不同發芽程度芽麥儲藏穩定性研究

胡元森 李翠香 段永康 楊曉璐

(河南工業大學生物工程學院，鄭州 450001)

不同發芽程度芽麥儲藏穩定性研究

胡元森 李翠香 段永康 楊曉璐

(河南工業大學生物工程學院，鄭州 450001)

研究了不同含水量萌動芽麥和露芽芽麥在25℃和30℃儲藏過程中的微生物活性，脂肪酸值及呼吸作用，以此判定芽麥的儲藏穩定性。結果表明，12%及13.2%的低水分芽麥的生物學活性(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相似，兩者間差異較小，儲藏穩定性都較高。當含水量為14.5%和15.5%時，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，霉變時間縮短。含水量14.5%萌動芽麥較正常麥呼吸作用強。與萌動芽麥相比，露芽芽麥的脂肪酸值和呼吸作用表現出基礎值高，儲藏時上升速度較快的特點，其儲藏穩定性較差。

芽麥 微生物活性 脂肪酸值 呼吸作用

我國小麥種植區域廣，在收獲期總有部分地區發生連綿陰雨天氣，導致田間成熟小麥出現大面積的穗上發芽現象。芽麥結構組織松軟，內部物質外露，籽粒吸附表面積增大，容易遭受微生物侵染［1］。盡管芽麥收獲后晾曬至與正常麥相同的水分含量，其呼吸強度仍維持在較高水平而無法降下來［2］，從而引起芽麥品質的持續劣變，儲藏穩定性降低。不同發芽程度芽麥籽粒的物理結構與生理活性狀態有較大差異，儲藏穩定性也差別明顯，給芽麥的倉儲管理工作帶來困難。目前，國內外學者對芽麥的研究多集中于品質性狀分析及品質改善方法上［3－6］，而對芽麥的倉儲特性研究甚少，對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、物理結構及含水量等方面均有較大差異，簡單的套用正常麥的糧情管理措施進行儲藏，往往導致芽麥在儲藏期發生更大程度的品質劣變。前期研究發現，軟筋白麥品種矮抗58的儲藏穩定性較中筋紅麥品種鄭麥366差［7］，本試驗選取矮抗58這一不耐儲藏小麥品種作為研究對象，研究不同水分含量的萌動芽麥和露芽芽麥在儲藏溫度為25℃和30℃時的微生物活動、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藏穩定性，獲得芽麥儲藏的基礎數據以指導儲藏實踐。

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普遍種植，產量較高，儲量較大。

1.2 方法

1.2.1 芽麥制作方法

參照文獻［8］的方法，略有改動。稱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，定時翻動以保證麥粒水分均勻和防止發熱。約12 h后，小麥種皮開始破裂，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所需含水量，此芽麥即為萌動芽麥。若將小麥發芽時間延長至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℃烘箱干燥至試驗所需水分。

1.2.2 芽麥儲藏條件

將已調節好水分的萌動芽麥、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，瓶口用四層稍濕潤的紗布包裹，外面再包一層保鮮膜，皮筋捆扎好，以保證瓶內芽麥水分不散失。每個含水量的芽麥各裝3瓶，分別置于25℃和30℃的恒溫箱中，定期分別從3個瓶中取樣測定微生物活性值、脂肪酸值及CO2濃度。

1.2.3 水分測定

按GB 5497—1985方法測定。

1.2.4 脂肪酸值測定

按GB/T 15684—1995方法測定。

1.2.5 微生物活性值測定

微生物活性值是表征微生物活動狀況的一個指標，它既與糧食中微生物的數量有關，也與微生物的生理狀態有關。活性值大小測定參照文獻［9］的方法進行，每單位(u)微生物活性值相當于培養7 d的灰綠曲霉 ztw1菌株3.3×106個分生孢子［10］。

1.2.6 芽麥儲藏過程中CO2濃度測定［11］

將含水量為12%和14.5%的萌動芽麥、13.2%和15.5%的露芽芽麥和相應含水量的正常麥各200 g裝入2.75 L的塑料容器中，用橡膠塞封口，封口部位設置兩根導氣管，導氣管外部端口與三通閥門相連。檢測時，將兩根導氣管的外部端口分別與CO2檢測器進、出氣口相連接，打開閥門，用微型氣泵將氣體從一根導氣管抽出，從進氣口進入檢測部位并由出氣口通過另一根導氣管排回密閉容器內。通過檢測儀屏可直接讀出儲藏容器內的CO2濃度。

2 結果與分析

2.1 萌動芽麥與露芽芽麥在儲藏過程中的微生物活動

萌動芽麥及露芽芽麥在25℃和30℃儲藏時微生物活動情況見圖1和圖2。兩圖中均顯示，相同含水量的芽麥樣品在儲藏初期微生物活性值都較正常麥高。含水量12%的萌動芽麥和13.2%露芽芽麥微生物活性值在儲藏前期變化不大，儲藏7～15 d后才開始緩慢上升，而含水量14.5%的萌動芽麥和15.5%露芽芽麥，微生物活性值一直上升，且在儲藏后期有加速上升趨勢。與萌動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儲藏期內，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迅速。

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

以相同含水量的正常麥為比較標準，考查不同發芽深度芽麥的儲藏穩定性。圖1，圖2顯示，低水分萌動芽麥和露芽芽麥微生物活性值與正常麥變化趨勢相似，活性值變化差異不大。在高水分時，露芽芽麥微生物活性值增量較萌動芽麥的顯著，如在30℃時，含水量14.5%的萌動芽麥儲藏57 d，其活性值增加了761 u，較同水分正常麥增長了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，儲藏20 d時，露芽芽麥較正常麥的活性值增加了419 u(圖2b)，約為萌動芽麥增量的4.9倍。在25℃環境儲藏時，高水分露芽芽麥微生物活性值也表現出比萌動芽麥增長更快的規律。

2.2 不同發芽深度芽麥在儲藏過程中的呼吸作用

儲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共同作用的結果，這二者都是造成芽麥儲藏不穩定的生物因素。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，而當含水量達到14.5%以上時，二者呼吸作用都增強，特別是露芽芽麥和正常麥，在兩個儲藏溫度下呼出的CO2量都迅速上升(圖4)。

圖3 萌動芽麥在儲藏過程中的呼吸作用

與25℃儲藏溫度相比，14.5%含水量的萌動芽麥與正常麥在30℃儲藏時的呼吸作用有所增強，正常麥增幅尤為明顯，在儲藏17 d時CO2體積分數即達到5%以上。含水量12%的萌動芽麥與正常麥在兩個儲藏溫度的呼吸作用相當(圖3)。這一結果暗示，小麥水分高低對呼吸作用影響較為明顯，當含水量較低時，溫度對呼吸作用影響較小。

圖4顯示，含水量15.5%的露芽芽麥和正常麥呼吸作用較強，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℃儲藏時呼出CO2體積分數達5%的時間分別為11 d和15 d(圖4a)，而在30℃儲藏時，這一時間縮短至9 d(圖4b)。含水量13.2%的露芽芽麥儲藏前期CO2濃度緩慢上升，儲藏后期增長較快，這一趨勢在30℃儲藏時表現更為明顯。

圖4 露芽芽麥在儲藏過程中的呼吸作用

2.3 萌動芽麥與露芽芽麥儲藏過程中脂肪酸值變化

將不同含水量的萌動芽麥和露芽芽麥在30℃和25℃下儲藏，以相同含水量的正常麥為對照，檢測脂肪酸值變化情況。圖5顯示，萌動芽麥和露芽芽麥在兩個儲藏溫度下脂肪酸值都呈現上升趨勢，低水分芽麥上升趨勢較緩慢，而高水分芽麥在儲藏后期上升速度加快。不同發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 萌動芽麥在儲藏過程中的脂肪酸值變化

在25℃儲藏時，含水量14.5%的萌動芽麥和含水量15.5%的露芽芽麥的脂肪酸值分別在第30天和第7天開始呈加速上升趨勢，而此時段脂肪酸值上升加快的時期正值芽麥霉變開始發生時期，這表明霉菌加速活動導致了芽麥儲藏品質的劣變加速。芽麥與正常麥在30℃儲藏時脂肪酸值變化規律與25℃時的規律相似，但溫度稍高會加快脂肪酸值上升的速度，尤其是高水分露芽芽麥在短時間內脂肪酸值顯著升高(圖6b)。

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

圖6 露芽芽麥在儲藏過程中的脂肪酸值變化

3 討論

長期以來，人們十分關注正常小麥的儲藏生態，而對芽麥的儲藏穩定性研究甚少。由于芽麥是發芽生理活動突然受阻進入儲藏期，芽麥種皮已被突破，胚部結構松軟，易遭受微生物侵染。不同發芽深度的芽麥與正常麥在生理狀態、物理結構及水分含量等方面均有較大差異，其在常規儲藏時的生物學活性與儲藏穩定性的關系更值得研究。

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

圖3顯示，在兩個儲藏溫度下，含水量14.5%的正常麥均較同水分萌動芽麥的呼吸作用強，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果是由于芽麥本身的生理活動狀態受到損傷造成的。試驗用芽麥是正常小麥經催芽再干燥后制成的，正常麥在經過催芽－干燥降水－水分調節過程中，胚芽經反復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，麥胚活動和微生物活動都較旺盛，故CO2濃度上升快。在低水分下，小麥胚活動及微生物活動都受抑制，而芽麥的基礎呼吸卻較正常麥高，因而表現出芽麥呼吸作用稍高于正常麥的情形。總之，體現芽麥及其中微生物活動狀態的呼吸作用都表現為CO2濃度上升，而含水量是引起這種呼吸作用強弱的主要原因，因而在儲糧實踐中應適當降水以降低生物呼吸，保證芽麥儲藏安全。

脂肪酸值是反映糧食儲藏品質的一個靈敏指標，芽麥中脂肪酸值主要是由芽麥胚活動與微生物活動產生。從初始脂肪酸值看，露芽芽麥＞萌動芽麥＞正常麥(圖5，圖6)，說明發芽越深，脂肪酸值越高。在儲藏過程中，脂肪酸值與微生物活性上升趨勢同步，芽麥微生物活性增長最快的時段，其脂肪酸值也升高較快，而當低水分芽麥微生物活性值緩慢增長時，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時產生，而儲藏過程中脂肪酸值升高主要為微生物侵染芽麥后的危害活動導致。

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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