不同储藏条件下粳稻谷脂肪酸值及气味变化关系的研究

杨慧萍 刘 璐 宋 伟

（南京财经大学1，南京 210046）

（粮食储运国家工程实验室2，南京 210046）

稻谷是我国3个主要粮种之一，稻谷的生产和储存安全有重要的战略地位。稻谷储藏品质控制指标中，脂肪酸值是能够灵敏而客观反映稻谷品质变化的指标之一。储藏温度越高，稻谷含水量越大，其脂肪酸值上升速度越快。

稻谷储藏期间其气味变化也是反映稻谷品质变化的重要指标，汤镇嘉［1］指出大米在贮藏过程中，品质不断陈化，食味减退，香味逐渐消失，而产生陈宿味，并随贮藏时间延长日益变浓。近年来，电子鼻技术已经广泛用于粮食、果蔬、烟草、饮料等领域［2－6］。目前国内利用电子鼻对粮食气味进行分析检测，从而预测粮食理化品质的相关研究较少。庞林江［7］指出小麦脂肪酸值、湿面筋含量、稳定时间、弱化度、弹性和拉力比数与电子鼻检测信号具有较为明显的关系，它们可能对反映气味综合信息贡献率大些，电子鼻检测信号对它们较为灵敏。

本研究通过对不同水分、温度储藏条件下的粳稻谷样品脂肪酸值和气味值变化进行跟踪检测，研究不同储藏条件对2个指标的影响，建立脂肪酸值和气味值关系的数学模型。

1 材料与方法

1.1 供试样品

晚粳稻谷：江苏省新沂市，2011年产。

1.2 主要仪器

PQX型分段可编程人工气候箱：宁波东南仪器有限公司；FOX4000型电子鼻：Alpha MOS公司；新丰牌JLG4.5型检验砻谷机：浙江台州市粮仪制造厂；JXFM110锤式旋风磨：上海嘉定粮油仪器有限公司。

1.3 模拟储藏方法

将供试粳稻谷样品的水分调节为12.5%、13.5%、14.5%、15.5%。所有粳稻谷样品分别装入6 000 mL的密封广口瓶中，置于温度为30、25、20、15℃的恒温箱，进行模拟储藏。脂肪酸值测定：30℃条件下每隔15 d测定1次，其他条件每30 d测定1次。气味值每30 d检测1次。

1.4 检测方法

1.4.1 脂肪酸值（mgKOH／100 g干基）测定

执行 GB／T 20570—2006。

1.4.2 电子鼻检测

每次取试样2 g（准确至0.02 g），放入10 mL专用气体取样瓶中，密封，采用电子鼻顶空直接分析。样品在35℃下预热1 800 s，搅动速度500 r／min。以零级空气为载气，流速为 150 mL／min。注射针温度为45℃，每次抽出2.5 mL气体，以2.5mL／s速度注入电子鼻的气体感应区，获取时间为120 s。

2 结果讨论

2.1 不同储藏条件对脂肪酸的影响

2.1.1 不同温度条件储藏对粳稻谷脂肪酸值影响

低水分粳稻谷随温度升高，脂肪酸值变化比较缓慢，但是较高水分粳稻谷受温度影响比较大。从图1可以看出，随着储藏时间的延长，不同温度储藏样品的脂肪酸值在储藏初期不断增加继而又呈下降趋势。储藏温度越高，脂肪酸值增加速度越快。水分为15.5%的粳稻谷在30℃条件下储藏60 d后，脂肪酸值上升至47.36，而在25、20、15℃下样品储藏60 d后，脂肪酸值分别上升至42.60、36.47、32.77 mgKOH／100 g，储藏60 d后脂肪酸值呈现下降趋势；水分为12.5%的粳稻谷在30℃储藏90 d后，脂肪酸值上升至40.69 mgKOH／100 g，而在 25、20、15℃下样品储藏90 d后，脂肪酸值上升至39.47、20.21、23.44。由图1可知，水分为14.5%、13.5%的粳稻谷在不同温度储藏90 d后脂肪酸值均开始下降，但低温条件下样品脂肪酸值变化缓慢。结合以上结果，可以得出低温可以明显抑制粳稻谷脂肪酸值的增长。

2.1.2 不同水分储藏条件下稻谷脂肪酸值的变化

由图2可以看出，15℃储藏条件下，不同水分含量的粳稻谷脂肪酸值均增加缓慢，低水分粳稻谷的脂肪酸值增长尤为缓慢。随着储藏温度增加，高水分粳稻谷脂肪酸值迅速变化。如25℃下，随着水分增大，脂肪酸上升速度增加。水分为15.5%的粳稻谷储藏90 d后，脂肪酸值上升至44.79 mgKOH／100 g；水分为14.5、13.5、12.5%的粳稻谷储藏90 d后，脂肪酸值分别升至 42.11、42.47、39.47 mgKOH／100 g。低水分粳稻谷即使在高温的储藏条件下仍然可以延缓脂肪酸值上升，这是由于高温高水分条件加强粳稻谷本身呼吸作用，适宜微生物生长，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离脂肪酸。

图2 不同水分下粳稻谷脂肪酸值的变化

2.2 不同储藏条件对粳稻谷气味变化的影响

采用电子鼻技术对粳稻谷储藏期间产生的综合气味进行检测分析，通过电子鼻识别模式中聚类分析方法，计算时采用马氏距离对不同样品进行处理和识别，从而间接得出储藏期间不同粳稻谷样品气味值的变化。

2.2.1 温度对气味变化的影响

在不同储藏温度下，随着储藏时间的延长，粳稻谷气味值不断增加，温度越高气味值升高越快。以高水分粳稻谷为代表，见图3。如水分为14.5%的粳稻谷在 15、20、25、30℃储藏 120 d，气味值分别为1.21、1.03、1.56和 1.64。这与周显青等［8］得出的“稻谷中挥发性物质各组分的总含量随储藏时间的延长而增加”结论一致。总体来说，粳稻谷在储藏的前2个月，气味值变化较快，后期变化较前期缓慢；温度越高变化速率越快。温度的增加会导致粳稻谷呼吸作用增强，加快自身新陈代谢，害虫、微生物生长繁殖以及有机物质分解速度加快，从而导致气味变化速率增加。

图3 不同温度下粳稻谷气味值变化

2.2.2 水分对气味变化的影响

粳稻谷水分含量不同对气味值影响比较明显，选低温和高温储藏条件为代表，见图4。随着水分含量的增高，粳稻谷的气味值增大；同时也表现出前60d气味值变化速率比后期快。尤其在30℃条件下，不同水分含量的粳稻谷样品气味值差值增大，如水分为12.5%、13.5%、14.5%、15.5%的粳稻谷储藏至120 d后，气味值分别增至1.02、1.28、1.64和1.79。水分的增加有助于微生物、害虫生长以及粮粒本身的呼吸，从而加快气味的产生。

图4 不同水分下粳稻谷气味值变化

2.3 脂肪酸值与气味值变化关系

研究分析了储藏不同时期的55个粳稻谷样品，由图5可见，粳稻谷的气味值与脂肪酸值存在一定的联系，随着气味值增大，脂肪酸值增大。当脂肪酸值增加至25 mgKOH／100 g，气味值增速变缓。使用SSPS软件分析得出脂肪酸值与气味值最优的拟合回归方程为：

图5 脂肪酸与气味关系

y＝－1.522＋0.144x－0.002x2

式中：x为脂肪酸，R＝0.917，R2＝0.841。相伴概率显著小于0.01，回归方程通过F检验和回归系数检验，方程有效。

3 结论

3.1 在不同温度和水分条件下，随着储藏时间的延长，粳稻谷的脂肪酸值在储藏初期不断增加继而又呈下降趋势。水分为15.5%的粳稻谷在30℃下储藏60 d后，脂肪酸值上升至47.36（mgKOH／100 g），而在25、20、15℃下储藏60 d后，脂肪酸值分别上升至42.60、36.47、32.77；水分为12.5%的粳稻谷在30℃条件下储藏90 d后，脂肪酸值上升至40.69，而在25、20、15℃下储藏90 d后，脂肪酸值分别上升至39.47、20.21、23.44 mgKOH／100 g。水分为 15.5%的粳稻谷在25℃条件下储藏90 d后，脂肪酸值上升至44.79 mgKOH／100 g，而水分为 14.5%、13.5%、1 2.5%的粳稻谷在25℃条件下储藏90d后，脂肪酸值分别上升至42.11、42.47、39.47 mgKOH／100 g。由此可见，低水分粳稻谷即使在高温的储藏条件下仍然可以延缓脂肪酸值上升，低温、低水分可以明显抑制粳稻谷脂肪酸值的增长。

3.2 在不同温度和水分条件下，粳稻谷的气味值同样随着储藏时间的延长不断增大，气味值在储藏前期变化较快。水分为14.5%的粳稻谷在15、20、25、30℃条件下储藏120 d，气味值分别为1.21、1.03、1.56和 1.64。在 30℃条件下，水分为 12.5%、13.5%、14.5%、15.5%的粳稻谷储藏120 d后，气味值分别增至1.02、1.28、1.64和1.79。低温、低水分可以延缓粳稻谷气味值的变化。

3.3 脂肪酸值与气味值回归方程为y＝－1.522＋0.144x－0.002x2，R＝0.917，R2＝0.841。相伴概率显著小于0.01，回归方程通过F检验和回归系数检验，方程有效。

［1］汤镇嘉.粮食挥发性成分的研究进展［J］.粮食与油脂，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］庞林江，王允祥，王俊，等.电子鼻技术在香菇甲醛识别中的应用［J］.食品与机械，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］邹小波，方如明.人工嗅觉系统及其在卷烟烟气中的研究［J］.江苏理工大学学报：自然科学版，2000，21（3）：1－4

［6］张文辉，用于饮料识别的电子鼻系统研究与实现［D］.陕西：西北工业大学，2004

［7］庞林江.电子鼻技术在小麦陈化评定中的应用研究［D］.浙江：浙江大学，2005

［8］周显青，张玉荣，赵秋红，等.稻谷新陈度的研究（四）——稻谷储藏过程中挥发性物质的变化及其与新陈度的关系［J］.粮食与饲料工业，2005（2）：1－3.