1. 研究目的与意义
我国是稻谷生产大国，受农耕文化的影响，我国近2/3的人口将稻谷作为主食。稻谷富含淀粉、蛋白质、脂肪和矿物质元素等营养物质以及维生素e、生育三烯酚等生物活性物质[1]，但这些物质容易受到热、湿、虫、微生物等因素影响而变质。随着储藏时间的延长，稻谷中的脂类物质会因自身的不稳定性发生水解或者氧化反应，从而散发出异味，品质逐渐降低直至出现陈化，如果继续储藏甚至会出现有毒有害物质，这将直接影响着食用者的身体健康[2]。
随着人们生活水平的提高，人们对食品的品质要求也越来越高，此外，随着储藏时间的延长，稻谷多方面的品质会发生变化，包括营养成分、食用品质、外观等，严重影响了消费者的购买意愿，也不符合现代人的绿色健康的生活理念，降低了大米的食用价值和商业价值。人工感官带有很大的主观性，而化学分析方法又过于繁琐，因此，亟需建立一套稻谷储藏品质的快速、准确的鉴定方法，稻谷陈化度的检测具有重要意义。
以金属氧化物传感器作为电子鼻的探头，由于只能检测相同温度下不同时间的稻谷而不能检测相同时间下不同温度的稻谷，稳定性不够，精确度不高，专用性不强。本实验将采用气体可视化通过模拟人类鼻子与稻米挥发出来的有机气体产生颜色反应，通过直观可视的图像方式表现出来，来设计准确度高，稳定性高的嗅觉可视化传感器阵列以及测试。
2. 研究内容和预期目标
稻谷中碳水化合物的含量最高，约占75%左右，其次依次是蛋白质和脂质，分别为8%和1.5%左右。随着外界条件的变化以及自身酶的作用，稻谷中这些营养物质会发生一定的变化[3]。
由于稻谷在不同的陈化阶段会释放不同量的特征性气体，本研究以储存不同时间的稻谷为研究对象，以特征性气体排放量为判别标准，通过比较不同显色溶液对稻谷陈化度判别的灵敏程度，调整显色溶液的种类和浓度以筛选出对特征气体高敏感性、特异性的色敏材料，并基于此构建色敏传感器，以实现稻谷新陈度的嗅觉可视化监测，提高检测效率。
首先要搭建实验平台，然后制备显色溶液，根据显色溶液与稻谷气体的反应情况选出合适的显色溶液，再通过观察反应的颜色变化并拍照，检测其吸光度，最后运用计算机将得到的数据进行分析。
3. 国内外研究现状
稻谷在陈化过程中过氧化值、脂肪酸值以及羰基化合物含量会发生明显变化，稻谷在储藏过程中变化的多样性，导致其检测方法也多种多样。目前，主要有感官评定法、理化指标法和仪器分析法。
目前国内外最常用的是理化指标法[4]。近年来，许多科研人员对此方法进行了进一步的研究，王震等针对配制的氢氧化钾-乙醇溶液浓度在实际操作过程中存在的误差，在配制方法上进行了改进方式[5]；肖学彬等人使用返滴定法进行了尝试[6]；浮云勇等还对实验操作上对提取、过滤、转移以及计算等方面进行了改进[7]。许多学者也使用了不同的检测技术对脂肪酸值进行定量检测，杨慧萍等人使用电位滴定的检测方式，将ae/ov的电位突变作为滴定终点为滴定过程自动化提供了理论基础[8,9]。刘甲宾等人根据设计了脂肪酸值自动测定仪来消除人工滴定带来的误差[10]。虽然近些年来对实验的各操作步骤进行了优化，但其损坏性检测的特点以及效率相对较低的局限仍难从根本得到上解决。
愈创木酚法将过氧化物酶活力作为检测标准。稻谷中的过氧化物酶会对愈创木酚产生氧化作用，并在此过程中会生成棕褐色产物。通过观察470mm下吸光度值的变化情况可推断稻谷的陈化度[11]。chen[12]、matsukura[13]和蔡丹敏[14]等就此方法对稻谷的陈化度进行了实验分析。此外，许多学者尝试以稻谷的水分、色泽、气味、直链淀粉等理化因素作为评判指标对稻谷的陈化度进行了分析[15,16]。这些方式尽管在表征稻谷陈化度方面取得了不错的进展，但是依旧避免不了理化检测固有的操作繁琐、时间耗费长的问题。
4. 计划与进度安排
研究计划：
1.实验平台的搭建(10天)
本实验将针对稻谷研制嗅觉可视化传感器阵列, 开发了相应的检测系统。该装置将包括气体获取装置、泵、阀门、显色溶液、照相装置、电脑等硬件装置和图像处理、模式识别等软件系统组成。气体可视化传感器检测结果反映在各传感器的颜色变化, 从而实现对稻谷新陈度的可视化判断, 进而将所检测的不同样品进行区分。
5. 参考文献
[1]朱丽，潭微，彭祖茂，等.超高效液相色谱线性离子阱/静电场轨道阱高分辨质谱快速测定大米中15种营养成分[j].色谱,2017,35(9):949-956.
[2] 王雅芬，罗玉坤.大米陈化及其改良[j]中国稻米，1996,2(2):28-29.
[3] iwasaki t, tani t. effect of oxygen concentration on deteriorative mechanisms of rice during storage[j]. cereal chemistry, 1967, (44): 233-234.
