劉兵 羅曜 吳林蔚 王燕 劉強 蔡麗潔 宋偉 丁超

[摘要]新收獲稻谷由于水分及溫度高，入倉儲藏時會發(fā)生霉變、蟲害等，影響儲糧品質(zhì)，因此需要降低稻谷入倉前的含水量及溫度。研究發(fā)現(xiàn)利用分層通風可顯著降低稻谷水分含量，改善稻谷品質(zhì)，其中出糙率上升15.1%，整精米率上升10.3%，爆腰增率相比室溫儲藏稻谷下降了3.0%。通風作業(yè)可以減少稻谷表面霉菌數(shù)量，從4.6×104 CFU/g下降至5×103 CFU/g，且脂肪酸值上升程度及色度變化程度顯著減小，降低了因稻谷霉變、黃變而產(chǎn)生的損耗。分層通風對稻谷有降水作用，同時能夠改善稻谷品質(zhì)，有利于稻谷的儲藏、加工與銷售。

[關鍵詞]稻谷;分層通風;品質(zhì)

中圖分類號：TS210.2 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.2019201910

我國糧食產(chǎn)量一直穩(wěn)居世界第一，糧食與社會穩(wěn)定、人民生活質(zhì)量和國家經(jīng)濟安全息息相關，糧食產(chǎn)量和質(zhì)量問題至關重要[1]。國家農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全國農(nóng)戶儲糧損失率達8%以上，鼠害、霉變和蟲害是造成農(nóng)戶儲糧損失的主要原因[2]。長期以來，農(nóng)民主要通過傳統(tǒng)曬糧方式對糧食進行干燥，由于這種干燥方式受到曬場、天氣的制約，糧食可能會出現(xiàn)霉變、發(fā)芽問題，造成糧食數(shù)量和質(zhì)量的損失[3]。同時，隨著我國農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)的加速和農(nóng)業(yè)機械化程度的提高，糧食產(chǎn)量持續(xù)上升，加之產(chǎn)地烘干設備落后，烘干能力嚴重不足，高水分糧食難以及時降水，非常容易造成糧食采后霉變、蟲害和發(fā)芽等問題，增大儲糧損失[4]。國家儲備糧庫和地方儲備糧庫在倉儲管理時通常要考慮糧情檢測、智能通風、低劑量環(huán)流熏蒸等方面工作，而稻麥產(chǎn)地的就地烘干，儲藏過程中通風降溫、降水、低劑量環(huán)流熏蒸的工藝效果不理想，不能對農(nóng)村大批量產(chǎn)地收獲的高水分潮糧及時進行處理。目前國內(nèi)糧食烘干主要使用混流或順流干燥機等設備，干燥介質(zhì)溫度過高，導致糧食爆腰率增加，整精米率降低，極大影響糧食加工食用品質(zhì)，且干燥能耗大、費用高，增大成本從而降低了經(jīng)濟效益[5]。

針對上述背景技術中存在的問題，課題組結(jié)合多年積累的技術和經(jīng)驗及我國的氣候特點，設計開發(fā)了一種適合我國國情的多功能烘儲倉。該倉具有以下優(yōu)點：可以降低糧溫、降水;降水速率平緩均勻，無死角;干燥過程綠色無污染;操作過程簡便，節(jié)省人力、節(jié)約能源;低溫通風干燥使稻谷爆腰率降低，出糙率和整精米率提高;米質(zhì)優(yōu)、品嘗評分值高，延緩了品質(zhì)劣變。

本實驗將新收獲稻谷于多功能烘儲倉中進行分層通風作業(yè)，降低稻谷水分、溫度，從而達到提高稻谷品質(zhì)的目的，并對比研究了室溫儲藏下稻谷品質(zhì)的變化，旨在優(yōu)化稻谷產(chǎn)地分層通風工藝，提高稻谷產(chǎn)量與質(zhì)量。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

粳稻谷：京優(yōu)一號，于2018年江蘇省宿遷市泗洪縣新收獲，初始水分含量濕基22.4±0.5%。

多功能烘儲倉（高7m，直徑10m）：自主開發(fā)研制的稻麥多功能烘儲倉，倉體中部和下部分別設有風道;電熱鼓風干燥箱：上海蘇進儀器設備廠;礱谷機（BLH-3250）、精米機（BLH-3100）：浙江伯利恒儀器設備有限公司;容重器（HGT-1000A）：成都一科儀器設備有限公司;扦樣器（LBH-1800W）：臺州慧糧糧儀廠;高速萬能粉碎機：天津市泰斯特儀器有限公司;美能達分光測色儀（CM-5）：柯尼卡美能達公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗區(qū)

江蘇省農(nóng)業(yè)科學院泗洪稻麥科技綜合示范基地位于泗洪縣石集鄉(xiāng)，緊鄰通湖大道，交通運輸便利。泗洪稻麥科技綜合示范基地由江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所管理運營，主要用于新品種、新技術、新裝備創(chuàng)新研發(fā)、集成示范和熟化配套，基地基礎設施高標準配套，展示形象良好;裝備配套齊全，具備項目實施條件。泗洪縣位于江蘇省北部，是重要的產(chǎn)糧大縣，符合實驗要求。

1.2.2 通風方法

在多功能烘儲倉中、下部分別設置風機，風機可變換通風方式。前期中、下部風機同時采用壓入式通風，中、下層風速較大，對中、下層稻谷降水明顯;待中、下層稻谷水分下降一定程度后，將中部風機關閉，下部風機改為吸出式通風，可以防止下部稻谷過干，并加快上層稻谷降水速率;待上層稻谷水分下降一定程度后，將中部風機設置成壓入式通風，并保持下部風機為吸出式通風，使糧倉中層稻谷降水效果明顯。每隔5d，在上、中、下3層分別扦取樣品測定水分含量，隨機取樣測定稻谷品質(zhì)變化，同時，將未入倉的稻谷在相同溫濕度情況下放置相同天數(shù)進行對照研究。

1.2.3 糧倉溫、濕度測定

在糧倉中設置溫濕度計，每天相同時間點觀察溫度、濕度變化情況。

1.2.4 稻谷水分測定

按GB/T 14489.1-2008[6]執(zhí)行

1.2.5 稻谷加工品質(zhì)測定

稻谷出糙率的測定按GB/T 5495-2008[7]執(zhí)行。稻谷整精米率測定按GB/T 21719-2008[8]執(zhí)行。稻谷爆腰率測定，則需將稻谷礱谷去殼后挑選100粒糙米置于玻璃器皿上，用聚光燈在玻璃器皿下面照射糙米[9]，觀察裂紋數(shù)目，重復實驗三次，結(jié)果取平均值。

1.2.6 稻谷容重測定

按GB/T 5498-2013[10]執(zhí)行。

1.2.7 稻谷霉菌計數(shù)測定

按GB 4789.15-2016[11]執(zhí)行。

1.2.8 稻谷脂肪酸值測定

按GB/T 20569-2006[12]執(zhí)行。

1.2.9 稻谷色度測定

用CM-5 美能達分光測色儀測定稻谷表面顏色，記錄結(jié)果為L*值、a*值、b*值，重復實驗三次，結(jié)果取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.5統(tǒng)計數(shù)據(jù)，進行分析并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻谷水分變化

分層通風稻谷與室溫儲藏稻谷水分的變化如表1所示，經(jīng)通風作業(yè)后稻谷水分大幅、均勻降低，從初始水分22.4%降至16.9%左右，達到稻谷儲藏安全水分，降水程度為室溫儲藏對照組的2.9倍，室溫儲藏的稻谷水分雖有降低，但降低程度較小，且因高水分，會導致稻谷品質(zhì)劣變，引起霉菌滋生。在前10d，由于中、下部風機為壓入式通風，因此中、下層稻谷降水效果明顯，分別降低了3.4%、4.0%;在10～20d，中部風機關閉，下部風機為吸出式通風，上層稻谷水分下降2.8%;在20～30d，中部風機為壓入式通風，下部風機為吸出式通風，使中層稻谷水分降低2.0%。結(jié)果表明多功能烘儲倉可以顯著降低倉體內(nèi)各部分稻谷水分，且降水效果均勻、緩速，由此可見該倉體具有良好的降水保質(zhì)作用。

2.2 稻谷加工品質(zhì)變化

加工品質(zhì)直接影響稻谷的商用價值，加工品種包括出糙率、整精米率等指標，出糙率是指稻谷脫殼后，完善粒糙米所占凈稻谷試樣質(zhì)量的百分率，整精米率是指整精米占凈稻谷試樣質(zhì)量的百分率[13]。稻谷通風作業(yè)期間加工品質(zhì)變化情況如圖1所示，可以發(fā)現(xiàn)通風作業(yè)和室溫儲藏的稻谷加工品質(zhì)都有提高，其中，分層通風后稻谷出糙率上升15.1%，整精米率上升10.3%;室溫儲藏的稻谷出糙率上升8.2%，如圖（a）所示，整精米率上升5.2%，如圖（b）所示，稻谷加工品質(zhì)的提高可能是因為水分降低，從而提高了稻谷的耐磨性。但稻谷經(jīng)分層通風作業(yè)后的加工品質(zhì)比室溫儲藏的稻谷上升顯著，可能是因為稻谷經(jīng)分層通風作業(yè)后水分下降更明顯，從而顯著提高了稻谷耐磨性。稻谷水分急劇下降會引起稻谷品質(zhì)的下降，由于分層通風的降水效果均勻，降水速度緩慢，因此不會對稻谷加工品質(zhì)產(chǎn)生不良影響。結(jié)果表明多功能烘儲倉分層通風作業(yè)可以有效提高稻谷加工品質(zhì)，具有良好的保質(zhì)作用，能夠提高稻谷的商用價值。

2.3 稻谷爆腰增率變化

米粒上有橫向裂紋，稱為爆腰。爆腰米粒占試樣的百分率，稱為爆腰率。氣候干旱、病害、過遲收獲、機械打擊、劇烈撞擊、高水分稻谷受到急劇的干燥或急劇的冷卻，以及受潮吸濕時米粒內(nèi)部與表面收縮膨脹不平衡等都可使稻谷爆腰，稻谷爆腰會對稻谷加工品質(zhì)、產(chǎn)量及商用價值產(chǎn)生有害影響[14]。稻谷分層通風期間爆腰增率變化情況如圖2所示，其中，分層通風后稻谷爆腰增率為3%，室溫儲藏后稻谷爆腰增率為6%，可以發(fā)現(xiàn)分層通風作業(yè)后，稻谷爆腰增率顯著低于室溫儲藏的稻谷，可能是因為分層通風可以使稻谷水分均勻下降，從而降低了稻谷爆腰增率，而室溫儲藏的稻谷由于初始水分較高，可能使稻谷軟化，從而增加了爆腰率。結(jié)果表明，相較于室溫儲藏，多功能烘儲倉分層通風作業(yè)可以提高稻谷品質(zhì)。

2.4 稻谷容重變化

單位容積內(nèi)稻谷的質(zhì)量稱為容重，容重是評定稻谷品質(zhì)的重要指標。稻谷容重與稻谷品種、類型、成熟程度、水分及含雜質(zhì)量等有關。籽粒飽滿、均勻度高、表面光滑無芒、粒形短圓及相對密度大的稻谷容重較大，反之，則較小。稻谷機械通風作業(yè)期間稻谷容重變化情況如圖3所示，其中，機械通風作業(yè)的稻谷容重從588g/L下降至556g/L，室溫儲藏的稻谷容重從588g/L下降至570g/L，可能是由于通風作業(yè)期間稻谷水分下降明顯，從而降低了稻谷的容重。

2.5 稻谷霉菌變化

霉菌主要分布在稻谷顆粒表面，通過測定稻谷表面霉菌計數(shù)可以反映稻谷受霉菌污染的情況。新收獲稻谷由于水分含量較高，田間微生物活性高，容易受到霉菌污染，因此急需對新收獲稻谷進行降水調(diào)質(zhì)處理。稻谷分層通風期間霉菌計數(shù)的變化情況如圖4所示，其中，分層通風作業(yè)的稻谷表面霉菌計數(shù)從4.6×104CFU/g下降至5×103CFU/g，室溫儲藏的稻谷表面霉菌計數(shù)從4.6×104CFU/g上升至6.6×104CFU/g，這是因為分層通風作業(yè)可以顯著降低稻谷含水率，同時還可以降低稻谷堆溫度，從而能夠抑制稻谷表面霉菌生長，而室溫儲藏的稻谷含水率較高，有利于稻谷表面霉菌生長，也可能因為稻谷水分活度的差異，導致稻谷表面霉菌生長情況不同。根據(jù)稻谷表面霉菌計數(shù)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)多功能烘儲倉分層通風作業(yè)可以顯著改善稻谷儲藏品質(zhì)，提高稻谷商用價值。

2.6 稻谷脂肪酸值變化

稻谷脂肪酸值是分析稻谷品質(zhì)的重要指標之一。通過測定稻谷脂肪酸值可以有效地判斷稻谷品質(zhì)的變化情況，反映稻谷代謝程度并推斷其是否宜存[18]。稻谷脂肪酸值變化情況如圖5所示，其中，分層通風作業(yè)的稻谷脂肪酸值從14mg KOH/100g上升至17mg KOH/100g，室溫儲藏的稻谷脂肪酸值從14mg KOH/100g上升至22mg KOH/100g，這是因為分層通風可以降低稻谷水分及溫度，抑制稻谷脂肪酶作用，從而能夠降低脂肪酸產(chǎn)量;室溫儲藏稻谷的脂肪酸值上升速度過快也可能是因為稻谷霉菌生長繁殖旺盛，提高了脂肪酸產(chǎn)量。根據(jù)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)多功能烘儲倉分層通風作業(yè)顯著改善了稻谷儲藏品質(zhì)，降低了稻谷因品質(zhì)劣變而產(chǎn)生的損失。

2.7 稻谷色度變化

稻谷通風作業(yè)期間色度變化如表2所示。色度L*代表樣品的明度，在[0，100]的范圍區(qū)間內(nèi)變化，色度L*為0時，物體表現(xiàn)出黑色，色度L*為100時，物體表現(xiàn)出白色，ΔL*表示樣品明度的變化，ΔL*為正數(shù)表示樣品表面變亮，ΔL*為負數(shù)表示樣品表面變暗。由表2可知，稻谷在通風過程中，色度L*值降低，即ΔL*為負數(shù)，說明稻谷表面變暗，稻谷品質(zhì)發(fā)生劣變。通風30d后稻谷色度L*降低1.19，室溫儲藏30d后稻谷色度L*降低2.17，可能是因為分層通風降低稻谷分水，抑制了霉菌生長，說明分層通風可以降低稻谷水分從而改善稻谷品質(zhì)。

色度a*代表樣品的紅綠色度，在（-∞，+∞）的范圍區(qū)間內(nèi)變化，色度a*為正值且數(shù)值越大代表樣品越紅，色度a*為負值且數(shù)值越大代表樣品越綠，Δa*為正值表示樣品表面偏紅，Δa*為負值表示樣品表面偏綠。由表2可以知，稻谷在通風過程中，色度a*值升高，即Δa *為正數(shù)，說明稻谷表面變得偏紅，稻谷品質(zhì)發(fā)生劣變。通風30d后稻谷紅綠色度a *升高0.45，室溫儲藏30d后稻谷紅綠色度a*升高0.64，可能是因為稻谷初始水分較高，容易使稻谷發(fā)生霉變，從而導致稻谷紅綠色度a*都呈上升趨勢。

色度b*代表樣品的黃藍色度，在（-∞，+∞）的范圍區(qū)間內(nèi)變化，色度b*為正值且數(shù)值越大代表樣品越黃，色度b*為負值且數(shù)值越大代表樣品越藍，Δb*為正值表示樣品表面偏黃，Δb*為負值表示樣品表面偏藍[19]。由表2可知，稻谷在通風過程中，色度b*值降低，即Δb*為負數(shù)，說明稻谷表面變得偏黃，稻谷品質(zhì)發(fā)生劣變。通風30d后稻谷色度b*上升0.46，室溫儲藏30d后稻谷色度L*升高1.53，可能是因為分層通風降低稻谷分水，抑制了霉菌生長，說明分層通風可以降低稻谷水分從而改善稻谷品質(zhì)。

3 結(jié) 論

文章研究結(jié)果表明，分層通風顯著降低了稻谷水分含量，改善稻谷品質(zhì)，其中出糙率上升15.1%，整精米率上升10.3%，爆腰增率相比室溫儲藏稻谷下降了3%。通風作業(yè)可以顯著減少稻谷表面霉菌數(shù)量，從4.6×104CFU/g下降至5×103CFU/g，且脂肪酸值上升及色度變化程度顯著減小，降低了因稻谷霉變、黃變而產(chǎn)生的損耗。分層通風對稻谷的降水作用，可以節(jié)省烘干或熱風干燥的能耗，同時改善稻谷品質(zhì)，有利于稻谷的儲藏、加工與銷售。

參考文獻

[1] 成升魁，汪壽陽.新時期糧食安全觀與糧食供給側(cè)改革[J].中國科學院院刊，2017，32（10）：1074-1082.

[2] 胡建國.我國農(nóng)戶儲糧損失的現(xiàn)狀、問題及對策研究[D].武漢：武漢輕工大學，2017.

[3] 胡其鵬.農(nóng)戶水稻收獲損失及影響因素的實證研究[D].無錫：江南大學，2017.

[4] 魏偉偉，王金良.糧食烘干機發(fā)展現(xiàn)狀及解決對策研究[J].糧食科技與經(jīng)濟，2018，43（9）：107-109.

[5] 徐龍騫，滕飛，李小化.糧食烘干過程中影響品質(zhì)下降和烘后水分不勻度因素的分析及對策[J].糧食流通技術，2014（3）24-26.

[6] GB/T 14489.1-2008.油料、水分及揮發(fā)物含量測定[S].

[7] GB/T 5495-2008.糧油檢驗 稻谷出糙率檢驗[S].

[8] GB/T 21719-2008.稻谷整精米率檢驗法[S].

[9] 梁禮燕，丁超，楊國峰.稻谷薄層干燥特性及工藝研究[J].糧食儲藏，2011，6（40）：39-44.

[10] GB/T 5498-2013.糧油檢驗 容重測定[S].

[11] GB 4789.15-2016.食品安全國家標準 食品微生物學檢驗霉菌和酵母計數(shù)[S].

[12] GB/T 20569-2006.稻谷儲存品質(zhì)判定規(guī)則[S].

[13] 李天真.稻谷的加工品質(zhì)與其它品質(zhì)的關系[J].糧食與飼料工業(yè)，2005（7）：4-5+12.

[14] 朱恩龍，郭紅蓮，李成華.稻谷爆腰原因的探討[J].農(nóng)機化

Effect of Layered Ventilation on Grain Storage Quality in Rice Producing Area

Liu Bing1， Luo Yao1，Wu Linwei2， Wang Yan1， Liu Qiang1， Cai Lijie1， Ding Chao1

（College of Food Science and Engineering， Nanjing University of Finance and Economics， Collaborative Innovation Center for Modern Grain Circulation and Safety， as Jiangsu Key Laboratory of Quality Control and Further Processing of Cereals and Oil 1 ， Nanjing，Jiangsu 210023;Yuxi Centers for Disease Control and Drevention， Yunnan province 2 ， Yuxi，Yunnan 653100）

Abstract：Due to the high moisture and temperature of newly harvested rice， mildew and insect pests will occur during storage， which will affect the stored grain quality. Therefore， it is necessary to reduce the moisture content and temperature of rice before warehousing. It was found that layered ventilation could significantly reduce the moisture content of rice and improve the quality of rice， among which the roughness rate increased by 15.1%， the whole rice rate increased by 10.3%， and the burst waist growth rate decreased by 3.0% compared with the storage at room temperature. Ventilation can significantly reduce the amount of mold on the surface of rice from 4.6×104 CFU/g to 0.5×104 CFU/g， the degree of the increase of fatty acid value and color change can be significantly reduced， thus reducing the loss caused by mildew and yellowing of rice. Layered ventilation has the effect of reduction of moisture in rice， and improves the quality of rice， which is conducive to the storage， processing and marketing of rice.

Key words：paddy rice， layered ventilation， quality