王伟伟 李双元 任 忠 钟丽莉 韦海和
(上海海丰米业有限公司 224153)
稻谷作为一种有生命的有机体,在储存期间会发生较为缓慢的新陈代谢作用,同时受储藏条件及微生物活动影响,稻谷本身发生一些生理变化,导致加工后的大米品质和整体价值降低,最典型的表现为直链淀粉含量增加,米汤中可溶性固形物减少,蒸煮香味消失,米粒之间疏松,适口性和黏弹性变差。
许多地区对陈粮的检验标准不严格,对陈粮流通监管不到位,导致陈粮长期混杂在市场中,尤其在新粮上市季节,不法商家为了谋取高利润,经常以次充好、以陈顶新、新陈掺杂,严重影响市场秩序,对粮食收购企业、大米加工企业造成不利的影响,极大地影响了企业的经济效益和品牌形象。
当前国内外判定稻谷新陈的方法很多,大体分为两类:第一类是常见的物理感官检测,如观察色泽、识别气味、查看虫迹、记录吸水速度、手感触觉等,此类方法主观性较强,争议大;第二类是研究较多的愈创木酚反应法、酸度指示剂法、降落值测定法等,这几类方法都能较好地鉴别新米与陈米,但对于新米陈米掺杂比例问题却较难解决。
我公司作为江苏苏北地区主要的粮食贸易、仓储、加工综合体之一,每年粮食吞吐量60万吨,尤其是新稻谷上市时日粮食收购量5000 t左右,期间新陈稻谷掺杂的情况屡见不鲜,为了能在第一收购现场直观准确地鉴别掺杂行为,2021年10月~12月,我公司根据切实需求和实际情况对愈创木酚法实施了改进,通过对稻谷样品的适度碾白染色研究,验证了通过大米着色情况鉴定稻谷新陈度的方法。
愈创木酚法测定稻谷新陈度主要是通过糙米表面的过氧化物酶活化过氧化物,在H2O2存在下,愈创木酚被氧化成红色,新鲜糙米样活性强,愈创木酚溶液呈深红色,陈稻谷糙米样浸泡溶液不显色,但糙米本身色泽深,染色观察难度大,不易准确区分新陈稻谷掺杂比例,因此采用碾磨后的大米样品开展愈创木酚法实验,通过对大米样品不同碾磨程度下的对比实验验证该方法的可行性。
2.1 实验材料
2020年产江苏苏北地区中晚粳稻样品2 kg,2021年产江苏苏北地区中晚粳稻样品5 kg。
2.2 实验试剂
愈创木酚溶液、3%双氧水溶液、无水乙醇溶液。
2.3 实验仪器
电子天平JY10002、分样器、实验精米机LTJM-160、100 mL容量瓶、移液管、比色管、烧杯、吸管、玻璃棒。
2.4 溶液配制
1%愈创木酚溶液:取1 mL愈创木酚溶液至100 mL容量瓶中,加入50 mL无水乙醇溶液,用蒸馏水稀释定容至100 mL。
3.1 取2021年产江苏苏北地区中晚粳稻样品5份,每份160 g±1 g,去除样品中的杂质,5份样品分别用实验精米机碾白30 s、35 s、40 s、45 s、50 s,去除碎米,依次标号1、2、3、4、5。
每份样品分别取100粒完整米粒于比色管中,加入4 mL的1%愈创木酚溶液,振摇均匀后加入3滴3%双氧水溶液,观察溶液颜色3 min~4 min,将米粒置于A4纸上观察和记录米粒染色情况,每份样品做一组平行实验,同一年度平行样品用A、B区分。
3.2 分取2020、2021年产江苏苏北地区中晚粳稻样品各1份,每份160 g±1 g,另取2020、2021年产江苏苏北地区中晚粳稻混合样品1份(两个年度分别80 g),去除样品中的杂质,3份样品分别用实验精米机碾白40 s,去除碎米,2020、2021年度以及混合年度米样分别标号2020、2021、2020/2021。
每个年度分别取100粒完整米粒于比色管中,加入4 mL的1%愈创木酚溶液,振摇均匀后加入3滴3%双氧水溶液,观察溶液颜色3 min~4 min,将米粒置于干燥滤纸上观察和记录米粒染色情况,每个年度做一组平行实验,同一年度平行样品用A、B区分。
4.1 如表1所示,新大米浸泡溶液显色明显,但随着样品碾磨时间的延长,大米表面的活性物质减少,促使愈创木酚氧化显色反应的能力变弱,因此溶液颜色随着大米精度的上升而逐渐变浅,30 s碾磨的样品虽然溶液颜色最深,但由于精度低,米粒表面的糙米皮层未完全去除,大米白度达不到对比要求,难以观察具体着色情况,35 s碾磨下精度有所提升但仍有部分米样达不到对比要求,40 s时米样表面过氧化酶含量明显降低,因此溶液颜色从深赤褐色到普通的赤褐色,此时米粒整体白度较好,染色情况易于鉴别,着色米粒达到95%~96%,45 s~50 s的碾磨活性物质进一步减少,溶液、米粒色泽逐渐变浅,鉴别难度和误差变大。
表1 不同碾磨条件下新大米着色实验对比表
4.2 如表2所示,新大米胚部、沟纹着色率均随碾磨时间的延长而降低,这是由于精度加大后胚部掉落,沟纹光滑而不易染色,表皮染色率也呈下降趋势,在40 s时达到最佳鉴别条件。
表2 不同碾磨条件下新大米着色部位对比表
4.3 如表3所示,愈创木酚溶液浸泡2020年陈米样品完全不显色,而2021年新米不论是溶液还是米样均有明显的赤褐色反应,基本可以判定该实验条件下可以区分新陈稻谷,结合50%新陈混合样的显色反应及着色大米粒数可以看出,该方法可以较准确地鉴别出稻谷中新陈掺杂比例情况。
表3 新陈大米样品着色实验对比表
5.1 该方法适用新稻谷(本地区是指当年10月~11月产稻谷)与上一年度产以及更早年度产稻谷的新陈度鉴别。
5.2 受品种粒型、加工精度等影响,新米会呈现胚部、沟纹、表面皮层中的一个或多个部位着色,而陈米完全不着色,因此上述着色情况都应视为着色粒,记录为新米粒。
5.3 50%新陈混合米样着色粒不足50%可能是因为少数米粒碾磨程度大于同批样品,表面活性物质少、胚部脱落造成的不显色或显色不明显。
5.4 大米胚部、沟纹显色一般短时间不会褪去,而表皮染色粒样会在米粒风干后明显退色,造成不易鉴别的问题,所以浸泡完成后取出完整米粒应立即鉴别染色情况。
5.5 试管振摇操作直接影响实验反应,因此需要保持相同振荡条件,保证振荡充分均匀。
该方法具有快捷、简便、直观等特点,主要适用于粮食收获季节参与新稻谷收购的粮食仓储企业、加工企业,虽然准确度未能完全达到预期,但已能满足大多数情况下的收购鉴别需求,为企业提供便利,降低损失,各企业也可以根据自身设备条件、稻谷品种等因素调整相应的实验条件及判定标准,后期也可在实验大米精度一致性控制、着色大米红外外观鉴别等方面拓展,进一步提高该方法下新陈稻谷鉴别的准确性。