1、绿色储粮技术对粮食品质的影响研究进展摘要：延缓粮食储藏过程中的品质劣变日益引起人们的关注，这也推进了粮食储藏技术由传统向绿色、低碳和生态的方向转变，而低温和气调储藏技术是目前应用最为广泛的绿色储粮技术。本文主要介绍了这两种储粮技术的基本概念和特征，总结分析了其对粮食储藏过程中品质指标的影响变化规律，并与常规储粮技术进行了优劣性对比，以进一步加大人们对储粮新技术的认识，推动绿色储粮技术的快速发展。关键词：粮食，低温储藏，气调储藏，品质（英文摘要。 。 。 ）粮食是稳定民生和保障国家安全的重要战略物质，粮食储备历来是世界各国政府的重要任务。但是粮食在储藏过程中会不可避免的产生品质劣变，甚至生虫生霉
2、，严重降低粮食品质。因此，绿色、生态储粮技术的日益受到人们关注。目前，我国粮食储藏技术主要有：常规储藏、气调储藏、温控储藏和真空（减压）储藏等。常规储藏中经常使用药剂熏蒸法，如甲基溴（MB） 、磷化氢（PH3）等，不仅会降低粮食品质、还会污染环境和损害消费者健康。真空储藏利用负压降低粮堆空气含量，导致氧气浓度降低，从而抑制粮食自身呼吸强度，以延缓储粮品质的不断变化，所以有人把真空储藏作为气调储藏的一种。低温和气调储藏技术作为国际公认的绿色储藏技术已被广泛应用，成为粮食绿色储藏的发展趋势。 。低温储藏被认为是最适宜的粮食储藏方式，包括自然降温和机械控温等。气调储藏在高温高湿的极端环境则是凸显其优
3、越的性能，如充CO2和 N2储藏等 2。本文主要分析了低温和气调储藏这两种绿色储粮方式对稻谷、小麦、玉米等在储藏过程中品质指标的影响变化规律，并与其他技术进行了优劣性对比，指出了未来粮食储藏技术发展的必然趋势。1 低温储藏低温储藏是利用自然降温或机械制冷手段来确保粮堆温度维持在低温环境中的一种粮食储藏方式。低温储藏通过降低粮堆温度，使粮食处于休眠状态，呼吸减弱，生理代谢活度降低，导致粮食的干物质损耗下降，防止营养成分及品质发生劣变，达到安全储藏和保鲜的作用。1.1 脂肪酸值粮食随着储藏时间的延长，内部的脂类物质会被逐渐分解，产生游离脂肪酸，引起粮食脂肪酸值的升高，从而降低粮食的储藏品质。因此，
4、脂肪酸值的变化常被作为粮食储藏品质优劣评定指标之一（1王旭峰. 低温储藏对粮食品质的影响J. 农业工程技术(农产品加工业),2012,12:29-32.） 。杨晓蓉等研究发现随着储藏时间的延长，稻谷的脂肪酸值呈逐渐升高的趋势，在相同的水分条件下，温度越高脂肪酸值增加的速度越快，当稻谷储藏初始含水量为14.5%时，40高温与 5低温相比，在相同的储藏时间 90d内，脂肪酸值要多出6倍（1杨晓蓉,周建新,姚明兰,申海进,金浩,孙肖东,华祝田. 不同储藏条件下稻谷脂肪酸值变化和霉变相关性研究J. 粮食储藏,2006,05:49-52.） 。同样，小麦的脂肪酸值随储藏时间的延长总体呈上升趋势，其内部脂
5、类物质通过水解作用生产脂肪酸，然后氧化成醛、酮等物质，导致小麦储藏品质降低，不同温度下储藏，脂肪酸值变化速度不同，脂肪酸值在高温条件下含量会急剧上升，同时期内部胶体陈化，引起蛋白质变性，导致其发芽率降低。30 下小麦受温度影响较大脂肪酸值上升较快，而0条件下小麦受温度变化影响小，脂肪酸值变化幅度不明显。玉米的脂肪酸值也会随着陈化时间的延长而逐渐升高，但在20 以下脂肪酸值变化缓慢 6。 （感觉这几篇文献要观点一致，但表述的方式可以有一点的区别，好好修改下）这些研究表明低温储藏能够降低粮食的呼吸强度，并且降低了脂肪酶的活性，从而抑制脂肪分解成游离脂肪酸的变化，延缓脂肪酸值的升高。1.2 发芽率发
6、芽率是衡量粮食活力大小的重要标志之一，受自身品质，储藏温度等影响较大，其在储藏期间的变化能反应粮食储藏品质的变化，粮食在储藏期间发芽率会逐渐下降，导致粮食产量下降，给社会稳定带来潜在威胁，改善粮食发芽率，确保粮食高产，稳产，具有积极意义。新收获的稻谷种子发芽率较高，随储藏时间的延长其活性会逐渐下降，下降的速度随储藏温度的升高会加快，30、35温度下储藏稻谷，经过 135d 储藏，发芽率下降 10%以内，常规储藏分别下降 19%和 27%。稻谷的发芽能力反映稻谷的劣变品质，因此，低温储藏有助于保持稻谷的品质 7。正常条件下，新收获小麦的发芽率为 90%左右，然而在储藏过程中会受热湿等不良条件的影
7、响，小麦会发生劣变和霉变，发芽率下降。随储藏温度的升高，小麦发芽率呈缓慢下降趋势，高温条件下储藏，小麦生理活动旺盛，各种酶活性都比较强，呼吸作用也很强，初期小麦的发芽率较高，然而随着时间的延长，发芽率会逐渐降低 8，在 10-25条件下储藏，小麦的发芽率较高 9。玉米的发芽率随着储藏时间的延长呈现出下降的趋势 10。随着储藏温度的升高，玉米发芽率下降的速度会逐渐加快，储藏 90d，充氮气条件下，15低温时，玉米发芽率仅下降2%，30 高温时，玉米发芽率降低 14%11。粮食在低温下储藏，呼吸强度非常微弱，营养物质与能量消耗较少，能够长期保持胚部细胞的生命力，高温会损伤粮食胚部结构，长时间的储藏
8、导致粮食内部蛋白质变性，粮食失去活力，快速降低发芽率。有研究表明，储藏温度每降低 10粮食活力就增加 3.3 倍。1.3 微生物稻谷、小麦、玉米在储藏过程中由于微生物对其营养成分的作用会发热产生霉变 12。随着储藏温度的降低，微生物胞内酶的活性逐渐下降，导致微生物代谢活动减慢，微生物的繁殖速度也会随之下降，低温还能导致微生物体内蛋白质发生不可逆凝固，破坏物质代谢过程，并最终损害微生物细胞结构。微生物通过消耗粮食中的营养物质，导致粮食发热、发霉，导致粮食劣变，微生物产生的毒素也会对消费者产生潜在的危害 13。因此，微生物含量的变化也是测量粮食品质变化的指标之一。稻谷在低温下储藏，能够有效抑制霉菌
9、，霉菌在低于 20的温度下活动会明显减少，在低于 10时停止活动 14。小麦在低温条件下储藏，由于温度环境不适宜一些微生物的生长，导致微生物生长速度缓慢，随着储藏温度的升高，微生物量会逐渐增加，过高的温度也会影响微生物的生长，但是较高的储藏温度会对小麦的品质产生不利影响 15。玉米储藏在较低温度环境时，微生物活性值变化幅度很小，随着储藏温度的升高，微生物的活性值增加非常明显，玉米品质下降较快，23以下时，霉菌活力较小，高于 23时，霉菌活力有明显提升 16。1.4 其它指标粮食在正常的储藏条件下，还原糖含量变化很小，随着储粮品质的逐渐劣变，还原糖含量会升高，因此，还原糖含量的变化可作为粮食劣变
10、程度的指标。随着粮食储藏时间的延长，粮食的过氧化氢酶活性会下降，导致过氧化氢含量的积累增多，加快粮食的陈化速度。电导率是测定粮食活力变化的重要指标之一，新鲜粮食的活力高，电导率低，随着储粮品质的下降，粮食细胞膜通透性发生变化，溶质外渗，引起电导率的升高。丙二醛作为储粮的挥发性成分来源于氧化和水解以及微生物的作用，其在粮堆含量的变化反映了粮食陈化的程度，是评判粮食储藏品质劣变程度的指标。程建华等人研究表明在低温条件下储藏稻谷，其还原糖含量增加缓慢，过氧化氢酶的活性明显降低 17。高艳娜等人研究表明随着储藏时间的延长，小麦过氧化氢酶的活性逐渐降低，随温度的升高，过氧化氢酶的活性会逐渐增加，电导率和
11、丙二醛含量逐渐升高，电导率在不同的储藏温度下总体变化不大，温度对丙二醛含量的影响比较明显，随着储藏温度的增加，丙二醛含量的增幅也逐渐增大，在不同的储藏温度下，小麦的还原糖含量随时间的延长总体呈上升趋势，但是变化幅度不大，低温（小于室温）和高温储藏（40 ） ，小麦的水分含量随时间的延长逐渐下降，中温条件下储藏，小麦的水分含量随时间的延长逐渐升高 18。在玉米储藏过程中，低温条件下，玉米的储藏品质比较稳定，随着温度由低到高电导率的增幅逐渐增大，常温条件下储藏，玉米可溶性糖含量随时间的延长而下降，低温条件下储藏，可溶性糖含量下降趋势不明显，玉米在常温或低温下储藏其游离氨基酸含量变化不大。综上所述，
12、低温储粮有很多优点，保持粮食的原有品质，延缓粮食劣变的速度是其他储藏方法所不及的。然而，目前低温储粮的应用也存在一些局限性，自然降温法受气候、地域等因素影响较大，机械降温对技术条件要求较高，能耗大，较高成本成为制约其发展的瓶颈，改进工艺、降低成本有待进一步研究19。2 气调储藏气调储藏技术主要是利用生物或者人工的方法改变粮食储藏环境中空气成分的配比，使某些气体浓度维持在一定的范围内，以达到降低呼吸，抑制虫霉的作用。常用的储藏方法有：充氮、充二氧化碳、自然缺氧、真空包装、脱氧剂除氧和分子筛富氮机等几种。2.1 脂肪酸值气调储藏稻谷比常规储藏稻谷脂肪酸值增加缓慢 20。在低氧条件下储藏稻谷，可以有
13、效抑制脂肪酸的分解，减少脂肪酸的消耗，增加积累，延缓脂肪酸值增加速度 21。小麦脂肪酸值随储藏时间的延长而逐渐升高，氧气体积分数与小麦脂肪酸值上升速度呈现较高的相关性，低氧条件能够有效延缓小麦脂肪酸值的升高 22。随着玉米气调储藏时间的延长，脂肪酸值呈不断升高的趋势，玉米的品质不断下降，但是其脂肪酸值都明显低于常规储藏，98%N 2与 40%CO2相比能更好的抑制脂肪酸的分解 23。气调储藏降低了粮库中氧气含量，导致粮食呼吸作用减弱，本身的物质合成和代谢速度下降，脂类物质分解速度降低，产生的游离脂肪酸也随之减少，引起脂肪酸值增加缓慢。2.2 发芽率气调储藏与常规储藏相比较能明显延缓稻谷、玉米、
14、小麦发芽率降低的速度，以玉米最佳，小麦次之，最后是稻谷。随着储藏时间的延长，稻谷发芽率呈下降趋势，气调储藏与常规储藏相比能延缓稻谷的发芽率的下降，在20、25时，气调储藏稻谷发芽率与常规储藏相比高出 3%10%24。气调储藏通过氮气或二氧化碳的通入来减少粮库中氧气含量，降低粮食的呼吸作用，尽最大程度的维持小麦原有的品质，与常规储藏相比较能明显延缓小麦发芽率下降的趋势。玉米在不同的气调储藏条件下，其发芽率也会有一定的下降趋势，但是下降的速度明显延缓，小于常规储藏条件下的下降幅度 25，在夏季，氮气浓度维持在 97%以上会保持良好的玉米品质，玉米储藏含水量为 15%时，六个月以后，气调储藏与常规储
15、藏相比能更好的保持玉米的发芽率 26。综上所述，粮食的发芽率在低氧环境下储藏呼吸作用会减弱，营养物质消耗减缓，微生物代谢毒素量下降，相比常规储藏更有利于延缓粮食发芽率的下降。2.3 微生物稻谷中含有大量的好氧性菌，因此，通过调节粮库中氧气的浓度可以有效地抑制微生物的新陈代谢作用，防止稻谷品质劣变，当氧气浓度低于 0.2%时能很好的抑制微生物的生长 27。CO 2气调储藏对低水分含量和低温下的小麦有一定的抑菌作用，对于高温，高水分含量的小麦，CO 2气调储藏的抑菌作用较差，因此，CO 2气调储藏适用于中低温或中低水分含量的的小麦 28。气调储藏能大幅降低由于微生物作用造成的玉米的损失，玉米含水量
16、较低时，气调储藏抑菌作用明显强于常规储藏。低氧环境下储藏粮食，微生物呼吸强度受到抑制，导致机体活动所需能量不足，代谢活动受到影响，有可能致其死亡，繁殖速度下降。2.4 其它指标稻谷在气调储藏条件下，较低浓度的 CO2对还原糖含量的变化没有太大影响，98%N 2和 40%CO2气调储藏能够有效抑制稻谷电导率的升高，气调储藏能够降低稻谷中氧气含量，维持过氧化氢酶的高效性，保持稻谷新鲜度 29。气调储藏能够降低小麦在储藏期间电导率升高的速度 30，气调储藏能够有效维持过氧化氢酶的活性，减小小麦色泽变化 31。气调储藏能有效抑制玉米电导率的升高，保持玉米过氧化氢酶活性，有效防止玉米色泽亮度的降低，并且
17、 98%N2要优于40%CO2气调储藏 32。研究表明，气调储粮效果较好，作为一种绿色储藏技术正在快速发展。但是，气调储藏技术也有一些不尽完善的地方，自然降氧技术难度大，效果不是十分理想，二氧化碳来源局限，购买是获得的唯一途径，引起成本升高，限制了粮库充气时机，气调储藏对粮库气密性有较高要求，维修难度较大 33。近些年来，伴随着人们生活质量的提高，绿色食品的发展备受公众关注，我国专家提出了“粮食绿色一条龙”战略和“农产品绿色储运”战略。传统的粮食储藏技术已经不能满足人们的需求，通过技术升级，实现粮食绿色、环保、安全储藏成为储粮技术发展的方向。在技术改进的同时不能忽略粮食的品质变化，怎样长时间保
18、持粮食的新鲜度有待进一步深入研究。参考文献1卜春海,杨健,方茜,高兴志,罗飞天. 近年来国际储藏物气调与熏蒸研究进展第九届国际储藏物气调与熏蒸大会国外报告综述J. 粮食储藏, 2013, 03:47-53.2谢同平. 稻谷储藏品质电子鼻快速判定技术研究D.南京财经大学,2012.3古争艳,李庆龙,张来林,周杰生. 两种储藏方式对三种原粮储藏品质的影响J. 粮食与饲料工业,2012,11:15-19.4胡寰翀. 不同储藏条件下稻谷品质变化规律研究D.南京财经大学,2010.5刘丽杰,李喜宏,李仲群,张培培,李伟丽,张兴亮. 不同处理对小麦储藏品质影响的研究J. 食品科技,2010,03:153-
19、156.6李改婵,贺喜祥,高峰,牛引丽. 浅析玉米储藏品质变化趋势与控制J. 粮食储藏,2010,05:39-41.7张来林,李岩,陈娟,王春华,雷霈塬. 不同储藏温度及储藏方法对稻谷品质的影响J. 粮食与饲料工业,2011,07:17-19.8赵丹,张玉荣,林家永,周显青. 小麦储藏品质评价指标研究进展J. 粮食与饲料工业,2012,02:10-14.9贾峰,王金水,殷海成,管军军,杨国浩,张莉. 小麦后熟期及储藏过程中生理生化变化研究进展J. 河南工业大学学报(自然科版),2013,02:105-110.10吴存荣,张玉荣,刘婷,谭永清. 玉米储藏过程中品质指标变化研究J. 郑州工程学院学
20、报,2004,02:50-52.11李鹤,白岩,邓磊,程建,孙佰超. 不同储藏条件下玉米品质变化的研究J. 粮食加工,2013,03:65-66.12郭卫. 粮食霉变过程品质变化及毒素识别初探D.河南工业大学,2011.13成岩萍. 浅析粮食微生物与粮食储藏的关系J. 粮油仓储科技通讯,2003,05:49-51.14叶真洪,付鹏程. 稻谷的低温储藏J. 农产品加工,2010,05:22-23.15魏鑫. 不同品种小麦储藏过程中霉菌活动特性研究D.河南工业大学,2012.16陈娟,蔡静平,黄淑霞,李振权. 玉米储藏霉菌活动预测的研究J. 粮油加工,2007,05:91-93.17程建华,张蓉建
21、,晏书明,徐恺,杨卫民. 糙米在不同储藏条件下的品质变化研究J. 粮食储藏,2003,03:42-46.18高艳娜. 小麦产后品质变化规律研究D.河南工业大学,2010.19汤文良,狄育慧. 关于我国粮仓的通风技术及低温储藏技术J. 洁净与空调技术,2013,01:56-58.20涂杰,兰盛斌,高影,王双林,丁朝明,杨昭,张华昌,马洪林,何其乐,曹乐欣,廖贵永,马中萍,李政,张玉琼,郝小平. CO_2 气调储藏和常规储藏籼稻谷品质比较J. 粮食储藏,2003,06:31-33.21宋伟,刘璐,支永海,陈瑞. 不同储藏条件下糙米脂肪酸值变化研究J. 粮食与饲料工业,2011,01:4-7.22宋
22、伟,丁超,胡寰翀,安蓉蓉,陶婷婷. 储藏条件对小麦游离脂肪酸值上升速度的影响J. 食品科学,2010,10:301-303.23李东岭. 气调储藏玉米稳定性研究D.河南工业大学,2011.24李岩峰,肖建文,张来林,周杰生,黎鑫,蒋俊浩. 充氮气调对稻谷品质的影响研究J. 粮食加工,2010,01:46-48.25肖建文,张来林,金文,连桂荣,李岩峰,付刚,刘金明. 充氮气调对玉米品质的影响研究J. 河南工业大学学报(自然科学版),2010,04:57-60.26王若兰,李东岭,田志琴,孔祥刚,董光宇,苏凯. 玉米气调储藏品质变化规律的研究J. 河南工业大学学报(自然科学版),2011,04:
23、1-5.27谢同平. 稻谷储藏品质电子鼻快速判定技术研究D.南京财经大学,2012.28罗建伟,李荣涛,陈兰,谢刚. CO_2 气调储粮技术对粮食真菌的抑制效果研究J. 粮食储藏,2003,06:34-41.29孔祥刚. 糙米气调储藏稳定性研究D.河南工业大学,2011.30张来林,古争艳,周杰生,夏晨丰,廖杨柳. 2 种储藏方式对 3 种原粮储藏品质的影响研究A. 中国粮油学会（CCOA） 、国际谷物科技协会（ICC）.Book of Abstracts of 14th ICC Cereal and Bread Congress and Forum on Fats and OilsC.中国粮油学会（CCOA） 、国际谷物科技协会（ICC）:,2012:2.31刘丽杰. 小麦及其面粉 MAP 保鲜技术研究D.天津科技大学,2010.32李东岭. 气调储藏玉米稳定性研究D.河南工业大学,2011.33袁小平,严忠军,付鹏程. 粮食气调储藏技术的优势及应用前景J. 粮食储藏,2012,05:16-19.
