實(shí)倉熏蒸與氣調(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)應(yīng)用論述

◎ 應(yīng)安娜， 楊虎清, 王志明

（1.浙江農(nóng)林大學(xué) 食品與健康學(xué)院，浙江 杭州 311300；2.金華市糧食收儲(chǔ)有限公司，浙江 金華 321000）

稻谷是我國種植的重要糧食作物之一，國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2021 年稻谷總產(chǎn)量為2.128 億t[1]。稻谷是我國糧倉內(nèi)主要的儲(chǔ)備品種[2]，國家投入人力、物力、財(cái)力以保持儲(chǔ)備糧數(shù)量穩(wěn)定，目的是防止發(fā)生戰(zhàn)亂和自然災(zāi)害時(shí)，糧食供應(yīng)鏈斷裂，同時(shí)維持市場價(jià)格穩(wěn)定與供應(yīng)，保障居民的日常消費(fèi)[3]。稻谷雖然有堅(jiān)硬的稻殼保護(hù)，對蟲、霉的危害以及外部環(huán)境的溫度和濕度的影響起到一定的保護(hù)作用[4]，但依然受到外部儲(chǔ)藏條件的影響，在儲(chǔ)藏期間若措施不當(dāng)，容易結(jié)露、發(fā)熱，造成稻谷的黃變、霉變和陳化等不可逆的品質(zhì)劣變問題[5]。結(jié)合金華地區(qū)實(shí)際儲(chǔ)糧技術(shù)情況，本文通過綜述磷化鋁熏蒸和充氮?dú)庹{(diào)在糧食儲(chǔ)備過程中應(yīng)用，以及對稻谷重要差異代謝產(chǎn)物的種類、功能、含量的分析，揭示熏蒸和氣調(diào)這兩種儲(chǔ)藏方式對稻谷的分子機(jī)制影響，為稻谷擇優(yōu)選擇儲(chǔ)藏方式提供依據(jù)。

1 金華地區(qū)儲(chǔ)糧技術(shù)現(xiàn)狀

金華地區(qū)糧庫主要的儲(chǔ)藏方式為常溫情況下的氣調(diào)儲(chǔ)藏、熏蒸儲(chǔ)藏。立足于“智慧化糧庫”系統(tǒng)，對糧倉內(nèi)部情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理，以防止出現(xiàn)蟲蝕、霉變等情況，進(jìn)而造成糧食損耗與品質(zhì)下降。磷化鋁熏蒸和充氮?dú)庹{(diào)試驗(yàn)的糧倉以平房倉為主，因平房倉建筑材料獲取容易，且建倉施工方便，周期較短，投資金額比較小，建設(shè)技術(shù)成熟，儲(chǔ)存糧食的安全性比較高[6]，是目前金華地區(qū)主要使用的倉房類型。金華地區(qū)平房倉主要以磚混結(jié)構(gòu)為主，目前使用的倉庫一部分為后期建造，一部分為舊倉改造，對倉房進(jìn)行改造的同時(shí)也進(jìn)行了“智慧糧庫”系統(tǒng)建設(shè)。智能化改造后，使倉房設(shè)施進(jìn)一步完善，如環(huán)流熏蒸系統(tǒng)、倉內(nèi)外蟲害檢測系統(tǒng)、高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)、充氮?dú)庹{(diào)設(shè)備系統(tǒng)、糧食業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、中心機(jī)房設(shè)備系統(tǒng)等，儲(chǔ)藏功能更加強(qiáng)大。其中，智能化系統(tǒng)中倉外環(huán)流管路可用于實(shí)現(xiàn)氣調(diào)等多種作業(yè)模式，包括上沖下排、下沖上排、尾氣利用等。在倉外環(huán)流管路改造時(shí)充分考慮最大化利用已有的環(huán)流熏蒸管路，使改造后的管路可同時(shí)滿足氣調(diào)和熏蒸作業(yè)的需求。

2 磷化鋁熏蒸在儲(chǔ)糧中的運(yùn)用

儲(chǔ)糧通常需要輔以磷化鋁熏蒸，以降低微生物和倉儲(chǔ)害蟲的活動(dòng)，保證稻谷安全[7]。磷化鋁熏蒸的機(jī)制是通過粉劑或片劑吸收倉內(nèi)的水分而潮解，從而緩慢釋放氣體磷化氫，以達(dá)到殺滅靶標(biāo)有害生物的目的，并且磷化氫氣體的穿透力好，擴(kuò)散能力強(qiáng)，輔以環(huán)流熏蒸系統(tǒng)，可以有效地將磷化氫氣體均勻分布于糧堆整體空間[8]。在密閉熏蒸結(jié)束后，利用排風(fēng)扇通風(fēng)散氣，糧堆內(nèi)的殘留磷化氫散失也較快。但是，磷化鋁熏蒸在實(shí)際使用中也有弊端，我國早年由于對磷化鋁用量把控不夠科學(xué)，且早期儲(chǔ)糧倉房氣密性不高，使熏蒸氣體發(fā)生泄漏，導(dǎo)致糧堆空間內(nèi)不能達(dá)到熏蒸的有效濃度，熏蒸的時(shí)間不足以導(dǎo)致儲(chǔ)糧害蟲死亡。為達(dá)到理想的使用效果，往往會(huì)加大熏蒸劑使用量以及增加熏蒸次數(shù)，單純的用多劑量和次數(shù)熏蒸的方法[9]，最后使很多的儲(chǔ)糧害蟲如銹赤扁谷盜、谷蠹、米象等產(chǎn)生抗藥性，使熏蒸殺蟲不徹底，防治效果不理想[10]，產(chǎn)生惡性循環(huán)。此外，磷化氫氣體無色無味，但劇毒，經(jīng)人體呼吸后會(huì)腐蝕呼吸道、胃腸道，影響細(xì)胞代謝，使人體的呼吸系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腎臟受到影響，其中對人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)傷害最嚴(yán)重。

3 充氮?dú)庹{(diào)在儲(chǔ)糧中的運(yùn)用

氣調(diào)儲(chǔ)糧通過改變封閉糧堆內(nèi)氣體成分的比例，達(dá)到使儲(chǔ)糧害蟲缺氧死亡、抑制糧食代謝活動(dòng)的目的，提高了儲(chǔ)藏安全性和穩(wěn)定性[11]。氣調(diào)儲(chǔ)藏可利用微生物造成缺氧環(huán)境、充入氮?dú)饣蛘叨趸細(xì)庹{(diào)等方法[12]。氣調(diào)所造成的缺氧環(huán)境能抑制糧堆內(nèi)生物的生命活動(dòng)，延緩儲(chǔ)藏糧食的陳化，這是今后儲(chǔ)糧技術(shù)的發(fā)展方向[13]。氣調(diào)儲(chǔ)藏的應(yīng)用推進(jìn)了綠色儲(chǔ)糧的發(fā)展，并且糧庫可以實(shí)現(xiàn)自制氮?dú)?，且成本較低，研究充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)藏技術(shù)對糧食品質(zhì)的影響，對害蟲的防治具有很大的發(fā)展空間[14]。氣調(diào)的優(yōu)勢吸引我國糧食倉儲(chǔ)各個(gè)部門積極開展綠色儲(chǔ)糧的行動(dòng)，這是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的良好開端[15]。

糧食充氮?dú)庹{(diào)技術(shù)是用塑料板和薄膜對糧堆進(jìn)行密閉，采用制氮機(jī)[16]的方式制氮，并向糧堆充入適量氮?dú)庵脫Q空氣，使密閉空間內(nèi)長期處于缺氧狀態(tài)，可以有效殺死儲(chǔ)糧害蟲，并抑制糧食的生理活動(dòng)，減少營養(yǎng)物質(zhì)流失[17]。邱艷[18]通過以自然密封儲(chǔ)藏為對照，研究充氮儲(chǔ)藏和充氮結(jié)合迷迭香提取物儲(chǔ)藏的糙米的化學(xué)成分、蒸煮特性、外觀和微生物等變化，得出充氮儲(chǔ)藏能有效減緩糙米儲(chǔ)藏過程中大部分品質(zhì)指標(biāo)的變化，噴涂迷迭香后效果更佳，尤其是能明顯減緩糙米脂肪的氧化和抑制細(xì)菌的生長。張慧民[19]將充氮?dú)庹{(diào)技術(shù)應(yīng)用于國產(chǎn)大豆的儲(chǔ)藏中，得出在大豆的長期儲(chǔ)藏中，應(yīng)將糧堆內(nèi)的氮?dú)鉂舛缺３衷?5%～97%，氧氣含量不宜低于2%，過度缺氧會(huì)導(dǎo)致大豆的無氧代謝加快，其中間代謝產(chǎn)物的積累會(huì)加快大豆的品質(zhì)裂變。因氣調(diào)倉房極度缺氧，工作人員進(jìn)入氣調(diào)倉檢查糧情或者氣囊內(nèi)時(shí)，必須提前佩戴好呼吸器和達(dá)到規(guī)定壓力值的空氣儲(chǔ)氣罐，以保障進(jìn)入缺氧環(huán)境內(nèi)可以正常呼吸[20]。

4 稻谷代謝組學(xué)分析意義

代謝組學(xué)是指在特定時(shí)間和特定條件下，對生物系統(tǒng)中所有小分子代謝物進(jìn)行定性和定量分析，以描述整體生物內(nèi)源性代謝物及其對內(nèi)外因素變化的反應(yīng)。代謝組學(xué)的應(yīng)用在這幾年興起，通過研究生物體的代謝物質(zhì)的種類及其含量的變化，以達(dá)到探明代謝變化的目的?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于植物體的代謝活動(dòng)、功能成分、生理機(jī)能、品質(zhì)鑒別以及特異資源篩選等領(lǐng)域[21－22]。對稻谷樣本的代謝物研究，是將樣本進(jìn)行準(zhǔn)確稱量，提取代謝產(chǎn)物之后進(jìn)行上機(jī)分析，先后通過特征值去除、缺失值填充、數(shù)據(jù)歸一化、質(zhì)控RSD、對數(shù)轉(zhuǎn)換對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。數(shù)據(jù)通過主成分分析（PCA）、偏最小二乘法判別分析（PLS － DA）等方法分析，篩選稻谷樣品的差異代謝物。KEGG 是研究生物體內(nèi)代謝系統(tǒng)的重要工具，利用超幾何分布檢驗(yàn)篩選與比較分析差異代謝物富集的 KEGG Pathway，獲得差異代謝物參與的重要代謝通路[23]。付堅(jiān)等[24]通過借鑒包括第三代高通量測序技術(shù)、蛋白組學(xué)分析和代謝組學(xué)技術(shù)在內(nèi)的現(xiàn)代生物技術(shù)，展開對疣粒野生稻優(yōu)異性狀調(diào)控機(jī)理研究，加強(qiáng)了疣粒野生稻抗病、抗蟲、耐旱及耐陰等功能基因發(fā)掘。劉振等為深入探明湖南典型地方茶樹種質(zhì)資源的功能成分差異，采用超高效液相色譜-串聯(lián)四極桿質(zhì)譜分析技術(shù)，對湖南典型地方茶樹種質(zhì)資源城步峒茶群體(CBDC)、江華苦茶群體(JHKC)、汝城白毛茶群體(RCBM)、安化群體(AHQT)進(jìn)行代謝物檢測，通過檢測代謝物的種類和相似性，為后期特異茶樹種質(zhì)資源的挖掘與選育提供重要參考。張標(biāo)金等以富硒糯米為原料，釀制富硒黃酒，分析了富硒黃酒的總硒和有機(jī)硒含量，利用廣泛的非靶向代謝組技術(shù)解析了富硒黃酒發(fā)酵過程中的代謝物差異，進(jìn)行了高通量解析，為富硒黃酒的開發(fā)提供理論依據(jù)。代謝組學(xué)揭示了代謝物的種類和含量，具有覆蓋面廣、靈敏度高、準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)。

5 結(jié)語

本文對磷化鋁熏蒸和充氮?dú)庹{(diào)2 種方式進(jìn)行論述，并分析稻谷的重要差異代謝產(chǎn)物種類、功能、含量，有助于揭示2 種不同的處理方式對稻谷的分子機(jī)制影響，間接反映儲(chǔ)藏期間稻谷的品質(zhì)優(yōu)劣，為后續(xù)稻谷儲(chǔ)藏是熏蒸還是氣調(diào)的選擇提供理論依據(jù)。