程樹峰 唐 芳 伍松陵

(國(guó)家糧食局科學(xué)研究院,北京 100037)

小麥儲(chǔ)藏粉塵的變化與真菌生長(zhǎng)

程樹峰 唐 芳 伍松陵

(國(guó)家糧食局科學(xué)研究院,北京 100037)

小麥儲(chǔ)藏過程中,真菌在糧食中生長(zhǎng),會(huì)產(chǎn)生大量的孢子、菌絲及真菌分解物,它們可直接引起小麥中粉塵的變化。采用比濁法研究了 13.3%、14.2%、15.7%、16.4%、18.2%水分的小麥在 15、20、25、30℃下儲(chǔ)藏 90 d,粉塵的變化與真菌生長(zhǎng)的關(guān)系。結(jié)果表明,13.3%和 14.2%的小麥儲(chǔ)藏 90 d,未發(fā)現(xiàn)有真菌的生長(zhǎng),濁度值變化均處于一個(gè)較低的水平 (小于 0.250 A);15.7%、16.4%和 18.2%水分的樣品儲(chǔ)藏中有部分檢出有真菌的生長(zhǎng),初期濁度值在 0.260～0.308 A,隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加,被感染樣品的真菌生長(zhǎng)和濁度值的變化均呈上升趨勢(shì),兩者有良好的相關(guān)性。在儲(chǔ)糧過程中通過對(duì)小麥粉塵變化的檢測(cè),可對(duì)儲(chǔ)糧真菌的生長(zhǎng)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

小麥儲(chǔ)藏 粉塵變化 真菌生長(zhǎng) 比濁法

在儲(chǔ)糧過程中真菌危害是導(dǎo)致糧食損失的重要原因之一。目前預(yù)防儲(chǔ)糧真菌危害的方法主要有控水、控溫或填充一些對(duì)真菌生長(zhǎng)有抑制作用的氣體?？刂萍Z食的水分是一種經(jīng)濟(jì)、有效的方法,已被普遍接受,但在實(shí)際操作過程中,由于糧食收購(gòu)時(shí)水分的不均勻性,儲(chǔ)藏中糧食水分遷移的問題,還有儲(chǔ)糧經(jīng)濟(jì)學(xué)等原因,很難做到真正將儲(chǔ)糧的水分控制到合適的水平。

開展儲(chǔ)糧真菌危害早期檢測(cè)技術(shù)的研究,利用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)對(duì)儲(chǔ)糧真菌生長(zhǎng)進(jìn)行早期檢測(cè),是預(yù)防儲(chǔ)糧真菌危害的一個(gè)有效的手段。幾十年來,國(guó)內(nèi)外有關(guān)真菌早期檢測(cè)方法的研究有很多報(bào)道,主要包括真菌初級(jí)代謝產(chǎn)物和結(jié)構(gòu)成分的測(cè)定,如真菌酶類[1-2]、結(jié)構(gòu)成分殼多糖[3]及麥角甾醇[4-5]的檢測(cè);真菌生長(zhǎng)中產(chǎn)生的一些可揮發(fā)性物質(zhì)測(cè)定,如代謝產(chǎn)物[6]、揮發(fā)性有機(jī)化合物[7-9]、危害真菌孢子測(cè)定[10]等。由于儲(chǔ)糧過程復(fù)雜性,目前我國(guó)儲(chǔ)糧真菌危害的問題仍未得到解決。在前人研究的基礎(chǔ)上,采用比濁方法,研究不同水分的小麥在不同溫度下儲(chǔ)藏粉塵的變化與真菌生長(zhǎng)的關(guān)系,為我國(guó)儲(chǔ)糧真菌危害早期檢測(cè)技術(shù)的研究提供一些基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小麥樣品:中儲(chǔ)糧總公司承德直屬庫(kù)。試驗(yàn)所用水均為去離子水。

Ther mo Heliosγ分光光度計(jì):美國(guó)Thermo公司;E200顯微鏡:日本 Nikon公司;HPS-250生化培養(yǎng)箱:哈爾濱東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司;QLY—T型鉗式糧食水分快速測(cè)定儀:山東青州市巨豐糧油儀器廠。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品著水及儲(chǔ)藏

將經(jīng)清理、除雜的小麥樣品 (水分為 10.8%)分為若干份,每份約 3 kg,采用噴霧著水法,分別將樣品的水分調(diào)至試驗(yàn)所需的水平,然后裝入塑料袋中密封,于 5℃冰箱中平衡 24 h,當(dāng)水分添加量超過4%時(shí),需要 2次著水,每次著水量應(yīng)不大于 4%,2次平衡,操作方法相同。將平衡后的樣品分別裝入1 000 mL廣口瓶中,每瓶約 750 g,加蓋橡膠塞,分別放置 15、20、25、30 ℃恒溫箱中儲(chǔ)藏。

1.2.2 比濁法

取 10.00 g樣品,于 50 mL具塞試管中,加 30 mL水,加塞,用力搖動(dòng) 1 min,用 300目濾布過濾,濾液于波長(zhǎng) 660 nm測(cè)定濁度。1.2.3 真菌孢子計(jì)數(shù)法

取 10.00 g樣品,于 50 mL具塞試管中,加 30 mL水,加塞,用力搖動(dòng) 1 min,用 300目濾布過濾,取濾液于顯微鏡下進(jìn)行危害真菌孢子計(jì)數(shù)。

1.2.4 水分測(cè)定方法

隨機(jī)取樣,測(cè)定樣品水分,每個(gè)樣品重復(fù) 2次,取其平均值。糧食水分快速測(cè)定儀應(yīng)定期采用 GB 5497—1985方法校正,以保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確。

2 結(jié)果與討論

2.1 小麥著水均勻性檢驗(yàn)

小麥水分與真菌生長(zhǎng)有著密切的關(guān)系,試驗(yàn)樣本著水的均勻性直接影響檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性。因此,在試驗(yàn)之前,對(duì)所有試驗(yàn)樣品進(jìn)行著水均勻性檢驗(yàn),以保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。將清理、除雜的小麥樣品 (水分為 10.8%),進(jìn)行著水和平衡,平衡后,測(cè)定各個(gè)試驗(yàn)組樣品的水分含量,結(jié)果見表 1。由表 1可知,5個(gè)水平樣品著水試驗(yàn),8次重復(fù),相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD%)范圍在 0.59%～1.48%之間,由此表明,采用本方法進(jìn)行樣品著水具有較好的均勻性。

表 1 小麥著水均勻性檢驗(yàn)(n=8)

2.2 不同水分的小麥儲(chǔ)藏中真菌的生長(zhǎng)與濁度的關(guān)系

樣品著水后進(jìn)行儲(chǔ)藏,每隔 10 d取樣一次進(jìn)行樣品濁度測(cè)定,結(jié)果見圖 1～圖 5。

圖 1 13.3%小麥在不同溫度下儲(chǔ)藏真菌的生長(zhǎng)

如圖 1、圖 2所示,13.3%和 14.2%水分的樣品儲(chǔ)藏 90 d,樣品濁度值的變化幅度在 0.107～0.244 A,用危害真菌孢子計(jì)數(shù)法檢測(cè),結(jié)果表明,除14.2%水分的樣品在 30℃儲(chǔ)藏 90 d時(shí),可疑有危害真菌生長(zhǎng)外,這兩個(gè)水分的其他樣品,均未檢出有危害真菌的生長(zhǎng)。由結(jié)果可得出,樣品濁度的本底值應(yīng)在 0.250 A以下。如圖 3所示,15.7%水分的樣品在不同溫度下儲(chǔ)藏,除 15℃和 20℃儲(chǔ)藏 90 d,未檢出有真菌生長(zhǎng)外,在25℃儲(chǔ)藏 60 d時(shí),樣品檢出有真菌的生長(zhǎng),濁度值為0.270 A,但在整個(gè)試驗(yàn)期間,真菌的生長(zhǎng)速度一直較為緩慢。在 30℃儲(chǔ)藏 40 d時(shí),檢出有危害真菌的生長(zhǎng),樣品的濁度值為 0.308 A,90 d時(shí),樣品的濁度值升到 0.596 A,部分已出現(xiàn)霉變。如圖 4所示,16.4%水分的小麥樣品,除 15℃儲(chǔ)藏,未檢出有真菌生長(zhǎng)外,在 20、25、30℃下儲(chǔ)藏,真菌生長(zhǎng)檢出時(shí)間分別在 70、30、10 d,其濁度值分別為 0.280、0.260、0.270 A,到 90 d時(shí) ,濁度值分別增至 0.325、0.571、0.673 A,由此可看出 ,一旦達(dá)到儲(chǔ)糧真菌生長(zhǎng)所需的水分,溫度對(duì)真菌生長(zhǎng)的速度而言是一個(gè)關(guān)鍵的因素。在圖 5中 18.2%水分的樣品,在15、20、25℃下儲(chǔ)藏,均可檢出有真菌的生長(zhǎng),但真菌生長(zhǎng)速度和檢出時(shí)間存在著明顯的差異,在低溫時(shí)真菌生長(zhǎng)較為緩慢,高溫時(shí)生長(zhǎng)較快,在25℃儲(chǔ)藏 30 d,已有大部分樣品出現(xiàn)了霉變,18.2%水分的樣品30℃儲(chǔ)藏,不到 10 d已出現(xiàn)嚴(yán)重霉變,故取消了這一條件的試驗(yàn)。綜上所述,不同水分的小麥樣品,在不同的溫度下儲(chǔ)藏,樣品中粉塵的變化與儲(chǔ)糧危害真菌的生長(zhǎng)具有良好的相關(guān)性。采用該方法通過對(duì)小麥儲(chǔ)藏中糧堆粉塵變化的檢測(cè),可對(duì)儲(chǔ)糧真菌的危害進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2.3 比濁法與真菌孢子計(jì)數(shù)法比較

采用比濁法和真菌孢子計(jì)數(shù)法,考察了 16.4%水分的小麥在 25℃儲(chǔ)藏,真菌生長(zhǎng)變化情況。對(duì)不同儲(chǔ)藏時(shí)間的樣品取樣,進(jìn)行濁度和真菌孢子測(cè)定,以14.2%水分的樣品作對(duì)照,結(jié)果見圖 6。

圖 6 比濁法與真菌孢子計(jì)數(shù)法兩種檢測(cè)方法的比較

如圖 6所示,采用比濁法與真菌孢子計(jì)數(shù)法對(duì)不同儲(chǔ)藏時(shí)間的樣品真菌生長(zhǎng)變化情況進(jìn)行了研究。16.4%水分的小麥樣品儲(chǔ)藏 30 d時(shí),樣品的濁度值達(dá)到 0.260 A,可確定在樣品中已有真菌的生長(zhǎng),采用真菌孢子計(jì)數(shù)法測(cè)定,危害真菌孢子數(shù)已超過 105個(gè) /g,屬于真菌生長(zhǎng)初期,這時(shí)在樣品中還不能用肉眼看到有真菌的生長(zhǎng)。儲(chǔ)藏到 40 d,濁度值和危害真菌孢子數(shù)分別上升到 0.413 A和 2.5×106個(gè)/g,樣品中可清楚看到有真菌的生長(zhǎng)。隨后,樣品中的濁度值變化呈波浪狀上升,到 90 d時(shí),樣品的濁度值達(dá)到 0.571 A。樣品中真菌孢子數(shù)變化,在 60 d前,處于一個(gè)快速的增長(zhǎng)期,60 d后真菌孢子的增速逐漸放緩,這些變化符合儲(chǔ)糧真菌生長(zhǎng)的一般規(guī)律。在對(duì)照組樣品中濁度值變化在 0.124～0.241 A之間,與樣品的本底值相同,采用真菌孢子計(jì)數(shù)法對(duì)對(duì)照組樣品進(jìn)行檢測(cè),未發(fā)現(xiàn)有真菌的生長(zhǎng)。通過兩種方法的比較可知,利用檢測(cè)糧堆中粉塵的變化情況,對(duì)糧堆中真菌生長(zhǎng)變化進(jìn)行預(yù)測(cè),比濁法具有操作簡(jiǎn)單、快速、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中,對(duì)于未經(jīng)清理的小麥,如果入庫(kù)時(shí)本底值過高,會(huì)對(duì)儲(chǔ)糧真菌生長(zhǎng)初期的檢測(cè)帶來一定的影響。

2.4 小麥在不同儲(chǔ)藏條件下安全儲(chǔ)藏時(shí)間

將不同水分的小麥樣品,在不同溫度下儲(chǔ)藏,真菌初始檢出時(shí)間和儲(chǔ)藏 90 d污染程度見表 2。

表 2 小麥樣品真菌初始生長(zhǎng)時(shí)間

從表 2可看出,13.3%和 14.2%兩個(gè)水分的樣品未檢出真菌的生長(zhǎng),在這個(gè)水分范圍內(nèi),小麥進(jìn)行短期儲(chǔ)藏是安全的,如果長(zhǎng)期儲(chǔ)藏,仍存在著較大的風(fēng)險(xiǎn)。15.7%水分的小麥在 20℃以下短期儲(chǔ)藏是安全的,25℃儲(chǔ)藏 60 d,可檢出有少量的真菌生長(zhǎng),但對(duì)小麥質(zhì)量影響不大,15.7%水分 30℃儲(chǔ)藏存在著較大的風(fēng)險(xiǎn)。16.4%的小麥在 20℃以下短期儲(chǔ)藏較安全,可能會(huì)出現(xiàn)少量的真菌的生長(zhǎng)。25℃和30℃不宜儲(chǔ)藏。18.2%水分的樣品在 15℃短期儲(chǔ)藏相對(duì)安全,但仍存在著較大的風(fēng)險(xiǎn)。20℃以上在這個(gè)水分下儲(chǔ)藏真菌生長(zhǎng)快、危害大,不宜儲(chǔ)藏,短期一般為 2～3個(gè)月時(shí)間。

3 結(jié)論

3.1 在本試驗(yàn)條件下,13.3%和 14.2%兩個(gè)水分的樣品儲(chǔ)藏 90 d,未檢出有真菌的生長(zhǎng),濁度值變化均處于一個(gè)較低的水平 (小于 0.250 A);15.7%、16.4%和 18.2%水分的樣品儲(chǔ)藏中,初期檢出有真菌的生長(zhǎng),初期濁度值在 0.260～0.308 A;隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加,被感染樣品的真菌生長(zhǎng)和濁度值的變化均呈上升趨勢(shì),兩者有良好的相關(guān)性,這為采用比濁法進(jìn)行小麥危害真菌的檢測(cè)提供了依據(jù)。

3.2 采用比濁法和真菌孢子計(jì)數(shù)法,研究了 16.4%水分的小麥樣品在儲(chǔ)藏期間真菌生長(zhǎng)變化情況。結(jié)果表明,利用檢測(cè)糧堆中粉塵的變化情況,對(duì)儲(chǔ)糧危害真菌生長(zhǎng)進(jìn)行預(yù)測(cè),比濁法具有操作簡(jiǎn)單、快速、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn),對(duì)小麥儲(chǔ)藏真菌危害的早期檢測(cè)和預(yù)報(bào)是可行的。

3.3 13.3%和 14.2%水分的小麥短期儲(chǔ)藏是安全的,但長(zhǎng)期儲(chǔ)藏仍存在著較大的風(fēng)險(xiǎn);15.7%水分的小麥在 20℃以下短期儲(chǔ)藏是安全的。16.4%水分的小麥在 20℃以下短期儲(chǔ)藏基本上是安全的,可能會(huì)有少量的真菌的生長(zhǎng),但對(duì)小麥的品質(zhì)影響不大。18.2%水分的小麥在 15℃短期儲(chǔ)藏相對(duì)是安全的,仍存在著較大的風(fēng)險(xiǎn)。

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Dust Change and Fungi Growth in StoredWheat

Cheng Shufeng Tang Fang Wu Songling
(The Academy of Science of the State Administration of Grain,Beijing 100037)

When storage fungus grow in stored grains,lots of spores,mycelia and decomposers by fungus are produced,which directly bring on a change of dust amount in stored grains.The relation bet ween the dust change and the fungi growth was studied usingwheat samplesofmoisture 13.3%,14.2%,15.7%,16.4%,18.2%stored at 15,20,25,30℃for 90 d and using nephelometry for dust detection.Results:Fungus can not grow in wheat ofmoisture 13.3%and 14.2%during 90 d storage,and the turbidity values of these samples are at a lower level(less than 0.250 A).The growth of stored fungus are detected in some samples ofmoisture 15.7%,16.4%and 18.2%,the tur2 bidity values at initial stage are 0.260～0.308 A.The turbidity value and fungi growth of the infected samples both increase with extending storage time,and the dust change is obviously correlative with the growth of stored fungus.The growth of stored fungus could be monitored through measuring the dust change in stored grains.

stored wheat,dust change,fungi growth,nephelometry

S-3

A

1003-0174(2010)02-0113-04

科技部“十一五”重點(diǎn)科技支撐項(xiàng)目 (2006BAD08B07-2)

2009-04-22

程樹峰,男,1956年出生,副研究員,糧食微生物