探討高溫環(huán)境中通風(fēng)對糧食微生物的抑制情況,倉儲管理論文

探討高溫環(huán)境中通風(fēng)對糧食微生物的抑制情況,倉儲管理論文在小麥?zhǔn)斋@、收購和入倉時經(jīng)常會碰到因糧食水分較高而難以安全儲藏的問題.入倉期的高水分糧在高溫環(huán)境中很容易霉變發(fā)熱.入倉的糧食還會存在品種混雜、水分含量高和品質(zhì)差異大等特點.儲糧微生物在溫濕度較大的環(huán)境中有時還會產(chǎn)生真菌毒素等，如黃曲霉等易產(chǎn)生劇毒和致癌的黃曲霉毒素等.通常，對于高水分糧能夠采取烘干、曬干和通風(fēng)降水等措施，如對于東北糧食主產(chǎn)區(qū)的高水分玉米和南方糧食主產(chǎn)區(qū)的高水分稻谷較多采用烘干技術(shù)處理.但對于華北糧食主產(chǎn)區(qū)，在糧食收購和入倉時較少采用烘干技術(shù)，因而高水分糧安全儲藏技術(shù)仍較落后.另一方面，這些地方的大型倉房經(jīng)常因糧源等原因，入滿一個單倉的時間周期較長，在夏季入庫的較高水分小麥容易出現(xiàn)發(fā)熱霉變等問題.對于高溫季節(jié)高水分糧儲藏中的發(fā)熱和霉變問題，在其他技術(shù)如烘干等設(shè)施難以到位的情況下，進(jìn)行通風(fēng)處理應(yīng)為重要的應(yīng)急措施之一，即在烘干、晾曬等條件難以應(yīng)用的情況，對于新收獲的高溫高水分小麥，在其糧情易于處于不穩(wěn)定狀態(tài)時采取機械通風(fēng)處理較為易行.當(dāng)下儲糧通風(fēng)技術(shù)的設(shè)備選擇與配置、運行參數(shù)、運行形式等是以大規(guī)模或整倉糧食在適當(dāng)溫差下運行為基礎(chǔ)的，對于入倉經(jīng)過或短期儲藏的糧食可能會存在通風(fēng)效率低、能耗大、水分過分損耗等問題.研究討論夏季高溫高濕條件下不同通風(fēng)風(fēng)速和處理時間對糧食中微生物的影響，可為科學(xué)通風(fēng)、抑制霉變、防止糧食發(fā)熱提供細(xì)化的參數(shù)指導(dǎo).筆者研究了在高溫環(huán)境中，不同通風(fēng)風(fēng)速下不同水分含量的小麥中微生物的活性變化，意在討論高溫環(huán)境中通風(fēng)對糧食微生物的抑制情況，為高水分糧的夏季安全儲藏提供參考.1材料與方式方法1.1材料與儀器1.1.1材料試驗糧倉：直徑1m，高3m的鍍鋅鐵皮圓筒倉，裝糧量約為1.6t.其下部15cm處設(shè)架空的全開孔沖孔鋼板作為通風(fēng)孔板和糧食承載底面，通風(fēng)孔開孔形狀近長方形，孔板開孔率為33%.在通風(fēng)孔板下的倉壁側(cè)面設(shè)直徑70mm的通風(fēng)進(jìn)氣孔，其上連接相應(yīng)的通風(fēng)管和風(fēng)機，在通風(fēng)管上部中間設(shè)有一個風(fēng)速檢測孔和能夠軸向轉(zhuǎn)動的風(fēng)速調(diào)節(jié)閥.通風(fēng)風(fēng)機型號為8XT型，安徽省界首市云龍電器有限公司生產(chǎn)，風(fēng)速14m/s，功率0.75kW.在糧面下30cm和糧堆圓柱體底平面層分別設(shè)置中心和半徑圓周點上的溫度傳感器，其相應(yīng)的測溫電纜置于糧面外，連接LYLJ-II型溫度檢測儀檢測溫度，測溫誤差為0.5℃.測試裝置示意圖見圖1.整個試驗經(jīng)過于當(dāng)年夏季在儲備糧商丘直屬的一大型平房倉內(nèi)進(jìn)行.試驗用小麥：河南省商丘市當(dāng)年新收獲的混合硬質(zhì)冬小麥，容重780g/L左右，雜質(zhì)0.9％~1.0%，色澤、氣味正常.不同處理批次的小麥水分為15.5%、14.5%、14.0%.【圖1】1.1.2儀器及參數(shù)SKWJH-1型微生物活性檢測儀：四川昇榮科技發(fā)展有限公司，其原理為將糧食微生物細(xì)胞中與代謝活動密切相關(guān)特定酶〔過氧化氫酶〕的活力變化量通過微生物檢測儀進(jìn)行量化顯示，單位為U.即微生物物的活性為微生物中特定酶的活力.KS-2康氏振蕩器：江蘇金壇宏凱儀器廠，振幅20mm，頻率起動300r/min，配套分液漏斗夾具.AL204型天平：深圳市郎普電子科技有限公司，感量為0.0001g，誤差為0.0003g.DFA-3低壓風(fēng)速表：鞍山市光學(xué)有限公司，風(fēng)速誤差為0.01m/s.TES-1340型熱線式風(fēng)速計：泰仕電子工業(yè)股份有限公司，精度為0.01m/s.1.2方式方法1.2.1試驗方式方法分別將試驗小麥裝入糧倉中，埋入測溫電纜，連接相應(yīng)設(shè)備.開啟風(fēng)機，檢測管道風(fēng)速，調(diào)節(jié)通風(fēng)閥門，使糧堆外表風(fēng)速分別穩(wěn)定在0.06m/s、0.04m/s、0.02m/s、0m/s.每天在10:00～16:00進(jìn)行通風(fēng)運行.每日通風(fēng)結(jié)束后，自上而下取樣，樣品質(zhì)量1kg.試驗期間環(huán)境氣溫為23~35℃，相對濕度為35％~65%.糧溫在27~32℃之間.1.2.2微生物活性的測定稱取100g糧食樣品于500mL具塞三角瓶中，分3次參加蒸餾水〔每次約160mL〕，每次在振蕩器上振蕩2min后用濾網(wǎng)過濾到500mL的量筒中，濾液補足至500mL作為糧食樣品提取液.將樣品提取液加到微生物活性檢測儀的反響室中，加熱至30℃，參加30%過氧化氫10mL，加蓋密閉，開場微生物活性值的檢測，儀器自動計時至10min后檢測結(jié)束，屏幕上顯示的數(shù)值即為該糧食樣品的微生物活性值〔U〕.每個試驗設(shè)3個平行.天天微生物活性值的變化數(shù)=[第n次取樣該點糧食的微生物活性值－第(n-1)次取樣該點糧食的微生物活性值]/n.1.2.3數(shù)據(jù)處理方式方法數(shù)據(jù)采用MicrosoftExcel處理，并采用DPS軟件Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比擬分析.2結(jié)果與分析2.1通風(fēng)對水分含量14.0%的小麥中微生物活性的抑制水分含量為14.0%的小麥在25~35℃條件下分別采用外表風(fēng)速0m/s〔不通風(fēng)〕、0.08m/s、0.06m/s、0.04m/s、0.02m/s進(jìn)行通風(fēng)后，測定不同時間不同位置的微生物活性，結(jié)果見表1.【表1.略】從表1能夠看出，糧堆上層小麥在通風(fēng)開場時微生物的活性在37～63U之間，沒有通風(fēng)的糧食中微生物的活性在第13天時顯著加強，在第31天時到達(dá)385U，相應(yīng)地下層糧食的微生物活性在第10天時顯著加強，在第31天時到達(dá)398U.以0.02～0.08m/s進(jìn)行通風(fēng)的糧食中微生物的活性值不但沒有加強，反而均呈現(xiàn)略微下降趨勢.即便是在風(fēng)速最小0.02m/s的情況下，小麥中微生物活性也是不升反降.結(jié)果顯示，水分含量為14.0%的小麥在夏季高環(huán)境中堆放儲藏時，華而不實微生物活性會隨時間延長而升高.夏季堆存小麥在通風(fēng)或有氣流影響的條件下，華而不實微生物活性會遭到抑制.通風(fēng)對微生物的活性抑制是由于通風(fēng)氣流及時帶走了糧食和微生物產(chǎn)生的濕熱，使得微環(huán)境中溫度和濕度不再有利于微生物的活動.2.2通風(fēng)對水分含量為14.5%的小麥中微生物活性的抑制水分含量為14.5%的小麥在25～35℃條件下分別采用糧堆外表風(fēng)速0m/s〔不通風(fēng)〕、0.08m/s、0.06m/s、0.04m/s、0.02m/s進(jìn)行通風(fēng)后，測定不同時間不同位置糧食的微生物活性值，結(jié)果見表2.【表2.略】從表2能夠看出，起始微生物活性在37～63U的水分含量為14.5%的小麥，未通風(fēng)情況下在第13天時華而不實微生物活性出現(xiàn)顯著加強，在第31天時到達(dá)396U以上.進(jìn)行通風(fēng)處理的小麥中微生物活性值都呈現(xiàn)略微下降趨勢.結(jié)果顯示，水分含量為14.5%的小麥在夏季高溫環(huán)境中堆放儲藏時，華而不實微生物活性隨時間延長而升高的情況與14.0%的小麥儲藏情況相近，通風(fēng)能夠抑制其微生物活性，通風(fēng)處理有利于偏高水分小麥在高溫環(huán)境中安全儲藏.2.3通風(fēng)對水分含量15.5%的小麥中微生物活性的抑制試驗條件下對水分含量為15.5%的小麥進(jìn)行不同風(fēng)速間歇通風(fēng)處理后，測定不同時間不同位置的微生物活性值，結(jié)果見表3.【表3.略】從表3能夠看出，起始微生物活性值在57～68U之間的小麥，在未通風(fēng)情況下華而不實微生物活性在第10天時出現(xiàn)顯著增長，在第28天時到達(dá)500U(安全儲藏活性臨界值).進(jìn)行間歇通風(fēng)處理的小麥中微生物活性值則仍保持略微下降趨勢.結(jié)果顯示，水分為15.5%的小麥在夏季環(huán)境溫度下假如不進(jìn)行通風(fēng)處理，華而不實微生物會較快地表現(xiàn)高活性，并在28d到達(dá)非安全狀態(tài).采用不同試驗風(fēng)速進(jìn)行間歇通風(fēng)處理的小麥，華而不實微生物活性則受到明顯抑制.結(jié)果講明即使水分含量達(dá)到15.5%的小麥，儲藏中假如進(jìn)行通風(fēng)處理，通風(fēng)氣流將糧堆微環(huán)境中的濕熱攜帶到糧堆外，可使華而不實微生物處于低活性狀態(tài)，夏季高溫環(huán)境中高水分糧食進(jìn)行通風(fēng)處理可抑制微生物活性.比擬3種不同水分含量的小麥中微生物的活性變化能夠看出，3種小麥在夏季溫度環(huán)境中，假如不進(jìn)行通風(fēng)處理微生物活性都會在一定時間內(nèi)顯著升高，且水分越大，微生物活性增長速度越快，增長幅度越大.試驗也講明，在夏季高溫環(huán)境下，糧食的水分含量會明顯影響到糧食儲藏安全.3討論在我們國家的小麥主產(chǎn)區(qū)，夏糧在入庫后的一定時期經(jīng)常處于高溫儲藏狀態(tài)，高水分糧儲藏問題也很常見.高溫高水分的糧食和華而不實的微生物更容易在這里環(huán)境中呼吸和旺盛活動，容易使糧堆內(nèi)熱量積累，造成糧食發(fā)熱霉變.很多情況下烘干、晾曬等處理技術(shù)難以施行，使得新收獲小麥的糧堆內(nèi)部溫度和水分較高，糧情處于不穩(wěn)定狀態(tài)，對此采取機械通風(fēng)處理則相對較為易行.Smith報道糧堆的自然氣流可帶走熱量，但經(jīng)過很緩慢.本試驗表示清楚，通風(fēng)可抑制高溫高水分小麥中的微生物活性，通風(fēng)氣流能夠促使生物活動產(chǎn)生的熱量從糧堆中散出.在通風(fēng)經(jīng)過中把握適當(dāng)?shù)耐L(fēng)參數(shù)，能夠在有效抑制微生物活性的基礎(chǔ)上，提高通風(fēng)效率，避免有害通風(fēng).儲糧通風(fēng)中測定糧堆外表的風(fēng)速簡單易行，能夠通過測定糧堆外表風(fēng)速把握通風(fēng)運行情況.從試驗中對小麥中微生物活性抑制的情況看，糧堆風(fēng)速在0.02~0.08m/s之間時對活性抑制結(jié)果差異不顯著，即意味著采用較低的糧堆外表風(fēng)速就可起到抑制微生物活性的作用.根據(jù)本試驗，采用低糧堆外表風(fēng)速進(jìn)行間歇通風(fēng)作業(yè)，既可抑制微生物活性，又不需要連續(xù)的大風(fēng)速通風(fēng)，具有節(jié)能高效的效果.同時，低風(fēng)速間隔作業(yè)還有利于充分利用一天中的有利通風(fēng)機會合理布置工作和運行時間.根據(jù)儲糧機械通風(fēng)技術(shù)規(guī)程有關(guān)規(guī)定，對于糧食水分高于當(dāng)?shù)貎Z安全水分進(jìn)行降溫通風(fēng)時，要求允許通風(fēng)的溫度條件為開場通風(fēng)時溫差在8℃以上，通風(fēng)進(jìn)行時溫差在4℃以上.從本試驗的結(jié)果看，夏季入倉的高水分小麥儲藏中，要進(jìn)行規(guī)程規(guī)定的溫差條件開啟或進(jìn)行通風(fēng)難以獲得要求的環(huán)境溫度條件.從防止微生物活動和糧食霉變的需求考慮，進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐L(fēng)來防止微生物活動仍然是可行的.機械通風(fēng)能夠使夏季高水分小麥實現(xiàn)短期安全儲藏.在溫度30℃的條件下，水分含量為13.3%的小麥能夠在120d內(nèi)不出現(xiàn)危害性真菌的生長，小麥中最初生長的主要危害性真菌最低生長水分在14.1%左右.本研究的結(jié)果也講明，小麥水分在14.5%下面時即便不進(jìn)行通風(fēng)處理，在1個月內(nèi)華而不實微生物的活性也不超過500U.但水分含量14.5%的小麥在高溫環(huán)境中儲藏時間超過1個月后，華而不實微生物活性則有超過500U這一安全儲藏活性臨界值的趨勢，因而，水分含量14.5%的小麥儲藏時間超過1個月應(yīng)進(jìn)行通風(fēng)處理以抑制微生物活性增長.對于水分含量15.5%的小麥，在夏季儲藏中其微生物活性極易升高，及時進(jìn)行通風(fēng)抑制微生物活性和防止霉變很有必要.總體上看，高水分小麥在高溫環(huán)境下儲藏時，微生物活性到達(dá)和超過500U這一安全儲藏活性臨界值的時間是隨水分含量的增高而縮短的.堆存小麥的水分含量在15.5%以內(nèi)時，在夏季間歇通風(fēng)情況下能夠維持華