不同水分磨的粉碎细度对粮食水分含量的影响*

徐宗季 王平东 袁华山 胡庆燕 邓 庆

(南京中储粮粮油质监中心有限公司 211151)

稻谷、小麦和玉米作为粮食储备行业中的三大品种，其水分含量在收购、储存、销售等环节中具有重要意义，尤其是出入库作业中粮食的含水量大小直接关系到粮食增扣量多少，最直接的影响就是经济效益，而如何保证水分测定结果的准确性就显得尤为重要。目前，粮食中水分含量的测定主要采用JFSM-II型粮食水分测试磨，其具有结构合理、碾磨快速、粉碎细度均匀、不会造成样品水分丢失等优点，被广泛应用于各质检机构、科研院校等。由于不同品牌的水分磨其粉碎档位设置不同，得到的样品粉碎细度不同，最终导致同一份样品由于粉碎细度的不同测定的水分结果不同，影响检测结果的准确性。

因此，本次研究主要选用两种不同品牌型号水分磨的不同档位对同一份样品进行粉碎处理，比较不同型号水分磨的粉碎细度大小，探讨不同水分磨的粉碎细度基本档位对应关系；同时分别测出在不同档位下的水分含量，探讨不同粉碎细度对水分含量的影响，并通过比较2台水分磨的粉碎细度与水分含量，得出2台水分磨的水分含量对应关系，有效避免不同仪器间的台间差，保证水分测定结果的准确性。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料 试验样品：2019年产粳稻、小麦(产地江苏)和玉米(产地辽宁)，高、中、低不同水分梯度样品各1份。

1.1.2 仪器与设备 加拿大式分样器(浙江生产)；A：JFSM-II型粮食水分测试磨(成都生产)；B：3310型波通盘式水分磨(北京生产)；LE3002E METTLER电子天平；101-OAB型电热鼓风干燥箱(天津生产)；谷物选筛，2.0 mm筛层。

1.2 试验样品制备

试样水分的测定按照GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》[1]第一法直接干燥法进行测定。具体步骤如下：将高、中、低不同层次水分的试验样品除去大杂和矿物质后，采用加拿大式分样器分成若干份，每份50 g，分别采用A型水分测试磨(0～19档)、B型水分测试磨(0～6档)对样品进行粉碎，粉碎后的样品用2.0 mm孔径的谷物选筛测定其粉碎细度，充分混匀后，称取2 g样品(精确至0.0001 g)于铝盒中备用，每份样品进行平行实验，结果取其平均值。

2 结果与分析

2.1 A型和B型水分测试磨的不同档位粉碎细度结果分析

A型水分测试磨共有20个档位，B型水分磨共有7个档位，档位数值越低，表示粉碎细度越高。将稻谷、小麦、玉米样品分别使用两种水分磨，选取不同档位进行粉碎处理，通过筛孔直径为2.0 mm的圆孔筛，并计算其通过量，结果用粉碎细度表示。

2.1.1 稻谷样品粉碎细度比较分析 由表1可得出：稻谷样品在相同的粉碎细度96%～100%条件下，A型水分磨选择0～5档，B型水分磨选择0～2档；当粉碎细度为90%～96%时，A型水分磨选择5～13档，B型水分磨选择2～4档；当粉碎细度在90%以下时，A型水分磨选择13～19档，B型水分磨选择4～6档。

表1 A型和B型不同档位稻谷粉碎细度

2.1.2 小麦样品粉碎细度比较分析 由表2可得出：小麦样品在相同的粉碎细度96%～100%条件下，A型水分磨选择0～8档，B型水分磨选择0～3档；当粉碎细度为90%～96%时，A型水分磨选择8～15档，B型水分磨选择3～4档；当粉碎细度在90%以下时，A型水分磨选择15～19档，B型水分磨选择4～6档。

表2 A型和B型不同档位小麦粉碎细度

2.1.3 玉米样品粉碎细度比较分析 由表3可得出：玉米样品在相同的粉碎细度96%～100%条件下，A型水分磨选择0～7档，B型水分磨选择0～3档；当粉碎细度为90%～96%时，A型水分磨选择7～15档，B型水分磨选择3～4档；当粉碎细度在90%以下时，A型水分磨选择15～19档，B型水分磨选择4～6档。

表3 A型和B型不同档位玉米粉碎细度

综合比较表1、表2、表3可得出：A型和B型水分磨根据粉碎细度的不同，可将各自不同档位分为3个粉碎梯度，且两种水分磨存在一定的对应性；同时，比较在相同的粉碎细度条件下，选取同一型号的水分磨发现：小麦和玉米的档位选择基本一致，稻谷档位的选择要比小麦玉米偏高，分析原因可能为小麦和玉米为不带壳的颖果，而稻谷籽粒是由稻壳和颖果共同组成[2]，导致需要达到相同的粉碎细度档位要求更高。

2.2 稻谷样品水分测定结果分析

2.2.1 稻谷样品水分结果分析 将高、中、低三个水分梯度的稻谷样品分机型、分档位粉碎，进行水分结果测定，具体见表4和表5。

表4 A型水分测试磨的不同档位水分测定结果

表5 B型水分测试磨的不同档位水分测定结果

由表4和表5可得出：无论是A型还是B型水分磨，在选用同一份稻谷样品、同一种水分磨时，随着粉碎细度的增加，稻谷的水分含量也相应的增加，0档时，粉碎细度最高，测得水分含量也相应最高。同时比较发现：A型水分磨的最细粉碎细度0档水分含量比B型水分磨的最细粉碎细度0档水分含量高0.12%；A型水分磨的最粗粉碎细度19档水分含量比B型水分磨的最粗粉碎细度6档水分含量低0.04%，说明A型水分磨比B型水分磨的粉碎细度更细且细度范围更广。

表4和表5数据显示：当两台水分磨同时采用0档粉碎，A型水分磨测定的水分含量比B型水分磨测定的水分含量高0.1%以上，这大于0.1%的水分含量对于水分偏高或偏低的稻谷样品结果判定无大影响，但对于水分含量处于合格临界值的稻谷样品影响就不同。例如：粳稻谷样品合格水分含量14.5%，当使用A型水分磨0档时测定结果为14.6%，结果显示不合格；当使用B型水分磨0档测定结果为14.4%，结果显示合格，不同的水分磨测定结果不同，影响最终结果的准确性。当将A型水分磨档位调至2档时其水分含量为17.83%，与B型水分磨0档水分绝对差值仅为0.01%，这说明A型和B型水分磨在2档和0档时有相同的粉碎细度对应关系，测定的结果有一定的准确性。同时，比较中水分含量稻谷样品和低水分含量稻谷样品，测定结果情况类似于高水分含量稻谷样品。

2.2.2 稻谷样品水分结果相关性分析 以高水分样品为例，分析样品粉碎细度与水分含量相关性，样品粉碎细度(>90%)为横坐标，水分含量为纵坐标做趋势图，A型水分磨相关性结果如图1所示，B型水分磨相关性结果如图2所示。

图1 A型高水分样品粉碎细度与水分含量相关性

由图1、图2可以看出，无论选用何种水分磨对样品进行粉碎处理，随着样品粉碎细度的增大，相对应的样品水分含量也在增大，两者呈现显著的正相关关系，且相关系数R2分别达到92.87%和93.53%。同时，分析中、低水分稻谷样品检测结果类似于高水分稻谷样品，随着样品粉碎细度的增加，水分含量都相应的增加，基本呈正相关。

图2 B型高水分样品粉碎细度与水分含量相关性

因此，在我们日常检测工作中，要保证检测结果的准确性，首先应保证仪器条件的一致性；在选用不同的仪器时，应通过比对验证的方式，消除仪器间的台间差，得出相同的操作条件下再进行检验结果的测定。同时，水分含量的测定GB 5009.3-2016《食品安全国家标准》中105℃恒重法规定：粉碎后的样品颗粒小于2 mm即可称取检测，未对样品的粉碎细度进行更精确的规定，容易因粉碎细度的不同导致水分测定结果有差异，因此，建议下次标准修订时可将粉碎细度等因素考虑其中，保证水分测定结果的准确性。

2.3 小麦和玉米样品水分测定结果分析

将小麦和玉米高、中、低三个水分梯度的样品分机型、分档位粉碎，进行水分结果测定。

以高水分小麦和玉米为例，其样品粉碎细度与水分含量相关性如图3～图6所示。

图3 A型高水分样品粉碎细度与水分含量相关性(小麦)

图4 B型高水分样品粉碎细度与水分含量相关性(小麦)

图5 A型高水分样品粉碎细度与水分含量相关性(玉米)

图6 B型高水分样品粉碎细度与水分含量相关性(玉米)

由图3～图6可以看出：高水分小麦和玉米样品，无论选用何种水分磨对样品进行粉碎处理，随着样品粉碎细度的增大，相对应的样品水分含量也在增大，两者呈现显著的正相关关系，且相关系数R2都在95%以上。同时，分析中、低水分小麦和玉米样品检测结果类似于高水分小麦和玉米样品，随着样品粉碎细度的增加，水分含量都相应的增加，基本呈正相关。综上可以得出：小麦和玉米样品在使用不同的水分磨时，其档位对应关系基本类似于稻谷；而水分测定结果表明不论高、中、低小麦和玉米样品，在相同的水分磨条件下，随着粉碎细度的增加，其水分含量也相应的增加，基本呈正相关性；但与稻谷样品相比，小麦和玉米样品增加的幅度小，其原因为稻谷籽粒为带壳的颖果，水分含量在稻壳和籽粒中分布不同,粉碎细度对其影响较大。

3 结论

3.1 稻谷、小麦和玉米样品在使用同一种水分磨粉碎时，水分测定值都随着样品粉碎细度的增加有递增的趋势，基本呈正相关性，且稻谷样品的增加幅度比小麦和玉米样品的增加幅度偏大。

3.2 稻谷、小麦和玉米样品在使用不同水分磨粉碎时，不同档位得到的粉碎细度不同，水分的测定结果有差异，调整不同的档位可使粉碎细度相同：A型水分磨的1～2档与B型水分磨的0档粉碎细度基本呈对应关系，水分测定结果一致；而不论稻谷、小麦和玉米样品采用何种型号水分磨粉碎，在相同的粉碎细度条件下，样品本身的水分含量对测定值几乎没有影响。因此，建议用GB 5009.3-2016中105℃恒重法测定稻谷、小麦和玉米样品水分时，应准确把握对粉碎细度的控制，过高或过低都会使测定结果产生误差，从而确保粮食水分测定结果的准确性和一致性。