不同储粮粮仓稻谷品质及其霉菌数量的差异分析

李 娜，周红丽*，周 涛，黄天柱，聂蓬勃

（1.湖南农业大学食品科学技术学院，湖南长沙 410128；2.中南粮油食品科学研究院有限公司，湖南长沙 410008）

稻谷是我国主要的粮食作物之一，全国各地都有稻谷的种植产区，稻谷年总产量高达2亿多吨[1]。稻谷储藏过程中，微生物在湿热条件下滋生，容易引起储藏稻谷发霉、腐烂和变色，直接或间接地影响储藏稻谷的质量和安全，导致不可逆的定性损失[2-3]。产毒霉菌通常会污染储存的谷物和谷物产品，同时产生有毒的次生代谢物，这些毒素对身体的组织、器官会产生严重的损伤，具有致癌、致畸作用，而细菌、真菌和病毒是导致食源性疾病的主要原因[4-5]。

稻谷在储藏过程中，其品质主要受到温度和水分的影响，水分含量又是真菌生长的决定性因素，当水分含量在霉菌生长临界水分以下，即使温度适宜，霉菌也不会生长[6-7]。何荣等[8-9]研究发现，黑曲霉（Aspergillus niger）、黄曲霉（As-pergillus flavus）以及产黄青霉（Penicillium chrysogenum）最易导致稻谷结块，此外结块稻谷的出糙率、整精米粒率较低，并且不完善粒率明显增加。目前，关于影响稻谷品质的研究主要集中于温度与水分，储粮温度会对稻谷造成直接影响。付消费等[10-12]研究发现，高温可导致粳稻的脂肪酸值上升速率加快，另外随着温度的升高，整精米率下降速度也越来越快；SUNG J等[13]利用基于质谱的电子鼻系统测定不同温度储存下稻谷的脂肪酸值发现，在较高温度储存条件下，稻谷的脂肪酸值显著增加，稻谷感官质量降低；LI Y等[14]研究发现，控温储藏8个月内，低温（15 ℃）与高温（35 ℃）储藏下的样品相比，具有更低的脂肪酸值、过氧化值和羰基值；由于在热带、亚热带气候地区，大多数粮食是在湿热季节收获。未能及时干燥的稻谷在湿热条件下储藏会大量滋生霉菌，引起稻谷品质下降[15]。奚萌等[16]研究发现，当稻谷水分含量变化率较小时，霉菌受粮温影响较大，随粮温的升高先增加后随粮温降低而减少。

在此研究背景下，为了调整和完善稻谷的储藏条件，降低稻谷在储藏过程中的损失，本研究综合湖南各地区的储粮条件，对不同粮仓及粮仓不同位置稻谷的霉菌总数、水分含量、脂肪酸值和出糙率进行测定与比较，分析稻谷霉菌与品质变化的差异及其相关性，为稻谷储藏条件的调整和完善，提供一定的技术支撑[17-18]。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 样品

早籼稻谷：湖南省长沙县金山粮仓、常德市金牛粮仓、永州市银光粮仓，入库年份为2018年。

1.1.2 培养基与试剂

马铃薯葡萄糖琼脂（potato dextrose agar，PDA）培养基：北京陆桥技术股份有限公司；无水乙醇（分析纯）：天津市富宇精细化工有限公司；氢氧化钾标准滴定溶液（0.5000 mol/L）：深圳市博林达科技有限公司；酚酞指示剂：国药集团化学试剂有限公司；氯化钠（分析纯）：西陇科学股份有限公司。

1.2 仪器与设备

MJ-150-11霉菌培养箱：上海一恒科学仪器有限公司；LDZX-50KBS立式高压蒸汽灭菌器：上海申安医疗器械厂；TP-220A电子天平：湘仪天平仪器设备有限公司；JLGJ45检测砻谷机：浙江台州市粮仪厂；JFSD-100-Ⅱ电动粉碎机：上海嘉定粮油仪器有限公司；202电热恒温干燥箱：北京市光明医疗仪器有限公司；FA1104N电子天平：上海菁海仪器有限公司；JGMJ8098精密检测机：上海嘉定粮油仪器有限公司；HY-4调速多用振荡器：上海浦东物理光学仪器厂。

1.3 实验方法

1.3.1 稻谷样品采集

对金山、金牛、银光三个实验粮仓均采用五点三层取样，取样点见图1。

图1 粮仓中稻谷的取样点位Fig.1 Sampling points of rice in silo

分别以距粮堆表面2.4 m、3.6 m、4.8 m为上层、中层、下层。以距粮仓东南角、东北角、西南角、西北角1.5 m处及粮仓中央点作为取样点，每一个点位取上、中、下三层的稻谷样品，每一个粮仓共取15份样品，每份样品取1 kg，用无菌取样袋密封取回，于实验室低温避光保存。对每一层的取样点及整个粮仓的取样点所取样品，各称取100 g于无菌均质袋中，分别用于每一层的混样和粮仓总混样的检测[18]。取样时各粮仓实时温度、湿度数据见表1；各粮仓取样点不同粮层实时监测温度数据见表2。

表1 取样粮仓的储藏条件Table 1 Storage conditions of sampling silos

表2 取样粮层稻谷的温度Table 2 Temperature of rice of sampling layers

1.3.2 测定方法

霉菌总数的测定参照GB 4789.15—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌和酵母计数》[19]；稻谷出糙率的测定参照GB/T 5495—2008《粮油检验稻谷出糙率检验》[20]；水分含量的测定参照GB/T 5497—1985《粮食、油料检验水分测定法》[21]；脂肪酸值的测定参照GB/T 20569—2006《稻谷储存品质判定规则》[22]。

1.3.3 数据处理

每组实验设定两个平行，使用Excel 2016对测定数据作图，SPSS 20.0软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 稻谷的霉菌总数

2.1.1 不同粮仓稻谷的霉菌总数

图2 不同粮仓稻谷霉菌总数Fig.2 Total mold count of rice in different silos

由图2可知，偏北方的常德金牛粮仓的霉菌总数（2.6×103CFU/g）最低，其次是中部地区的开慧金山粮仓（4.2×103CFU/g），南方的永州银光粮仓的霉菌总数（5.8×103CFU/g）较多。不同取样粮仓稻谷霉菌总数差异显著（P＜0.05），推测可能与其所处地理环境有关，说明温度与湿度等储粮条件可能对稻谷中霉菌量有一定的影响。

2.1.2 粮仓不同层位稻谷的霉菌总数

图3 粮仓不同层位稻谷霉菌总数的比较Fig.3 Comparison of total mold count of rice in different layers of silo

由图3可知，对比取样的不同粮层的霉菌总数，总体趋势均为上层＞中层＞下层，且同一粮仓不同粮层稻谷霉菌量存在显著性差异（P＜0.05）。分析原因可能是由于稻谷在储藏过程中不同位置的微生物的生长活动强度不同，湖南地区温度相对较高，尤其是粮仓上层温度受外界影响较大，而粮仓下层温度相对较低，基本在10～13 ℃之间，对霉菌的生长以及稻谷自身的呼吸作用都有一定的抑制作用[23]。

2.1.3 粮仓不同点位稻谷的霉菌总数

图4 粮仓不同点位稻谷霉菌总数的比较Fig.4 Comparison of total mold count of rice at different points of silo

由图4可知，三个粮仓稻谷霉菌量整体趋势为银光仓＞金山仓＞金牛仓，推测与粮仓所在地区地理环境气候存在差异有关。但同一粮仓不同点位稻谷霉菌量无显著性差异（P＞0.05）。

2.2 粮仓稻谷品质的变化

2.2.1 不同粮仓稻谷品质的变化

不同粮稻谷的水分含量、脂肪酸值及出糙率见表3。

表3 不同粮仓稻谷品质差异Table 3 Differences in rice quality between different silo

由表3可知，银光仓水分含量较高，且与另外两个粮仓相比，脂肪酸值最高，出糙率最低；金牛仓稻谷的水分含量较低且出糙率最高，脂肪酸值稍高于金山仓稻谷；金山仓水分含量稍低于银光仓，出糙率低于金牛仓，脂肪酸值最低；说明金牛仓、金山仓稻谷品质相对较好，银光仓稻谷品质整体偏低。且不同粮仓的稻谷水分含量、脂肪酸值、出糙率存在显著性差异（P＜0.05），推测与粮仓所在地区地理环境气候存在差异以及不同粮仓稻谷霉菌量不同有关。

表4 粮仓不同层位稻谷的品质Table 4 Quality of rice in different layers of silo

2.2.2 粮仓不同层位稻谷品质变化

由表4可知，同一粮仓不同取样粮层间稻谷的水分含量、脂肪酸值及出糙率均存在显著性差异（P＜0.05），且不同粮仓各粮层稻谷的水分含量、脂肪酸值均呈上层＞中层＞下层的趋势，出糙率呈下层＞中层＞上层的趋势。各个粮仓下层稻谷水分含量较低，上层水分含量较高，可能是由于储藏温度对稻谷水分含量有一定的影响[12]。春夏交替季节，气温显著上升，粮堆上层稻谷易受到外部高温的影响，温度上升，温度对水分活度的影响较大，呈现出粮堆上层稻谷水分活度高于中下层的现象。稻谷处于较高的温度环境下，脂肪极易水解，温度变化幅度与脂肪酸值呈正向线性关系，温度变化幅度越大，脂肪酸值越大，从而导致粮堆上层稻谷脂肪酸值高于中下层的现象[24]，储粮温度上层＞中层＞下层，也是导致各粮仓下层出糙率均较高的原因之一。结果表明，相对于中、上层，粮仓下层稻谷品质较好，可能是由于粮仓下层稻谷温度较低，抑制霉菌的生长繁殖，导致稻谷霉菌量明显少于中层和上层，从而使稻谷品质相对较好，有益于延长稻谷储存期限[25]。

2.2.3 粮仓不同点位稻谷品质变化

由表5可知，同一粮仓不同取样点位间稻谷的水分含量、脂肪酸值及出糙率均存在显著性差异（P＜0.05）。金牛仓3号点位稻谷水分含量与脂肪酸值较高，出糙率偏低，该点位稻谷品质相对较差；金山仓1号点位稻谷水分含量偏低，稻谷出糙率较高，脂肪酸值相对较低，稻谷品质整体较好；银光仓4号点位稻谷水分含量与脂肪酸值均较低，稻谷出糙率相对较高，稻谷品质较好。由此可推测不同点位稻谷品质有一定差异，与该点位稻谷霉菌总数有关，金牛仓3号点位稻谷霉菌数相对较高，稻谷品质较低，金山仓1号点位稻谷与银光仓4号点位稻谷霉菌量均相对偏低，稻谷品质较好。

表5 粮仓不同点位稻谷的品质Table 5 Quality of rice at different points of silo

2.3 稻谷霉菌量、水分含量、脂肪酸值、出糙率的相关性分析

采用相关性分析法对不同粮仓稻谷的霉菌量、水分含量、脂肪酸值及出糙率进行分析，结果见表6。

表6 稻谷霉菌量、水分含量、脂肪酸值、出糙率的相关性Table 6 Correlation between total mold count,moisture,fatty acid value and roughness of rice

由表6可知，金牛仓、金山仓、银光仓稻谷霉菌总数与脂肪酸值呈极显著正相关（P＜0.01）；金牛仓与金山仓稻谷霉菌总数与出糙率呈显著负相关（P＜0.05）、银光仓稻谷霉菌总数与出糙率呈极显著负相关（P＜0.01）；金山仓、银光仓稻谷霉菌总数与水分含量呈显著正相关（P＜0.05）；金牛仓与银光仓稻谷脂肪酸值与出糙率呈显著负相关（P＜0.05）。结果表明，稻谷脂肪酸值会随着稻谷中霉菌总数的增加而增加，稻谷出糙率与之相反，说明稻谷霉菌对其品质的劣变具有积极作用；霉菌的生长繁殖对生存环境的水分含量要求较高，因此，稻谷霉菌总数也会随着稻谷水分含量的增加而增多[26]。

3 结论

通过对不同粮仓稻谷品质及其霉菌总数的差异分析发现，不同粮仓及取样层位间稻谷霉菌总数差异显著（P＜0.05），银光仓＞金山仓＞金牛仓，上层＞中层＞下层，不同取样点位间稻谷霉菌总数差异不显著（P＞0.05）。不同粮仓的稻谷水分含量、脂肪酸值、出糙率差异显著（P＜0.05），金山仓与金牛仓稻谷品质相对较好；同一粮仓不同层位稻谷水分含量与脂肪酸值均为上层＞中层＞下层，出糙率为下层＞中层＞上层，差异显著（P＜0.05）；同一粮仓不同点位稻谷水分含量、脂肪酸值、出糙率差异显著（P＜0.05）。霉菌量与水分含量、脂肪酸值、出糙率均有一定相关性，脂肪酸值与水分含量无显著相关性（P＞0.05）。

最南方的银光粮仓稻谷品质较差且带菌量最多，北部地区的金牛粮仓稻谷品质较好，说明相对偏南部高温高湿地区粮仓，北方地区储藏稻谷对其品质的保持更为有利，也说明了温度与湿度等储粮条件对稻谷品质有一定的影响。分析不同粮仓、粮仓不同位置稻谷霉菌量及稻谷品质的差异，可以有效预测粮堆是否存在霉变风险，对精准防霉控霉有重要意义。