糧食儲(chǔ)藏過程中 快速檢測(cè)技術(shù)研究

我國(guó)每年的糧食產(chǎn)量高達(dá)萬(wàn)億斤，絕大多數(shù)糧食都進(jìn)入到儲(chǔ)藏和流通環(huán)節(jié)中。在糧食儲(chǔ)藏過程中，因?yàn)閮?chǔ)藏時(shí)間比較長(zhǎng)，需要對(duì)糧食的水分、溫度、蟲害等進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)藏過程中存在的不利影響因素并加以解決，這是糧食儲(chǔ)藏工作中最為核心的內(nèi)容。糧食的常規(guī)檢測(cè)方式比較成熟，最終的檢測(cè)結(jié)果也比較準(zhǔn)確，但是耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)；精密檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)成本以及效率都非常高，但是需要工作人員具備非常強(qiáng)的操作技能。而快速檢測(cè)技術(shù)能夠?qū)ΤＲ?guī)檢測(cè)的缺點(diǎn)進(jìn)行克服，同時(shí)還具備耗時(shí)短、便捷性高、檢測(cè)成本低、無(wú)損檢測(cè)等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)被運(yùn)用到糧食檢測(cè)中。

一、糧食水分快速檢測(cè)技術(shù)

1.干燥法。通過調(diào)研了解到，干燥法是對(duì)于糧食作物中水分進(jìn)行快速檢測(cè)的常用方式之一，也就是說(shuō)，對(duì)高溫以及短時(shí)間最優(yōu)條件進(jìn)行設(shè)置，以此來(lái)檢測(cè)糧食作物含有的水分，尤其是將儲(chǔ)藏糧食放置在160℃溫度下并加熱10分鐘，獲取到的最終結(jié)果具有非常高的可信度。如果糧食作物的含水量在這樣的條件下還處在安全范圍內(nèi)，就可以繼續(xù)儲(chǔ)藏，反之則需要進(jìn)行晾曬或者烘干處理。

2.水浸懸浮法。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，水浸懸浮法的檢測(cè)原理就是浮力，也就是在容器中加入檢測(cè)樣本，之后將水也加入到容器中進(jìn)行浸泡，最后將樣品和容器同時(shí)放置在水中進(jìn)行稱量，這樣能夠?qū)悠分械母晌镔|(zhì)質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。相較于其他的水分檢測(cè)方式而言，水浸懸浮法的優(yōu)勢(shì)為檢測(cè)時(shí)間短、耗能少、精準(zhǔn)度高等，不過這種方式主要運(yùn)用于淀粉含量高的谷物檢測(cè)中，無(wú)法對(duì)其他糧食作物進(jìn)行檢測(cè)。

二、糧食氣體快速檢測(cè)技術(shù)

1.紅外吸收法。在紅外光譜區(qū)中，所有氣體分子都具有特征吸收峰，并且和吸收強(qiáng)度、濃度具有密切相關(guān)性。紅外輻射源能夠穿透被測(cè)氣體樣品，通過對(duì)譜線能量衰減量進(jìn)行測(cè)量，以此檢測(cè)出最終的氣體濃度。借助于紅外吸收法對(duì)糧食氣體進(jìn)行檢測(cè)，具有穩(wěn)定性高、響應(yīng)速度快、選擇性好等優(yōu)勢(shì)。

2.磷化氫氣體電子檢測(cè)儀。在熏蒸糧庫(kù)時(shí)最常使用的藥劑就是磷化鋁，該藥劑在潮濕環(huán)境下可以分解出磷化氫氣體。磷化氫氣體電子檢測(cè)儀的原理就是當(dāng)氣體進(jìn)入到電解池電極附近時(shí)會(huì)出現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)，從而改變電流，并對(duì)氣體濃度的變化情況進(jìn)行測(cè)定。這一檢測(cè)儀器具有操作方便、攜帶便利、準(zhǔn)確性高等優(yōu)勢(shì)，但是容易受到外部環(huán)境溫度、濕度的影響，而且工作環(huán)境附近不能出現(xiàn)磁場(chǎng)。

三、糧食微生物快速檢測(cè)技術(shù)

1.酶活性檢測(cè)。當(dāng)霉菌等微生物在糧食儲(chǔ)藏過程中活動(dòng)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)蛋白酶、過氧化氫酶以及淀粉酶等各種不同的酶類。這些酶的活性和微生物數(shù)量之間呈現(xiàn)出正比關(guān)系，通過對(duì)這些酶的活性變化進(jìn)行檢測(cè)，能夠在半小時(shí)之內(nèi)檢測(cè)到微生物最終的數(shù)量。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠防止死菌對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定影響，因?yàn)樗谰粫?huì)產(chǎn)生酶，因此不會(huì)對(duì)酶活性產(chǎn)生任何影響，而且便于操作、準(zhǔn)確性高，在操作過程中不需要無(wú)菌操作技術(shù)以及環(huán)境。不過，這種檢測(cè)方法不能對(duì)微生物種類進(jìn)行明確分辨。

2.電子鼻技術(shù)。電子鼻是通過對(duì)哺乳動(dòng)物的嗅覺進(jìn)行模仿，以此來(lái)鑒別環(huán)境中氣味的一種裝置，將這一技術(shù)運(yùn)用到糧食領(lǐng)域目前還處在試驗(yàn)階段。隨著糧食儲(chǔ)藏時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，促使發(fā)霉糧食揮發(fā)出的物質(zhì)濃度也隨之增大。當(dāng)這些物質(zhì)比較微量時(shí)，人們基本上是無(wú)法察覺到的，隨著其不斷積累才會(huì)揮發(fā)出刺鼻的氣味，那么這時(shí)儲(chǔ)藏的糧食也就出現(xiàn)問題了。而電子鼻技術(shù)就是對(duì)氣體成分進(jìn)行具體分析，在剛出現(xiàn)不良?xì)怏w時(shí)就發(fā)出警報(bào)，能防止糧食繼續(xù)腐爛。電子鼻具有精準(zhǔn)度高、檢測(cè)耗時(shí)短、操作便捷、人為因素干擾小等優(yōu)勢(shì)，但是需要在應(yīng)用之前對(duì)特征信號(hào)進(jìn)行提取并建模。

四、糧食溫度快速檢測(cè)技術(shù)

1.測(cè)溫電纜技術(shù)。測(cè)溫電纜的組成部分包括導(dǎo)線、熱敏電阻，測(cè)溫原理主要是熱敏電阻對(duì)于溫度變化較為靈敏，具有體積小、電阻大等優(yōu)勢(shì)。測(cè)溫電纜有助于針對(duì)糧食溫度形成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，但是只能對(duì)測(cè)溫點(diǎn)周邊的糧食溫度進(jìn)行檢測(cè)。

2.紅外測(cè)溫技術(shù)。當(dāng)自然界中物體處在0℃之上時(shí)，因?yàn)槲矬w表面溫度的分布并不相同，會(huì)將能量不同的紅外輻射進(jìn)行發(fā)射。所以，通過對(duì)紅外輻射的強(qiáng)度以及波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量，能夠?qū)ξ矬w表面溫度進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。相較于傳統(tǒng)的接觸式測(cè)溫，紅外測(cè)溫結(jié)果更為準(zhǔn)確，操作更為便捷，能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)目標(biāo)溫度進(jìn)行測(cè)定。不過，實(shí)際測(cè)量的結(jié)果可能會(huì)受到外部環(huán)境的極大影響。

3.聲層析成像法。聲層析成像法是一種非接觸測(cè)溫方式，聲波在氣體中進(jìn)行傳播時(shí)，周圍的空氣溫度會(huì)對(duì)其傳播速度產(chǎn)生一定的影響，通過將一些聲波收發(fā)器放置在待測(cè)區(qū)域中，以此對(duì)聲波傳播路徑以及時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，再借助一定的程序?qū)Ρ粶y(cè)溫度場(chǎng)進(jìn)行重現(xiàn)。在實(shí)際運(yùn)用過程中，需要對(duì)聲波傳播距離進(jìn)行考慮，保證其滿足倉(cāng)房跨度，同時(shí)還需要考慮聲波速度受到糧粒平均空隙的影響，進(jìn)而提出適當(dāng)修正措施。

五、糧食蟲害快速檢測(cè)技術(shù)

一旦在糧食儲(chǔ)藏過程中出現(xiàn)蟲害問題，就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)無(wú)法預(yù)估的經(jīng)濟(jì)損失，再加上近些年的蟲害密度以及種類都呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，所以對(duì)糧食儲(chǔ)藏中的蟲害進(jìn)行檢測(cè)，已成為科研人員必須攻克的重要難題。

1.圖像識(shí)別法。圖像識(shí)別法是從現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)技術(shù)層面上，隨著智能識(shí)別技術(shù)以及圖像數(shù)字信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展而產(chǎn)生的。該技術(shù)能夠結(jié)合害蟲形態(tài)輪廓對(duì)其類別進(jìn)行有效識(shí)別，并記錄不同害蟲的數(shù)量。這一方法能夠保證較高的準(zhǔn)確度，并且引導(dǎo)自身優(yōu)勢(shì)和其他方式有機(jī)融合，從而將數(shù)據(jù)基礎(chǔ)提供給生物科研項(xiàng)目。

2.電子鼻技術(shù)。電子鼻技術(shù)是現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)之一，不僅能夠?qū)Z食作物中是否存在生物進(jìn)行檢測(cè)，也能檢測(cè)出蟲害問題，其檢測(cè)原理和微生物檢測(cè)原理基本相同，也就是對(duì)儲(chǔ)藏糧食中的特殊氣味進(jìn)行檢測(cè)，以此來(lái)合理判斷出儲(chǔ)藏的糧食中是否存在蟲害。相較于其他檢測(cè)技術(shù)而言，電子鼻技術(shù)具有檢測(cè)效率高、耗時(shí)短、人為因素?zé)o法影響等優(yōu)勢(shì)，但是需要在檢測(cè)之前進(jìn)行建模。

3.聲檢測(cè)法。聲檢測(cè)法主要是針對(duì)糧堆中蟲害發(fā)出的聲音進(jìn)行放大處理，結(jié)合聲音特征來(lái)判斷害蟲數(shù)量以及種類。Brain最早對(duì)害蟲在糧堆中的吃食聲音進(jìn)行檢測(cè)，Vick等學(xué)者通過實(shí)驗(yàn)了解到害蟲發(fā)聲數(shù)目和其數(shù)量具有密切相關(guān)性，以此形成聲檢測(cè)法的基礎(chǔ)保障。我國(guó)一些學(xué)者通過研究，使得聲檢測(cè)法的準(zhǔn)確性得以提高。該方法能夠?qū)Z堆中的害蟲進(jìn)行檢測(cè)，具有便捷、快速的特點(diǎn)，但是它很容易受到外部噪音的影響，并且無(wú)法對(duì)死蟲以及蟲卵進(jìn)行檢測(cè)。

總而言之，我們需要實(shí)時(shí)監(jiān)控糧食儲(chǔ)藏過程，進(jìn)而保障食品安全問題。不同的快速檢測(cè)技術(shù)都具有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，為了保障檢測(cè)結(jié)果的可信度以及準(zhǔn)確性，需要將各種檢測(cè)方式有機(jī)融合，從而為食品安全提供基礎(chǔ)保障。

作者簡(jiǎn)介：張莉萍（1981.04-），女，漢族，河南輝縣，本科，新鄉(xiāng)市糧油飼料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，助理工程師，研究方向：糧油檢測(cè)。