稻谷储藏过程中品质变化的监测技术研究

摘要：稻谷作为重要的粮食储备，其在储藏过程中的品质变化备受关注。本文全面阐述了稻谷储藏过程中品质变化的主要指标，包括物理品质、化学品质和食用品质等方面的变化。详细介绍了当前用于监测稻谷品质变化的多种技术，如近红外光谱技术、电子鼻技术、核磁共振技术等，分析了这些技术的原理、特点及在稻谷品质监测中的应用现状，并对未来监测技术的发展趋势进行了展望，旨在为提高稻谷储藏质量、保障粮食安全提供理论和技术支持。

关键词：稻谷储藏；品质变化；监测技术

引言：稻谷是世界上最重要的粮食作物之一，在我国粮食储备中占据重要地位。稻谷的安全储藏对于保障粮食供应、稳定粮食市场和维护国家粮食安全至关重要。在稻谷储藏过程中，由于受到温度、湿度、氧气含量以及微生物等多种因素的影响，其品质会逐渐发生变化[1]。品质的下降不仅会降低稻谷的食用价值和经济价值，还可能对人体健康产生潜在威胁。因此，研究稻谷储藏过程中品质变化的监测技术具有重要的现实意义，能够及时准确地掌握稻谷品质状况，为科学合理地进行稻谷储藏管理提供依据。

一、稻谷储藏过程中品质变化指标

在储藏初期，由于水分散失等原因，稻谷千粒重可能会略有下降。随着储藏时间延长，若受到虫害、霉菌侵蚀，稻谷内部结构被破坏，千粒重会进一步降低。稻谷容重与颗粒饱满度、杂质含量等有关。储藏过程中，品质下降可能导致稻谷颗粒破损、内部空隙改变，从而使容重发生变化，一般容重会呈下降趋势。新鲜稻谷具有固有的色泽和气味，长时间储藏后，在微生物和酶的作用下，稻谷可能会发黄、变暗，出现陈化气味，严重时会有霉味。在适宜的储藏条件下，稻谷水分含量应保持相对稳定。但如果储藏环境湿度不合适，稻谷会吸收或散失水分。水分过高易引发微生物生长繁殖，导致稻谷霉变。水分过低则会使稻谷失去活力，口感变差。随着储藏时间的延长，稻谷中的脂肪在脂肪酶的作用下逐渐水解，脂肪酸值升高，其升高表明稻谷品质下降。储藏过程中，稻谷蛋白质的含量可能会因分解代谢而略有下降，同时蛋白质的结构和功能也会发生变化，影响稻谷的加工和食用品质。稻谷中存在多种酶，如淀粉酶、脂肪酶等。在储藏初期，酶活性较高，随着储藏时间延长，酶活性逐渐降低。当酶活性降低到一定程度，稻谷的生理代谢活动减弱，品质开始劣变。除了蛋白质、脂肪等营养成分的变化外，稻谷中的维生素、矿物质等营养物质在储藏过程中也会有不同程度的损失，降低了稻谷的营养价值。

二、稻谷储藏过程中品质变化的监测技术

近红外光谱是介于可见光和中红外光之间的电磁波，其波长范围为 780 - 2526nm。通过测量稻谷对近红外光的吸收光谱，并与已知品质的稻谷样本建立数学模型进行比对，即可快速预测稻谷的水分含量、脂肪酸值、蛋白质含量等品质指标[2]。近红外光谱技术具有快速、无损、多组分同时分析等优点。无需对样品进行复杂的前处理，可直接对整粒稻谷进行检测，大大提高了检测效率。而且该技术可在线实时监测，适用于大规模稻谷仓储的品质检测。缺点是仪器价格较高，需要建立准确的数学模型，模型的通用性和稳定性还有待进一步提高。在稻谷品质监测中，近红外光谱技术已广泛应用于水分含量、脂肪酸值、蛋白质含量等指标的检测。科研人员利用近红外光谱仪对不同储藏时间的稻谷进行检测，通过建立偏最小二乘回归模型，实现了对稻谷脂肪酸值的快速准确预测，预测结果与传统化学分析方法具有良好的相关性。

电子鼻是一种模拟生物嗅觉系统的分析仪器，主要由气敏传感器阵列、信号采集系统和模式识别系统组成。电子鼻技术具有响应速度快、检测灵敏度高、能够检测复杂气味等优点。可以快速判断稻谷是否发生霉变、陈化等品质变化，且无需对样品进行化学处理。但电子鼻对环境条件较为敏感，传感器易受干扰，不同批次的传感器之间存在一定差异，影响检测结果的准确性和重复性。电子鼻技术已被应用于稻谷储藏过程中霉变和陈化的早期检测。研究人员通过将电子鼻用于检测不同霉变程度的稻谷，发现电子鼻能够有效区分正常稻谷和霉变稻谷，并根据传感器响应信号的变化趋势判断霉变的发展程度，为及时采取措施防止稻谷进一步霉变提供了依据。

核磁共振技术是利用原子核在磁场中的共振现象来获取物质结构和性质信息的分析技术。核磁共振技术具有无损、快速、准确等优点，能够深入分析稻谷内部的分子结构和成分变化。可以在不破坏样品的情况下，对稻谷的多种品质指标进行同时检测。缺点是仪器设备昂贵，检测成本高，对操作人员的技术要求也较高。在稻谷品质监测方面，核磁共振技术主要用于研究稻谷在储藏过程中水分迁移和分布规律以及脂肪和蛋白质的结构变化。

三、技术发展趋势

将近红外光谱技术、电子鼻技术、核磁共振技术等多种监测技术进行融合，发挥各自的优势，实现对稻谷品质的全方位、多参数、高精度监测。随着物联网、大数据和人工智能技术的发展，构建智能化的稻谷品质监测系统将成为趋势。通过在粮仓中安装各种传感器，实时采集稻谷的温度、湿度、气体成分等环境参数以及品质指标数据，并将这些数据传输到云端进行分析处理。利用人工智能算法对大量数据进行挖掘和学习，实现对稻谷品质变化的智能预测和预警，为稻谷储藏管理提供科学决策支持。研发更加灵敏、稳定、特异性强的新型传感器，提高对稻谷品质变化的检测能力。

四、结论

稻谷储藏过程中的品质变化是一个复杂的过程，涉及物理、化学和食用品质等多个方面。近红外光谱技术、电子鼻技术、核磁共振技术等多种监测技术为及时准确地掌握稻谷品质变化提供了有效手段。每种技术都有其独特的原理、特点和应用范围，在实际应用中应根据具体需求选择合适的技术或技术组合。随着科技的不断进步，多种技术融合、智能化监测系统和新型传感器研发等将成为稻谷品质监测技术的发展方向。通过不断完善和创新监测技术，能够更好地保障稻谷储藏质量，为国家粮食安全提供坚实的技术支撑。在未来的研究中，还需要进一步深入研究稻谷品质变化的机制，加强监测技术与储藏管理措施的结合，实现稻谷的科学储藏和高效利用。

参考文献：

[1]蒋明金，张芳，姬广梅，等.高产优良食味杂交籼稻品种稻谷储藏品质特性研究[J/OL].贵州农业科学，1-9[2025-02-19].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/52.1054.S.20241224.1556.002.html.

[2]张宇环，章铜，林涛，等.蓝光复合丙酸钙处理对稻谷储藏过程中脂质变化的影响[J/OL].中国粮油学报，1-9[2025-02-19].https：//doi.org/10.20048/j.cnki.issn.1003-0174.001038.

[3]冯伟.稻谷储藏的品质控制探究[J].中国食品工业，2023，（20）：96-98+64.

作者简介：王启聪，1994.04.17，男，汉，湖北枣阳，专技岗十二级，理学学，粮油检测