粮食霉变及其快速检测技术研究进展

李圆圆

[摘要]粮食在储藏过程中容易发生霉变，造成巨大的损失，其中粮食的质量和储存仓库的环境条件是使粮食发生霉变的主要原因。针对这一现象，相关负责人员应该制定科学合理的防霉方案，定时对储粮仓的空气环境加以检测，使得储粮仓的温度和湿度都能够达到标准要求，以有效降低粮食发生霉变的概率。本文就对粮食霉变及其快速检测技术的研究进展加以探讨，供相关人员参考。

[关键词]粮食;霉变;检测技术

中图分类号：TS210.7 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202006

1 粮食霉变概述

1.1 粮食霉变的实质

粮食霉变的主要原因是大量微小细菌代谢分解，并在适宜的空气环境下进行了大量的繁殖。微小细菌也可以称为微生物，通常情况下不仅具有数量大、体型小的特点，还具有非常顽强的适应能力，繁殖和代谢速度非常快。因此，粮食从田间生长到收获、加工、运输、储藏的过程中，不同品种的微生物就可以从不同的来源地通过各种途径进行传播，进而不断聚集在粮食表面。当储粮仓处于湿度大、水分多、温度适宜的环境下，微生物就可以进行营养代谢活动，进而导致粮食发生霉变[1]。

1.2 粮食霉变的过程

粮食微生物分布于麦粒表皮和麦粒内部，粮食从田地里收获到仓库储藏的过程中，可以判定其微生物来源基本上为田间微生物和储藏微生物。田间微生物在粮食收获时就已经存在，虽然经过不断翻晒和处理已难以用肉眼观察出，但是仍然潜伏在麦粒中;而储藏微生物一般都是在进入仓库后才形成的，只要仓库的水分、温度适宜，就会非常有利于微生物的形成和生存。

采用常规储藏法对粮食进行储存时，若受到湿热的侵蚀和高湿空气的影响，干生特性的霉菌就会开始滋生。尤其是当仓库中的温度和水分都达到这些霉菌的生存需求时，就会使其在粮食上大量繁殖、生长。

1.3 粮食霉变的生化变化

粮食在收获到入仓的整个过程中，会经历收割、脱粒、输送以及晾晒等程序，在这些过程中粮食表面会因为与其他事物产生的摩擦而受到不同程度的损伤，从而导致粮食表面大面积受损。所以，当粮食进入仓库以后，大部分来自土壤的微生物就会借助这些伤口繁殖菌类和螨类，当这些螨虫和菌类大量繁殖后，就会产生多余的水分，进而导致原本干燥的空气变得潮湿，从而使粮食发生霉变[2]。

每当换季时期，粮堆也会出现冷热交替的现象，这样就会导致储粮仓空气中的水分分布不均，进而导致粮堆表层会因水分聚集而发生严重霉变。同时，根据微小细菌对粮食中的各种有机物的分解程度，可把粮食霉变的过程分为早期霉变阶段、生霉阶段以及霉烂阶段三个阶段。

在早期霉变阶段，粮食颗粒表层的颜色会发生变化，由原先的麦黄色逐渐变为麦褐色。如果不是专业的检查人员，这样简单的颜色变化将很难被发现。

在生霉阶段，粮食颗粒表层被整个霉菌包围，如果不及时对其进行处理将会对整个粮堆造成不良影响。

在霉烂阶段，被霉菌侵蚀的粮食不管是其表层还是粮食内部已经全部坏死，一定要及时将其清理，否则会严重影响粮堆的完好储藏。

2 粮食霉变的快速检测技术

2.1 霉菌检测技术

在储粮过程中，一定要做好预防粮食霉变的一系列工作，而储存粮食的仓库里面的温度变化能够直接反映出粮食储藏是否正常。因此，相关科研人员针对这一情况推出了可以有效对粮食进行温度测评的技术，简称粮温检测技术[3]。这一技术的应用原理：各种微生物进行代谢活动会产生热量致使储粮仓库温度升高，利用储粮仓库温度变化来对微生物的活动状态进行检测。由于粮仓里面的粮食吨数巨大，而粮温检测技术的应用成本也比较高，因此无法大量使用温度传感器，进而无法有效细致地对粮堆的温度进行全面检测。

预防储粮霉菌危害的最有效的办法就是早发现、早处理，将霉变危害消除在初期状态，并借助化学仪器等工具对这些已经发生霉变的有害物质进行研究，进而制定出有效的预防措施[4]。

2.2 机器视觉技术

机器视觉技术就是利用相关机器来对粮食是否发生霉变进行检测和判断，同时，也可根据相关机器的各种功能将被抽取的部分粮食标本变成各种图形信号，并将其传送给专用的图像处理系统[4]。

发生霉变的粮食，其麦粒表面的颜色会发生变化。比如麦黄色的麦子和米白色的米粒若发生霉变时，其颗粒的颜色就会变成黑色或者褐色，粮食变色严重则表明其霉变程度较深。

对于那些在不同光源照射下所表现出来的不同图形特征，根据图像颜色变化的深浅就可以快速辨别出粮食有无发生霉变的情况;而对于没有发生霉变或者发生了轻微霉变的粮食，可根据图像所展现出来的颜色深浅程度来进行相应的霉变检测及分析研究。这样不仅可以较好地区分霉变程度不同的粮食，还可以显著节省人力、物力方面的投入。

2.3 电子鼻技术

电子鼻技術主要是对空气中具有挥发性的化学气体进行检测和研究，它的工作原理就是根据粮仓中所挥发出来的各种化学气体成分与电子传感器识别系统来检测出不同的化学气体信号，进而来实现对化学气体的识别和定性辨识[5]。

如果粮食的表层已经发生了损坏情况，将会使各种霉菌在潮湿以及水分充足的环境下大量繁殖及生长，并且粮食在霉变的过程中会产生化学气体。而电子鼻技术就是以挥发性气体及化学气味物质所表现出来的特性作为检测目标，所以该项技术在粮食发生初期霉变的检测工作中起着至关重要的作用。

因此，当粮仓内储存的部分粮食发生了霉变现象，相关负责人员就可利用电子鼻技术对部分粮食进行检测，并对已经发生霉变的粮食进行合理的处理，避免因为处理不当而引发二次霉变问题。

2.4 光谱成像技术

光谱成像技术就是把传统的图形成像技术与现代化的光谱成像技术相结合，进而对某项产品的化学成分和物理结构进行检测。从目前来看，该项技术也已经成为众多检测技术中最为准确和迅速的检测技术之一[6]。

如今新兴的光谱检测技术已经普遍应用于粮食的霉变检测研究中。其他检测技术一般情况下都是根据霉变所散发出来的气味或者化学气体进行相应的检测工作，而光谱技术中的近红外光谱则可根据产品中的脂肪酸含量的浓度来判断所检产品是否发生霉变，可实现对粮食霉变的快速无损检测[7]。

并且，高光谱图像技术不仅可以反映出被检测产品的动态特征，还能反映出被检测产品的内部结构特征和各种化学组成的一系列相关信息。但是高光谱图像技术所需要的仪器价格普遍偏高，并且它在粮食品质的检测应用上仍然处于初级阶段，还未实质性地对其进行科学合理的应用。

3 结 论

综上所述，随着科学技术的不断发展，各种储粮技术也在不断更新发展，在粮食发生霉变的问题上，相关科研小组已相继研究出了各种检测霉变技术，有效解决了粮食发生霉变的问题，使人们的食品安全问题得到了有效保障。

参考文献

[1]郭小倩.粮食霉变及其快速检测技术研究进展[J].中国食品，2019（21）：115.

[2]周颖，惠延波，冯兰芳，等.基于X射线断层扫描的小麦籽粒霉变结构研究[J].中国粮油学报，2019，34（7）：95-100.

[3]吴莉莉，林爱英，郑宝周，等.电子鼻检测技术在粮食霉变识别中的应用研究[J].安徽农业科学，2009，37（21）：10133-10135.

[4]刘欢，王雅倩，王晓明，等.基于近红外高光谱成像技术的小麦不完善粒检测方法研究[J].光谱学与光谱分析，2019，39（1）：223-229.

[5]沈飞，刘鹏，蒋雪松，等.基于电子鼻的花生有害霉菌种类识别及侵染程度定量检测[J].农业工程学报，2016，32（24）：297-302.

[6]于施淼，卢伟，梁琨，等.基于高光谱成像技术结合PCA-GRNN的糙米发芽率检测方法研究[J].激光与光电子学进展，2015，52（11）：255-262.

[7]邱并生.利用拮抗物生物防治黄曲霉毒素[J].微生物学通报，2011，38（11）：1747.