吳 瓊，李 巖，張來林*

（1.河南工業(yè)大學糧油食品學院，鄭州 450001；2.中央儲備糧漳州直屬庫有限公司，福建 漳州 363105）

隨著科技進步和社會發(fā)展，國民生活質(zhì)量穩(wěn)步提高，生活水平的提高對食用油和蛋白的需求急劇增加，而肉蛋奶魚等動物蛋白需要大量的豆粕原料，使我國成為世界上最大的大豆消費國。據(jù)統(tǒng)計，我國每年大豆消費量1億t以上，2019年國產(chǎn)大豆產(chǎn)量1 810萬 t、進口大豆8 851萬 t。

大豆作為一種食用、油用和飼用兼得的經(jīng)濟作物，也是我國戰(zhàn)略儲備糧種之一，其富含蛋白質(zhì)和脂肪，儲藏穩(wěn)定性低；特別是夏季高溫及秋季多雨季節(jié)入倉，進一步加劇了大豆的儲存不穩(wěn)定性。因此，了解大豆的分類、儲藏特性及其對儲藏設(shè)施和配套倉儲設(shè)備的要求，對做好大豆安全儲藏和維護國家糧油市場穩(wěn)定有著極其重要的意義[1-3]。

1 大豆的形態(tài)和分類

大豆起源于我國，已有5 000多年的栽培史，是現(xiàn)有栽培作物中蛋白質(zhì)含量較高的一種，含有約40%的蛋白質(zhì)、18%～20%的脂肪，并含有較多磷脂（約2%），是一種含油量較低的油料。

大豆為典型的雙子葉無胚乳種子，成熟的大豆種子只有種皮和胚兩部分，胚內(nèi)富含蛋白質(zhì)和脂肪，可以食用和榨油，且榨油后的副產(chǎn)品豆粕是我國養(yǎng)殖行業(yè)優(yōu)質(zhì)和穩(wěn)定的蛋白來源。根據(jù)粒型，大豆籽粒分為橢圓形、扁圓形、球形和長橢圓形等多種形態(tài)；根據(jù)種皮顏色可分為黃大豆、青大豆、黑大豆以及其它顏色的大豆和混合大豆。

根據(jù)來源不同，目前國內(nèi)流通的大豆主要分為國產(chǎn)與進口兩大類，其特點與區(qū)別在于：國產(chǎn)大豆以非轉(zhuǎn)基因為主，能發(fā)芽、會生蟲；主產(chǎn)區(qū)分布在我國東北、黃河中下游和淮河流域，生產(chǎn)機械化程度低，產(chǎn)量較低；外觀亮黃，呈扁橢圓形，豆臍呈黃色或黃褐色（圖1）；主要成分為蛋白34%～36%、脂肪16%～18%、水分13%～15%；主要用途為直接食用、加工豆制品和大豆蛋白，少量用于生產(chǎn)豆油和豆粕，磨出的豆?jié){為乳白色，出油率為16%～18%，出粕率為79%～80%。

圖1 國產(chǎn)大豆（a）與轉(zhuǎn)基因大豆（b）的形態(tài)區(qū)別

進口大豆以轉(zhuǎn)基因大豆為主，不會發(fā)芽或蟲蛀；其主產(chǎn)區(qū)主要為美國、巴西、阿根廷等地，生產(chǎn)機械化程度高，產(chǎn)量高、價格低；外形為圓形、大小相近，豆臍呈黑褐色 （進口與國產(chǎn)大豆的主要外形區(qū)別）；主要成分為蛋白34%左右、油脂19%～22%、水分9%～12%；進口大豆主要用于滿足國內(nèi)對植物油和豆粕（蛋白）的需求，20%用于加工食用油，80%用于加工豆粕，出油率高達到19%～21%，出粕率為78%～79%。

2 大豆的儲藏特性[4-5]

大豆屬豆科、蝶形花亞科、大豆屬，為一年生草本植物，其果實為莢果，莢內(nèi)含種子1～4粒，儲藏保管的是大豆籽粒。大豆粒內(nèi)含豐富的蛋白質(zhì)和脂肪，其儲藏穩(wěn)定性較差，不耐高溫，易出現(xiàn)吸濕生霉、浸油赤變、發(fā)芽力喪失等現(xiàn)象，控制儲藏條件、抑制呼吸，是防止大豆品質(zhì)劣變的關(guān)鍵。

2.1 水分活性高、安全水分低

大豆的安全水分含量與脂肪含量呈負相關(guān)，脂肪含量越高，其安全水分越低。脂肪是疏水性物質(zhì)，大豆水分集中在脂肪以外的蛋白質(zhì)親水膠體部分，因此，即使整粒大豆水分含量較低，親水膠體部分水分含量仍較高，儲藏期間容易引起發(fā)熱變質(zhì)。大豆安全水分以非脂肪的親水膠體部分含水量為基礎(chǔ)進行計算：通常以15%作為基準水分，“安全水分＝油料中非脂肪部分×15%”，即含油量為18%的大豆，安全水分理論值為(100-18)×15%=12.3%。保持儲存環(huán)境干燥、水分含量低是大豆安全儲存的關(guān)鍵。

2.2 吸濕性強，易發(fā)熱霉變

由于大豆籽粒內(nèi)含有大量的蛋白質(zhì)等親水膠體和發(fā)芽孔的特殊吸水構(gòu)造，且大豆種皮和子葉之間有較大的空隙，種皮透性好，因而吸濕能力與解吸能力均較強。在相對濕度較高的環(huán)境中（90%以上），其吸濕性高于玉米和小麥，而在相對濕度較低（70%以下）時，其吸濕性則低于玉米和小麥。如水分含量12.5%的大豆長時間處于溫度20℃、濕度90%的狀態(tài)下，水分可升高至 20.8%、體積膨脹2～3倍，同時呼吸強度升高，生理活性增加，會導致糧堆溫度升高，并進一步發(fā)生霉變。常見的大豆生霉現(xiàn)象，多發(fā)生在吸濕之后，以糧堆下部或上層最為常見，下部主要源于吸潮、上層主要源于結(jié)露，深度一般不超過30 cm。因此，在高濕環(huán)境下大豆儲藏要特別注意做好防潮、防濕工作。

2.3 耐溫性差、發(fā)芽能力喪失、品質(zhì)易劣變

大豆不耐高溫，過高的溫度會導致籽粒內(nèi)部發(fā)生蛋白質(zhì)變性、脂肪分解，對其發(fā)芽能力造成影響，并進一步影響大豆的外觀質(zhì)量和內(nèi)在品質(zhì)，使其商品和使用價值降低。水分含量14%的大豆在25℃以上儲存3.5個月，發(fā)芽能力幾乎完全喪失；水分愈高，發(fā)芽率下降愈快。因此，只有低溫干燥儲藏，才能有效保持大豆的品質(zhì)與儲存安全。

2.4 后熟期長、易“出汗、亂溫”

大豆從收獲成熟到生理和工藝成熟經(jīng)歷時間長，后熟期間生理活動旺盛，在代謝和呼吸作用下釋放出較多水汽，極易在糧堆內(nèi)積聚，造成局部 “出汗”；此外，旺盛的呼吸還釋放出大量熱量，使糧堆內(nèi)部出現(xiàn)局部溫度升高或溫度分布不均的 “亂溫”現(xiàn)象；“出汗、亂溫”對大豆安全儲藏十分不利，嚴重時還會出現(xiàn)發(fā)熱、甚至霉爛的現(xiàn)象。

2.5 易浸油、赤變

在儲藏期間，大豆吸濕受潮后，除易發(fā)熱生霉外，還會出現(xiàn)“浸油、赤變”，水分和溫度偏高是導致大豆浸油、赤變的主要原因。脂肪導熱性差，熱容量大，大豆糧堆的孔隙度又偏低（一般在38%～45%），當糧堆內(nèi)出現(xiàn)高溫后降溫緩慢，長期積聚的熱量促使脂肪氧化分解，導致大豆出現(xiàn)“浸油”，即“走油”現(xiàn)象；同時脂肪中的色素逐漸沉積，致使子葉變紅，即發(fā)生“赤變”。浸油、赤變是油料儲藏中常見的一種不良的物理與化學變化，其發(fā)生程度隨持續(xù)高溫條件下儲藏時間的延長而增加。大豆浸油、赤變后，出油率降低，豆油色澤加深，導致做豆腐有酸敗味，做豆?jié){顏色發(fā)紅。實踐證明：水分13%的大豆若在7、8月高溫入倉，當糧堆溫度達到 25℃后，就會發(fā)生浸油、赤變；若不作降溫處理，3個月內(nèi)豆堆表層及中上層中心處浸油、赤變粒率高達60%以上，豆堆中層浸油、赤變粒率高達20%左右。因此，當大豆糧堆堆出現(xiàn)發(fā)熱、吸濕、霉變等隱患時，應及時進行通風降溫和散濕處理，從而抑制浸油、赤變現(xiàn)象的發(fā)生。

2.6 抗蟲蝕能力強、特殊條件下可滋生蟲害

大豆籽粒表面光滑，種皮成分中含有較多的纖維素和蠟質(zhì)，組織較堅硬，不易遭受害蟲侵蝕。大豆在儲藏過程中除受印度谷蛾、地中海螟蛾與粉斑螟蛾等少數(shù)蛾類害蟲危害外，一般儲糧害蟲很少對大豆形成危害，但在雜質(zhì)（或破碎）集聚區(qū)會滋生銹赤扁谷盜等第二食性害蟲。

3 對倉儲設(shè)施要求及國內(nèi)現(xiàn)有倉儲條件的改進與完善

目前大豆儲藏堆垛大、糧層高，大豆儲藏穩(wěn)定性差，需在低溫干燥環(huán)境下儲存，且進口大豆皮薄、油大、易碎和難儲存的特性[6]進一步提高了對儲藏設(shè)施和配套倉儲設(shè)備的要求，在大豆的日常管理中需要糧庫具備較強的應變與處理能力，對現(xiàn)有的設(shè)施設(shè)備進行改進與完善以提高大豆儲藏安全性。

3.1 提高倉房的隔熱氣密性能

大豆適宜低溫儲存，倉頂、門窗應具備良好隔溫性能，倉房如何改造才能滿足大豆儲備倉對隔熱性能的要求？以下典型試驗較有代表性：①中儲糧廣東新沙港庫的淺圓倉外墻（圖2a）和②中儲糧淮安庫的平房倉（圖2b）向陽倉壁外加隔熱材料的試驗，結(jié)果表明：外溫通過倉壁對糧堆局部溫度雖有一定影響，但對糧堆整體溫度的影響不大，只提高糧溫1℃左右；③中儲糧沈丘庫的淺圓倉內(nèi)頂噴有5 cm厚聚氨脂，在四、五月時倉溫仍保持較低，進入倉內(nèi)仍感到?jīng)鏊?，并能聞到小麥的香味，與平房倉內(nèi)的濕熱和霉味感形成極大反差，說明淺圓倉內(nèi)頂噴涂隔熱材料的隔熱效果好；④湖北省某糧庫繪出盛夏季節(jié)拱板平房倉的空倉溫度場分布圖（圖2c），表明在外界高溫的影響下，倉內(nèi)從上到下的溫度呈現(xiàn)由高到低的分布狀態(tài)，說明夏季大量熱量是從倉頂進入倉內(nèi)，與教科書中的結(jié)論一致；⑤中儲糧唐山庫通過檢測糧堆不同部位的糧溫受外溫影響，表明倉頂對糧溫升高的影響大于倉壁的影響[7]。上述試驗從不同角度說明倉房隔熱改造重點應在倉頂。

圖2 倉壁隔熱改造與空倉內(nèi)溫度分布圖

倉房氣密性與倉房的隔熱性能同等重要，但在倉房建設(shè)中常被忽略。氣密性不僅與熏蒸、氣調(diào)的殺蟲效果與作業(yè)費用有關(guān)，也會影響到倉房的隔熱性能和控溫效果與成本。因此，糧庫必須高度關(guān)注和提高倉房的氣密性。

提高倉房氣密性，應首抓新倉建設(shè)[8-9]：①結(jié)構(gòu)不佳是造成新倉氣密性差的關(guān)鍵原因，如采用拱板倉頂、彩鋼板頂、空心墻、新型透氣磚砌體墻或框架式墻體等先天氣密性較差的倉房或簡易倉，不適宜作密閉倉房。設(shè)計單位應通過廣泛的調(diào)查研究提高設(shè)計水平，摒棄倉房氣密性差的設(shè)計方案，不斷完善并推廣適應實際儲糧的好倉房。在500 Pa壓力下，國內(nèi)現(xiàn)有倉房壓力半衰期最好的氣密記錄是平房倉25 min、淺圓倉70 min；②門窗孔洞等外購件的生產(chǎn)與安裝質(zhì)量是影響倉房氣密性的另一主要因素，選用結(jié)構(gòu)良好、制造精美的部件且安裝到位，不僅可提高倉房的氣密性、減輕密封的工作量，還可提高儲糧技術(shù)的應用效果、降低儲糧費用；③施工質(zhì)量的好壞對倉房氣密性起決定性作用，加強施工環(huán)節(jié)的管理，按操作規(guī)范精心組織施工是提高倉房氣密性的控制點。因此，多方努力、同心協(xié)力，牢牢抓住設(shè)計、施工和安裝等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，才能共同破解新建倉氣密性差、糧庫年復一年進行倉房氣密改造的怪圈。

其次是進行舊倉氣密改造，主要是對舊倉的有形孔與無形縫的處理[10]。有形孔包括面積較大的門窗、蓋板類和閘閥類密封的工藝孔洞，如常開啟的門窗孔洞，各類管線留下的隱性孔洞；無形縫包括不同壁面相交面或與構(gòu)件的連接縫，如壁面間和管道與壁面結(jié)合部位形成的漏氣縫隙、沉降造成的縫隙、施工原因留下的漏氣部位等。根據(jù)舊倉漏氣部位的不同，應采用不同的薄膜密封方式進行改造：倉窗、屋頂漏氣，熏蒸用薄膜一面封，氣調(diào)則用大氣囊密閉糧面；倉墻漏氣或潮濕時用五面封；地面漏氣或堆垛類糧堆用六面封。

3.2 完善倉房的通風環(huán)流系統(tǒng)

風道及環(huán)流系統(tǒng)是大豆儲備倉必配的倉儲設(shè)施，低溫干燥季節(jié)利用風道進行冷卻干燥通風，使糧堆降溫散濕；高溫季節(jié)利用環(huán)流系統(tǒng)進行均溫和補冷環(huán)流，使大豆始終處于低溫或準低溫狀態(tài)以保證儲存安全。

對大糧堆、厚糧層的倉房，風道主要用于糧堆的降溫與冷卻，降水作用極其微弱；環(huán)流系統(tǒng)用于糧堆內(nèi)的氣體和溫度均衡[11]。

平房倉的風道按照各庫的習慣，可選用一機二道、一機三道、一機四道或圭字形風道的布置形式。用于倉內(nèi)氣體均勻（如熏蒸、充氮）的環(huán)流系統(tǒng)，對于單側(cè)通風的倉房，每廒間設(shè)置1組環(huán)流系統(tǒng)；對于雙側(cè)通風的倉房，倉房兩側(cè)各設(shè)1組環(huán)流系統(tǒng)。用于倉內(nèi)溫度均勻（如均溫、補冷）的環(huán)流系統(tǒng)有兩種形式：①每組風道設(shè)1組環(huán)流系統(tǒng)，且環(huán)流管的直徑、環(huán)流風機的風量均大于氣體均勻的管徑與風量，外環(huán)流管需加保溫措施；②每組風道配套一臺通風機，環(huán)流管下端與風道的分配箱相通，上端延伸到糧堆上方與風機的進風端相連，風機、環(huán)流管、風道、糧堆和糧面上部空間在倉內(nèi)構(gòu)成一個局部內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)。

淺圓倉風道形式有多種，考慮到糧食進出倉和清倉的方便性，現(xiàn)大都采用地槽風道，少量為地上籠風道。倉內(nèi)風道布置形式有兩種（圖3）：①兩個通風口的風道布置：放射形、梳形、圭字形等風道形式；②四個通風口的風道布置：環(huán)形、豐形等風道形式。

圖3 淺圓倉的放射形（a）、梳形（b）、圭形（c）、豐形（d）、環(huán)形（e）風道

淺圓倉多年使用的經(jīng)驗表明，減少通風口數(shù)和增大風道的出風面積均能有效降低通風阻力，提高通風的綜合應用效果[12]，為方便均溫環(huán)流管的設(shè)置，推薦淺圓倉采用兩組圭字形風道布置的通風形式，其優(yōu)點可概括為以下五個方面：①風道結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、出風面大、通風阻力??；②風道可在淺圓倉的兩側(cè)各建一組環(huán)流系統(tǒng)，整個設(shè)計的通風口、環(huán)流系統(tǒng)數(shù)、使用谷冷機臺數(shù)等減少一半，降低建造成本并便于操作管理；③用于氣體均布和倉內(nèi)溫度均衡兩種環(huán)流功能的環(huán)流管可以合二為一（圖4），簡化環(huán)流系統(tǒng)的設(shè)計；④在日常保管中，采用橫向通風方式可消除淺圓倉糧堆底部中央的積熱[13]；⑤在直長主風道內(nèi)實施風道投藥，使熏蒸操作變得簡單。

圖4 落地（a）與架空（b）淺圓倉氣體均布和溫度均衡功能合并的環(huán)流管

3.3 配備布料器、空調(diào)、谷冷機等設(shè)施

在大豆入倉過程中為減輕入糧時的自動分級及儲藏過程中控制糧溫及倉溫，布料器、空調(diào)和谷冷機等是必配的工藝設(shè)備。

減緩入糧時的分級現(xiàn)象，最有效的措施是清除雜質(zhì)；其次是被動采取減緩分級的措施。布料器（圖5）屬被動減緩淺圓倉入糧自動分級的專用設(shè)施，主要是通過增多糧食落點，減緩入倉糧內(nèi)雜質(zhì)聚集現(xiàn)象，達到提高儲糧穩(wěn)定性的目的[14]。

圖5 常用的四種布料器

空調(diào)（圖6a）用于降倉溫和糧堆表層溫度，設(shè)計時根據(jù)倉內(nèi)糧堆上方空間大小，按12～18 W/m3制冷量估算配備空調(diào)的臺數(shù)，運行時總冷負荷只計算圍護結(jié)構(gòu)、倉內(nèi)設(shè)備和照明產(chǎn)生的熱量，其中墻體只計算屋面到糧面下1 m的熱量。

圖6 倉房控溫的空調(diào)與谷冷機

谷冷機主要用于降低糧堆溫度、冷卻糧食、降低倉溫和表層糧溫的操作，也是糧庫應急處理發(fā)熱糧采用的主要設(shè)備。在日常儲糧管理中，小廒間平房倉常用1臺谷冷機接兩個通風口對糧堆進行降溫 （圖6b），雙側(cè)通風的平房倉則使用兩臺谷冷機依次對糧堆進行冷卻。淺圓倉使用兩臺谷冷機對糧堆進行降溫或冷卻通風，四組風道設(shè)置的淺圓倉則需一臺谷冷機并聯(lián)兩個通風口進行作業(yè)。 （未完待續(xù)）