小麥儲藏粉塵的變化與真菌生長

程樹峰 唐 芳 伍松陵

(國家糧食局科學研究院,北京 100037)

小麥儲藏粉塵的變化與真菌生長

程樹峰 唐 芳 伍松陵

(國家糧食局科學研究院,北京 100037)

小麥儲藏過程中,真菌在糧食中生長,會產生大量的孢子、菌絲及真菌分解物,它們可直接引起小麥中粉塵的變化。采用比濁法研究了 13.3%、14.2%、15.7%、16.4%、18.2%水分的小麥在 15、20、25、30℃下儲藏 90 d,粉塵的變化與真菌生長的關系。結果表明,13.3%和 14.2%的小麥儲藏 90 d,未發現有真菌的生長,濁度值變化均處于一個較低的水平 (小于 0.250 A);15.7%、16.4%和 18.2%水分的樣品儲藏中有部分檢出有真菌的生長,初期濁度值在 0.260～0.308 A,隨著儲藏時間的增加,被感染樣品的真菌生長和濁度值的變化均呈上升趨勢,兩者有良好的相關性。在儲糧過程中通過對小麥粉塵變化的檢測,可對儲糧真菌的生長進行預測。

小麥儲藏 粉塵變化 真菌生長 比濁法

在儲糧過程中真菌危害是導致糧食損失的重要原因之一。目前預防儲糧真菌危害的方法主要有控水、控溫或填充一些對真菌生長有抑制作用的氣體?？刂萍Z食的水分是一種經濟、有效的方法,已被普遍接受,但在實際操作過程中,由于糧食收購時水分的不均勻性,儲藏中糧食水分遷移的問題,還有儲糧經濟學等原因,很難做到真正將儲糧的水分控制到合適的水平。

開展儲糧真菌危害早期檢測技術的研究,利用先進的檢測技術對儲糧真菌生長進行早期檢測,是預防儲糧真菌危害的一個有效的手段。幾十年來,國內外有關真菌早期檢測方法的研究有很多報道,主要包括真菌初級代謝產物和結構成分的測定,如真菌酶類[1-2]、結構成分殼多糖[3]及麥角甾醇[4-5]的檢測;真菌生長中產生的一些可揮發性物質測定,如代謝產物[6]、揮發性有機化合物[7-9]、危害真菌孢子測定[10]等。由于儲糧過程復雜性,目前我國儲糧真菌危害的問題仍未得到解決。在前人研究的基礎上,采用比濁方法,研究不同水分的小麥在不同溫度下儲藏粉塵的變化與真菌生長的關系,為我國儲糧真菌危害早期檢測技術的研究提供一些基礎性數據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小麥樣品:中儲糧總公司承德直屬庫。試驗所用水均為去離子水。

Ther mo Heliosγ分光光度計:美國Thermo公司;E200顯微鏡:日本 Nikon公司;HPS-250生化培養箱:哈爾濱東聯電子技術開發有限公司;QLY—T型鉗式糧食水分快速測定儀:山東青州市巨豐糧油儀器廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品著水及儲藏

將經清理、除雜的小麥樣品 (水分為 10.8%)分為若干份,每份約 3 kg,采用噴霧著水法,分別將樣品的水分調至試驗所需的水平,然后裝入塑料袋中密封,于 5℃冰箱中平衡 24 h,當水分添加量超過4%時,需要 2次著水,每次著水量應不大于 4%,2次平衡,操作方法相同。將平衡后的樣品分別裝入1 000 mL廣口瓶中,每瓶約 750 g,加蓋橡膠塞,分別放置 15、20、25、30 ℃恒溫箱中儲藏。

1.2.2 比濁法

取 10.00 g樣品,于 50 mL具塞試管中,加 30 mL水,加塞,用力搖動 1 min,用 300目濾布過濾,濾液于波長 660 nm測定濁度。1.2.3 真菌孢子計數法

取 10.00 g樣品,于 50 mL具塞試管中,加 30 mL水,加塞,用力搖動 1 min,用 300目濾布過濾,取濾液于顯微鏡下進行危害真菌孢子計數。

1.2.4 水分測定方法

隨機取樣,測定樣品水分,每個樣品重復 2次,取其平均值。糧食水分快速測定儀應定期采用 GB 5497—1985方法校正,以保證測定結果的準確。

2 結果與討論

2.1 小麥著水均勻性檢驗

小麥水分與真菌生長有著密切的關系,試驗樣本著水的均勻性直接影響檢測結果準確性。因此,在試驗之前,對所有試驗樣品進行著水均勻性檢驗,以保證試驗結果的準確性。將清理、除雜的小麥樣品 (水分為 10.8%),進行著水和平衡,平衡后,測定各個試驗組樣品的水分含量,結果見表 1。由表 1可知,5個水平樣品著水試驗,8次重復,相對標準偏差(RSD%)范圍在 0.59%～1.48%之間,由此表明,采用本方法進行樣品著水具有較好的均勻性。

表 1 小麥著水均勻性檢驗(n=8)

2.2 不同水分的小麥儲藏中真菌的生長與濁度的關系

樣品著水后進行儲藏,每隔 10 d取樣一次進行樣品濁度測定,結果見圖 1～圖 5。

圖 1 13.3%小麥在不同溫度下儲藏真菌的生長

如圖 1、圖 2所示,13.3%和 14.2%水分的樣品儲藏 90 d,樣品濁度值的變化幅度在 0.107～0.244 A,用危害真菌孢子計數法檢測,結果表明,除14.2%水分的樣品在 30℃儲藏 90 d時,可疑有危害真菌生長外,這兩個水分的其他樣品,均未檢出有危害真菌的生長。由結果可得出,樣品濁度的本底值應在 0.250 A以下。如圖 3所示,15.7%水分的樣品在不同溫度下儲藏,除 15℃和 20℃儲藏 90 d,未檢出有真菌生長外,在25℃儲藏 60 d時,樣品檢出有真菌的生長,濁度值為0.270 A,但在整個試驗期間,真菌的生長速度一直較為緩慢。在 30℃儲藏 40 d時,檢出有危害真菌的生長,樣品的濁度值為 0.308 A,90 d時,樣品的濁度值升到 0.596 A,部分已出現霉變。如圖 4所示,16.4%水分的小麥樣品,除 15℃儲藏,未檢出有真菌生長外,在 20、25、30℃下儲藏,真菌生長檢出時間分別在 70、30、10 d,其濁度值分別為 0.280、0.260、0.270 A,到 90 d時 ,濁度值分別增至 0.325、0.571、0.673 A,由此可看出 ,一旦達到儲糧真菌生長所需的水分,溫度對真菌生長的速度而言是一個關鍵的因素。在圖 5中 18.2%水分的樣品,在15、20、25℃下儲藏,均可檢出有真菌的生長,但真菌生長速度和檢出時間存在著明顯的差異,在低溫時真菌生長較為緩慢,高溫時生長較快,在25℃儲藏 30 d,已有大部分樣品出現了霉變,18.2%水分的樣品30℃儲藏,不到 10 d已出現嚴重霉變,故取消了這一條件的試驗。綜上所述,不同水分的小麥樣品,在不同的溫度下儲藏,樣品中粉塵的變化與儲糧危害真菌的生長具有良好的相關性。采用該方法通過對小麥儲藏中糧堆粉塵變化的檢測,可對儲糧真菌的危害進行預測。

2.3 比濁法與真菌孢子計數法比較

采用比濁法和真菌孢子計數法,考察了 16.4%水分的小麥在 25℃儲藏,真菌生長變化情況。對不同儲藏時間的樣品取樣,進行濁度和真菌孢子測定,以14.2%水分的樣品作對照,結果見圖 6。

圖 6 比濁法與真菌孢子計數法兩種檢測方法的比較

如圖 6所示,采用比濁法與真菌孢子計數法對不同儲藏時間的樣品真菌生長變化情況進行了研究。16.4%水分的小麥樣品儲藏 30 d時,樣品的濁度值達到 0.260 A,可確定在樣品中已有真菌的生長,采用真菌孢子計數法測定,危害真菌孢子數已超過 105個 /g,屬于真菌生長初期,這時在樣品中還不能用肉眼看到有真菌的生長。儲藏到 40 d,濁度值和危害真菌孢子數分別上升到 0.413 A和 2.5×106個/g,樣品中可清楚看到有真菌的生長。隨后,樣品中的濁度值變化呈波浪狀上升,到 90 d時,樣品的濁度值達到 0.571 A。樣品中真菌孢子數變化,在 60 d前,處于一個快速的增長期,60 d后真菌孢子的增速逐漸放緩,這些變化符合儲糧真菌生長的一般規律。在對照組樣品中濁度值變化在 0.124～0.241 A之間,與樣品的本底值相同,采用真菌孢子計數法對對照組樣品進行檢測,未發現有真菌的生長。通過兩種方法的比較可知,利用檢測糧堆中粉塵的變化情況,對糧堆中真菌生長變化進行預測,比濁法具有操作簡單、快速、實用性強的特點。在實際應用中,對于未經清理的小麥,如果入庫時本底值過高,會對儲糧真菌生長初期的檢測帶來一定的影響。

2.4 小麥在不同儲藏條件下安全儲藏時間

將不同水分的小麥樣品,在不同溫度下儲藏,真菌初始檢出時間和儲藏 90 d污染程度見表 2。

表 2 小麥樣品真菌初始生長時間

從表 2可看出,13.3%和 14.2%兩個水分的樣品未檢出真菌的生長,在這個水分范圍內,小麥進行短期儲藏是安全的,如果長期儲藏,仍存在著較大的風險。15.7%水分的小麥在 20℃以下短期儲藏是安全的,25℃儲藏 60 d,可檢出有少量的真菌生長,但對小麥質量影響不大,15.7%水分 30℃儲藏存在著較大的風險。16.4%的小麥在 20℃以下短期儲藏較安全,可能會出現少量的真菌的生長。25℃和30℃不宜儲藏。18.2%水分的樣品在 15℃短期儲藏相對安全,但仍存在著較大的風險。20℃以上在這個水分下儲藏真菌生長快、危害大,不宜儲藏,短期一般為 2～3個月時間。

3 結論

3.1 在本試驗條件下,13.3%和 14.2%兩個水分的樣品儲藏 90 d,未檢出有真菌的生長,濁度值變化均處于一個較低的水平 (小于 0.250 A);15.7%、16.4%和 18.2%水分的樣品儲藏中,初期檢出有真菌的生長,初期濁度值在 0.260～0.308 A;隨著儲藏時間的增加,被感染樣品的真菌生長和濁度值的變化均呈上升趨勢,兩者有良好的相關性,這為采用比濁法進行小麥危害真菌的檢測提供了依據。

3.2 采用比濁法和真菌孢子計數法,研究了 16.4%水分的小麥樣品在儲藏期間真菌生長變化情況。結果表明,利用檢測糧堆中粉塵的變化情況,對儲糧危害真菌生長進行預測,比濁法具有操作簡單、快速、實用性強的特點,對小麥儲藏真菌危害的早期檢測和預報是可行的。

3.3 13.3%和 14.2%水分的小麥短期儲藏是安全的,但長期儲藏仍存在著較大的風險;15.7%水分的小麥在 20℃以下短期儲藏是安全的。16.4%水分的小麥在 20℃以下短期儲藏基本上是安全的,可能會有少量的真菌的生長,但對小麥的品質影響不大。18.2%水分的小麥在 15℃短期儲藏相對是安全的,仍存在著較大的風險。

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Dust Change and Fungi Growth in StoredWheat

Cheng Shufeng Tang Fang Wu Songling
(The Academy of Science of the State Administration of Grain,Beijing 100037)

When storage fungus grow in stored grains,lots of spores,mycelia and decomposers by fungus are produced,which directly bring on a change of dust amount in stored grains.The relation bet ween the dust change and the fungi growth was studied usingwheat samplesofmoisture 13.3%,14.2%,15.7%,16.4%,18.2%stored at 15,20,25,30℃for 90 d and using nephelometry for dust detection.Results:Fungus can not grow in wheat ofmoisture 13.3%and 14.2%during 90 d storage,and the turbidity values of these samples are at a lower level(less than 0.250 A).The growth of stored fungus are detected in some samples ofmoisture 15.7%,16.4%and 18.2%,the tur2 bidity values at initial stage are 0.260～0.308 A.The turbidity value and fungi growth of the infected samples both increase with extending storage time,and the dust change is obviously correlative with the growth of stored fungus.The growth of stored fungus could be monitored through measuring the dust change in stored grains.

stored wheat,dust change,fungi growth,nephelometry

S-3

A

1003-0174(2010)02-0113-04

科技部“十一五”重點科技支撐項目 (2006BAD08B07-2)

2009-04-22

程樹峰,男,1956年出生,副研究員,糧食微生物