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稻谷质量快速检测技术研究取得积极进展

2020-02-20 | 作者: | 来源: 中国粮食经济 | 点击:

  我国是世界上最大的稻谷生产国和消费国。目前我国稻谷的质量检验手段和检测水平落后,多采用感官评价法,主观性强、检测速度慢、检测精度受到影响。尤其是前几年“转圈粮”等问题的出现,对收购过程中新鲜稻谷的合理评价也提出了更高的要求。随着科技的不断发展,为满足稻谷质量检测的需要,经过10多年的努力,国家粮食和物资储备局科学研究院成功研制了多项先进的稻谷质量检测技术,开发了多套专用的稻谷质量检测仪器,制定了相应指标的快速检测方法,多套成熟技术已经在行业内推广应用。

  1.图像处理技术在稻谷加工及外观品质检测方面得到广泛应用

  近10年来,随着计算机技术的迅速发展,图像处理技术在粮食行业内逐渐应用。目前已经研制成功并推广应用的仪器为JMWT12大米外观品质检测仪。该仪器基于计算机图像处理技术,采用专用分析处理软件检测稻谷品质指标,利用米粒表面颜色检测大米的垩白粒率、垩白度、不完善粒、黄粒米等指标,利用米粒长度检测大米的整精米率、碎米率等指标,具有快速、准确、客观的优点;无需任何仪器调整即可快速同时检测稻谷的整精米率、垩白度、黄粒米、不完善粒、碎米等多项指标,评价结果完全符合国标的要求,具有重复性和再现性好等优点。2012年原国家粮食局标准质量中心组织制定了行业标准《LS/T 6104-2012粮油检验稻谷整精米率测定图像分析法》,国标《GB/T 35865粮油检验稻谷整精米率测定图像分析法》于2018年12月1日颁布实施。两项标准目前已在600多家科研单位、检测单位和粮油加工、流通企业应用。

  近年来,在进出口贸易交易过程中,随着我国大米对长粒米和中短粒米的准确分类和判定要求的提高,国家粮食和物资储备局标准质量中心组织相关研究人员在大米外观品质检测仪的检测应用基础上,对进口大米粒型分类判定技术进行了深入研究,采用已有大米外观品质检测仪和图像分析方法,在全国稻谷以及进口大米粒型的检测数据分析基础上,结合国际食品法典标准(CAC)CODEX STAN 198-1995中的第三种分类方法,组织制定了《LS/T 6116-2017大米粒型分类判定》,并于2016年6月14日颁布实施。目前该成果已经在海关等检验部门得到广泛应用。

  2.大米加工精度检测仪器和检验方法引入国标

  加工精度是稻谷整精米率等质量指标正确评价的前提条件,也是大米品质评价的一个重要指标。目前米粒加工精度的检验主要依据《GB/T 5502粮油检验米类加工精度检验》规定,通过直接比较法和染色法2种方法判定。直接比较法操作方便快捷,但是由于通过人眼目测米粒皮层并判定留皮程度较困难,主观因素影响较大,因此加工精度等级标准样品制作缺乏手段,可比性不强。

  国标染色法也是通过目测与标准样品对比判断大米的加工精度,虽然在一定程度上增强了皮与胚乳的差别,使人眼较易区分,但是染色法稳定性不好。这些判定方法极易造成检测不准,加工企业会因此对大米过度加工,不仅降低了大米的营养价值,更给加工企业带来巨大的损失。

  为了满足行业的需求,院属企业北京东方孚德技术发展中心与日本佐竹公司合作研制出了基于图像分析技术的大米留皮程度检测方法,该方法是采用新的染色技术对加工后的大米进行准确染色,提高染色的稳定性。然后对染色后大米采用图像分析方法,快速、准确检测出大米的留皮百分比,准确检测出大米的加工精度。

  目前大米加工精度检测仪已经研制完成,大米加工精度的国标方法《GB/T5502-2018》已经修订完成,成果在行业内推广应用200多套。该技术辅助大米加工精度标准样品的研制单位准确研制出了LS/T 15121~15123系列大米加工精度标准样品。该标准方法和标准样品被引入《GB1354-2018大米》。

  3.近红外法检测稻谷食味等品质,制造适用于中国的大米食味计

  大米的食味值是评价稻谷和大米质量的关键指标,在稻谷的流通和加工方面应用广泛。但是食味的评价方法一直采用感官评价方法,检测效率低,主观性强,重复性和再现性差。2009年北京东方孚德技术发展中心与日本佐竹公司合作,在日本成熟技术基础上,研制出了适用于中国使用的大米食味计。该仪器利用近红外分析原理,采用先进的固定式光栅光谱仪,利用智能模糊理论与近红外光谱数据进行结合,综合评价大米食味,并直接对未经蒸煮的大米或糙米样品的食味值、水分、蛋白质、直链淀粉等指标进行客观判定。操作简便,样品无需前处理,避免人工和前处理条件造成的误差;分析快速,从进料到结果显示只需60秒,可以快速检测多项指标;仪器精度符合近红外仪器对水分、蛋白等检测指标的要求,符合GB/T24895、GB/T24896、GB/T24897要求;大米食味计较人工感官评价的重复性和再现性良好,可以保证稳定的检测需求。该技术已经被“中国好粮油”标准引用,仪器食味值检测符合好粮油LS/T3108-2017和LS/T 3247-2017的要求。

  4.稻谷新鲜度快速检测技术已成为国家“推陈储新”政策执行的关键检测手段

  稻谷新鲜度快速测定技术是检测稻谷品质是否新鲜的专有检测技术,是为了保证国家储粮安全、推进国家“推陈储新”政策执行的关键检测手段。

  前些年由于“转圈粮”等问题的出现,粮食收储监管手段不断加强。为了保证储粮安全,避免收储粮食过程造成的纠纷,北京东方孚德技术发展中心与日本佐竹公司合作研制了稻谷新鲜度测定仪。该仪器基于稻谷加工成的大米与染色试剂反应后溶液的颜色不同,利用光学比色法的快速检测技术准确检测稻谷的新鲜程度,5分钟即可检测一个样品,多样品检测时15分钟即可检测6个样品,非常适合于新鲜稻谷的快速筛查。该仪器将不同新鲜程度的稻谷检测结果进行了数值化,免受人为因素影响,检测准确、客观,再现性良好,方法的稳定性良好。5年来全国范围大量的实验验证结果表明,该技术检测的稻谷新鲜度值与其储藏时间具有显著负相关关系;当年新稻谷与往年陈稻谷新鲜度值有明显区分,区分度均达到85%以上,满足国内稻谷新鲜程度的检测。公司在大量稻谷普查和数据统计的基础上,制定了新鲜稻谷的判定方法,通过了国家粮食和物资储备局标准质量中心组织的专业技术人员的适用性验证评审。制定了行业标准《GB/T 6118-2017粮油检验稻谷新鲜度测定》。目前新鲜度检测技术已经应用于稻谷收储现场新鲜稻谷的快速筛查,为保证我国的储粮安全提供了有效的技术支撑。

  

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