儲糧中糧食自身呼吸與霉菌活動產(chǎn)生CO2的特點(diǎn)分析

□ 栗 豐（廣州華立學(xué)院，廣東 廣州 511325）

糧食屬于人類生存發(fā)展中的基礎(chǔ)食品，同時(shí)也是影響國家政治穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略物資，糧食的穩(wěn)定和安全直接影響國家的長治久安。安全有效的糧食儲藏能夠幫助合理應(yīng)對各種突發(fā)性事件和重大自然災(zāi)害，為此，在收獲糧食入庫后，需要對糧食質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，入庫后，借助相應(yīng)的技術(shù)手段全面監(jiān)控糧食儲藏中的各種指標(biāo)變化，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，通過安全糧食儲備促進(jìn)社會健康穩(wěn)定發(fā)展［1］。

一、安全條件下糧食和霉菌呼吸形成的二氧化碳特征

（一）安全儲藏下稻谷二氧化碳含量

我國的糧食種植因?yàn)闅夂蚝偷赜蛐圆町?，不同區(qū)域內(nèi)所種植的糧食種類存在較大差異，同時(shí)，不同類型糧食的安全儲藏要求條件也各不相同。在初步收獲糧食后，經(jīng)過有效的除雜和干燥處理，能夠滿足儲藏的安全水分要求條件。在實(shí)際儲藏中，如果沒有蟲害影響，因?yàn)榧Z食中沒有自由水，所以不具備細(xì)菌滋生條件。因?yàn)榧Z食水分較低，因此霉菌處于某種休眠狀態(tài)。在該種條件下，糧食呼吸作用所形成的二氧化碳含量呈現(xiàn)出緩慢增長趨勢，糧堆內(nèi)二氧化碳波動幅度降低。

稻谷收獲后，不但內(nèi)部顆粒含有霉菌，同時(shí)外殼部位也容易隱藏大量霉菌。稻谷儲藏中的安全水分含量是14.5%。開始入倉存儲前，為了提升儲藏安全性，通常會把糧食內(nèi)部水分控制在安全水分的1%到2%之間。通過分析水分含量分別是11.5%、12.7%以及13.9%的三種不同稻谷作為安全水分狀態(tài)下儲藏樣品，同時(shí)在25°C恒溫狀態(tài)下實(shí)施27天的儲藏，每隔4天記錄內(nèi)部二氧化碳變化狀況。通過分析發(fā)現(xiàn)，處于安全水分條件下進(jìn)行27天儲藏，環(huán)境內(nèi)的二氧化碳含量并沒有產(chǎn)生明顯改變，單純存在微弱下降和上升趨勢，而三種水分含量不同稻谷在安全水分狀態(tài)下實(shí)施儲藏中，對應(yīng)二氧化碳含量維持一致的變化趨勢，沒有產(chǎn)生明顯差異。經(jīng)過72天儲藏工作周，分別提升0.162%、0.274%、0.375%，每天平均增長含量只有0.0052%、0.0038%、0.0023%，和霉變糧食形成的二氧化碳含量相比，該數(shù)值較小,證明處于安全水分狀態(tài)下，能夠?qū)Φ竟葘?shí)施長期儲藏，糧食以及微生物性代謝作用不足，不會影響糧食儲藏質(zhì)量。

安全水分條件進(jìn)一步影響限制了微生物的繁殖和生長，同時(shí)糧食呼吸作用相對較差，因?yàn)榧Z食處于某種完全密封容器內(nèi)，糧堆所形成的二氧化碳?xì)怏w無法和外部環(huán)境進(jìn)行順利交換，導(dǎo)致容器內(nèi)二氧化碳含量持續(xù)積累，是密閉容器內(nèi)糧堆各種生物源代謝總和。稻谷處于安全水分狀態(tài)下，對應(yīng)二氧化碳含量增長變化十分緩慢，證明糧堆生物源整體呼吸作用相對較弱，糧堆中的二氧化碳基數(shù)變化值相對較小。

（二）安全儲藏下小麥二氧化碳含量

小麥?zhǔn)敲娣鄣脑牧?，同時(shí)也是北方重要的食用品種，也是我國北方儲量最大的糧食品種。在倉儲中，對于小麥的入倉水分要求是不超出12.5%，以進(jìn)一步提升長期儲藏安全性。二氧化碳含量為11.1%以及12.1%的小麥處于25°C恒溫狀態(tài)下存儲60天的二氧化碳含量變化趨勢接近于水稻，整體呈現(xiàn)出較低水準(zhǔn)，因?yàn)榧Z食以及微生物群體依然需要維持基礎(chǔ)新陳代謝，對應(yīng)二氧化碳含量呈現(xiàn)出緩慢增加的趨勢，但尚未達(dá)到可以準(zhǔn)確反映出霉菌繁殖狀況的變化范圍。

（三）安全儲藏下玉米二氧化碳含量

玉米籽粒的外殼十分堅(jiān)硬，不會輕易被微生物所感染，但對應(yīng)胚芽部分始終暴露在外，微生物普遍在該部位聚集，如果玉米顆粒不完整，同樣會導(dǎo)致感染微生物。所以,開始入倉存儲玉米前，需要合理控制顆粒完善度，避免儲藏中產(chǎn)生霉變擴(kuò)散問題。玉米安全儲藏水分對應(yīng)含量維持在14%左右。此次選擇水分為11.5%和13%的玉米作為儲藏品種，處于25°C恒溫條件下儲藏60天，同時(shí)每隔4天記錄環(huán)境內(nèi)的二氧化碳含量。通過60天的玉米儲藏后，兩種樣品內(nèi)二氧化碳含量單純提升了0.343%和0.288%，同時(shí)整個(gè)上升過程較為平穩(wěn)且緩慢。通過對比分析小麥和稻谷儲藏中的二氧化碳上升狀況，玉米儲藏環(huán)境內(nèi)二氧化碳含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出另外其他兩種糧食二氧化碳含量，也許是因?yàn)橛衩最w粒胚部較高，和其他糧食相比，呼吸作用更強(qiáng)，導(dǎo)致環(huán)境內(nèi)二氧化碳含量較高。

結(jié)合環(huán)境內(nèi)的整體二氧化碳變化趨勢分析，三種糧食具有相同狀況。處于安全水分狀態(tài)下進(jìn)行糧食存儲，維持代謝和呼吸作用，但因?yàn)闂l件限制，整體代謝作用相對較差，僅形成了少量二氧化碳。糧堆內(nèi)不同微生物的成長狀況也受到了一定限制，即便長期儲存，也沒有發(fā)現(xiàn)微生物出現(xiàn)明顯增加的狀況，或微生物呈現(xiàn)出明顯提升現(xiàn)象，證明在該種條件下，二氧化碳含量可以體現(xiàn)出糧食呼吸作用。

處于試驗(yàn)條件下，儲藏中二氧化碳并沒有消散，全部在密閉容器內(nèi)堆積，所以檢測的二氧化碳數(shù)值為密閉環(huán)境下形成的二氧化碳總量。但在實(shí)際儲藏中，糧食并非處于完全密閉環(huán)境內(nèi)，周圍空氣呈現(xiàn)出流動狀態(tài)，糧堆內(nèi)氣體始終和外部環(huán)境維持交換狀態(tài)。處于安全儲藏環(huán)境下，糧堆內(nèi)所形成的二氧化碳數(shù)量較少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于糧堆和外部環(huán)境交換量，所以在安全狀態(tài)下，糧食內(nèi)二氧化碳檢測數(shù)值可以充當(dāng)糧堆其他成分波動變化基數(shù)［2］。

二、儲藏年限對于糧堆二氧化碳影響

（一）安全水分條件的影響

按照糧食存儲時(shí)間的差異，可以進(jìn)一步將糧食劃分為陳糧和新糧兩種形式。新陳度是判斷糧食品質(zhì)的重要指標(biāo)。糧食儲藏時(shí)間長短會對糧食品質(zhì)產(chǎn)生直接影響，在糧食儲藏時(shí)間持續(xù)增加條件下，糧粒內(nèi)成分處于多種酶作用下一直在產(chǎn)生某種化學(xué)反應(yīng)，而對應(yīng)黏度、發(fā)芽率、脂肪酸、碳水化合物等相關(guān)數(shù)值也產(chǎn)生了明顯變化，對應(yīng)代謝活動所形成的揮發(fā)性物質(zhì)普遍儲存在糧粒當(dāng)中，持續(xù)產(chǎn)生變化，使得糧粒內(nèi)部產(chǎn)生某種不可逆質(zhì)量變化。為此在糧食儲存管理中，糧食新陳度對于糧食流通和管理具有重要意義。倉儲過程中還需重點(diǎn)關(guān)注那些存儲時(shí)間較長的糧食，以便形成有效的保護(hù)預(yù)防措施。

稻谷的安全儲藏水分為14.5%，而小麥的安全儲藏水分是12.5%，選擇小于安全水分的13%水分含量稻谷和水分含量為12.5%的小麥實(shí)施新陳對比分析。因?yàn)樾玛惖竟葘?yīng)水分含量全部小于安全水分，為此，兩者二氧化碳含量全部呈現(xiàn)出某種平穩(wěn)升高趨勢，整體含量變化幅度較小，依然將維持在安全二氧化碳標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。在經(jīng)過40天的儲藏后，新稻內(nèi)二氧化碳含量是0.31%，陳稻內(nèi)二氧化碳含量只有0.2%。通過分析可以發(fā)現(xiàn)，新稻內(nèi)二氧化碳含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出陳稻，最后的升高范圍同樣超出陳稻。對于小麥來講，因?yàn)樗痔幱诎踩珒Σ叵拗?，?jīng)過40天的儲存后，糧堆內(nèi)二氧化碳含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出稻谷內(nèi)二氧化碳含量。而6個(gè)月的新麥內(nèi)二氧化碳含量是0.902%，3年的陳麥內(nèi)部二氧化碳含量是0.396%，和陳稻以及新稻相比，二氧化碳含量分別超出0.196%和0.587%，呈現(xiàn)出持續(xù)升高的趨勢，整體上升速度相對較快。12.5%水分含量的陳麥和新麥模擬儲存中微生物數(shù)量變化，新麥帶菌數(shù)量從原本的0.24×103cfu/g，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成0.46×103cfu/g，而陳麥的帶菌量也進(jìn)一步從0.21×103cfu/g轉(zhuǎn)化成0.42×103cfu/g。兩種帶菌量都沒有超出1×103cfu/g數(shù)量級，即從數(shù)量表現(xiàn)層面分析并沒有太大的差異，證明水分含量為12.5%的陳麥和新麥內(nèi)微生物數(shù)量沒有產(chǎn)生明顯波動。因?yàn)閮煞N稻谷內(nèi)微生物含量波動很小，所以該種條件下容器中二氧化碳含量主要是受到糧食呼吸作用影響。新稻在田地內(nèi)收獲達(dá)到2個(gè)月后，通過除雜、晾曬處理，直接收入糧庫當(dāng)中，因?yàn)檎w收獲時(shí)間相對較少，糧粒和外部物質(zhì)之間存在較強(qiáng)的交換能力，擁有較高的新陳代謝水平，所以可以產(chǎn)生大量二氧化碳。在對陳糧進(jìn)行兩年儲存后，糧食籽粒進(jìn)入休眠狀態(tài)，對應(yīng)新陳代謝能力以及物質(zhì)交換能力下降，所以形成的二氧化碳含量和新稻相比要小一些。

（二）高于安全水分的影響

在新糧開始入倉存儲前，需要對糧食內(nèi)部水分條件進(jìn)行合理控制，因?yàn)樾录Z擁有較強(qiáng)的物質(zhì)交換和代謝作用，需要保證入倉水分小于國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，否則入倉后，便會形成微生物成長有利條件。在儲藏陳糧中，接近安全水分條件，容易危害糧食安全，但和新糧相比要小一些。但因?yàn)槌霭踩郑Z食儲存過程中形成了激烈的微生物活動，尤其是微生物開始繁殖后，對于環(huán)境內(nèi)二氧化碳影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出糧食呼吸作用。因?yàn)槲⑸镆约凹Z食共同作用影響，產(chǎn)生腐敗變質(zhì)危害大、周期短，環(huán)境內(nèi)二氧化碳含量呈現(xiàn)出較為明顯的變化幅度。該部分可以為儲藏新陳糧食提供有效幫助。在實(shí)際儲藏工作中，聯(lián)系新、陳糧食不同的特征，對應(yīng)后期管理方式以及儲藏方式也存在明顯差異，能夠在節(jié)約基礎(chǔ)上提升糧食質(zhì)量和安全性。糧食帶菌量也會對糧堆產(chǎn)二氧化碳產(chǎn)生一定影響。糧食在儲藏中產(chǎn)生質(zhì)量急劇下降現(xiàn)象，通常是糧堆中微生物活動導(dǎo)致的，該種危害會在短時(shí)間內(nèi)徹底損壞區(qū)域糧食，導(dǎo)致無法正常食用，甚至?xí)腥靖鞣N真菌毒素，最終只能丟棄，從而導(dǎo)致產(chǎn)生極大的浪費(fèi)［3］。

三、結(jié)語

綜上所述，糧食儲藏即對作物收獲后所得原糧實(shí)施儲存，從作物當(dāng)中提取的種子屬于一種生命器官，任何生命物體都無法脫離呼吸作用，而糧食主要借助呼吸作用進(jìn)行新陳代謝，并消耗相應(yīng)的氧氣，形成二氧化碳、熱量和水分，屬于一種天然生理現(xiàn)象。而霉菌呼吸對于糧食儲存十分不利，容易導(dǎo)致糧食喪失原有價(jià)值，造成無法挽回的損失，為此，需要進(jìn)行合理控制，優(yōu)化儲糧質(zhì)量。