张 瑛1 吴先山2 吴敬德1 杨世祥3 童继平1 郑乐娅1 佘德红1 吴跃进1 (安徽省农业科学院水稻研究所1 安徽省水稻遗传育种重点实验室，合肥 230031)
(安徽中谷粮油贸易有限责任公司2，合肥 230001)
(安徽省定远县粮食局3，定远 233200)
摘 要 根据现有国标稻谷储存控制指标角度研究了不同年份储藏稻谷的粘度、脂肪酸值、发芽率、发芽势的变化曲线，还研究了不同年份储藏稻谷的脂肪氧化酶Lox-3活性、直链淀粉的含量、胶长、酸度、碱消值、电导率、丙二醛的含量、含水量的变化规律，并对所测定的项目指标进行统计分析，获得各项指标的相关系数。结果表明：储藏稻谷中，粘度、脂肪酸值、发芽率、脂肪氧化酶Lox-3活性、直链淀粉的含量、酸度、电导率、丙二醛呈显著相关。随着储藏时间延长，粘度、脂肪氧化酶Lox-3活性、发芽率、发芽势、直链淀粉含量均下降；而脂肪酸值、酸度、丙二醛的含量、电导率则明显增加；胶长、碱消度无明显的变化。研究稻谷储藏过程中理化特性的变化，目的在于探索稻谷耐储藏评价的新的理化指标。 关键词 稻谷储藏 理化特性 耐储性指标
0 前言
稻谷是不耐储藏的粮食品种，在一般储存条件下稻谷第二年就开始陈化变质，稻谷的宜储存年限为3年左右。稻谷在日常储存和长期储备中都需要进行耐储藏评价，识别早期劣粮，以便做好分类、分品级储存，提高保粮技术，及时推陈贮新，防止稻谷陈化变质，从而避免造成经济损失。国内、外谷物化学工作者[1]一直都在探寻稻谷在储藏期间品质变化的规律，研究稻谷品质劣变评定中的诸因素如何选择和量化，以便制定出能反映稻谷储藏过程中品质变化的指标及测定方法，从而指导储粮工作，确保储粮安全。本文通过对连续6年入库的稻谷进行测定，试图出各品质测定项目间的相互关系及其对储粮品质的影响，探明储藏稻谷理化特性变化规律，旨在指导储藏、适时轮换及评价储藏稻谷的耐储性。
1 材料与方法
1.1 材料
试验样品为1995年至2000年每年入库的 汕优
注：国家科技部 863项目(2001AA241018)，农业部 948(991018)，安徽省科技厅重大科技专项(01603002)的资助
收稿日期:2002-12-11
张瑛：男,1968年出生，助研，植物生理生化研究63稻谷，该批样品均于2001年4月20日同时取自安徽省炉桥国家储备库，按国标扦样方法(GB/T3543.2 -1995)取样1Kg。该样品的储藏条件均为:5个廒间相同的房式散装仓，每个廒间长度40m，跨度18m，堆粮高度4m。采用密闭双低(低温、低药)保管，计算机自动测温，正常仓内温度最低5!以下，最高28!，平均粮温18!~20!。
1.2 化学试剂和主要仪器
亚油酸为中国医药公司经销产品。
-葫萝卜素为ME RLK公司产品。
其他化学试剂均为分析纯。
721W微机型分光光度计：上海光学仪器厂。
NDY-1旋转式粘度仪：上海精密科学仪器有限公司分析仪器厂。
DDS-电导率仪：上海雷磁新泾仪器有限公司。
离心机：美国,B ECKMAN,ALLEGRA21R Cen trifuge等。
1.3 方法
本研究主要对相同品种稻谷在同一储藏条件不同储期的主要理化指标进行分析，主要证明稻谷的生理指标(发芽率、发芽势、电导率)、酶活性(脂肪氧化酶)、营养成分(直链淀粉、脂肪酸值、酸度)、物理学特性(运动粘度、碱消值、胶长)、挥发性物质(丙二醛)对稻谷陈化的影响。本实验设两个重复，取平均
2003年12月第18卷第6期
中国粮油学报
Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
Vol.18,No.6
Dec.2003
值。测定方法如下:
1.3.1 粘度测定：按照GB/T 5516-85的方法。1.3.2 脂肪酸值：按照GB/T 15684-95的方法。1.3.3 酸度测定：按照参考文献[2]的方法。1.3.4 脂肪氧化酶Lox-3活性测定：根据植物脂肪氧化酶同功酶检测技术，
该技术已申请国家发明专利[3]，其主要原理为：利用脂肪氧化酶的偶联氧化还原指示剂而产生显反应。
1.3.5 胶长和碱消值：参考文献[1]的方法测定。1.3.6 直链淀粉含量测定：按照GB/T 15684-1995的方法。
1.3.7 发芽率和发芽势测定：按照GB/T 5520-85的方法。
1.3.8 电导率的测定：按照参考文献[4]的方法，稍作改动：取1kg，用四分法处理，选取大小均匀、籽粒饱满而无机械损伤的种子各100粒称重，清洗，放入装有250mL 纯净水的玻璃瓶，在250C 下处理24h 、28h 、48h 、72h 分别测定电导率。1.3.9 丙二醛的测定：按参考文献[5]的方法，稍作改动：取稻谷种子，吸涨12h 后，去壳，加0.2M pH7.0磷酸缓冲液研磨,5000∀g 离心1h，取上层清样，检测MDA 的含量。
1.3.10 水分的测定：按照GB/T 5497-85的方法。
2 结果与分析
2.1 储藏稻谷电导率生理指标的研究
膜脂过氧化导致膜功能的变化是引起细胞电解质渗漏的主要原因
[5]
，电解质渗漏则导致电导率大幅
增加，膜透性增强。本实验研究 汕优63 储藏稻谷电导率的变化，旨在研究电解质渗漏与稻谷储藏陈化变质的关系(见图1、表1)。
从表1、图1可以看出电导率变化过程分为三个阶段:2000年到1998年的稻谷，由24h 至72h 时，电导率增加百分率几乎呈线形上升;1998年至1996年的电导率增加百分率变化却较为平缓;1996年至1995年的电导率增加百分率出现急速下降，在24h 和28h 时1995年的电导率增加百分率甚至出现负值,48h 和72h1995年的电导率增加百分率略高于2000年的电导率，但仍然是下降的趋势。这说明：第一阶段，随着储存时间延长，细胞活力减弱，细胞膜透性增强，膜脂过氧化导致膜功能的变化，细胞电解质发生渗漏，电导率大幅增加；第二阶段，细胞膜透性增加较
为平缓，膜脂过氧化过程在大幅增加后变缓，细胞电
解质渗漏变缓；第三阶段，细胞开始死亡，细胞电解质流失殆尽，相对表现为细胞膜透性的下降。
图1 储藏稻谷电导率的变化百分率表1 不同年份储藏稻谷的电导率
年度电 导 率
24h 28h 48h 72h 2000 6.7 6.628.199.3519997.337.510.112.0419989.379.512.5315.0519979.889.9812.9915.2319969.9110.7413.85 16.51995
6.47
6.53
10.25
13.29
2.2 储藏稻谷挥发性物质丙二醛的研究
稻谷储藏过程中，膜的三酰甘油酯和磷脂水解产生大量的主要成分为亚油酸的游离脂肪酸，这种游离脂肪酸在脂肪氧化酶的作用下氧化为脂肪氢过氧化物，然后进一步分解为醛、酮等小分子物质，产生膜脂过氧化，其主要产物为丙二醛(MDA)[9]。本实验研究 汕优63 储藏稻谷挥发性物质丙二醛含量的变化，结果如图2:
图2 不同年份储藏稻谷丙二醛的含量
在图2中，从2000年至1997年，丙二醛含量有明显增加，升至1997年形成一个峰值；从1997年至1995年，丙二醛含量出现下降且幅度很大。这说明：随着储存时间延长，稻谷中的三酰甘油酯和膜磷脂迅速水解产生游离脂肪酸，游离脂肪酸的不饱和成分迅速氧化为脂肪氢过氧化物，这种脂肪氢过氧化物则进一步分解为丙二醛(MDA)等小分子物质，产生膜脂过
21
第18卷第6期张 瑛等 稻谷储藏过程中理化特性变化的研究
氧化；随着细胞死亡，酶活性下降，细胞电解质流失殆尽，游离脂肪酸的不饱和成分氧化明显减少，从而导致丙二醛含量下降。
2.3 发芽率和发芽势生理指标的研究
新收获的种子具有较高的活性，发芽率和发芽势较高，但其随着储存时间延长逐渐下降。本实验研究 汕优63 储藏稻谷发芽率和发芽势变化趋势，结果如图
3:
图3 储藏稻谷发芽率和发芽势的变化趋势
从图3可以看出：发芽率和发芽势变化趋势十分明显，其过程分为快速下降和缓慢下降两个阶段：快速下降阶段有两个，一个发生在2000年至1999年，另一个是1997年至1996年,；缓慢下降阶段也有两
个，一个是1999年至1997年，另一个是1996年至1995年，这时，种子已不能发芽。由此可知，不仅发芽率，而且发芽势也可作为鉴定稻谷储藏陈化变质的指标。
2.4 储藏稻谷脂肪氧化酶Lox-3酶活性的研究
脂肪氧化酶(Lipoxygenase.Lox.EC1.13.11.12)广泛存在于植物特别是高等植物体内
[6]
，其活力直接影
响食品原料如大豆、水稻等种子的储藏和加工品质。在稻谷中,Lox 主要存在于稻胚和种皮中。Lox 催化多元不饱和脂肪酸如亚油酸和亚油酸的加氧反应，产生脂肪的过氧化氢物。本实验Lox -3酶的活性检测方法根据植物脂肪氧化酶同功酶检测技术，该技术用分光光度计在454nm 下测定OD 值，其变化表示指示剂含量的变化，指示剂含量与Lox -3酶的活性成反比，即表示指示剂含量的OD 值越高,Lox -3活性越低。本实验以 汕优63 储藏稻谷分别作实验材料，取胚，进行脂肪氧化酶Lox-3活性测定，检测Lox-3活性体系的反应时间为由0h 至24h，结果如图4:
从图4可以看出：对于不同年份储藏稻谷,0h 与4h 、12h 的OD 值差值和0h 与24h OD 值差值趋势相同，均逐渐减小，而0h 与24h OD 值差值表现得最为明显。因此，从脂肪氧化酶Lox -3活性来看，随着储存
时间延长，其活性逐年降低。实验中，随着储存时间延长，脂肪氧化酶Lox-3活性逐渐降低，可能由于
Lox-3以游离的亚油酸为底物启动膜脂过氧化，产生脂肪氢过氧化物，进一步分解为醛、酮等小分子物质(如丙二醛)，这些醛、酮物质的大量产生反过来抑制了Lox-3的活性，使其活性逐步降低。
图4 不同年份储藏稻谷Lox-3活性检测
2.5 储藏稻谷水分、脂肪酸值、酸度的研究
稻谷中脂肪含量约为稻谷重量的2%，主要分布在稻谷的种皮和胚中[7]。随着稻谷储存时间延长，三酰甘油酯和磷脂中的结合脂肪酸在脂肪酶和磷脂酶的作用下不断地被释放出来。因此，稻谷中脂肪酸值不断变化[8]。另外，稻谷中由于有包括脂肪酸在内的大量酸性物质存在，引起酸度改变。本文对 汕优63 储藏稻谷水分、脂肪酸值、酸度的研究如图5:
图5 含水量、脂肪酸值、酸度的变化
表2 不同年份储藏稻谷的含水量、脂肪酸值、酸度的变化测定指标年 度
200019991998199719961995含水量(%)13.413.1
13
12.3
12.3
12.1
脂肪酸值(KOHmg/100g)
27.933.935.531.844.541.1酸度(0.01NNaOHmL/10g)
0.18
0.230.2650.2450.280.275
在表2、图5中可以看出：稻谷的不同储存时间，稻谷水分逐渐减少；对于脂肪酸值和酸度，以2000年为标准，从脂肪酸值和酸度的变化趋势线来看,1999年、1998年、1996年变化偏高,1997年变化偏低。从理论上讲，脂肪酸值和酸度的变化趋势应逐步上升，这与本实验有所不符。为此，笔者作了实际调查，发现:1999年与1998年稻谷入库前因连天阴雨在田间已受潮，水分变化导致稻谷种皮和胚的脂肪酸值和酸
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中国粮油学报2003年第6期
度迅速增加，而1997年稻谷入库前天气晴好含水量较低，保存较好。因此，本实验结果正好体现了这一实际情况。
2.6 储藏稻谷直链淀粉含量及运动粘度、碱消值、胶
长物理学特性的研究
储藏稻谷的直链淀粉含量及运动粘度、碱消值、胶长等是鉴定其稻米蒸煮品质重要指标。本文对 汕优63 储藏稻谷直链淀粉含量及运动粘度、碱消值、胶长的研究如表3图6:
表3 不同年份储藏稻谷的直链淀粉的含量及运动粘度、
碱消值、胶长的变化
测定指标年 度
200019991998199719961995直链淀粉含量(%)22.422.220.821.620.2520.75
粘度(mm 2/S) 5.8 5.3 4.92 1.6 1.5胶长(mm)4731.53032.53534.5碱消度(级)
4.8
4.9
4.7
4.5
5.3
4.
7
图6 直链淀粉的含量及运动粘度、碱消值、胶长的变化曲线由表3、图6可知：随着储存时间延长，粘度下降十分明显，从2000年至1998年，呈缓慢下降趋势，从
1998年至1997年，呈迅速下降趋势，从1997年至
1995年，又呈缓慢下降趋势；而胶长2000年为47mm，为中等胶稠度(40mm~60mm),1999年以前的直链淀
粉含量均小于40mm，为硬胶稠度(40m m 以下)；直链淀粉含量从22.4%下降至20.75%，呈缓慢下降趋势；碱消度大部分均在4.0~ 5.0之间，只有1996年为5.3。
2.7 储藏稻谷各项指标的相关系数分析
本实验将所测定的项目指标进行统计分析(电导率和Lox-3酶活性测定均取24h 处理时间的数据)，得表4相关系数:
从表4相关系数分析发现：第一、稻谷储存控制指标中的粘度、脂肪酸值、发芽率之间，粘度与脂肪酸值呈显著负相关，与发芽率呈显著正相关。第二、发芽率还和脂肪氧化酶Lox-3活性、直链淀粉的含量
、胶长呈显著正相关，与酸度呈显著负相关。第三、脂肪酸值还和酸度呈显著正相关，与脂肪氧化酶Lox -3活性、发芽率、直链淀粉的含量呈显著负相关。第四、粘度还和脂肪氧化酶Lox-3活性、直链淀粉的含量呈显著正相关。
另外，本文将所测定的1996年至2000年的电导率、粘度、脂肪酸值、发芽率变量之间的相关系数分析如表5:
表5 电导率、粘度、脂肪酸值、发芽率变量之间的相关系数分析
指标电导率粘度脂肪酸值发芽率
电导率1粘度
-0.75**
1脂肪酸值0.52
**
-0.76**
1发芽率
-0.78**0.73*
*-0.83*
*
1
附:**为0.01显著性水平
从表5分析可发现：电导率与粘度、发芽率呈显著负正相关，与脂肪酸值呈显著正相关。表明，在一定储存年限内，电导率也可作为储存指标。
表4 储藏稻谷各项指标的相关系数综合分析
指标发芽率Lox-3活性电导率丙二醛含水量脂肪酸值酸度直链淀粉含量粘度胶长碱消度
发芽率 1Lox-3活性 0.93**
1电导率-0.36*-0.33* 1丙二醛 0.11 0.12 0.63** 1含水量-0.54**-0.67**-0.03 0.01 1 脂肪酸值-0.87**-0.77** 0.25-0.45*
0.191 酸度-0.96**-0.86** 0.47*-0.10 0.49
*0.88*
*
1 直链淀粉含量
0.84** 0.82**-0.48* 0.28-0.38*
-0.89** -0.92**
1粘度 0.85
** 0.95
**
-0.35
*
0.04-0.51-0.70*
*
-0.73
** 0.70**
1 胶长 0.68** 0.46*-0.49*-0.38*-0.40*-0.42* -0.74*
*
0.45* 0.31*1 碱消度
-0.17-0.02 0.14
-0.44*
-0.67**0.59**
0.26-0.36*
-0.100.11
1
附:**和*为0.01和0.05显著性水平
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第18卷第6期张 瑛等 稻谷储藏过程中理化特性变化的研究
同时，本文也将所测定的1996年至2000年的Lox-3活性、电导率、丙二醛、脂肪酸值、酸度、发芽率变量之间的相关系数分析如表6:
表6 Lox-3活性、电导率、丙二醛、脂肪酸值、酸度、
发芽率变量之间的相关系数分析
指标Lox-3活性电导率丙二醛脂肪酸值酸度发芽率Lox-3活性1
电导率-0.97**1
丙二醛-0.39* 0.45* 1
脂肪酸值-0.71** 0.63**-0.26*1
酸度Aci-0.86** 0.88** 0.19* 0.86**1
发芽率 0.91**-0.88**-0.30*-0.84**-0.96**1
**和*为0.01和0.05显著性水平
从表6相关系数分析可知:Lox-3活性与电导率、丙二醛、脂肪酸值、酸度、发芽率变量之间存在显著相关(均达0.01和0.05显著性水平)。由此表明，脂肪氧化酶Lox-3酶活性在稻谷陈化变质过程中起着重要作用。
3 讨论
稻谷的耐储藏性差，随着储藏时间的延长，就会产生陈化变质现象。影响稻谷储藏陈化变质的因素很多：内因概括起来主要有胞壁、蛋白质变化、直链和支链淀粉含量相对变化、羰基化合物、游离脂肪酸、脱支酶、巯基变化等的影响；外因主要是包括温度和湿度在内的储藏条件的影响。
笔者通过对多个粮库调查研究，将实验材料取自具有代表性的安徽省炉桥国家储备库的5个廒间相同的房式散装仓。该仓库采用密闭双低(低温、低药)保管，计算机自动测温，能控制相同储藏条件(温度、湿度)，这正好与本研究所要求的对同品种稻谷在同一储藏条件不同储期的主要理化指标进行分析以研究年份对稻谷储藏陈化变质的影响的条件相一致。
本研究主要从稻谷的生理指标(发芽率、发芽势、电导率)、酶活性(脂肪氧化酶)、营养成分(直链淀粉、脂肪酸值、酸度)、物理学特性(运动粘度、碱消值、胶长)、挥发性物质(丙二醛)入手，研究了不同年份储藏稻谷的粘度、脂肪酸值、发芽率、发芽势的变化曲线，还研究了不同年份储藏稻谷的脂肪氧化酶Lox-3活性、直链淀粉的含量、胶长、酸度、碱消值、电导率、丙二醛的含量、含水量的变化规律，以脂肪氧化酶作为纽带，将生理指标、营养成分、挥发性物质联系在一起，从根本上研究了稻谷储藏陈化变质的重要因素年份的影响，探讨了储藏稻谷理化特性变化规律。
本研究还对所测定的项目指标结果进行统计综合分析，获得相关系数。结果表明：第一储藏稻谷中，粘度、脂肪酸值、发芽率、发芽势、脂肪氧化酶Lox-3活性、直链淀粉的含量、酸度呈显著相关;
第二在一定储存期内，电导率与粘度、发芽率呈显著负正相关，与脂肪酸值呈显著正相关;
第三在一定储存期内,Lox-3活性与电导率、丙二醛、脂肪酸值、酸度、发芽率变量之间存在显著相关。这种相关系数的分析从另一方面证明了稻谷各项指标间的内在联系。
长期以来，评判稻谷的陈化变质主要依据稻谷的脂肪酸值、发芽率和运动粘度等指标进行综合评定。该方法检测过程复杂，常因仪器、试验条件等原因易造成误差，影响评价的准确性。本研究意在探索新的鉴定稻谷的陈化变质指标，指导建立鉴定稻谷耐储藏性的评价体系。该新指标首先应具有适用强，其操作简便、快速，结果直观、准确，能进行定性和定量分析，不需复杂的实验条件和专业技术人员，易于掌握等特点，其次应能和过去的指标相验证，相结合。本研究对延缓种子衰老，增加稻谷耐储藏性的研究，提高粮食储备能力，确保国家粮食安全具有重要的意义。
参 考 文 献
#1∃王肇慈.粮油食品品质分析.(第二版)，中国轻工业出版社,20004
#2∃牛森.作物品质分析.(第一版)，农业出版社,19925
#3∃中华人民共和国知识产权局.发明专利公报,200117(21): (总793):53
#4∃朱诚，曾广文，郑光华.超干花生种子耐贮藏性与膜脂过氧化作用.作物学报,200026(2):235-238
#5∃葛秀春，宋凤鸣，郑重.膜脂过氧化与水稻对稻瘟病抗性的关系.浙江大学学报(农业与生命科学版),200026(3):254 -258
#6∃王海滨.植物的脂肪氧化酶.植物生理学通讯,1990(2):63 -67
#7∃张瑛，吴跃进，吴敬德，等.脂肪氧化酶与稻谷储藏的陈化变质.安徽农业科学2001,29(5):565-566
#8∃Aibara,S.,I.A.IS MAIL,et al.Changes in rice bran lipids and fatty acids during storage.Agric.Bi ol.Chem.1986,50:665-673
#9∃Y.Suzuki.Screening and mode of inheri tance of a rice variety lacking lipoxygenase-3.Gramma Field Symp.1995,33:51-62
(下转第28页)
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