小麥安全儲藏技術(shù)研究進(jìn)展

張立學(xué) 黃盼盼 許子彬 莫菊 李文雪 溫爽 劉霞

摘要：小麥作為世界三大谷物之一，是中國主要的儲備糧之一。小麥?zhǔn)斋@季節(jié)在夏季，環(huán)境高溫高濕，容易導(dǎo)致小麥發(fā)生霉變等問題，調(diào)查顯示其產(chǎn)后的總體損失率達(dá)18% ～ 20%。文章闡述了小麥生理特點(diǎn)，綜述了其安全儲藏的方法和技術(shù)的研究情況，并分析總結(jié)了當(dāng)前國內(nèi)糧食貯藏行業(yè)亟待解決的問題，以期提高中國貯藏安全技術(shù)、促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：小麥；生理特點(diǎn)；安全儲藏；儲藏技術(shù)

中圖分類號：S379.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20220418

Advances in Safe Storage Technology of Wheat

Zhang Lixue1， Huang Panpan2， Xu Zibin1， Mo Ju1， Li Wenxue1， Wen Shuang3， Liu Xia2

（ 1. Tianjin Jizhou Shangcang Grain Purchase and Marketing Co.， LTD， Tianjin 301906； 2. College of Food Science & Engineering， Tianjin University of Science & Technology， Tianjin 300457； 3. Tianjin Jizhou Grain Industry Development Service Center， Tianjin 301900 ）

Abstract： As one of the worlds three major rice and grain， wheat is one of the main grain reserves in China. Wheat harvest season is in summer， the environment of high temperature and high humidity eaasily leads to wheat mildew and other problems. The investigation showed that the overall loss rate of wheat after harvest in China was 18% ～ 20%. Based on the physiological characteristics of wheat， this paper analyzed the methods and techniques of safe storage of wheat， and put forward the problems which need to be solved urgently at present， and in order to improve the technology of safety and the sustainable， promote the sustainable development of social economy.

Key words： wheat， physiological characteristics， safe storage， storage technology

小麥?zhǔn)侨藗兊闹魇持?，是許多食品的原料，如餅干、饅頭等食物，啤酒、白酒等酒類飲品也可以由小麥發(fā)酵制作而成，其加工需求量極高[1]。

我國糧食倉容已經(jīng)超過3億t，高大平房倉、淺圓倉、立筒倉為主流庫型，其中高大平房倉占總倉型的80%以上。近年來我國加大了糧庫設(shè)施設(shè)備的改造升級，機(jī)械通風(fēng)、環(huán)流熏蒸、谷物冷卻、糧情監(jiān)測方面取得了長足的進(jìn)展。但當(dāng)前小麥儲藏中設(shè)施設(shè)備系統(tǒng)節(jié)能與自動化、升頂結(jié)露、蟲霉污染、呼吸氧化品質(zhì)劣變、機(jī)械通風(fēng)失水、快速現(xiàn)場低成本質(zhì)量與品質(zhì)檢測六大行業(yè)難題亟待解決。

1 小麥安全貯藏的基本條件

糧食的含水率和溫度是決定糧食貯藏壽命的重要參數(shù)。小麥入庫前要嚴(yán)格把控水分含量，當(dāng)小麥含水量低于12%時(shí)能很好地保障種子長時(shí)間的安全貯藏；當(dāng)小麥含水量為12% ～ 16%時(shí)，種子極易發(fā)霉；而小麥含水量高于16%時(shí)，即使溫度維持在較低范圍內(nèi)，也很易出現(xiàn)發(fā)霉的現(xiàn)象[2]。因此，小麥貯藏期間，含水量應(yīng)控制在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)（12.5%）以下。在控制含水量的同時(shí)也要控制儲藏期間的溫度，較高的儲存溫度（28 ℃左右）會促進(jìn)微生物及谷物害蟲的生長繁殖，使黃曲霉等毒素積累，同樣也會加速小麥的呼吸作用。20世紀(jì)80年代，日本提出15 ℃為準(zhǔn)低溫儲糧的臨界線，糧食在15 ℃準(zhǔn)低溫條件下，大多數(shù)蟲霉不能發(fā)育，呼吸緩慢，實(shí)現(xiàn)了糧食品質(zhì)保鮮和蟲霉防控。不適當(dāng)?shù)馁A藏，加上谷物中過高的溫度和水分含量，霉菌毒素會產(chǎn)生，并導(dǎo)致小麥品質(zhì)下降[3]。因此，小麥儲藏過程中應(yīng)針對不同的儲藏狀況，采用曝曬、機(jī)械干燥、低溫殺蟲、熏蒸殺蟲等防治方法。

另一方面，主要把控倉庫與糧堆的環(huán)境因素包括糧倉的溫度、濕度、氣體以及糧食的溫度等。小麥從原料收購、儲藏倉庫的建設(shè)以及貯藏過程中的檢查管理，到最后小麥的出庫，都要按照規(guī)定進(jìn)行管理[4]。小麥入庫之前，要對倉庫內(nèi)進(jìn)行打掃和清理消毒，倉庫要做到防潮、防雨，以免小麥?zhǔn)艹弊冑|(zhì)，儲藏期間要進(jìn)行定期的除蟲工作。其次，小麥入庫時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格按照國家規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，不符合標(biāo)準(zhǔn)的，需要進(jìn)行一系列的清理工作之后，再按照標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，檢測合格后才能入庫。如果有受到麥峨成蟲、玉米象等害蟲侵入的小麥，應(yīng)當(dāng)立即使用藥物熏蒸清除。當(dāng)然，小麥貯藏期間的管理也不能松懈，要按時(shí)對倉庫內(nèi)的小麥進(jìn)行檢查，檢查糧倉的溫度、濕度等影響小麥貯藏的一系列因素，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取措施，避免造成更大的損失。

2 小麥安全儲藏影響因素

2.1 小麥儲藏中的霉菌

小麥切割收獲時(shí)，往往會帶有土壤中存在的枝孢霉、鐮刀菌等霉菌，但是這些霉菌在一定的儲藏條件下，是不會生長造成小麥的品質(zhì)裂變的，但是在不安全的儲藏條件下，小麥上的霉菌便會大量增加，在對小麥品質(zhì)造成影響的同時(shí)，其產(chǎn)生的真菌毒素[5]也會對食用小麥的人群的安全造成影響。因此，儲藏中保持小麥的品質(zhì)，避免出現(xiàn)小麥中霉菌大量增長的情況，是非常有意義的。

導(dǎo)致小麥霉變的因素較多，比如水分、溫度、氣體等自身和環(huán)境條件的不當(dāng)都會導(dǎo)致霉菌的大量生長。目前，大多數(shù)的糧倉都使用降低溫度來抑制小麥中霉菌的生長繁殖，主要為機(jī)械降溫[6]，例如，多管道通風(fēng)、排風(fēng)扇等比較成熟的技術(shù)，在達(dá)到不利于小麥中霉菌生長繁殖的同時(shí)，破壞其生理機(jī)能。另外，還有利用物理和化學(xué)[7]的方法進(jìn)行小麥霉菌的抑制或殺滅，常用的物理方法有微波殺菌技術(shù)，化學(xué)方法有使用化學(xué)藥劑山梨酸、環(huán)氧乙烷、甲醛等，但實(shí)際上，這兩類方法是不推薦使用的，物理方法的使用需要耗費(fèi)較多的時(shí)間和精力，而化學(xué)藥劑的使用更容易污染環(huán)境，甚至操作不當(dāng)時(shí)造成其他的傷害，導(dǎo)致更嚴(yán)重的問題，具有很大的局限性。氣體儲藏[8]是使用比較普遍的一種方式，但其對小麥的水分控制較為嚴(yán)格，當(dāng)水分含量較高時(shí)，氣體儲藏作用效果不佳。

值得關(guān)注的是，有研究[9]表明不同品種的小麥，在儲藏的各個(gè)條件都相同的情況下，菌相的變化具有一定的差異性，說明小麥品種的不同，其對霉菌的適生性不相同。因此進(jìn)行小麥儲藏時(shí)，需針對小麥的品種以及各個(gè)方面進(jìn)行全面考慮以保證小麥得到最佳的儲藏條件。

2.2 小麥儲藏中的水分

小麥儲藏中的水分安全涉及小麥的品質(zhì)和安全食用問題，同時(shí)還與現(xiàn)實(shí)中企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有關(guān)，由此，小麥儲藏的水分需要進(jìn)行嚴(yán)格的把控。小麥的儲藏水分與菌類危害息息相關(guān)，現(xiàn)在的安全儲藏環(huán)境條件是通過控制在儲藏過程的水分來減少菌類對小麥的危害，從而達(dá)到小麥儲藏安全的，目前我國實(shí)行的小麥國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值是≤12.5%，美國為≤13.0% [10]。實(shí)際中還會面臨許多的其他問題，比如如何將小麥中的水分降到適宜儲藏的水平，同時(shí)考慮企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益的問題[11]，所以，研究小麥整個(gè)儲藏過程中的水分安全限定，是非常有意義的。

國內(nèi)外的儲糧差別較大，主要是由于國外儲藏周期一般較短，每年的儲備糧食總量較少，所以在環(huán)境條件方面的把控沒有國內(nèi)那么嚴(yán)格，但是我國在儲藏安全這方面的科研投入較大，主要是因?yàn)槊磕贻^大的儲備量對我國的社會發(fā)展具有重要意義，這些研究使得國家的儲糧損失率不斷下降，保持一定的穩(wěn)定性，不同地方針對不同的糧食品種，結(jié)合當(dāng)?shù)氐那闆r制定了不同的水分標(biāo)準(zhǔn)。資料[12]建議，水分較高的小麥入庫前，最好不要集中在一個(gè)地方，以防止小麥因水分集中而發(fā)熱或者霉變。尤其是在夏季，溫度較高的自然條件下，做熏蒸處理是非常有必要的，但是在做熏蒸處理之前，應(yīng)該去除小麥堆中的濕熱氣體，否則會對后續(xù)的處理造成影響。同樣，在對小麥進(jìn)行儲藏時(shí)，不同品種的小麥、不同地區(qū)的差異都要被考慮以確保小麥的安全儲藏。

水分是小麥的重要物理指標(biāo)，會影響小麥儲藏期間的品質(zhì)，從而影響其經(jīng)濟(jì)效益。小麥的檢測方法對保證小麥生產(chǎn)的質(zhì)量，評價(jià)小麥的品質(zhì)，以及在后續(xù)的一系列加工制作中的把控，都具有重要意義。目前測量小麥水分的方法主要分為直接法和間接法[13]。直接法包括化學(xué)法、電烘箱法等，其精確度較高但是檢測時(shí)間較長；間接法包括電阻法、近紅外線光譜測定法等，方法快捷，簡單，但誤差相對較大。市場上應(yīng)用的檢測方法大多為電烘箱法和近紅外線光譜測定法，技術(shù)較為成熟，成本相對較低，當(dāng)然，其他方法的測定，尤其是較為簡便快捷的方法隨著未來技術(shù)的發(fā)展，相信也會逐漸廣泛應(yīng)用。我國的糧食水分檢測的標(biāo)準(zhǔn)方法為電烘箱干燥方法，這個(gè)方法的使用溫度為（105±2） ℃，利用烘干前后的重量變化，就能計(jì)算出糧食的含水量。

2.3 小麥儲藏中的溫度

溫度制約著小麥在儲藏中的狀態(tài)，當(dāng)溫度較低的時(shí)候，即使小麥中的水分含量較高，其微生物的生理代謝活動都受到溫度的制約，也能使小麥變得安全。溫度是影響小麥在儲藏期間安全水分變化的因素之一，小麥的水分含量隨著溫度的變化而變得不同，同時(shí)，在相同的溫度下，小麥水分含量的略微變化，也可能造成儲藏后期霉菌數(shù)量的快速增加，造成安全儲藏的時(shí)間大大縮短[14]，影響小麥的品質(zhì)與經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)下研發(fā)的糧溫檢測技術(shù)能夠?qū)Z倉內(nèi)的溫度變化進(jìn)行有效的監(jiān)控。

溫度、水分和微生物之間的聯(lián)系密不可分，同時(shí)還有其他因素影響小麥的儲藏，如小麥的儲藏時(shí)間、儲藏形式和安全儲藏期限等，都影響著小麥在儲藏期間的品質(zhì)。因此，小麥的儲藏是需要開展大量的研究進(jìn)行多方面的防范的，這對儲糧量較大的我國來說是非常有必要的。

3 小麥安全儲藏的方法

小麥安全儲藏最大限度地維持小麥的加工品質(zhì)，進(jìn)行嚴(yán)格的防蟲害、防霉害的工作，避免造成重大經(jīng)濟(jì)社會損失，還需要考慮合理的儲藏費(fèi)用。目前常用的小麥儲藏方法有高溫密閉貯藏法、低溫密閉貯藏法[15]、缺氧貯藏法、化學(xué)防蟲貯藏法以及其他簡易防蟲貯藏法。高溫密閉儲藏是將小麥放入封閉容器內(nèi)，利用高溫（50 ℃左右）暴曬8 ～ 10 d，來殺蟲降水；低溫儲藏是利用冬天的低溫，運(yùn)用機(jī)械或者自然通風(fēng)降溫后迅速封閉，達(dá)到維持小麥品質(zhì)的效果；缺氧儲藏主要在密封環(huán)境下，利用呼吸作用降低環(huán)境中氧氣同時(shí)提高二氧化碳的濃度，致使害蟲死亡；化學(xué)貯藏需要嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定進(jìn)行化學(xué)農(nóng)藥的使用。不同的方法具有不同的優(yōu)勢，不同地域應(yīng)根據(jù)自身的條件選擇最佳的處理方法，才能達(dá)到最好的效果。

高大平房倉是我國儲備糧儲存的主要倉型，由于其隔熱保溫性能較差，夏季最高倉溫和糧溫可達(dá)到30 ～ 35 ℃，造成儲糧害蟲和微生物大量滋生，影響儲糧安全，使用化學(xué)藥劑熏蒸處理，易形成殘留，糧食在高溫下儲存，品質(zhì)會快速降低，影響儲糧安全，使用常規(guī)的機(jī)械制冷和空調(diào)制冷技術(shù)降低倉溫和糧溫，能耗大，費(fèi)用高。

北方小麥儲藏往往在秋冬季利用自然冷源機(jī)械通風(fēng)對糧堆進(jìn)行降溫，在次年夏秋高溫季節(jié)倉內(nèi)中心區(qū)域糧溫仍然較低（冷心），因此低溫儲糧的關(guān)鍵在于高溫季節(jié)抑制倉內(nèi)上層及沿墻四周糧溫回升。根據(jù)倉內(nèi)糧堆溫度分布規(guī)律，可采用空氣隔離層環(huán)流通風(fēng)、膜下上層與沿墻四周區(qū)域橫向內(nèi)循環(huán)兩種低溫儲糧通風(fēng)方式?？諝飧綦x層環(huán)流通風(fēng)冷卻通風(fēng)方式主要用于高溫季節(jié)抑制倉內(nèi)上層糧溫的回升，具有風(fēng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝、成本低廉等特點(diǎn)，并能徹底避免通風(fēng)過程中糧食局部增濕、結(jié)露等問題。膜下上層與沿墻四周區(qū)域橫向內(nèi)循環(huán)通風(fēng)方式主要用于高溫季節(jié)降低倉內(nèi)上層糧溫，與整倉膜下內(nèi)循環(huán)通風(fēng)模式相比，膜下上層與沿墻四周區(qū)域橫向內(nèi)循環(huán)通風(fēng)模式在不破壞倉內(nèi)冬季通風(fēng)形成的冷心的前提下，可有效降低低溫儲糧通風(fēng)的風(fēng)量，減少環(huán)流風(fēng)機(jī)功耗及制冷機(jī)組的裝機(jī)容量。

另外，我國小麥的安全儲藏研究開發(fā)出了其他技術(shù)和方法。例如，臭氧可以有效地抑制小麥體內(nèi)α-淀粉酶的活性，防止小麥儲藏期間淀粉被降解，提高其營養(yǎng)價(jià)值與商業(yè)價(jià)值[16-17]。此外，迷迭香、精油等所含有的活性成分，具有殺蟲抗菌作用，可以將其當(dāng)做一種生物殺蟲劑[18]。

4 結(jié) 論

當(dāng)前國內(nèi)的貯藏水平還不高，具體表現(xiàn)在：① 糧倉外部保溫冷橋問題嚴(yán)重，由于冷橋嚴(yán)重影響了糧倉的保溫性能，導(dǎo)致夏季高溫時(shí)糧倉四周及上部空間溫度過高，冷熱糧交替區(qū)易結(jié)露，露后霉變、黃變時(shí)有發(fā)生，儲藏品質(zhì)難于保障，機(jī)械氣調(diào)儲糧一次性投資大，氣密改造、運(yùn)行管理復(fù)雜；② 儲糧設(shè)施裝備整體的自動化和智能化程度不高，糧食進(jìn)出倉、糧面覆膜、平糧等人工作業(yè)，進(jìn)出倉設(shè)備能耗高，智能化技術(shù)深度應(yīng)用嚴(yán)重不足；③ 害蟲防治過度依賴化學(xué)熏蒸劑（磷化氫）和化學(xué)防護(hù)劑（馬拉硫磷、擬除蟲菊酯類等），部分地區(qū)谷蠹和銹赤扁谷盜的磷化氫抗性已高達(dá)1 000倍以上，高毒安全性和害蟲抗藥性問題刻不容緩；④ 冬季通風(fēng)降溫失水嚴(yán)重，糧食失水后數(shù)量與質(zhì)量均下降；⑤ 糧食混雜收儲，品質(zhì)不一，儲藏技術(shù)與糧食加工環(huán)節(jié)脫節(jié)嚴(yán)重，基于不同生態(tài)區(qū)、種類、品種、質(zhì)量、等級、規(guī)格的儲藏多元防控關(guān)鍵技術(shù)嚴(yán)重缺乏；⑥ 東北地區(qū)高水分稻谷、南方地區(qū)糧食水分不均勻干燥過程“降水—能耗—品質(zhì)”一體化智能調(diào)控技術(shù)缺乏。與目前世界其他國家和地區(qū)相比，我國目前在利用糧食貯存機(jī)械技術(shù)和設(shè)備方面尚待進(jìn)一步提升。因此，現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)施使用與專業(yè)人才培養(yǎng)對我國貯藏安全的技術(shù)提高、社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展都具有促進(jìn)作用。

參 考 文 獻(xiàn)

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