東北地區(qū)偏高水分玉米安全度夏儲(chǔ)藏試驗(yàn)

趙 旭，姜玉升，王德華，王顯復(fù)，李 佳，孟慶濤，林子木，陳殿印，李福江

(1.遼寧省糧食科學(xué)研究所，遼寧 沈陽(yáng) 110032； 2.中央儲(chǔ)備糧榆樹(shù)直屬庫(kù)有限公司，吉林 榆樹(shù) 130404)

玉米是我國(guó)北方地區(qū)的主要糧食作物之一，特別是在東北三省種植面積較大，是東北地區(qū)的主要儲(chǔ)備糧種。近年來(lái)，隨著糧食收購(gòu)主體多元化，收購(gòu)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，加之農(nóng)機(jī)替代人工收糧和土地流轉(zhuǎn)致使大量濕糧集中上市，糧庫(kù)收購(gòu)和儲(chǔ)存偏高水分糧食在所難免[1-2]。同時(shí)，按照以往的保管經(jīng)驗(yàn)，入庫(kù)玉米以安全水分(14%)入倉(cāng)儲(chǔ)存，到出倉(cāng)輪換時(shí)，糧食水分大都在13%以?xún)?nèi)，因保管水分的降低導(dǎo)致糧庫(kù)儲(chǔ)藏?fù)p耗數(shù)量增加，進(jìn)而影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，開(kāi)展偏高水分玉米安全儲(chǔ)藏既符合當(dāng)前的收購(gòu)形勢(shì)，又對(duì)玉米出倉(cāng)后的保質(zhì)保量，提高企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

玉米籽粒胚部大，其體積可達(dá)整個(gè)籽粒的1/3，呼吸旺盛、吸濕性強(qiáng)，且胚部富含脂肪，易酸敗，玉米本身的特點(diǎn)使其成為不耐儲(chǔ)藏的糧種[3-5]。而偏高水分玉米的入庫(kù)又必然會(huì)導(dǎo)致倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)安全保管難度進(jìn)一步加大，特別是在夏季高溫時(shí)期，偏高水分玉米安全度夏是一項(xiàng)技術(shù)難題。偏高水分玉米難以安全度夏，主要表現(xiàn)在糧食發(fā)熱點(diǎn)多集中在糧食表層下0.5～1.5 m處，出現(xiàn)發(fā)熱不易控制，會(huì)迅速蔓延，糧食容易出現(xiàn)甜味，散落性降低，引起霉菌大量繁殖，對(duì)玉米的質(zhì)量和儲(chǔ)存品質(zhì)產(chǎn)生較大影響[6]。同時(shí)，我國(guó)糧庫(kù)玉米的儲(chǔ)存周期一般為3年，而在入倉(cāng)儲(chǔ)存的第一年，由于新糧呼吸作用旺盛，玉米水分和品質(zhì)變化最為明顯，安全儲(chǔ)藏隱患較大。因此，為確保收購(gòu)入庫(kù)偏高水分玉米的儲(chǔ)存安全，本課題組應(yīng)用內(nèi)環(huán)流控溫儲(chǔ)糧技術(shù)開(kāi)展東北地區(qū)偏高水分玉米安全度夏儲(chǔ)藏試驗(yàn)，通過(guò)跟蹤檢測(cè)儲(chǔ)藏期間的糧情、水分及品質(zhì)變化情況，為東北地區(qū)偏高水分玉米的安全度夏儲(chǔ)藏提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1供試倉(cāng)房

在中央儲(chǔ)備糧榆樹(shù)直屬庫(kù)有限公司選擇18號(hào)倉(cāng)(試驗(yàn)倉(cāng))和19號(hào)倉(cāng)(對(duì)照倉(cāng))作為供試倉(cāng)房。兩倉(cāng)均為統(tǒng)一規(guī)格的高大平房倉(cāng)，長(zhǎng)35.47 m、寬23.23 m，裝糧線高6 m，設(shè)計(jì)倉(cāng)容4 500 t，均為全倉(cāng)散裝儲(chǔ)藏。試驗(yàn)倉(cāng)和對(duì)照倉(cāng)氣密性良好，均配有地槽式通風(fēng)系統(tǒng)和內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)。

1.1.2供試糧食

供試糧食為吉林榆樹(shù)地區(qū)本地玉米，其原始質(zhì)量情況如表1所示。

表1 供試糧食質(zhì)量情況

1.1.3通風(fēng)系統(tǒng)

18號(hào)倉(cāng)和19號(hào)倉(cāng)的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)均采用3組“一機(jī)三道”地槽通風(fēng)形式，各安裝CF-11 №2.5A型內(nèi)環(huán)流風(fēng)機(jī)3臺(tái)，單臺(tái)環(huán)流風(fēng)機(jī)功率0.75 kW，環(huán)流風(fēng)機(jī)安裝倉(cāng)在內(nèi)墻壁上，吸風(fēng)口與從倉(cāng)底引上來(lái)的管道相連，環(huán)流管與環(huán)流風(fēng)機(jī)出風(fēng)口連接。

1.1.4檢測(cè)裝置

1.1.4.1糧溫檢測(cè)系統(tǒng)

供試倉(cāng)房?jī)?nèi)安裝了YX9001+型糧情測(cè)控系統(tǒng)，可以采集糧堆溫度數(shù)據(jù)。倉(cāng)內(nèi)測(cè)溫點(diǎn)矩陣布點(diǎn)，分7層，48點(diǎn)/層，共336測(cè)溫點(diǎn)。

1.1.4.2分析檢測(cè)儀器

多功能扦樣器；電熱鼓風(fēng)干燥箱；錘式旋風(fēng)磨；振蕩器；電子分析天平等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1機(jī)械通風(fēng)降溫

玉米入倉(cāng)結(jié)束后及時(shí)平整糧面，采用4-72-8C型離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行壓入式通風(fēng)降溫，18號(hào)倉(cāng)累計(jì)通風(fēng)89 h，平均糧溫由-4.2℃降至-9.3℃；19號(hào)倉(cāng)累計(jì)通風(fēng)91 h，平均糧溫由-2.1℃降至-13℃。

1.2.2內(nèi)環(huán)流控溫

在18號(hào)倉(cāng)和19號(hào)倉(cāng)內(nèi)各安裝3臺(tái)環(huán)流風(fēng)機(jī)，利用糧堆自身冷源，采取下行吸出式將糧堆中心和底層的冷空氣從通風(fēng)口吸出后，經(jīng)環(huán)流管道再壓入倉(cāng)房空間，進(jìn)而達(dá)到降低倉(cāng)溫及表層糧溫的目的。環(huán)流風(fēng)機(jī)采取自動(dòng)運(yùn)行降溫，即當(dāng)倉(cāng)溫高于24℃時(shí)，環(huán)流風(fēng)機(jī)自動(dòng)開(kāi)啟；當(dāng)倉(cāng)溫低于20℃時(shí)，環(huán)流風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。內(nèi)環(huán)流控溫起止日期：自2018-06-17開(kāi)始至2018-08-27結(jié)束。

1.2.3糧溫檢測(cè)

試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)糧情檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)供試倉(cāng)房糧溫情況進(jìn)行定期檢測(cè)。

1.2.4扦樣方法

按照《中央儲(chǔ)備糧油質(zhì)量檢查扦樣檢驗(yàn)管理辦法》的要求，將18號(hào)倉(cāng)和19號(hào)倉(cāng)每倉(cāng)分三區(qū)、設(shè)置11個(gè)取樣點(diǎn)(見(jiàn)圖1)，每點(diǎn)設(shè)5層(見(jiàn)圖2)。每個(gè)季度定點(diǎn)、分層扦取玉米樣品(每倉(cāng)55份玉米樣品)，各扦樣點(diǎn)取樣量不少于1 kg。之后將扦取的樣品分別混成表層(即第一層11個(gè)點(diǎn))、中心(即第3點(diǎn)、第6點(diǎn)、第9點(diǎn)，上述取樣點(diǎn)的第二層至第五層的各點(diǎn))、四周(即第1點(diǎn)、第2點(diǎn)、第4點(diǎn)、第5點(diǎn)、第7點(diǎn)、第8點(diǎn)、第10點(diǎn)、第11點(diǎn)，上述取樣點(diǎn)的第二層至第五層的各點(diǎn))、全倉(cāng)(所有點(diǎn)逐層)共4個(gè)檢驗(yàn)樣品進(jìn)行水分及品質(zhì)檢測(cè)。

圖1 扦樣布點(diǎn)示意圖

圖2 分層扦樣示意圖

1.2.5品質(zhì)檢測(cè)

按照每個(gè)季度進(jìn)行水分和品質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)，水分按GB 5009.3—2016方法測(cè)定；脂肪酸值和品嘗評(píng)分值按GB/T 20570—2015方法測(cè)定。

1.2.6數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

應(yīng)用Origin2018軟件作圖，采用SPSS19.0軟件進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析，P<0.05為有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度變化情況

內(nèi)環(huán)流控溫期間，供試倉(cāng)房的倉(cāng)溫和全倉(cāng)平均糧溫及氣溫變化如圖3所示。

由圖3可知，在高溫季節(jié)，通過(guò)利用內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)，兩倉(cāng)的倉(cāng)溫均在20～25℃呈小幅波動(dòng)，倉(cāng)溫變化幅度較小，18號(hào)倉(cāng)倉(cāng)溫在-07-05、-07-19和-07-23分別超過(guò)了25℃，最高溫度25.3℃，其余時(shí)間均未超過(guò)25℃，而19號(hào)倉(cāng)倉(cāng)溫變化始終低于25℃。在糧溫變化上，由于內(nèi)環(huán)流是利用糧堆冷心溫度進(jìn)行內(nèi)循環(huán)控溫，隨著環(huán)流時(shí)間的增加，導(dǎo)致18號(hào)倉(cāng)和19號(hào)倉(cāng)的平均糧溫逐漸升高，兩倉(cāng)的平均糧溫變化趨勢(shì)一致；在整個(gè)控溫儲(chǔ)糧期間，雖然經(jīng)過(guò)了盛夏，19號(hào)倉(cāng)的全倉(cāng)平均糧溫始終控制在15℃以下，18號(hào)倉(cāng)全倉(cāng)平均糧溫始終低于17℃，在20℃以下。由此可知，通過(guò)利用內(nèi)環(huán)流控溫儲(chǔ)糧技術(shù)，在過(guò)夏期間，能實(shí)現(xiàn)安全水分玉米的低溫儲(chǔ)糧和偏高水分玉米的準(zhǔn)低溫儲(chǔ)糧。

圖3 內(nèi)環(huán)流控溫期間的溫度變化情況

2.2 水分變化情況

供試倉(cāng)房玉米水分在儲(chǔ)藏期間的變化情況如圖4所示。

圖4 玉米水分變化情況

從圖4可以看出，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，18號(hào)倉(cāng)和19號(hào)倉(cāng)各樣品玉米的水分總體上呈下降趨勢(shì)，在6～9月份的過(guò)夏期間，18號(hào)倉(cāng)的全倉(cāng)樣品玉米平均水分下降了0.2個(gè)百分點(diǎn)，水分損耗比19號(hào)倉(cāng)多0.1個(gè)百分點(diǎn)；通過(guò)1年的儲(chǔ)藏后，18號(hào)倉(cāng)和19號(hào)倉(cāng)的全倉(cāng)玉米平均水分分別降低了0.7個(gè)百分點(diǎn)和0.5個(gè)百分點(diǎn)，表層樣品玉米水分分別降低了0.9個(gè)百分點(diǎn)和0.5個(gè)百分點(diǎn)，而18號(hào)倉(cāng)和19號(hào)倉(cāng)的四周樣品玉米水分均下降了0.4個(gè)百分點(diǎn)，中心樣品玉米水分均下降了0.2個(gè)百分點(diǎn)。由此可見(jiàn)，兩倉(cāng)的表層樣品和四周樣品的玉米水分受倉(cāng)房條件及環(huán)境因素影響較大，水分變化比較明顯?？傮w來(lái)看，儲(chǔ)存偏高水分玉米的18號(hào)倉(cāng)水分損耗略高于19號(hào)倉(cāng)，但仍明顯高于安全水分，相比之下，19號(hào)倉(cāng)的安全水分玉米在低溫下儲(chǔ)存水分損耗較少。

2.3 脂肪酸值變化情況

供試倉(cāng)房玉米脂肪酸值在儲(chǔ)藏期間的變化情況如圖5所示。

從圖5可以看出，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，18號(hào)倉(cāng)和19號(hào)倉(cāng)各樣品玉米的脂肪酸值均緩慢上升。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，相比18號(hào)倉(cāng)和19號(hào)倉(cāng)的全倉(cāng)、四周和中心樣品，兩者的表層樣品玉米脂肪酸值變化相對(duì)較明顯,至2018-12，18號(hào)倉(cāng)表層樣品玉米的脂肪酸值增加了4.8 mg KOH/(100 g)，19號(hào)倉(cāng)表層樣品玉米的脂肪酸值增加了2.4 mg KOH/(100 g)，這表明玉米水分含量越高，其在儲(chǔ)存過(guò)程中脂肪酸值含量增長(zhǎng)越快[7]。在6月份至9月份的過(guò)夏期間，通過(guò)內(nèi)環(huán)流控溫，使糧食處于低溫或準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏環(huán)境下，進(jìn)而有效抑制了糧食呼吸作用，延緩了品質(zhì)劣變，使玉米脂肪酸值升高緩慢，在此期間，18號(hào)倉(cāng)和19號(hào)倉(cāng)的各樣品玉米的脂肪酸值增加幅度均在2 mg KOH/(100 g)以?xún)?nèi)；在整個(gè)儲(chǔ)藏過(guò)程中，18號(hào)倉(cāng)和19號(hào)倉(cāng)各樣品玉米脂肪酸值均小于等于65 mg KOH/(100 g)，最高值為38.5 mg KOH/(100 g)，都符合GB/T 20570—2015《玉米儲(chǔ)存品質(zhì)判定規(guī)則》中“宜存”的要求。通過(guò)比較兩倉(cāng)各樣品玉米脂肪酸值的變化，經(jīng)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析，伴隨概率為0.968，P>0.05，這表明18號(hào)倉(cāng)和19號(hào)倉(cāng)兩者的玉米脂肪酸值在儲(chǔ)藏期間不存在顯著性差異，進(jìn)而證明利用內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)能實(shí)現(xiàn)偏高水分玉米的安全保質(zhì)儲(chǔ)藏。

2.4 品嘗評(píng)分值變化情況

供試倉(cāng)房玉米品嘗評(píng)分值在儲(chǔ)藏期間的變化情況如圖6所示。

由圖6可以看出，隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，18號(hào)倉(cāng)和19號(hào)倉(cāng)各樣品玉米的品嘗評(píng)分值在儲(chǔ)藏期間的變化幅度均較小，基本與儲(chǔ)藏初期接近，且兩倉(cāng)之間的品嘗評(píng)分值相差不大，都保持了糧食原有的新鮮度；在儲(chǔ)藏過(guò)程中，兩倉(cāng)各玉米樣品的品嘗評(píng)分值都在80分以上，符合GB/T 20570—2015《玉米儲(chǔ)存品質(zhì)判定規(guī)則》中規(guī)定的“宜存”要求。通過(guò)比較兩倉(cāng)的玉米品嘗評(píng)分值變化，經(jīng)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析，伴隨概率為0.880，P>0.05，這表明在95%的置信區(qū)間內(nèi)，在保持玉米新鮮度方面，對(duì)于儲(chǔ)存偏高水分玉米和儲(chǔ)存安全水分玉米，其品嘗評(píng)分值無(wú)顯著性差異。

2.5 色澤氣味變化情況

儲(chǔ)藏期間，每個(gè)季度對(duì)18號(hào)倉(cāng)和19號(hào)倉(cāng)玉米的色澤、氣味進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示色澤、氣味均正常。

3 結(jié)論

實(shí)倉(cāng)試驗(yàn)表明，采用內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)能有效控制夏季糧倉(cāng)空間溫度的快速上升，減緩全倉(cāng)糧溫的升高，有效改善了偏高水分玉米在高溫季節(jié)的儲(chǔ)藏環(huán)境，其控溫效果明顯；在過(guò)夏期間，18號(hào)倉(cāng)的全倉(cāng)平均糧溫始終控制在17℃以下，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)低溫儲(chǔ)糧，由此可見(jiàn)，內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)是確保偏高水分玉米安全度夏的有效手段。

儲(chǔ)藏期間，18號(hào)倉(cāng)玉米水分及品質(zhì)指標(biāo)的變化情況與19號(hào)倉(cāng)都基本相同，在6～9月份的過(guò)夏期間，18號(hào)倉(cāng)全倉(cāng)玉米水分損耗0.2個(gè)百分點(diǎn)，比19號(hào)倉(cāng)多0.1個(gè)百分點(diǎn)，且脂肪酸值增加幅度在2 mg KOH/(100 g)以?xún)?nèi)，經(jīng)1個(gè)儲(chǔ)存年度后，18號(hào)倉(cāng)全倉(cāng)玉米水分損耗略高于19號(hào)倉(cāng)，仍明顯高于安全水分，在儲(chǔ)藏過(guò)程中，18號(hào)倉(cāng)玉米的脂肪酸值、品嘗評(píng)分值都符合“宜存”的要求，與19號(hào)倉(cāng)玉米的脂肪酸值、品嘗評(píng)分值之間均不存在顯著性差異，且玉米的色澤氣味均正常，這說(shuō)明利用內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)能確保偏高水分玉米安全度夏，實(shí)現(xiàn)保質(zhì)儲(chǔ)藏。