姚 渠，張忠杰，尹 君，李彥偉

（1. 國家糧食和物資儲備局科學(xué)研究院 糧食儲運研究所，北京 100037；2. 山西天舍建筑工程有限公司，山西 太原 030006）

現(xiàn)氣膜鋼筋混凝土儲倉結(jié)構(gòu)形式廣泛應(yīng)用于物料倉儲、冷庫、大型文體中心及辦公場館等，尤其是在煤炭行業(yè)，被視為用料最省、穩(wěn)定性能最好、容積最大的一種結(jié)構(gòu)[1-2]。近些年，為緩解我國糧食倉容不足的壓力，逐漸將這種新型的倉儲結(jié)構(gòu)形式引用到糧食儲藏領(lǐng)域，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，具有構(gòu)建靈活，建設(shè)周期短，造價經(jīng)濟、機械化程度高，且占地面積小等優(yōu)點[3]。在這種倉型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過專家綜合論證，并結(jié)合我國糧食倉儲設(shè)計規(guī)范和儲糧技術(shù)及工藝技術(shù)的具體要求，根據(jù)我國糧食倉庫建設(shè)標準，建成了我國首座氣膜式鋼筋混凝土球形糧倉。

在我國，糧食安全始終是關(guān)系國民經(jīng)濟發(fā)展，社會穩(wěn)定和國家自立的重大全局性戰(zhàn)略性問題。確保糧食安全，不僅是實現(xiàn)國民經(jīng)濟又好又快發(fā)展的基礎(chǔ)，而且是促進社會穩(wěn)定和諧的重要保障，同時還是確保國家安全的戰(zhàn)略基礎(chǔ)[4]。糧食儲藏品質(zhì)是是糧食質(zhì)量安全的主要。而儲藏品質(zhì)的變化又是糧堆這個復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)各因素之間相互作用又相互影響的結(jié)果。如研究發(fā)現(xiàn)，小麥水分變化與小麥堆內(nèi)微生物的繁殖活動、儲藏環(huán)境的變化均相關(guān)，也是影響小麥儲藏穩(wěn)定性的重要因素[5]；在是以的儲藏條件下，小麥的雜質(zhì)增多會增加霉菌攜帶量，加速小麥品質(zhì)劣變[6]；面筋吸水量是現(xiàn)行小麥儲存品質(zhì)控制的重要指標，一般小麥面筋含量越多，吸水率越高，品質(zhì)越好[7]；小麥主要受脫氧雪腐鐮刀菌烯醇和玉米赤霉烯酮的污染嚴重，糧食真菌毒素污染給人體健康帶來巨大威脅[8]。

氣膜球形倉作為倉儲新倉型投入應(yīng)用后，其儲糧品質(zhì)一直是糧食行業(yè)工作者關(guān)注的重點內(nèi)容。本研究以我國首座儲糧球形倉為例，在小麥儲存兩年零六個月后，對糧面下2 m內(nèi)的小麥樣品進行了質(zhì)量、品質(zhì)、毒素等指標的檢測和分析，同時觀察了整個儲糧周期內(nèi)糧溫、蟲霉害等的變化規(guī)律。對氣膜球形倉小麥儲藏品質(zhì)變化等提供理論支持，以期對氣膜球形倉日?？茖W(xué)儲糧提供參考依據(jù)。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

我國首座儲糧球形倉建在山西太原某糧庫，隸屬于我國第四“中溫干燥”儲糧區(qū)，其倉體直徑為32.00 m，倉高30.45 m，儲糧高度為18.50 m，倉體壁厚0.25 m，倉體的外壁采用PVC薄膜，既可防水又可有效反射太陽光；倉壁膜內(nèi)噴涂5～10 cm發(fā)泡聚氨酯，其具備良好的隔熱保溫及對防水性能，可有效減少倉外環(huán)境濕熱變化對倉內(nèi)溫濕度的影響；倉地面構(gòu)造采取SBS改性瀝青防水卷材，作為防潮處理；總體達到糧倉高防水防潮、良好的氣密隔熱保溫的性能要求。

該氣膜球形倉具備了糧食接收發(fā)放工藝和儲藏工藝（采用糧情測控、機械通風(fēng)、環(huán)流熏蒸、冷卻通風(fēng)、內(nèi)環(huán)流均溫通風(fēng)、氮氣氣調(diào)等儲糧集成技術(shù)和裝備）的主要功能。存儲為河南產(chǎn)的混合小麥，小麥入倉時質(zhì)量情況如表1所示。

表1 小麥入倉質(zhì)量和品質(zhì)指標Table 1 The quality indicators of wheat storage

該倉從2014年10月分批次壓倉入糧，2015年12月份完成全倉入糧，經(jīng)過三年儲藏后，于2019年3月完成出糧。儲藏期間未使用化學(xué)藥劑熏蒸；分別于2015年12月與2018年1月進行了機械通風(fēng)均衡糧溫。

1.2 研究方法

通過檢測小麥存儲的期間的水分、色澤、氣味、口味、雜質(zhì)、不完善粒、容重、品嘗評分值、面筋吸水量、硬度指數(shù)、苯并（a）芘、真菌毒素等指標，根據(jù)《小麥存儲品質(zhì)判定標準》[9]判斷小麥在氣膜球形倉內(nèi)的儲藏品質(zhì)變化情況。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2010和DPSv 7.05軟件進行處理和統(tǒng)計分析。

2 測量指標和方法

2.1 樣品采集

根據(jù)《糧食、油料檢驗 扦樣、分樣法》[10]的扦樣要求，如圖1所示，對氣膜球形倉糧面下0.3、0.5、1、1.5、2 m處，在中心點、東南西北徑向8、15、15.7 m處分別取樣，共扦取65個單個樣樣品。各取樣點扦取樣品2次，每次扦取2 500 g樣品并扦取到的樣品充分混合均勻成1個集合樣品，共對66個樣品進行了檢測。

圖1 取樣點圖Fig.1 Schematic of sampling point

2.2 溫度檢測

通過倉內(nèi)布置的溫度傳感器監(jiān)測糧堆各檢測點的實時溫度值，每天監(jiān)測糧溫、每周記錄一次數(shù)據(jù)，通風(fēng)期間，每天檢測并記錄一次數(shù)據(jù)。

2.3 蟲霉篩查

小麥在儲存期間每周定期進倉檢查霉變情況，并使用蟲篩檢查害蟲情況，每次篩蟲點不少于10個。同時使用探管誘捕器、波紋板害蟲誘捕器、粘蟲板等檢查害蟲情況。

2.4 測量指標及方法

2.4.1 水分測定

水分按GB5009.3—2016方法測定[11]。

2.4.2 色澤、氣味、口味

色澤、氣味、口味鑒定按GB/T5492—2008方法測定[12]。

2.4.3 雜質(zhì)、不完善粒

雜質(zhì)、不完善粒檢驗按GB/T5494—2008方法測定[13]。

2.4.4 容重

容重按GB/T5498—2013方法測定[14]。

2.4.5 面筋吸水量

面筋吸水量按GB/T 5506.4—2008方法測定[15]。

2.4.6 品嘗評分值

品嘗評分值按GB/T20571—2006方法測定[9]。

2.4.7 硬度指數(shù)

硬度指數(shù)按GB/T21304—2007方法測定[16]。

2.4.8 苯并（a）芘指標

苯并（a）芘指標按GB/T5009.27—2016方法測定[17]。

2.4.9 真菌毒素限量指標

真菌毒素按LS/T6133—2018方法測定[18]。

2.4 數(shù)據(jù)結(jié)果

實驗結(jié)果誤差不超過0.2%，取平均值作為樣品的檢測結(jié)果，檢測結(jié)果取小數(shù)點后兩位。

3 結(jié)果與分析

3.1 小麥質(zhì)量指標

小麥質(zhì)量篩查結(jié)果如表2所示。

表2 小麥質(zhì)量指標Table 2 The quality indicators of wheat

由表2可知，小麥質(zhì)量指標均在正常范圍內(nèi)；與原糧相比，各項質(zhì)量指標未發(fā)現(xiàn)顯著性差異。

3.2 小麥糧溫

經(jīng)溫度傳感器監(jiān)測顯示，整個小麥糧堆一直保持在較低溫的狀態(tài)下，即年平均糧溫在5～ 0 ℃。夏季隨環(huán)境溫度升高，在8月下旬，在倉正西向小麥糧堆溫度出現(xiàn)最高值，即為24 ℃。

3.3 小麥水分

糧食水分直接影響著糧食的安全儲存，任何形式的水分增加都有可能引起糧堆內(nèi)部有害群體的生長、爆發(fā)，水分的變化能很好地反映出儲藏方式、儲藏環(huán)境對小麥品質(zhì)的影響。根據(jù)單個樣品的檢測結(jié)果，對樣品的水分含量分析結(jié)果如圖2所示。

由圖2分析可知，考慮到檢測誤差等影響，倉內(nèi)小麥水分均勻、穩(wěn)定，無明顯變化，糧堆內(nèi)部無水分遷移、結(jié)露等現(xiàn)象發(fā)生；從日常保管方面分析，在整個儲糧周期內(nèi)全倉平均糧溫變化幅度較小，倉內(nèi)小麥水分未產(chǎn)生轉(zhuǎn)移，也未發(fā)生倉內(nèi)因水分變化而產(chǎn)生的糧堆發(fā)熱、發(fā)霉等現(xiàn)象。說明在整個儲藏周期內(nèi)小麥糧情處于穩(wěn)定狀態(tài)。

圖2 各取樣點水分含量Fig.2 Moisture content of each sampling point

3.4 雜質(zhì)含量

眾周所知，小麥入倉時的落點不同，雜質(zhì)含量及分布也不盡相同，雜質(zhì)主要是通過其攜帶的微生物在一定條件下生長繁殖產(chǎn)生危害影響儲藏品質(zhì)。由圖3可知南北方向的部分區(qū)域出現(xiàn)微量的雜質(zhì)聚集，在實際入倉時，采用了南北方向的扶壁折板輔助入糧。所以，為增加糧食儲藏的穩(wěn)定性，減輕或避免儲藏過程中雜質(zhì)的危害，我國《糧油儲藏技術(shù)規(guī)范》[19]，限定了糧食入倉時的雜質(zhì)含量。其中為緩解入倉時糧食雜質(zhì)的自動分級現(xiàn)象，也應(yīng)隨時改變糧食落點，必要時可采取人為清掃雜質(zhì)等相應(yīng)措施。對高儲糧糧堆的氣膜球形倉而言，入倉時除采用南北方向扶壁折板外，還可考慮增加?xùn)|西方向及其他方向的扶壁折板或其他入糧輔助設(shè)備減少籽粒破碎，并盡量采取多點入糧，或在入倉前盡可能地將雜質(zhì)篩除干凈。

圖3 各取樣點的雜質(zhì)含量Fig.3 Impurity of each sampling point

3.5 蟲霉情況

有研究表明，高儲糧糧堆的蟲霉害多發(fā)生于糧堆表層和倉壁部位[19]，通過定期對糧堆進行蟲霉害篩查，在糧堆表層和倉壁偶見少數(shù)的麥蛾、印度古螟的成蟲及幼蟲，未見其他害蟲及霉變的發(fā)生。

氣膜球形倉設(shè)置有環(huán)流熏蒸系統(tǒng)，但在整個儲糧過程中未使用也未投放儲糧殺蟲劑。這是由于氣膜球形倉隔熱保溫效果良好，平均糧溫常年處于較低溫度下，糧堆無發(fā)熱和大面積雜質(zhì)聚集的現(xiàn)象，也減少了因局部發(fā)熱引起的結(jié)露、霉變及蟲害的隱患。

3.6 小麥品質(zhì)

面筋吸水量不但能反映小麥蛋白質(zhì)的含量，還能反映蛋白質(zhì)質(zhì)量和保水能力，是小麥儲存過程中品質(zhì)控制的重要指標，所以小麥面筋吸水量的變化可以反映小麥品質(zhì)的變化，它還與儲藏時間的長短密切相關(guān)；品嘗評分值是小麥品質(zhì)指標的綜合評定值，它與色澤、氣味及面筋吸水量共同組成小麥儲存品質(zhì)的判定項目。

依據(jù)《小麥儲存品質(zhì)判定規(guī)則》，小麥儲存品質(zhì)可以劃定為三種：一、宜存；二、輕度不宜存；三、重度不宜存[9]。結(jié)合樣品的檢測結(jié)果值，對面筋吸水量、品嘗評分值進行了統(tǒng)計，如表3所示，小麥的品質(zhì)指標均符合宜存標準，但是經(jīng)過將近三年的存儲，糧面下2 m內(nèi)的小麥品質(zhì)指標面筋吸水量、品嘗評分值與原糧相比略有下降，這也印證了小麥的儲存品質(zhì)受存儲時間的影響。

由于糧面下0～50 cm及距倉壁0～30 cm范圍內(nèi)受外界環(huán)境影響最大，儲糧品質(zhì)也極易發(fā)生惡變。但從表3可知，糧面下2 m內(nèi)，小麥品質(zhì)指標均無明顯差異。從表層小麥的品質(zhì)結(jié)果可以推測，球形倉良好的隔熱保溫防水性能，有效抑制了外界不良環(huán)境對糧堆的影響，確保了儲糧品質(zhì)。

表3 小麥儲存品質(zhì)指標的檢測結(jié)果統(tǒng)計Table 3 Statistics of storage quality indexes of wheat

3.7 苯并芘及真菌毒素限量指標

真菌毒素是真菌在生長繁殖過程中產(chǎn)生的次生有毒代謝產(chǎn)物。小麥儲藏過程中也會受到不同種類真菌的污染，產(chǎn)生較多種類的真菌毒素，常見的有黃曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素、赭曲霉毒素等，因此，儲存期間真菌的侵襲，也是影響存儲小麥品質(zhì)劣變的原因之一。

由于夏季日曬較長，午后陽光照耀的倉體會吸收部分熱量，入夜后再將熱量散發(fā)出來，增加西南兩側(cè)糧堆溫度，為微生物及真菌的生長提供有利條件，進而影響儲糧品質(zhì)，本研究特地對正南向及西向靠近倉壁側(cè)樣品及集合樣品進行了致癌物苯并芘及真菌毒素（黃曲霉毒素B1（AFB1）、黃曲霉毒素B2（AFB2）、黃曲霉毒G1（AFG1）、黃曲霉毒素G2（AFG2）、玉米赤霉烯酮（ZEN）、嘔吐毒素（DON）、赭曲霉毒素A（OTA））的檢測，以檢驗儲糧環(huán)境對儲糧品質(zhì)的影響，結(jié)果如表4所示。

從表4可知，檢測真菌毒素及苯并芘含量均在限量指標內(nèi)，其中AFG1、ZEN、OTA均未檢出；AFB1、AFG2在不同位置有極少量的檢出，數(shù)值極小，在此忽略不計；DON、AFB2、苯并芘等雖均有檢出，但其檢出值也均遠小于限量指標值，在此也忽略不計。但在正南向距倉壁0.3 m，距糧面1.5 m，DON的檢出量為849.4 ug/kg，僅次于其限量指標1 000 ug/kg，再結(jié)合本文3.4節(jié)“雜質(zhì)含量”的檢測結(jié)果（如圖2所示）可知正南向距倉壁0.3 m處為雜質(zhì)集聚區(qū)，此處小麥籽粒表面的真菌毒素數(shù)量變化較明顯，非雜質(zhì)區(qū)則趨于穩(wěn)定狀態(tài)。而雜質(zhì)聚集區(qū)的微生物生長受外界溫、濕度的影響較大[23]，因此，推測由于氣膜球形倉隔熱保溫性能良好，雖受陽光直射最強的區(qū)域，倉內(nèi)環(huán)境變化也不明顯，有效抑制了真菌的生長和繁殖，未造成真菌毒素及苯并芘的污染，很好地保持儲存狀態(tài)穩(wěn)定。

表4 小麥糧堆不同取樣點的真菌毒素和苯并芘含量Table 4 Fungal toxin and benzopyrene contents at different sampling points

表5 小麥真菌毒素和污染物限量指標[21-22]Table 5 Fungal toxins and pollutant indexes of wheat

4 結(jié)論

根據(jù)小麥各項指標檢測可知，小麥在球形倉內(nèi)近三年的儲藏，其各項指標均完全達到儲藏指標要求，糧情穩(wěn)定。由此說明球形倉具有良好的隔熱保溫性能，能有效抑制害蟲繁殖活動，確保儲糧品質(zhì)。能夠做到在一個儲糧周期內(nèi)采用兩次降溫通風(fēng)，不使用化學(xué)藥劑熏蒸也能安全度夏。

氣膜球形倉屬于高儲糧堆倉型，對下層取樣存在困難。本研究在針對質(zhì)量、品質(zhì)、毒素等指標進行探討的過程中，所采用的樣品皆為人工可扦樣區(qū)域采集的樣但因樣品數(shù)量有限，需增加樣品數(shù)量和檢測頻率，以提高氣膜球形倉儲藏小麥期間相應(yīng)指標變化規(guī)律研究以準確性。