氧氣濃度對(duì)稻谷脂肪酸值的影響研究

◎ 王彩玲，田帥東，王慧強(qiáng)，張萬靈，高國林

（杭州市糧食收儲(chǔ)有限公司南星橋分公司，浙江 杭州 310000）

糧食問題關(guān)乎國家長治久安，我國人口眾多，解決好吃飯問題，始終是治國理政的頭等大事。21 世紀(jì)以來，我國糧儲(chǔ)行業(yè)的儲(chǔ)藏方式和儲(chǔ)藏理念發(fā)生了較大變化。我國的儲(chǔ)糧體系正由傳統(tǒng)儲(chǔ)糧向綠色儲(chǔ)糧發(fā)展，管理模式也正由粗放型倉儲(chǔ)管理向精細(xì)化倉儲(chǔ)管理發(fā)展[1]。杭州市糧食收儲(chǔ)有限公司南星橋分公司也緊跟時(shí)代潮流，積極應(yīng)用準(zhǔn)低溫儲(chǔ)糧、充氮?dú)庹{(diào)等綠色儲(chǔ)糧技術(shù)。儲(chǔ)糧害蟲的生命活動(dòng)離不開環(huán)境空氣，改變環(huán)境空氣的組成和濃度可以影響生物的生命活動(dòng)，這也是充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)的原理依據(jù)。相較于傳統(tǒng)熏蒸儲(chǔ)糧模式，充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)糧作為一項(xiàng)綠色儲(chǔ)糧技術(shù)具有明顯優(yōu)勢。氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧是通過向糧堆中充入氮?dú)?，改變?chǔ)糧生態(tài)環(huán)境，抑制蟲霉發(fā)展，減緩糧食儲(chǔ)存品質(zhì)變化[2]。郭嘯天等[3]發(fā)現(xiàn)，在120 d 儲(chǔ)藏期內(nèi)，充氮?dú)庹{(diào)儲(chǔ)藏可有效延緩粳稻谷品質(zhì)劣變，且儲(chǔ)藏環(huán)境中氮?dú)鉂舛仍礁?，效果越好。元世昌等[4]發(fā)現(xiàn)，氮?dú)鈿庹{(diào)可抑制脂肪酸的生成，延緩優(yōu)質(zhì)稻的品質(zhì)劣變。張海青等[5]指出，氮?dú)鉂舛乳L久保持在90%～95%可實(shí)現(xiàn)抑制害蟲滋生的目標(biāo)，儲(chǔ)糧品質(zhì)指標(biāo)變化較緩，并可有效降低氣調(diào)能耗。趙斌杰等[6]指出，在交替充氮的儲(chǔ)藏條件下，稻谷經(jīng)過最初脂肪酸值快速升高階段之后，利用溫控技術(shù)降低糧溫能有效減慢稻谷脂肪酸值的升高速度。

脂肪酸值能反映稻谷在儲(chǔ)存過程中脂肪氧化分解和水解為游離脂肪酸的程度，是評(píng)價(jià)在安全儲(chǔ)存水分和正常儲(chǔ)存條件下稻谷的儲(chǔ)存品質(zhì)，指導(dǎo)稻谷儲(chǔ)存和適時(shí)出庫的重要指標(biāo)之一。脂肪酸值越高，稻谷儲(chǔ)存品質(zhì)越低。地下庫溫度恒定在18 ℃，濕度維持在75%，在相同條件下，與地面庫相比地下庫稻谷更易出現(xiàn)脂肪酸值急劇升高的情況。針對(duì)此類情況，本文對(duì)稻谷儲(chǔ)存的氧氣濃度條件進(jìn)行了研究，為科學(xué)指導(dǎo)稻谷儲(chǔ)藏工作提供依據(jù)，確保儲(chǔ)糧安全。

1 材料與方法

1.1 材料與倉房

選用2021 年收購的同批次早秈稻谷、晚秈稻谷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，入庫后儲(chǔ)存形式為麻袋包裝堆垛，存放在地下庫0D1、0D2、0D4-3、0D4-4。入庫稻谷基本信息指標(biāo)見表1。

表1 稻谷入庫指標(biāo)表

1.2 儀器與設(shè)備

DYN-250-39 變壓吸附制氮機(jī)：杭州鼎岳空分設(shè)備有限公司；Dr?ger X-am 5000 氣體檢測儀：德爾格醫(yī)療設(shè)備（上海）有限公司；糧情測控系統(tǒng)：浙江中控信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司；PVC 聚氯乙烯塑料：張家港市錦瑞新包裝材料有限公司；BLH-5601 錘石旋風(fēng)磨：浙江伯利恒儀器設(shè)備有限公司；THU35C 大型礱谷機(jī)：佐竹機(jī)械（蘇州）有限公司；ZWF-110X30 恒溫水浴振蕩器：上海智城分析儀器制造有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 稻谷充氮?dú)庹{(diào)處理

4 個(gè)稻谷貨位進(jìn)倉完成后套膜密閉，為保證后期實(shí)驗(yàn)進(jìn)度一致，對(duì)4 個(gè)貨位進(jìn)行充氮?dú)庹{(diào)，氧氣濃度均保持在2%以下2 個(gè)月時(shí)間，進(jìn)行預(yù)先殺蟲處理，使稻谷處于相同的蟲情條件下。殺蟲完畢后，揭開膜套使貨位灌入空氣，使4 個(gè)貨位達(dá)到一定的氧氣濃度。早秈稻谷：對(duì)照組0D1 氧氣濃度保持在5%以下，實(shí)驗(yàn)組0D2 氧氣濃度保持在15%以上；晚秈稻谷：對(duì)照組0D4-3 氧氣濃度保持在5%以下，實(shí)驗(yàn)組0D4-4 氧氣濃度保持在15%以上。

1.3.2 氧氣濃度檢測及溫濕度檢測

每半個(gè)月利用手持式測氧儀（設(shè)備進(jìn)行資質(zhì)機(jī)構(gòu)檢定）對(duì)4 個(gè)實(shí)驗(yàn)糧堆內(nèi)的氧氣濃度進(jìn)行檢測記錄，當(dāng)出現(xiàn)氧氣濃度升高的情況時(shí)及時(shí)補(bǔ)氣，確保實(shí)驗(yàn)貨位膜內(nèi)氧氣濃度在設(shè)定值的±1%以內(nèi)。每周利用糧情檢測系統(tǒng)（設(shè)備進(jìn)行資質(zhì)機(jī)構(gòu)檢定）進(jìn)行溫濕度檢測，判斷實(shí)驗(yàn)貨位是否出現(xiàn)異常糧情。

1.3.3 稻谷脂肪酸值測定

稻谷脂肪酸含量參照國標(biāo)《稻谷儲(chǔ)存品質(zhì)判定規(guī)則》（GB/T 20569—2006）中的方法測定，重復(fù)檢測2次。每2 個(gè)月對(duì)實(shí)驗(yàn)貨位進(jìn)行定點(diǎn)抽樣檢驗(yàn)，檢測脂肪酸值變化情況并記錄，檢驗(yàn)用到的計(jì)量設(shè)備均進(jìn)行資質(zhì)機(jī)構(gòu)檢定。

2 結(jié)果與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)過程影響因素控制情況

2.1.1 稻谷樣品控制

早秈稻谷從農(nóng)戶處直接收購，相同地塊同批次收割烘干，處理?xiàng)l件基本一致，即代表實(shí)驗(yàn)起點(diǎn)完全一致；晚秈稻谷為同批次招標(biāo)采購，實(shí)驗(yàn)起點(diǎn)大體上一致。

2.1.2 溫濕度控制

4 個(gè)稻谷貨位入庫糧溫為20 ℃，地下庫為準(zhǔn)低溫環(huán)境，長期保持在18 ℃，實(shí)驗(yàn)貨位糧溫受倉溫影響逐漸降低。4 個(gè)貨位在入倉2 個(gè)月后糧溫逐漸穩(wěn)定在18 ℃，實(shí)驗(yàn)過程中有效控制各貨位糧溫。利用除濕機(jī)保持4 個(gè)倉庫貨位濕度在70%～80%。實(shí)驗(yàn)過程中未出現(xiàn)溫濕度大幅度變動(dòng)情況，糧食溫度保持在（18±1）℃，倉庫濕度維持在（75±5）%，屬于理想的溫濕度控制情況。

2.1.3 氧氣濃度控制

4 個(gè)稻谷貨位入庫后主要依靠膜套的氣密性控制氧氣濃度，采用六面封密閉套膜以有效控制膜內(nèi)氧氣濃度。對(duì)4 個(gè)貨位氣密性進(jìn)行檢測，膜套壓力為-300 ～-150 Pa，0D1、0D2、0D4-3、0D4-4 的 壓力半衰期分別為1 245 s、1 230 s、1 097 s、1 250 s，膜套的氣密性非常好。隨后對(duì)4 個(gè)貨位進(jìn)行充氮?dú)庹{(diào)，膜內(nèi)氧氣濃度維持在1.7%并保持2 個(gè)月，理論上可殺死各種害蟲的所有蟲態(tài)。殺滅害蟲后貨位內(nèi)灌入適量空氣，使0D1、0D4-3 貨位的膜內(nèi)氧氣濃度維持在4.8%并長期保持，使0D2、0D4-4 貨位的膜內(nèi)氧氣濃度維持在15.2%并長期保持，實(shí)驗(yàn)過程中未出現(xiàn)氧氣濃度大幅度變動(dòng)情況，各實(shí)驗(yàn)貨位氧氣濃度均得到有效控制。但在儲(chǔ)藏期間，膜內(nèi)氧氣濃度控制在15%左右的2 個(gè)貨位均出現(xiàn)了害蟲活動(dòng)，考慮為其他蟲害貨位交叉感染導(dǎo)致，在以后的保管工作中要加強(qiáng)此方向的管理。

2.2 稻谷脂肪酸值變化

2.2.1 不同氧氣濃度對(duì)早秈稻谷脂肪酸值的影響

由圖1 可知，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，2 個(gè)貨位早秈稻谷的脂肪酸值整體上呈上升趨勢。對(duì)照組0D1 在10 月高溫季節(jié)出現(xiàn)脂肪酸值不正常上升，考慮為實(shí)驗(yàn)誤差導(dǎo)致，不影響整體趨勢（脂肪酸測定時(shí)影響因素很多，且雙實(shí)驗(yàn)允許誤差為2 mg/100 g）。整體來說，經(jīng)過18 個(gè)月的儲(chǔ)存，對(duì)照組膜內(nèi)氧氣濃度控制5%左右的0D1 和實(shí)驗(yàn)組膜內(nèi)氧氣濃度控制15%左右的0D2，早秈稻谷的脂肪酸值分別上升了6.5 mg/100 g 和4.2 mg/100 g，實(shí)驗(yàn)組品質(zhì)劣變明顯低于對(duì)照組。

圖1 儲(chǔ)存期間早秈稻谷脂肪酸值變化規(guī)律圖

2.2.2 不同氧氣濃度對(duì)晚秈稻谷脂肪酸值的影響

由圖2 可知，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，2 個(gè)貨位晚秈稻谷的脂肪酸值均呈上升趨勢。對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組均出現(xiàn)數(shù)據(jù)波動(dòng)，原因與早秈稻谷基本一樣。整體來說，經(jīng)過18 個(gè)月的儲(chǔ)存，對(duì)照組膜內(nèi)氧氣濃度控制5%左右的0D4-3 和實(shí)驗(yàn)組膜內(nèi)氧氣濃度控制15%左右的0D4-4，晚秈稻谷的脂肪酸值分別上升了5.3 mg/100 g和2.8 mg/100 g，實(shí)驗(yàn)組品質(zhì)劣變明顯低于對(duì)照組。

圖2 儲(chǔ)存期間晚秈稻谷脂肪酸值變化規(guī)律圖

3 結(jié)論

在對(duì)稻谷進(jìn)行完全殺蟲后，不考慮蟲害交叉感染情況，儲(chǔ)存條件一致時(shí)15%的氧氣濃度比5%更能延緩地下庫稻谷品質(zhì)的劣變。但在實(shí)際的倉儲(chǔ)工作中，地下庫的糧溫恒定在18 ℃左右，冬季不需要揭膜通風(fēng)降溫，膜套氣密性非常好的稻谷貨位在殺蟲后不進(jìn)行揭膜放氣，導(dǎo)致糧食長期處于低氧狀態(tài)，加快了稻谷品質(zhì)劣變。

目前，脂肪酸值的檢測沒有大型分析儀器方法，幾乎不可能檢測出樣品的真值，因此本實(shí)驗(yàn)中脂肪酸值測定結(jié)果存在誤差。此外，操作人員的熟練度和主觀判斷、扦樣均勻性、樣品粉碎粒度、振蕩提取、環(huán)境溫度和滴定液等也是實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在誤差的原因。因此，在以后的脂肪酸值檢測工作中，應(yīng)避免人為因素造成的實(shí)驗(yàn)誤差，開發(fā)檢測脂肪酸真值的新方法。