時(shí)、省力等效果。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        30 個(gè)批次的粳稻樣品,品種為南粳46,由木瀆庫和胥口庫提供。

        1.2 儀器

        K22 電動(dòng)離心分樣器,浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司;JJSD 自動(dòng)篩選器,上海嘉定糧油儀器有限公司;LTJM-160 精米機(jī),上海青浦綠洲檢測儀器有限公司;JNM-III 型碾米機(jī)、CLS.JLG-II 礱谷機(jī),中儲糧成都糧食儲藏科學(xué)研究所;賽多利斯BSA224S 電子精密天平,沙鷹科學(xué)儀器(上海)有限公司;JA21002B 電子精密天平,上海精科天美科學(xué)儀器有限公司。

        1.3 方法

        1.3.1 檢驗(yàn)方法

        分樣按照GB 5491《糧食、油料檢驗(yàn)扦樣分樣法》執(zhí)行。

        水分測定按照GB 5009.3《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》執(zhí)行。

        出糙率測定按照GB/T 5495《糧油檢驗(yàn)稻谷出糙率檢驗(yàn)》執(zhí)行。

        整精米率測定按照GB/T 21719《稻谷整精米率檢驗(yàn)法》執(zhí)行。

        1.3.2 出米率指標(biāo)的建立和測定

        分樣得到的稻谷試樣150 g(m0,精確到0.01 g,下同)置于精米機(jī)碾磨槽內(nèi),調(diào)整壓鉈卡置于第四卡槽,放下重錘,設(shè)定碾磨時(shí)間為60 s,結(jié)束后去除糠粉,再裝入承接盒,取下壓鉈,移開重錘,轉(zhuǎn)動(dòng)篩網(wǎng),放出精米,置于2.5 mm 圓孔篩上,利用自動(dòng)篩選器按順時(shí)針和逆時(shí)針方向各篩選30 s,然后將篩上物倒入分析盤內(nèi),去除雜質(zhì)和糠粉,稱取精米質(zhì)量(m1),按式(1)計(jì)算出米率(w)。

        1.3.3 出米率測定參數(shù)優(yōu)化

        (1)單因素實(shí)驗(yàn)

        因素基本水平為:稻谷樣品150 g、碾磨時(shí)間40 s、篩孔直徑2.5 mm。在單因素實(shí)驗(yàn)中,只調(diào)整其中一個(gè)因素水平,其他2 個(gè)因素水平保持不變,分別進(jìn)行碾磨時(shí)間為40、50、60、70 s,篩孔直徑為1.0、1.5、2.0、2.5 mm,樣品量為130、140、150、160 g 的單因素出米率實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行比較。

        (2)正交試驗(yàn)

        選取單因素實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)因素的較優(yōu)取值進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行顯著性分析。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 水分、出糙率、整精米率和出米率的測定

        按照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法,依次對稻谷的水分、出糙率、整精米率和出米率進(jìn)行測定,結(jié)果如表1 所示。

        表1 水分、出糙率、整精米率、出米率測定結(jié)果

        對整精米率和出米率指標(biāo)進(jìn)行比較,在相同情況下,水分對整精米率和出米率的影響均較小,但出米率的中位值和平均值較整精米率更接近,出米率的變幅更小,說明出米率數(shù)據(jù)的精密度更高、穩(wěn)定性更好。

        2.2 整精米率與出米率相關(guān)性分析

        對整精米率和出米率進(jìn)行相關(guān)性分析,擬合的一條線性曲線如圖1 所示,其回歸系數(shù)R2為0.8961,已接近0.9,說明整精米率和出米率存在良好的線性關(guān)系,出米率整體數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度較好、可靠性較高。

        圖1 整精米率與出米率相關(guān)性

        對兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行F 檢驗(yàn),結(jié)果如表2 所示。F值<F(0.05)臨界,說明整精米率與出米率兩組數(shù)據(jù)之間沒有顯著差異,出米率數(shù)據(jù)可以較為準(zhǔn)確地反映稻谷整精米率情況,存在較好的替代性。

        表2 雙樣本方差分析

        2.3 出米率測定參數(shù)優(yōu)化

        2.3.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        2.3.1.1 研磨時(shí)間研磨時(shí)間對出米率的影響如圖2 所示。隨著碾磨時(shí)間的延長,出米率小幅升高后開始下降,這可能是由于過長時(shí)間碾磨,碾磨槽溫度較高,籽粒水分快速從內(nèi)向外遷移,導(dǎo)致樣品水分散失加快,應(yīng)力增大,碎米粒含量增大,所以出米率降低。

        圖2 時(shí)間對出米率的影響

        2.3.1.2 篩孔孔徑

        篩孔孔徑對出米率的影響如圖3 所示。隨著篩孔孔徑的增大,出米率呈持續(xù)下降趨勢,這是由于一些細(xì)長籽粒在碾磨成整精米時(shí)通過了較大的篩孔。但如果孔徑偏小,未達(dá)到孔徑四分之三的米粒不能篩下而保留在上層歸并到整精米中,致使出米率增大。因此,應(yīng)結(jié)合樣品粒型,選擇合適大小的孔徑進(jìn)行出米率測定。

        圖3 孔徑對出米率的影響

        2.3.1.3 樣品量

        樣品量對出米率的影響如圖4 所示。隨著碾磨室樣品量的增大,出米率呈持續(xù)上升趨勢后,最終再趨于穩(wěn)定。這可能是由于碾磨室的容積和碾磨輥功率固定,經(jīng)固定的時(shí)間研磨,過少樣品量中的細(xì)長形籽粒被過度碾磨,不僅損失了大米的皮層,也進(jìn)一步造成碎米產(chǎn)生,所以出米率偏低。

        圖4 樣品量對出米率的影響

        2.3.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        按照單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,選取較優(yōu)指標(biāo)的因素水平進(jìn)行L9(34)正交實(shí)驗(yàn),以出米率為評價(jià)指標(biāo),結(jié)果如表3 所示。

        表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

        由表3 可以發(fā)現(xiàn),研磨時(shí)間50 s、篩孔孔徑為2.0 mm 和樣品量150 g 時(shí),出米率最高,為最優(yōu)條件。

        對研磨時(shí)間、篩孔孔徑和樣品量3 個(gè)因素進(jìn)行方差分析,結(jié)果如表4 所示。

        表4 方差分析表

        由表4 可以發(fā)現(xiàn),篩孔孔徑對出米率影響極其顯著,研磨時(shí)間對出米率影響顯著,樣品量對出米率影響不顯著。所以,在測定出米率時(shí),只有嚴(yán)格根據(jù)稻谷粒型選取適宜孔徑的篩子,并合理控制碾磨時(shí)間,才能有效保證出米率結(jié)果的可靠性。

        3 結(jié)語

        本實(shí)驗(yàn)研究了粳稻谷在較低水分范圍內(nèi)的整精米率與出米率的相關(guān)性,通過測定30 批次的稻谷的水分、出糙率、整精米率和出米率數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)出米率和整精米率均有較好的精密度,經(jīng)數(shù)據(jù)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)出米率與整精米率呈緊密線性正相關(guān)性,線性回歸系數(shù)良好。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)碾磨時(shí)間50 s、篩孔孔徑2.0 mm 和樣品量150 g 為最優(yōu)測試條件,該結(jié)論與多名學(xué)者研究結(jié)果一致[3-7]。并在此結(jié)論基礎(chǔ)上進(jìn)一步論證了出米率與整精米率的關(guān)系,因此可用出米率指標(biāo)預(yù)判稻谷等級,這樣可以提高檢驗(yàn)效率。

        值得注意的是,由于稻谷的生長受到品種、產(chǎn)地、氣候等諸多因素影響,而籽粒的內(nèi)在因素也對出米率存在影響,因此在預(yù)判等級進(jìn)行換算時(shí),需要結(jié)合實(shí)際情況,選用合適的參數(shù)條件進(jìn)行測定,不同品種稻谷出米率測定時(shí)應(yīng)對線性方程進(jìn)行修正后再進(jìn)行使用。對于雜質(zhì)、黃粒米、谷外糙米等其他因素對出米率的影響,有待在后續(xù)的研究中進(jìn)一步探討。

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