糧食儲(chǔ)藏過程中快速檢測技術(shù)的應(yīng)用研究

王蕾

從2012年起，我國每年的糧食產(chǎn)量均保持在六億噸以上。隨著糧食產(chǎn)量的逐年增高，糧食質(zhì)量安全受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。對于已經(jīng)進(jìn)入到流通環(huán)節(jié)和已經(jīng)完成收儲(chǔ)入庫的糧食，如何在糧食入庫和儲(chǔ)藏保管時(shí)快速且高質(zhì)量地完成檢測，成為糧食承儲(chǔ)企業(yè)和糧食檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的重點(diǎn)研究方向?？焖贆z測技術(shù)具有操作比較容易、消耗時(shí)間比較短、可以做到無損檢測、檢測成本相對較低等優(yōu)點(diǎn)，適用于大量糧食入庫檢測和快速篩查，因此在糧食儲(chǔ)藏過程中的應(yīng)用非常廣泛。

一、糧食中的水分快速檢測技術(shù)

1.直接干燥法。直接干燥法是一種測量糧食中有機(jī)物和蛋白質(zhì)含量的常見檢測手段，精度高，但耗時(shí)相對較長，更適合在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用，無法滿足糧食入庫這種大量和緊急的檢測，也不能夠很好地適應(yīng)大型企業(yè)和高節(jié)奏生產(chǎn)的需要?；诟稍锓ㄔ淼柠u素-水分快檢儀，是一種對水分濃度進(jìn)行檢測的快速式檢測手段。大部分糧食企業(yè)和國家糧食檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)比較常用的鹵素快速水分測定儀是較為優(yōu)良和高品質(zhì)的環(huán)形鹵素光照燈，這是一種高效的低溫烘干式加熱器，可以快速而均勻地將樣品放入空氣中，使得樣品中的水分能夠不停地被烘干，然后再進(jìn)行測量。在整個(gè)測量過程中，儀器會(huì)完全自動(dòng)地實(shí)時(shí)顯示各種測量結(jié)果，包括樣品重量、樣品的水分含量等各種信息。快速水分測定儀充分應(yīng)用了直接干燥方法的基本原理，測定結(jié)果和烘箱法中水分測定的方法具有很強(qiáng)的一致性，測定一個(gè)樣品只需要幾分鐘就可以完成，工作效率高，只需要定期與烘箱法進(jìn)行校準(zhǔn)就可以，因而在糧食企業(yè)中廣受歡迎。

2.水浸懸浮法。水浸懸浮法是一種利用阿基米德原理，快速準(zhǔn)確測定糧食中水分含量的新方法。具體流程是：將所有待測糧食樣品放入容器中，再加入水，使糧食樣品充分浸泡，然后將該容器完全浸入水中進(jìn)行稱量。根據(jù)阿基米德原理，樣品中水的重量大約等于其在水中的漂浮力，當(dāng)它在水中稱重時(shí)，水的漂浮力為零，稱量所得質(zhì)量為樣品中干燥物質(zhì)和測量容器的質(zhì)量，通過抽樣計(jì)算就可得到試樣的含水率。水浸懸浮法徹底改變了傳統(tǒng)以空氣為測量介質(zhì)的模式，填補(bǔ)了水分測量方法的技術(shù)空白。基于水浸懸浮法研制出來的糧食水分快速測定儀，具有快速、準(zhǔn)確、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)，為糧食的收購、銷售、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、加工等環(huán)節(jié)提供了科學(xué)、準(zhǔn)確的依據(jù)，目前該方法和儀器已被糧食行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所采用。

3.電容法。電容法的原理主要是利用糧食水的介電常數(shù)與谷物干燥水中的介電常數(shù)的差別來對糧食中的含水率進(jìn)行測定。實(shí)驗(yàn)證明，含水率和相對介電常數(shù)之間存在著較好的非線性相關(guān)關(guān)系，可以據(jù)此建立二者之間的數(shù)學(xué)模型。同時(shí)，不同品種糧食油料的相關(guān)性模型不同，在相關(guān)性上的程度也不同，這就要求建立一個(gè)包括含水量與介電常數(shù)、容積密度及周圍環(huán)境影響因素等諸多參數(shù)的復(fù)雜相關(guān)性模型，這樣才能極大地提高電容法檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.電阻法。電阻法也稱電導(dǎo)法，由于糧食樣品的含水量會(huì)直接影響到糧食樣品的電導(dǎo)率，因此可以通過直接測量糧食樣品中電導(dǎo)率的不斷變化，來判斷糧食樣品中水分的含量。采用電阻法測定水分含量的成本比較低廉，缺就是檢測信號強(qiáng)度低，對檢測樣品質(zhì)量要求高，糧食樣品水分含量過高或過低都不太適合采用電阻法進(jìn)行檢測。

5.近紅外吸收光譜法。在近紅外吸收光譜方法中，我們可以通過譜線分析各種糧食樣本中所有含氫的官能團(tuán)所吸收的近紅外光譜，從而測定糧食樣本中的水分含量。待測糧食樣本的含水率越高，其特征吸收峰的強(qiáng)度就會(huì)更高。近紅外吸收光譜法的主要優(yōu)勢是不需要對各種糧食樣本進(jìn)行預(yù)處理就可以快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和檢測，能夠做到無損檢測。不過，近紅外光譜儀的價(jià)格昂貴，使用前需要大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，這樣才能使檢測結(jié)果比較準(zhǔn)確。

二、糧食中的重金屬快速檢測技術(shù)

1.基于X射線熒光光譜法的重金屬檢測儀?；陔娮覺光發(fā)射線電子熒光譜和光譜快速分析檢測原理設(shè)計(jì)制造的各種重金屬快速準(zhǔn)確檢測儀器，可以快速準(zhǔn)確地檢測稻谷和大小麥等各類糧食中的重金屬鎘。儀器操作簡單，只需將樣品粉碎至所需細(xì)度后裝入樣品瓶，不需要復(fù)雜的前處理方法，通過儀器就可直接測出結(jié)果，方便快速。其工作原理是由一種用數(shù)字高壓電源進(jìn)行控制的X射線管所發(fā)出的一種X射線，經(jīng)過濾光及其對于光路準(zhǔn)直系統(tǒng)信號的衰減、剪裁或者約束轉(zhuǎn)換，從而變成一種具有特殊光譜分布的X射線入射樣品。樣品中被檢測到的元素被激發(fā)而產(chǎn)生了特征X射線，并由先進(jìn)的高性能二氧化硅漂移式檢測儀器進(jìn)行接受，經(jīng)過儀器內(nèi)部的軟件處理，就能夠?qū)ζ溥M(jìn)行精確的定量。

2.電化學(xué)技術(shù)快速檢測法。作為應(yīng)用與發(fā)展都比較早的分析技術(shù)，電化學(xué)分析法是根據(jù)被測物質(zhì)在溶液中的電化學(xué)性質(zhì)及變化為基礎(chǔ)，建立物質(zhì)組成與濃度之間的關(guān)系。這種分析方法的優(yōu)點(diǎn)是儀器設(shè)備比較小，操作也很方便，自動(dòng)化和連續(xù)分析能力強(qiáng)，比較適合多種元種素的檢測，價(jià)格也便宜。

三、糧食中的真菌毒素快速檢測技術(shù)

1.酶聯(lián)免疫法。酶聯(lián)免疫吸附穩(wěn)定劑測定法，簡稱ELISA，就是利用抗原和抗體之間的特殊化學(xué)反應(yīng)，將待測物質(zhì)和酶進(jìn)行相互連接，然后經(jīng)由酶與基底物之間所產(chǎn)生的色彩反應(yīng)，對待測物質(zhì)和基底進(jìn)行定性或是定量分析。糧食企業(yè)只需購買相關(guān)的試劑盒，按照說明書操作，再結(jié)合酶標(biāo)儀即可完成全部測定。操作較為方便和靈活，跟常規(guī)的真菌毒素檢驗(yàn)方法相比具有價(jià)格優(yōu)勢，廣泛用于實(shí)驗(yàn)室和糧食企業(yè)普查自檢。

2.膠體金免疫層析法。作為目前糧食真菌毒素快速檢測方面的主流技術(shù)，膠體金免疫層析法是通過將抗原或抗體包被于硝酸纖維素膜上，檢測時(shí)待測樣品與標(biāo)記的探針經(jīng)過層析的作用，與包被的抗原或抗體發(fā)生特異性反應(yīng)后出現(xiàn)信號條帶，然后就可以用肉眼或者機(jī)器來判定結(jié)果。跟酶聯(lián)免疫法相比，膠體金免疫層析法具有簡單、快速、成本低、特異性好等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于糧食入庫前的篩查檢測和基層實(shí)驗(yàn)室的大批量樣品初篩工作。

3.熒光免疫層析法。熒光免疫層析法是將已經(jīng)標(biāo)記過的免疫毒素和沒有標(biāo)記過的毒素一起與異性抗體相結(jié)合，通過檢測熒光信號的變化來對結(jié)果進(jìn)行測定。熒光免疫層析法的最大優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，在應(yīng)用過程中可以匹配多種真菌毒素進(jìn)行檢測，而且應(yīng)用快速，操作簡單，實(shí)驗(yàn)過程中的樣品消耗量低。

四、結(jié)束語

雖然糧食的常規(guī)檢測方法目前比較成熟，但卻存在檢測耗時(shí)長、成本高等問題，尤其是一些先進(jìn)的大型精密儀器設(shè)備，需要操作人員具有很熟練的操作技能，這就導(dǎo)致整體檢測效率偏低。而各種糧食快速檢測技術(shù)較好地彌補(bǔ)了常規(guī)方法的這些缺點(diǎn)，并且具有成本低、效率高、對操作人員要求不高等優(yōu)勢，能夠適應(yīng)大規(guī)模篩查檢驗(yàn)和糧食企業(yè)日常普查檢驗(yàn)工作，已經(jīng)逐漸成為廣大糧食儲(chǔ)藏企業(yè)的優(yōu)先選擇。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，各種各樣的快速檢測技術(shù)以及快速檢測儀器設(shè)備在糧食儲(chǔ)藏領(lǐng)域都得到了較快的應(yīng)用和發(fā)展，很好地提升了糧食儲(chǔ)藏的質(zhì)量。隨著各大企業(yè)對糧食安全越來越重視，為滿足企業(yè)對糧食安全檢測的需求，研究發(fā)展快速檢測技術(shù)將是今后的重要發(fā)展方向之一。