任务七 学会粮食的保鲜与贮运管理
课前准备
【学习目标】
本章主要介绍粮食的基本贮藏方法和技术。通过学习,学生能够了解粮食的贮藏特性和品质变化,明确粮食贮藏的重要性和必要性,熟悉并掌握主要原粮、成品粮以及油料籽粒的贮藏技巧和方法。
【导入案例】
每年有500亿斤粮食因储藏不当损失
在2012年农业科技创新发展论坛暨第三届中国现代农业产业投融资峰会上,农业部农产品加工局局长张天佐表示:由于设施简陋、方法原始、工艺落后,我国农产品产后损失惊人,粮食损失率超过8%,蔬菜损失率则是超过20%,每年仅粮食损失量就高达500亿斤。
根据农业部有关专家测算,我国粮食、马铃薯、水果、蔬菜的产后损失率分别为7%~11%、15%~20%、15%~20%和20%~25%,远高于发达国家平均损失率,折算经济损失达3 000亿元以上,相当于1亿多亩耕地的投入和产出被浪费掉。
为此,2012年中央财政安排专项资金5亿元,补助农产品产地初加工项目,通过财政“以奖代补”方式,扶持农户和专业合作社建设储藏、保鲜和干制设施,改善产地初加工条件,实现减少产后损失、增加有效供给、促进农民增收。
来自农业部的资料显示,中央财政补助项目实施区域包括河北、内蒙古、辽宁、吉林、河南等11个省区和新疆生产建设兵团,奖补范围包括当年新建的马铃薯贮藏窖、果蔬贮藏库和果蔬烘干等三类设施。
减损就相当于增供。初步估计,这些减损将相当于每年增加200亿到300亿斤的粮食供应;同时,科学储藏、保鲜、干燥还将有助于均衡市场供应、提升农产品安全性以及均衡淡季、旺季农产品市场差价等。
问题:
1.通过上述案例,面对国家每年因粮食储藏不当产生的巨大损失,你有何感触?
2.如果你是国家粮食储备库的工作人员,你会如何解决坏粮问题?
教学内容
子任务一 学习粮食的贮藏特性和品质变化
粮食是一个广义的概念,泛指粮食系统仓储部门保管的各种商品。粮食包括食用粮、油料和种子粮。食用粮包括原粮和成品粮。原粮有稻谷、小麦、玉米和高粱等。成品粮有大米、面粉、玉米粉等。
一、分析粮食的贮藏特性
(一)粮食的生理特性
粮食作物在收获之后很长一段时间内,是一个有生命的有机体,它会表现出特有的生命活动。
1.粮食的呼吸
粮食的储藏期间,像人一样要进行呼吸,不断的吸进氧气,呼出二氧化碳,用来维持粮食的生活力。
粮食的呼吸作用是粮食内部的营养物质不断消耗的过程。在呼吸过程中,粮食内的营养物质和进入到粮食内的氧气作用变成了二氧化碳、水和热量等释放出来,所以粮食的呼吸,一方面维持了粮食种子的生活力,另一方面又消耗了种子内的营养物质。呼吸作用越强,消耗的营养成分也就越多,对粮食的保管就越不利,所以保管粮食,既要保持粮食的呼吸作用,又要设法降低它的呼吸作用。
影响呼吸作用的因素及呼吸作用与储藏的关系主要有:
(1)水分是决定粮食呼吸强度的最主要因素。水分含量高时,呼吸作用强,营养物质消耗快,粮食种子寿命就短;水分含量低时,呼吸作用弱,营养物质消耗少,粮食种子的寿命就长。干燥的粮食和湿粮的呼吸作用相比,差别可达几十倍。
(2)温度也是影响粮食呼吸作用的一个重要因素。在一定的温度范围内,温度与呼吸作用正相关。粮食呼吸最适宜温度为30℃~40℃,最低为0℃,最高为50℃左右。过高的温度会使种子中的蛋白质凝固,失去生命力。因此,为了降低粮食的呼吸作用,延长粮食的寿命,应当适当减少粮食的水分,并且应储藏在较低的温度下。
(3)通风条件、粮堆间的氧气,也会影响粮食的呼吸作用。
2.粮食的后熟
粮食的后熟是,在粮食收获以后,在一段时间内继续发育成熟的过程。新粮在田间收获时并没有完全成熟,储藏的最初的一段时间内,种子的胚,也就是将来发育成长为新植株的部位,发育仍在继续,这时粮食的呼吸作用旺盛,由于没有完全成熟,发芽率很低,加工以后品质也不太好,并且也不好保管。新粮经过一段时间,胚发育完全了,呼吸作用也渐渐平稳了,粮食这时达到了最高的水平,品质也得到了改善,并且更便于储藏了。
使新粮达到完全成熟的保管期叫后熟期。经过后熟期的粮食的呼吸作用减弱,发芽率增加,加工品质得到改善。新粮是否完成了后熟,常用的鉴定指标是发芽率。80%以上的发芽率,是粮食完成后熟的一般标志。不同的粮食种子,所需的后熟期长短不一。春小麦的后熟需要很长的时间,一般在半年以上;籼稻很短,一般在田间就发育完成了;而粳稻则需要约28天左右的时间;冬小麦后熟期为一到两个半月;大麦需3~4个月;高粱约需2~3个月。
(1)后熟期间粮食生理方面的变化
通过后熟,胚进一步成熟,发芽率提高到标准水平。后熟期间代谢,比在植株上的时期弱,但比后熟完成之后安全储藏的时期强。
(2)后熟期间粮食生化方面的变化
后熟期间的生化变化以合成作用为主,分解作用为次。总趋向是各种低分子化合物转变为高分子化合物,氨基酸减少,蛋白质增加;脂肪酸减少,脂肪增加;可溶性糖减少,淀粉增加。尤以氨基酸合成蛋白质的变化为最大。随着后熟作用的完成,酶活性与呼吸作用均由强转弱,水解酶由游离状态转变为吸附状态。
(3)后熟期间粮食物理性质方面的变化
后熟期间种子体积缩小,如小麦水分从15%降至10%,体积要缩小1/10。种子相对重量增加,硬度变大,种皮由稠密变为疏松多孔状态,透水性与透气性改善。
在储藏实践中,促进大批储粮后熟的方法主要是晒、烘干、通风,并使粮食储藏在干燥和通风的环境之中。鉴别种子是否已经完成后熟作用的方法,即采用发芽试验,当粮食发芽率达到80%~90%以上时,即表示后熟已经完成。
(4)后熟作用对储藏的影响与关系
粮食后熟期的长短要受温度、湿度和粮堆空气成分的影响。当温度高时,后熟快;当温度低时,后熟慢。当湿度高时,后熟慢;当湿度低时,后熟快。粮食通风良好,有利于后熟。
粮食的后熟过程对粮食保管非常不利,主要是因为“出汗”现象。粮食后熟期间,因为生理活动旺盛,呼吸作用较强,粮食会释放出大量的水蒸气和热,遇到冷空气后形成水滴凝结在粮粒表面,使粮粒“出汗”,这时如不及时通风降湿降温,就很容易使粮食发热或发霉。为了促进粮食的后熟和提高粮食品质,新粮入库前应当尽量晒干,入库后保持良好的通风条件。
3.粮食的发芽
发芽是粮食种子由生命萌动到长出幼芽的生理过程。种子发芽受水分、温度和空气成分等因素的影响。水分是粮食发芽的最主要因素。粮食发芽所需吸水量用水分占种子干重的百分率表示。吸水量的差异与粮食所含化学成分和粮食籽粒的大小有关。粮食种子发芽需要适宜的温度。温度过高或过低都不能发芽。种子发芽所需温度也因粮食种类不同而有所差异。
对粮食保管来说,要控制发芽,同时必须保持粮食种子发芽的潜在能力。温度低于-10℃或高于50℃的温度,都会使粮食种子丧失生活力。潮湿会缩短粮食寿命,而干燥则可以延长其寿命。在干燥条件下保管的稻谷,其生命力可以保持10年。
4.粮食的陈化
粮食是有生命的,像人一样也有由健壮到衰老的过程。粮食由新到陈,由旺盛到衰老的现象称为粮食的陈化。粮食的陈化是粮食的自然劣变,是其生理生化变化的结果,是一种无形的损失。有胚和无胚粮食都会陈化。
决定粮食陈化的因素是贮藏时间,陈化随贮藏时间的延长而出现,并随贮藏时间的继续延长而逐渐加深。不同粮食的陈化期限各不相同。
(1)陈化粮食的生理变化
粮食陈化伴随粮食中酶的活性和代谢水平的变化。如与呼吸有关的酶类,过氧化氢酶、α-淀粉酶活性趋向降低,呼吸作用也随之减弱,而水解酶类,如植酸酶、蛋白酶和磷脂酶活性增加,从而表现为生活力与发芽率下降,细胞膜透性增加,代谢的有毒产物积累等。
(2)陈化粮食的化学成分变化
粮食陈化首先表现为游离脂肪酸增多(如陈米中含油酸较多),使蒸煮品质降低。游离脂肪酸能进一步氧化,产生戊醛、己醛等挥发性化合物,从而形成难闻的陈米气。
其次,粮食中蛋白质发生水解和变性,从而使得游离氨基酸上升,酸度增加。
再次,粮食中淀粉先水解为麦芽糖和糊精,糊精与麦芽糖继续水解,还原糖增加,糊精减少,粘度下降,生成二氧化碳和水,或酵解产生乙醇和乳酸,使粮食带酸味。
(3)陈化粮食的物理性质变化
陈化粮食的粮粒组织硬化,柔性与韧性变弱,米质变脆,米粒起筋,身骨收缩,淀粉细胞变硬,细胞膜增强,糊化及吸水率降低,持水力也下降,使得米饭破碎,粘性较差,有“陈味”;面粉发酵力弱,面包品质不高。
延缓陈化的途径主要是低温、低水分、缺氧和控制虫害和霉菌危害。
(二)粮食的物理特性
粮堆是粮食储藏的主要研究对象。粮堆是由粮食颗粒堆积而成的群体,是由粮粒(60%)、杂质、粮食微生物、昆虫和螨类以及粮粒间的空气(40%)组成。粮堆的形式主要有散装粮堆、包装粮堆、围包散装等。
1.散落性和自动分级
粮食是一种散粒体,粮食在自由下落时流动形成一个圆锥体的性质称为粮食的散落性。以粮食由散落性形成的圆锥体的静止角的大小来表示。圆锥体的斜面与底面形成的夹角叫静止角,其大小与散落性成反比。
散落性与粮食种类、籽粒大小、形状、轻重、水分、杂质含量等有关。对于同种粮食来说,粮食籽粒饱满,散落性大;水分低,散落性大;含杂少,散落性大。
一般可以从散落性的变化看到粮食储藏稳定性的情况。如粮面易于松动的散落性大,粮食的质量较好;如粮面不易松动、紧实、散落性小,粮食质量可能有问题。究其原因:粮食出汗返潮、霉菌滋生,使粮食的散落性变小、使粮面板结。
散落性使粮食自上而下降落时产生自动分级。收获的粮食,包含着各种杂质以及不饱满粒、破碎粒。它们的形状、大小、轻重,都不一样。因此其散落性也不同。粮食在入仓入囤时,同一质量的粮食籽粒、同一性质的杂质就自然集中在同一部位,形成自动分级。
自动分级有利于粮食的清理,而不利于粮食的保管。粮食清理可以利用粮食自动分级这一物理特性,采用风车、筛子、去石机等机械,除去混杂在粮食中的杂质。
粮食保管时,杂质多、水分大的粮食集中在粮堆某一部位,使这一区段空隙度小、潮湿而易滋生虫、霉,成为粮食发热霉变的发源地。
2.导热性
粮堆内外热交换有两种形式:一种是粮粒与粮粒接触而产生的热传导;一种是粮堆空隙中空气流动而产生的热对流。其中,热对流是粮堆导热的主要形式。粮堆内外温差大,粮堆交换的热量就多;粮堆比表面积越大,交换的热量越多;粮堆高度越高,热流路线越长,单位时间内通过单位面积传递的热量就越少。
粮食是不良导体,其导热系数为0.50~0.84KJ/m·h·℃。水的导热系数大,因此水分高的粮食比水分低的粮食导热系数要大一些。粮食导热系数低,可以保持冷冻粮的低温储藏和小麦趁热入仓的高温储藏,有利于增强粮食储藏的稳定性。在粮堆需要散热时散热缓慢,会助长粮食的劣变。采取合理的通风及翻仓倒粮,有助于散湿降温,是克服粮食导热不良的措施。
3.吸附性和吸湿性
吸附性是气体分子浓集和滞留在固体表面的特性。粮食是富有毛细管的胶质物体,吸附能力是很强的。粮食与气体分子发生吸附有两种形式:
(1)物理吸附。比较容易解吸,如粮粒对二氧化碳的吸附,在通风几天后即可彻底除去。
(2)化学吸附。这种吸附发生化学反应,不易解吸,被吸附的气体不易除去。
粮食的种类不同,对某种气体的吸附性也不同。以二氧化碳的吸附来说,在相同条件下,花生、大豆的吸附力大,小麦和稻谷的吸附力小。
温度会对粮食的吸附有影响。吸附是放热过程,温度下降时有利于放热,吸附增加;解吸是吸热过程,温度上升时有利于吸热,吸附减少。另外,气体浓度大时,吸附量增加,反之则减少。沸点较高而又容易凝结的气体最易被吸附。
吸湿性是粮食吸附和解吸水蒸气的性能。粮食中所含的碳水化合物和蛋白质是粮食的主要成分,其分子中含有的大量的亲水极性基团,可与H2O形成氢键,具有很高的亲水性。如:-OH,-COOH,-O-,-NH2,-NH-,-CONH2,-C= O等均可以不同的形式和H2 O形成氢键。所以,粮食储藏期间应尽可能创造低仓湿条件,以利于粮食的降水,增加储粮稳定性。同时应避免干湿粮混储。
二、分析粮食的基本营养成分及变化
粮食中含有多种人体需要的营养成分,其中主要有糖、脂肪、蛋白质、维生素、无机盐和水六大类。根据在机体内的作用,这些营养成分可以分为构成物质、能源物质和调节物质三部分。蛋白质、无机盐和水是构成物质,糖和脂肪是能源物质,维生素是调节物质。
(一)蛋白质
面筋是面粉中的蛋白质。蛋白质是生物大分子,一般由100个以上的氨基酸分子结合而成。蛋白质是组成细胞的主要成分,又是构成酶的材料,还是机体的能源物质。蛋白质的性质不稳定,在贮藏期间容易发生变性和水解,对粮食品质产生重要影响。蛋白质变性是天然蛋白质受理化因素的作用,使蛋白质的构象发生改变,导致蛋白质的理化性质和生物学特性发生变化,但并不影响蛋白质的一级结构。蛋白质水解是蛋白质一级结构主键被破坏,最终降解为氨基酸的过程。随着氨基酸的进一步反应,还可能生成有机酸、醇、胺、硫化氢、硫醇和二氧化碳等。粮食发热或烘干不当,都可能导致蛋白质变性,一般温度达55℃~60℃时,便可能发生蛋白质变性,受热时间越长变性越严重;粮食含水量越高,越容易发生变性。变性后的小麦不能作为种子。
(二)脂肪
脂肪是由各种不同的脂肪酸和甘油结合而成的三脂肪酸甘油酯,在粮食中广泛存在的一类物质。粮食在贮藏期间,脂肪易发生酸败而引起食品变质,其典型特征就是食品中有一种不愉快的哈喇味。粮食中脂肪水解产生脂肪酸,尤其是不饱和脂肪酸被氧化生成不稳定的过氧化物并进一步分解,最后形成具有异味的低分子醛、酮、酸类物质,使产品变蛤、变苦,这一过程就叫脂肪的氧化酸败。氧化酸败降低了食品的营养价值,因为在此过程中游离基和过氧化物能破坏食品中的多不饱和脂肪酸,以及脂溶性维生素A和维生素E,也能与蛋白质中的巯基作用,降低蛋白质的质量。此外,它们还能与色素作用使食品褪色,促进蛋白质变性而导致脂肪变成黄褐色,甚至产生毒性。
(三)糖类
糖类又称为碳水化合物,包括单糖、双糖和多糖。单糖是最简单的碳水化合物,如葡萄糖、果糖。双糖由单糖分子连接而成,如蔗糖、麦芽糖、乳糖。多糖由许多单糖分子组成,如淀粉、纤维素。糖类化学性质和含量的变化会影响贮藏粮食的质量。粮食中还原糖易与食品中的氨基化合物发生羰氨反应(美拉德反应)引起食品的褐变。同时随着羰氨反应的进行,食品中的营养成分含量降低,并且产生异味,从而降低食品质量。淀粉是构成小麦的主体,在所有成分中所占比例最大。淀粉在贮藏期间的主要变化是糊化温度升高,粘度降低,可溶性直链淀粉含量减少。
(四)维生素
维生素是人体生长和代谢所必需的微量有机物。目前已知的维生素有20多种,分为水溶性和脂溶性两大类。水溶性维生素主要有:维生素B1、B2、B6、B12、C等。脂溶性维生素主要有:维生素A、D、E、K等。大多数维生素不能在体内合成,必须由食物供给。
维生素A能促进人体的生长发育,增强抗病力。人体缺乏时,上皮组织会发生角化,皮肤粗糙,易患夜盲症和呼吸道传染病。有些植物性食物,如胡萝卜、黄色玉米中含有大量的胡萝卜素,在人体内能把它转化为维生素A。粮食贮藏中,由于维生素A对氧、氧化剂、脂肪氧化酶等因素较敏感,光照可以加速维生素A的氧化。在加热、碱性条件下较稳定,但在无机强酸条件下维生素A也是不稳定的。
维生素B包括B1、B2、B6、B12等几种。对人体有多方面的作用。例如,维生素B1能维持人体正常的新陈代谢和神经系统的正常生理机能。缺乏时,容易患神经炎、食欲不振、消化不良等。严重的还会患脚气病、下肢沉重、手足皮肤麻木、心跳加快等。米糠、麦麸、瘦猪肉、花生、大豆等食物中均含有较多的维生素B1。维生素B1很容易被破坏,其水溶液煮沸1h就有1/2被分解,在碱性条件下加热及用SO2处理可使其破坏。
维生素C又叫抗坏血酸,缺乏时,毛细血管脆性大,容易破裂,引起皮下和牙龈的血管出血,成为坏血病。维生素C广泛存在于新鲜植物中,但植物中的有机酸及其他抗氧化剂可以保护它免于破坏。
维生素D能促进小肠对钙和磷的吸收和利用,促进骨的正常钙化。缺乏时,会使骨缺钙,发育不良。维生素D对O2、热、酸、碱均较稳定,在加工和贮藏中很少损失。但维生素D在光、氧条件下会被迅速破坏,故需保存于不透光的密封容器中。
(五)无机盐
无机盐是人体的重要组成部分,可分为主要元素和微量元素两类。主要元素有钙、磷、镁、钠、钾、氯等,微量元素有铁、铜、碘、锰、钴、锌、氟等。无机盐都依靠食物供给,例如钠和氯主要来自食盐,钙、磷、铁等在一般食物中均可满足需要,但在儿童发育期要补充含钙多的食物。许多无机盐是组成细胞、酶、激素、维生素的成分,例如,钙、磷、氟是骨骼和牙齿的组成元素,铁是血红蛋白的组成元素,碘是甲状腺激素的组成元素,锌是多种酶的组成元素,钻是维生素B12的组成元素。无机盐也是维持正常生理机能不可缺少的物质,例如,钠、钾、钙跟神经、肌肉的正常兴奋性有关,氯跟胃酸的形成、唾液淀粉酶的激活有关,锌跟胰岛素的合成有关,钴跟造血机能有关。食品加工中,食品原料最初的淋洗、整理、除去下脚料等过程是食品中矿物质损失的主要途径,在烹调或热烫中也会由于水中的溶解而使矿物质有大量损失。另外,谷物碾磨的越细,微量元素损失就越多。而大豆在加工过程中不会损失大量的微量元素,而且某些微量元素如铁、锌、硒等还可得到浓缩。因为大豆蛋白质经过深度加工后提高了蛋白质的含量,这些微量元素可能结合在蛋白质分子上。
子任务二 学会粮食贮藏的基本方法
一、常规贮藏
常规贮藏方法是一种基本适用于各粮种的贮藏方法,从粮食入库到出库,在一个贮藏周期内,通过提高入库质量,加强粮情检查,根据季节变化采用适当的管理措施和防治虫害,基本上能够做到安全保管。常规贮藏是粮食贮藏的主要技术措施,是以控制水分、清除杂质、提高入库粮质为主,同时储存时做到“四分开”(即种类分开、好次分开、干潮分开、新陈分开),加强虫害防治并做好贮藏期间的密闭工作。
粮食干燥是粮食安全贮藏的首要条件。粮食的干燥常采用日光曝晒或机械烘干,通过自然通风和机械通风尽量达到降温和降湿的目的,对粮仓实行密闭管理。
二、低温贮藏
低温贮藏是粮食长期安全贮藏的基本途径。低温贮藏能够防虫、防霉,降低粮食的呼吸消耗及其他分解作用所引起的成分损失,以保持粮食的生活力。低温下粮食的有效呼吸强度及其他分解作用所引起的产品的重量损失减少,有利于保持产品成分的完整性和种子的生活力。据国外报道,有干燥小麦在低温、低氧条件下贮藏16年之久,品质变化甚微,并能制成良好的面包。低温贮藏的技术措施主要掌握好降温和保持低温两个环节,特别是低温的保持是低温贮藏的关键。降温主要通过自然通风和机械通风来降低粮温,保持低温就要对仓房进行适当改造,增强仓房的隔热性能或建设低温仓库,这是发展低温贮藏的基础。
三、缺氧贮藏
在粮食的气调贮藏技术中,目前国内外使用最广泛的方法是自然缺氧贮藏。自然密闭缺氧贮藏成败的关键在于粮堆的密闭效果。缺氧的速度主要取决于贮藏温度、水分及粮食本身的质量,一般是水分大、粮温高、新粮、有虫缺氧快。缺氧贮藏有利于防治害虫,因为当O2浓度低于2%或CO2浓度在40%~50%时,害虫很快窒息死亡;同时可以达到抑菌防霉的作用,因为霉菌为好氧菌,在缺氧下生长受到抑制;还能降低贮藏粮食的呼吸强度。缺氧贮藏对低水分粮食基本没有不良影响,但是高水分粮食不能长期缺氧贮藏,否则会失去发芽能力,但可以适应短期缺氧贮藏。
粮堆脱氧的方法有自然脱氧、辅助脱氧、抽氧充氮、充二氧化碳排氧、燃烧循环脱氧、燃烧制氮机充氮脱氧、分子筛富氮脱氧以及其他化学方法脱氧等。
四、化学贮藏
化学贮藏一般只作为特定条件下的短期贮藏措施或临时抢救措施。目前我国运用较多的是用磷化氢进行化学贮藏。此外,还有低氧+低磷化氢化学贮藏、环氧乙烷化学贮藏、有机酸处理、食盐处理和漂白粉处理等。
五、生物保鲜
利用壳聚糖成膜性、抗菌性及功能性,将壳聚糖制成纯天然的大米生物保鲜剂,喷涂在大米表面形成保护膜,以隔绝空气与大米的接触,从而抑制大米内细菌的生长和虫卵的繁殖,达到保鲜的目的。
子任务三 学会主要粮食的贮藏技术
一、学习主要原粮的贮藏技术
(一)小麦的贮藏
小麦种子由胚和胚乳组成,被种皮所包围,种皮外面紧密覆盖着果皮。小麦籽粒长约4~10mm,随着品种及在小麦穗上的着生部位而有所不同。粒形为卵圆或椭圆形,顶端生有或多或少的茸毛即麦毛。麦粒背面隆起,基部有胚,腹面较平,中央有一条纵沟称作腹沟,腹沟是灰尘、细杂及微生物的聚积地,因此,麦毛多和腹沟深的小麦品种不利于贮藏。
1.小麦的贮藏特性
小麦具有明显的后热作用和较长的后熟期,小麦收获以后处在后熟期,表现为呼吸强度高,酶活性大,生理代谢旺盛且发芽率低等。
小麦的后熟期一般在2个月左右,且随种植季节及品种的不同而稍有差异,一般是春小麦后熟期较长,冬小麦则较短。新麦贮藏初期,由于处在后熟期,呼吸旺盛,会向粮堆放出大量湿热,并易出现“出汗”、“乱温”、发热、结露、生霉等现象。小麦的含水量、含杂量及储藏条件是决定小麦能否安全渡过后熟期的重要因素,如果小麦含水量在13.5%以下,没有害虫感染,小麦温度在后熟期经过一段时间的升高后,一般会自行恢复正常,不必采取特殊处理。但如果水分高,含杂多,在后熟期间麦温就会出现持久不降并发生水分转移等现象,严重时还会出现粮堆的发热霉变。
小麦在后熟期间,酶活性逐渐达到最高之后开始下降,并维持在较低的稳定水平。因此,完成后熟的小麦,呼吸强度降低,比其他禾谷类粮食都低。代谢水平下降,贮藏稳定性增加。同时后熟作用完成后,小麦的淀粉、蛋白质、脂肪等物质得到充分合成,干物质达到最高含量,品质有所改善。
小麦具有较强的耐热性,具有较高的抗温变能力,在一定的高温和低温范围内都不致丧失生命力,也不致损坏加工的面粉品质。据实验,水分在17%以下时干燥温度不超过54℃,小麦籽粒内的酶活性不降低,不影响发芽能力,蛋白质不变性,工艺品质良好,且工艺品质反而由于高温促进了后熟作用而得到改善。
小麦具有较强的吸湿性。由于小麦皮薄,组织松软,没有外壳保护,且粒内含有大量的亲水胶体物质,故极易吸收空气中的水分,在相同的相对湿度下,小麦的平衡水分较稻谷高,红皮麦由于皮层较厚,吸湿较慢;白皮小麦皮薄,吸湿性强;软质小麦吸湿能力强于硬质小麦。另外,瘪粒、虫蚀粒的吸湿性大于完整饱满粒。小麦的吸湿性还可影响其呼吸强度,如白皮麦吸湿强,带菌量大,其在贮藏期的呼吸强度大,而红皮麦呼吸强度相应较低。由此可见,红皮麦的耐藏性明显优于白皮麦。
小麦在贮藏中的劣变与陈化涉及一系列生物化学方面的变化,其中,糖类变化的总趋势包括非还原糖和总糖的减少以及还原糖的增加。这一变化是由小麦原有成分的分解过程所造成的。但要注意的是若还原糖没有增加,并非证明小麦的品质正常,因为在一般的贮藏条件下,小麦不能不带霉菌,而霉菌的生长繁殖,正需消耗小麦分解的还原糖。淀粉是构成小麦的主体,在所有成分中所占比例最大,淀粉在贮藏期间的主要变化是糊化温度升高,粘度降低,可溶性直链淀粉含量减少。脂类在小麦中的总含量平均约为3%。脂肪在贮藏期间的变化主要分为水解和氧化,脂肪水解的结果产生游离脂肪酸,使脂肪酸值升高。小麦蛋白质中最重要的部分是面筋,而面筋的含量与质量决定着小麦品质的优劣。正常条件下储存的小麦蛋白质变化很慢,在贮藏期间蛋白质的变化类型包括水解和变性。过高温度烘干小麦易引起蛋白质的凝固变性。粮堆发热时,不足以发生蛋白质热凝固时,但可降低面筋的弹性,随着温度的升高,就会完全失去形成面筋的能力。蛋白质变性后的主要变化是溶解度和吸水能力减少,面筋的弹性及延伸性变差,甚至完全丧失。
2.小麦的贮藏技术
(1)常规贮藏
常规贮藏是小麦贮藏的主要技术措施,也是基层粮库普遍广泛采用的保管小麦的方法。这种方法的主要措施是控制水分、清除杂质、分级储藏、通风降温、防治害虫和密闭粮堆。
(2)小麦热密闭贮藏
小麦热密闭贮藏一般称为“小麦热入仓”,是我国传统的贮藏小麦的方法,早在1 500年前就已经广泛推广应用。《齐民要术》载有“窖麦法”,所谓“必须日曝令干,及热埋之”,就是小麦乘热密闭贮藏的意思。至今小麦热密闭法仍为我国产麦地区常用的安全贮藏小麦的有效措施。
热密闭贮藏的操作方法是:利用夏季高温曝晒小麦,晒麦时要掌握迟出早收,薄摊勤翻的原则,上午晒场晒热以后,将小麦摊薄在烈日下曝晒,使水分降低到12.5%以下,麦温达到48℃~50℃以上,并延续2个小时,下午3时左右收场拢堆,闷热1小时左右,趁热快速收入仓内,立即扒平粮面,在麦堆上铺垫1~2层无虫空麻袋或细布,甚至可以在它的上面加一层麦糠保温,使麦温保持在42℃以上,并维持7~10天。此法不仅可以保持小麦干燥、歼灭麦堆内的储粮害虫,而且可以加速后熟作用的完成,改善小麦的工艺品质与食用品质,实现长期安全贮藏。为加强保温的措施,民间有采取“囤套囤”的方法,即在小麦囤外1~2尺的距离,再围一层围,两层中间填入麦糠,增加保温效果。
热密闭贮藏只适宜用于小宗的新收获的商品小麦。对于种用小麦,一般热入仓密闭6~7天,就要揭开覆盖材料进行通风散热,转入常规保管,以免影响种子的发芽率。采用热密闭贮藏的方法保管小麦时,仓库、器材和压盖材料都要事先彻底消毒、充分干燥,并做到“三热”,即做到粮热、仓热与压盖材料都热,以免产生过大的温差,引起小麦结露、霉变。压盖密闭麦堆后,要注意经常检查粮情,一旦发现有不正常变化时,就要立即采取针对性的措施予以处理,以确保小麦安全贮藏。
(3)小麦的低温贮藏
低温贮藏是小麦长期安全贮藏的基本途径。小麦虽耐温性强,但在高温下持续贮藏,会降低品质。陈麦在低温贮藏条件下可相对保持小麦品质,这是因为低温贮藏能够防虫、防霉,降低粮食的呼吸消耗及其他分解作用所引起的成分损失,以保持小麦的生活力。在我国,利用自然低温贮藏潜力较大,除华南地区外我国大部分产麦区都有0℃~5℃的低温期,北方地区全年平均出现0℃左右低温的时间可达3个月以上,这对低温贮藏小麦是一个有利条件。小麦的低温贮藏以自然低温为主,选择隔热、密闭性能好的仓库,做好密闭压盖工作,增强防热、防潮性能,特别是进入高温季节时,要注意检查粮情,防止外界湿热空气进入仓内造成粮食结露。
(4)缺氧贮藏
自然缺氧贮藏已在全国范围得到推广,并收到了较好的杀虫效果。因为小麦是主要的夏粮,收获时气温高,干燥及时,水分降低到12.5%以下,这时粮温甚高,而且小麦具有明显的生理后熟期,在进行后熟作用时,小麦生理活动旺盛,呼吸强度大,极有利于粮堆自然降氧。新小麦收获后趁热入仓,及时密封,粮温平均在34℃以上,均能取得较好的效果。如果是隔年的陈麦,其生理后熟期早已完成,而且进入深休眠状态,它的呼吸能力就减弱到非常微弱的水平,所以不宜进行自然缺氧。这时可采用微生物辅助降氧或充二氧化碳、充氮等气调方法以达到防治害虫的目的。
新麦收获后必须晒干,扬净,保证入库质量。水分低于12.5%的小麦,贮藏期间一般不会发生霉变。在实践中采用热密封与冷密封交替使用的方法是行之有效的,可使贮藏小麦不变质、不生虫。
(二)稻谷的贮藏
稻谷脱壳后即得到糙米。糙米由果皮、种皮、糊粉层、胚和胚乳所组成。糙米经碾白,去掉糠层和胚成为大米。大米中几乎全为胚乳,是人类食用的主要成分。胚部所占比重很小,但它是生命活动最旺盛的部分,也是影响稻谷贮藏稳定性的最主要部位。生虫、去霉及变质往往是从胚部开始。糠层含有较多脂肪及可溶性物质,贮藏稳定性也较差,因此精度高的大米,贮藏稳定性高,易于贮存。
1.稻谷的贮藏特性
稻谷的后熟期很短,籼稻一般无明显的后熟期,粳稻的后熟期只有4周。这主要是因为稻谷的种胚成熟较早,因而大多数稻谷收获后即具有发芽能力。稻谷成熟后,只要温度适宜,含水量偏高,均易发芽。如稻谷中含有生过芽的颗粒,将会大大降低贮藏稳定性。
稻谷的耐藏性差,特别是经过夏季高温,陈化明显,常常表现为脂肪酸值升高,发芽率下降,酶活性降低。其中籼稻稳定性好于粳稻,糯稻稳定性最差。对于收获一年以内的新谷,呼吸强度较强,以后由于酶活性减弱,以及稻米胶体脱水变成凝胶,含水量降低,硬度增加,所以陈谷贮藏稳定性较好,利于长期贮藏。
稻谷不耐高温,易陈化。稻谷的胶体组织较为疏松,对高温的抵抗力很弱,在烈日暴晒或高温下烘干,均会增加爆腰率和变色,降低食用品质与工艺品质。水分为22%~26%的高水分稻谷,如果进行高温快速干燥或干燥后很快吸湿,都会增加爆腰率。因此,较为潮湿的稻谷最好进行自然干燥,如果采用人工加热烘干,则应注意控制加热温度、时间、烘干速度及水分的变化,以免爆腰率升高,降低加工大米质量。高温还导致稻谷脂肪酸值增加,品质下降。水分含量与贮藏温度越高,脂肪酸值上升越明显,而水分低的稻谷对高温有较强的抵抗力。稻谷贮藏中经历高温后,酶活性降低,粘性下降,发芽率降低,盐溶性氮含量降低、酸度增高、口感和口味变差。
稻谷贮藏易发热、结露、生霉、发芽。新收获的稻谷生理活性强,早中稻入库后积热难散,在1~2周内上层粮温往往会突然上升,超过仓温10℃~15℃,出现粮堆发热现象。杂质多的粮食或杂质聚积区含水量高,带菌量大,孔隙度小,所以易发热。高温入库和发热的稻谷,如未及时降低温度,在季节转换时往往会因堆内外温差过大而形成粮堆的上层结露并会进一步导致稻谷生霉、发芽。
稻谷受粮温和水分的影响易黄变。粮温越高,水分越大,贮藏时间越长,黄变越严重。一般黄粒米的发生,晚稻比早稻严重,这是因为晚稻收获时节,气温低、阴雨天气多,稻谷水分含量的降低比较困难。
2.稻谷的贮藏技术
(1)常规贮藏
控制入仓稻谷水分是稻谷安全贮藏的关键。一般早、中籼稻收获期气温高,收获后易及时干燥,所以入库时的水分低,可达到或低于安全水分,易于保管。稻谷在入库时,应注意清除杂质。由于自动分级现象,杂质常聚积在粮堆的某一部位,形成明显的杂质区。因此,入库时要坚持做到“四分开”,提高贮藏的稳定性。稻谷入库后,应根据气候特点适时通风,缩小粮温与外温及仓温的温差,防止发热、结露。江浙地区有利用离心式风机,采用地槽通风、竹笼通风和存气箱通风的方式。另外也有采用排风扇或低压轴流式风机进行负压通风。稻谷在通风降温后,再辅以春季密闭措施,便可有效防止夏季稻谷的发热。稻谷入库后,应及时采取有效措施防治害虫。如采用防护剂或熏蒸剂,以防止害虫感染。最后,冬末春初气温回升以前粮温最低时,因地制宜采取有效的方法,压盖粮面密闭粮堆,以长期保持粮堆的低温或准低温状态,延缓最高粮温出现的时间及降低夏季粮温。低温是延缓稻谷陈化的最有效的方法。
(2)缺氧贮藏
根据实践经验,对于新粮粮温在20℃~25℃,粳稻水分在16%左右,籼稻水分在12.5%左右就可进行自然缺氧贮藏。降氧的速度主要取决于贮藏温度、水分及粮食本身的质量,一般是水分大、粮温高、新粮、有虫降氧快。对于隔年的陈稻谷,降氧速度较慢,此时可以通过选择密封时机及延长密封时间的措施,提高降氧速度,尽快使粮堆达到低氧要求。一般可在春暖后,粮温达到15℃以上密封,经1个月左右可使堆内氧浓度达到低氧要求。
(3)高水分稻谷的贮藏
在稻谷产区,收获季节如遇阴雨天气,大批的稻谷往往来不及晾晒和干燥,而造成新粮发热霉烂,损失严重。高水分稻谷主要特点是水分高,呼吸旺盛易产热,易霉变,贮藏稳定性极差。因此,高水分粮难以贮藏。
对于高水分稻谷进行通风贮藏。通风主要有两种形式,一种是散装仓内进行地上笼和地下槽通风,此时注意稻谷入仓后要平整粮面,且堆高不能超过3米。另一种形式是,在包装仓内利用离心式风机间歇地强力通风,粮垛堆成小垛或通风垛,堆高不能超过10~12包,利用有利的仓外空气反复置换仓内及堆内的湿热空气,达到降水降温,安全贮藏的目的。将高水分稻谷贮存于低温、准低温仓内,使仓温控制在20℃以下,进行低温、准低温贮藏,也可达到抑制稻谷的呼吸、控制虫霉危害的目的。在不具备通风及低温贮藏的条件时,对于收获后的湿谷和潮粮,在无法及时干燥的情况下,可在晒场上或空仓内堆成高约80厘米、底宽1米的梯形长条垛,用塑料薄膜密封,进行缺氧贮藏,薄膜四周压严,使粮堆尽快绝氧。
(三)玉米的贮藏
玉米籽粒由皮层、胚、胚乳三部分组成。籽粒形态扁平,顶部较宽、厚,基部较狭窄。
1.玉米的贮藏特性
玉米的生长期长,我国主要产区在北方,收获时天气已冷,加之果穗外面有苞叶,在植株上得不到充分的日晒干燥,故原始含水量较大,新收获的玉米水分往往在20%~35%。玉米授粉时间较长,同一果穗的顶部与基部授粉时间相差可达7~10天,因而果穗基部多是成熟籽粒,而顶部则往往是未成熟的籽粒,故同一果穗上籽粒的成熟度很不均匀。未成熟的籽粒未经充分干燥,脱粒时易受损伤。因此,玉米的未熟粒和破损粒较多,这些籽粒极易遭受害虫和霉菌侵害,甚至受黄曲霉菌侵害而被污染不能食用,造成损失。
玉米胚部大,占整个籽粒体积的1/3。胚中含有30%以上的蛋白质和较多的可溶性糖,故吸湿性强,呼吸旺盛。据验证,正常玉米的呼吸强度比小麦的呼吸强度大8~11倍。胚的脂肪含量高,在贮藏期间胚部易遭受虫霉侵害,酸败也首先从胚部开始。在贮藏中,脂肪酸值随水分增高而增大,在玉米脂肪值和总酸增加的同时,发芽率相应大幅度降低。
玉米水分在15%以上,淀粉酶活性加强,导致淀粉的水解和还原糖的显著增加。适于淀粉水解的条件亦有利于呼吸强度的加强,最终促使玉米粒内淀粉和糖的损失。发热玉米,水解酶活性增强;受霉菌感染的玉米粒,脂肪和淀粉分解过程加剧,水溶性氮含量随非水溶性氮的含量降低而增加,增加的幅度与感染程度密切相关。
玉米的后熟期较短。在后熟期间,籽粒内部主要是物质的转化,如新收玉米在1个月内,单糖、双糖减少,淀粉量增加。过热烘干的玉米,在某些化学组成上发生变化,脂肪酸增加,可溶性糖增加,淀粉减少,蛋白质可溶性和食用品质均会降低,不及日晒玉米易贮藏。
2.玉米的贮藏技术
充分干燥,做好防潮是玉米长期安全保管的主要措施。水分在12.5%以下,温度不超过35℃,只要做好防潮工作,一般可以安全保管。玉米成熟后抓紧时间收获,南方最好带穗干燥之后再脱粒。北方由于气候寒冷,玉米收获后往往不能及时干燥,水分较高,冬季加强管理,到第二年春暖之后进行干燥,降低水分,安全过夏。水分在20%以上的玉米,长期处于0℃以下的低温环境中,要做好防冻工作,同时降低水分。较多的杂质易发热生霉和招致虫害。玉米入仓前要过风过筛,清理杂质。
用高粱杆做成一个圆形或方形的围囤,分层把玉米果穗装入围囤中,每装一层玉米,另外装一层横的或竖的通风笼。围囤外圈用草绳或麻绳捆住,顶部用草苫盖严。
(四)豆类的贮藏
我国盛产大豆,早在20世纪30年代就居世界生产和出口首位。带荚时整个豆荚是果实,大豆粒是种子。大豆种子的外围是种皮,种皮里面是胚,没有胚乳。大豆含有丰富的蛋白质和脂肪,贮藏稳定性较差,在贮藏期间常出现吸湿生霉,浸油赤变,不耐高温,发芽力丧失等现象。
1.大豆的贮藏
由于大豆籽粒表面光滑,散落性较大,种皮组织较坚硬,且含有较多的纤维素和蜡质,因而大豆的抗虫性好。但大豆易吸湿生霉,因为大豆的种皮较薄,孔隙较大,并含有大量的蛋白质等亲水胶体,加之大豆种皮和子叶之间有较大的空隙,种皮透性好,所以大豆的吸湿能力和解吸能力均较强。大豆吸湿后,体积膨胀,同时呼吸强度增高,生理活性增加,导致豆堆温度升高,并会进一步发生霉变。常见的大豆生霉,多发生在吸湿后,以粮堆下部或上层最为多见,下部主要来自吸湿,上层主要来自结露。
大豆吸湿受潮后,还会出现浸油赤变。这是由于在贮藏期间,大豆水分高、温度高所导致的。通常大豆水分超过13%,温度高于25℃时,贮存一段时间后,豆粒就会发软,两片子叶靠脐部的颜色变红,随后子叶红色逐渐加深并扩大,严重者有明显浸油脱皮现象,子叶呈蜡状透明。这种浸油赤变现象的原因在于高温高湿作用下,大豆中的蛋白质会凝固变性,破坏脂肪与蛋白质共存的乳化状态,使脂肪渗出呈游离状态,从而导致大豆浸油,同时脂肪中的色素逐渐沉积,致使子叶变红,发生赤变。大豆浸油赤变可以不伴随吸湿生霉,而吸湿生霉的大豆往往都会出现浸油赤变。
大豆不耐高温,需要在低温下贮藏,才能保持品质;在贮藏期间温度达到25℃,大豆很容易丧失发芽率。
所以,大豆的贮藏关键是充分干燥,干燥大豆以带荚晒干后再脱粒为好,这样可以减少脱皮、爆裂和破损现象。新入仓的大豆,呼吸旺盛,又正值气温下降季节,容易产生结露引起生霉。因此,新大豆入仓要过筛除杂,保管的头一个月,要加强通风防汗,经常翻动。如果返潮,采用日晒的办法降水。大豆日晒降水迅速,日晒虽然提高了大豆的温度,但高温作用的时间较短,对出油率无明显影响,其他品质有不同程度的下降,如发芽率降低,脂肪酸增加等。因此大豆日晒时间不宜过长,粮温以不超过44℃~46℃为好。大豆晒后不能热入仓,必须摊凉之后才能入仓,以免影响发芽力和品质。低温密闭能较好地保持大豆的品质,冬季入仓的大豆,粮面上压盖经过消毒的麻袋,压盖的麻袋返潮,及时取出晒干再盖上。
2.蚕豆的贮藏
蚕豆又名胡豆,蚕豆正常色有青绿色和乳白色。蚕豆在贮藏期间易发生褐变,随着贮藏时间的延长,蚕豆皮色会逐步变成褐色或黑色,这种变化称作褐变,其原因是由于蚕豆内含有酚类物质和多酚氧化酶,而酚类物质在外界因素影响下,经多酚氧化酶催化氧化成醌而呈褐色。蚕豆还受蚕豆象危害,虫蚀率常达45%以上。蚕豆收获入库到7月底为止,正是幼虫期和蛹期,应在幼虫很小时抓紧治杀。可使用磷化氢熏蒸,整个熏蒸工作应在7月底以前完成,否则羽化成虫飞出粮堆时,蚕豆已被虫蚀一空。熏蒸密闭期满后,应及时放气,以防豆粒变色。
蚕豆变色与光线、温度、水分、虫害有关。光强、温度高、水分大,则蚕豆变色多、程度严重。防止变色的关键是把蚕豆水分降低到13%以下,用干沙或洁净的稻壳压盖粮面、散装储存,或用塑料薄膜六面封缺氧黑暗贮藏,这样会有良好的效果。如用包装储存时,应防止阳光照射,以保证安全。蚕豆变色后仍可食用,但外观较差,品质降低,发芽率下降,蛋白质含量降低,淀粉含量减少,煮食时不易煮烂,口味欠佳,商品等级下降。
3.绿豆的贮藏
绿豆的化学成分和蚕豆相似,它的种皮较厚而且坚固光滑,对子叶有较好的保护作用,耐藏性好,贮藏期间很少发生发热生霉,也不易酸败变质。在贮藏期间绿豆最突出的问题是生虫和变色。危害绿豆的害虫主要是绿豆象和四纹豆象。绿豆变色与阳光、温度、水分、氧气、虫害等因素有关。一般来说,绿豆受到强光照射与害虫危害,在高温下贮藏,而且水分高、氧气充足时,变色多。就散装粮堆而言,粮堆表上层首先变色,变色程度也重于其他部位,粮堆60厘米以下则变色较少、变色慢;夏季温度高变色多,变色快,程度重,冬季温度低则变色少,变色慢,程度轻;水分在11%~12%以下的变色较少,13%以上的则变色较多。
绿豆入库时需严格把好质量关,将绿豆水分控制在11.5%以下,杂质降低至国家规定标准内,并做好日常管理工作,即可安全度夏,很少出现发热霉变等现象。因此,保管绿豆的主要任务是防治虫害和防止变色。
防虫可在绿豆开花、结荚和贮藏初期使用低剂量磷化铝间歇熏蒸,进行防治。有效防止变色可保持绿豆干燥低温密闭贮藏,尽可能避免绿豆受阳光、虫害、温度、水分和氧气等外界因素的影响。实践证明,将干燥的绿豆散装贮藏,在豆堆上全面覆盖一二层空麻袋或其他不透光的材料并经常关闭仓门进行避光保管,使绿豆在干燥、低温、无虫、无光、密闭的状态下贮藏,可以有效地防止绿豆变色,使其较长时间保持鲜艳的绿色的良好的品质。除麻袋覆盖粮面避光贮藏外,采用干河沙、谷壳、麦糠等物覆盖避光贮藏,以及采用缺氧储、“双低”贮藏和低温贮藏,均可有效地防止绿豆变色。
二、学习主要成品粮的贮藏技术
(一)大米的贮藏
大米是稻谷加工去壳去皮之后的成品,因为其没有皮壳保护层,营养物质直接暴露在外,对外界温、湿、氧的影响比较敏感,吸湿性强,带菌量多。害虫、霉菌易于直接危害。此外,糠粉中所含的脂肪易于氧化分解,生成脂肪酸,使大米酸度增加。所以,大米的贮藏应以散堆为主,包装为辅,密闭为主,通风为辅的保管方法。尽量减少与外界空气接触的机会。
(二)面粉的贮藏
面粉是小麦去掉大部分与胚之后的成品。含有较多的面筋质。面粉的颗粒细小,与外界的接触面相对增大,吸湿能力强,有利于霉菌繁殖,氧化作用旺盛,而且容易压紧结实,导热不良,湿热容易积聚。面粉在保管中容易发酸变苦,成团结块和发热霉变。所以,进行面粉贮藏时,应合理堆放、密闭隔湿与严防虫害。
(三)玉米粉的贮藏
玉米粉中脂肪含量高、含水量大,易受压结块、易霉变酸败变苦。所以,贮藏过程应降水去胚,合理堆放,通风降温。
三、学习主要油料籽粒的贮藏技术
油料,是植物制油原料的统称,是指可以加工提取油脂的原料。在实际生产中,一般只把含有丰富脂肪,含量常在40%~50%左右,至少也在20%左右,并且有实际工业生产价值的植物的某些器官称为油料。植物油料包括食用油料和工业用油料。此处只讨论食用油料。通过加工处理后,油料可生产出油脂。植物性食用油是人类不可缺少的营养物质,其食用用途极为广泛。植物油料中含有大量的脂肪,且主要是不饱和脂肪酸所构成的甘油脂,在贮藏期间易于酸败变质,稳定性差,较难保管。
油料在正常状态下有完整的皮层保护,并且几乎所有油都会含有维生素E及磷脂等天然抗氧化剂,有一定的防止油料中脂肪氧化的作用,因此油料的贮藏性好。所有油料都有大量的脂肪,一般油料的脂肪含量在20%~50%。植物油所含的脂肪,主要由不饱和脂肪酸组成,因此,在条件适合时不但具有极易出现高的酸价的通性,而且也容易变质,这大多是由于氧化变质,也可能是种子本身及微生物的脂肪酶作用下引起水解产生游离脂肪酸,而导致的水解变质。
由于油料堆内积热和积湿不宜散发,容易引起料堆持久发热、霉变。油料中脂肪的氧化能放出更多热量,也是油料容易发热的原因之一。脂肪是疏水物质,因此油料中的水分都集中在脂肪以外的蛋白质亲水胶体部分,使油料的含水量在较低的情况下其亲水胶体部分水分含量也会很高,容易引起发热变质。油料中脂肪的导热性不良,热容量大,堆内升温后降温速度很慢。高温会促使脂肪氧化分解,破坏油料中脂肪和蛋白质共存的乳化状态,从而导致油料出现浸油现象并降低出油率。油料中的脂肪是以液滴状态分布于细胞中,脂肪的比重小,占有较大的容积,因而使整个油料的结构比较柔软。因此,油料在收获、运输、贮藏过程中容易发生机械损伤,以致不完善粒增高,从而使其耐储性能降低。
油料不仅富含脂肪,蛋白质含量也很高。蛋白质是一种亲水胶体物质,对水的亲和能力和持水能力比糖类物质强。因此,油料的吸湿性比禾谷类粮食大,在相同的温度条件下,油料更容易吸收空气中的水蒸气,增加水分含量。同时油料的散湿性也强,水分含量相同的粮食和油料,油料水分散发的速度和数量均大于在相同温湿度条件下的粮食。油料吸湿后,籽粒变软,机械强度低,耐压性降低,在翻扒和搬捣时容易破损。所以,油料保管一般都以密闭低堆为主,以防止干燥的油料吸湿返潮和籽粒受潮后挤压变形,影响油料的安全贮藏和商品价值。
由于油料具有上述特点,故其贮藏要求应比一般粮食更高、更严,除要防止发热、生霉外,还要保证油料不酸败、不变苦、不浸油。通常仓房要有较好的隔热、防潮和密封性能,仓房容量不宜过大,仓外墙壁要粉白或刷白,以减少日光辐射热量的吸收,有利于实现低温贮藏;要勤加检查,坚持定期检测料温、水分与质量变化情况,以便及时发现问题,妥善处理。
(一)油菜籽的贮藏
油菜是十字花科的作物,在农闲季节生长,不与其他粮食、经济作物争地、争劳力,生产周期短,效益高,故广大农民都乐于种植。油菜的种子称为油菜籽,平均含油量35%~42%,是一种重要的油料。油菜籽呈球形,粒很小,由种皮和胚两部分组成。种皮上有种脐,反面带有沟纹。油菜籽脱去种皮即为胚,胚由两片肾形的子叶和胚根、胚茎和胚芽组成。子叶呈黄色,含有丰富的脂肪,每片子叶从中部折叠,故两片子叶看起来像四片。两片子叶在种皮内的位置则是一片包在外,一片裹在内,在外的一片稍大稍厚。胚根、胚茎色泽略浅,胚芽不明显。
1.油菜籽的贮藏特性
油菜籽皮薄肉嫩,胚部较大,蛋白质含量较高,吸湿性强,容易霉变。油菜籽吸湿返潮后,极易生芽。油菜籽的胚成熟较早,氧化酶的活性高,呼吸强度大,无明显的后熟期,在植株上就有发芽能力,故油菜籽吸湿返潮后即能发芽。吸湿后的油菜籽,也很容易发热霉变。油菜籽发热、霉变生芽后,品质显著下降,出油率大幅度降低,油的酸价增高,品质劣化,不能食用。因此,油菜籽除作种子外,一般不作长期保管,大都入库后尽快榨油。油菜籽的呼吸作用在相同条件下,较其他粮种呼吸作用旺盛,因此易生虫、螨。
2.油菜籽贮藏技术
(1)常规贮藏
常规贮藏是油菜籽在正常情况下的常用贮藏方法。新收获的菜籽,应根据含水量及当时当地的气候情况,分别采取不同的措施予以处理,以保证油菜籽的安全贮藏。在菜籽的常规贮藏中应注意干燥降水、分批堆垛、分级贮藏等环节。
(2)干燥降水
干燥降水是油菜籽安全贮藏的关键措施。各地经验证明,油菜籽的水分必须控制在9%以内,才能安全度夏。超过10%,在高温季节就开始结块,12%以上能霉变成饼。因此,对高水分油菜籽应抓紧时间干燥降水。降水的方法以日晒为主,烘干为辅。日晒时,应先将晒场晒热,然后铺放油菜籽,在晒场未晒热前,避免“冷铺”,降水后也要避免热入仓,以防造成上下层菜籽散湿不均匀,形成较明显的水分梯度,影响降水效果及入库后的贮藏稳定性。晒干后的油菜籽都必须及时摊凉或通风使其充分冷却后才能入仓储存,否则堆内积聚的高温会使油菜籽胚芽部分的油脂溢出,附在籽粒表面,既不利于继续降水,又不利于籽粒内部的积热散发,往往导致料堆温度过高而促使脂肪分解,降低出油率与发芽率。只要烘干油菜籽时,掌握好烘干温度,烘后立即冷却,对其含油量就基本无影响。
(3)分批堆垛
轮流入仓是降低入库油菜籽堆垛温度的有效措施。由于每天入仓油菜籽的堆积低、散热快,有利于减少堆内湿热的积聚,因而堆垛的温度比一次入仓更低。分批堆垛贮藏的油菜籽,其堆垛温度比一次入仓的可低4℃~5℃,而且上、中、下三层温度较为均匀,是在没有机械通风条件下降低油菜籽堆垛原始温度的有效方法。如能在入仓后及时翻动堆面通风散热,可以迅速使堆垛温度降至与气温持平,有利于安全贮藏并能较好地保持质量。
(4)分级贮藏
新入库的油菜籽,可根据水分高低划分等级,分别进行处理。水分在9%以下的菜籽,适于较长期的保管,一般在7月底以前不致发热霉变,可以陆续进厂加工。水分为10%~12%的菜籽,不能立即进厂加工,应加强检查只作短期储存1~2个月,并抓住时机降水干燥,将水分降至9%以下,再进厂加工。水分在12%以上的油菜籽属于危险油料,随时可发热、霉变、生芽,应尽快降水或采取应急措施进行处理。如留作种子用途的,则应选择水分在8%以下的油菜籽包装堆放,堆高不超过6包,以利于品质保持。
(5)压盖防潮
防止菜籽贮藏期吸湿的方法,常用麻袋进行压盖防潮,一般在多雨季节,用干燥无虫的麻袋盖在菜籽堆表面,晴天及时将覆盖的麻袋取出晒干,待冷凉后再覆盖在菜籽堆上。如此反复,即可防止油菜籽吸收外界水分,保证上层油菜籽不吸湿返潮。
(二)花生的贮藏
花生果又名落花生,长生果、地果等。带壳的为果实,脱壳的为种子,即花生仁或花生米。花生果的含仁率一般为67%~72%,花生仁的含油量一般为40%~50%,不仅可以榨油,是一种重要的油料,而且也是食品工业重要原料。花生果有果壳保护,贮藏稳定性较好;花生仁皮薄肉嫩,贮藏稳定性较差,在贮藏期间容易发霉、浸油、变质。
1.花生的贮藏特性
花生果粒大壳厚,外壳质地粗糙疏松、易破碎,土杂多,孔隙度大,容易吸湿。花生仁既含有很高的含油量,又含有丰富的亲水胶体蛋白质,而且失去了外壳保护,故更易吸湿。花生收获后含泥杂较多,壳易破碎,在贮藏过程中,贮藏条件不良,就会造成发热、生虫、霉变。花生仁更易吸湿受潮,受潮后色泽就会发暗,籽粒发软,并易生虫、生霉。生霉时首先从破碎粒开始,然后影响好粒。花生及其制品是被黄曲霉毒素污染最严重的粮油品种之一。花生原始水分大,收获时正值晚秋,气温较低。如收获过迟容易遭受冻害,新收的潮湿花生遇到霜冻,也易受冻。受冻的花生质量显著下降,耐藏性差,发芽率降低,含油量下降,酸价增加。因此,花生的适时收获、及时干燥对日后贮藏稳定性影响很大。花生仁种皮薄,含油多,不宜进行高温曝晒。花生仁受高温作用后,即发生走油、变色、起绉等现象,破碎粒增加,榨油品质降低。如水分较大时,可以进行低温(26℃以下)或间接曝晒。
脂肪是花生籽粒中的主要成分,在贮藏过程中较不稳定,容易劣变,其劣变速度又因水分、温度的高低而异。水分含量8%、温度20℃时,变化基本稳定,温度增至25℃时,脂肪酸值就有较明显的增加,虫蚀粒、冻害粒和破损粒脂肪酸比完好粒都有更显著的增高,增高到一定程度,就会发生酸败,并出现浸油(走油)。浸油是花生品质变化的外观现象。开始浸油时种皮失去原有的色泽,逐渐变为深褐色,子叶由乳白色慢慢变成透明蜡质状,食物变蛤,严重时发生腥臭味。过夏的花生仁即使没有浸油蛤变,其种皮由于色素受光、氧气和高温等影响,也会发生变化,由原来新鲜的浅红色变为深红色,乃至暗紫红色,种皮变色的花生仁容易脱皮。花生不耐压,无论贮藏花生果或花生仁,堆高均以不超过2米为宜。
2.花生的贮藏技术
花生果和花生仁均可贮藏,贮藏稳定性以花生果较好,但多占仓容2倍以上。而贮藏花生仁,只要保管合理,也能安全度夏。
(1)花生果的贮藏
花生收获后及时干燥,是迅速降低水分,防止花生受冻的有效方法,而且有利于养分的转移积累,促进后熟,保持品质,确保安全贮藏,同时也可避免发生机械损伤、变色裂果、降低出油率等不良现象。花生摘后晾晒5~6天,堆积1~2天,使其内部的水分进一步向外扩散,就可以达到安全水分的要求。抑或采取烘干机干燥花生,效果也很好。花生干燥后,要及时清除破碎粒、杂质和泥沙,利于安全贮藏。
花生入库后应及时通风,排除堆内积热,以后还应根据气温变化情况抓住低温有利时机间歇性地反复通风,使料温随气温变化逐步降至10℃以下,到第二年气温上升前再及时密闭仓房,覆盖垛面,隔热保冷,以实现低温干燥密闭贮藏。同时,采用除氧剂密封缺氧贮藏,操作简单,使用方便,费用低廉,容易推广,不仅能防止花生果吸湿转潮,而且能降低其脂肪的水解速度,延缓游离脂肪酸的产生,阻止脂肪氧化酸败,保持较好的生活力和新鲜度,是一种很好的贮藏花生果的方法。
针对春暖后害虫繁殖,要及时采取悬挂长效敌虫块或磷化铝熏蒸等有效的防治措施进行处理防止害虫危害。花生特别容易招致老鼠危害,在贮藏期间要注意做好防鼠工作。
(2)花生仁的贮藏
花生仁贮藏主要关键是:干燥、低温和密闭。
花生仁失去了外壳的保护,不宜采用烈日曝晒,如必须进行日晒降水,日光直射温度不宜超过25℃,否则会出现脱皮浸油现象,并影响出油率。在日照温度过高时,可采用隔阳晾晒法进行曝晒,用席片隔离阳光进行曝晒。此外,还可以在冬季进行仓内通风干燥,仓内摊凉干燥或露天包装通风干燥进行降水。
低温密藏是安全贮藏花生仁的重要技术措施,可以起到防止虫害感染,隔绝外界空气的影响,既能保持低温,又能防止脂肪氧化,增加花生仁贮藏的稳定性。花生仁也可采用气调贮藏,抽真空充氮保管,真空度抽到53 328.8Pa(真空度过高,花生仁易变形出油),充以适量氮气,会很快缺氧,从而能抑制花生仁的呼吸强度与霉菌活动,消灭害虫,防止吸潮。
(三)芝麻的贮藏
芝麻为胡麻科植物,它的果实内含有数量较多的种子,是一种重要的油料。
1.芝麻的贮藏特性
芝麻的籽粒细小,皮薄肉嫩,极易吸收水分。芝麻是一种含杂量极大的油料,其中细小尘土又占含杂量的80%左右,因而有密度大、孔隙小的特点,温热不易扩散,容易发热、生虫、生霉。同时,芝麻中含脂肪量高(一般含量在50%以上),易发生浸油,酸败,贮藏稳定性差。
2.芝麻的贮藏技术
芝麻籽粒细小,常以密质包装材料包装储存。芝麻含油量高,对其水分应当严格要求。通常芝麻的安全贮藏水分为7%~8%,半安全水分为8%~9%,超过9%则为不安全水分。散装芝麻水分在7%以下,杂质在1%以下,利用冬季低温入库,可以安全度夏;水分在8%以上、杂质超过1%的,只能作短期贮存,必须经降水、除杂后才能安全贮藏。
芝麻脱粒后,应妥善堆装贮存,堆积不易过高,以免出现发热、浸油、酸败、变质现象。通常水分在安全标准以内,杂质未超过国家规定限度的芝麻,散装储存堆高度以1.5~2米为宜,包装贮存堆积高度不宜超过6包,而且应堆成通风垛;不安全水分和杂质超过国家规定的芝麻,必须进行整理,使水分、杂质符合规定要求后才可入仓储存。
芝麻贮藏技术中控温是首要的,为防止气温和湿度的影响,贮藏方式宜采取密闭贮藏。据试验,水分在6.2%,粮温在29℃~33℃过高温度季节的芝麻,无论含油量与出油率均无减少;密闭贮藏的芝麻其含油量与出油率,总是高于通风贮藏的芝麻。但是种用芝麻为了保全其发芽力,不宜采取密闭贮藏,应贮藏在干燥通风良好的仓库中,分仓、分囤贮藏,也可以采取包装贮藏,高度以6包为宜,并应堆成通风垛。
芝麻在贮藏过程中,必须加强检查,在春暖气温上升以前彻底普查一次,根据情况分别处理,采用倒垛、转囤、过风、除杂等措施,散发湿热,以延长安全贮藏期限。
关键术语
粮食贮藏特性品质变化霉变陈化酸败贮藏技巧基本方法
课后训练
学以致用
一、讨论分析题
1.粮食的主要营养成分有哪些?
2.尝试用生物化学的知识分析粮食酸败的机理。
3.粮食霉变后为什么会产生难闻的气味?
4.粮食贮藏的主要方法有哪些?
5.农民家庭粮食贮藏应注意的问题有哪些?
二、案例分析题
民以食为天,普通家庭均储存着一定数量的粮食,但若储藏不当,易变质生虫,尤其是夏天,变质严重的就不能食用。生活中一些妙招可以帮助你减少粮食损失,比如将大米放置在阴凉、干燥处保存;对于量少而又暂时不食用的大米可采用食品袋密封或置于冰箱冷藏室内。
请问这种做法利用了粮食贮藏技术中的哪些技术?为什么这些贮藏技术能够保持粮食的生活力?
知识拓展
破译水稻长寿基因粮食储藏时间成倍延长
2003年7月,安徽省农业科学院水稻研究所水稻遗传育种实验室和中国科学院离子束生物工程实验室完成一项基因育种技术,在国际上首次破译了水稻的“长寿基因”,大大延缓了稻谷储藏的陈化变质期限,对我国的粮食储藏具有重大的应用价值。
据课题组负责人吴跃进博士介绍,稻谷中所含的三种脂肪氧化酶Lox,是影响稻谷陈化变质、虫蚀率等耐储藏特性的主要因素,其中脂肪氧化酶Lox2和Lox1的缺失能延长稻谷陈化变质时间,脂肪氧化酶Lox3的缺失能降低稻谷的虫蚀率。通过离子束诱变育种等高科技手段,安徽省已培育出“皖鉴2090”等Lox缺失的新稻种。一般稻种在室内自然条件下只能储存24个月,且发芽率已降低至50%以下;而“皖鉴2090”在已储藏42个月时,发芽率仍高达98%以上,丝毫没有陈化痕迹。普通稻种储存42个月时虫蚀率在13%至33%之间,而Lox3缺失的新稻种虫蚀率可降至5%以下。
农业部的资料显示,我国常年水稻播种面积约5亿亩,占世界播种总面积的22.8%;年均生产稻谷约1.66亿吨,占世界稻谷总产量的36.9%。我国国有粮食企业储存的稻谷维持在5 000万吨左右,而农户自储稻谷总量还要高于这个数字。稻谷储藏集中于气候湿热的南方导致霉变量大、农户自储粮比例过高导致虫损率高(抽样测算出的农户储粮年虫蚀率在12%以上),专家估计这两项损失每年不低于100亿元。
“长寿基因”新稻种的问世将对我国的稻谷储藏产生重大影响。据粮食专家测算,国家财政按每公斤稻谷每年0.04元给国有粮食企业拨付储管费用,仅此项即每年可为国家节约财政支出约40亿元。全国国有粮食企业、农户每年因储备粮变质造成的商品粮质量下降,损失不低于200亿元,而长寿基因新稻种可推迟稻谷陈化变质期1~2年,若新基因稻种得以普及,等于每年新增至少200亿元的收益。实验结果表明,基因新稻种对虫害的抗蚀能力比常规稻种强3至8倍,按全国常年8 000万吨稻谷的较低储量、以平均降低虫蚀8%计,基因新稻种每年至少可省下约640万吨的稻谷。另外,基因新稻储存时间长,也为国家在大面积水旱灾害时期完善种子储备提供了便利。基因新稻种的综合经济效益非常巨大,安徽省农业和科技部门呼吁国家有关部门尽早形成合力,早日建设基因新稻种的推广体系。
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