胡元森 李翠香 段永康 楊曉璐

(河南工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，鄭州 450001)

不同發(fā)芽程度芽麥儲(chǔ)藏穩(wěn)定性研究

胡元森 李翠香 段永康 楊曉璐

(河南工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，鄭州 450001)

研究了不同含水量萌動(dòng)芽麥和露芽芽麥在25℃和30℃儲(chǔ)藏過(guò)程中的微生物活性，脂肪酸值及呼吸作用，以此判定芽麥的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。結(jié)果表明，12%及13.2%的低水分芽麥的生物學(xué)活性(包括微生物活性及呼吸作用)和脂肪酸值與正常麥變化趨勢(shì)相似，兩者間差異較小，儲(chǔ)藏穩(wěn)定性都較高。當(dāng)含水量為14.5%和15.5%時(shí)，芽麥與正常麥微生物活性值和脂肪酸值都逐漸升高，但芽麥較同水分正常麥的增量顯著，霉變時(shí)間縮短。含水量14.5%萌動(dòng)芽麥較正常麥呼吸作用強(qiáng)。與萌動(dòng)芽麥相比，露芽芽麥的脂肪酸值和呼吸作用表現(xiàn)出基礎(chǔ)值高，儲(chǔ)藏時(shí)上升速度較快的特點(diǎn)，其儲(chǔ)藏穩(wěn)定性較差。

芽麥 微生物活性 脂肪酸值 呼吸作用

我國(guó)小麥種植區(qū)域廣，在收獲期總有部分地區(qū)發(fā)生連綿陰雨天氣，導(dǎo)致田間成熟小麥出現(xiàn)大面積的穗上發(fā)芽現(xiàn)象。芽麥結(jié)構(gòu)組織松軟，內(nèi)部物質(zhì)外露，籽粒吸附表面積增大，容易遭受微生物侵染［1］。盡管芽麥?zhǔn)斋@后晾曬至與正常麥相同的水分含量，其呼吸強(qiáng)度仍維持在較高水平而無(wú)法降下來(lái)［2］，從而引起芽麥品質(zhì)的持續(xù)劣變，儲(chǔ)藏穩(wěn)定性降低。不同發(fā)芽程度芽麥籽粒的物理結(jié)構(gòu)與生理活性狀態(tài)有較大差異，儲(chǔ)藏穩(wěn)定性也差別明顯，給芽麥的倉(cāng)儲(chǔ)管理工作帶來(lái)困難。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)芽麥的研究多集中于品質(zhì)性狀分析及品質(zhì)改善方法上［3－6］，而對(duì)芽麥的倉(cāng)儲(chǔ)特性研究甚少，對(duì)已生芽小麥均套用正常小麥的管理方法。但由于芽麥與正常麥在生理狀態(tài)、物理結(jié)構(gòu)及含水量等方面均有較大差異，簡(jiǎn)單的套用正常麥的糧情管理措施進(jìn)行儲(chǔ)藏，往往導(dǎo)致芽麥在儲(chǔ)藏期發(fā)生更大程度的品質(zhì)劣變。前期研究發(fā)現(xiàn)，軟筋白麥品種矮抗58的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性較中筋紅麥品種鄭麥366差［7］，本試驗(yàn)選取矮抗58這一不耐儲(chǔ)藏小麥品種作為研究對(duì)象，研究不同水分含量的萌動(dòng)芽麥和露芽芽麥在儲(chǔ)藏溫度為25℃和30℃時(shí)的微生物活動(dòng)、脂肪酸值變化及呼吸作用等，以此考查芽麥在該條件下的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性，獲得芽麥儲(chǔ)藏的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以指導(dǎo)儲(chǔ)藏實(shí)踐。

1 材料與方法

1.1 材料

小麥品種為軟筋白麥品種矮抗58(河南維特種子公司)。該小麥品種在中原地區(qū)普遍種植，產(chǎn)量較高，儲(chǔ)量較大。

1.2 方法

1.2.1 芽麥制作方法

參照文獻(xiàn)［8］的方法，略有改動(dòng)。稱(chēng)取一定量的小麥種子，先用清水浸泡30 min，濾干后將小麥平鋪于墊有多層濕紗布的托盤(pán)上，在小麥上鋪一層濕紗布以保持水分適中，置于25℃室溫中，定時(shí)翻動(dòng)以保證麥粒水分均勻和防止發(fā)熱。約12 h后，小麥種皮開(kāi)始破裂，露白，將芽麥瀝干水分，置于40℃烘箱中干燥，使小麥含水量降到試驗(yàn)所需含水量，此芽麥即為萌動(dòng)芽麥。若將小麥發(fā)芽時(shí)間延長(zhǎng)至24～36 h，種子胚芽露出種皮外約1 mm，此芽麥即為露芽芽麥，用40℃烘箱干燥至試驗(yàn)所需水分。

1.2.2 芽麥儲(chǔ)藏條件

將已調(diào)節(jié)好水分的萌動(dòng)芽麥、露芽芽麥和正常麥分別裝在約2 L的廣口玻璃瓶中，每瓶500 g，瓶口用四層稍濕潤(rùn)的紗布包裹，外面再包一層保鮮膜，皮筋捆扎好，以保證瓶?jī)?nèi)芽麥水分不散失。每個(gè)含水量的芽麥各裝3瓶，分別置于25℃和30℃的恒溫箱中，定期分別從3個(gè)瓶中取樣測(cè)定微生物活性值、脂肪酸值及CO2濃度。

1.2.3 水分測(cè)定

按GB 5497—1985方法測(cè)定。

1.2.4 脂肪酸值測(cè)定

按GB/T 15684—1995方法測(cè)定。

1.2.5 微生物活性值測(cè)定

微生物活性值是表征微生物活動(dòng)狀況的一個(gè)指標(biāo)，它既與糧食中微生物的數(shù)量有關(guān)，也與微生物的生理狀態(tài)有關(guān)?；钚灾荡笮y(cè)定參照文獻(xiàn)［9］的方法進(jìn)行，每單位(u)微生物活性值相當(dāng)于培養(yǎng)7 d的灰綠曲霉 ztw1菌株3.3×106個(gè)分生孢子［10］。

1.2.6 芽麥儲(chǔ)藏過(guò)程中CO2濃度測(cè)定［11］

將含水量為12%和14.5%的萌動(dòng)芽麥、13.2%和15.5%的露芽芽麥和相應(yīng)含水量的正常麥各200 g裝入2.75 L的塑料容器中，用橡膠塞封口，封口部位設(shè)置兩根導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管外部端口與三通閥門(mén)相連。檢測(cè)時(shí)，將兩根導(dǎo)氣管的外部端口分別與CO2檢測(cè)器進(jìn)、出氣口相連接，打開(kāi)閥門(mén)，用微型氣泵將氣體從一根導(dǎo)氣管抽出，從進(jìn)氣口進(jìn)入檢測(cè)部位并由出氣口通過(guò)另一根導(dǎo)氣管排回密閉容器內(nèi)。通過(guò)檢測(cè)儀屏可直接讀出儲(chǔ)藏容器內(nèi)的CO2濃度。

2 結(jié)果與分析

2.1 萌動(dòng)芽麥與露芽芽麥在儲(chǔ)藏過(guò)程中的微生物活動(dòng)

萌動(dòng)芽麥及露芽芽麥在25℃和30℃儲(chǔ)藏時(shí)微生物活動(dòng)情況見(jiàn)圖1和圖2。兩圖中均顯示，相同含水量的芽麥樣品在儲(chǔ)藏初期微生物活性值都較正常麥高。含水量12%的萌動(dòng)芽麥和13.2%露芽芽麥微生物活性值在儲(chǔ)藏前期變化不大，儲(chǔ)藏7～15 d后才開(kāi)始緩慢上升，而含水量14.5%的萌動(dòng)芽麥和15.5%露芽芽麥，微生物活性值一直上升，且在儲(chǔ)藏后期有加速上升趨勢(shì)。與萌動(dòng)芽麥和露芽芽麥相比，含水量為12%和13.2%的正常麥初始微生物活性值偏低，在60 d儲(chǔ)藏期內(nèi)，其活性值一直維持在較低的水平，上升幅度不大，但在高水分下，如含水量為14.5%和15.5%的正常麥微生物活性值在后期增長(zhǎng)迅速。

從2個(gè)溫度下的儲(chǔ)藏情況看，25℃儲(chǔ)藏時(shí)芽麥微生物活性值變化速度較慢，如水分含量12%的萌動(dòng)芽麥在該溫度下儲(chǔ)藏57 d，活性值上升154 u，而在30℃時(shí)，活性值上升了197 u。含水量14.5%的正常麥和萌動(dòng)芽麥的微生物活性變化也表現(xiàn)相似的規(guī)律(圖1)，這表明儲(chǔ)藏溫度上升可使芽麥微生物活動(dòng)增強(qiáng)。

以相同含水量的正常麥為比較標(biāo)準(zhǔn)，考查不同發(fā)芽深度芽麥的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。圖1，圖2顯示，低水分萌動(dòng)芽麥和露芽芽麥微生物活性值與正常麥變化趨勢(shì)相似，活性值變化差異不大。在高水分時(shí)，露芽芽麥微生物活性值增量較萌動(dòng)芽麥的顯著，如在30℃時(shí)，含水量14.5%的萌動(dòng)芽麥儲(chǔ)藏57 d，其活性值增加了761 u，較同水分正常麥增長(zhǎng)了86 u(正常麥增加了675 u，圖1b)，而同溫度下露芽芽麥微生物活性值較正常麥增幅更大，儲(chǔ)藏20 d時(shí)，露芽芽麥較正常麥的活性值增加了419 u(圖2b)，約為萌動(dòng)芽麥增量的4.9倍。在25℃環(huán)境儲(chǔ)藏時(shí)，高水分露芽芽麥微生物活性值也表現(xiàn)出比萌動(dòng)芽麥增長(zhǎng)更快的規(guī)律。

2.2 不同發(fā)芽深度芽麥在儲(chǔ)藏過(guò)程中的呼吸作用

儲(chǔ)藏芽麥的呼吸包括芽麥自身的呼吸和芽麥中微生物的呼吸，CO2濃度升高是芽麥自身及微生物活動(dòng)共同作用的結(jié)果，這二者都是造成芽麥儲(chǔ)藏不穩(wěn)定的生物因素。圖3顯示，低水分芽麥和正常麥呼吸作用較弱，CO2濃度上升速度緩慢，而當(dāng)含水量達(dá)到14.5%以上時(shí)，二者呼吸作用都增強(qiáng)，特別是露芽芽麥和正常麥，在兩個(gè)儲(chǔ)藏溫度下呼出的CO2量都迅速上升(圖4)。

圖3 萌動(dòng)芽麥在儲(chǔ)藏過(guò)程中的呼吸作用

與25℃儲(chǔ)藏溫度相比，14.5%含水量的萌動(dòng)芽麥與正常麥在30℃儲(chǔ)藏時(shí)的呼吸作用有所增強(qiáng)，正常麥增幅尤為明顯，在儲(chǔ)藏17 d時(shí)CO2體積分?jǐn)?shù)即達(dá)到5%以上。含水量12%的萌動(dòng)芽麥與正常麥在兩個(gè)儲(chǔ)藏溫度的呼吸作用相當(dāng)(圖3)。這一結(jié)果暗示，小麥水分高低對(duì)呼吸作用影響較為明顯，當(dāng)含水量較低時(shí)，溫度對(duì)呼吸作用影響較小。

圖4顯示，含水量15.5%的露芽芽麥和正常麥呼吸作用較強(qiáng)，CO2濃度不斷升高，溫度升高使呼吸作用加快，如正常麥和露芽芽麥在25℃儲(chǔ)藏時(shí)呼出CO2體積分?jǐn)?shù)達(dá)5%的時(shí)間分別為11 d和15 d(圖4a)，而在30℃儲(chǔ)藏時(shí)，這一時(shí)間縮短至9 d(圖4b)。含水量13.2%的露芽芽麥儲(chǔ)藏前期CO2濃度緩慢上升，儲(chǔ)藏后期增長(zhǎng)較快，這一趨勢(shì)在30℃儲(chǔ)藏時(shí)表現(xiàn)更為明顯。

圖4 露芽芽麥在儲(chǔ)藏過(guò)程中的呼吸作用

2.3 萌動(dòng)芽麥與露芽芽麥儲(chǔ)藏過(guò)程中脂肪酸值變化

將不同含水量的萌動(dòng)芽麥和露芽芽麥在30℃和25℃下儲(chǔ)藏，以相同含水量的正常麥為對(duì)照，檢測(cè)脂肪酸值變化情況。圖5顯示，萌動(dòng)芽麥和露芽芽麥在兩個(gè)儲(chǔ)藏溫度下脂肪酸值都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，低水分芽麥上升趨勢(shì)較緩慢，而高水分芽麥在儲(chǔ)藏后期上升速度加快。不同發(fā)芽深度芽麥的脂肪酸值均較同水分含量正常小麥的脂肪酸值高。

圖5 萌動(dòng)芽麥在儲(chǔ)藏過(guò)程中的脂肪酸值變化

在25℃儲(chǔ)藏時(shí)，含水量14.5%的萌動(dòng)芽麥和含水量15.5%的露芽芽麥的脂肪酸值分別在第30天和第7天開(kāi)始呈加速上升趨勢(shì)，而此時(shí)段脂肪酸值上升加快的時(shí)期正值芽麥霉變開(kāi)始發(fā)生時(shí)期，這表明霉菌加速活動(dòng)導(dǎo)致了芽麥儲(chǔ)藏品質(zhì)的劣變加速。芽麥與正常麥在30℃儲(chǔ)藏時(shí)脂肪酸值變化規(guī)律與25℃時(shí)的規(guī)律相似，但溫度稍高會(huì)加快脂肪酸值上升的速度，尤其是高水分露芽芽麥在短時(shí)間內(nèi)脂肪酸值顯著升高(圖6b)。

含水量15.5%的露芽芽麥和正常麥在30℃儲(chǔ)藏時(shí)，脂肪酸值先緩慢增加，儲(chǔ)藏至7 d和14 d時(shí)開(kāi)始顯著上升，至20 d時(shí)已分別較儲(chǔ)藏前增加了15.46 mg KOH/100 g和 16.94 mg KOH/100 g(圖 6b)，而該水分下25℃儲(chǔ)藏時(shí)，二者的上升趨勢(shì)趨緩(圖6a)，表明低溫能有效減慢小麥品質(zhì)劣變。從圖6中也可看出，芽麥的脂肪酸值較正常麥的基礎(chǔ)值高，儲(chǔ)藏后期上升速度快，這一情形與芽麥儲(chǔ)藏過(guò)程中微生物活動(dòng)變化趨勢(shì)相一致。

圖6 露芽芽麥在儲(chǔ)藏過(guò)程中的脂肪酸值變化

3 討論

長(zhǎng)期以來(lái)，人們十分關(guān)注正常小麥的儲(chǔ)藏生態(tài)，而對(duì)芽麥的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性研究甚少。由于芽麥?zhǔn)前l(fā)芽生理活動(dòng)突然受阻進(jìn)入儲(chǔ)藏期，芽麥種皮已被突破，胚部結(jié)構(gòu)松軟，易遭受微生物侵染。不同發(fā)芽深度的芽麥與正常麥在生理狀態(tài)、物理結(jié)構(gòu)及水分含量等方面均有較大差異，其在常規(guī)儲(chǔ)藏時(shí)的生物學(xué)活性與儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的關(guān)系更值得研究。

如果將芽麥堆看作一個(gè)小型生態(tài)系統(tǒng)，芽麥呼吸作用與微生物活性體現(xiàn)了該系統(tǒng)的生理活動(dòng)狀態(tài)，它們的強(qiáng)弱直接決定了芽麥的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。圖1，圖2顯示，相同含水量的芽麥樣品在儲(chǔ)藏初期的微生物活性值都較正常麥高。這一情形暗示，正常麥吸水發(fā)芽過(guò)程中微生物細(xì)胞的生理活動(dòng)被激活或短時(shí)間內(nèi)細(xì)胞有所增殖，盡管隨后又干燥至與正常麥相同水分，其活性值在短期內(nèi)仍維持在較高水平，這一情形與前人研究結(jié)果相似［12］。微生物活性受儲(chǔ)藏溫度及芽麥含水量的影響而變化，若芽麥堆呼吸產(chǎn)生汽產(chǎn)熱或低水分芽麥從外界環(huán)境吸濕，芽麥中微生物則表現(xiàn)更大活性，圖1中芽麥與正常麥微生物活性值在儲(chǔ)藏后期有緩慢升高可能與此有關(guān)。從物理結(jié)構(gòu)來(lái)看，露芽芽麥較萌動(dòng)芽麥更易遭受微生物侵染，使得前者微生物活性值更大，這一猜測(cè)可被兩個(gè)儲(chǔ)藏溫度下的高水分露芽芽麥與萌動(dòng)芽麥微生物活性值的變化趨勢(shì)證實(shí)(圖1)，但兩種芽麥在低水分時(shí)的微生物活性變化差異不大?？梢?jiàn)，含水量是決定芽麥堆生物活性及儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的重要因素。

圖3顯示，在兩個(gè)儲(chǔ)藏溫度下，含水量14.5%的正常麥均較同水分萌動(dòng)芽麥的呼吸作用強(qiáng)，CO2濃度上升快，而圖1表明，該水分下正常麥微生物活性較芽麥的低，這看似相互矛盾的結(jié)果是由于芽麥本身的生理活動(dòng)狀態(tài)受到損傷造成的。試驗(yàn)用芽麥?zhǔn)钦Ｐ←溄?jīng)催芽再干燥后制成的，正常麥在經(jīng)過(guò)催芽－干燥降水－水分調(diào)節(jié)過(guò)程中，胚芽經(jīng)反復(fù)的處理其活性已受到損傷，呼吸作用明顯減弱，芽麥堆呼吸主要是其中的微生物呼吸。而正常小麥胚未受損傷，在14.5%的高水分條件下，麥胚活動(dòng)和微生物活動(dòng)都較旺盛，故CO2濃度上升快。在低水分下，小麥胚活動(dòng)及微生物活動(dòng)都受抑制，而芽麥的基礎(chǔ)呼吸卻較正常麥高，因而表現(xiàn)出芽麥呼吸作用稍高于正常麥的情形?？傊w現(xiàn)芽麥及其中微生物活動(dòng)狀態(tài)的呼吸作用都表現(xiàn)為CO2濃度上升，而含水量是引起這種呼吸作用強(qiáng)弱的主要原因，因而在儲(chǔ)糧實(shí)踐中應(yīng)適當(dāng)降水以降低生物呼吸，保證芽麥儲(chǔ)藏安全。

脂肪酸值是反映糧食儲(chǔ)藏品質(zhì)的一個(gè)靈敏指標(biāo)，芽麥中脂肪酸值主要是由芽麥胚活動(dòng)與微生物活動(dòng)產(chǎn)生。從初始脂肪酸值看，露芽芽麥＞萌動(dòng)芽麥＞正常麥(圖5，圖6)，說(shuō)明發(fā)芽越深，脂肪酸值越高。在儲(chǔ)藏過(guò)程中，脂肪酸值與微生物活性上升趨勢(shì)同步，芽麥微生物活性增長(zhǎng)最快的時(shí)段，其脂肪酸值也升高較快，而當(dāng)?shù)退盅葵溛⑸锘钚灾稻徛鲩L(zhǎng)時(shí)，芽麥脂酸值上升速度也較緩慢。這一情形暗示，芽麥初始脂肪酸主要為籽粒萌發(fā)時(shí)產(chǎn)生，而儲(chǔ)藏過(guò)程中脂肪酸值升高主要為微生物侵染芽麥后的危害活動(dòng)導(dǎo)致。

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Study on Storage Stability of Germinated Wheat at Various Sprouting Extent

Hu Yuansen Li Cuixiang Duan Yongkang Yang Xiaolu
(Bioengineering college，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001)

The budding wheat and sprouting wheat with various moisture contents were stored at both 25℃and 30 ℃，the microbial activity，fatty acid value as well as respiration of which were determined to assess the storage stability of the cereal grain.Results indicated that there was a similar change trend between the germinated and normal wheat at low moisture content of 12%and 13.2%in fatty acid value and bioactivity including microbial activity and respiration，and little difference was observed in both wheat cereal grains，which suggested a good stability under such storage condition.When moisture content increased to 14.5%and 15.5%，microbial activity and fatty acid value of germinated wheat increased gradually，respiration strengthened，more increment was found in germinated wheat than normal wheat and the mold spoilage was shorten.Compared with the budding wheat，the initial fatty acid value and respiration of sprouting wheat were higher and rose quicker during storage，which indicated that the storage stability was weaker.

germinated wheat，microbial activity，fatty acid value，respiration

TS210

A

1003－0174(2012)04－0079－06

河南省教育廳自然科學(xué)基金(2010B180008)

2011－08－06

胡元森，男，1976年出生，副教授，糧食、食品微生物學(xué)