不同发芽程度芽麦储藏稳定性研究

胡元森 李翠香 段永康 杨晓璐

(河南工业大学生物工程学院，郑州 450001)

不同发芽程度芽麦储藏稳定性研究

胡元森 李翠香 段永康 杨晓璐

(河南工业大学生物工程学院，郑州 450001)

研究了不同含水量萌动芽麦和露芽芽麦在25℃和30℃储藏过程中的微生物活性，脂肪酸值及呼吸作用，以此判定芽麦的储藏稳定性。结果表明，12%及13.2%的低水分芽麦的生物学活性(包括微生物活性及呼吸作用)和脂肪酸值与正常麦变化趋势相似，两者间差异较小，储藏稳定性都较高。当含水量为14.5%和15.5%时，芽麦与正常麦微生物活性值和脂肪酸值都逐渐升高，但芽麦较同水分正常麦的增量显著，霉变时间缩短。含水量14.5%萌动芽麦较正常麦呼吸作用强。与萌动芽麦相比，露芽芽麦的脂肪酸值和呼吸作用表现出基础值高，储藏时上升速度较快的特点，其储藏稳定性较差。

芽麦 微生物活性 脂肪酸值 呼吸作用

我国小麦种植区域广，在收获期总有部分地区发生连绵阴雨天气，导致田间成熟小麦出现大面积的穗上发芽现象。芽麦结构组织松软，内部物质外露，籽粒吸附表面积增大，容易遭受微生物侵染［1］。尽管芽麦收获后晾晒至与正常麦相同的水分含量，其呼吸强度仍维持在较高水平而无法降下来［2］，从而引起芽麦品质的持续劣变，储藏稳定性降低。不同发芽程度芽麦籽粒的物理结构与生理活性状态有较大差异，储藏稳定性也差别明显，给芽麦的仓储管理工作带来困难。目前，国内外学者对芽麦的研究多集中于品质性状分析及品质改善方法上［3－6］，而对芽麦的仓储特性研究甚少，对已生芽小麦均套用正常小麦的管理方法。但由于芽麦与正常麦在生理状态、物理结构及含水量等方面均有较大差异，简单的套用正常麦的粮情管理措施进行储藏，往往导致芽麦在储藏期发生更大程度的品质劣变。前期研究发现，软筋白麦品种矮抗58的储藏稳定性较中筋红麦品种郑麦366差［7］，本试验选取矮抗58这一不耐储藏小麦品种作为研究对象，研究不同水分含量的萌动芽麦和露芽芽麦在储藏温度为25℃和30℃时的微生物活动、脂肪酸值变化及呼吸作用等，以此考查芽麦在该条件下的储藏稳定性，获得芽麦储藏的基础数据以指导储藏实践。

1 材料与方法

1.1 材料

小麦品种为软筋白麦品种矮抗58(河南维特种子公司)。该小麦品种在中原地区普遍种植，产量较高，储量较大。

1.2 方法

1.2.1 芽麦制作方法

参照文献［8］的方法，略有改动。称取一定量的小麦种子，先用清水浸泡30 min，滤干后将小麦平铺于垫有多层湿纱布的托盘上，在小麦上铺一层湿纱布以保持水分适中，置于25℃室温中，定时翻动以保证麦粒水分均匀和防止发热。约12 h后，小麦种皮开始破裂，露白，将芽麦沥干水分，置于40℃烘箱中干燥，使小麦含水量降到试验所需含水量，此芽麦即为萌动芽麦。若将小麦发芽时间延长至24～36 h，种子胚芽露出种皮外约1 mm，此芽麦即为露芽芽麦，用40℃烘箱干燥至试验所需水分。

1.2.2 芽麦储藏条件

将已调节好水分的萌动芽麦、露芽芽麦和正常麦分别装在约2 L的广口玻璃瓶中，每瓶500 g，瓶口用四层稍湿润的纱布包裹，外面再包一层保鲜膜，皮筋捆扎好，以保证瓶内芽麦水分不散失。每个含水量的芽麦各装3瓶，分别置于25℃和30℃的恒温箱中，定期分别从3个瓶中取样测定微生物活性值、脂肪酸值及CO2浓度。

1.2.3 水分测定

按GB 5497—1985方法测定。

1.2.4 脂肪酸值测定

按GB/T 15684—1995方法测定。

1.2.5 微生物活性值测定

微生物活性值是表征微生物活动状况的一个指标，它既与粮食中微生物的数量有关，也与微生物的生理状态有关。活性值大小测定参照文献［9］的方法进行，每单位(u)微生物活性值相当于培养7 d的灰绿曲霉 ztw1菌株3.3×106个分生孢子［10］。

1.2.6 芽麦储藏过程中CO2浓度测定［11］

将含水量为12%和14.5%的萌动芽麦、13.2%和15.5%的露芽芽麦和相应含水量的正常麦各200 g装入2.75 L的塑料容器中，用橡胶塞封口，封口部位设置两根导气管，导气管外部端口与三通阀门相连。检测时，将两根导气管的外部端口分别与CO2检测器进、出气口相连接，打开阀门，用微型气泵将气体从一根导气管抽出，从进气口进入检测部位并由出气口通过另一根导气管排回密闭容器内。通过检测仪屏可直接读出储藏容器内的CO2浓度。

2 结果与分析

2.1 萌动芽麦与露芽芽麦在储藏过程中的微生物活动

萌动芽麦及露芽芽麦在25℃和30℃储藏时微生物活动情况见图1和图2。两图中均显示，相同含水量的芽麦样品在储藏初期微生物活性值都较正常麦高。含水量12%的萌动芽麦和13.2%露芽芽麦微生物活性值在储藏前期变化不大，储藏7～15 d后才开始缓慢上升，而含水量14.5%的萌动芽麦和15.5%露芽芽麦，微生物活性值一直上升，且在储藏后期有加速上升趋势。与萌动芽麦和露芽芽麦相比，含水量为12%和13.2%的正常麦初始微生物活性值偏低，在60 d储藏期内，其活性值一直维持在较低的水平，上升幅度不大，但在高水分下，如含水量为14.5%和15.5%的正常麦微生物活性值在后期增长迅速。

从2个温度下的储藏情况看，25℃储藏时芽麦微生物活性值变化速度较慢，如水分含量12%的萌动芽麦在该温度下储藏57 d，活性值上升154 u，而在30℃时，活性值上升了197 u。含水量14.5%的正常麦和萌动芽麦的微生物活性变化也表现相似的规律(图1)，这表明储藏温度上升可使芽麦微生物活动增强。

以相同含水量的正常麦为比较标准，考查不同发芽深度芽麦的储藏稳定性。图1，图2显示，低水分萌动芽麦和露芽芽麦微生物活性值与正常麦变化趋势相似，活性值变化差异不大。在高水分时，露芽芽麦微生物活性值增量较萌动芽麦的显著，如在30℃时，含水量14.5%的萌动芽麦储藏57 d，其活性值增加了761 u，较同水分正常麦增长了86 u(正常麦增加了675 u，图1b)，而同温度下露芽芽麦微生物活性值较正常麦增幅更大，储藏20 d时，露芽芽麦较正常麦的活性值增加了419 u(图2b)，约为萌动芽麦增量的4.9倍。在25℃环境储藏时，高水分露芽芽麦微生物活性值也表现出比萌动芽麦增长更快的规律。

2.2 不同发芽深度芽麦在储藏过程中的呼吸作用

储藏芽麦的呼吸包括芽麦自身的呼吸和芽麦中微生物的呼吸，CO2浓度升高是芽麦自身及微生物活动共同作用的结果，这二者都是造成芽麦储藏不稳定的生物因素。图3显示，低水分芽麦和正常麦呼吸作用较弱，CO2浓度上升速度缓慢，而当含水量达到14.5%以上时，二者呼吸作用都增强，特别是露芽芽麦和正常麦，在两个储藏温度下呼出的CO2量都迅速上升(图4)。

图3 萌动芽麦在储藏过程中的呼吸作用

与25℃储藏温度相比，14.5%含水量的萌动芽麦与正常麦在30℃储藏时的呼吸作用有所增强，正常麦增幅尤为明显，在储藏17 d时CO2体积分数即达到5%以上。含水量12%的萌动芽麦与正常麦在两个储藏温度的呼吸作用相当(图3)。这一结果暗示，小麦水分高低对呼吸作用影响较为明显，当含水量较低时，温度对呼吸作用影响较小。

图4显示，含水量15.5%的露芽芽麦和正常麦呼吸作用较强，CO2浓度不断升高，温度升高使呼吸作用加快，如正常麦和露芽芽麦在25℃储藏时呼出CO2体积分数达5%的时间分别为11 d和15 d(图4a)，而在30℃储藏时，这一时间缩短至9 d(图4b)。含水量13.2%的露芽芽麦储藏前期CO2浓度缓慢上升，储藏后期增长较快，这一趋势在30℃储藏时表现更为明显。

图4 露芽芽麦在储藏过程中的呼吸作用

2.3 萌动芽麦与露芽芽麦储藏过程中脂肪酸值变化

将不同含水量的萌动芽麦和露芽芽麦在30℃和25℃下储藏，以相同含水量的正常麦为对照，检测脂肪酸值变化情况。图5显示，萌动芽麦和露芽芽麦在两个储藏温度下脂肪酸值都呈现上升趋势，低水分芽麦上升趋势较缓慢，而高水分芽麦在储藏后期上升速度加快。不同发芽深度芽麦的脂肪酸值均较同水分含量正常小麦的脂肪酸值高。

图5 萌动芽麦在储藏过程中的脂肪酸值变化

在25℃储藏时，含水量14.5%的萌动芽麦和含水量15.5%的露芽芽麦的脂肪酸值分别在第30天和第7天开始呈加速上升趋势，而此时段脂肪酸值上升加快的时期正值芽麦霉变开始发生时期，这表明霉菌加速活动导致了芽麦储藏品质的劣变加速。芽麦与正常麦在30℃储藏时脂肪酸值变化规律与25℃时的规律相似，但温度稍高会加快脂肪酸值上升的速度，尤其是高水分露芽芽麦在短时间内脂肪酸值显著升高(图6b)。

含水量15.5%的露芽芽麦和正常麦在30℃储藏时，脂肪酸值先缓慢增加，储藏至7 d和14 d时开始显著上升，至20 d时已分别较储藏前增加了15.46 mg KOH/100 g和 16.94 mg KOH/100 g(图 6b)，而该水分下25℃储藏时，二者的上升趋势趋缓(图6a)，表明低温能有效减慢小麦品质劣变。从图6中也可看出，芽麦的脂肪酸值较正常麦的基础值高，储藏后期上升速度快，这一情形与芽麦储藏过程中微生物活动变化趋势相一致。

图6 露芽芽麦在储藏过程中的脂肪酸值变化

3 讨论

长期以来，人们十分关注正常小麦的储藏生态，而对芽麦的储藏稳定性研究甚少。由于芽麦是发芽生理活动突然受阻进入储藏期，芽麦种皮已被突破，胚部结构松软，易遭受微生物侵染。不同发芽深度的芽麦与正常麦在生理状态、物理结构及水分含量等方面均有较大差异，其在常规储藏时的生物学活性与储藏稳定性的关系更值得研究。

如果将芽麦堆看作一个小型生态系统，芽麦呼吸作用与微生物活性体现了该系统的生理活动状态，它们的强弱直接决定了芽麦的储藏稳定性。图1，图2显示，相同含水量的芽麦样品在储藏初期的微生物活性值都较正常麦高。这一情形暗示，正常麦吸水发芽过程中微生物细胞的生理活动被激活或短时间内细胞有所增殖，尽管随后又干燥至与正常麦相同水分，其活性值在短期内仍维持在较高水平，这一情形与前人研究结果相似［12］。微生物活性受储藏温度及芽麦含水量的影响而变化，若芽麦堆呼吸产生汽产热或低水分芽麦从外界环境吸湿，芽麦中微生物则表现更大活性，图1中芽麦与正常麦微生物活性值在储藏后期有缓慢升高可能与此有关。从物理结构来看，露芽芽麦较萌动芽麦更易遭受微生物侵染，使得前者微生物活性值更大，这一猜测可被两个储藏温度下的高水分露芽芽麦与萌动芽麦微生物活性值的变化趋势证实(图1)，但两种芽麦在低水分时的微生物活性变化差异不大。可见，含水量是决定芽麦堆生物活性及储藏稳定性的重要因素。

图3显示，在两个储藏温度下，含水量14.5%的正常麦均较同水分萌动芽麦的呼吸作用强，CO2浓度上升快，而图1表明，该水分下正常麦微生物活性较芽麦的低，这看似相互矛盾的结果是由于芽麦本身的生理活动状态受到损伤造成的。试验用芽麦是正常小麦经催芽再干燥后制成的，正常麦在经过催芽－干燥降水－水分调节过程中，胚芽经反复的处理其活性已受到损伤，呼吸作用明显减弱，芽麦堆呼吸主要是其中的微生物呼吸。而正常小麦胚未受损伤，在14.5%的高水分条件下，麦胚活动和微生物活动都较旺盛，故CO2浓度上升快。在低水分下，小麦胚活动及微生物活动都受抑制，而芽麦的基础呼吸却较正常麦高，因而表现出芽麦呼吸作用稍高于正常麦的情形。总之，体现芽麦及其中微生物活动状态的呼吸作用都表现为CO2浓度上升，而含水量是引起这种呼吸作用强弱的主要原因，因而在储粮实践中应适当降水以降低生物呼吸，保证芽麦储藏安全。

脂肪酸值是反映粮食储藏品质的一个灵敏指标，芽麦中脂肪酸值主要是由芽麦胚活动与微生物活动产生。从初始脂肪酸值看，露芽芽麦＞萌动芽麦＞正常麦(图5，图6)，说明发芽越深，脂肪酸值越高。在储藏过程中，脂肪酸值与微生物活性上升趋势同步，芽麦微生物活性增长最快的时段，其脂肪酸值也升高较快，而当低水分芽麦微生物活性值缓慢增长时，芽麦脂酸值上升速度也较缓慢。这一情形暗示，芽麦初始脂肪酸主要为籽粒萌发时产生，而储藏过程中脂肪酸值升高主要为微生物侵染芽麦后的危害活动导致。

［1］任永林.小麦种子的发芽生理及芽麦的储藏［J］.粮油仓储科技通讯，1989(6):47－50

［2］李毅念，卢大新，丁为民.芽麦的品质与改善品质方法的探讨［J］.粮油加工，2003(11):50－52

［3］Xing J，Symons S，Shahin M，et al.Sprouting detection at early stages in individual CWAD and CWRS wheat kernels using SWIR spectroscopy［J］.Sensing and Instrumentation for Food Quality and Safety.2010，(4):95 －100

［4］Singh C B，Jayas D S，Paliwal J，et al.Detection of sprouted and midge－damaged wheat kernels using near infrared hyperspectral imaging［J］.Cereal Chemistry，2009，86(3):256－260

［5］王若兰.利用酶抑制剂改善芽麦粉品质的研究［J］.中国粮油学报，1998，13(3):6 －9

［6］董召荣，徐风.不同发芽状况对小麦主要加工品质性状影响研究［J］.中国粮油学报，1999，14(3):5 －8，14

［7］胡元森，段永康，李翠香.芽麦储藏吸湿性及其生物活性变化研究［J］.中国粮油学报，2011，26(9):74－78

［8］王若兰.发芽小麦α－淀粉酶活性研究［J］.郑州工程学院学报，2000，21(4):18 －22

［9］黄淑霞，蔡静平.主要粮食品种储藏期间霉菌活动特性研究［J］.中国粮油学报，2010，25(1):99 －102，127

［10］蔡静平.储粮微生物活性及其应用的研究［J］.中国粮油学报，2004，19(4):76 －79

［11］耿旭，黄淑霞，蔡静平，等.储粮霉菌生理状态与粮堆CO2浓度变化的相关性［J］.河南工业大学学报:自然科学版，2010，31(3):12 －15

［12］Xiang S R，Doyle A，Holden P A，et al.Drying and rewetting effects on C and N mineralization and microbial activity in surface and subsurface California grassland soils［J］.Soil Biology and Biochemistry.2008，40(9):2281 －2289.

Study on Storage Stability of Germinated Wheat at Various Sprouting Extent

Hu Yuansen Li Cuixiang Duan Yongkang Yang Xiaolu
(Bioengineering college，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001)

The budding wheat and sprouting wheat with various moisture contents were stored at both 25℃and 30 ℃，the microbial activity，fatty acid value as well as respiration of which were determined to assess the storage stability of the cereal grain.Results indicated that there was a similar change trend between the germinated and normal wheat at low moisture content of 12%and 13.2%in fatty acid value and bioactivity including microbial activity and respiration，and little difference was observed in both wheat cereal grains，which suggested a good stability under such storage condition.When moisture content increased to 14.5%and 15.5%，microbial activity and fatty acid value of germinated wheat increased gradually，respiration strengthened，more increment was found in germinated wheat than normal wheat and the mold spoilage was shorten.Compared with the budding wheat，the initial fatty acid value and respiration of sprouting wheat were higher and rose quicker during storage，which indicated that the storage stability was weaker.

germinated wheat，microbial activity，fatty acid value，respiration

TS210

A

1003－0174(2012)04－0079－06

河南省教育厅自然科学基金(2010B180008)

2011－08－06

胡元森，男，1976年出生，副教授，粮食、食品微生物学