國家糧食和物資儲備局科學(xué)研究院：稻谷質(zhì)量快速檢測技術(shù)研究取得積極進(jìn)展

我國是世界上最大的稻谷生產(chǎn)國和消費(fèi)國。目前我國稻谷的質(zhì)量檢驗(yàn)手段和檢測水平落后，多采用感官評價法，主觀性強(qiáng)、檢測速度慢、檢測精度受到影響。尤其是前幾年“轉(zhuǎn)圈糧”等問題的出現(xiàn)，對收購過程中新鮮稻谷的合理評價也提出了更高的要求。隨著科技的不斷發(fā)展，為滿足稻谷質(zhì)量檢測的需要，經(jīng)過10 多年的努力，國家糧食和物資儲備局科學(xué)研究院成功研制了多項先進(jìn)的稻谷質(zhì)量檢測技術(shù)，開發(fā)了多套專用的稻谷質(zhì)量檢測儀器，制定了相應(yīng)指標(biāo)的快速檢測方法，多套成熟技術(shù)已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用。

1.圖像處理技術(shù)在稻谷加工及外觀品質(zhì)檢測方面得到廣泛應(yīng)用

近10 年來，隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，圖像處理技術(shù)在糧食行業(yè)內(nèi)逐漸應(yīng)用。目前已經(jīng)研制成功并推廣應(yīng)用的儀器為JMWT12 大米外觀品質(zhì)檢測儀。該儀器基于計算機(jī)圖像處理技術(shù)，采用專用分析處理軟件檢測稻谷品質(zhì)指標(biāo)，利用米粒表面顏色檢測大米的堊白粒率、堊白度、不完善粒、黃粒米等指標(biāo)，利用米粒長度檢測大米的整精米率、碎米率等指標(biāo)，具有快速、準(zhǔn)確、客觀的優(yōu)點(diǎn)；無需任何儀器調(diào)整即可快速同時檢測稻谷的整精米率、堊白度、黃粒米、不完善粒、碎米等多項指標(biāo)，評價結(jié)果完全符合國標(biāo)的要求，具有重復(fù)性和再現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)。2012 年原國家糧食局標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量中心組織制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《LS/T 6104-2012 糧油檢驗(yàn)稻谷整精米率測定 圖像分析法》，國標(biāo)《GB/T 35865 糧油檢驗(yàn)稻谷整精米率測定圖像分析法》于2018 年12 月1 日頒布實(shí)施。兩項標(biāo)準(zhǔn)目前已在600 多家科研單位、檢測單位和糧油加工、流通企業(yè)應(yīng)用。

近年來，在進(jìn)出口貿(mào)易交易過程中，隨著我國大米對長粒米和中短粒米的準(zhǔn)確分類和判定要求的提高，國家糧食和物資儲備局標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量中心組織相關(guān)研究人員在大米外觀品質(zhì)檢測儀的檢測應(yīng)用基礎(chǔ)上，對進(jìn)口大米粒型分類判定技術(shù)進(jìn)行了深入研究，采用已有大米外觀品質(zhì)檢測儀和圖像分析方法，在全國稻谷以及進(jìn)口大米粒型的檢測數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，結(jié)合國際食品法典標(biāo)準(zhǔn)（CAC）CODEX STAN 198-1995 中的第三種分類方法，組織制定了《LS/T 6116-2017 大米粒型分類判定》，并于2016 年6 月14 日頒布實(shí)施。目前該成果已經(jīng)在海關(guān)等檢驗(yàn)部門得到廣泛應(yīng)用。

2.大米加工精度檢測儀器和檢驗(yàn)方法引入國標(biāo)

加工精度是稻谷整精米率等質(zhì)量指標(biāo)正確評價的前提條件，也是大米品質(zhì)評價的一個重要指標(biāo)。目前米粒加工精度的檢驗(yàn)主要依據(jù)《GB/T 5502 糧油檢驗(yàn)米類加工精度檢驗(yàn)》規(guī)定，通過直接比較法和染色法2種方法判定。直接比較法操作方便快捷，但是由于通過人眼目測米粒皮層并判定留皮程度較困難，主觀因素影響較大，因此加工精度等級標(biāo)準(zhǔn)樣品制作缺乏手段，可比性不強(qiáng)。

國標(biāo)染色法也是通過目測與標(biāo)準(zhǔn)樣品對比判斷大米的加工精度，雖然在一定程度上增強(qiáng)了皮與胚乳的差別，使人眼較易區(qū)分，但是染色法穩(wěn)定性不好。這些判定方法極易造成檢測不準(zhǔn)，加工企業(yè)會因此對大米過度加工，不僅降低了大米的營養(yǎng)價值，更給加工企業(yè)帶來巨大的損失。

為了滿足行業(yè)的需求，院屬企業(yè)北京東方孚德技術(shù)發(fā)展中心與日本佐竹公司合作研制出了基于圖像分析技術(shù)的大米留皮程度檢測方法，該方法是采用新的染色技術(shù)對加工后的大米進(jìn)行準(zhǔn)確染色，提高染色的穩(wěn)定性。然后對染色后大米采用圖像分析方法，快速、準(zhǔn)確檢測出大米的留皮百分比，準(zhǔn)確檢測出大米的加工精度。

目前大米加工精度檢測儀已經(jīng)研制完成，大米加工精度的國標(biāo)方法《GB/T5502-2018》已經(jīng)修訂完成，成果在行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用200 多套。該技術(shù)輔助大米加工精度標(biāo)準(zhǔn)樣品的研制單位準(zhǔn)確研制出了LS/T 15121～15123系列大米加工精度標(biāo)準(zhǔn)樣品。該標(biāo)準(zhǔn)方法和標(biāo)準(zhǔn)樣品被引入《GB1354-2018 大米》。

3.近紅外法檢測稻谷食味等品質(zhì)，制造適用于中國的大米食味計

大米的食味值是評價稻谷和大米質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，在稻谷的流通和加工方面應(yīng)用廣泛。但是食味的評價方法一直采用感官評價方法，檢測效率低，主觀性強(qiáng)，重復(fù)性和再現(xiàn)性差。2009 年北京東方孚德技術(shù)發(fā)展中心與日本佐竹公司合作，在日本成熟技術(shù)基礎(chǔ)上，研制出了適用于中國使用的大米食味計。該儀器利用近紅外分析原理，采用先進(jìn)的固定式光柵光譜儀，利用智能模糊理論與近紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合，綜合評價大米食味，并直接對未經(jīng)蒸煮的大米或糙米樣品的食味值、水分、蛋白質(zhì)、直鏈淀粉等指標(biāo)進(jìn)行客觀判定。操作簡便，樣品無需前處理，避免人工和前處理條件造成的誤差；分析快速，從進(jìn)料到結(jié)果顯示只需60秒，可以快速檢測多項指標(biāo)；儀器精度符合近紅外儀器對水分、蛋白等檢測指標(biāo)的要求，符合GB/T24895、GB/T24896、GB/T24897 要求；大米食味計較人工感官評價的重復(fù)性和再現(xiàn)性良好，可以保證穩(wěn)定的檢測需求。該技術(shù)已經(jīng)被“中國好糧油”標(biāo)準(zhǔn)引用，儀器食味值檢測符合好糧油LS/T3108-2017 和LS/T 3247-2017的要求。

4.稻谷新鮮度快速檢測技術(shù)已成為國家“推陳儲新”政策執(zhí)行的關(guān)鍵檢測手段

稻谷新鮮度快速測定技術(shù)是檢測稻谷品質(zhì)是否新鮮的專有檢測技術(shù)，是為了保證國家儲糧安全、推進(jìn)國家“推陳儲新”政策執(zhí)行的關(guān)鍵檢測手段。

前些年由于“轉(zhuǎn)圈糧”等問題的出現(xiàn)，糧食收儲監(jiān)管手段不斷加強(qiáng)。為了保證儲糧安全，避免收儲糧食過程造成的糾紛，北京東方孚德技術(shù)發(fā)展中心與日本佐竹公司合作研制了稻谷新鮮度測定儀。該儀器基于稻谷加工成的大米與染色試劑反應(yīng)后溶液的顏色不同，利用光學(xué)比色法的快速檢測技術(shù)準(zhǔn)確檢測稻谷的新鮮程度，5 分鐘即可檢測一個樣品，多樣品檢測時15 分鐘即可檢測6個樣品，非常適合于新鮮稻谷的快速篩查。該儀器將不同新鮮程度的稻谷檢測結(jié)果進(jìn)行了數(shù)值化，免受人為因素影響，檢測準(zhǔn)確、客觀，再現(xiàn)性良好，方法的穩(wěn)定性良好。5 年來全國范圍大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明，該技術(shù)檢測的稻谷新鮮度值與其儲藏時間具有顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；當(dāng)年新稻谷與往年陳稻谷新鮮度值有明顯區(qū)分，區(qū)分度均達(dá)到85%以上，滿足國內(nèi)稻谷新鮮程度的檢測。公司在大量稻谷普查和數(shù)據(jù)統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，制定了新鮮稻谷的判定方法，通過了國家糧食和物資儲備局標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量中心組織的專業(yè)技術(shù)人員的適用性驗(yàn)證評審。制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 6118-2017 糧油檢驗(yàn)稻谷新鮮度測定》。目前新鮮度檢測技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于稻谷收儲現(xiàn)場新鮮稻谷的快速篩查，為保證我國的儲糧安全提供了有效的技術(shù)支撐。