稻谷整粒与粉碎水分测试方法的对比分析

陈玉仑 赵三琴 邱 威 顾家冰 丁为民 李毅念 夏立民

（南京农业大学工学院，南京 210031）

稻谷整粒与粉碎水分测试方法的对比分析

陈玉仑 赵三琴 邱 威 顾家冰 丁为民 李毅念 夏立民

（南京农业大学工学院，南京 210031）

通过连续测试在一定含水量区间内的稻谷籽粒含水量，对比分析国家标准稻谷粉碎测试与国外稻谷整粒测试所得的含水量。结果表明，稻谷经粉碎后测试含水量与整粒测试含水量在整个水分测试区间存在较大差异，整粒测试所得含水量大于粉碎测试所得含水量，并且随着稻谷籽粒含水量的降低2种测试方法间含水量差异性逐渐减小，直至稻谷含水量达到11%左右时2种测试方法间无差异。因此总体来说整粒测试方法所得稻谷含水量测定结果更准确可靠。

稻谷 水分测试 整粒 粉碎

稻谷的水分是指稻谷中含有的自由水和结合水的总称［1］。稻谷水分是影响稻谷质量的重要因素，也是稻谷储存、收购、加工、运输环节中必须检测的重要指标。在我国，每年由于粮食含水量过高造成数百亿吨粮食在储存或运输中霉烂变质，粮食水分检测技术手段的不完善、不精确是造成这一损失的重要原因［2］。因此对稻谷含水量做出准确检测至关重要。然而现阶段稻谷含水量有多种测试标准方法，并且每种测试方法其测试条件亦不一致，测试结果同样存在不一致的现象，因此如何统一测试方法间的差异性，对指导实际测试稻谷含水量具有重要意义。

现阶段稻谷含水量测试方法较多，但相对准确的测试方法一般都采用高温烘干法，而高温烘干法同样也有测试条件不一致的各种方法，其测试结果也存在较大差异［3－5］，本研究拟对 GB／T 5497—1985中粉碎稻谷［6］与文献［7］中采用的整粒测试方法进行对比分析，研究稻谷在一定含水量区间内2种测试方法所测结果的差异性。

1 材料和方法

1.1 试验材料

徐稻3号：产自江苏省徐州市；淮稻10号：产自江苏省大丰市上海农场。

1.2 试验仪器

DHG－9075A型电热鼓风干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司；HK－04B型200 g摇摆式粉碎机：广州市旭朗机械设备有限公司；FA2204B型电子天平：上海精密科学仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 样品的准备

将选用的稻谷样品进行清理去杂和调质处理，根据稻谷样品含水量，计算出稻谷调质后所需水分质量，通过喷洒调质稻谷含水量至收获时含水量。经调质的稻谷密封放置在2℃下冷藏3 d，从而使稻谷籽粒之间和籽粒内部水分分布均匀一致。试验开始后将稻谷直接放在室内环境中，使稻谷在室内环境中逐渐散失水分，从而获得具有不同含水量的样品，保证所测试稻谷含水量具有一定较均匀的含水量间隔。测试时用200 g摇摆式粉碎机将样品粉碎后，放入密封的塑料袋中备用，同时取部分整粒样品，分别进行含水量测试。

1.3.2 稻谷含水量的测定方法

粉碎稻谷样品采用国家标准GB／T 5497—1985方法测定。整粒稻谷籽粒含水量测试方法参照文献［7］的方法，此方法整粒稻谷籽粒测试质量为10 g以上，温度130℃，烘干时间19 h。此方法虽然ASABE［8］标准中仍然没有列入，但现阶段国外有关文献报道中已经普遍使用此方法进行稻谷含水量的测试［9］。

每种方法每个含水量重复试验3次，保证3次重复或双试验结果允许差不超过0.2%，求其平均数，即为稻谷的含水量。本试验全部含水量均以湿基表示。

2 结果与分析

2.1 2种方法含水量测试结果比较

对重复试验测试含水量计算平均值，2个品种稻谷整粒和粉碎2种测试方法所测含水量如表1所示。

表1 2种稻谷水分测试方法所测含水量及其差异／%

稻谷籽粒经调质处理后含水量与稻谷收获时含水量处于一致区域，在室内自然通风干燥条件下，使其含水量逐渐降低到安全储藏含水量，对此区间含水量的稻谷进行了2种水分测试方法的对比分析。从表1测试结果可以看出整粒测试稻谷含水量基本始终大于粉碎测试方法，因此可以认为整粒方法测试含水量相对来说测试结果较准确。

从表1可以看出，随着稻谷籽粒含水量的降低，2种测试方法所测得稻谷籽粒含水量存在一定的差异，仅仅当含水量达到安全储藏水分以下后，即含水量达12%以下时2种测试方法所测试的稻谷含水量基本无差异，也就是说差异性基本消除，如图1所示。当稻谷含水量在17%以上时，2种测试方法含水量差异基本上在1%以上，而含水量达到24%左右时其差异可以达到2%左右，而当含水量降低到14%时仍然有0.6%～0.8%的含水量差异。即稻谷含水量从12%开始，随着稻谷籽粒含水量的增加2种测试方法所测含水量差异性逐渐增大。

2.2 2种方法含水量测试结果分析

2.2.1 2种测试方法差异性分析

经过反复试验，数据处理分析显示，采用国标粉碎后测定稻谷含水量的方法存在水分偏低的现象，主要原因在于：

第一，国标测试方法首先需要进行粉碎稻谷籽粒，在粉碎的过程中，由于稻谷籽粒尺寸的减小，破坏了稻谷的整体结构，内部颗粒完全暴露在外界环境和粉碎作业机械作用下，增加了样品水分的蒸发面积，同时颗粒表面空气流动的速率较大，提高了样品水分的蒸发速率。

第二，摇摆式粉碎机机体高速旋转产生大量的热量，也会使样品含水量损失相对比较快。同时样品破碎颗粒与机体之间产生摩擦也会消耗水份。

第三，粉碎测试温度较整粒测试温度低，时间相对较短，存在内部自由水和结合水仍然没有完全从破碎颗粒中溢出的可能。整粒测试方法烘干过程中温度较高达130℃，烘干时间较长达19 h，因此整个烘干过程中能够保证籽粒内部自由水和结合水从内部溢出，所测试结果相对较准确。

稻谷粉碎过程中存在水分消耗的情况，其消耗量直接与粉碎后物料的粒度和粉碎时间等直接相关，因此粉碎时物料粒度以达到标准要求为宜，粒度过大，烘干过程中水分散失较慢，粒度过小，水分容易由于环境湿度低而散失部分表面水分。与此同时，稻谷粉碎过程中由于物料与刀片作用时间较长产生大量热，从而导致粉碎物料水分的散失。因此现有的国家标准稻谷粉碎水分测试方法可能存在一定的误差。而对于粉碎过程中粉碎程度和发热等可能对稻谷水分散失的影响在 GB 20264—2006［10］中进行了较详细的说明。

整粒测试与粉碎测试相比含水量整体较高，测定结果相对于粉碎测试准确性高。由于整粒稻谷含水量测试方法籽粒不需要粉碎，减少粉碎设备对籽粒粉碎预处理，同时一次完成烘干过程不需要反复对样品进行烘干操作，整体测试过程操作相对简单。由于稻谷整粒测试方法的优越性，国外普遍采用此作为标准方法进行稻谷含水量测试。

［7］中应用AOAC标准方法与整粒稻谷测试含水量之间进行了对比分析，并且以此为基础总结出整粒稻谷测试含水量的具体方法，本试验研究粉碎方法测试稻谷含水量与整粒测定方法之间含水量测试差异，间接上亦是对粉碎方法测试稻谷含水量与AOAC标准方法进行了对比，因此本研究中稻谷整粒测试含水量从理论上说是可靠的。

2.2.2 2种测试方法差值拟合方程补偿分析

通过分析整粒测试与破碎测试结果间的差值与整粒测试含水量的相关关系，拟合2种测试方法测试结果的回归直线，从拟合的回归方程可以看出，随着稻谷含水量的降低，整粒测试与粉碎测试含水量差值基本呈直线下降，并且2个品种稻谷拟合方程近似一致（见图1a，图1b）；同时建立2个品种稻谷的混合模型，其拟合回归方程与各个品种单一建立的拟合方程亦近似一致（见图1c）。通过对关键含水量差值点分析（见表2），2种稻谷品种拟合方程计算预测的含水量差值在0.1%左右，结果非常接近，说明2个品种稻谷的拟合方程预测结果较接近，具有实际应用价值；采用混合模型拟合方程计算的关键含水量差值点结果处于2种品种稻谷计算结果之间，相对来说计算结果更准确；同时利用整粒测试方法得到的含水量经拟合方程可近似计算出2种测试方法含水量差值，从而可推测出粉碎测试方法所得的含水量；或即在已知粉碎测试方法所得的稻谷含水量，根据粉碎方式与整粒方式含水量间的拟合方程得到稻谷的整粒测试推测含水量（见图2），即稻谷的真实含水量。当2种测试方法所得含水量差值为零时，通过拟合方程计算所得2个品种稻谷的含水量分别为8.506 5%和8.663 7%，此值与稻谷内部结合含水量值接近。如果采用2个品种稻谷的混合模型拟合方程计算2种测试方法差值，通过粉碎测试方法亦可推测整粒测试方法所得的真实稻谷含水量。

表2 拟合方程计算预测的整粒稻谷含水量／%

如果通过大量稻谷样品进行进一步的含水量的测试研究，准确测试出稻谷含水量的一定区间内2种测试方法含水量的差值，以整粒测试结果为准确值对粉碎测试结果进行差值补偿来纠正粉碎测试方法的不足，同样可以获得较准确的测试结果，弥补粉碎测试方法的不足之处。

图1 2种不同测试方法稻谷含水量差值随含水量变化情况

图2 整粒测试方法与粉碎测试方法含水量拟合方程

3 结论

稻谷在不同含水量情况下，通过采用粉碎和整粒2种不同含水量测试方法测试稻谷含水量，测试结果表明稻谷经粉碎后测试含水量与整粒测试含水量在整个水分测试区间存在较大差异，整粒测试所得含水量大于粉碎测试所得含水量，并且随着稻谷籽粒含水量的降低2种测试方法间含水量差异性逐渐减小，直至稻谷含水量达到11%左右时2种测试方法间无差异。总体来说整粒测试方法所得测定结果更准确可靠，因此通过2种测试方法含水量差值的拟合方程，对利用粉碎测试方法得到的含水量经拟合方程可近似计算出其准确的含水量。

参考文献

［1］周祖锷.农业物料学［M］.北京：农业出版社，1994

［2］翟宝峰，郭宏林，许会.粮食水分检测技术的综合分析及发展概况［J］.沈阳工业大学学报，2001，23（5）：413－416

［3］邵学良，刘志伟，陆晖，等.稻谷含水量测定方法的比较［J］.粮食储藏，2009，25（3）：52－54

［4］孙威峰.稻谷水分测定方法的探讨［J］.农业机械，2011（29）：91－92

［5］吴伟，李旭冉.关于稻谷水分测定方法的改进建议［J］.黑龙江粮油科技，2000（1）：58－59

［6］GB／T 5497—1985，粮食油料检验水分测定法［S］

［7］Jindal V K，Siebenmorgen T J.Effects of oven drying temperature and drying time on rough ricemoisture content determination［J］.Transactions of the ASAE，1987，30（4）：1185－1192

［8］ASAE standard，S352.2.Moisture measurement－unground grain and seeds［S］

［9］Zhang Q，Yang W，Sun Z.Mechanical properties of sound and fissured rice kernels and their implications for rice breakage［J］.Journal of Food Engineering，2005，68（1）：65－72

［10］GB 20264—2006，粮食、油料水分两次烘干测定法［S］.

Comparison Analysis on Testing Methods of Rice Moisture Content by Using Whole and Ground Grain

Chen Yulun Zhao Sanqin Qiu Wei Gu Jiabing DingWeimin Li Yinian Xia Limin

（College of Engineering，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210031）

Two testingmethods for ricemoisture content including ground grain in national standard and whole grain in abroad were used in this research.Ricemoisture content in a certain intervalwas tested using these two kinds of testingmethods.Comparison analysis of tested moisture content was performed using two testingmethods.Tested resultmanifested that there was large difference of ricemoisture content in the test interval between ground grain and whole grain.Ricemoisture content tested using ground grain was lower than that ofwhole grain.Difference of tested ricemoisture content between ground grain and whole grain decreased gradually with ricemoisture content lowering，and there was no difference of the tested rice moisture content between two testing methods when the rice moisture content lowered to about11%.Therefore，tested result of rice moisture content using whole grain wasmore correct and reliable than that of using ground grain.

rice，moisture content test，whole grain，ground grain

TS210.2；S379.1

A

1003－0174（2015）06－0130－04

时间：2014－12－30 16：59

网络出版地址：http：／／www.cnki.net／kcms／detail／11.2864.TS.20141230.1659.001.html

中央高校基本科研业务费专项资金 （KYZ201161），高等学校博士学科点专项科研基金（2013009711 0042）

2014－06－30

陈玉仑，男，1974年出生，讲师，农业物料特性及其农业装备

李毅念，男，1973年出生，副教授，农业物料特性及其农业装备