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儲(chǔ)糧微生物危害檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

2013-04-08 10:50:04張燕燕蔡靜平
食品與機(jī)械 2013年6期
關(guān)鍵詞:電子鼻儲(chǔ)糧儲(chǔ)藏

張燕燕 蔡靜平 蔣 澎

ZHANG Yan-yanCAI Jing-pingJIANG Peng

(河南工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院,河南 鄭州 450001)

糧食儲(chǔ)藏過(guò)程中的品質(zhì)易受到氣候、季節(jié)等自然因素和糧食品種、入庫(kù)水分等自身因素的影響。若要提高糧食的儲(chǔ)藏效果,保持糧食的食用品質(zhì),需要對(duì)糧食儲(chǔ)藏過(guò)程中的各種變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),保證儲(chǔ)糧安全。糧食中除了淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)等基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)組成外,還含有各種維生素、微量元素等多種天然有機(jī)物質(zhì),是各種微生物生命活動(dòng)中較為理想的天然營(yíng)養(yǎng)基質(zhì),在合適的溫度和濕度條件下,它們的生長(zhǎng)、繁殖會(huì)引起糧食的品質(zhì)劣變。尤其是微生物中的霉菌,其生長(zhǎng)繁殖能力強(qiáng),可直接或間接的利用糧食中的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),分泌多種水解酶(淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶)將糧食轉(zhuǎn)化為自身所需的小分子營(yíng)養(yǎng)成分,進(jìn)行代謝活動(dòng),使糧食的各種品質(zhì)指標(biāo)和加工工藝指標(biāo)發(fā)生變化,嚴(yán)重影響糧食的價(jià)值,有些霉菌,例如黃曲霉菌(Aspergillusflavus)會(huì)產(chǎn)生劇毒的黃曲霉毒素進(jìn)一步危害人畜健康[1]。因此,對(duì)儲(chǔ)糧過(guò)程中霉菌活動(dòng)的監(jiān)測(cè)是保障儲(chǔ)糧安全性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

傳統(tǒng)的霉菌培養(yǎng)檢測(cè)方法雖然可以為儲(chǔ)糧的安全性提供一定的指示,但是其檢測(cè)操作技術(shù)專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)、要求高、操作程序繁瑣、檢測(cè)工作量大、時(shí)間長(zhǎng),難以滿足儲(chǔ)糧經(jīng)常性監(jiān)測(cè)的需要。另外,糧食中的許多霉菌生長(zhǎng)速率和營(yíng)養(yǎng)要求的差異性大,使一些本來(lái)在儲(chǔ)糧環(huán)境中不能進(jìn)行生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)的霉菌孢子萌發(fā)和迅速生長(zhǎng),給帶菌量的檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)干擾。例如,常見(jiàn)的根霉 (Rhizopus)和毛霉(Mucor)等霉菌在大多數(shù)糧食儲(chǔ)藏條件下是不能生長(zhǎng)的,但在人為培養(yǎng)的適宜水分和溫度條件下卻會(huì)以遠(yuǎn)超曲霉的速度生長(zhǎng)。實(shí)際儲(chǔ)糧中初期的危害霉菌通常為灰綠曲霉(Aspergillus glaucus)和青霉(Penicillium),隨著水分的增高,黃曲霉和其他曲霉逐漸變?yōu)閮?yōu)勢(shì)曲霉[2]。但是在平板菌落培養(yǎng)技術(shù)中檢測(cè)到這種變化不明顯,使檢測(cè)結(jié)果不能準(zhǔn)確反映儲(chǔ)糧環(huán)境中正常生長(zhǎng)霉菌的類(lèi)群,影響人們對(duì)糧情的判斷。此外,霉菌的生長(zhǎng)周期需要7d左右,檢測(cè)結(jié)果不能與實(shí)際糧情變化同步,表現(xiàn)出滯后性[3]。

近年來(lái),在食品行業(yè)應(yīng)用較多的分子生物學(xué)微生物檢測(cè)技術(shù)也被用來(lái)檢測(cè)儲(chǔ)糧霉菌,如DNA探針技術(shù)、PCR技術(shù)、基因芯片技術(shù)等[4],這些技術(shù)雖具有較高的靈敏度和檢測(cè)準(zhǔn)確性,但操作程序復(fù)雜,對(duì)操作人員技術(shù)程度要求高、檢測(cè)費(fèi)用昂貴,在儲(chǔ)糧監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用受到限制。利用霉菌生物學(xué)特性對(duì)儲(chǔ)糧安全的監(jiān)測(cè)已經(jīng)有較多的研究和應(yīng)用,可以滿足不同糧食和儲(chǔ)藏特點(diǎn)的需求。文章主要闡述利用微生物生物學(xué)特性監(jiān)測(cè)儲(chǔ)糧安全的研究進(jìn)展。

1 糧溫檢測(cè)技術(shù)

糧食儲(chǔ)藏過(guò)程中出現(xiàn)霉菌生長(zhǎng)時(shí),由霉菌呼吸釋放出的熱量將大大超過(guò)糧食自身呼吸所釋放的熱量,由于糧堆是熱的不良導(dǎo)體,造成熱量在糧堆中積累,使糧堆溫度升高,借助糧堆溫度檢測(cè)的方法可以快捷地發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)糧的異常狀態(tài)[5],這是糧溫檢測(cè)技術(shù)在儲(chǔ)糧中應(yīng)用的基礎(chǔ)。從1998年起,中國(guó)對(duì)大型儲(chǔ)備糧庫(kù)開(kāi)始進(jìn)行重點(diǎn)建設(shè),糧倉(cāng)倉(cāng)容、結(jié)構(gòu)、設(shè)施以及管理手段都上了一個(gè)新臺(tái)階,糧溫檢測(cè)技術(shù)被進(jìn)一步推廣和普及,成為儲(chǔ)備糧庫(kù)中標(biāo)配的儲(chǔ)糧工藝之一[6]。

糧溫檢測(cè)技術(shù)由最初的溫度計(jì)檢測(cè)發(fā)展到電子傳感器檢測(cè),并隨著電子傳感、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷創(chuàng)新而快速發(fā)展。早期的測(cè)溫傳感器通過(guò)測(cè)量糧堆內(nèi)部生命體代謝所釋放出的熱量,經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)最終將數(shù)字顯示在測(cè)溫表上。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,由傳統(tǒng)的熱敏電阻、PN結(jié)溫度、熱電偶傳感器向集成化溫度傳感器方向發(fā)展[7]。集成化溫度傳感器是將熱敏原件、信號(hào)處理和校正等各種輔助電路集成在一起的半導(dǎo)體集成電路型溫度傳感器[8],具有檢測(cè)靈敏度高、線性好、不需要任何溫度參考點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn),不僅簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)工序,還提高了測(cè)量精度,從而被迅速地普及和推廣。

在實(shí)倉(cāng)儲(chǔ)藏中,考慮到成本等因素,中國(guó)大型糧倉(cāng)主要使用的是數(shù)字化溫度傳感器[9],可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)巡回檢測(cè),并開(kāi)發(fā)出了無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng),簡(jiǎn)化了復(fù)雜的布線工序,將無(wú)線測(cè)溫傳感器插入到糧堆的不同位置,可對(duì)糧堆中不同橫向距離和深度進(jìn)行立體檢測(cè),通過(guò)計(jì)算機(jī)平臺(tái)的控制可以準(zhǔn)確定位到糧堆的不同位置采集數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)全方位、立體化監(jiān)控,若有異常,可立即采取措施。雖然糧溫檢測(cè)是目前中國(guó)大型糧倉(cāng)采用的主要糧情監(jiān)測(cè)方法,但是隨著對(duì)儲(chǔ)糧安全要求的提高,該方法有些缺陷也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。首先,糧溫檢測(cè)仍具有滯后性,大量實(shí)倉(cāng)儲(chǔ)藏研究[10]表明,測(cè)溫系統(tǒng)顯示溫度異常時(shí),糧食往往已經(jīng)發(fā)生霉變、變色、變味甚至出現(xiàn)結(jié)塊。其次,在糧食早期霉變過(guò)程中,霉菌釋放的熱量較少且糧堆表面所產(chǎn)生的熱量容易散失,會(huì)給測(cè)量結(jié)果造成干擾,不易做到糧食霉變?cè)缙诘谋O(jiān)測(cè)。所以,除了繼續(xù)研究和開(kāi)發(fā)測(cè)溫傳感器以提高糧溫檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確度外,還應(yīng)該利用儲(chǔ)糧霉菌代謝活動(dòng)的其他特性研發(fā)儲(chǔ)糧安全監(jiān)測(cè)的方法。

2 CO2氣體檢測(cè)技術(shù)

糧食呼吸和霉菌呼吸均能產(chǎn)生CO2氣體,如果溫度和水分達(dá)到適合霉菌生長(zhǎng)的情況,那么霉菌的呼吸強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于糧食自身的呼吸強(qiáng)度,霉菌呼吸作用釋放CO2氣體的量也遠(yuǎn)大于糧食自身呼吸釋放CO2氣體的量[11]。依據(jù)霉菌呼吸產(chǎn)生CO2氣體這一生理特性,已研發(fā)出多種CO2氣體傳感器。一般的檢測(cè)原理是利用微型真空泵采集糧堆氣體,通過(guò)流量計(jì)的控制將氣體輸送到CO2氣體傳感器進(jìn)行測(cè)量,數(shù)值最終在顯示屏幕中讀取,依據(jù)CO2氣體含量的變化監(jiān)測(cè)儲(chǔ)糧霉菌的活動(dòng)狀態(tài),以及時(shí)采取措施保證糧食安全。CO2氣體檢測(cè)技術(shù)用于監(jiān)測(cè)儲(chǔ)糧安全的實(shí)驗(yàn)室研究已經(jīng)較為深入。梁微等[12]進(jìn)行了不同水分含量小麥模擬儲(chǔ)藏中CO2氣體含量變化與小麥帶菌量相關(guān)性的研究,證明隨著小麥水分含量的增加,檢測(cè)的CO2氣體含量隨著小麥儲(chǔ)藏天數(shù)的增加逐漸上升,超過(guò)安全水分的小麥檢測(cè)到的CO2氣體濃度與帶菌量變化的相關(guān)性系數(shù)達(dá)到0.95以上,說(shuō)明CO2氣體檢測(cè)法可以用來(lái)指示儲(chǔ)糧中微生物的活動(dòng)狀態(tài)。耿旭等[13]研究了不同霉菌活動(dòng)生理狀態(tài)下CO2氣體濃度的變化規(guī)律,霉菌從孢子萌發(fā)、菌絲生長(zhǎng)到子代分生孢子形成的階段CO2氣體濃度隨時(shí)間的變化呈“S”型曲線;霉菌在代謝旺盛期即菌絲生長(zhǎng)階段由于代謝速度加快,釋放出的CO2含量增多,是霉菌開(kāi)始大量生長(zhǎng)的信號(hào)。由此可見(jiàn),CO2氣體檢測(cè)技術(shù)的靈敏度更高,可比帶菌量檢測(cè)更早、更精確地反映儲(chǔ)糧微生物危害情況,與糧溫檢測(cè)相比,CO2氣體檢測(cè)可以提高糧食早期霉變監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確率。

對(duì)實(shí)倉(cāng)糧食儲(chǔ)藏安全的CO2氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)目前尚處于試驗(yàn)階段,程樹(shù)峰等[14,15]利用便攜式CO2氣體檢測(cè)儀對(duì)實(shí)倉(cāng)儲(chǔ)藏小麥、稻谷的表面進(jìn)行霉菌生長(zhǎng)的檢測(cè),結(jié)果表明,實(shí)倉(cāng)中安全水分以下的小麥或稻谷檢測(cè)到的CO2氣體濃度未見(jiàn)明顯異常,而臨界水分或偏高水分條件下可以明顯檢測(cè)到CO2氣體濃度的升高,糧食開(kāi)始霉變,實(shí)倉(cāng)中易受潮濕的部位CO2氣體的濃度明顯上升。Maier等[11]利用CO2氣體傳感器對(duì)實(shí)倉(cāng)中的糧食進(jìn)行數(shù)年的安全檢測(cè)研究,分別在糧倉(cāng)頂端、倉(cāng)壁、通風(fēng)口等處設(shè)置CO2氣體傳感器,通過(guò)對(duì)CO2氣體濃度的檢測(cè)證明了實(shí)倉(cāng)中CO2氣體檢測(cè)法要比電子測(cè)溫法更靈敏、更準(zhǔn)確的判定糧食霉變的程度和位置,根據(jù)CO2氣體傳感器的讀數(shù)總結(jié)出糧食發(fā)霉程度的規(guī)律,CO2氣體體積分?jǐn)?shù)占環(huán)境氣體的0.04%~0.05%以?xún)?nèi)均可視為安全儲(chǔ)藏。王智等[16]通過(guò)對(duì)模擬糧倉(cāng)預(yù)設(shè)霉變點(diǎn)探索了稻谷儲(chǔ)藏期間CO2氣體擴(kuò)散規(guī)律的研究,CO2氣體向水平方向擴(kuò)散具有沉降性,在糧堆中下層設(shè)置氣體檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)CO2氣體濃度更能準(zhǔn)確反應(yīng)出實(shí)時(shí)糧情,通過(guò)對(duì)CO2氣體擴(kuò)散規(guī)律的研究進(jìn)一步提高了儲(chǔ)糧霉菌早期活動(dòng)的檢測(cè)效率。

在實(shí)倉(cāng)儲(chǔ)糧中應(yīng)用CO2氣體檢測(cè)技術(shù)具有快速、靈敏、準(zhǔn)確、成本低等檢測(cè)特點(diǎn),但是,由于糧食儲(chǔ)藏的倉(cāng)型不同,糧食自身品質(zhì)差異較大,儲(chǔ)藏過(guò)程中還有昆蟲(chóng)等產(chǎn)生CO2氣體生物的影響,加上不同環(huán)境溫濕度將影響CO2氣體的擴(kuò)散特性,因此,不能只依靠CO2氣體檢測(cè)數(shù)據(jù)的變化簡(jiǎn)單定義糧食的發(fā)霉情況,需結(jié)合其他快速檢測(cè)手段進(jìn)行綜合判斷。在敞口儲(chǔ)藏的糧堆CO2氣體檢測(cè)中,還需考慮CO2氣體釋放對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

3 電子鼻檢測(cè)技術(shù)

電子鼻檢測(cè)技術(shù)于1982年由Warwick大學(xué)的Persand和Dodd提出[17],是一類(lèi)通過(guò)模仿哺乳動(dòng)物嗅覺(jué)來(lái)對(duì)環(huán)境中氣味進(jìn)行鑒別的裝置,現(xiàn)主要應(yīng)用領(lǐng)域是食品衛(wèi)生行業(yè),并向食品生產(chǎn)的在線監(jiān)測(cè)研究方向發(fā)展[18]。其在糧食領(lǐng)域中的應(yīng)用目前仍處于實(shí)驗(yàn)室的探索階段。在糧食倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè),電子鼻的研究方向主要針對(duì)糧食新陳度的檢驗(yàn)、儲(chǔ)糧害蟲(chóng)以及儲(chǔ)糧霉菌的檢測(cè)。

如何在糧食開(kāi)始霉變初期及時(shí)預(yù)測(cè)是將電子鼻技術(shù)引進(jìn)糧食儲(chǔ)藏行業(yè)中的主要目的。N.Magan等[19]研究發(fā)現(xiàn)霉菌利用糧食有機(jī)物生長(zhǎng)繁殖的過(guò)程會(huì)生成許多中間代謝產(chǎn)物,且隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的不同,發(fā)霉糧食所散發(fā)的揮發(fā)性物質(zhì)濃度呈明顯升高趨勢(shì)。Linton等[20]對(duì)儲(chǔ)藏的小麥、玉米、高粱中揮發(fā)物進(jìn)行氣質(zhì)色譜聯(lián)用的分析表明,揮發(fā)物由醇類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)等組成,微量時(shí)不易被人們察覺(jué),當(dāng)積累到一定量散發(fā)出刺鼻的氣味時(shí),糧食幾乎喪失了儲(chǔ)藏價(jià)值,而電子鼻可以利用自身的氣敏傳感器陣列、信號(hào)預(yù)處理單元和模式識(shí)別系統(tǒng)靈敏地分析氣體成分,可以在產(chǎn)生氣體初期及時(shí)預(yù)警,避免上述情況的發(fā)生。N.Magan等[21]通過(guò)對(duì)常見(jiàn)儲(chǔ)糧霉菌中間代謝揮發(fā)物的測(cè)定也印證了上述結(jié)論。

自1997年Jonsson等[22]通過(guò)參考電子鼻在白酒、香水、煙草等方面的應(yīng)用提出電子鼻也可以應(yīng)用到谷物安全檢測(cè)之后,圍繞儲(chǔ)糧霉菌早期檢測(cè)的研究取得了一些研究進(jìn)展,主要涉及電子鼻裝置的更新及應(yīng)用。在裝置研發(fā)方面,主要提升氣敏傳感器的靈敏度,采用的方法是相對(duì)法、差分法、對(duì)數(shù)法和歸一法[23],為了進(jìn)一步提高準(zhǔn)確性,采用統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和進(jìn)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步處理[24]。鄒小波等[25]使用8只傳感器陣列組合對(duì)響應(yīng)陣列進(jìn)行徑向基函數(shù)(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析,對(duì)霉變糧食的判定率達(dá)到90%以上。潘天虹等[26]利用厚膜金屬氧化錫氣體傳感器陣列結(jié)合RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)傳感器模式識(shí)別處理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,提高了電子鼻系統(tǒng)判定谷物霉變的準(zhǔn)確率。偉力國(guó)等[27]研制的電子鼻能夠快速對(duì)小麥霉變進(jìn)行識(shí)別,該電子鼻檢測(cè)系統(tǒng)由5只同系列不同型號(hào)的氣敏傳感器組成,每個(gè)傳感器提取4個(gè)特征值,采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模式識(shí)別處理,正確識(shí)別率達(dá)到93.3%,證明對(duì)小麥霉變的檢測(cè)是可行的、有效的。進(jìn)一步的研究還對(duì)電子鼻裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行了穩(wěn)定性的優(yōu)化,包括6點(diǎn)平滑法去除傳感器的噪聲[28]、隨機(jī)共振法處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)克服傳感器基線漂移以及不同傳感器陣列的組合優(yōu)化等[29],此外電子鼻儀器的設(shè)計(jì)也向便攜式發(fā)展[30]。國(guó)外在儲(chǔ)糧霉菌檢測(cè)應(yīng)用方面起步較早,Jonsson等[22]曾應(yīng)用研制的電子鼻裝置判別糧食是否發(fā)霉以及霉變程度,Roberto Paolesse[31]應(yīng)用電子鼻對(duì)儲(chǔ)藏中不同谷類(lèi)表面環(huán)境進(jìn)行氣體成分分析,并通過(guò)GC-MC進(jìn)行可靠性分析,成功地判定了發(fā)生霉變的谷類(lèi)。N.Magan等[19]對(duì)電子鼻的分析表明,根據(jù)某類(lèi)霉菌特殊的代謝物質(zhì)可以判定糧食受到何種霉菌的污染。在中國(guó),對(duì)電子鼻的應(yīng)用性研究已經(jīng)可以在糧食霉變初期做到成功預(yù)警。近年來(lái),主要利用商品化電子鼻結(jié)合自行研制設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)條件的優(yōu)化和應(yīng)用性試驗(yàn),宋偉等[32]應(yīng)用德國(guó)PEN3便攜式電子鼻檢測(cè)儲(chǔ)藏中粳稻的氣體環(huán)境,應(yīng)用偏最小二乘(PLS)分析法提升了預(yù)測(cè)粳稻中霉菌數(shù)量的可行性。惠國(guó)華等[33]自行研制的電子鼻可以追蹤儲(chǔ)糧霉變的過(guò)程。周顯青等[34]對(duì)電子鼻傳感器陣列進(jìn)行優(yōu)化,并對(duì)40種玉米樣品進(jìn)行霉菌檢測(cè),應(yīng)用不同算法(Euclid、Malahanobis、Kohonen和DFA)分析后證明,Kohonen和DFA算法對(duì)玉米霉變程度的判斷準(zhǔn)確率可大幅提升。以上研究結(jié)果證明,電子鼻檢測(cè)技術(shù)是依據(jù)微生物代謝特性快速檢測(cè)儲(chǔ)糧安全的方法,可在儲(chǔ)糧早期霉變檢測(cè)中發(fā)揮重要作用。

4 微生物酶活性檢測(cè)技術(shù)

微生物酶活性檢測(cè)是根據(jù)霉菌在進(jìn)行新陳代謝的同時(shí),會(huì)不斷向外界分泌胞外酶,如淀粉酶、蛋白酶、過(guò)氧化氫酶等,利用菌體產(chǎn)酶的代謝特性間接檢測(cè)糧食帶菌量的方法。郭雷等[35]對(duì)儲(chǔ)糧主要危害性霉菌過(guò)氧化氫酶特性進(jìn)行了研究,證明了不同種類(lèi)儲(chǔ)糧霉菌可以分泌過(guò)氧化氫酶,且過(guò)氧化氫酶的酶活性與菌體數(shù)量具有顯著的線性相關(guān)性,酶活性越大,菌體數(shù)量越多。筆者[36]曾以對(duì)基于霉菌分泌過(guò)氧化氫酶的特性與糧食帶菌量變化建立的聯(lián)系為依據(jù)提出了糧食微生物活性的概念,并對(duì)建立的微生物活性檢測(cè)法進(jìn)行可靠性研究,使微生物活性檢測(cè)在早期預(yù)防糧食霉變中可以獲得較準(zhǔn)確的信息。試驗(yàn)結(jié)果表明,在不同培養(yǎng)基培養(yǎng)霉菌菌體數(shù)量不變的條件下,檢測(cè)的活性值卻有較大的差異,但與霉菌生長(zhǎng)的跡象一致,因此,在霉菌還未出現(xiàn)明顯生長(zhǎng)的情況下,可以快速、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)糧的異常狀態(tài)。在后續(xù)研究[37]中,對(duì)不同水分、不同種類(lèi)的糧食進(jìn)行微生物活性與糧食品質(zhì)相關(guān)性的研究表明,糧食微生物活性值與糧食品質(zhì)變化有顯著的相關(guān)性,進(jìn)一步證明了該方法用于檢測(cè)糧食微生物的準(zhǔn)確性。魏鑫等[38]利用微生物活性檢測(cè)技術(shù)對(duì)不同品種小麥霉菌活動(dòng)的差異進(jìn)行了研究,該方法與傳統(tǒng)的平板菌落計(jì)數(shù)法的分析結(jié)果高度一致,并且采用微生物活性檢測(cè)技術(shù)比傳統(tǒng)檢測(cè)方法更為靈敏、可靠。胡元森等[39]利用霉菌有氧呼吸過(guò)程中脫氫酶的特性,建立了適用于糧食中幾種代表性霉菌脫氫酶活性的測(cè)定方法,用該方法測(cè)定小麥儲(chǔ)藏過(guò)程中微生物活性值與霉菌數(shù)量也發(fā)現(xiàn)有較好的相關(guān)性。

微生物酶活性檢測(cè)技術(shù)在實(shí)倉(cāng)儲(chǔ)糧安全監(jiān)測(cè)中也有一些試驗(yàn)性的應(yīng)用。田海娟等[40]利用微生物活性檢測(cè)技術(shù)對(duì)稻谷儲(chǔ)藏期間微生物的活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了研究,在高相對(duì)濕度環(huán)境下,糧堆表層的微生物活性值變化明顯,且糧層有阻擋濕度擴(kuò)散的作用,糧堆下層微生物活性值變化不明顯。在超過(guò)1 000t的大型儲(chǔ)藏玉米倉(cāng)中,利用微生物活性檢測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)倉(cāng)內(nèi)高水分玉米在系統(tǒng)升溫及通風(fēng)降水過(guò)程中微生物活動(dòng)的狀況,根據(jù)微生物活性值制定通風(fēng)、加熱等參數(shù),達(dá)到了早期防霉儲(chǔ)藏的目的[41]。微生物酶活性檢測(cè)法與傳統(tǒng)霉菌檢測(cè)方法相比,具有耗時(shí)少、靈敏度高、檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確的特點(diǎn),其顯示結(jié)果反應(yīng)糧食表面活菌的數(shù)量,更加貼切糧食防霉儲(chǔ)藏的本質(zhì)。微生物活性檢測(cè)技術(shù)可以提高儲(chǔ)糧霉菌早期預(yù)防的效率,最大限度維護(hù)糧食品質(zhì),提高儲(chǔ)糧的安全性。

5 展望

儲(chǔ)糧安全與糧食微生物的存在狀態(tài)密切相關(guān),休眠或非生長(zhǎng)狀態(tài)的微生物對(duì)儲(chǔ)糧安全沒(méi)有影響,糧食安全的威脅來(lái)自于活動(dòng)著的微生物,其主要危害類(lèi)群是霉菌。立足于對(duì)霉菌生長(zhǎng)和代謝特性相關(guān)的生物學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè),借鑒食品微生物的某些成熟的方法[42],可以滿足對(duì)儲(chǔ)糧安全性的有效監(jiān)測(cè)?,F(xiàn)有的相關(guān)方法應(yīng)該根據(jù)糧食的儲(chǔ)藏特性和具體需求,進(jìn)一步對(duì)檢測(cè)方法進(jìn)行適應(yīng)性研究,對(duì)儀器、設(shè)備及檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化;同時(shí)也可通過(guò)對(duì)微生物的多種生物學(xué)特性進(jìn)行綜合分析,彌補(bǔ)單因素檢測(cè)的不足,更加準(zhǔn)確、有效地反映儲(chǔ)糧安全性的真實(shí)狀態(tài),提高儲(chǔ)糧安全早期預(yù)防的效果,為減少儲(chǔ)糧損失提供技術(shù)基礎(chǔ)。

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