一种大米籽粒破碎情况的检测方法与流程

本发明涉及食品科学技术领域。更具体地，涉及一种大米籽粒破碎情况的检测方法。

背景技术

粮食的破碎率是评价粮食储藏、加工环节品质的一项重要指标。我国粮食质量指标中规定，籼稻谷的1、2、3、4、5级整精米率的标准为分别不低于50％、47％、44％、41％、38％，粳稻谷的1、2、3、4、5级整精米率的标准为61％、58％、55％、52％、49％。碎米指米粒大小仅是完整米粒的1/4～3/4之间的精米。大米籽粒的破碎率越高，其质量等级越低，直接导致在运输和储藏的过程中，其品质劣变加快。由于破碎的大米籽粒的吸湿性强，易于引起发热和遭受害虫及霉菌的侵袭，使粮食储藏的稳定性显著降低，货架期变短。

进一步，现有的多种大米加工工艺需要进行大米籽粒破碎率的检测，例如：一、将大米加工成精米的加工工艺中，整精米率受稻谷类型、收获后干燥及储藏方式、含水率、精米机及研磨时间、研磨重量、研磨过程中大米的高温等因素的影响。通常采用的精米机使用150克大米，研磨30秒。减少研磨时间或减少研磨重量(压强)则增加整精米率，但是研磨程度降低。因此，研磨过程的控制需要以大米籽粒破碎率的检测作为依据。二、冷等离子技术是食品行业近年新兴的加工技术，对谷物和薯类淀粉具有刻蚀、聚合、嫁接作用，具有显著减少米饭蒸煮时间的效果，但这项技术的应用需要准确评价其对处理后大米的品质影响，即，也需要大米籽粒破碎率的检测作为依据。

因此，如何快速精确的检测大米籽粒的破碎率是当前的一个重要课题。

目前，大米籽粒的破碎率检测主要存在以下两种方法：

第一种是过筛法：将一定数量的精米在条形孔径(长度和宽度各是2和1.7mm)的直径20cm、高度4cm的圆形铝筛过筛，筛子上面的精米占总精米的质量百分数，表示整精米率。由于受籼稻谷含水率高低、籽粒长度的影响，偏低含水率的籼稻加工的籼精米破碎率高，绝大多数籼精米穿过了圆形铝筛。而粳米呈现短圆形状，穿过圆形铝筛的比例极低。此方法是粗放型的检测方法，检测精度低。

第二种是采用大米外观品质测定仪的图像检测法：通过对500～600粒精米扫描成像，按照国家标准gb1354规定，对粳稻和籼稻加工的精米统计整精米率。大米品质外观扫描仪用于测定整精米率、白垩度、不完善粒等指标，目前主要用于实验室研究，尚未实现产业应用。此方法同样存在检测精度低的问题，例如大米籽粒的断裂面如果位于扫描成像的背面或侧面，则从扫描成像的图像中无法准确检测出该断裂面。另外，该方法的设备成本较高，且针对我国粮食生产中大米类型和品种多的情况有待完善。

因此，需要提供一种快速精确的大米籽粒破碎情况的检测方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可对大米在储藏、加工及流通过程中的大米籽粒的破碎情况，进行快速精确地检测的大米籽粒破碎情况的检测方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供了一种大米破碎情况的检测方法，包括：

对待测大米样品依次进行染色、洗涤和洗脱，得到洗脱液；

分别测定所述洗脱液在610nm和690nm波长处的吸光值od610和od690；

将△od＝od610-od690定义为所述待测大米样品的大米籽粒破碎指数。

优选地，所述待测大米样品为从待测大米中随机选取的总质量为1至3克的大米籽粒。

优选地，进行染色进一步包括：采用fcf染色剂对待测大米样品染色10分钟。

优选地，所述fcf染色剂的浓度为0.001％至0.01％之间。

优选地，所述fcf染色剂的浓度为0.005％。

优选地，采用的fcf染色剂的以毫升为单位的体积数值为所述待测大米样品以克为单位的质量数值的两倍。

优选地，进行洗涤进一步包括：采用蒸馏水对染色后的待测大米样品进行冲洗，直至冲洗后的蒸馏水显示无色。

优选地，进行洗脱进一步包括：采用0.001mol·l^-1的naoh溶液对冲洗后的待测大米样品洗脱15分钟。

优选地，采用的naoh溶液的以毫升为单位的体积数值为所述待测大米样品以克为单位的质量数值的两倍。

优选地，分别测定所述洗脱液在610nm和690nm波长处的吸光值od610和od690进一步包括：采用紫外分光光度计分别测定所述洗脱液在610nm和690nm波长处的吸光值od610和od690。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案可快速精确地检测大米籽粒的破碎情况，具有良好的应用前景。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1示出本发明实施例提供的大米破碎情况的检测方法的流程图。

图2示出大米淀粉浓度与吸光值d610之间的相关性示意图。

图3示出大米淀粉浓度与吸光值差d610-d690之间的相关性示意图。

图4示出中熟籼稻1号大米的破碎率与吸光值差d610-d690之间的相关性示意图。

图5示出晚熟籼稻3号大米的破碎率与吸光值差d610-d690之间的相关性示意图。

图6示出东北粳稻4号大米的破碎率与吸光值差d610-d690之间的相关性示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的一个实施例提供了一种大米破碎情况的检测方法，包括：

对待测大米样品依次进行染色、洗涤和洗脱，得到洗脱液；

分别测定洗脱液在610nm和690nm波长处的吸光值od610和od690；

将△od＝od610-od690定义为待测大米样品的大米籽粒破碎指数。

本实施例提供的大米破碎情况的检测方法，相比于现有的大米籽粒的破碎率检测方法，对大米籽粒破碎情况的检测速度快且检测精度高。特别是与采用大米外观品质测定仪的图像检测法相比，本实施例提供的大米破碎情况的检测方法检测得到的大米籽粒破碎指数，仅与大米籽粒断裂面的面积相关，与大米籽粒的形状及断裂面的位置等均无关，可避免图像检测法可能出现的漏检情况，大幅提高了检测精度。

在本实施例的一些可选的实现方式中，检测过程一份样品平行三次，每次同时检测七份待测大米样品，整个流程可在40分钟内完成。

在本实施例的一些可选的实现方式中，待测大米样品为从待测大米中随机选取的总质量为1至3克的大米籽粒。进一步，待测大米样品的质量为2克。可理解的是，可将待测大米样品的大米籽粒破碎指数作为待测大米的大米籽粒破碎指数，为了进一步提高待测大米的大米籽粒破碎情况的检测精度，可从待测大米中随机选取多份待测大米样品分别进行检测，将多份待测大米样品的大米籽粒破碎指数的均值作为待测大米的大米籽粒破碎指数。

在本实施例的一些可选的实现方式中，进行染色进一步包括：采用快绿fcf(fastgreenfcf)染色剂对待测大米样品染色10分钟。可将待测大米样品置于50ml圆底塑料离心管中，加入fcf染色剂，再置于摇床上震荡染色10分钟。fcf染色剂通常被用于凝胶电泳过程中蛋白质定量定性分析，本实现方式发现并利用了fcf染色剂与大米淀粉生成的蓝色复合物在610nm波长处有最大吸收峰，且洗脱液在610nm波长处的吸光值od610与大米淀粉浓度之间呈现很强的线性关系，如图2所示，r＝0.9693。另外，洗脱液在690nm波长处的吸光值od690基本不受大米淀粉浓度的影响，而洗脱液在610nm波长处的吸光值od610与洗脱液在690nm波长处的吸光值od690之间的差值△od＝od610-od690与大米淀粉浓度之间呈现很强的线性关系，如图3所示，r＝0.9845。由于大米淀粉浓度可精确的直接反映出大米籽粒的破碎情况(大米籽粒破碎情况越严重则大米淀粉浓度越高)，因此，将△od＝od610-od690定义为待测大米样品的大米籽粒破碎指数，可精确地反映大米籽粒的破碎情况。

在本实施例的一些可选的实现方式中，fcf染色剂的浓度为0.001％至0.01％之间。进一步，fcf染色剂的浓度选定为0.005％。另外，fcf染色剂可采用0.001mol·l^-1naoh溶液配制。

在本实施例的一些可选的实现方式中，采用的fcf染色剂的以毫升为单位的体积数值为待测大米样品以克为单位的质量数值的两倍。

在本实施例的一些可选的实现方式中，进行洗涤进一步包括：采用蒸馏水对染色后的待测大米样品进行冲洗，直至冲洗后的蒸馏水显示无色。通常冲洗3至5次即可。

在本实施例的一些可选的实现方式中，进行洗脱进一步包括：采用0.001mol·l^-1的naoh溶液对冲洗后的待测大米样品洗脱15分钟。洗脱过程可采用置于摇床上震荡洗脱15分钟。

在本实施例的一些可选的实现方式中，采用的naoh溶液的以毫升为单位的体积数值为待测大米样品以克为单位的质量数值的两倍。

在本实施例的一些可选的实现方式中，分别测定洗脱液在610nm和690nm波长处的吸光值od610和od690进一步包括：采用紫外分光光度计分别测定洗脱液在610nm和690nm波长处的吸光值od610和od690。

下面以本实施例得到的大米籽粒破碎指数与采用大米外观品质测定仪进行360°全方位进行扫描成像的图像检测，得到的精确的大米籽粒破碎率的相关性，对本实施例利用大米籽粒破碎指数反映大米籽粒的破碎情况的有效性作进一步说明。

如图4所示，对于中熟籼稻加工的精米—中熟籼稻1号大米，大米籽粒破碎指数与精确的大米籽粒破碎率之间呈现很强的线性关系，r＝0.9597。如图5所示，对于晚熟籼稻加工的精米—晚熟籼稻3号大米，大米籽粒破碎指数与精确的大米籽粒破碎率之间同样呈现很强的线性关系，r＝0.9829。如图6所示，对于东北粳稻加工的精米—东北粳稻4号大米，大米籽粒破碎指数与精确的大米籽粒破碎率之间同样呈现很强的线性关系，r＝0.9875。

进一步，

如表1所示，对于经冷等离子技术处理后的大米籽粒和未经冷等离子技术处理的大米籽粒而言，大米籽粒破碎指数与采用大米外观品质测定仪进行360°全方位进行扫描成像的图像检测得到的精确的大米籽粒破碎率和不完善粒均存在很强的线性关系。lsd检验中同一列不相同小写字母表示样品之间差异显著(p<0.05)。

表1不同品种精米冷等离子处理后的破碎指数比较

如表2所示，与低温(4℃和15℃)储藏1年的大米比较，常温(25℃)储藏1年的大米加工的精米破碎指数增大，与采用大米外观品质测定仪进行360°全方位进行扫描成像的图像检测得到的精确的大米籽粒破碎率对于大米籽粒破碎情况的检测结果是一致的。lsd检验中同一列不相同小写字母表示样品之间差异显著(p<0.05)。

表2晚籼稻不同温度储存1年后加工的精米破碎指数比较

综上，本实施例根据大米籽粒破碎断裂面与fcf染色剂反应形成蓝色复合物，采用稀碱液溶解这种复合物，并在紫外分光光度计上进行定量分析，实现了对大米籽粒破碎情况的快速精确地检测。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要说明的是，在本发明的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。