基于储粮中试试验仓不同水分粳稻过夏储藏的研究

李 佳，李欣蔚，赵 旭

辽宁省粮食科学研究所 (沈阳 110032)

稻谷是我国主要的粮食作物，产量约占粮食总产量的1/3，作为主要粮食作物，稻谷的储藏安全与人们的生活息息相关[1]。储藏稻谷的真菌种类数量与其产区地理位置、收获季节、气候条件或储藏方式有关[2]，当储藏条件适合真菌生长时，真菌就会分解和利用稻谷中的营养组分、破坏其质构，使其品质发生不同程度的劣变[3],水分和温度是霉变过程中的重要制约因素。

为了探究夏季高温期粳稻储藏过程中微生物生长及其品质变化，本研究利用储粮中试试验仓，以同一地区当年收获的粳稻为研究对象，选取初始水分为15.5%和14.2%的粳稻样品进行模拟储藏试验，开展粮温、水分、脂肪酸值、菌落总数和真菌群落检测，为防霉体系的建立提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1试验仓基本情况

选择2#和3#中试试验仓作为试验仓房，分别存储15.5%和14.2%两种水分的粳稻。试验仓为长方体，长、宽均为1.1 m，高1.8 m；有仓顶、仓底两组通风管网，仓顶通风口连接低噪音管道式轴流风机；仓体内分上下两个空间，上部为储粮室，高度1.5 m；下部为通风室，高度300 mm；储粮室的四壁、通风室的四壁和底部均内衬50 mm厚高密度PEF保温板；储粮室的一个侧壁上设置了5层3列共15个扦样孔，另一侧设有长宽各为200 mm的出粮口。试验仓垂直铺设测温电缆，每仓5根，每根电缆设16个测温点，试验期间每天进行粮温检测。

1.1.2试验原料与试剂

同一地区粳稻，水分分别为15.5%和14.2%，杂质含量小于0.3%；高盐察氏培养基，无水乙醇等。

1.1.3主要实验设备

PH-240(A)型鼓风干燥箱：上海一横科学仪器有限公司；JXFM110型锤式旋风磨：上海嘉定粮油仪器有限公司； HY-4型调速多用振荡器：常州智博瑞仪器制造有限公司；DHP-9051型微生物培养箱，上海一恒科学仪器有限公司；DL-CJ-1ND II型洁净工作台，北京东联哈尔仪器制造有限公司；YX-280型手提式压力蒸汽灭菌器，合肥华泰医疗设备有限公司；FA/JA型电子分析天平，上海精密科学仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1样品的扦取

2021年5～8月，每月取样1次，分上、中、下三层共9个点扦取粳稻样品，混合后检测水分、脂肪酸值、霉菌菌落总数检测。

1.2.2测定方法

(1)水分含量的测定，按GB 5009.3—2016第一法直接干燥法测定。

(2)脂肪酸值含量的测定，按GB/T 20569—2006测定。

(3)霉菌菌落总数的测定

称取25 g 粳稻样品，加入到含225 mL 无菌生理盐水的带塞三角瓶中，振摇30 min 充分混合制成菌悬液，稀释至一定的稀释度，每个稀释度吸取0.1 mL菌悬液加入培养皿中，将15～20 mL高盐察氏培养基倾注平板，与菌悬液混匀，冷却凝固。每个稀释度做2个培养皿。在28 ℃培养5 d，观察并记录。

1.2.3数据分析

使用MiSeq测序仪进行双端测序，利用QIIME2 dada2 分析软件、Vsearch 软件进行序列去噪和OTU聚类、利用R 脚本、pheatmap 包绘制聚类热图。

2 结果与讨论

2.1 粮温变化情况

图1为2#和3#试验仓粮温变化曲线图。由图1可知，两个试验仓粮温均为下层<中层<上层，且三层粮温均逐渐升高。进入8月中旬，粮仓温度达到最高，3#仓高于2#仓0.2 ℃，原因是3#仓一个侧壁处于阳面，热皮温度略高于2#仓；随后使用轴流风机进行负压通风，两仓温度均有所降低。中试试验仓储粮环境与实仓趋势一致，由于未使用低温储粮技术故粮温高于仓温。

图1 2#和3#试验仓粮温变化曲线图

2.2 水分变化情况

图2为2#和3#试验仓水分变化曲线。由图2可知，，经过夏季高温期，2#试验仓粳稻水分由初始的15.5%降至15.1%；3#试验仓粳稻水分由初始的14.1%降至13.7%，均降低0.4%；水分变化曲线平稳，试验仓较好的保证了粳稻的含水量。

图2 2#和3#试验仓水分变化曲线

2.3 脂肪酸值变化情况

图3为2#和3#试验仓脂肪酸值变化曲线。由图3可知，，2#试验仓起初脂肪酸值上升幅度比较大，从13.6 mgKOH/100 g上升至15.8 mgKOH/100 g，随后趋于稳定，最终升高至16.7 mgKOH/100 g；而3#试验仓起初上升缓慢，进入高温期迅速上升，最终升至16.4 mgKOH/100 g趋于稳定。这可能是由于2#试验仓粳稻含水量高，两仓粮温相近的情况下，最初的脂肪酸值上升速度快。

图3 2#和3#试验仓脂肪酸值变化曲线

2.4 霉菌菌落数变化情况

图4为2#和3#试验仓霉菌菌落数变化曲线，所测菌落数为104稀释度下的菌落数。由图4可知，2#试验仓霉菌菌落数曲线一直在3#试验仓霉菌菌落数曲线之上，进入6月份，2#试验仓霉菌菌落数上升幅度略高。这是由于两个中试试验仓在同一实验室，外温相同，粮温相近，且未使用任何低温储粮技术，含水量高为霉菌的生长提供了更适宜的条件，因此，2#试验仓中霉菌菌落数高于3#试验仓。

图4 2#和3#试验仓霉菌菌落数变化曲线

2.5 粳稻中真菌的物种组成及丰度热图

为了比较不同水分粳稻中真菌组成差异，实现对各样本的物种丰度分布趋势的展示，可以使用热图进行物种组成分析。图5为2#和3#试验仓真菌物种组成热图，随着储藏时间的延长，2#试验仓中菌属(Filobasidium)、曲霉菌属(Aspergillus)、白布勒担孢酵母菌属(Bulleromyces)、节担菌属(Wallemia)、隐球菌属(Cryptococcus)、Papiliotrema、汉纳酵母菌属(Hannaella)、Sporobolomyces、Symmetrospora的相对丰度增加，菌属Didymella、Kondoa的相对丰度降低；3#试验仓中菌属Neosetophoma、Didymella的相对丰度降低；菌属Magnaporthe、Curvularia、Coniothyrium、Neosetophoma的相对丰度增加。同时，在储藏初期，2#和3#试验仓粳稻中真菌的群落组成具有相似性，其优势菌属均为Neosetophoma、Didymella。

图5 2#和3#试验仓真菌物种组成热图

3 结论

粮食霉变的发生根源大多数来自温度和湿度。粳稻在储藏过程中，微生物的群落变化是微生物本身与其所处环境(稻谷品质、环境温湿度)相互作用的结果。本试验通过对两种水分粳稻在中试试验仓中过夏期间的储藏试验，研究了储藏期间粳稻水分、脂肪酸值、霉菌菌落数的变化情况及真菌物种组成，结果表明：由于两个试验仓均未采用低温绿色储粮技术，故两仓的粮温变化情况基本相同；粳稻的初始含水量对水分和脂肪酸值的影响很小；而对于霉菌菌落数，15.5%含水量的粳稻高于14.2%含水量的粳稻，初步明确了不同水分粳稻中真菌组成差异，为后续开展真菌群落结构及多样性差异分析奠定了基础。