稻谷產(chǎn)地分層通風(fēng)對儲糧品質(zhì)的影響

　　[摘要]新收獲稻谷由于水分及溫度高，入倉儲藏時會發(fā)生霉變、蟲害等，影響儲糧品質(zhì)，因此需要降低稻谷入倉前的含水量及溫度。研究發(fā)現(xiàn)利用分層通風(fēng)可顯著降低稻谷水分含量，改善稻谷品質(zhì)，其中出糙率上升15.1%，整精米率上升10.3%，爆腰增率相比室溫儲藏稻谷下降了3.0%。通風(fēng)作業(yè)可以減少稻谷表面霉菌數(shù)量，從4.6×104 CFU/g下降至5×103 CFU/g，且脂肪酸值上升程度及色度變化程度顯著減小，降低了因稻谷霉變、黃變而產(chǎn)生的損耗。分層通風(fēng)對稻谷有降水作用，同時能夠改善稻谷品質(zhì)，有利于稻谷的儲藏、加工與銷售。

　　[關(guān)鍵詞]稻谷;分層通風(fēng);品質(zhì)

　　《中國稻米》(雙月刊)創(chuàng)刊于1994年，是旨在為稻與米的生產(chǎn)、科技發(fā)展和消費(fèi)服務(wù)的全國性綜合性雜志，由中國水稻研究所主辦，全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心等協(xié)辦，農(nóng)業(yè)部主管，現(xiàn)為雙月刊。

　　我國糧食產(chǎn)量一直穩(wěn)居世界第一，糧食與社會穩(wěn)定、人民生活質(zhì)量和國家經(jīng)濟(jì)安全息息相關(guān)，糧食產(chǎn)量和質(zhì)量問題至關(guān)重要[1]。國家農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全國農(nóng)戶儲糧損失率達(dá)8%以上，鼠害、霉變和蟲害是造成農(nóng)戶儲糧損失的主要原因[2]。長期以來，農(nóng)民主要通過傳統(tǒng)曬糧方式對糧食進(jìn)行干燥，由于這種干燥方式受到曬場、天氣的制約，糧食可能會出現(xiàn)霉變、發(fā)芽問題，造成糧食數(shù)量和質(zhì)量的損失[3]。同時，隨著我國農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)的加速和農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度的提高，糧食產(chǎn)量持續(xù)上升，加之產(chǎn)地烘干設(shè)備落后，烘干能力嚴(yán)重不足，高水分糧食難以及時降水，非常容易造成糧食采后霉變、蟲害和發(fā)芽等問題，增大儲糧損失[4]。國家儲備糧庫和地方儲備糧庫在倉儲管理時通常要考慮糧情檢測、智能通風(fēng)、低劑量環(huán)流熏蒸等方面工作，而稻麥產(chǎn)地的就地烘干，儲藏過程中通風(fēng)降溫、降水、低劑量環(huán)流熏蒸的工藝效果不理想，不能對農(nóng)村大批量產(chǎn)地收獲的高水分潮糧及時進(jìn)行處理。目前國內(nèi)糧食烘干主要使用混流或順流干燥機(jī)等設(shè)備，干燥介質(zhì)溫度過高，導(dǎo)致糧食爆腰率增加，整精米率降低，極大影響糧食加工食用品質(zhì)，且干燥能耗大、費(fèi)用高，增大成本從而降低了經(jīng)濟(jì)效益[5]。

　　針對上述背景技術(shù)中存在的問題，課題組結(jié)合多年積累的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)及我國的氣候特點(diǎn)，設(shè)計開發(fā)了一種適合我國國情的多功能烘儲倉。該倉具有以下優(yōu)點(diǎn)：可以降低糧溫、降水;降水速率平緩均勻，無死角;干燥過程綠色無污染;操作過程簡便，節(jié)省人力、節(jié)約能源;低溫通風(fēng)干燥使稻谷爆腰率降低，出糙率和整精米率提高;米質(zhì)優(yōu)、品嘗評分值高，延緩了品質(zhì)劣變。

　　本實(shí)驗(yàn)將新收獲稻谷于多功能烘儲倉中進(jìn)行分層通風(fēng)作業(yè)，降低稻谷水分、溫度，從而達(dá)到提高稻谷品質(zhì)的目的，并對比研究了室溫儲藏下稻谷品質(zhì)的變化，旨在優(yōu)化稻谷產(chǎn)地分層通風(fēng)工藝，提高稻谷產(chǎn)量與質(zhì)量。

　　1 材料與方法

　　1.1 材料與設(shè)備

　　粳稻谷：京優(yōu)一號，于2018年江蘇省宿遷市泗洪縣新收獲，初始水分含量濕基22.4±0.5%。

　　多功能烘儲倉(高7m，直徑10m)：自主開發(fā)研制的稻麥多功能烘儲倉，倉體中部和下部分別設(shè)有風(fēng)道;電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海蘇進(jìn)儀器設(shè)備廠;礱谷機(jī)(BLH-3250)、精米機(jī)(BLH-3100)：浙江伯利恒儀器設(shè)備有限公司;容重器(HGT-1000A)：成都一科儀器設(shè)備有限公司;扦樣器(LBH-1800W)：臺州慧糧糧儀廠;高速萬能粉碎機(jī)：天津市泰斯特儀器有限公司;美能達(dá)分光測色儀(CM-5)：柯尼卡美能達(dá)公司。

　　1.2 試驗(yàn)方法

　　1.2.1 試驗(yàn)區(qū)

　　江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院泗洪稻麥科技綜合示范基地位于泗洪縣石集鄉(xiāng)，緊鄰?fù)ê蟮溃煌ㄟ\(yùn)輸便利。泗洪稻麥科技綜合示范基地由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所管理運(yùn)營，主要用于新品種、新技術(shù)、新裝備創(chuàng)新研發(fā)、集成示范和熟化配套，基地基礎(chǔ)設(shè)施高標(biāo)準(zhǔn)配套，展示形象良好;裝備配套齊全，具備項(xiàng)目實(shí)施條件。泗洪縣位于江蘇省北部，是重要的產(chǎn)糧大縣，符合實(shí)驗(yàn)要求。

　　1.2.2 通風(fēng)方法

　　在多功能烘儲倉中、下部分別設(shè)置風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)可變換通風(fēng)方式。前期中、下部風(fēng)機(jī)同時采用壓入式通風(fēng)，中、下層風(fēng)速較大，對中、下層稻谷降水明顯;待中、下層稻谷水分下降一定程度后，將中部風(fēng)機(jī)關(guān)閉，下部風(fēng)機(jī)改為吸出式通風(fēng)，可以防止下部稻谷過干，并加快上層稻谷降水速率;待上層稻谷水分下降一定程度后，將中部風(fēng)機(jī)設(shè)置成壓入式通風(fēng)，并保持下部風(fēng)機(jī)為吸出式通風(fēng)，使糧倉中層稻谷降水效果明顯。每隔5d，在上、中、下3層分別扦取樣品測定水分含量，隨機(jī)取樣測定稻谷品質(zhì)變化，同時，將未入倉的稻谷在相同溫濕度情況下放置相同天數(shù)進(jìn)行對照研究。

　　1.2.3 糧倉溫、濕度測定

　　在糧倉中設(shè)置溫濕度計，每天相同時間點(diǎn)觀察溫度、濕度變化情況。

　　1.2.4 稻谷水分測定

　　按GB/T 14489.1-2008[6]執(zhí)行

　　1.2.5 稻谷加工品質(zhì)測定

　　稻谷出糙率的測定按GB/T 5495-2008[7]執(zhí)行。稻谷整精米率測定按GB/T 21719-2008[8]執(zhí)行。稻谷爆腰率測定，則需將稻谷礱谷去殼后挑選100粒糙米置于玻璃器皿上，用聚光燈在玻璃器皿下面照射糙米[9]，觀察裂紋數(shù)目，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次，結(jié)果取平均值。

　　1.2.6 稻谷容重測定

　　按GB/T 5498-2013[10]執(zhí)行。

　　1.2.7 稻谷霉菌計數(shù)測定

　　按GB 4789.15-2016[11]執(zhí)行。

　　1.2.8 稻谷脂肪酸值測定

　　按GB/T 20569-2006[12]執(zhí)行。

　　1.2.9 稻谷色度測定

　　用CM-5 美能達(dá)分光測色儀測定稻谷表面顏色，記錄結(jié)果為L*值、a*值、b*值，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次，結(jié)果取平均值。

　　1.3 數(shù)據(jù)處理

　　采用Origin 8.5統(tǒng)計數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析并作圖。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 稻谷水分變化

　　分層通風(fēng)稻谷與室溫儲藏稻谷水分的變化如表1所示，經(jīng)通風(fēng)作業(yè)后稻谷水分大幅、均勻降低，從初始水分22.4%降至16.9%左右，達(dá)到稻谷儲藏安全水分，降水程度為室溫儲藏對照組的2.9倍，室溫儲藏的稻谷水分雖有降低，但降低程度較小，且因高水分，會導(dǎo)致稻谷品質(zhì)劣變，引起霉菌滋生。在前10d，由于中、下部風(fēng)機(jī)為壓入式通風(fēng)，因此中、下層稻谷降水效果明顯，分別降低了3.4%、4.0%;在10～20d，中部風(fēng)機(jī)關(guān)閉，下部風(fēng)機(jī)為吸出式通風(fēng)，上層稻谷水分下降2.8%;在20～30d，中部風(fēng)機(jī)為壓入式通風(fēng)，下部風(fēng)機(jī)為吸出式通風(fēng)，使中層稻谷水分降低2.0%。結(jié)果表明多功能烘儲倉可以顯著降低倉體內(nèi)各部分稻谷水分，且降水效果均勻、緩速，由此可見該倉體具有良好的降水保質(zhì)作用。

　　2.2 稻谷加工品質(zhì)變化

　　加工品質(zhì)直接影響稻谷的商用價值，加工品種包括出糙率、整精米率等指標(biāo)，出糙率是指稻谷脫殼后，完善粒糙米所占凈稻谷試樣質(zhì)量的百分率，整精米率是指整精米占凈稻谷試樣質(zhì)量的百分率[13]。稻谷通風(fēng)作業(yè)期間加工品質(zhì)變化情況如圖1所示，可以發(fā)現(xiàn)通風(fēng)作業(yè)和室溫儲藏的稻谷加工品質(zhì)都有提高，其中，分層通風(fēng)后稻谷出糙率上升15.1%，整精米率上升10.3%;室溫儲藏的稻谷出糙率上升8.2%，如圖(a)所示，整精米率上升5.2%，如圖(b)所示，稻谷加工品質(zhì)的提高可能是因?yàn)樗纸档停瑥亩岣吡说竟鹊哪湍バ浴５竟冉?jīng)分層通風(fēng)作業(yè)后的加工品質(zhì)比室溫儲藏的稻谷上升顯著，可能是因?yàn)榈竟冉?jīng)分層通風(fēng)作業(yè)后水分下降更明顯，從而顯著提高了稻谷耐磨性。稻谷水分急劇下降會引起稻谷品質(zhì)的下降，由于分層通風(fēng)的降水效果均勻，降水速度緩慢，因此不會對稻谷加工品質(zhì)產(chǎn)生不良影響。結(jié)果表明多功能烘儲倉分層通風(fēng)作業(yè)可以有效提高稻谷加工品質(zhì)，具有良好的保質(zhì)作用，能夠提高稻谷的商用價值。

　　2.3 稻谷爆腰增率變化

　　米粒上有橫向裂紋，稱為爆腰。爆腰米粒占試樣的百分率，稱為爆腰率。氣候干旱、病害、過遲收獲、機(jī)械打擊、劇烈撞擊、高水分稻谷受到急劇的干燥或急劇的冷卻，以及受潮吸濕時米粒內(nèi)部與表面收縮膨脹不平衡等都可使稻谷爆腰，稻谷爆腰會對稻谷加工品質(zhì)、產(chǎn)量及商用價值產(chǎn)生有害影響[14]。稻谷分層通風(fēng)期間爆腰增率變化情況如圖2所示，其中，分層通風(fēng)后稻谷爆腰增率為3%，室溫儲藏后稻谷爆腰增率為6%，可以發(fā)現(xiàn)分層通風(fēng)作業(yè)后，稻谷爆腰增率顯著低于室溫儲藏的稻谷，可能是因?yàn)榉謱油L(fēng)可以使稻谷水分均勻下降，從而降低了稻谷爆腰增率，而室溫儲藏的稻谷由于初始水分較高，可能使稻谷軟化，從而增加了爆腰率。結(jié)果表明，相較于室溫儲藏，多功能烘儲倉分層通風(fēng)作業(yè)可以提高稻谷品質(zhì)。

　　2.4 稻谷容重變化

　　單位容積內(nèi)稻谷的質(zhì)量稱為容重，容重是評定稻谷品質(zhì)的重要指標(biāo)。稻谷容重與稻谷品種、類型、成熟程度、水分及含雜質(zhì)量等有關(guān)。籽粒飽滿、均勻度高、表面光滑無芒、粒形短圓及相對密度大的稻谷容重較大，反之，則較小。稻谷機(jī)械通風(fēng)作業(yè)期間稻谷容重變化情況如圖3所示，其中，機(jī)械通風(fēng)作業(yè)的稻谷容重從588g/L下降至556g/L，室溫儲藏的稻谷容重從588g/L下降至570g/L，可能是由于通風(fēng)作業(yè)期間稻谷水分下降明顯，從而降低了稻谷的容重。

　　2.5 稻谷霉菌變化

　　霉菌主要分布在稻谷顆粒表面，通過測定稻谷表面霉菌計數(shù)可以反映稻谷受霉菌污染的情況。新收獲稻谷由于水分含量較高，田間微生物活性高，容易受到霉菌污染，因此急需對新收獲稻谷進(jìn)行降水調(diào)質(zhì)處理。稻谷分層通風(fēng)期間霉菌計數(shù)的變化情況如圖4所示，其中，分層通風(fēng)作業(yè)的稻谷表面霉菌計數(shù)從4.6×104CFU/g下降至5×103CFU/g，室溫儲藏的稻谷表面霉菌計數(shù)從4.6×104CFU/g上升至6.6×104CFU/g，這是因?yàn)榉謱油L(fēng)作業(yè)可以顯著降低稻谷含水率，同時還可以降低稻谷堆溫度，從而能夠抑制稻谷表面霉菌生長，而室溫儲藏的稻谷含水率較高，有利于稻谷表面霉菌生長，也可能因?yàn)榈竟人只疃鹊牟町悾瑢?dǎo)致稻谷表面霉菌生長情況不同。根據(jù)稻谷表面霉菌計數(shù)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)多功能烘儲倉分層通風(fēng)作業(yè)可以顯著改善稻谷儲藏品質(zhì)，提高稻谷商用價值。

　　2.6 稻谷脂肪酸值變化

　　稻谷脂肪酸值是分析稻谷品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。通過測定稻谷脂肪酸值可以有效地判斷稻谷品質(zhì)的變化情況，反映稻谷代謝程度并推斷其是否宜存[18]。稻谷脂肪酸值變化情況如圖5所示，其中，分層通風(fēng)作業(yè)的稻谷脂肪酸值從14mg KOH/100g上升至17mg KOH/100g，室溫儲藏的稻谷脂肪酸值從14mg KOH/100g上升至22mg KOH/100g，這是因?yàn)榉謱油L(fēng)可以降低稻谷水分及溫度，抑制稻谷脂肪酶作用，從而能夠降低脂肪酸產(chǎn)量;室溫儲藏稻谷的脂肪酸值上升速度過快也可能是因?yàn)榈竟让咕L繁殖旺盛，提高了脂肪酸產(chǎn)量。根據(jù)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)多功能烘儲倉分層通風(fēng)作業(yè)顯著改善了稻谷儲藏品質(zhì)，降低了稻谷因品質(zhì)劣變而產(chǎn)生的損失。

　　2.7 稻谷色度變化

　　稻谷通風(fēng)作業(yè)期間色度變化如表2所示。色度L*代表樣品的明度，在[0，100]的范圍區(qū)間內(nèi)變化，色度L*為0時，物體表現(xiàn)出黑色，色度L*為100時，物體表現(xiàn)出白色，ΔL*表示樣品明度的變化，ΔL*為正數(shù)表示樣品表面變亮，ΔL*為負(fù)數(shù)表示樣品表面變暗。由表2可知，稻谷在通風(fēng)過程中，色度L*值降低，即ΔL*為負(fù)數(shù)，說明稻谷表面變暗，稻谷品質(zhì)發(fā)生劣變。通風(fēng)30d后稻谷色度L*降低1.19，室溫儲藏30d后稻谷色度L*降低2.17，可能是因?yàn)榉謱油L(fēng)降低稻谷分水，抑制了霉菌生長，說明分層通風(fēng)可以降低稻谷水分從而改善稻谷品質(zhì)。

　　色度a*代表樣品的紅綠色度，在(-∞，+∞)的范圍區(qū)間內(nèi)變化，色度a*為正值且數(shù)值越大代表樣品越紅，色度a*為負(fù)值且數(shù)值越大代表樣品越綠，Δa*為正值表示樣品表面偏紅，Δa*為負(fù)值表示樣品表面偏綠。由表2可以知，稻谷在通風(fēng)過程中，色度a*值升高，即Δa *為正數(shù)，說明稻谷表面變得偏紅，稻谷品質(zhì)發(fā)生劣變。通風(fēng)30d后稻谷紅綠色度a *升高0.45，室溫儲藏30d后稻谷紅綠色度a*升高0.64，可能是因?yàn)榈竟瘸跏妓州^高，容易使稻谷發(fā)生霉變，從而導(dǎo)致稻谷紅綠色度a*都呈上升趨勢。