第六章谷物安全贮藏

谷物安全贮藏在不同时期的不同含义。谷物安全贮藏技术发展趋势。谷物安全贮藏概述

目前一页\总数四十一页\编于七点特点：以保持粮食品质为目的。在贮藏技术方面尽量避免化学药剂的使用，减少化学药剂对粮食的污染，保护消费者的健康。粮食贮藏时间比较短，流通较快。立筒仓储所占的比重大，储粮的机械化程度高。一、发达国家粮食贮藏现状目前二页\总数四十一页\编于七点熏蒸剂根据化学结构可分为：①卤代烷类如四氯化碳、二氯乙烷、二溴乙烷、甲基溴、氯化苦、二氯丙烷、二溴氯丙烷等。②硫化物如二硫化碳、硫酰氟、gy-81等。③磷化物如磷化铝等。④氰化物如氢氰酸、氰化钙等。⑤环氧化物如环氧丙烷、环氧乙烷等。⑥烯类如丙烯腈、甲基烯丙氯等。⑦苯类如邻二氯苯、对二氯苯、偶氮苯等。⑧其他如二氧化碳等。由于一些熏蒸剂的毒性、安全性或环保问题，现已禁用或即将淘汰。几十年来，虽然熏蒸剂的研究进展较慢，但是熏蒸剂是一种防治有害生物极为有效的手段，很难用其它方法替代。目前三页\总数四十一页\编于七点（一）美国1.粮食中气味和挥发性物质的研究，通过挥发物测定推断粮食是否生霉、长虫、品质变化的趋势，以采取相应的措施。2.粮害虫防治方法的研究，化学杀虫剂的使用受到限制。因为：造成环境污染（溴甲烷对臭氧层破坏）；在粮食残留。生物杀虫剂的研究开发。利用环境因素和自然因素的方法。首选生物方法，其次是物理方法，不得已采用化学方法。3.粮害虫防治专家系统的研究，专家系统使用方便，能使仓储管理人员在各种条件下作出正确的判断。如通风，杀虫，放气、除湿、降温等的条件时间问题都可从专家系统得到帮助。4.生物技术，利用生物技术，特别是基因工程在储粮害虫防治方面的应用（如不育基因的导入），耐贮藏粮食作物育种等。目前四页\总数四十一页\编于七点

（二）英国储粮新技术的研究重点在粮食微生物和CO2储粮方面。储粮水分活度－呼吸作用－霉菌－毒素形成的关系；气调和熏蒸对粮食微生物的影响。（三）澳大利亚近年来主要致力于气调储粮和熏蒸技术的研究。在气调储粮方面建立了不同谷物仓库中磷化氢浓度分布预测模型。成功的运用熏蒸系统，使磷化氢浓度在粮堆内的分布处于最佳状态，熏蒸的安全性增加，残留降低，费用也降低。储粮害虫对化学药剂的抗性研究较为深入。（四）加拿大粮食对CO2的吸附作用以及CO2气调储粮对粮食品质的影响。干燥方面研究干燥速度模型，干燥对粮食品质影响以及避免干燥过热的措施。目前五页\总数四十一页\编于七点二、中国粮食贮藏技术研究进展50年代初期，采用物理机械方法防治害虫50年代末，采用化学方法保藏稻谷、小麦60年代，应用塑料薄膜密封充N2缺氧保藏大米的方法70年代，用不同的装备和技术充N2和CO2

，缺氧贮藏技术得到进一步发展80年代，大城市发展低温储粮技术目前六页\总数四十一页\编于七点（一）仓储技术机械通风降水技术日趋完善，取得良好的经济社会效益。粮情计算机检测技术在全国推广使用。环流熏蒸技术日趋完善。气调储粮技术从单一的实用技术向机理研究的深度发展，不同气体配比的杀虫效果及其对粮食品质影响的研究。1998后投入巨资修建粮食贮藏仓库，机械化程度提高。研究露天储粮技术。如器材的选用和性能比较，露天囤垛熏蒸技术等。目前七页\总数四十一页\编于七点（二）储粮害虫防治仍以化学防治为主，特别是磷化氢的使用。但由于害虫对磷化氢的抗性越来越强，相比之下物理防治和生物防治是一个比较薄弱的环节。双低储粮是贮藏技术的重大贡献。储粮环境中较低的氧气浓度或较高的CO2浓度对磷化氢具有增效作用，即当O2浓度小于12%或CO2浓度大于4%时可提高磷化氢的杀虫效果。近年来采用磷化氢以外的熏蒸剂（如沼气，乙炔等），取得明显效果。目前八页\总数四十一页\编于七点三、贮藏技术发展趋势粮食贮藏目的：减少粮食损失，保持粮食品质(加工品质，营养品质，食用品质，种用品质等)，也成为未来粮食贮藏重点；保持粮食品质首选低温贮藏，未来粮食贮藏技术发展的趋势。但低温制冷所需投入较大；气调储粮具有无污染的特点和优势。但该方法对粮仓的密封性能要求较高；化学防治方法仍将在粮食贮藏中发挥重要作用，虽然化学防治有着不可避免的污染或残留；粮食的贮藏和运输将以散装为主，储运技术将向机械化和自动化的方向发展；辐射储粮虽在我国不普遍，但对未来粮食贮藏将有重要作用。目前九页\总数四十一页\编于七点第二节

粮食贮藏生态系统

生态系统的定义：把生物群体及其非生物的环境作为一个有机功能系统，包括能量和物质的循环。生物群体包括在一个特定区域的植物和动物。

生态系统是一个敞开体系，其中有能量和物质的不断进出。生态系统的边界可以是人为的。因此，一袋粮食、一个粮仓、一个粮库都可认为是一个生态系统。目前十页\总数四十一页\编于七点贮粮生态系统的组成围护结构：背景系统。籽粒：生物群落的主体，能量的来源。有害生物：影响贮藏稳定性及品质的重要因素。物理因子：与生物群落的变化演替密切相关。目前十一页\总数四十一页\编于七点贮粮生态系统的特点(与自然生态系统的区别)1.营养物质只减不增(一个有限资源)。粮食是粮堆生物群落的主体，在储藏过程中只能被动地受消费者及分解者的消耗，同时为维持自身生理活动须自我供应2.储粮生态系统受环境干扰大，生物量小，种群层次有限，食物链短，食物网简单，种群控制以非生物为主，故粮堆属于未成熟的生态系统。3.动植物的选择是人工的而不是自然的。储粮生态系统中有害生物受到人为控制，这是储粮生态系统的一个显著特点4.这个生态系统通常受到人类的控制，这种控制通常是外部的有目的的，而不是在天然生态系统中通过内部反馈控制的。储粮生态系统，由于强烈的人为活动干扰，在一般情况下处于非生态学稳定状态。目前十二页\总数四十一页\编于七点影响谷物贮藏稳定性的主要因素1、水分水分含量是影响贮藏稳定性的第一要素。水分含量影响到真菌的生长；粮堆不同部位水分含量的高低影响微生物的生长，高水分部位的微生物生长，导致新陈代谢，产生的水分和热量，会带来更大的危害；粮食是活的有机体，贮藏过程必须要有水分的存在，过低的水分对保持粮食品质不利，因此不能简单地把水看成导致粮食裂变的主要因素，必须对水存在的量和状态有全面的认识。目前十三页\总数四十一页\编于七点最高含水量与平均含水量的意义；粮食贮藏的最高安全水分与环境因素（湿度、温度等）、粮堆的水分均匀程度等有关；粮食的安全贮藏水分取决于谷物对水分的吸附滞后特性。目前十四页\总数四十一页\编于七点水分活度（食品的水分蒸汽压P与相同温度下纯水的蒸汽压Q的比值，Aw＝P/Q，其数值在0-1之间）。Aw与粮食品质劣变密切相关，这种关系比水分含量的关系更加密切，因为Aw不仅与微生物的繁殖有关，与粮食的自动氧化、褐变反应等也密切相关。目前十五页\总数四十一页\编于七点水分活度与粮食劣变速度示意图目前十六页\总数四十一页\编于七点2、温度

温度对酶促反应有直接的影响，谷物本身的呼吸作用对温度变化非常敏感（最适温度范围25-35℃），影响粮食害虫的生长，微生物的生长。在粮食体内的生化过程可进行温度范围之内，反应速率的变化可用温度系数表示(温度升高10℃，反应速率的增加值，Q10，2-2.5)。目前十七页\总数四十一页\编于七点影响谷物贮藏生态系统温度变化的外部因素。（太阳辐射、大气温度、地温、生物群落的呼吸作用）

太阳辐射引起贮粮围护结构的表层升温，围护结构的热能一部分返回大气，一部分以传导方式透过围护结构，传入粮堆内部；热空气可通过围护结构的洞、缝以较快的速度对流，引起粮温的升高；地温的变化对地下仓影响较大，对地上仓影响较小；微生物的大量繁殖可引起粮温的急剧升高，粮食本身的呼吸作用也可引起粮温的升高。目前十八页\总数四十一页\编于七点气温的日变、年变特点及其与仓温、粮温变化的关系。不同地理位置的影响；粮温的年变的最高和最低值一般较气温的年变推迟1-2个月；仓温的日变一般较气温的日变推迟1-4h。隔热条件好的粮仓受外界气温的变化影响较小；粮温的年变振幅：

钢板仓>露天堆垛>土圆仓>塔形仓>房式仓>地下仓目前十九页\总数四十一页\编于七点3、气体

氧化作用，可降低营养价值，甚至产生过氧化物等有毒物质，但对于生命体而言有是不可缺少的，所以应避免多余的氧的作用。呼吸作用（有氧呼吸和无氧呼吸）。呼吸作用强则有机物消耗大，造成粮食品质的下降，粮堆的呼吸作用是粮食、粮食微生物和贮粮害虫呼吸作用的总和。目前二十页\总数四十一页\编于七点呼吸作用（有氧呼吸和无氧呼吸）。有氧呼吸：活的粮食籽粒在游离氧存在的条件下，经过一系列酶的催化作用，有机物彻底氧化分解为CO2

和H2O，并释放能量的过程，它是粮食呼吸作用的主要形式。无氧呼吸：也称为缺氧呼吸，是在无氧或缺氧条件下进行的，氧化不完全，产生乙醇，类似于发酵作用；影响谷物籽粒呼吸作用的主要因素。（谷物种类、水分、温度、环境气体成分）C6H12O6+6O26CO2+6H2O+674KCal

C6H12O66C2H5OH+2CO2+28KCal目前二十一页\总数四十一页\编于七点粮食籽粒在储藏中的呼吸强度可作为粮食陈化与劣变速度的标准。呼吸强度增加，即营养物质消耗加快，劣变速度加速，储藏年限缩短。因此，粮食保鲜的基础：在储藏期间维持正常的、低水平呼吸强度、保持粮食储藏期间基本的生理活性。目前二十二页\总数四十一页\编于七点影响食粮籽粒在储藏过程中呼吸作用的因素：

1、粮食种类

胚/籽粒比例大的粮种呼吸作用强。如玉米的呼吸强度高于小麦。未熟粮粒较完熟粮粒的呼吸作用强。当年新粮比隔年陈粮呼吸作用旺盛。破碎籽粒较完整的籽粒呼吸强度高。带菌量大的粮食较带菌量小的粮食呼吸能力强。2、水分水是粮粒呼吸过程中一切生化反应的介质。随着水分的增加，粮、油籽粒呼吸强度升高。3、温度在一定范围内，呼吸作用随温度的上升而增强，当温度上升到一定的程度以后，呼吸作用会随温度的上升而显著下降。一般谷物的温度上限为45~55℃。目前二十三页\总数四十一页\编于七点水分与温度的关系

水分与温度是影响粮食呼吸作用的主要因素，二者相互制约：

0~10℃：水分对呼吸作用影响较小。

>13~18℃：水分对呼吸作用明显。因此，在低温时水分较高的粮食也能安全储藏。如在我国东北及华北地区，冬季气温很低，高水分玉米(25%)也可短期安全储藏。夏季气温回升时，必须降水(干燥)才能安全储藏北京大米度夏安全水分为13.5%，而气温较高的上海就必须控制在12.0%才能过夏，而现在低温或准低温储藏大米，水分可高达15%。目前二十四页\总数四十一页\编于七点水分与温度的关系同样，水分较低时温度对呼吸的影响不明显，当温度升高时，温度所引起的的呼吸强度变化非常激烈。人们从实践中总结出来的粮食安全水分值称作粮食贮藏安全水分。一般禾谷类粮食的安全水分是以温度为0℃时，水分安全值18%为基点。温度每升高5℃，安全水分降低1%。目前二十五页\总数四十一页\编于七点谷物贮藏过程中主要组分的变化蛋白质

碳水化合物

脂质挥发性物质酶

目前二十六页\总数四十一页\编于七点蛋白质组分贮藏前5℃贮藏5个月25℃贮藏5个月35℃贮藏5个月清蛋白（%）0.300.380.250.18球蛋白（%）0.670.570.590.45醇溶蛋白（%）0.250.140.080.13谷蛋白（%）5.254.904.813.74不溶性蛋白（%）l.681.87l.983.1l蛋白提取率（%）79.376.174.359.0大米密闭贮藏过程中Osborne蛋白质溶解性变化目前二十七页\总数四十一页\编于七点量的变化不明显，但性质变化，主要表现在粘性下降，糊化温度升高，吸水率增加，碘蓝值明显下降等。淀粉性质的变化(淀粉水解导致还原糖含量上升，热水不溶性直链淀粉含量上升，这可能与脂肪酸的相互作用、分子间聚合等因素有关)

目前二十八页\总数四十一页\编于七点氧化与水解；与水分含量的关系（高水分，水解为主，低水分，氧化为主）；影响酸败的主要因素。

原料质量；加工条件；贮藏条件；气体；抑制剂脂类物质目前二十九页\总数四十一页\编于七点挥发性物质：新米，硫化物，少量羰基化合物，陈米，高沸点的醛类化合物，如正戊醛和正己醛，影响到米饭的香味；酶：粮食籽粒活性降低时，与呼吸作用有关的酶活性降低，水解酶类活性升高；酶活性的变化与贮粮安全性有关，与种子生命力有关。目前三十页\总数四十一页\编于七点微生物引起的发热与霉变

引起粮堆发热的因素(主要由微生物的生长繁殖导致)。粮堆发热的判断（通过比较粮温和仓温）。粮堆发热出现的条件、时间与粮食质量和贮藏环境的关系（1、粮质过差，水分转移；2、虫、螨高度聚集；3、温差导致结露；4、环境温度升高时，粮食水分越高，越易发热）。目前三十一页\总数四十一页\编于七点粮食霉变的阶段：初期霉变、生霉阶段、霉烂阶段。霉变与发热的关系：发热的继续会导致霉变，但粮食发热不一定导致霉变。霉变往往伴随着发热。粮食霉变与加工品质、食用品质、种子生命力的关系（粮食的变色和变味，粮食发芽率下降，食用品质下降）。粮食霉变导致的品质变化：1、质量损耗；2、脂肪酸增加；3、总酸度升高；4、蛋白氮含量下降；5、组织松散易碎、工艺品质下降目前三十二页\总数四十一页\编于七点发热霉变的预防：做好入仓前的准备工作，包括空仓消毒，杀虫，完善仓房结构；把好粮食入库关，做到干、饱、净；做好贮藏管理工作，保证水分在安全水分以下，合理通风，适时密闭；定期做好粮食贮藏劣变指标的测定，及时处理。目前三十三页\总数四十一页\编于七点谷物贮藏技术

机械通风通风的目的：使谷物温度保持一致，并降低到安全标准以下。通风的作用：使谷物水分平衡，降温，消除不良气味，有利于熏蒸剂的使用，消除干燥以后的余热。目前三十四页\总数四十一页\编于七点密闭密闭的目的：减少粮食与外界空气的接触，避免外温外湿和害虫的感染。密闭要求和密闭方式：水分在安全水分以下，各部分水分、温度基本一致、没有害虫、杂质少。包括整仓密闭和压差密闭。为了保持低温的密闭，应在外界气温回升以前进行，为了保持高温密闭杀虫，应在热粮进仓时进行。目前三十五页\总数四十一页\编于七点低温贮藏的理论依据（低温的作用：降低粮食的呼吸作用，抑制害虫和微生物的生长，增加粮食的耐贮藏性、有利于保持粮食品质）取得低温的方法（自然通风冷却，机械通风冷却）保持低温的方法和措施1、采用谷物冷却机维持低温。2、降温后的密闭。3、在低温干燥天气进仓检查，防止高温高湿侵入。4、防止结露。5、改建仓房，加强隔热。低温贮藏目前三十六页\总数四十一页\编于七点定义：在密闭的粮堆和气密库中，采用生物降氧和人工气调的方法改变正常大气中N2