稻谷產地分層通風對儲糧品質的影響

　　[摘要]新收獲稻谷由于水分及溫度高，入倉儲藏時會發生霉變、蟲害等，影響儲糧品質，因此需要降低稻谷入倉前的含水量及溫度。研究發現利用分層通風可顯著降低稻谷水分含量，改善稻谷品質，其中出糙率上升15.1%，整精米率上升10.3%，爆腰增率相比室溫儲藏稻谷下降了3.0%。通風作業可以減少稻谷表面霉菌數量，從4.6×104 CFU/g下降至5×103 CFU/g，且脂肪酸值上升程度及色度變化程度顯著減小，降低了因稻谷霉變、黃變而產生的損耗。分層通風對稻谷有降水作用，同時能夠改善稻谷品質，有利于稻谷的儲藏、加工與銷售。

　　[關鍵詞]稻谷;分層通風;品質

　　《中國稻米》(雙月刊)創刊于1994年，是旨在為稻與米的生產、科技發展和消費服務的全國性綜合性雜志，由中國水稻研究所主辦，全國農業技術推廣服務中心等協辦，農業部主管，現為雙月刊。

　　我國糧食產量一直穩居世界第一，糧食與社會穩定、人民生活質量和國家經濟安全息息相關，糧食產量和質量問題至關重要[1]。國家農業部統計數據顯示，全國農戶儲糧損失率達8%以上，鼠害、霉變和蟲害是造成農戶儲糧損失的主要原因[2]。長期以來，農民主要通過傳統曬糧方式對糧食進行干燥，由于這種干燥方式受到曬場、天氣的制約，糧食可能會出現霉變、發芽問題，造成糧食數量和質量的損失[3]。同時，隨著我國農村土地流轉的加速和農業機械化程度的提高，糧食產量持續上升，加之產地烘干設備落后，烘干能力嚴重不足，高水分糧食難以及時降水，非常容易造成糧食采后霉變、蟲害和發芽等問題，增大儲糧損失[4]。國家儲備糧庫和地方儲備糧庫在倉儲管理時通常要考慮糧情檢測、智能通風、低劑量環流熏蒸等方面工作，而稻麥產地的就地烘干，儲藏過程中通風降溫、降水、低劑量環流熏蒸的工藝效果不理想，不能對農村大批量產地收獲的高水分潮糧及時進行處理。目前國內糧食烘干主要使用混流或順流干燥機等設備，干燥介質溫度過高，導致糧食爆腰率增加，整精米率降低，極大影響糧食加工食用品質，且干燥能耗大、費用高，增大成本從而降低了經濟效益[5]。

　　針對上述背景技術中存在的問題，課題組結合多年積累的技術和經驗及我國的氣候特點，設計開發了一種適合我國國情的多功能烘儲倉。該倉具有以下優點：可以降低糧溫、降水;降水速率平緩均勻，無死角;干燥過程綠色無污染;操作過程簡便，節省人力、節約能源;低溫通風干燥使稻谷爆腰率降低，出糙率和整精米率提高;米質優、品嘗評分值高，延緩了品質劣變。

　　本實驗將新收獲稻谷于多功能烘儲倉中進行分層通風作業，降低稻谷水分、溫度，從而達到提高稻谷品質的目的，并對比研究了室溫儲藏下稻谷品質的變化，旨在優化稻谷產地分層通風工藝，提高稻谷產量與質量。

　　1 材料與方法

　　1.1 材料與設備

　　粳稻谷：京優一號，于2018年江蘇省宿遷市泗洪縣新收獲，初始水分含量濕基22.4±0.5%。

　　多功能烘儲倉(高7m，直徑10m)：自主開發研制的稻麥多功能烘儲倉，倉體中部和下部分別設有風道;電熱鼓風干燥箱：上海蘇進儀器設備廠;礱谷機(BLH-3250)、精米機(BLH-3100)：浙江伯利恒儀器設備有限公司;容重器(HGT-1000A)：成都一科儀器設備有限公司;扦樣器(LBH-1800W)：臺州慧糧糧儀廠;高速萬能粉碎機：天津市泰斯特儀器有限公司;美能達分光測色儀(CM-5)：柯尼卡美能達公司。

　　1.2 試驗方法

　　1.2.1 試驗區

　　江蘇省農業科學院泗洪稻麥科技綜合示范基地位于泗洪縣石集鄉，緊鄰通湖大道，交通運輸便利。泗洪稻麥科技綜合示范基地由江蘇省農業科學院農業資源與環境研究所管理運營，主要用于新品種、新技術、新裝備創新研發、集成示范和熟化配套，基地基礎設施高標準配套，展示形象良好;裝備配套齊全，具備項目實施條件。泗洪縣位于江蘇省北部，是重要的產糧大縣，符合實驗要求。

　　1.2.2 通風方法

　　在多功能烘儲倉中、下部分別設置風機，風機可變換通風方式。前期中、下部風機同時采用壓入式通風，中、下層風速較大，對中、下層稻谷降水明顯;待中、下層稻谷水分下降一定程度后，將中部風機關閉，下部風機改為吸出式通風，可以防止下部稻谷過干，并加快上層稻谷降水速率;待上層稻谷水分下降一定程度后，將中部風機設置成壓入式通風，并保持下部風機為吸出式通風，使糧倉中層稻谷降水效果明顯。每隔5d，在上、中、下3層分別扦取樣品測定水分含量，隨機取樣測定稻谷品質變化，同時，將未入倉的稻谷在相同溫濕度情況下放置相同天數進行對照研究。

　　1.2.3 糧倉溫、濕度測定

　　在糧倉中設置溫濕度計，每天相同時間點觀察溫度、濕度變化情況。

　　1.2.4 稻谷水分測定

　　按GB/T 14489.1-2008[6]執行

　　1.2.5 稻谷加工品質測定

　　稻谷出糙率的測定按GB/T 5495-2008[7]執行。稻谷整精米率測定按GB/T 21719-2008[8]執行。稻谷爆腰率測定，則需將稻谷礱谷去殼后挑選100粒糙米置于玻璃器皿上，用聚光燈在玻璃器皿下面照射糙米[9]，觀察裂紋數目，重復實驗三次，結果取平均值。

　　1.2.6 稻谷容重測定

　　按GB/T 5498-2013[10]執行。

　　1.2.7 稻谷霉菌計數測定

　　按GB 4789.15-2016[11]執行。

　　1.2.8 稻谷脂肪酸值測定

　　按GB/T 20569-2006[12]執行。

　　1.2.9 稻谷色度測定

　　用CM-5 美能達分光測色儀測定稻谷表面顏色，記錄結果為L*值、a*值、b*值，重復實驗三次，結果取平均值。

　　1.3 數據處理

　　采用Origin 8.5統計數據，進行分析并作圖。

　　2 結果與分析

　　2.1 稻谷水分變化

　　分層通風稻谷與室溫儲藏稻谷水分的變化如表1所示，經通風作業后稻谷水分大幅、均勻降低，從初始水分22.4%降至16.9%左右，達到稻谷儲藏安全水分，降水程度為室溫儲藏對照組的2.9倍，室溫儲藏的稻谷水分雖有降低，但降低程度較小，且因高水分，會導致稻谷品質劣變，引起霉菌滋生。在前10d，由于中、下部風機為壓入式通風，因此中、下層稻谷降水效果明顯，分別降低了3.4%、4.0%;在10～20d，中部風機關閉，下部風機為吸出式通風，上層稻谷水分下降2.8%;在20～30d，中部風機為壓入式通風，下部風機為吸出式通風，使中層稻谷水分降低2.0%。結果表明多功能烘儲倉可以顯著降低倉體內各部分稻谷水分，且降水效果均勻、緩速，由此可見該倉體具有良好的降水保質作用。

　　2.2 稻谷加工品質變化

　　加工品質直接影響稻谷的商用價值，加工品種包括出糙率、整精米率等指標，出糙率是指稻谷脫殼后，完善粒糙米所占凈稻谷試樣質量的百分率，整精米率是指整精米占凈稻谷試樣質量的百分率[13]。稻谷通風作業期間加工品質變化情況如圖1所示，可以發現通風作業和室溫儲藏的稻谷加工品質都有提高，其中，分層通風后稻谷出糙率上升15.1%，整精米率上升10.3%;室溫儲藏的稻谷出糙率上升8.2%，如圖(a)所示，整精米率上升5.2%，如圖(b)所示，稻谷加工品質的提高可能是因為水分降低，從而提高了稻谷的耐磨性。但稻谷經分層通風作業后的加工品質比室溫儲藏的稻谷上升顯著，可能是因為稻谷經分層通風作業后水分下降更明顯，從而顯著提高了稻谷耐磨性。稻谷水分急劇下降會引起稻谷品質的下降，由于分層通風的降水效果均勻，降水速度緩慢，因此不會對稻谷加工品質產生不良影響。結果表明多功能烘儲倉分層通風作業可以有效提高稻谷加工品質，具有良好的保質作用，能夠提高稻谷的商用價值。

　　2.3 稻谷爆腰增率變化

　　米粒上有橫向裂紋，稱為爆腰。爆腰米粒占試樣的百分率，稱為爆腰率。氣候干旱、病害、過遲收獲、機械打擊、劇烈撞擊、高水分稻谷受到急劇的干燥或急劇的冷卻，以及受潮吸濕時米粒內部與表面收縮膨脹不平衡等都可使稻谷爆腰，稻谷爆腰會對稻谷加工品質、產量及商用價值產生有害影響[14]。稻谷分層通風期間爆腰增率變化情況如圖2所示，其中，分層通風后稻谷爆腰增率為3%，室溫儲藏后稻谷爆腰增率為6%，可以發現分層通風作業后，稻谷爆腰增率顯著低于室溫儲藏的稻谷，可能是因為分層通風可以使稻谷水分均勻下降，從而降低了稻谷爆腰增率，而室溫儲藏的稻谷由于初始水分較高，可能使稻谷軟化，從而增加了爆腰率。結果表明，相較于室溫儲藏，多功能烘儲倉分層通風作業可以提高稻谷品質。

　　2.4 稻谷容重變化

　　單位容積內稻谷的質量稱為容重，容重是評定稻谷品質的重要指標。稻谷容重與稻谷品種、類型、成熟程度、水分及含雜質量等有關。籽粒飽滿、均勻度高、表面光滑無芒、粒形短圓及相對密度大的稻谷容重較大，反之，則較小。稻谷機械通風作業期間稻谷容重變化情況如圖3所示，其中，機械通風作業的稻谷容重從588g/L下降至556g/L，室溫儲藏的稻谷容重從588g/L下降至570g/L，可能是由于通風作業期間稻谷水分下降明顯，從而降低了稻谷的容重。

　　2.5 稻谷霉菌變化

　　霉菌主要分布在稻谷顆粒表面，通過測定稻谷表面霉菌計數可以反映稻谷受霉菌污染的情況。新收獲稻谷由于水分含量較高，田間微生物活性高，容易受到霉菌污染，因此急需對新收獲稻谷進行降水調質處理。稻谷分層通風期間霉菌計數的變化情況如圖4所示，其中，分層通風作業的稻谷表面霉菌計數從4.6×104CFU/g下降至5×103CFU/g，室溫儲藏的稻谷表面霉菌計數從4.6×104CFU/g上升至6.6×104CFU/g，這是因為分層通風作業可以顯著降低稻谷含水率，同時還可以降低稻谷堆溫度，從而能夠抑制稻谷表面霉菌生長，而室溫儲藏的稻谷含水率較高，有利于稻谷表面霉菌生長，也可能因為稻谷水分活度的差異，導致稻谷表面霉菌生長情況不同。根據稻谷表面霉菌計數的結果，發現多功能烘儲倉分層通風作業可以顯著改善稻谷儲藏品質，提高稻谷商用價值。

　　2.6 稻谷脂肪酸值變化

　　稻谷脂肪酸值是分析稻谷品質的重要指標之一。通過測定稻谷脂肪酸值可以有效地判斷稻谷品質的變化情況，反映稻谷代謝程度并推斷其是否宜存[18]。稻谷脂肪酸值變化情況如圖5所示，其中，分層通風作業的稻谷脂肪酸值從14mg KOH/100g上升至17mg KOH/100g，室溫儲藏的稻谷脂肪酸值從14mg KOH/100g上升至22mg KOH/100g，這是因為分層通風可以降低稻谷水分及溫度，抑制稻谷脂肪酶作用，從而能夠降低脂肪酸產量;室溫儲藏稻谷的脂肪酸值上升速度過快也可能是因為稻谷霉菌生長繁殖旺盛，提高了脂肪酸產量。根據結果可以發現多功能烘儲倉分層通風作業顯著改善了稻谷儲藏品質，降低了稻谷因品質劣變而產生的損失。

　　2.7 稻谷色度變化

　　稻谷通風作業期間色度變化如表2所示。色度L*代表樣品的明度，在[0，100]的范圍區間內變化，色度L*為0時，物體表現出黑色，色度L*為100時，物體表現出白色，ΔL*表示樣品明度的變化，ΔL*為正數表示樣品表面變亮，ΔL*為負數表示樣品表面變暗。由表2可知，稻谷在通風過程中，色度L*值降低，即ΔL*為負數，說明稻谷表面變暗，稻谷品質發生劣變。通風30d后稻谷色度L*降低1.19，室溫儲藏30d后稻谷色度L*降低2.17，可能是因為分層通風降低稻谷分水，抑制了霉菌生長，說明分層通風可以降低稻谷水分從而改善稻谷品質。

　　色度a*代表樣品的紅綠色度，在(-∞，+∞)的范圍區間內變化，色度a*為正值且數值越大代表樣品越紅，色度a*為負值且數值越大代表樣品越綠，Δa*為正值表示樣品表面偏紅，Δa*為負值表示樣品表面偏綠。由表2可以知，稻谷在通風過程中，色度a*值升高，即Δa *為正數，說明稻谷表面變得偏紅，稻谷品質發生劣變。通風30d后稻谷紅綠色度a *升高0.45，室溫儲藏30d后稻谷紅綠色度a*升高0.64，可能是因為稻谷初始水分較高，容易使稻谷發生霉變，從而導致稻谷紅綠色度a*都呈上升趨勢。