偏高水分玉米貯藏技術及品質控制研究進展

李興巖，趙 薇，薛 敏，李愛光，何宛宸，段慧敏，劉 霞

（1. 天津市津南區糧食購銷有限公司，天津 300350；2. 天津科技大學省部共建食品營養與安全國家重點實驗室，天津 300457）

玉米（Zea mays L.），禾本科的一年生草本植物[1]，是我國主要糧食品種之一，位居世界糧食總產量第二位，其栽培面積廣，品種多樣，營養物質豐富[2]，可作為糧食作物、牲畜精飼料及工業原料等[3]。基于種植產地氣候條件等原因，玉米原始水分較高，一般為20%～35%，最高可達40%[4]。與其他谷物相比，玉米的胚芽部較大，約占籽粒體積的1/3，質量約為籽粒的10%～14%，富含蛋白質、可溶性糖等營養物質。因此，相同貯藏條件下，玉米作物的生命活動較強、呼吸強度較高且吸濕性較大。此外，玉米胚部脂肪含量約占整粒的80%～85%，導致貯藏過程中易與空氣發生濕熱轉移而產生霉變、酸敗、感染害蟲等問題[5]。偏高水分的玉米胚部水分含量高于胚乳部，在貯藏期間極易出現產熱、生蟲、發霉等造成品質嚴重下降的不良現象。因此，與其他谷物相比玉米的水分控制與安全貯藏難度更大，這對高品質玉米貯藏技術的要求更高。

作為我國社會經濟發展中不可或缺的糧食來源之一，玉米具有至關重要的作用，因此實現玉米貯藏安全、經濟、有效性及其品質保障尤為重要[6]。針對偏高水分玉米貯藏方式，圍繞了偏高水分玉米貯藏特性及其貯藏期間的品質控制，綜述了近年來偏高水分玉米貯藏技術的研究進展并做出展望。

1 偏高水分玉米入倉前處理方式

偏高水分玉米原始水分較高，成熟度不均勻，貯藏期間易產熱、霉變、生蟲而被污染。為延緩玉米品質劣變、降低蟲害等不良危害，偏高水分玉米在入倉貯藏之前需要控制水分含量在18%以下。目前，入倉前常用的降低含水量處理有自然晾曬、機械物理通風、烘干干燥等方式。

1.1 自然晾曬

自然晾曬一般可分為田間站稈扒皮晾曬、高茬晾曬、搭掛晾曬，以及房頂、曬場晾曬等多種晾曬方式。自然晾曬降水法的適用對象一般是種植規模較小的農戶，相較于烘干，自然晾曬的方式能更好地保留玉米本身的營養物質，處理后的玉米品質較好，不會導致熱損傷粒、脂肪酸值增加不焦化。但該方法受場地限制、天氣影響極大，且人工需求量大、耗時長，不適合大規模的糧食貯藏，同時還會造成破碎粒比例增加[2]，導致玉米數量損耗嚴重。

1.2 機械物理通風

機械通風是利用排風扇和通風機將糧庫外界干冷空氣吸入并穿過糧堆內部，從而改變糧層間的氣體介質參數[7]，中和糧堆內部的濕熱，達到除濕干燥降低糧堆溫度的目的，尤其適用于我國南部夏季高溫地區。這種方式較自然晾干降水靈活性更強，外界環境允許的情況下，整個入倉過程及儲糧期間均可采用；能夠平衡糧堆水分及溫度；對糧倉密閉性無要求；便于隨時了解糧情，管理人員可隨時進倉檢查玉米品質狀況。但這種處理方式同樣受環境制約，如陰雨、臺風天氣及寒流侵襲時均不宜采用；工作量較大，機械工作過程中，工作人員需頻繁檢查運行狀態以免產生事故；處理后的玉米質量損失較大，長時間通風處理的玉米水分流失較快，同時伴隨著質量損失；電能消耗也意味著儲糧成本增加。

1.3 烘干干燥

烘干干燥是指利用烘干機對偏高水分玉米進行干燥處理，即由多級熱風管提供熱風降低玉米水分含量。多級順流高溫快速烘干機更適用于偏高水分玉米進行干燥，其熱風溫度高、熱耗低；連續烘干時單次降水幅度大，但其結構復雜、儲糧成本較高不適于小規模糧食貯藏；烘干溫度易導致玉米生物活性喪失，種子發芽率液大幅降低；籽粒完整性較低，易引起品質劣變導致脂肪酸值增加[2]。

2 偏高水分玉米貯藏技術

“干燥、潔凈、飽滿”是我國糧食作物收獲后進行入庫的基本要求[8]，偏高水分玉米入庫前經降水處理后水分含量控制在15%左右即可入庫貯藏。目前，我國常采用低溫、熏蒸、氣調等技術進行玉米貯藏。

2.1 低溫貯藏技術

低溫貯藏技術是通過控制糧庫貯藏溫度防治玉米霉變、限制害蟲生長繁殖、提高儲糧穩定性[9-11]，從而延長玉米貯藏期的一種符合“綠色儲糧”理念的貯藏方式。褚洪強等人[12]對浙江高溫高濕地區實行空調控溫技術，研究發現空調控溫技術能夠有效延緩糧溫上升速度；空調裝備安裝方便，運行操作便捷；不會對糧食造成二次污染，符合綠色儲糧技術安全、綠色、有效的要求。Yigezu Y A 等人[13]通過研究在低溫狀態下玉米發霉情況發現，低溫貯藏可以有效地抑制霉菌的生長延長玉米貯藏期。但是，低溫儲糧對于缺乏科學儲糧技術、儲量設施簡陋的小規模農戶來說，投入成本及糧倉改造成本過高，普及困難。

2.2 熏蒸貯藏技術

熏蒸處理是利用熏蒸藥劑在常溫常壓下易揮發有毒氣體的原理，使毒氣進入害蟲的呼吸系統產生作用，當氣體濃度達到致死濃度時能夠殺死害蟲。常見的熏蒸藥劑有磷化鋁、氯化苦、環氧乙烷、磷化鋅，但長期使用化學藥劑會導致害蟲的抗藥性增加[14]，還會造成環境污染及藥物殘留等一系列問題。有研究表明，針對糧食倉儲防蟲中使用硫酰氟存在的成本高、殺卵效果差、藥物殘留、安全等問題，提出了加強硫酰氟熏蒸氣密性、結合低O2高CO2混合熏蒸等方法，有效降低使用量和硫酰氟殘留[15]。

2.3 氣調貯藏技術

氣調技術在偏高水分玉米貯藏過程中，主要是采用先在糧倉密閉的情況下進行充氣，再利用強排風機進行排氣后，待倉內氣囊消失后再進行二次充氣的上沖下排的充氣模式[16]。與利用化學藥品熏蒸儲糧相比，氣調技術更為綠色、安全，且在不污染環境的前提下就能達到減緩儲糧品質劣變的目的。王玉生等人[17]利用氮氣氣調技術貯藏玉米并從經濟、社會、環境及貯藏效果等方面分析發現，該技術可有效抑制對抗相性害蟲的生長繁殖；控制糧堆產熱現象；抑制霉菌生長；有利于玉米保質增效。王若蘭等人[18]研究玉米在 3 種氣體 （21%O2、98% N2、40%CO2） 貯藏環境下品質變化規律發現，40% CO2氣調貯藏對延緩玉米品質劣變效果最佳。該貯藏技術，對糧倉密閉性要求較高，從而增加了儲糧成本和工作量，此外低氧環境對糧庫作業人員的生命安全存在一定危險性。

2.4 內環流控溫綜合綠色儲糧技術

內環流控溫主要指根據季節特性采用冬季利用軸流風機蓄冷、夏季利用環流風機保溫的方式，將糧堆內冷空氣循環輸送至糧倉，從而降低糧倉溫度[19]。吉林地區通過實踐證明，內環流控溫技術能夠使糧倉溫度降低至23 ℃以下；糧食水分含量幾乎不變；無霉變、生蟲現象[20]。該技術運行成本低、經濟效益高、無污染滿足綠色儲糧技術要求。

綜合殺蟲技術在儲糧害蟲防治方面的應用，主要指將不同的綠色儲糧方式的結合使用，以達到理想的綠色、高效儲糧效果。孟憲兵[21]研究發現，臭氧結合環流熏蒸對儲糧有較好的殺蟲、殺卵和除菌防霉效果。牛懷強等人[22]將食品級惰性粉防蟲、內環流控溫和智能通風3 種技術結合處理，實現了倉儲糧食害蟲高效防治，特別是有效解決了高溫期間鞘翅類害蟲的防治。何錫忠等人[23]采用內環流控溫結合氮氣氣調技術處理玉米發現，該方法在實現控溫儲糧的同時還能防治儲糧害蟲，但投入成本較高。

3 偏高水分玉米品質控制

水分是任何生命體生化代謝的介質，偏高水分玉米生命活動及呼吸強度均較快，脂肪酸變化程度增加，水解、代謝速度加快，品質劣變程度也較大。此外，玉米中水分越高更有利于微生物生長繁殖，帶菌量越大，蟲害、霉變的程度也更強，對環境溫度變化的抵抗力更弱[24]。

3.1 偏高水分玉米貯藏品質控制指標

糧食貯藏品質控制指標主要是指為了判定在安全水分條件下正常貯藏的無污染糧油適宜儲存、輕度不適宜儲存、中毒不適宜儲存的品質指標[25]。色澤氣味、脂肪酸值、品嘗評分值、粗淀粉含量、發芽率、過氧化氫酶活性等是玉米貯藏過程中的主要品質指標。其中，色澤氣味、脂肪酸值、品嘗評分值是糧食儲貯藏品質判定規則中的主要3 種品質控制指標。

色澤氣味、品嘗評分值主要用于定性，對品評人員的視覺、嗅覺等感覺器官的敏銳力及鑒別能力均有一定的要求；脂肪酸值則是主要用于定量的理化分析類指標[26]。除脂肪酸值與玉米貯藏時間呈正相關變化趨勢外，其余指標均與貯藏時間呈負相關變化，脂肪酸值與品嘗評分作為較直觀的品質檢驗指標不僅可以客觀地表示糧食的品質，還是原糧入倉品質控制的主要定量指標[27-28]。

3.2 偏高水分玉米貯藏品質控制技術

玉米入庫前，應先控制水分含量、溫度和脂肪酸值，水分應控制在安全水分以內，糧溫應控制在室溫以下為宜，脂肪酸值是玉米貯藏時新鮮度代表的關鍵指標，入庫原糧脂肪值應越低越好（一級飼用玉米脂肪酸值應小于等于60 mg/100 g）。若采用烘干干燥進行降水，需要在確保玉米品質的前提下控制其烘干介質溫度以及玉米的最高加熱溫度[29]。

經檢測各指標合格的玉米方可入庫，貯藏期間工作人員應進行定期檢查糧溫、水分含量、脂肪酸值等指標。在溫度高、濕度大的夏季時期，應及時通風降溫、除濕，對于偏高水分玉米應進行實時監測，以防各區域濕度差異明顯；溫度較低的冬季需要結合使用機械通風等設備對全倉進行通風作業，精準把控玉米水分損耗程度，最大化保障其貯藏品質。

玉米貯藏期間，實時監測與其品質密切相關的各個指標變化，充分利用脂肪酸值與品嘗評分的優良相關性，將玉米脂肪酸含量作為糧庫日常檢測、監控的敏感指標之一。同時，重視糧堆局部、敏感部位的品質變化，進行針對性適時監測，采用科學合理的技術提高儲糧過程中整體糧堆的品質控制。

4 結語

玉米是谷物中較難貯藏的糧種之一，但作為世界三大糧食作物之一，玉米的綠色貯藏技術及品質控制尤為重要。就我國糧食貯藏情況來看，農戶貯藏技術仍較為落后，多采用較為原始方法、勞動量較大、貯藏條件簡陋。研究人員應多從農村儲糧環境情況出發，開發經濟適用性強的儲糧技術及相應的工藝設備，同時加強農戶儲糧知識儲備，普及儲糧品質檢測標準及方法，逐漸引導農戶走向科學、綠色儲糧，確保安全儲糧從農戶抓起。對于有一定危險性的儲糧技術操作，應分派專業人員進行專業化、規范性作業，可有效地降低儲糧工作人員工作風險。應持續開發新型綠色儲糧藥劑，以期減少化學藥劑的使用頻次、降低藥物殘留量、減少環境污染、提高儲糧作業安全性能。偏高水分玉米貯藏更應注重不同儲糧技術的結合，最大可能地延長玉米貯藏品質并確保玉米貯藏期品質。