稻谷新陈度检测方法研究进展

张美玲 秦丽莹

[摘要]稻谷是我国的主要粮食作物，但在粮食收购过程中，以陈顶新的事件时有发生，为了更好地完善稻谷新陈度的检测方法，本文对研究稻谷新陈度的检测方法进行了综述，以期为今后稻谷新陈度的快速检测方法提供相应支持。本文介绍了国内外研究稻谷新陈度的检测方法，其主要包括感官及物理检验法、氧化还原法、酸度检验法、挥发性物质分析法、光谱法和其他快速检测仪法，并简述其原理，同时展望了今后的研究发展前景。

[关键词]稻谷;陈化;新陈度;检测方法

中图分类号：TS210.7 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202002

稻谷的主要成分包括脂类、蛋白质、淀粉和酶类等物质，随着储藏时间的延长，由于受到外界环境中温度、湿度、氧气等因素的影响，稻谷品质发生不同程度的陈化现象[1-4]。主要表现为硬度增加、米质变脆;粘度降低、酸度增加;色泽减退、香味消失;生活力衰退、发芽率降低等[6-7]。稻谷品质的劣变对其种用、食用、营养、加工和储藏品质以及大米的商品价值都有不利的影响。因此，对稻谷进行新陈度检验显得尤为重要。迄今为止，国内外不少学者对稻谷新陈度进行了大量深入的试验，形成了多种新陈度检定方法，主要从感官及物理方法、氧化还原、酸度检验、挥发性物质、光谱分析等方面开展研究[8-9]。

1 稻谷新陈度检测相关标准

《大米新陈度快速测定方法》（DB21/T 5245-2005）[10]中对大米新陈度的快速检测做了规定。在《粮食、油料检验 色泽、气味、口味鉴定法》（GB/T 5492-1985）[11]中提出了愈创木酚反应法。但由于我国稻谷品种多、种植分散，受地域、气候影响，新粮质量差异较大，检测结果不能完全准确反映粮食新陈度情况。《粮油检验 粮食、油料的色泽、气味、口味鉴定》（GB/T 5492-2008）[12]取消了粮食新陈度鉴别方法。由于目前我国还没有出台新的有关粮食新陈度检测的国家标准，因此采用行业标准《粮油检验 稻谷新鲜度测定与判别》（LS/T6118-2017）[13]检测稻谷新陈度。

2 检测方法

2.1 感观及物理方法

2.1.1 感观检测法

观察稻谷的色泽、气味、稻毛、谷外糙米等特征，同时结合整精米、出米率、黄粒米等指标来辨别稻谷新陈度。对于同一品种，新稻谷有其特殊的、固有的芳香味，色泽光亮，稻壳为浅黄色，糙米富有光泽，大米色白[14];陈稻谷颜色发暗，香味变淡，有时带有“陈味”。且新稻谷绒毛完整，陈稻谷绒毛常常不完整[15]。感观检定需要经验丰富的粮油检验人员进行，且受主观影响较大，此方法准确率不高，给稻谷收购工作带来许多不便[16-18]。

2.1.2 发芽率法

新收获的稻谷，发芽率一般能达到90%以上，但随着储存时间的延长，稻谷的发芽率降低，种子生活力减弱[19]。朱永义[20]在进行稻米新鲜度及其鉴别方法研究时发现糙米发芽率与贮存温度呈负相关，常温过夏的糙米发芽率较低温贮存的糙米发芽率低，发芽率高的糙米，种子的生命力未受损害。但是张玉荣等[21]在研究发芽率与储藏条件的关系时发现，发芽率易受储藏条件的影响，不适宜作为稻谷新陈度的判定指标。

2.2 氧化还原法

2.2.1 愈创木酚显色法

新鲜米粒中氧化还原酶（过氧化物酶）的活性强，在其作用下释放出活性很强的原子态氧，将愈创木酚氧化成红色的4-愈创木酚。粮食越新鲜，过氧化氢酶活性越高，反应产物的红色愈深[22]。可以通过稻谷显色程度判断稻谷新陈度。于林平等[23]对小麦新陈度进行研究时指出，此方法对保管2年以上的粮食比较适宜。

2.2.2 碘化钾显色法

碘化钾显色法通过测定稻谷中过氧化物酶活性来判断稻谷新陈度。过氧化物酶活性越弱，则米粒越显蓝色，稻谷陈化程度越高;过氧化物酶活性越强，则米粒着色缓慢[24]，且颜色较浅。但碘-淀粉反應是由直链淀粉引起的，所以此法不适用于糯米。

2.2.3 焦性没食子酸显色法

在过氧化氢作用下，焦性没食子酸被氧化而变色。新鲜稻谷中存在较多的氧化物酶，可以活化过氧化氢，使新鲜稻谷显色呈黄色，而陈稻谷呈无色。并且稻谷的新鲜度越高，酶的活性越强，显色越深[25]。

2.2.4 过氧化氢酶活（CAT）测定方法

稻谷中的过氧化氢酶可以分解过氧化氢，测定试验样品在一定时间内对一定量的过氧化氢底物的分解速率可以评价过氧化氢酶活性，再用硫代硫酸钠溶液滴定。实验表明过氧化氢酶活力与总脂肪的相关系数较高，可间接判断稻谷新陈度[26-27]。

2.3 酸度检验法

2.3.1 酸性指示剂法

稻谷随贮存时间的延长，水溶性酶将增加，其原因可认为是糖、脂肪酸被分解，试管内投入一定量的米粒与酸性指示剂，振荡后观察米粒、溶液的显色。赵建华等[28]比较了四种常用的稻谷新陈度检测方法，指出稻谷脱壳后的糙米水浸液pH值的变化具有一定的规律和特点，酸性指示剂法在检测稻谷的新陈度时反应迅速，显色液颜色差异明显，试验效果比TTC显色法、愈创木酚显色法和KI显色法都好。张与红等[29]同时选用三种方法测定大米新陈度，发现溴百里酚蓝-甲酚红混合指示剂较pH法和甲基红-溴百里酚蓝法更适用于大米或碎米新陈度的测定。韩占江等[30-32]也认为酸度指示剂法是较为简便易行的大米新陈度检验方法。倪美仙等[33-34]在标准大米样品中加入显色液，将反应溶液过滤后测定吸光度，以判断稻谷的新陈度。酸性指示剂法也可作为定量测定的辅助参考方法使用[35]，亦可检验出同一份样品中新陈稻谷的互混比例[36]。酸度指示剂法的缺点是不能准确判断谷物的新鲜程度，尚需进一步研究反应液吸光值与新鲜程度的数量关系。

2.3.2 脂肪酸值法

大米脂类的变化被认为是导致陈化的最主要的因素[37-38]。稻谷在储藏或加工过程中，被脂肪酶水解，便游离出亚油酸、油酸、棕榈酸等，使pH值发生变化[39-41]。由于稻谷脂肪酸值与储藏时间、储藏品质有显著的相关性，因此对于将脂肪酸值作为稻谷储存品质判定指标的报道颇多[42]。国家标准《稻谷储存品质判定规则》（GB/T 20569-2006）[43]更是规定了稻谷脂肪酸值的测定方法。脂肪酸值测定法用于稻谷新陈度的测定可以实现量化，通常陈化越严重脂肪酸值越大[44]。

2.4 挥发性物质分析法

2.4.1 大米中脂肪酸组成的测定

稻谷中的不饱和脂肪酸在相应酶和氧的作用下发生氧化，导致油酸含量升高，亚油酸含量下降。袁贝等[45]通过GC-MS测定大米中脂肪组成酸含量时发现新大米中饱和脂肪酸为21.48%，陈化后上升至27.63%，不饱和脂肪酸总量从78.52%下降为72.38%，多不饱和脂肪酸的质量分数从64.5%降低到43.18%。

2.4.2 顶空固相微萃取-气质联用分析法

应用顶空固相微萃取-气质联用分析技术，对不同储藏条件下稻谷样品的挥发性物质进行测定，发现挥发性物质的性质及含量，与稻谷储藏时间、储藏温度存在相关性。随着储藏时间的延长，稻谷中杂环类挥发性物质受储藏时间及温度的影响较小，醇类、酯类、醛类、烯烃类、酮类、烷烃类下降明显，苯类物质有上升的趋势[46]。

2.4.3 风味物质分析法

用便携式电子鼻系统对新陈大米的挥发性成分进行检测。杨慧萍[47]等通过对不同储藏温度、不同水分条件下的粳稻气味值和脂肪酸值变化进行跟踪检测，发现随着储藏时间的延长，气味值不断增大。第一主成分和第二主成分可以有效地将新陈大米加以区分。电子鼻分析能够通过气味区分新陈大米，结果和气质分析相一致。同时电子鼻可以快速无损地对大米陈化程度进行鉴定。胡寰翀[48]运用电子鼻系统检测储藏过程中稻谷气味的变化，发现稻谷气味、脂肪酸值均随储藏时间的延长而增加，稻谷新鲜度下降。

2.5 光谱分析方法

2.5.1 红外光谱分析（FT-IR）检测

近红外光谱检测技术具有分析速度快、分析效率高、分析成本较低等优点，红外光谱技术是近年来各国学者深入研究并应用于实际检测中的一种快速检测技术。近红外光谱主要由分子内基团振动的倍频吸收和合频吸收产生，只有含氢官能团如C-H、N-H、S-H和O-H的伸缩振动才能被检测到。徐彦[49]采用判别分析法建立近红外技术检测籼稻新陈度的分析模型。研究结果表明：采用近红外光谱分析技术快速检测籼稻主要成分和新陈度是可行的。样品在4 000～400cm-1范围内进行红外图谱扫描。新鲜大米陈化后多个吸收峰强度变小，表明大米的脂肪酸已经发生分解，含量开始下降。李娟等[50]扫描了90个稻谷样本的光谱信息，采用偏最小二乘法建立了稻谷的近红外模型，表明用近红外光谱技术对稻谷品质进行控制是可行的[51]。

2.5.2 拉曼光谱分析技术

当入射光束的光子与待测分子相互作用时，产生弹性碰撞和非弹性碰撞，在非弹性碰撞过程中，会导致光子频率改变，通过测定物质的特征拉曼光谱，进行定性定量分析[52]。黄亚伟等[53]指出拉曼光谱技术可应用于快速识别玉米新陈度。赵迎等[54]构建新陈大米快速鉴别模型，发现新陈大米在拉曼光谱图中的分布具有一定的规律性，综合判断率达95%，鉴别正确率较高，可实现对新陈大米的初步鉴别。

2.6 其他检测方法

2.6.1 稻谷新鲜度快速检测仪

川上晃司等[55]开发的快速检测稻米新鲜度的大米测鲜仪，可以实现稻米新陈度的快速检测。于素平等[56]介绍了一种稻谷新鲜程度快速检测仪器-稻谷新鲜度测定仪的检测原理、构成和使用方法，并研究了该仪器的稳定性、台间差等相关性能，结果表明该仪器的多项性能指标符合行业标准要求，可用于稻谷新鲜度的快速筛查。

2.6.2 電导率

对于稻谷新鲜程度的变化，细胞膜电导率比丙二醛含量更敏感。细胞膜上的脂类物质易与氧接触发生膜脂氧化和过氧化反应，电导率作为细胞膜透性的变化的主要指标，可以反映出稻谷的新陈度变化[57]。

3 结 论

为了及时了解稻谷在储藏期间的品质劣变情况及其新鲜程度，防止收购过程中以陈顶新的事件发生，有效做到推陈储新、适时轮换，寻找出一种适合基层粮食检测人员操作的快速、准确的稻谷新陈度检测方法势在必行。综合上述各种检测方法发现：感观检测法虽简单易行，但即使是具有丰富经验的检测人员亦不能准确判定其陈化度;氧化还原法、酸度检验法对检测人员的技术水平要求高;挥发性物质分析法、光谱分析法、快检法所使用仪器设备往往价格不菲，难以在基层粮库普及。为此，将寻求在借鉴前人研究成果的基础之上，对稻谷的新陈度做进一步的研究和探讨。

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Study for the Detection Method of Rice-Freshness

Zhang Meiling1，Qin Liying2

（1.Jilin Quality Inspection Center Co.，Ltd.，China Grain Reserve Corporation，Changchun，Jilin 130000;

2.Sinograin HunChun Depot Co.，Ltd，Yanbian，Jilin 1333000）

Abstract：Rice is our main food crop， however， it sometimes happens that old rice is declaimed and sold as fresh one during the purchasing business. In order to improve the detection of freshness of rice， this article summarizes the methods of detection to support the fast detection for the rice freshness. Also， it introduces other methods， such as sensory and physical test，oxidation-reduction method，acidity test， volatile substances test， spectral method and so on， along with their principles and processes.Meanwhile， this article prospects the future developments and researches.

Key Words：rice，aging，freshness，detection method

收稿日期：2019-12-24

作者简介：张美玲，工程师，研究方向为粮油检测。