大米低溫氣調(diào)儲(chǔ)藏技術(shù)實(shí)倉(cāng)應(yīng)用及品質(zhì)變化分析

吳佑思，陳望賢，盧自華，汪向剛，錢冉冉，張冰龍

（廣東新供銷天潤(rùn)糧油集團(tuán)有限公司，廣州 510000）

大米是較難儲(chǔ)存的糧食品種， 因稻谷經(jīng)過(guò)脫殼碾米加工成大米后， 失去了稻殼、 果皮和種皮的保護(hù)，米粒直接暴露在空氣中，其理化性質(zhì)變化加快，更易受蟲(chóng)霉侵害，儲(chǔ)藏穩(wěn)定性變差。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的大米儲(chǔ)存保鮮技術(shù)主要有常溫儲(chǔ)藏、低溫儲(chǔ)藏、氣調(diào)儲(chǔ)藏和化學(xué)熏蒸儲(chǔ)藏等； 隨著對(duì)健康和環(huán)境安全關(guān)注度的提高，消費(fèi)者對(duì)無(wú)化學(xué)藥劑、無(wú)害蟲(chóng)污染的優(yōu)質(zhì)糧食產(chǎn)品需求不斷增長(zhǎng)是必然趨勢(shì)， 大米低溫和氣調(diào)相結(jié)合的綠色儲(chǔ)糧技術(shù)也得到推廣和運(yùn)用。

1 倉(cāng)房基本情況

廣東新供銷天潤(rùn)糧油集團(tuán)有限公司南沙糧庫(kù)(以下簡(jiǎn)稱南沙庫(kù))， 位于廣州市南沙區(qū)橫瀝鎮(zhèn)工業(yè)園區(qū)，成立于2016 年，占地面積約35 畝。 南沙庫(kù)是一座高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的現(xiàn)代化糧食儲(chǔ)備庫(kù)， 由國(guó)內(nèi)權(quán)威糧倉(cāng)設(shè)計(jì)院（中糧無(wú)錫設(shè)計(jì)院）設(shè)計(jì)建造。 整個(gè)建設(shè)分三期，總建設(shè)規(guī)模為15 萬(wàn)t，設(shè)計(jì)日均吞吐量約為1 500 t。 一期樓房倉(cāng)設(shè)計(jì)倉(cāng)容5 萬(wàn)t、二期樓房倉(cāng)設(shè)計(jì)倉(cāng)容6.4 萬(wàn)t，均已投入使用，三期4 萬(wàn)t 淺圓倉(cāng)正在規(guī)劃建設(shè)中，預(yù)計(jì)2023 年年底可投入使用。 南沙庫(kù)目前承儲(chǔ)糧油：大米4.5 萬(wàn)t，小麥3.3 萬(wàn)t。 南沙庫(kù)儲(chǔ)糧設(shè)施設(shè)備先進(jìn)，全部采用準(zhǔn)低溫控溫儲(chǔ)糧，配套系統(tǒng)有氮?dú)鈿庹{(diào)系統(tǒng)、環(huán)流熏蒸系統(tǒng)、谷冷通風(fēng)系統(tǒng)、 智能測(cè)蟲(chóng)、 智能化糧情系統(tǒng)和智能安防系統(tǒng)等， 并與廣東省糧食和物資儲(chǔ)備局平臺(tái)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通；具備比較完善的大米和小麥常規(guī)檢化驗(yàn)儀器，具備獨(dú)立開(kāi)展儲(chǔ)存糧油品種質(zhì)量指標(biāo)、品質(zhì)控制指標(biāo)、食品安全指標(biāo)檢驗(yàn)的能力。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

對(duì)天潤(rùn)南沙直屬庫(kù)樓房倉(cāng)L20 倉(cāng)B03 堆，L21倉(cāng)B04 堆、B05 堆進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)前堆位及質(zhì)量情況如表1 所示。

表1 供試倉(cāng)堆儲(chǔ)糧情況

2.2 試驗(yàn)器材和設(shè)備

廣東太安伊僑TQN220-295 型PSA 變壓吸附制氮設(shè)備，產(chǎn)氮量：220 m3/h，產(chǎn)氮濃度：99.9%；無(wú)錫中糧工科L50ZD 水冷冷風(fēng)低溫機(jī)組， 制冷量：50.2 kW， 額定風(fēng)量：1.2 萬(wàn)m3/h； 德國(guó)德?tīng)柛馲-am5000型氣體檢測(cè)儀； 鄭州糧保LBXX-Ⅱ型單管通風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓1.1 kPa， 流量1 450 m3/h； 上海永智儀表設(shè)備DP2000 型智能數(shù)字微壓計(jì)；鄭州糧保茂金絲復(fù)合糧食專用膜；CT3 質(zhì)構(gòu)分析儀， 美國(guó)Brookfield 公司；Tech Master RVA，澳大利亞Newport Scientific 儀器公司；HH-6 數(shù)顯恒溫水浴鍋、THZ-82A 水浴恒溫振蕩器，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；快速粘度儀RVA Rapid-15，上海保圣實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司。

2.3 試驗(yàn)方法

2.3.1 倉(cāng)房氣密性

單張茂金絲薄膜鋪底，用粘膜機(jī)制作薄膜罩，鋪底薄膜與罩子用壓槽連接，達(dá)到六面密閉的效果[1]。

2.3.2 倉(cāng)房氣密性測(cè)定

參照GB/T 25229 《糧油儲(chǔ)藏平房倉(cāng)氣密性要求》進(jìn)行規(guī)范化測(cè)定。

2.3.3 氮?dú)鉂舛葯z測(cè)點(diǎn)的設(shè)置

氮?dú)鉂舛葯z測(cè)點(diǎn)設(shè)置參照GB/T 29890《糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范》，在倉(cāng)房糧堆中心位置處布置4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)， 其中3個(gè)檢測(cè)點(diǎn)布置在糧面垂直向下1.5 m、2.5m、3.5 m 處，第4個(gè)點(diǎn)布置在氣囊中，用來(lái)檢測(cè)糧堆空間的氮?dú)鉂舛?。濃度檢測(cè)從氣調(diào)次日開(kāi)始，每天9:00 定時(shí)檢測(cè)[2]。

2.3.4 氣調(diào)充氮工藝及充氣試驗(yàn)方案

利用變壓吸附式制氮機(jī)制備高濃度氮?dú)猓琇20倉(cāng)B03 堆和L21 倉(cāng)B04 堆均采用對(duì)角線上充下排的充氣方式，運(yùn)用連續(xù)充氣或間斷充氣相結(jié)合，用于大米堆氣調(diào)殺蟲(chóng)：平均氮?dú)鉂舛炔坏陀?8%，持續(xù)時(shí)間不少于28 d[3]。 L20 倉(cāng)B03 堆在充氮全過(guò)程均開(kāi)啟水冷空調(diào)進(jìn)行控溫，糧溫控制在18~20 ℃之間；L21 倉(cāng)B04 堆充氮全過(guò)程均在常溫倉(cāng)進(jìn)行儲(chǔ)存，不采取空調(diào)控溫方式，糧溫控制在28~29 ℃之間；L21倉(cāng)B05 作為常溫儲(chǔ)藏對(duì)照組，不進(jìn)行充氮，不采取空調(diào)控溫方式，糧溫控制在28~29 ℃之間。

2.3.5 低溫氣調(diào)大米品質(zhì)變化的測(cè)定分析試驗(yàn)

通過(guò)實(shí)倉(cāng)應(yīng)用對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)比常溫儲(chǔ)藏、常溫氣調(diào)儲(chǔ)藏和低溫氣調(diào)儲(chǔ)藏（下稱“雙低儲(chǔ)存”）狀態(tài)（一個(gè)氣調(diào)周期后） 大米的各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的變化。 依據(jù)GB/T 5009.239—2016《食品酸度的測(cè)定》檢測(cè)大米酸度；依據(jù)GB/T 15682—2008《糧油檢驗(yàn) 稻谷、大米蒸煮食用品質(zhì)感官評(píng)價(jià)方法》對(duì)大米進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，依據(jù)GB/T 5009.239—2016《大米直鏈淀粉含量的測(cè)定》 進(jìn)行直鏈淀粉含量測(cè)定， 依據(jù)GB/T 24852—2010 《大米及米粉糊化特性測(cè)定 快速粘度儀法》進(jìn)行糊化特性的測(cè)定，依據(jù)GB/T 17891—1999 規(guī)定的方法進(jìn)行膠稠度的測(cè)定。

3 結(jié)果與分析

3.1 2L20 號(hào)倉(cāng)氣密性分析

2L20 號(hào)倉(cāng)膜下堆內(nèi)的壓力從-300 Pa 升高至-150 Pa 所需時(shí)間， 結(jié)果如表2 所示。 由表2 可知，L20 號(hào)倉(cāng)B03 堆和L21 倉(cāng)B04 堆壓力半衰期平均值為27.92 min，根據(jù)GB/T 25229《糧油儲(chǔ)藏平房倉(cāng)氣密性要求》，2L20 號(hào)倉(cāng)B03 堆和L21 倉(cāng)B04 堆均超過(guò)氣調(diào)倉(cāng)一級(jí)氣密性要求。

表2 2L20 號(hào)倉(cāng)氣密檢測(cè)記錄表min

3.2 充氣階段堆內(nèi)氮?dú)鉂舛茸兓?/h3>

2L20 號(hào)倉(cāng)B03 與L21 倉(cāng)B04 堆進(jìn)行充氮連通， 充氮?dú)庹{(diào)初期二次強(qiáng)排前后氮?dú)鉂舛茸兓绫? 所示。 由表3 可知， 第一次強(qiáng)排后氮?dú)鉂舛壬?.2%，濃度比例升高了3.5%，第二次強(qiáng)排后氮?dú)鉂舛壬?.8%，濃度比例升高了2.9%。 由圖1 可知，前后兩次強(qiáng)排后氮?dú)鉂舛茸兓咦兓黠@，“AA'”截面氮?dú)鉂舛葻o(wú)明顯分層現(xiàn)象。

圖1 充氣強(qiáng)排前后“A-A'”截面氮?dú)夥植记闆r

表3 充氮?dú)庹{(diào)初期強(qiáng)排前后氮?dú)鉂舛茸兓?%

3.3 低溫氣調(diào)儲(chǔ)藏大米的品質(zhì)變化情況

從表4 分析來(lái)看， 大米采用低溫低氧的氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)藏，經(jīng)半年后，與其它兩組相比，低溫氣調(diào)儲(chǔ)藏的樣品品質(zhì)顯著優(yōu)于常規(guī)儲(chǔ)藏。

表4 不同儲(chǔ)藏條件下大米的品質(zhì)變化

3.3.1 酸度

酸度是反映大米貯藏品質(zhì)劣變的重要參數(shù)之一， 這主要是因?yàn)樵谫A藏過(guò)程中大米受到光照、氧氣、水分的影響，使其存在的化學(xué)成分不穩(wěn)定，水解和氧化產(chǎn)生酸性物質(zhì)和其他次生產(chǎn)物， 造成酸度發(fā)生變化。 酸度值越大，說(shuō)明大米品質(zhì)劣變?cè)絿?yán)重，越不適合儲(chǔ)存。 通過(guò)對(duì)比分析，雖然保存半年后，三種儲(chǔ)藏方式的酸度均有所上升，但是雙低儲(chǔ)存下，大米的酸度上升幅度最小，這是因?yàn)殡p低儲(chǔ)存的條件下，大米受環(huán)境影響最小， 其內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)變化相對(duì)比較緩慢，延緩其品質(zhì)劣變。

3.3.2 感官評(píng)分

感官評(píng)價(jià)是目前對(duì)大米品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)的最基本的方法，它是通過(guò)對(duì)大米進(jìn)行編號(hào)、登記、米飯制備，完善好包括環(huán)境、品嘗實(shí)驗(yàn)室、專業(yè)品評(píng)人員、米飯品評(píng)份數(shù)、品評(píng)時(shí)間、品評(píng)樣品編號(hào)以及排列順序在內(nèi)的要求之后，專業(yè)品評(píng)人員從氣味、外觀結(jié)構(gòu)、適口性、 滋味和冷飯質(zhì)地5個(gè)方面按照相關(guān)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行品評(píng)并評(píng)分， 感官評(píng)分的高低直接表現(xiàn)了大米的感官品質(zhì)。通過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行感官分析，其感官評(píng)分值相對(duì)均有所下降，但整體下降幅度不大，相較對(duì)照組，氮?dú)鈿庹{(diào)兩組下降幅度低，有明顯儲(chǔ)藏優(yōu)勢(shì)。

3.3.3 直鏈淀粉

大米中直鏈淀粉含量是大米食用品質(zhì)的關(guān)鍵因子， 直鏈淀粉含量常被用作評(píng)定大米食用和蒸煮品質(zhì)的指標(biāo)，一般來(lái)說(shuō)，直鏈淀粉含量越高，米飯的硬度越大；通過(guò)試驗(yàn)分析，3 組數(shù)值中直鏈淀粉均有所上升，但是，低溫氣調(diào)儲(chǔ)藏后的變化幅度最小。

3.3.4 膠稠度

膠稠度是指精米粉堿糊化后的米膠冷卻后的流動(dòng)長(zhǎng)度，是評(píng)價(jià)米飯質(zhì)地的一項(xiàng)物理指標(biāo)，也是評(píng)價(jià)大米蒸煮品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，膠稠度長(zhǎng)，表示米飯較柔軟， 短則米飯較硬。 根據(jù)T/GDSMM 001-2019《廣東絲苗米》 標(biāo)準(zhǔn)一般認(rèn)為膠稠度大于60 mm 的稻米柔軟性較好。 由表4 可以看出， 低溫氣調(diào)儲(chǔ)藏后，大米膠稠度數(shù)值相比其它兩種儲(chǔ)藏方式，下降的幅度明顯偏低，表明其米飯的軟硬度保持較為明顯，質(zhì)變減緩明顯。

3.3.5 淀粉糊化特性

不同品種的大米均有其特征性的糊化特性曲線。同一品種的大米，由于儲(chǔ)藏過(guò)程中各種環(huán)境因素的影響，其糊化特性曲線也會(huì)有所變化。大米在不同溫度及含水量條件下儲(chǔ)藏時(shí)， 其呼吸代謝水平存在差異，因而改變其內(nèi)部的直鏈淀粉和支鏈淀粉含量，從而影響大米糊化特性。 而且糊化溫度能夠具有代表性地反應(yīng)其大米糊化過(guò)程中的特性， 三種儲(chǔ)藏方案對(duì)比，因長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)藏，三組樣品糊化黏度均相應(yīng)地升高，但是低溫氣調(diào)組變化幅度最小，同時(shí)黏度變化數(shù)值相對(duì)偏小， 更加印證了因?yàn)槭艿降脱醯蜏氐南拗?，大米?nèi)部化學(xué)變化較小，保鮮效果較為明顯。

4 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)證明，“低溫+氣調(diào)”（雙低儲(chǔ)存） 儲(chǔ)藏下的糧食品質(zhì)劣變速度比單一氣調(diào)、常規(guī)儲(chǔ)藏的慢，其中低溫氣調(diào)的效果優(yōu)于常溫氣調(diào)。 大米低溫氣調(diào)儲(chǔ)藏在一定程度上抑制了大米的呼吸強(qiáng)度， 減少糧食干物質(zhì)的消耗， 延緩有機(jī)生物體的生理活動(dòng)從而達(dá)到保鮮的目的。經(jīng)過(guò)半年的儲(chǔ)存期后，常規(guī)存儲(chǔ)的大米感官評(píng)分有明顯的下降， 常溫氣調(diào)保存下大米的感官評(píng)分也有一定程度的降低， 但雙低儲(chǔ)存條件下的大米感官評(píng)分值沒(méi)有出現(xiàn)顯著性變化； 低溫低氧的環(huán)境抑制了大米酸度的升高， 延緩了直鏈淀粉含量升高，膠稠度及淀粉糊化特性的變化速度，從而更好地證明了雙低儲(chǔ)藏可以有效地延緩大米的品質(zhì)劣變，實(shí)現(xiàn)綠色保鮮、科學(xué)保糧的目的。