儲藏稻谷霉變的研究進展

摘要：中國是水稻生產大國，全國各地種植面積廣泛，每年的水稻產量高居世界首位。在儲藏過程中，如條件適宜稻谷極易發生霉變，嚴重影響了儲藏稻谷的品質，從而造成巨大經濟損失。所以如何確保稻谷長期儲藏的安全性，了解倉儲稻谷霉變情況，成為了大家共同關注的問題。文章綜述了霉變對稻谷品質的影響、稻谷霉變霉菌的種類及其演替規律、霉菌的檢測方法、儲藏稻谷霉菌的防控方法，以期為稻谷安全儲藏提供參考依據。

關鍵詞：稻谷霉變；稻谷品質；霉菌；檢測；防控

中圖分類號：TS210.1 文獻標志碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20240219

基金項目：寧夏回族自治區重點研發計劃項目（2022BBF03026）。

Research progress on the mildew of stored grain

Cao Zhiguo1， He Hongxin2， Niu Wenbin1， Wang Jinju2， Liu Xia2， Su Weidong3

（ 1. Tianjin Baodi Jingdong Grain and Oil Storage and Transportation Trade Co.， Ltd.， Tianjin 301800； 2. School of Food Science and Engineering， Tianjin University of Science and Technology， Tianjin 300450； 3. Ningxia Jinshuanghe Grain and Oil Co.， Ltd.， Yinchuan， Ningxia 750404 ）

Abstract： China is a major rice producer， with a wide range of planting areas throughout the country， and its annual rice output ranks first in the world. During storage， if conditions are suitable， rice can easily become mildew， which seriously affects the quality of stored rice， thus causing huge economic losses. Therefore， how to ensure the safety of long-term rice storage and understand the mildew situation of stored rice has become a common concern. This paper summarized the influence of mildew on rice quality， the types and succession rules of rice molds， the detection methods of molds， and the prevention and control methods of stored rice mold， in order to provide a reference for the safe storage of rice.

Key words： rice moldy； rice quality； mold； detection； prevention and control

水稻是世界三大糧食作物之一，其產量約占全球谷物產量的25%[1]。在儲藏過程中，稻谷表面會產生各種各樣的霉菌，這不僅會影響大米的質量，還會對人體的健康造成威脅，進而產生巨大的經濟損失[2]。根據調查統計[3]，每年稻谷因在儲藏過程中發生的倉儲霉變及自身陳化所造成的損失，約占總儲量的3.03%，總數高達數百億公斤，造成的損失超過200億元。因此了解倉儲霉菌發展規律，研究稻谷霉變進展，對減少優質稻谷損耗、減少經濟損失、促進糧食安全有重要意義。本文主要對霉變對儲藏稻谷品質影響、霉菌種類及其演替規律、霉菌的檢測、霉菌的防控4個方面的研究進行綜述。

1 霉變對儲藏稻谷品質的影響

霉菌是一種絲狀真菌，適宜條件下霉菌的產生會伴隨著大量代謝熱的釋放，造成稻谷發熱，從而影響了稻谷本身正常的溫度變化規律，如果不及時處理，霉變會加速擴散，會嚴重影響到稻谷的品質[4]。

1.1 霉變對稻谷色澤和氣味的影響

受到霉菌污染的稻谷，會失去原有新鮮顏色和光潔程度。劉慧等[5]研究了稻谷儲藏過程中微生物及品質變化規律，發現接種黃曲霉菌與黑曲菌的稻谷10 d后菌種數分別增加了2.029、1.960 lg（cfu/g），并且稻谷表面出現了嚴重褐變現象。與色澤相似，霉菌自身成分、代謝產物及稻谷物質成分的變化也會引起稻谷氣味的改變，嚴重時會使稻谷產生異味，喪失其商品價值。夏雨杰等[6]研究發現，受霉菌侵染的稻谷的酶活會出現異常顯著的變化，會引起直鏈淀粉的含量升高，與此同時還會產生一種酸敗的味道。因此，霉變不僅會使稻谷失去原有的色澤，也會影響到稻谷的氣味。

1.2 霉變對稻谷食用價值和營養價值的影響

稻谷一旦發生霉變，微生物會快速大量繁殖，稻谷會逐漸變色、變味直至腐爛。霉變情況嚴重的稻谷即使及時進行精細加工、高溫蒸煮也無法完全去除其異味，甚至大概率會伴有致人畜生病的毒素，以致無法食用，失去食用價值[7]。

稻谷籽粒的主要營養成分包括淀粉、纖維素、蛋白質、脂質、礦物質等，而微生物能利用一些水解酶將稻谷中營養物質分解為一些小分子物質供自己吸收，進而影響稻谷的營養價值[8]。李娜等[9]探究了倉儲霉菌對稻谷品質的影響，對5個倉儲位點進行檢測后發現隨著稻谷中霉菌的增加，稻谷的出糙率和精米率都有所下降，倉儲環境脂肪酸值平均增加10%以上，這也極大地影響了儲藏稻谷的品質和營養價值。

2 儲藏稻谷中產生的霉菌的種類及其演替規律

2.1 霉菌的種類

經研究發現，儲藏稻谷中檢驗到的霉菌種類較多，稻谷中的不同霉菌數量存在一定差異。吳紅萍等[10]對海南儲糧稻谷霉菌區系進行了調查，結果顯示東部、中部、西部市縣儲藏稻谷平均含菌量各不相同，分別為1.374×10、2.3×10、2.42×10 cfu/g。并且檢測出儲藏稻谷中霉菌有41種菌屬、種類高達117種。其中優勢菌主要有黃曲霉、灰綠曲霉、白曲霉、雜色曲霉、黑曲霉和青霉等。

2.2 霉菌區系的演替規律

近年來研究顯示，隨著稻谷儲藏時間的推移，其中霉菌區系也會隨之演替。和肖營等[11]在研究東北稻谷儲藏期間霉菌生長趨勢中發現，優勢菌株隨著儲藏時間的增加由Aspergillus versicolor演替為溜曲霉，一月之后優勢菌種轉變成為a：Aspergillus candidus，進一步更替成為e：Aspergillus versicolor，d：Aspergillus protuberus。周建新等[12]研究發現，稻谷儲藏時的溫度、水分含量對霉菌區系的演替有重要影響，儲藏溫度為5 ℃、20 ℃時霉菌量不變，儲藏溫度在25 ℃以上時，則霉菌量逐步增加，并且在一定范圍內（ 25 ℃～40 ℃），溫度增加越快，霉變的速度也越快。相同溫度下儲藏濕度的增加也會使霉菌數量增加，水分14.5%、15.5%、16.5%粳稻谷儲藏39 d后，霉菌量由3.38×10 cfu/g，增加到8.9×l0、5.8×l0、3.0×10 cfu/g。說明霉變程度與溫度濕度有著較強的相關性。

3 儲藏稻谷中霉菌的檢測方法

3.1 二氧化碳濃度檢測法

儲藏稻谷自身呼吸作用微弱，產生二氧化碳氣體量很少，而霉菌生長活動會產生大量二氧化碳，從而使稻谷發霉部位二氧化碳濃度升高。在稻谷儲藏期間通過檢測糧堆中的氣體組成進而可間接反映出倉儲稻谷霉變狀況。唐芳等[13]通過對稻谷儲藏期間產生的危害霉菌（主要是灰綠曲霉菌）進行研究，發現灰綠曲霉菌的生長與二氧化碳濃度之間具有良好的相關性，25 ℃時線性方程為y=23.393 37x-4.202 31，相關系數r2=0.959 1；30 ℃時線性方程為y=51.188 16x-25.088 52，相關系數r2=0.943 9。可見根據二氧化碳濃度對倉儲環境中的霉菌生長情況進行檢測有一定的可行性。

3.2 近紅外光譜圖像技術

近紅外光譜（NIRS）技術是通過近紅外光源照射實驗樣本，然后根據其透射或反射出的光對物質所攜帶的有效信息進行分析，實現準確、快速檢測待測物質中某種或多種成分含量。溫馮瑞等[14]用近紅外光譜圖像處理技術對黑龍江地區3種不同品種的稻谷霉變程度進行檢測，對于不同稻谷霉變程度檢測的準確率達到93.33%，該方法不僅解決了傳統稻谷霉菌檢測過程繁瑣且耗時的問題，而且實現了稻谷霉變的無損檢測，具有廣泛的應用前景。

3.3 孢子計數法

為預防儲糧真菌的危害，程樹峰等[15]在傳統真菌孢子計數法的基礎上加以改進，構建了適合于儲藏稻谷霉菌檢測的危害霉菌孢子計數法：稻谷樣品用水提取后，進一步過濾，最后通過血球計數板對真菌孢子進行計數，經過該方法檢測，可將倉儲霉菌對稻谷的危害等級分為四類，其中一級為安全儲藏，即未檢出危害真菌孢子數；二級為危害真菌初期，危害真菌孢子數在1.0×10～9.9×10，主要有灰綠霉菌；三級為危害真菌中期，1.0×10～9.9×10，主要危害菌種為白曲菌；四級為嚴重危害時期，危害真菌孢子數≥1.0×10，主要以發熱霉菌生長為主。并且最后的菌落數的相對標準偏差（RSD%）范圍在8.2%～31.4%，與傳統的平板菌落計數法有較好的相關性。該方法可以有效地檢測出儲藏稻谷中危害霉菌的種類以及相關數量，因此可用于儲藏稻谷霉菌的檢測。

3.4 無線電子鼻在線檢測系統

為解決傳統稻谷霉菌檢測方法操作繁瑣的問題，庫晶等[16]在無線電子鼻的基礎上設計了一種能夠檢驗稻谷霉菌的在線檢測系統，該系統由氣體檢測裝置、下位機系統、上位遠程監控系統三部分構成，具有數據采集、處理、顯示、傳輸、存儲等功能。該系統采用主成分分析和徑向基函數RBF神經網絡對霉變小麥、水稻進行識別，正確率達到100%，對霉變玉米的識別正確率也達到90%以上，不僅建立了霉菌含量的預測模型，而且快速且精密地檢測了稻谷中霉菌種類以及數量參數，可以為快速檢測稻谷質量安全提供參考。

3.5 分子生物學技術

倉儲稻谷中霉菌種類繁多，其個體特征各不相同，有的甚至隨著環境的變化而變化，為后續的檢測造成困難。分子學技術可從基因層面出發，通過對倉儲霉菌基因和已知菌種基因進行比對進而達到檢測的目的。Reddy等[17]對印度20個州的1 200份黃變稻谷樣品進行分離鑒定，確定了樣品中共有22株產黃曲霉毒素B1的黃曲霉菌株，通過基因比對，發現這些菌株與MTCC2799菌株有17%～80%的相似性。由此可以得出運用分子生物學技術，從基因層面出發，通過對倉儲霉菌基因和已知菌株基因的比對，即可對稻谷中霉菌菌種進行鑒定。

3.6 在線檢測識別技術

在線檢測技術就是利用各種圖像技術間接反映出倉儲糧食中微生物與霉菌的活動。錢志海等[18]對儲糧害蟲實倉在線檢測識別技術進行了總結和展望，綜述了各種信息化技術在儲糧微生物監測方向的應用，包括圖像識別、靜態圖像識別、蟲聲信號識別等技術。這些技術在糧情檢測上有很好地應用。

4 儲藏稻谷中霉菌的防控方法

4.1 臭氧處理

臭氧是一種強氧化劑，具有殺菌廣譜、高效、無污染和無殘留等優點，在霉菌防控方面有廣泛的應用。許啟杰等[19]研究了臭氧結合氮氣進行氣調儲藏對稻谷品質的影響，研究表明臭氧預處理結合氮氣氣調在在一定程度上延緩了倉儲稻谷霉菌的增長，并且還保存了稻谷的過氧化氫酶活力。

4.2 溫度與濕度的控制

溫度與濕度的變化是影響倉儲霉菌活動的重要因素，糧食倉儲發生霉變的主要原因之一就是來自環境溫度與濕度的變化。蔡靜平等[20]探究了降溫和升溫以及儲糧的水分含量對小麥倉儲霉菌的影響，發現變溫條件下霉菌生長速率與恒溫條件相比有明顯差異，降低儲藏起始點溫度，維持濕度的穩定可以有效抑制霉菌的生長。高樹成等[21]對遼北和遼西地區共4個高大平房倉進行微生物實驗，將糧倉溫度控制在21 ℃以下，濕度保持在30%～35%，能夠有效地抑制霉菌生長。控制好溫濕度，無論是夏季還是冬季，霉變菌落數都較為接近。

4.3 防霉化學試劑處理

除用物理方法控制霉菌之外，一些化學方法也可有效抑制霉菌生長。谷保防霉劑是一種熏蒸型防霉劑，其載體為二氧化硅，丙酸為其有效成分。盛強等[22]研究了食品級雙乙酸鈉與山梨酸鉀復配的復合型防霉劑對高水分稻谷中抑菌效果，探究發現17.6%水分的稻谷施加0.1%劑量的復合型防霉劑可以至少安全儲藏130 d不霉變，0.2%劑量可以安全儲藏140 d，0.3%劑量可以安全儲藏150 d，隨著劑量的增加，抑菌效果越好。

4.4 紫外線抑制

曬稻谷，就是利用到太陽散發的紫外線對稻谷中霉菌進行殺除。短波紫外線屬于非電離輻照，具有殺菌的作用，能穿透細菌、病毒的細胞膜，使其失去繁殖能力，進而達到快速殺菌的效果。萬忠民等[23]探究了短波紫外線對高水分稻谷抑菌的效果，表明不同輻照功率、輻照時間、單位面積的稻谷質量對霉菌抑制效果都有影響，影響程度由高到低依次為輻照功率、單位面積、輻照時間。并且探究出最佳條ea581bd9341206553adf29da44a1c432件為：輻照時間15.39 min、單位輻照面積的稻谷質量74.7 g/dm2、輻照功率136.30 W，由此可以得出：紫外線能夠有效地抑制儲藏稻谷霉菌的生長。

4.5 其他方法

除了以上常見的霉菌防控舉措，仍有一些其他方法可以有效地抑制霉菌的生長。邢常瑞等[24]將帶負電荷的銀納米粒子和帶正電荷的聚二烯丙基二甲基氯化銨硅藻土復合物通過相互之間層層自組裝的方式合成銀-硅藻土納米復合材料，在儲藏溫度30 ℃、儲藏稻谷水分15.6%，相對濕度恒定、儲藏天數50 d的條件下實驗組菌落數明顯低于對照組菌落數，證明這種復合材料能有效抑制稻谷霉變。

5 結 語

在稻谷儲藏的過程中，發熱霉變現象時有發生，不僅僅會影響儲藏稻谷原有的品質，還會造成巨大的經濟損失。為預防儲藏稻谷發生霉變，延緩稻谷的品質變化，倉儲過程中要加強各個方面的管理，實時監測霉菌的數量，采取切實可行的方法有效處理好稻谷發熱霉變的問題，保證儲藏稻谷安全，提高稻谷品質，降低霉變造成的經濟損失。

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