不同干燥方式下稻谷容重與含水量關(guān)系的研究

劉紅梅，周新躍，劉 浩，劉 備，邱穎波，劉建豐*

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)沙410128；2湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)圖書(shū)館，長(zhǎng)沙410128）

不同干燥方式下稻谷容重與含水量關(guān)系的研究

劉紅梅1，周新躍2，劉 浩1，劉 備1，邱穎波1，劉建豐1*

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)沙410128；2湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)圖書(shū)館，長(zhǎng)沙410128）

稻谷容重能反映稻谷籽粒的大小、形狀、整齊度、胚乳質(zhì)地等品質(zhì)性狀，與含水量等指標(biāo)也密切相關(guān)。采用6個(gè)正常成熟收獲的秈稻品種，研究不同干燥方式下，稻谷容重與含水量的關(guān)系。結(jié)果表明：（1）相同干燥方式下，稻谷容重因品種不同而不同，含水量為14.5%時(shí)，供試品種LP5容重最大，為552.8 g／L，LP7容重最小，為534.2 g／L。（2）相同品種的稻谷容重因干燥方法不同而不同，采用自然晾曬方式，當(dāng)含水量在23%～17.5%時(shí)，容重緩慢降低；含水量在17.5%～10.5%時(shí)，容重升高較快；此后容重隨著含水量降低極緩慢升高。采用45～50℃烘箱間歇式烘干降水時(shí)，當(dāng)含水量在23%～14.5%時(shí)，容重隨含水量的下降而降低；當(dāng)含水量繼續(xù)下降至9%時(shí)，容重值基本趨于平穩(wěn)；此后，容重隨含水量降低略有增加。（3）在稻谷安全貯藏水分范圍（含水量＜14.5%），相同品種，自然晾曬降水的容重比烘干干燥的容重略高。（4）當(dāng)?shù)竟群浚?0.5%時(shí)，稻谷容重與含水率呈直線相關(guān)。初始容重值相近的品種，可共用回歸方程，而初始容重相差較大的品種，回歸方程不同。

稻谷；容重；干燥方式；含水量

稻谷容重是指單位體積內(nèi)稻谷的質(zhì)量。稻谷容重是稻米品質(zhì)的綜合指標(biāo)［1］，能反映稻谷籽粒的大小、形狀、整齊度、胚乳質(zhì)地等品質(zhì)性狀［2］。一般來(lái)說(shuō)，籽粒飽滿成熟、結(jié)構(gòu)致密、顆粒小、含水量低的樣品，容重較高。通過(guò)容重的測(cè)定，可以間接判別稻谷的品質(zhì)。另外，根據(jù)容重可以推算出一定體積糧堆的質(zhì)量以及一定質(zhì)量的糧食所需的倉(cāng)容，對(duì)糧食的儲(chǔ)運(yùn)工作有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義［3］。目前，國(guó)際上將玉米［4，5］的容重作為玉米定等的一項(xiàng)重要指標(biāo)［6］。許多發(fā)達(dá)國(guó)家均將稻谷容重做為稻谷質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)重要參數(shù)。

Mohsenin NN［7］測(cè)得含水率在8.6%～9.2%之間時(shí)稻谷的容重為561～591 kg／m3。國(guó)內(nèi)對(duì)稻谷容重方面的專門(mén)研究很少見(jiàn)報(bào)道。龔紅菊［8］以武育粳3號(hào)為研究對(duì)像，認(rèn)為含水率在9.7%～23.2%范圍內(nèi)，稻谷容重隨含水率的增加而顯著增大，其關(guān)系可以表示為：容重＝3.0207×含水率＋533.65。而當(dāng)?shù)竟群康陀?.7%時(shí)，容重的變化規(guī)律及不同干燥方式對(duì)稻谷容重的影響，均未見(jiàn)報(bào)道；不同品種間稻谷容重的差異也極少見(jiàn)報(bào)道。筆者選用6個(gè)正常成熟收獲的稻谷品種，采用自然晾干（氣溫25～32℃）和45～50℃間歇式烘箱干燥，測(cè)定稻谷容重和含水率，探討不同品種稻谷容重的差異、相同品種稻谷容重與含水量間的數(shù)學(xué)模型和干燥方式對(duì)容重的影響。

1 材料與方法

1.1 儀器

GHCS-1000型谷物容重器；梅特勒1／1000電子天平；101-1-s型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱等。

1.2 方法

1.2.1 樣品制備及其處理

選用目前生產(chǎn)上大面積種植的秈稻品種6個(gè)，分別標(biāo)記為L(zhǎng)P3、LP4、LP5、LP6、LP7、LP8，于2011年10月正常成熟收獲，風(fēng)選除雜，備用。

樣品分成2組，第一組于每天8：00～20：00放置陽(yáng)光下自然風(fēng)干（試驗(yàn)期間氣溫25～32℃），每天11：00和15：00各取1次樣測(cè)容重和含水量；第二組于8：00～20：00，放置在45～50℃恒溫鼓風(fēng)烘箱干燥，每天11：00、14：00、17：00、20：00各取1次樣測(cè)容重和含水量。兩組樣品于20：00至次日8：00均自然靜置試驗(yàn)柜里。

1.2.2 測(cè)定方法

采用GB5497-85［9］和GB1353-2009［10］法精確測(cè)定樣品的水分和容重。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2003作圖，用DPS v7.05統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行回歸分析，按數(shù)學(xué)模型計(jì)算理論容重值，并比較與實(shí)測(cè)值的偏差。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥方式下稻谷容重與含水量的關(guān)系

從圖1，圖2可知，含水量相同時(shí)，稻谷品種不同其容重不同，當(dāng)含水量為14.5%時(shí)，供試品種容重以LP5最高，為552.8 g／L，LP7最低，為534.2 g／L，相差約20 g／L。

圖1 自然干燥條件下稻谷容重的變化

圖2 烘箱干燥下稻谷容重的變化

從圖1得知，當(dāng)含水量由剛收獲時(shí)的23%降至17.5%時(shí)，稻谷容重緩慢降低；含水量繼續(xù)下降至10.5%時(shí)，容重直線上升，容重高于前階段的最大值；此后再降低含水量，容重極緩慢升高或趨于平穩(wěn)。供試品種中，以LP5容重最高，變化范圍545～586.3 g／L，變化幅度7.58%；LP7容重較低，變化范圍519～569 g／L，變化幅度9.63%。

從圖2知，當(dāng)?shù)竟群浚?4.5%時(shí)，容重隨含水量的下降而降低，含水率在9%～14.5%時(shí)，容重基本趨于平穩(wěn)；含水率＜9%時(shí)，容重隨含水量的降低而略有升高。稻谷容重以LP5最高，變化范圍541.3～569 g／L，變化幅度5.12%；LP7最低，變化范圍523.3～539.5 g／L，變化幅度3.10%。在稻谷安全貯藏水分范圍內(nèi)（＜14.5%），相同的品種采用自然晾曬比烘干干燥的容重較高。

2.2 稻谷容重與含水量的相關(guān)性分析

相同的品種采用自然晾曬干燥比烘干干燥的容重較高。將稻谷含水量分成三個(gè)階段（含水量＜10.5%、10.5%～17.5%、＞17.5%）分別分析各階段內(nèi)，不同品種稻谷容重隨含水量的變化關(guān)系，以線性方程y＝a＋b x進(jìn)行擬合，結(jié)果如表1。各容重實(shí)測(cè)值與依照數(shù)學(xué)模型計(jì)算得出的理論值列表2。

表1 不同品種稻谷容重與水分的線性回歸分析

表2 各樣品容重理論值與實(shí)測(cè)值的偏差

（續(xù)表2）

如表1如示，各相關(guān)系數(shù)范圍為0.6226～0.9782。當(dāng)含水量在10.5%～17.5%時(shí)，各樣品的直線回歸方程均極顯著相關(guān)，回歸方程的斜率為-4.5744～-6.0139，b的平均值為-5.0855；當(dāng)含水量＞17.5%時(shí)，各樣品的直線回歸方程顯著或極顯著相關(guān)，直線斜率3.0215～0.4668，b的平均值為1.7732；當(dāng)含水量＜10.5%時(shí)，各樣品的回歸方程大都未達(dá)到顯著相關(guān)。因此，當(dāng)樣品含水量＞10.5%時(shí)，稻谷容重與含水率的關(guān)系可以用各自的回歸方程來(lái)表示。

將各容重實(shí)測(cè)值與依照數(shù)學(xué)模型計(jì)算得出的理論值相比較，發(fā)現(xiàn)理論計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的最大偏差為2%，最小偏差為0，平均偏差為0.37%，表明數(shù)學(xué)模型有較高的精度。

3 結(jié)果與討論

3.1 結(jié)論

稻谷含水量相同時(shí)，其容重因品種不同而不同；同一稻谷品種，因含水量和干燥方法不同，其容重也有差異。自然晾曬干燥，含水量由剛收獲時(shí)的23%降至17.5%時(shí)，容重緩慢降低；當(dāng)含水量繼續(xù)下降至10.5%時(shí)，容重呈直線上升，符合各自的線性方程，且極顯著相關(guān)；此后再降低含水量，容重緩慢升高或趨于平穩(wěn)。采用45～50℃烘箱間歇式烘干，含水量由剛收獲時(shí)的23%降至14.5%時(shí)，容重隨含水量的降低而降低；含水量繼續(xù)降低至9%時(shí)，容重值基本趨于平穩(wěn)；此后再降低含水量，容重略有升高。在稻谷安全貯藏水分范圍內(nèi)（含水量14%～15%）采用自然晾曬比烘干干燥的容重較高。

3.2 討論

本研究發(fā)現(xiàn)在稻谷安全貯藏水分范圍內(nèi)（含水量14%～15%）采用自然晾曬比烘干干燥能獲得較高的容重。稻谷籽粒中存在游離水和結(jié)合水，當(dāng)籽粒水分達(dá)到14%～15%及以上時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)游離水，當(dāng)水分在13.5%以下時(shí)，一般認(rèn)為是結(jié)合水［11］。在游離水階段，相同含水量下，同一品種，烘干干燥的稻谷容重較自然干燥高。因?yàn)楹娓蓵r(shí)水分分子快速離開(kāi)稻谷胚部，集中于稻谷表面，將稻谷從烘箱里拿出之后，稻谷表面集中的水分子有一個(gè)水分平衡過(guò)程，影響了稻谷的容重值，使容重值偏高。在稻谷的結(jié)合水階段，相同含水量下，同一品種，烘干干燥的稻谷容重較自然干燥低。因稻谷的主要成分為淀粉、蛋白質(zhì)、水分等，烘干時(shí)，部分淀粉分解，蛋白質(zhì)變性，脂肪降解，干物質(zhì)損耗較自然風(fēng)干大，所以，容重隨干物質(zhì)的損耗而相應(yīng)減少。稻谷品種不同，其化學(xué)組成也有差別，其容重變化的程度也不同。所以自然晾曬的稻谷容重比烘干干燥的容重較高。

按文獻(xiàn)［8］給出的稻谷容重與水分的回歸方程，計(jì)算得到本研究的6個(gè)材料的容重值與實(shí)測(cè)值差別在10%以上。LP3、LP4和LP6在剛收獲時(shí)（含水率約23%）的容重值接近，分別為542.1、541.7、541.7 g／L，LP3和LP4的容重值隨含水率的變化而變化的規(guī)律基本一致，LP6略有區(qū)別。據(jù)此推斷，初始容重值相近的品種，可共用回歸方程估算理論容重值，而初始容重相差較大的品種間，則需要進(jìn)行校正。

［1］ 張 麗，董樹(shù)亭，劉存輝，等.玉米籽粒容重與產(chǎn)量和品質(zhì)的相關(guān)分析［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（2）：405-411.

［2］ 毛肇慈.糧油食品品質(zhì)分析［M］.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2000.

［3］ 周祖鍔.農(nóng)業(yè)物料學(xué)［M］.北京：農(nóng)業(yè)出版社，1994.

［4］ 蘇義臣，金明華，蘇桂華，等.玉米子粒容重的相關(guān)性分析［J］.吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（3）：14-16.

［5］ 蔡花真，畢文慶，楚見(jiàn)妝，等.玉米容重與水分相關(guān)性分析［J］.鄭州工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2001（3）：70-72.

［6］ 張 麗.玉米容重差異的形成機(jī)理及措施調(diào)控［D］.泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.

［7］ Mohsenin NN.Physical Properties of Plant and Animal Materials［M］.New York：Gordon and Breach Science Publishers，Inc.，1970.

［8］ 龔紅菊，陳坤杰.稻谷容重與水分的關(guān)系［J］.糧食與飼料工業(yè)，2003（9）：19.

［9］ GB 5497-85.糧食、油料檢驗(yàn)水分測(cè)定法［S］.

［10］GB 1353-2009.玉米容重的測(cè)定方法［S］.

［11］劉昱鑫.玉米降水與容重的關(guān)系［J］.中國(guó)糧食經(jīng)濟(jì)，2009（12）：40-43.

Relationship Between Rice Grain TestWeight and Moisture Content under Different Drying Methods

LIU Hong-mei1，ZHOU Xin-yue2，LIU Hao1，LIU Bei1，QIU Ying-bo1，LIU Jian-feng1*
（1 College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2 Library，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

To assess the relationship between rice grain test weight and moisture content under different dryingmethods，six indica hybrid rice varieties were analyzed for testweight and moisture content.The results showed that rice grain test weightwas closely related tomoisture content in grain.Rice grain testweight varied with varieties.The highestwas the variety of LP5 with the rice grain testweight552.8 g／L and the lowestwas the variety of LP7 with the rice grain testweight 534.2 g／L when the rice grain withmoisture content of14.5%within the same dryingmethod.The rice grain testweight of the same variety was different because of different dryingmethod.The rice grain test weight fell slowly when the rice grain withmoisture content from 23%to 17.5%and increased quickly when the rice grain with moisture content from 17.5%to 10.5%and then rose slowly verymuch withmoisture content reduced by natural air drying.The rice grain test weight fell down withmoisture content fell down when it dropped from 23%to 14.5%by intermittentoven dryingwith the temperature of45～50℃.The rice grain testweight trended to steady when themoisture contentwentbelow 9%and then increased slowly with moisture content continue to fall.The rice grain was higher by using themethod of natural drying than intermittent oven drying when the moisture content was ranged of safety storage moisture（moisture content＜14.5%）of the rice variety.There were linear correlation between rice grain test weight and moisture content when the moisture contentwas above 10.5%.The regression equation can be shared when the varietieswith close initial testweightbut the regression equation was differentwhen the varietieswith significant different initial testweight.

Rice grain；Testweight；Dryingmethod；Moisture content

S511.09

：A

1001-5280（2014）02-0121-05

10.3969／j.issn.1001-5280.2014.02.01

2013 12- 05

劉紅梅（1979-），女，湖南漣源人，實(shí)驗(yàn)師，博士，主要從事作物遺傳育種研究，Email：09011021＠163.com。*通信作者：劉建豐，教授，博士，Email：liujf501＠yahoo.com.cn。