稻谷产地分层通风对储粮品质的影响

刘兵 罗曜 吴林蔚 王燕 刘强 蔡丽洁 宋伟 丁超

[摘要]新收获稻谷由于水分及温度高，入仓储藏时会发生霉变、虫害等，影响储粮品质，因此需要降低稻谷入仓前的含水量及温度。研究发现利用分层通风可显著降低稻谷水分含量，改善稻谷品质，其中出糙率上升15.1%，整精米率上升10.3%，爆腰增率相比室温储藏稻谷下降了3.0%。通风作业可以减少稻谷表面霉菌数量，从4.6×104 CFU/g下降至5×103 CFU/g，且脂肪酸值上升程度及色度变化程度显著减小，降低了因稻谷霉变、黄变而产生的损耗。分层通风对稻谷有降水作用，同时能够改善稻谷品质，有利于稻谷的储藏、加工与销售。

[关键词]稻谷;分层通风;品质

中图分类号：TS210.2 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.2019201910

我国粮食产量一直稳居世界第一，粮食与社会稳定、人民生活质量和国家经济安全息息相关，粮食产量和质量问题至关重要[1]。国家农业部统计数据显示，全国农户储粮损失率达8%以上，鼠害、霉变和虫害是造成农户储粮损失的主要原因[2]。长期以来，农民主要通过传统晒粮方式对粮食进行干燥，由于这种干燥方式受到晒场、天气的制约，粮食可能会出现霉变、发芽问题，造成粮食数量和质量的损失[3]。同时，随着我国农村土地流转的加速和农业机械化程度的提高，粮食产量持续上升，加之产地烘干设备落后，烘干能力严重不足，高水分粮食难以及时降水，非常容易造成粮食采后霉变、虫害和发芽等问题，增大储粮损失[4]。国家储备粮库和地方储备粮库在仓储管理时通常要考虑粮情检测、智能通风、低剂量环流熏蒸等方面工作，而稻麦产地的就地烘干，储藏过程中通风降温、降水、低剂量环流熏蒸的工艺效果不理想，不能对农村大批量产地收获的高水分潮粮及时进行处理。目前国内粮食烘干主要使用混流或顺流干燥机等设备，干燥介质温度过高，导致粮食爆腰率增加，整精米率降低，极大影响粮食加工食用品质，且干燥能耗大、费用高，增大成本从而降低了经济效益[5]。

针对上述背景技术中存在的问题，课题组结合多年积累的技术和经验及我国的气候特点，设计开发了一种适合我国国情的多功能烘储仓。该仓具有以下优点：可以降低粮温、降水;降水速率平缓均匀，无死角;干燥过程绿色无污染;操作过程简便，节省人力、节约能源;低温通风干燥使稻谷爆腰率降低，出糙率和整精米率提高;米质优、品尝评分值高，延缓了品质劣变。

本实验将新收获稻谷于多功能烘储仓中进行分层通风作业，降低稻谷水分、温度，从而达到提高稻谷品质的目的，并对比研究了室溫储藏下稻谷品质的变化，旨在优化稻谷产地分层通风工艺，提高稻谷产量与质量。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

粳稻谷：京优一号，于2018年江苏省宿迁市泗洪县新收获，初始水分含量湿基22.4±0.5%。

多功能烘储仓（高7m，直径10m）：自主开发研制的稻麦多功能烘储仓，仓体中部和下部分别设有风道;电热鼓风干燥箱：上海苏进仪器设备厂;砻谷机（BLH-3250）、精米机（BLH-3100）：浙江伯利恒仪器设备有限公司;容重器（HGT-1000A）：成都一科仪器设备有限公司;扦样器（LBH-1800W）：台州慧粮粮仪厂;高速万能粉碎机：天津市泰斯特仪器有限公司;美能达分光测色仪（CM-5）：柯尼卡美能达公司。

1.2 试验方法

1.2.1 试验区

江苏省农业科学院泗洪稻麦科技综合示范基地位于泗洪县石集乡，紧邻通湖大道，交通运输便利。泗洪稻麦科技综合示范基地由江苏省农业科学院农业资源与环境研究所管理运营，主要用于新品种、新技术、新装备创新研发、集成示范和熟化配套，基地基础设施高标准配套，展示形象良好;装备配套齐全，具备项目实施条件。泗洪县位于江苏省北部，是重要的产粮大县，符合实验要求。

1.2.2 通风方法

在多功能烘储仓中、下部分别设置风机，风机可变换通风方式。前期中、下部风机同时采用压入式通风，中、下层风速较大，对中、下层稻谷降水明显;待中、下层稻谷水分下降一定程度后，将中部风机关闭，下部风机改为吸出式通风，可以防止下部稻谷过干，并加快上层稻谷降水速率;待上层稻谷水分下降一定程度后，将中部风机设置成压入式通风，并保持下部风机为吸出式通风，使粮仓中层稻谷降水效果明显。每隔5d，在上、中、下3层分别扦取样品测定水分含量，随机取样测定稻谷品质变化，同时，将未入仓的稻谷在相同温湿度情况下放置相同天数进行对照研究。

1.2.3 粮仓温、湿度测定

在粮仓中设置温湿度计，每天相同时间点观察温度、湿度变化情况。

1.2.4 稻谷水分测定

按GB/T 14489.1-2008[6]执行

1.2.5 稻谷加工品质测定

稻谷出糙率的测定按GB/T 5495-2008[7]执行。稻谷整精米率测定按GB/T 21719-2008[8]执行。稻谷爆腰率测定，则需将稻谷砻谷去壳后挑选100粒糙米置于玻璃器皿上，用聚光灯在玻璃器皿下面照射糙米[9]，观察裂纹数目，重复实验三次，结果取平均值。

1.2.6 稻谷容重测定

按GB/T 5498-2013[10]执行。

1.2.7 稻谷霉菌计数测定

按GB 4789.15-2016[11]执行。

1.2.8 稻谷脂肪酸值测定

按GB/T 20569-2006[12]执行。

1.2.9 稻谷色度测定

用CM-5 美能达分光测色仪测定稻谷表面颜色，记录结果为L*值、a*值、b*值，重复实验三次，结果取平均值。

1.3 数据处理

采用Origin 8.5统计数据，进行分析并作图。

2 结果与分析

2.1 稻谷水分变化

分层通风稻谷与室温储藏稻谷水分的变化如表1所示，经通风作业后稻谷水分大幅、均匀降低，从初始水分22.4%降至16.9%左右，达到稻谷储藏安全水分，降水程度为室温储藏对照组的2.9倍，室温储藏的稻谷水分虽有降低，但降低程度较小，且因高水分，会导致稻谷品质劣变，引起霉菌滋生。在前10d，由于中、下部风机为压入式通风，因此中、下层稻谷降水效果明显，分别降低了3.4%、4.0%;在10～20d，中部风机关闭，下部风机为吸出式通风，上层稻谷水分下降2.8%;在20～30d，中部风机为压入式通风，下部风机为吸出式通风，使中层稻谷水分降低2.0%。结果表明多功能烘储仓可以显著降低仓体内各部分稻谷水分，且降水效果均匀、缓速，由此可见该仓体具有良好的降水保质作用。

2.2 稻谷加工品质变化

加工品质直接影响稻谷的商用价值，加工品种包括出糙率、整精米率等指标，出糙率是指稻谷脱壳后，完善粒糙米所占净稻谷试样质量的百分率，整精米率是指整精米占净稻谷试样质量的百分率[13]。稻谷通风作业期间加工品质变化情况如图1所示，可以发现通风作业和室温储藏的稻谷加工品质都有提高，其中，分层通风后稻谷出糙率上升15.1%，整精米率上升10.3%;室温储藏的稻谷出糙率上升8.2%，如图（a）所示，整精米率上升5.2%，如图（b）所示，稻谷加工品质的提高可能是因为水分降低，从而提高了稻谷的耐磨性。但稻谷经分层通风作业后的加工品质比室温储藏的稻谷上升显著，可能是因为稻谷经分层通风作业后水分下降更明显，从而显著提高了稻谷耐磨性。稻谷水分急剧下降会引起稻谷品质的下降，由于分层通风的降水效果均匀，降水速度缓慢，因此不会对稻谷加工品质产生不良影响。结果表明多功能烘储仓分层通风作业可以有效提高稻谷加工品质，具有良好的保质作用，能够提高稻谷的商用价值。

2.3 稻谷爆腰增率变化

米粒上有横向裂纹，称为爆腰。爆腰米粒占试样的百分率，称为爆腰率。气候干旱、病害、过迟收获、机械打击、剧烈撞击、高水分稻谷受到急剧的干燥或急剧的冷却，以及受潮吸湿时米粒内部与表面收缩膨胀不平衡等都可使稻谷爆腰，稻谷爆腰会对稻谷加工品质、产量及商用价值产生有害影响[14]。稻谷分层通风期间爆腰增率变化情况如图2所示，其中，分层通风后稻谷爆腰增率为3%，室温储藏后稻谷爆腰增率为6%，可以发现分层通风作业后，稻谷爆腰增率显著低于室温储藏的稻谷，可能是因为分层通风可以使稻谷水分均匀下降，从而降低了稻谷爆腰增率，而室温储藏的稻谷由于初始水分较高，可能使稻谷软化，从而增加了爆腰率。结果表明，相较于室温储藏，多功能烘储仓分层通风作业可以提高稻谷品質。

2.4 稻谷容重变化

单位容积内稻谷的质量称为容重，容重是评定稻谷品质的重要指标。稻谷容重与稻谷品种、类型、成熟程度、水分及含杂质量等有关。籽粒饱满、均匀度高、表面光滑无芒、粒形短圆及相对密度大的稻谷容重较大，反之，则较小。稻谷机械通风作业期间稻谷容重变化情况如图3所示，其中，机械通风作业的稻谷容重从588g/L下降至556g/L，室温储藏的稻谷容重从588g/L下降至570g/L，可能是由于通风作业期间稻谷水分下降明显，从而降低了稻谷的容重。

2.5 稻谷霉菌变化

霉菌主要分布在稻谷颗粒表面，通过测定稻谷表面霉菌计数可以反映稻谷受霉菌污染的情况。新收获稻谷由于水分含量较高，田间微生物活性高，容易受到霉菌污染，因此急需对新收获稻谷进行降水调质处理。稻谷分层通风期间霉菌计数的变化情况如图4所示，其中，分层通风作业的稻谷表面霉菌计数从4.6×104CFU/g下降至5×103CFU/g，室温储藏的稻谷表面霉菌计数从4.6×104CFU/g上升至6.6×104CFU/g，这是因为分层通风作业可以显著降低稻谷含水率，同时还可以降低稻谷堆温度，从而能够抑制稻谷表面霉菌生长，而室温储藏的稻谷含水率较高，有利于稻谷表面霉菌生长，也可能因为稻谷水分活度的差异，导致稻谷表面霉菌生长情况不同。根据稻谷表面霉菌计数的结果，发现多功能烘储仓分层通风作业可以显著改善稻谷储藏品质，提高稻谷商用价值。

2.6 稻谷脂肪酸值变化

稻谷脂肪酸值是分析稻谷品质的重要指标之一。通过测定稻谷脂肪酸值可以有效地判断稻谷品质的变化情况，反映稻谷代谢程度并推断其是否宜存[18]。稻谷脂肪酸值变化情况如图5所示，其中，分层通风作业的稻谷脂肪酸值从14mg KOH/100g上升至17mg KOH/100g，室温储藏的稻谷脂肪酸值从14mg KOH/100g上升至22mg KOH/100g，这是因为分层通风可以降低稻谷水分及温度，抑制稻谷脂肪酶作用，从而能够降低脂肪酸产量;室温储藏稻谷的脂肪酸值上升速度过快也可能是因为稻谷霉菌生长繁殖旺盛，提高了脂肪酸产量。根据结果可以发现多功能烘储仓分层通风作业显著改善了稻谷储藏品质，降低了稻谷因品质劣变而产生的损失。

2.7 稻谷色度变化

稻谷通风作业期间色度变化如表2所示。色度L*代表样品的明度，在[0，100]的范围区间内变化，色度L*为0时，物体表现出黑色，色度L*为100时，物体表现出白色，ΔL*表示样品明度的变化，ΔL*为正数表示样品表面变亮，ΔL*为负数表示样品表面变暗。由表2可知，稻谷在通风过程中，色度L*值降低，即ΔL*为负数，说明稻谷表面变暗，稻谷品质发生劣变。通风30d后稻谷色度L*降低1.19，室温储藏30d后稻谷色度L*降低2.17，可能是因为分层通风降低稻谷分水，抑制了霉菌生长，说明分层通风可以降低稻谷水分从而改善稻谷品质。

色度a*代表样品的红绿色度，在（-∞，+∞）的范围区间内变化，色度a*为正值且数值越大代表样品越红，色度a*为负值且数值越大代表样品越绿，Δa*为正值表示样品表面偏红，Δa*为负值表示样品表面偏绿。由表2可以知，稻谷在通风过程中，色度a*值升高，即Δa *为正数，说明稻谷表面变得偏红，稻谷品质发生劣变。通风30d后稻谷红绿色度a *升高0.45，室温储藏30d后稻谷红绿色度a*升高0.64，可能是因为稻谷初始水分较高，容易使稻谷发生霉变，从而导致稻谷红绿色度a*都呈上升趋势。

色度b*代表样品的黄蓝色度，在（-∞，+∞）的范围区间内变化，色度b*为正值且数值越大代表样品越黄，色度b*为负值且数值越大代表样品越蓝，Δb*为正值表示样品表面偏黄，Δb*为负值表示样品表面偏蓝[19]。由表2可知，稻谷在通风过程中，色度b*值降低，即Δb*为负数，说明稻谷表面变得偏黄，稻谷品质发生劣变。通风30d后稻谷色度b*上升0.46，室温储藏30d后稻谷色度L*升高1.53，可能是因为分层通风降低稻谷分水，抑制了霉菌生長，说明分层通风可以降低稻谷水分从而改善稻谷品质。

3 结 论

文章研究结果表明，分层通风显著降低了稻谷水分含量，改善稻谷品质，其中出糙率上升15.1%，整精米率上升10.3%，爆腰增率相比室温储藏稻谷下降了3%。通风作业可以显著减少稻谷表面霉菌数量，从4.6×104CFU/g下降至5×103CFU/g，且脂肪酸值上升及色度变化程度显著减小，降低了因稻谷霉变、黄变而产生的损耗。分层通风对稻谷的降水作用，可以节省烘干或热风干燥的能耗，同时改善稻谷品质，有利于稻谷的储藏、加工与销售。

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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