稻谷整粒與粉碎水分測試方法的對比分析

陳玉侖 趙三琴 邱 威 顧家冰 丁為民 李毅念 夏立民

（南京農業大學工學院，南京 210031）

稻谷整粒與粉碎水分測試方法的對比分析

陳玉侖 趙三琴 邱 威 顧家冰 丁為民 李毅念 夏立民

（南京農業大學工學院，南京 210031）

通過連續測試在一定含水量區間內的稻谷籽粒含水量，對比分析國家標準稻谷粉碎測試與國外稻谷整粒測試所得的含水量。結果表明，稻谷經粉碎后測試含水量與整粒測試含水量在整個水分測試區間存在較大差異，整粒測試所得含水量大于粉碎測試所得含水量，并且隨著稻谷籽粒含水量的降低2種測試方法間含水量差異性逐漸減小，直至稻谷含水量達到11%左右時2種測試方法間無差異。因此總體來說整粒測試方法所得稻谷含水量測定結果更準確可靠。

稻谷 水分測試 整粒 粉碎

稻谷的水分是指稻谷中含有的自由水和結合水的總稱［1］。稻谷水分是影響稻谷質量的重要因素，也是稻谷儲存、收購、加工、運輸環節中必須檢測的重要指標。在我國，每年由于糧食含水量過高造成數百億噸糧食在儲存或運輸中霉爛變質，糧食水分檢測技術手段的不完善、不精確是造成這一損失的重要原因［2］。因此對稻谷含水量做出準確檢測至關重要。然而現階段稻谷含水量有多種測試標準方法，并且每種測試方法其測試條件亦不一致，測試結果同樣存在不一致的現象，因此如何統一測試方法間的差異性，對指導實際測試稻谷含水量具有重要意義。

現階段稻谷含水量測試方法較多，但相對準確的測試方法一般都采用高溫烘干法，而高溫烘干法同樣也有測試條件不一致的各種方法，其測試結果也存在較大差異［3－5］，本研究擬對 GB／T 5497—1985中粉碎稻谷［6］與文獻［7］中采用的整粒測試方法進行對比分析，研究稻谷在一定含水量區間內2種測試方法所測結果的差異性。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

徐稻3號：產自江蘇省徐州市；淮稻10號：產自江蘇省大豐市上海農場。

1.2 試驗儀器

DHG－9075A型電熱鼓風干燥箱：上海一恒科學儀器有限公司；HK－04B型200 g搖擺式粉碎機：廣州市旭朗機械設備有限公司；FA2204B型電子天平：上海精密科學儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品的準備

將選用的稻谷樣品進行清理去雜和調質處理，根據稻谷樣品含水量，計算出稻谷調質后所需水分質量，通過噴灑調質稻谷含水量至收獲時含水量。經調質的稻谷密封放置在2℃下冷藏3 d，從而使稻谷籽粒之間和籽粒內部水分分布均勻一致。試驗開始后將稻谷直接放在室內環境中，使稻谷在室內環境中逐漸散失水分，從而獲得具有不同含水量的樣品，保證所測試稻谷含水量具有一定較均勻的含水量間隔。測試時用200 g搖擺式粉碎機將樣品粉碎后，放入密封的塑料袋中備用，同時取部分整粒樣品，分別進行含水量測試。

1.3.2 稻谷含水量的測定方法

粉碎稻谷樣品采用國家標準GB／T 5497—1985方法測定。整粒稻谷籽粒含水量測試方法參照文獻［7］的方法，此方法整粒稻谷籽粒測試質量為10 g以上，溫度130℃，烘干時間19 h。此方法雖然ASABE［8］標準中仍然沒有列入，但現階段國外有關文獻報道中已經普遍使用此方法進行稻谷含水量的測試［9］。

每種方法每個含水量重復試驗3次，保證3次重復或雙試驗結果允許差不超過0.2%，求其平均數，即為稻谷的含水量。本試驗全部含水量均以濕基表示。

2 結果與分析

2.1 2種方法含水量測試結果比較

對重復試驗測試含水量計算平均值，2個品種稻谷整粒和粉碎2種測試方法所測含水量如表1所示。

表1 2種稻谷水分測試方法所測含水量及其差異／%

稻谷籽粒經調質處理后含水量與稻谷收獲時含水量處于一致區域，在室內自然通風干燥條件下，使其含水量逐漸降低到安全儲藏含水量，對此區間含水量的稻谷進行了2種水分測試方法的對比分析。從表1測試結果可以看出整粒測試稻谷含水量基本始終大于粉碎測試方法，因此可以認為整粒方法測試含水量相對來說測試結果較準確。

從表1可以看出，隨著稻谷籽粒含水量的降低，2種測試方法所測得稻谷籽粒含水量存在一定的差異，僅僅當含水量達到安全儲藏水分以下后，即含水量達12%以下時2種測試方法所測試的稻谷含水量基本無差異，也就是說差異性基本消除，如圖1所示。當稻谷含水量在17%以上時，2種測試方法含水量差異基本上在1%以上，而含水量達到24%左右時其差異可以達到2%左右，而當含水量降低到14%時仍然有0.6%～0.8%的含水量差異。即稻谷含水量從12%開始，隨著稻谷籽粒含水量的增加2種測試方法所測含水量差異性逐漸增大。

2.2 2種方法含水量測試結果分析

2.2.1 2種測試方法差異性分析

經過反復試驗，數據處理分析顯示，采用國標粉碎后測定稻谷含水量的方法存在水分偏低的現象，主要原因在于：

第一，國標測試方法首先需要進行粉碎稻谷籽粒，在粉碎的過程中，由于稻谷籽粒尺寸的減小，破壞了稻谷的整體結構，內部顆粒完全暴露在外界環境和粉碎作業機械作用下，增加了樣品水分的蒸發面積，同時顆粒表面空氣流動的速率較大，提高了樣品水分的蒸發速率。

第二，搖擺式粉碎機機體高速旋轉產生大量的熱量，也會使樣品含水量損失相對比較快。同時樣品破碎顆粒與機體之間產生摩擦也會消耗水份。

第三，粉碎測試溫度較整粒測試溫度低，時間相對較短，存在內部自由水和結合水仍然沒有完全從破碎顆粒中溢出的可能。整粒測試方法烘干過程中溫度較高達130℃，烘干時間較長達19 h，因此整個烘干過程中能夠保證籽粒內部自由水和結合水從內部溢出，所測試結果相對較準確。

稻谷粉碎過程中存在水分消耗的情況，其消耗量直接與粉碎后物料的粒度和粉碎時間等直接相關，因此粉碎時物料粒度以達到標準要求為宜，粒度過大，烘干過程中水分散失較慢，粒度過小，水分容易由于環境濕度低而散失部分表面水分。與此同時，稻谷粉碎過程中由于物料與刀片作用時間較長產生大量熱，從而導致粉碎物料水分的散失。因此現有的國家標準稻谷粉碎水分測試方法可能存在一定的誤差。而對于粉碎過程中粉碎程度和發熱等可能對稻谷水分散失的影響在 GB 20264—2006［10］中進行了較詳細的說明。

整粒測試與粉碎測試相比含水量整體較高，測定結果相對于粉碎測試準確性高。由于整粒稻谷含水量測試方法籽粒不需要粉碎，減少粉碎設備對籽粒粉碎預處理，同時一次完成烘干過程不需要反復對樣品進行烘干操作，整體測試過程操作相對簡單。由于稻谷整粒測試方法的優越性，國外普遍采用此作為標準方法進行稻谷含水量測試。

［7］中應用AOAC標準方法與整粒稻谷測試含水量之間進行了對比分析，并且以此為基礎總結出整粒稻谷測試含水量的具體方法，本試驗研究粉碎方法測試稻谷含水量與整粒測定方法之間含水量測試差異，間接上亦是對粉碎方法測試稻谷含水量與AOAC標準方法進行了對比，因此本研究中稻谷整粒測試含水量從理論上說是可靠的。

2.2.2 2種測試方法差值擬合方程補償分析

通過分析整粒測試與破碎測試結果間的差值與整粒測試含水量的相關關系，擬合2種測試方法測試結果的回歸直線，從擬合的回歸方程可以看出，隨著稻谷含水量的降低，整粒測試與粉碎測試含水量差值基本呈直線下降，并且2個品種稻谷擬合方程近似一致（見圖1a，圖1b）；同時建立2個品種稻谷的混合模型，其擬合回歸方程與各個品種單一建立的擬合方程亦近似一致（見圖1c）。通過對關鍵含水量差值點分析（見表2），2種稻谷品種擬合方程計算預測的含水量差值在0.1%左右，結果非常接近，說明2個品種稻谷的擬合方程預測結果較接近，具有實際應用價值；采用混合模型擬合方程計算的關鍵含水量差值點結果處于2種品種稻谷計算結果之間，相對來說計算結果更準確；同時利用整粒測試方法得到的含水量經擬合方程可近似計算出2種測試方法含水量差值，從而可推測出粉碎測試方法所得的含水量；或即在已知粉碎測試方法所得的稻谷含水量，根據粉碎方式與整粒方式含水量間的擬合方程得到稻谷的整粒測試推測含水量（見圖2），即稻谷的真實含水量。當2種測試方法所得含水量差值為零時，通過擬合方程計算所得2個品種稻谷的含水量分別為8.506 5%和8.663 7%，此值與稻谷內部結合含水量值接近。如果采用2個品種稻谷的混合模型擬合方程計算2種測試方法差值，通過粉碎測試方法亦可推測整粒測試方法所得的真實稻谷含水量。

表2 擬合方程計算預測的整粒稻谷含水量／%

如果通過大量稻谷樣品進行進一步的含水量的測試研究，準確測試出稻谷含水量的一定區間內2種測試方法含水量的差值，以整粒測試結果為準確值對粉碎測試結果進行差值補償來糾正粉碎測試方法的不足，同樣可以獲得較準確的測試結果，彌補粉碎測試方法的不足之處。

圖1 2種不同測試方法稻谷含水量差值隨含水量變化情況

圖2 整粒測試方法與粉碎測試方法含水量擬合方程

3 結論

稻谷在不同含水量情況下，通過采用粉碎和整粒2種不同含水量測試方法測試稻谷含水量，測試結果表明稻谷經粉碎后測試含水量與整粒測試含水量在整個水分測試區間存在較大差異，整粒測試所得含水量大于粉碎測試所得含水量，并且隨著稻谷籽粒含水量的降低2種測試方法間含水量差異性逐漸減小，直至稻谷含水量達到11%左右時2種測試方法間無差異?？傮w來說整粒測試方法所得測定結果更準確可靠，因此通過2種測試方法含水量差值的擬合方程，對利用粉碎測試方法得到的含水量經擬合方程可近似計算出其準確的含水量。

參考文獻

［1］周祖鍔.農業物料學［M］.北京：農業出版社，1994

［2］翟寶峰，郭宏林，許會.糧食水分檢測技術的綜合分析及發展概況［J］.沈陽工業大學學報，2001，23（5）：413－416

［3］邵學良，劉志偉，陸暉，等.稻谷含水量測定方法的比較［J］.糧食儲藏，2009，25（3）：52－54

［4］孫威峰.稻谷水分測定方法的探討［J］.農業機械，2011（29）：91－92

［5］吳偉，李旭冉.關于稻谷水分測定方法的改進建議［J］.黑龍江糧油科技，2000（1）：58－59

［6］GB／T 5497—1985，糧食油料檢驗水分測定法［S］

［7］Jindal V K，Siebenmorgen T J.Effects of oven drying temperature and drying time on rough ricemoisture content determination［J］.Transactions of the ASAE，1987，30（4）：1185－1192

［8］ASAE standard，S352.2.Moisture measurement－unground grain and seeds［S］

［9］Zhang Q，Yang W，Sun Z.Mechanical properties of sound and fissured rice kernels and their implications for rice breakage［J］.Journal of Food Engineering，2005，68（1）：65－72

［10］GB 20264—2006，糧食、油料水分兩次烘干測定法［S］.

Comparison Analysis on Testing Methods of Rice Moisture Content by Using Whole and Ground Grain

Chen Yulun Zhao Sanqin Qiu Wei Gu Jiabing DingWeimin Li Yinian Xia Limin

（College of Engineering，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210031）

Two testingmethods for ricemoisture content including ground grain in national standard and whole grain in abroad were used in this research.Ricemoisture content in a certain intervalwas tested using these two kinds of testingmethods.Comparison analysis of tested moisture content was performed using two testingmethods.Tested resultmanifested that there was large difference of ricemoisture content in the test interval between ground grain and whole grain.Ricemoisture content tested using ground grain was lower than that ofwhole grain.Difference of tested ricemoisture content between ground grain and whole grain decreased gradually with ricemoisture content lowering，and there was no difference of the tested rice moisture content between two testing methods when the rice moisture content lowered to about11%.Therefore，tested result of rice moisture content using whole grain wasmore correct and reliable than that of using ground grain.

rice，moisture content test，whole grain，ground grain

TS210.2；S379.1

A

1003－0174（2015）06－0130－04

時間：2014－12－30 16：59

網絡出版地址：http：／／www.cnki.net／kcms／detail／11.2864.TS.20141230.1659.001.html

中央高?；究蒲袠I務費專項資金 （KYZ201161），高等學校博士學科點專項科研基金（2013009711 0042）

2014－06－30

陳玉侖，男，1974年出生，講師，農業物料特性及其農業裝備

李毅念，男，1973年出生，副教授，農業物料特性及其農業裝備