不完善粒类型对小麦容重的影响

张玉荣，陈赛赛，周显青，胡育铭，邓 峰

（河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001）

0 引言

在《小麦》国家标准（GB 1351—2008）中采用容重作为小麦定等指标，不完善粒等指标作为小麦质量限制指标，该标准是小麦收购过程中判断质量等级的重要依据[1].小麦容重是指其籽粒在单位容积内的质量，以克每升（g/L）表示，其大小是由包括籽粒本身结构、水分、杂质和不完善粒含量等多种因素决定的.一般来说，籽粒成熟饱满、结构紧密、颗粒小、含水量低的样品，容重较大；反之，容重较小.目前，关于小麦容重与其影响因素的研究已有大量的报道.刘一勋等[2]就小麦水分与容重的相关性进行了研究，证实小麦水分与容重的相关性高度显著.邵慧等[3]、司建中[4]均指出，对于同一小麦样品，水分越高，容重越低；不同小麦样品，水分对容重的影响程度不同，但总趋势是随水分含量升高而下降.张玉荣等[5]指出，总杂质对小麦容重影响最大，在最常见的6类杂质中，麦秸、麦皮、砂石对容重的影响依次减小.依据GB 5498—85《粮食、油料检验 容重测定法》的规定，用于测定小麦容重的样品，取自谷物选筛下层筛筛上物[6]，而下层筛筛上物包含5种不完善粒，其含量的多少对容重测定结果有着直接的影响，目前5种不完善粒对容重影响程度如何尚未见详细报道.笔者采用向小麦完善粒中分别添加各种不完善粒的方式，研究各类型不完善粒对容重的影响，为正确测定和评价小麦容重，完善不完善粒等级限定提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用的20份小麦样品（2012年产）均采自黄淮麦区，由河南省粮油饲料质检中心提供，各类型不完善粒通过在样品中挑拣或用原始样品制备得到，储存于4℃左右的恒温冰箱.

1.2 主要仪器与设备

电子天平（感量0.01 g）：江苏常熟长青仪器仪表厂；谷物选筛（孔径分别为1.5 mm、4.5 mm）：上海嘉定粮油检测仪器厂；HGT-1000A型容重器：上海东方衡器有限公司；LDS-1G谷物水分测定仪：上海青浦绿洲检测仪器有限公司；1010-3型鼓风恒温干燥箱：上海实验仪器厂有限公司.

1.3 试验方法

1.3.1 小麦水分的测定与调节

小麦水分用谷物水分测定仪测定，水分测定后将所有样品水分调至（12.5±0.5）%.

1.3.2 容重的测定方法

依据GB 5498—85《粮食、油料检验 容重测定法》的规定，容重的测定需要从平均样品中分取试样约1 000 g，需要制备的不完善粒质量太大，因此本试验中容重的测定主要使用LDS-1G谷物水分测定仪.使用HGT-1000A型容重器对除去杂质和不完善粒的小麦样品进行容重测定，对相同的样品采用LDS-1G谷物水分测定仪进行容重测定，对两种方法测出的容重值进行分析，得出容重测定数据的矫正值.其中，使用国标法对每份样品测定3次后取均值，谷物水分测定仪测定5次后取均值，两种方法所测定的容重值见表1.

表1 国标法与谷物水分测定仪所测容重值

采用SPSS17.0数据统计软件对两种方法测定的容重值进行分析处理，以国标法测定值为因变量y，谷物水分测定仪测定值为自变量x，进行回归分析，其结果见表2.

表2 回归模型系数

由表2可得出两种容重测定方法的回归方程为：y=0.996x+5.606.根据此方程对试验所测容重值进行矫正，以后的测定结果均为矫正后数据.

1.3.3 试样制备

（1）根据GB 1351—2008对不完善粒的描述和GB/T 5494—2008中不完善粒的检验方法，从各样品中分别挑拣出其中的破损粒、病斑粒、生芽粒、生霉粒、虫蚀粒，分类登记保存备用，同时将完善粒分别保存备用.

（2）从上述整理好的完善粒样品中，称量220.00 g试样各5份，标号待测.

（3）从剩下的完善粒中选取适量样品，制备各类型不完善粒.其中，破损粒用锤子砸碎；生芽粒的制备：将完善粒水洗后置于温度30℃、湿度70%的人工气候箱，培养24 h后进行干燥处理并调节水分至12.5%；虫蚀粒的制备：每份样品取50 g，放入玉米象200头，置于室温（25℃）培养 30 d，用孔径2.0 mm的谷物选筛筛除玉米象和小麦粉末后，将虫蚀粒水分调至12.5%；生霉粒的制备：将完善粒浸水后置于温度45℃、湿度70%的人工气候箱，培养30 d后进行干燥处理并将水分调至12.5%.由于病斑粒无法制备，只能从原始样品中挑选，因此只选取病斑粒含量较高的样品进行试验.

（4）将每份样品挑选或制备出的破损粒分别加入该样品完善粒中，制成破损粒含量分别为0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%、20%的试样（为了避免因样品质量不同对容重测定造成影响，试样的总质量均为（220.00±0.10）g）；生芽粒、虫蚀粒、生霉粒、病斑粒采用同样的添加方法.将添加的不完善粒与完善粒充分混合，每份小麦样品的容重测定5次.

3)提出了抗超高速“软硬结合、分层配置”的遮弹防护结构，实现了成坑能量耗散与地冲击衰减，为防护设计和加固改造提供了可靠手段。

1.4 数据处理

采用Excel作图，SPSS 17.0软件对数据进行统计分析.其中执行Analyze→Regression→Linear等命令进行回归分析；执行Analyze→Descriptive statistics→Descriptives等命令对数据进行描述性统计分析；执行Analyze→Compare means→One-Way ANOVA等命令进行单因素方差分析.

2 结果与分析

为了研究不同等级小麦容重的变化及其差异性，选取的20份样品包括小麦收购中常见的一等、二等、三等的3个等级小麦，将制备好的各类型不完善粒分别以不同量添加到各自完善粒样品中，测定其容重变化，然后对不同不完善粒含量下的容重变化量进行样本均值、标准差以及容重降低量在不完善粒含量间差异显著性的方差进行分析，结果见表3.

添加不同含量各类型不完善粒后小麦容重降低量的均值表明：随各类型不完善粒添加量的增加，其样品的容重均呈降低趋势，且在不完善粒含量达到20%时，容重降低量最大.此外，添加赤霉病粒的样品容重降低量远远高于添加其他类型不完善粒的样品，同时添加黑胚粒的样品容重下降趋势不明显.

表3 添加不完善粒后容重变化量及其差异分析

由表3中差异分析可知：除黑胚粒外，添加其他类型不完善粒（2%～20%）后容重变化量均存在显著的差异（P＜0.05）.其中，添加赤霉病粒后样品的容重变化量在各不同含量（2%～20%）间均存在显著的差异（P＜0.05），而添加破损粒、生霉粒、生芽粒、虫蚀粒后样品容重变化量在相邻含量之间的差异一般都不显著，如对于添加破损粒的样品，破损粒含量为2%时，其容重变化量与破损粒含量为4%和6%的样品容重变化量差异并不显著，当破损粒含量达到8%时，样品容重变化量才达到显著性差异；添加黑胚粒后样品容重变化量差异不显著（P＞0.05）.由此表明，赤霉病粒对小麦容重影响最大，破损粒、生霉粒、生芽粒和虫蚀粒含量的增加均会使小麦容重不断降低，而黑胚粒对小麦容重几乎没有影响.

从20份样品中选取容重相近的一等、二等、三等小麦各3份，分别对其添加不完善粒后的容重变化及其差异进行分析，结果见表4—表6.

表4 添加不完善粒后一等小麦容重变化及其差异分析

由表4—表6可以看出，将小麦样品分等级分析时，样品容重变化规律及其差异性与20份样品整体分析时相一致：在每一个等级内，添加赤霉病粒后样品容重变化在赤霉病粒不同相邻含量（0%～20%）间都存在显著的差异（P＜0.05）；添加破损粒、生霉粒、生芽粒、虫蚀粒后样品容重变化在各相邻含量之间的差异一般都不显著；添加黑胚粒后样品容重变化在各不同含量之间差异均不显著（P＞0.05）.

表5 添加不完善粒后二等小麦容重变化及其差异分析

表6 添加不完善粒后三等小麦容重变化及其差异分析

3 讨论

小麦不完善粒含量是评价小麦质量的重要指标.通过研究各类型不完善粒含量对容重的影响规律后发现，除黑胚粒外，各类型不完善粒含量对容重均有较大的影响，但其对容重的影响程度和造成容重降低的原因各不相同.

小麦破损粒含量与容重呈线性相关性，随着小麦破损粒含量增加，小麦容重随之降低.产生这种现象的原因是：小麦破损后形成了不规则的形状，导致同样质量的破损粒所占体积比完善粒所占体积大，增大了小麦孔隙度，从而使单位体积内的小麦质量减少，导致容重降低.另一方面，由于样品中破损粒形状有所不同，对容重影响也略有不同，被压扁的破损粒一般会占据较多的空间，使容重下降较多.相比之下，较小的破碎粒占据很少的空间，甚至一部分破碎粒起到了填充完善粒空隙的作用.

小麦病斑粒中，随着赤霉病粒含量增加，小麦容重明显降低.这种现象主要是由于小麦籽粒受到赤霉菌侵害，导致籽粒皱缩干瘪，籽粒内部组织松散、结构腐碎、含粉量减少，最终导致小麦容重的降低.黑胚粒也是小麦病斑粒的一种类型，但随着小麦黑胚粒含量的增加，小麦容重几乎没有变化.这说明黑胚粒对容重无明显影响，但它会影响小麦籽粒外观，降低小麦加工品质，影响面粉色泽[7].

本研究中所使用的生芽粒在培养24 h后，其幼根长度已达到籽粒长度的1/2以上，幼芽也已经比较明显.随生芽粒含量增加，小麦容重呈下降趋势.产生这种现象的原因是：小麦籽粒生芽过程中消耗了籽粒中的营养物质；同时芽或突起的幼根会占据一定的空间，导致单位体积内的小麦籽粒减少.

随虫蚀粒含量增加，小麦容重逐渐降低的原因是：小麦被蛀蚀后，籽粒质量明显减小，而籽粒占据的空间减少很小或几乎没有变化，使单位体积内小麦质量减轻，最终导致小麦容重的降低.本研究中采用的虫蚀粒蛀蚀时间短，损害程度较轻，随虫子密度增加和感染时间延长，小麦容重将继续下降，甚至会出现容重骤然降低的现象[8].

生霉粒培养30 d后，小麦籽粒已经部分生霉结块，霉变比较严重，但仍有一定使用价值.随着生霉粒含量增加，小麦容重呈降低趋势.原因是：由于霉菌的侵蚀，小麦籽粒内部的营养物质被消耗，导致籽粒质量下降；另一方面，生霉的小麦籽粒表面没有完善粒光滑，在测定容重时相互粘连或摩擦较大，不易形成紧密的空间结构，从而导致单位体积内小麦籽粒数量减少.本研究采用的生霉粒霉变时间较长，生霉较为严重，对容重已有明显的影响，这与赵亚娟等[9]的研究结果相同.

对于相同样品，小麦容重高时，不完善粒含量较低；当容重低时，不完善粒含量相应就高.因此，在新的小麦国家标准中，四等、五等小麦的不完善粒含量由之前无差异的6.0%分别放宽到8.0%和10.0%，体现了在以容重定等的情况下，不同等级小麦使用不同不完善粒含量标准的合理性.由国家粮食局等部门颁发的《关于执行粮油质量标准有关问题的规定》（国粮发〔2010〕178号）指出，小麦不完善粒含量以8.0%为基础，每高1个百分点，扣量0.5%.对20份原始样品中各类型不完善粒含量分析后可知，除了小麦破损粒之外，生霉粒、生芽粒、虫蚀粒等含量均较低.由此可见，对于正常生长、收割的小麦，运用合理、科学的整晒及储粮方法，即可控制生芽粒、生霉粒及虫蚀粒的含量.此外，由于破损粒含量占不完善粒含量的50%左右（样品中破损粒含量的最大值达到了13.0%），在不完善粒含量中比例最大，因此减少小麦收获及收购等环节中的物理损伤，控制破损粒含量，也有助于降低小麦不完善粒含量，保障种粮农户利益和国家粮食收购政策的执行.

4 结论

（1）随着不完善粒含量的增加，各类型小麦容重均呈降低趋势.

（2）在小麦各类型不完善粒中，赤霉病粒、破损粒、生霉粒、生芽粒和虫蚀粒对小麦容重均有显著影响，尤以赤霉病粒对容重影响最为显著，黑胚粒对容重影响不显著.

（3）对于不同小麦样品，同一类型不完善粒对小麦容重的影响程度各不相同，这主要与籽粒本身结构和不完善粒的劣变程度有关.

（4）对于同一小麦样品，各类型不完善粒对容重的影响程度各不相同，这主要与各类型不完善粒自身的结构特性有关.

［1］ GB 1351—2008，小麦［S］.

［2］ 刘一勋，樊见妆，侯永生，等.小麦水分与容重相关性的研究与应用［J］.郑州粮食学院学报，1991（3）：77-81.

［3］ 邵慧，李荣锋，张景花，等.小麦水分含量对容重影响的研究［J］.粮油食品科技，2009，17（3）：1-3.

［4］ 司建中.小麦水分含量对容重及硬度的影响［J］.粮食储藏，2011，40（5）：47-49.

［5］ 张玉荣，王君利，周显青，等.杂质类型及含量对小麦容重的影响［J］.河南工业大学学报：自然科学版，2008，29（1）：7-11.

［6］ GB/T 5498—1985，粮食、油料检验 容重测定法［S］.

［7］ 常共宇，曾实，郝令军.黑胚病对小麦品质的影响［J］.河南农业科学，2006，35（11）：55-57.

［8］ 张玉荣，张鸿一，周显青，等.小麦受谷蠹侵害后其水分和容重变化研究［J］.河南工业大学学报：自然科学版，2009，30（2）：16-21.

［9］ 赵亚娟，韩小贤，郭卫，等.霉变对小麦品质影响的研究［J］.河南工业大学学报：自然科学版，2013，34（2）：43-46.