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        氧氣濃度對(duì)稻谷脂肪酸值的影響研究

        2023-10-08 07:10:20王彩玲田帥東王慧強(qiáng)張萬(wàn)靈高國(guó)林
        現(xiàn)代食品 2023年15期
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)

        ◎ 王彩玲,田帥東,王慧強(qiáng),張萬(wàn)靈,高國(guó)林

        (杭州市糧食收儲(chǔ)有限公司南星橋分公司,浙江 杭州 310000)

        糧食問(wèn)題關(guān)乎國(guó)家長(zhǎng)治久安,我國(guó)人口眾多,解決好吃飯問(wèn)題,始終是治國(guó)理政的頭等大事。21 世紀(jì)以來(lái),我國(guó)糧儲(chǔ)行業(yè)的儲(chǔ)藏方式和儲(chǔ)藏理念發(fā)生了較大變化。我國(guó)的儲(chǔ)糧體系正由傳統(tǒng)儲(chǔ)糧向綠色儲(chǔ)糧發(fā)展,管理模式也正由粗放型倉(cāng)儲(chǔ)管理向精細(xì)化倉(cāng)儲(chǔ)管理發(fā)展[1]。杭州市糧食收儲(chǔ)有限公司南星橋分公司也緊跟時(shí)代潮流,積極應(yīng)用準(zhǔn)低溫儲(chǔ)糧、充氮?dú)庹{(diào)等綠色儲(chǔ)糧技術(shù)。儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的生命活動(dòng)離不開(kāi)環(huán)境空氣,改變環(huán)境空氣的組成和濃度可以影響生物的生命活動(dòng),這也是充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)的原理依據(jù)。相較于傳統(tǒng)熏蒸儲(chǔ)糧模式,充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧作為一項(xiàng)綠色儲(chǔ)糧技術(shù)具有明顯優(yōu)勢(shì)。氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧是通過(guò)向糧堆中充入氮?dú)?,改變?chǔ)糧生態(tài)環(huán)境,抑制蟲(chóng)霉發(fā)展,減緩糧食儲(chǔ)存品質(zhì)變化[2]。郭嘯天等[3]發(fā)現(xiàn),在120 d 儲(chǔ)藏期內(nèi),充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)藏可有效延緩粳稻谷品質(zhì)劣變,且儲(chǔ)藏環(huán)境中氮?dú)鉂舛仍礁撸Ч胶?。元世昌等[4]發(fā)現(xiàn),氮?dú)鈿庹{(diào)可抑制脂肪酸的生成,延緩優(yōu)質(zhì)稻的品質(zhì)劣變。張海青等[5]指出,氮?dú)鉂舛乳L(zhǎng)久保持在90%~95%可實(shí)現(xiàn)抑制害蟲(chóng)滋生的目標(biāo),儲(chǔ)糧品質(zhì)指標(biāo)變化較緩,并可有效降低氣調(diào)能耗。趙斌杰等[6]指出,在交替充氮的儲(chǔ)藏條件下,稻谷經(jīng)過(guò)最初脂肪酸值快速升高階段之后,利用溫控技術(shù)降低糧溫能有效減慢稻谷脂肪酸值的升高速度。

        脂肪酸值能反映稻谷在儲(chǔ)存過(guò)程中脂肪氧化分解和水解為游離脂肪酸的程度,是評(píng)價(jià)在安全儲(chǔ)存水分和正常儲(chǔ)存條件下稻谷的儲(chǔ)存品質(zhì),指導(dǎo)稻谷儲(chǔ)存和適時(shí)出庫(kù)的重要指標(biāo)之一。脂肪酸值越高,稻谷儲(chǔ)存品質(zhì)越低。地下庫(kù)溫度恒定在18 ℃,濕度維持在75%,在相同條件下,與地面庫(kù)相比地下庫(kù)稻谷更易出現(xiàn)脂肪酸值急劇升高的情況。針對(duì)此類情況,本文對(duì)稻谷儲(chǔ)存的氧氣濃度條件進(jìn)行了研究,為科學(xué)指導(dǎo)稻谷儲(chǔ)藏工作提供依據(jù),確保儲(chǔ)糧安全。

        1 材料與方法

        1.1 材料與倉(cāng)房

        選用2021 年收購(gòu)的同批次早秈稻谷、晚秈稻谷進(jìn)行實(shí)驗(yàn),入庫(kù)后儲(chǔ)存形式為麻袋包裝堆垛,存放在地下庫(kù)0D1、0D2、0D4-3、0D4-4。入庫(kù)稻谷基本信息指標(biāo)見(jiàn)表1。

        表1 稻谷入庫(kù)指標(biāo)表

        1.2 儀器與設(shè)備

        DYN-250-39 變壓吸附制氮機(jī):杭州鼎岳空分設(shè)備有限公司;Dr?ger X-am 5000 氣體檢測(cè)儀:德?tīng)柛襻t(yī)療設(shè)備(上海)有限公司;糧情測(cè)控系統(tǒng):浙江中控信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司;PVC 聚氯乙烯塑料:張家港市錦瑞新包裝材料有限公司;BLH-5601 錘石旋風(fēng)磨:浙江伯利恒儀器設(shè)備有限公司;THU35C 大型礱谷機(jī):佐竹機(jī)械(蘇州)有限公司;ZWF-110X30 恒溫水浴振蕩器:上海智城分析儀器制造有限公司。

        1.3 實(shí)驗(yàn)方法

        1.3.1 稻谷充氮?dú)庹{(diào)處理

        4 個(gè)稻谷貨位進(jìn)倉(cāng)完成后套膜密閉,為保證后期實(shí)驗(yàn)進(jìn)度一致,對(duì)4 個(gè)貨位進(jìn)行充氮?dú)庹{(diào),氧氣濃度均保持在2%以下2 個(gè)月時(shí)間,進(jìn)行預(yù)先殺蟲(chóng)處理,使稻谷處于相同的蟲(chóng)情條件下。殺蟲(chóng)完畢后,揭開(kāi)膜套使貨位灌入空氣,使4 個(gè)貨位達(dá)到一定的氧氣濃度。早秈稻谷:對(duì)照組0D1 氧氣濃度保持在5%以下,實(shí)驗(yàn)組0D2 氧氣濃度保持在15%以上;晚秈稻谷:對(duì)照組0D4-3 氧氣濃度保持在5%以下,實(shí)驗(yàn)組0D4-4 氧氣濃度保持在15%以上。

        1.3.2 氧氣濃度檢測(cè)及溫濕度檢測(cè)

        每半個(gè)月利用手持式測(cè)氧儀(設(shè)備進(jìn)行資質(zhì)機(jī)構(gòu)檢定)對(duì)4 個(gè)實(shí)驗(yàn)糧堆內(nèi)的氧氣濃度進(jìn)行檢測(cè)記錄,當(dāng)出現(xiàn)氧氣濃度升高的情況時(shí)及時(shí)補(bǔ)氣,確保實(shí)驗(yàn)貨位膜內(nèi)氧氣濃度在設(shè)定值的±1%以內(nèi)。每周利用糧情檢測(cè)系統(tǒng)(設(shè)備進(jìn)行資質(zhì)機(jī)構(gòu)檢定)進(jìn)行溫濕度檢測(cè),判斷實(shí)驗(yàn)貨位是否出現(xiàn)異常糧情。

        1.3.3 稻谷脂肪酸值測(cè)定

        稻谷脂肪酸含量參照國(guó)標(biāo)《稻谷儲(chǔ)存品質(zhì)判定規(guī)則》(GB/T 20569—2006)中的方法測(cè)定,重復(fù)檢測(cè)2次。每2 個(gè)月對(duì)實(shí)驗(yàn)貨位進(jìn)行定點(diǎn)抽樣檢驗(yàn),檢測(cè)脂肪酸值變化情況并記錄,檢驗(yàn)用到的計(jì)量設(shè)備均進(jìn)行資質(zhì)機(jī)構(gòu)檢定。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程影響因素控制情況

        2.1.1 稻谷樣品控制

        早秈稻谷從農(nóng)戶處直接收購(gòu),相同地塊同批次收割烘干,處理?xiàng)l件基本一致,即代表實(shí)驗(yàn)起點(diǎn)完全一致;晚秈稻谷為同批次招標(biāo)采購(gòu),實(shí)驗(yàn)起點(diǎn)大體上一致。

        2.1.2 溫濕度控制

        4 個(gè)稻谷貨位入庫(kù)糧溫為20 ℃,地下庫(kù)為準(zhǔn)低溫環(huán)境,長(zhǎng)期保持在18 ℃,實(shí)驗(yàn)貨位糧溫受倉(cāng)溫影響逐漸降低。4 個(gè)貨位在入倉(cāng)2 個(gè)月后糧溫逐漸穩(wěn)定在18 ℃,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有效控制各貨位糧溫。利用除濕機(jī)保持4 個(gè)倉(cāng)庫(kù)貨位濕度在70%~80%。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中未出現(xiàn)溫濕度大幅度變動(dòng)情況,糧食溫度保持在(18±1)℃,倉(cāng)庫(kù)濕度維持在(75±5)%,屬于理想的溫濕度控制情況。

        2.1.3 氧氣濃度控制

        4 個(gè)稻谷貨位入庫(kù)后主要依靠膜套的氣密性控制氧氣濃度,采用六面封密閉套膜以有效控制膜內(nèi)氧氣濃度。對(duì)4 個(gè)貨位氣密性進(jìn)行檢測(cè),膜套壓力為-300 ~-150 Pa,0D1、0D2、0D4-3、0D4-4 的 壓力半衰期分別為1 245 s、1 230 s、1 097 s、1 250 s,膜套的氣密性非常好。隨后對(duì)4 個(gè)貨位進(jìn)行充氮?dú)庹{(diào),膜內(nèi)氧氣濃度維持在1.7%并保持2 個(gè)月,理論上可殺死各種害蟲(chóng)的所有蟲(chóng)態(tài)。殺滅害蟲(chóng)后貨位內(nèi)灌入適量空氣,使0D1、0D4-3 貨位的膜內(nèi)氧氣濃度維持在4.8%并長(zhǎng)期保持,使0D2、0D4-4 貨位的膜內(nèi)氧氣濃度維持在15.2%并長(zhǎng)期保持,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中未出現(xiàn)氧氣濃度大幅度變動(dòng)情況,各實(shí)驗(yàn)貨位氧氣濃度均得到有效控制。但在儲(chǔ)藏期間,膜內(nèi)氧氣濃度控制在15%左右的2 個(gè)貨位均出現(xiàn)了害蟲(chóng)活動(dòng),考慮為其他蟲(chóng)害貨位交叉感染導(dǎo)致,在以后的保管工作中要加強(qiáng)此方向的管理。

        2.2 稻谷脂肪酸值變化

        2.2.1 不同氧氣濃度對(duì)早秈稻谷脂肪酸值的影響

        由圖1 可知,隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng),2 個(gè)貨位早秈稻谷的脂肪酸值整體上呈上升趨勢(shì)。對(duì)照組0D1 在10 月高溫季節(jié)出現(xiàn)脂肪酸值不正常上升,考慮為實(shí)驗(yàn)誤差導(dǎo)致,不影響整體趨勢(shì)(脂肪酸測(cè)定時(shí)影響因素很多,且雙實(shí)驗(yàn)允許誤差為2 mg/100 g)。整體來(lái)說(shuō),經(jīng)過(guò)18 個(gè)月的儲(chǔ)存,對(duì)照組膜內(nèi)氧氣濃度控制5%左右的0D1 和實(shí)驗(yàn)組膜內(nèi)氧氣濃度控制15%左右的0D2,早秈稻谷的脂肪酸值分別上升了6.5 mg/100 g 和4.2 mg/100 g,實(shí)驗(yàn)組品質(zhì)劣變明顯低于對(duì)照組。

        圖1 儲(chǔ)存期間早秈稻谷脂肪酸值變化規(guī)律圖

        2.2.2 不同氧氣濃度對(duì)晚秈稻谷脂肪酸值的影響

        由圖2 可知,隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng),2 個(gè)貨位晚秈稻谷的脂肪酸值均呈上升趨勢(shì)。對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組均出現(xiàn)數(shù)據(jù)波動(dòng),原因與早秈稻谷基本一樣。整體來(lái)說(shuō),經(jīng)過(guò)18 個(gè)月的儲(chǔ)存,對(duì)照組膜內(nèi)氧氣濃度控制5%左右的0D4-3 和實(shí)驗(yàn)組膜內(nèi)氧氣濃度控制15%左右的0D4-4,晚秈稻谷的脂肪酸值分別上升了5.3 mg/100 g和2.8 mg/100 g,實(shí)驗(yàn)組品質(zhì)劣變明顯低于對(duì)照組。

        圖2 儲(chǔ)存期間晚秈稻谷脂肪酸值變化規(guī)律圖

        3 結(jié)論

        在對(duì)稻谷進(jìn)行完全殺蟲(chóng)后,不考慮蟲(chóng)害交叉感染情況,儲(chǔ)存條件一致時(shí)15%的氧氣濃度比5%更能延緩地下庫(kù)稻谷品質(zhì)的劣變。但在實(shí)際的倉(cāng)儲(chǔ)工作中,地下庫(kù)的糧溫恒定在18 ℃左右,冬季不需要揭膜通風(fēng)降溫,膜套氣密性非常好的稻谷貨位在殺蟲(chóng)后不進(jìn)行揭膜放氣,導(dǎo)致糧食長(zhǎng)期處于低氧狀態(tài),加快了稻谷品質(zhì)劣變。

        目前,脂肪酸值的檢測(cè)沒(méi)有大型分析儀器方法,幾乎不可能檢測(cè)出樣品的真值,因此本實(shí)驗(yàn)中脂肪酸值測(cè)定結(jié)果存在誤差。此外,操作人員的熟練度和主觀判斷、扦樣均勻性、樣品粉碎粒度、振蕩提取、環(huán)境溫度和滴定液等也是實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在誤差的原因。因此,在以后的脂肪酸值檢測(cè)工作中,應(yīng)避免人為因素造成的實(shí)驗(yàn)誤差,開(kāi)發(fā)檢測(cè)脂肪酸真值的新方法。

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