储藏温度对稻谷微生物和脂肪酸值的影响研究

周建新 张 瑞 王 璐 陆琳琳 杨国峰

(南京财经大学江苏省粮油品质控制及深加工技术重点实验室,南京 210003)

储藏温度对稻谷微生物和脂肪酸值的影响研究

周建新 张 瑞 王 璐 陆琳琳 杨国峰

(南京财经大学江苏省粮油品质控制及深加工技术重点实验室,南京 210003)

通过模拟储藏,研究了高湿 (85%)条件下温度对稻谷微生物区系和脂肪酸值的影响。结果表明:在 85%湿度条件下,随着储藏时间的延长,霉菌量和脂肪酸值呈增加的趋势,细菌量呈先增加后减少趋势。方差分析得出储藏温度、时间对稻谷微生物区系和脂肪酸值有显著影响,相关性分析表明霉菌量、脂肪酸值与储藏温度和时间呈显著二元线性关系,而细菌量与储藏温度和时间呈极显著的二元二次曲线关系。进一步的研究表明稻谷脂肪酸值与霉菌量、温度呈极显著的二元线性关系,脂肪酸值随着霉菌量的增加和储藏温度的升高而逐渐增高。

稻谷 温度 微生物 脂肪酸值

我国是稻谷生产大国,近几年产量稳定在 1.8亿吨以上,约占世界稻谷产量的 1/3[1]。作为重要商品粮,稻谷储藏量巨大,储藏任务非常艰巨。稻谷除了本身发生各种生物化学反应导致品质变化外,如果温湿度条件适宜,各种微生物特别是霉菌在稻谷中的活动是促进稻谷品质劣变的主要因素,有些霉菌还可在储藏的稻谷中产生真菌毒素,对稻谷的食用安全构成威胁[2]。

国内外有关稻谷中霉菌的研究报道比较多。Ayerst[3]和Magan等[4]研究了温、湿度对储粮真菌孢子萌发和生长的影响,并明确了一些储粮真菌孢子萌发所需的最低相对湿度。殷蔚申[5]对我国稻谷真菌区系调查及其演变规律的研究表明,全国稻谷上的霉菌有 41属,117种,优势菌一般为黄曲霉、灰绿曲霉、白曲霉,随着储藏时间的增加,田间真菌减少,逐渐被储藏真菌代替。前期对不同储藏条件下稻谷霉菌区系演替进行了研究,发现稻谷储藏稳定性与霉菌量有关,霉菌量在 1×104cfu/g以下,稻谷处于正常的储藏状态,达到 1×105cfu/g开始发生霉变[6]。唐芳等[7]研究了稻谷 30℃下不同水分对真菌生长繁殖的影响,发现真菌生长繁殖的速度、种类的演替与稻谷水分密切相关。但在高湿条件下温度对储藏稻谷微生物和脂肪酸值的影响研究未见报道。我国南方湿度大,稻谷的保藏难度大,因此研究高湿条件下温度对储藏稻谷微生物和脂肪酸值的影响,对于确保稻谷的安全储藏具有重要的现实意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

稻谷:江苏农垦米业集团三河米厂,2008年晚粳稻。

1.2 主要试验设备

PQX型多段可编程人工气候箱:宁波东南仪器有限公司;HG101-2电热鼓风干燥箱:南京实验仪器厂;YXQ.SG41.280型手提式压力蒸汽灭菌器:上海华线医用核子仪器有限公司;PYX-DHS-50×65型隔水式电热恒温培养箱:上海市跃进医疗器械一厂;S W-CJ-1F型洁净工作台:江苏苏净集团安泰公司;DS-1高速组织捣碎机:上海标本模型厂;调速多用震荡器:国华电器有限公司。

1.3 稻谷的模拟储藏

将稻谷用小布袋分装,储藏在 6种不同温度(10、15、20、25、30、35 ℃)85%湿度的人工气候箱 ,每隔 10 d取样测定。

1.4 测定指标与方法

脂肪酸值测定采用 GB/T 15684—1995[8];霉菌数量测定采用 GB/T 4789.15—2003[9];霉菌种类鉴定参照文献 [10]。细菌测定采用 GB/T 4789.2—2003[11]。

1.5 数据处理

试验数据用 Excel系统进行分析处理。

2 结果与讨论

2.1 高湿条件下温度对稻谷储藏过程中的霉菌量的影响

高湿 (RH 85%)、不同温度条件下,稻谷储藏过程中的霉菌量变化如图 1所示。由图 1可知,随着储藏时间的延长,稻谷中霉菌量基本呈现增加的趋势,且温度越高霉菌量增加越快,稻谷的初始霉菌量为2.2 ×104cfu/g,模拟储藏 50 d后 ,10、15、20 ℃的稻谷霉菌量略有增加,但 25、30、35℃的稻谷霉菌量分别是原来的 1.7倍、2.4倍和 3.4倍,经过相关性分析,霉菌量和温度相关系数为 0.502 7,正相关。将稻谷霉菌量对温度和时间条件进行无重复双因素方差分析,结果如表 1所示。从表 1中可以看出,在85%湿度条件下,温度和时间对稻谷霉菌量均为极显著性影响因素。对 85%湿度条件下储藏的稻谷进行霉菌量 (M)与储藏温度 (T)、储藏时间 (D)的二元线性回归方程的拟合:M=1 102.514T+803.666 7D-21 156.6(R2=0.620 94,P<0.01),拟合结果表明,温度、时间与霉菌量都呈极显著的二元线性关系,在85%湿度条件下,霉菌量随着储藏温度的升高和储藏时间的延长而逐渐增高。

图 1 85%湿度不同温度下霉菌量随储藏时间的变化

表 1 85%湿度不同温度下霉菌量方差分析表

此外,在模拟储藏之前,稻谷中的优势霉菌为交链孢霉和镰刀菌等田间霉菌,占 85%,经过 50天的模拟储藏后,不同温度下储藏稻谷中的优势霉菌有所不同。如表 2所示,低温 (10、15℃)下还是以交链孢霉等田间霉菌为主,分别占 90%和 81%;高温(30、35℃)下以青曲霉等储藏霉菌为主,分别达到95%和 100%;中温 (20、25℃)下田间霉菌与储藏霉菌百分比基本相同。

表 2 85%湿度不同温度下霉菌种类的变化

2.2 高湿条件下温度对稻谷储藏过程中的细菌量影响

高湿 (RH 85%)、不同温度条件下稻谷储藏过程中的细菌量变化如图 2所示。由图 2可知,随着储藏时间的延长,稻谷中细菌量呈先减少后增加趋势,如10℃储藏的稻谷,从初始的 2.7×106cfu/g,先增加到 7.4×106cfu/g,后又减少到 3.5×106cfu/g。将稻谷细菌量对温度和时间条件进行无重复双因素方差分析,结果如表 3所示。由表 3可知,在 85%湿度条件下,温度和时间对稻谷细菌均为极显著性影响因素。另外,经过相关性分析,细菌量和温度相关系数为 -0.690 16,负相关。对 85%湿度条件下储藏的稻谷进行细菌量 (B)与储藏温度 (T)、储藏时间 (D)的二元回归方程的拟合:B=-1 976.54(T+D)2+69 948.07T+229 470D-440 997(R2=0.631 158,P<0.01),拟合结果表明,温度、时间与细菌量都呈极显著的二元二次曲线关系。

图 2 85%湿度不同温度下稻谷细菌量随储藏时间的变化

表 3 85%湿度不同温度下细菌量方差分析表

2.3 高湿条件下温度对稻谷储藏过程中的脂肪酸的影响

高湿 (RH 85%)、不同温度条件下,稻谷储藏过程中的脂肪酸值变化如图 3所示。由图 3可知,随着储藏时间的延长,稻谷中脂肪酸值呈增加的趋势,且温度越高脂肪酸值增加的越快 ,在 10、15、20、25、30、35℃的温度下,稻谷的脂肪酸值由初始的 7.45 mgKOH/100 g分别增加到 29.8、25.1、25.3、37.6、41.1和 42.5 mgKOH/100 g,分别增加 4.0倍、3.4倍、3.4倍、5.0倍、5.5倍和 5.7倍。将稻谷脂肪酸值对温度和时间条件进行无重复双因素方差分析,结果如表 4所示。由表 4可知,在 85%湿度条件下,温度和时间对稻谷脂肪酸值均为显著性影响因素。对 85%湿度条件下储藏的稻谷进行脂肪酸值 (F)与储藏温度 (T)、储藏时间 (D)的二元线性回归方程的拟合:F=0.432 343T+0.549 133D-2.999 71(R2=0.914 18,P<0.01),拟合结果表明,脂肪酸值与温度、储藏时间呈极显著的二元线性关系,在 85%湿度条件下,脂肪酸值随着储藏温度的升高和储藏时间的延长而逐渐增高。

图 3 85%湿度不同温度下稻谷脂肪酸值随储藏时间的变化

表 4 85%湿度不同温度下脂肪酸值方差分析表

2.4 高湿条件下储藏稻谷脂肪酸与霉菌量的相关性

经过相关性分析,稻谷霉菌和脂肪酸相关系数为 0.798 521,二者成正相关。对 85%湿度条件下储藏的稻谷进行脂肪酸值 (F)与霉菌量 (M)、储藏温度(T)的二元线性回归方程的拟合:F=0.000 38M+0.012 843T+12.350 52(R2=0.637 746,P<0.01),拟合结果表明,脂肪酸值与霉菌量、温度呈极显著的二元线性关系,在 85%湿度条件下,脂肪酸值随着霉菌量的增加和储藏温度的升高而逐渐增高。

2.5 高湿条件下储藏稻谷脂肪酸与细菌量的相关性

经过相关性分析,稻谷细菌和脂肪酸相关系数为 -0.075 88,二者相关程度不高。

3 结论

通过稻谷的模拟储藏,研究了高湿 (85%)条件下温度对储藏稻谷微生物和脂肪酸值的影响。结果表明:随着储藏时间的延长,霉菌量和脂肪酸值呈增加的趋势,细菌量呈先增加后减少趋势,方差分析得出储藏环境的温度、时间对稻谷微生物和脂肪酸值有显著影响,相关性分析表明霉菌量、脂肪酸值与储藏温度和时间呈显著二元线性关系,而细菌量与储藏温度和时间呈极显著的二元二次曲线关系。拟合结果分别是:霉菌量(M)=1 102.514T+803.666 7D-21 156.6(R2=0.620 94,P<0.01);细菌量 (B)=-1 976.54(T+D)2+69 948.07T+229 470D -440 997(R2=0.631 158,P<0.01);脂肪酸值 (F)=0.432 343T+0.549 133D-2.999 71(R2=0.914 18,P<0.01)。进一步的研究表明稻谷脂肪酸值与霉菌量、温度呈极显著的二元线性关系,拟合结果为脂肪酸值(F)=0.000 38M+0.012 843T+12.350 52(R2=0.637 746,P<0.01),脂肪酸值随着霉菌量的增加和储藏温度的升高而逐渐增高。

[1]刘笑然.2009年中国稻米市场分析及 2010年展望[J].北方水稻,2010,40(02):1-5,10

[2]付鹏程,李荣涛,谢刚,等.稻谷真菌毒素污染调查与分析[J].粮食储藏,2004,33(04):49-51

[3]Ayerst G.The effects of moisture and temperature on growth and spore germination in some fungi[J].Journal of Stored Products Research,1969,1:127-141

[4]Magan N,Lacey J.The effect of temperature and pH on water relations of field and storage fungi[J].Transactions of the BritishMycological Society,1984,82:71-81

[5]殷蔚申.我国稻谷真菌区系调查及其演变规律的研究[J].郑州工程学院学报,1986,(3):3-17

[6]周建新,鞠兴荣,孙肖东.不同储藏条件下稻谷霉菌区演替研究[J].中国粮油学报,2008,23(05):133-136

[7]唐 芳,程树峰,伍松陵,等.稻谷储藏危害真菌生长规律的研究[J].中国粮油学报,2009,24(06):98-101

[8]GB/T 15684—1995,谷物制品脂肪酸值测定[S]

[9]GB/T 4789.15—2003,食品卫生的微生物学检验霉菌和酵母计数[S]

[10]殷蔚申主编.粮食微生物学[M].河南:河南科学技术出版社.1983:32-83

[11]GB/T 4789.2—2003,食品卫生的微生物学检验菌落总数的测定[S].

Temperature Influence onMicroorganis m Flora and Fatty Acid Value of Stored Paddy under High Humidity

Zhou Jianxin Zhang Rui Wang Lu Lu Linlin Yang Guofeng
(JiangSu Provincial Key lab ofQuality Controls and Further Processing of Grain and Oils,NanjingUniversity of Finance and Economics,Nanjing 210003)

The influence of temperature on the microorganis m flora and fatty acid value of paddy stored under high humidity was researched by simulated storage.Results:The mould counts and fatty acid values of paddy stored under 85%humidity increase with prolongation of storage time,and the aerobic bacteria count increases firstly and then decreases.Temperature and storage ti me significantly affect the microorganis m flora and fatty acid value of the stored paddy;the relationshipsofmould countor fatty acid value with temperature and storage time are significant bi2 nary linear,while the relationship of aerobic bacteria countwith temperature and time is extra significant binary quad2 ratic curve.Moreover,the relationshipsof fatty acid valuewithmold count and temperature are extra significant binary linear,and the fatty acid value gradually riseswith the increase ofmold count and storage temperature.

paddy,temperature,microorganism,fatty acid value

TS210.1

A

1003-0174(2011)01-0092-04

江苏省科技支撑计划农业部分(BE2008396)

2010-01-21

周建新,男,1964年出生,教授,硕士生导师,粮食储藏