張洪軍

[摘要]糧食既是人們賴以生存的物質(zhì)條件，又是國家重要的戰(zhàn)略資源。近年來，我國糧食需求擴大，糧食儲存問題受到了社會各界的高度關(guān)注，其與人們的物質(zhì)生活及國家糧食安全有著密不可分的聯(lián)系。受糧食自身的特性影響，糧食儲藏存在儲藏周期長、儲藏環(huán)節(jié)檢測工作難度大等問題。而本研究就對糧食儲藏的快速檢測技術(shù)問題進(jìn)行分析，旨在為糧食儲藏工作提供參考。

[關(guān)鍵詞]快速檢測技術(shù);糧食儲藏;水分檢測;微生物檢測;蟲害檢測;紅外測溫技術(shù)

中圖分類號：TS210.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202009

1 糧食儲藏中水分的檢測

1.1 微波法

作為一項無損檢測技術(shù)，微波檢測操作簡單，具有較高的測量精度，準(zhǔn)確性高，但該方法會受到糧食密度及形狀的影響，且檢測儀器昂貴。以往學(xué)者在研究中利用微波法檢測小米、大米中的水分含量，結(jié)果顯示其測得的水分含量與國際恒重法符合[1]。

1.2 干燥法

糧食儲藏中水分檢測最常用的方法為干燥法，該檢測方法精度高，但用時長，僅適用于實驗室操作，在實際生產(chǎn)活動中尚存在一定的局限性。有學(xué)者在研究中對糧食作物進(jìn)行水分檢測，即將儲藏糧食置于160℃條件下，加熱10min，獲得的結(jié)果具有較高的可信度。日常生活中通常采用干燥法儲存糧食，要將需要儲存的糧食日曬干燥去潮脫水。不管是水稻、小麥還是其他糧食，收獲后含水量非常大，不具備儲存條件，必須經(jīng)過干燥去潮脫水。糧食含水量越高，儲存時間越短;含水量越低，儲存時間越長。糧食含水量≤14%時，具備儲存條件，可以儲存半年到1年時間。

1.3 水浸懸浮法

水浸懸浮法檢測糧食儲藏中水分，首先在容器中加入待測樣品，再加入水浸泡樣本，然后與容器一同稱重，該狀態(tài)下水分失重為0，所得的重量即為樣本干物質(zhì)與測血皿的質(zhì)量。此檢測方法用時短、準(zhǔn)確度高，且耗能少。采用水浸懸浮法對玉米、小麥以及高粱等糧食作物中的水分進(jìn)行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其誤差低于0.5%[2]。但是應(yīng)用該檢測方法檢測油料作物時，則存在較大的誤差。因此建議在檢測谷物類糧食作物時應(yīng)用該方法。

1.4 電容法

電容法對糧食儲藏中水分的檢測，主要是利用水介電常數(shù)與糧食干物質(zhì)的不同。與糧食干物質(zhì)介電常數(shù)相比，水介電常數(shù)明顯較大，因此可以說電容大小直接由糧食的含水量決定。采用電容法水分儀能夠快速檢出糧食中的水分含量，但準(zhǔn)確率還有待進(jìn)一步證實;另外，周圍環(huán)境也會對結(jié)果的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

1.5 電阻法

糧食的含水量會直接影響其電導(dǎo)率，因此可以采用電阻法對糧食電導(dǎo)率變化情況予以檢測，由此掌握糧食的含水量情況。該檢測方法成本低，但信號弱，糧食含水量過高或過低時不建議使用這種方法。

2 糧食儲藏中溫度的檢測

2.1 紅外測溫技術(shù)

通常，自然界物體在0℃以上，其表面的溫度分布呈現(xiàn)出一定的差異，會散發(fā)出能量不一的紅外輻射。根據(jù)這一原理，在檢測表面溫度時，可以對紅外輻射波長、強度進(jìn)行檢測，以此獲得準(zhǔn)確的表面溫度數(shù)值。與傳統(tǒng)接觸式溫度測量相比，該檢測方法結(jié)果更可靠，并且操作簡單，短時間內(nèi)能夠獲得準(zhǔn)確的目標(biāo)溫度數(shù)值。然而，紅外測溫技術(shù)也存在一定的局限性，在檢測糧食溫度時容易受到周圍環(huán)境的影響。

2.2 測溫電纜技術(shù)

測溫電纜技術(shù)包括熱敏電阻與導(dǎo)線兩個部分，熱敏電阻能夠敏感地感知溫度的變化，且體積小、電阻大。在測溫電纜作用下能夠?qū)Z堆溫度進(jìn)行實時監(jiān)測，雖然應(yīng)用該方法測量測溫點周圍糧食溫度準(zhǔn)確性高，但是可能有不易被發(fā)現(xiàn)的熱點存在。

2.3 聲層析成像法

作為一種非接觸式測溫方式，聲層析成像主要利用的是聲波原理。在氣相條件下周圍空氣、溫度等因素會影響到聲波傳播的速度，因此可以在待測區(qū)域放入聲波收發(fā)器，對聲波傳播時間及路徑進(jìn)行測量，再通過一定的程序重現(xiàn)被測溫度場。需要注意的是，在實際檢測過程中要考慮聲波的傳播距離，確保其能夠滿足倉房跨度需要。并且，要明確糧?？障洞笮β暡ㄋ俣鹊挠绊懀⑦x擇適當(dāng)?shù)姆桨赣枰孕拚徒鉀Q[3]。

3 糧食儲藏中蟲害的檢測

3.1 電子鼻技術(shù)

電子鼻技術(shù)俗稱氣味分析法。通常，糧食感染害蟲后會出現(xiàn)糧堆劣變，釋放出特殊的氣味，該氣味可以通過特定的儀器檢測到。以往有研究對不同含蟲糧食樣品進(jìn)行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其能夠有效檢測出害蟲感染情況，但應(yīng)用前需要建模，操作相對煩瑣[4]。

3.2 近紅外光譜法

有蟲糧與無蟲糧對近紅外光譜吸收及反射會呈現(xiàn)出明顯的差異。通常紅外光譜對糧粒進(jìn)行掃描后，害蟲中所含的元素會對近紅外光吸收及反射產(chǎn)生不同的反應(yīng)，根據(jù)這一原理，可以結(jié)合不同害蟲對近紅外光的反應(yīng)情況進(jìn)行有效識別。該檢測方法操作簡單，是一種無損檢測技術(shù)，且用時短。但若糧食蟲害感染輕微，容易出現(xiàn)漏檢情況，因此為確保檢測的準(zhǔn)確性，需要建模處理。

3.3 聲檢測法

收集糧堆中害蟲活動發(fā)出的聲音信號，并對信號放大處理以獲得害蟲種類及數(shù)量的相關(guān)結(jié)果，這種方法被稱作聲檢測法。經(jīng)過實踐研究，聲檢測法檢測病蟲害的準(zhǔn)確性明顯提升，不但操作簡單、結(jié)果快速，而且糧粒內(nèi)外害蟲都能被檢測到[5]。美中不足的是該檢測方法會受到環(huán)境噪音的影響，且難以發(fā)現(xiàn)蟲卵及死蟲。

3.4 圖像識別法

隨著現(xiàn)代計算機信息技術(shù)的不斷發(fā)展，圖像處理及識別技術(shù)在儲糧病害檢測中也得以應(yīng)用。應(yīng)用圖像識別法對散裝小麥倉谷蠹成蟲進(jìn)行檢測，結(jié)果顯示該檢測技術(shù)能夠有效識別蟲害。值得關(guān)注的是，雖然外界因素對圖像識別法無明顯影響，能夠準(zhǔn)確識別明顯的害蟲，但由于糧食中或多或少會存在一定的雜質(zhì)，容易影響檢測結(jié)果，且目前該檢測方法僅適用于谷蠹、大谷及綠豆等害蟲的檢測。

4 糧食儲藏中微生物的檢測

4.1 電子鼻檢測

電子鼻檢測儲藏糧食中的微生物主要是通過模仿哺乳動物嗅覺，對儲糧環(huán)境中各種氣味進(jìn)行鑒別、檢測，但目前其檢測儲糧微生物僅處于試驗階段。通常，糧食儲藏周期較長，當(dāng)儲糧發(fā)霉后，短時間內(nèi)氣味不會很明顯，但隨著儲藏時間的增加，其散發(fā)的揮發(fā)性物質(zhì)氣味也會逐漸變濃。采用電子鼻檢測則能夠有效檢測環(huán)境中的氣體成分，及早發(fā)現(xiàn)發(fā)霉?fàn)顩r，并發(fā)出警報，從而使發(fā)霉問題能夠得到及時的處理，在保障糧食儲藏安全方面發(fā)揮著預(yù)見性的作用。除此之外，電子鼻檢測還具有結(jié)果準(zhǔn)確、不受人為因素影響等優(yōu)勢。

4.2 酶活性檢測

當(dāng)儲藏糧食出現(xiàn)霉菌微生物感染后，會產(chǎn)生蛋白酶、過氧化氫以及生淀粉酶等酶類，研究發(fā)現(xiàn)酶活性與微生物數(shù)量呈現(xiàn)出明顯的正相關(guān)關(guān)系，對酶活性的變化情況進(jìn)行檢測便于管理人員及早獲得微生物數(shù)量情況，一般30min便能夠完成測試。另外，與電子鼻檢測技術(shù)相比，酶活性檢測的結(jié)果不會受到死菌的影響，測定結(jié)果準(zhǔn)確性高。酶活性檢測技術(shù)對操作環(huán)境及操作技術(shù)方面的要求相對寬泛，這在一定程度上簡化了操作流程，也無需提前創(chuàng)建無菌環(huán)境。該技術(shù)在檢測領(lǐng)域已經(jīng)取得了顯著的效果，但在微生物種類方面還存在一定的局限性。

5 結(jié) 論

綜上所述，糧食儲藏期間為確保達(dá)到預(yù)期的儲藏效益，進(jìn)行儲糧檢測是非常必要的。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，糧食儲藏檢測技術(shù)也在不斷更新、優(yōu)化，在糧食水分、溫度以及蟲害等檢測中發(fā)揮著極為重要的作用，但每種檢測技術(shù)各有優(yōu)勢與不足之處，應(yīng)加強檢測技術(shù)與實際的結(jié)合，保障糧食儲藏的有效性與安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭沫利，趙艷軻，陳思露，等.基于RDPSO-RBF的糧食產(chǎn)后儲藏環(huán)節(jié)損耗評估模型[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（8）：307-311.

[2]鄭沫利，趙艷軻，閆敏，等.基于RDPSO-SVM的糧食產(chǎn)后儲藏環(huán)節(jié)損耗智能評估方法[J].計算機與現(xiàn)代化，2020，13（3）： 72-76.

[3]張鵬.基于遺傳算法的船艙糧食儲藏環(huán)境參數(shù)PID控制[J].電聲技術(shù)，2019，43（11）：59-61.

[4]王世霞.應(yīng)用糧油儲藏與檢測技術(shù)為糧食安全保駕護(hù)航[J].中國食品，2019，24（22）：122.

[5]徐蘇斌，趙子杰.從存儲糧食到儲藏藝術(shù)：筒倉類工業(yè)遺產(chǎn)再利用設(shè)計研究[J].新建筑，2019，13（5）：52-56.