大米低溫氣調儲藏技術實倉應用及品質變化分析

吳佑思，陳望賢，盧自華，汪向剛，錢冉冉，張冰龍

（廣東新供銷天潤糧油集團有限公司，廣州 510000）

大米是較難儲存的糧食品種， 因稻谷經過脫殼碾米加工成大米后， 失去了稻殼、 果皮和種皮的保護，米粒直接暴露在空氣中，其理化性質變化加快，更易受蟲霉侵害，儲藏穩定性變差。國內外現有的大米儲存保鮮技術主要有常溫儲藏、低溫儲藏、氣調儲藏和化學熏蒸儲藏等； 隨著對健康和環境安全關注度的提高，消費者對無化學藥劑、無害蟲污染的優質糧食產品需求不斷增長是必然趨勢， 大米低溫和氣調相結合的綠色儲糧技術也得到推廣和運用。

1 倉房基本情況

廣東新供銷天潤糧油集團有限公司南沙糧庫(以下簡稱南沙庫)， 位于廣州市南沙區橫瀝鎮工業園區，成立于2016 年，占地面積約35 畝。 南沙庫是一座高標準建設的現代化糧食儲備庫， 由國內權威糧倉設計院（中糧無錫設計院）設計建造。 整個建設分三期，總建設規模為15 萬t，設計日均吞吐量約為1 500 t。 一期樓房倉設計倉容5 萬t、二期樓房倉設計倉容6.4 萬t，均已投入使用，三期4 萬t 淺圓倉正在規劃建設中，預計2023 年年底可投入使用。 南沙庫目前承儲糧油：大米4.5 萬t，小麥3.3 萬t。 南沙庫儲糧設施設備先進，全部采用準低溫控溫儲糧，配套系統有氮氣氣調系統、環流熏蒸系統、谷冷通風系統、 智能測蟲、 智能化糧情系統和智能安防系統等， 并與廣東省糧食和物資儲備局平臺實現互聯互通；具備比較完善的大米和小麥常規檢化驗儀器，具備獨立開展儲存糧油品種質量指標、品質控制指標、食品安全指標檢驗的能力。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

對天潤南沙直屬庫樓房倉L20 倉B03 堆，L21倉B04 堆、B05 堆進行試驗，試驗前堆位及質量情況如表1 所示。

表1 供試倉堆儲糧情況

2.2 試驗器材和設備

廣東太安伊僑TQN220-295 型PSA 變壓吸附制氮設備，產氮量：220 m3/h，產氮濃度：99.9%；無錫中糧工科L50ZD 水冷冷風低溫機組， 制冷量：50.2 kW， 額定風量：1.2 萬m3/h； 德國德爾格X-am5000型氣體檢測儀； 鄭州糧保LBXX-Ⅱ型單管通風機，風壓1.1 kPa， 流量1 450 m3/h； 上海永智儀表設備DP2000 型智能數字微壓計；鄭州糧保茂金絲復合糧食專用膜；CT3 質構分析儀， 美國Brookfield 公司；Tech Master RVA，澳大利亞Newport Scientific 儀器公司；HH-6 數顯恒溫水浴鍋、THZ-82A 水浴恒溫振蕩器，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；快速粘度儀RVA Rapid-15，上海保圣實業發展有限公司。

2.3 試驗方法

2.3.1 倉房氣密性

單張茂金絲薄膜鋪底，用粘膜機制作薄膜罩，鋪底薄膜與罩子用壓槽連接，達到六面密閉的效果[1]。

2.3.2 倉房氣密性測定

參照GB/T 25229 《糧油儲藏平房倉氣密性要求》進行規范化測定。

2.3.3 氮氣濃度檢測點的設置

氮氣濃度檢測點設置參照GB/T 29890《糧油儲藏技術規范》，在倉房糧堆中心位置處布置4個檢測點， 其中3個檢測點布置在糧面垂直向下1.5 m、2.5m、3.5 m 處，第4個點布置在氣囊中，用來檢測糧堆空間的氮氣濃度。濃度檢測從氣調次日開始，每天9:00 定時檢測[2]。

2.3.4 氣調充氮工藝及充氣試驗方案

利用變壓吸附式制氮機制備高濃度氮氣，L20倉B03 堆和L21 倉B04 堆均采用對角線上充下排的充氣方式，運用連續充氣或間斷充氣相結合，用于大米堆氣調殺蟲：平均氮氣濃度不低于98%，持續時間不少于28 d[3]。 L20 倉B03 堆在充氮全過程均開啟水冷空調進行控溫，糧溫控制在18~20 ℃之間；L21 倉B04 堆充氮全過程均在常溫倉進行儲存，不采取空調控溫方式，糧溫控制在28~29 ℃之間；L21倉B05 作為常溫儲藏對照組，不進行充氮，不采取空調控溫方式，糧溫控制在28~29 ℃之間。

2.3.5 低溫氣調大米品質變化的測定分析試驗

通過實倉應用對比試驗，對比常溫儲藏、常溫氣調儲藏和低溫氣調儲藏（下稱“雙低儲存”）狀態（一個氣調周期后） 大米的各項品質指標的變化。 依據GB/T 5009.239—2016《食品酸度的測定》檢測大米酸度；依據GB/T 15682—2008《糧油檢驗 稻谷、大米蒸煮食用品質感官評價方法》對大米進行感官評價，依據GB/T 5009.239—2016《大米直鏈淀粉含量的測定》 進行直鏈淀粉含量測定， 依據GB/T 24852—2010 《大米及米粉糊化特性測定 快速粘度儀法》進行糊化特性的測定，依據GB/T 17891—1999 規定的方法進行膠稠度的測定。

3 結果與分析

3.1 2L20 號倉氣密性分析

2L20 號倉膜下堆內的壓力從-300 Pa 升高至-150 Pa 所需時間， 結果如表2 所示。 由表2 可知，L20 號倉B03 堆和L21 倉B04 堆壓力半衰期平均值為27.92 min，根據GB/T 25229《糧油儲藏平房倉氣密性要求》，2L20 號倉B03 堆和L21 倉B04 堆均超過氣調倉一級氣密性要求。

表2 2L20 號倉氣密檢測記錄表min

3.2 充氣階段堆內氮氣濃度變化

2L20 號倉B03 與L21 倉B04 堆進行充氮連通， 充氮氣調初期二次強排前后氮氣濃度變化如表3 所示。 由表3 可知， 第一次強排后氮氣濃度升高3.2%，濃度比例升高了3.5%，第二次強排后氮氣濃度升高2.8%，濃度比例升高了2.9%。 由圖1 可知，前后兩次強排后氮氣濃度變化升高變化明顯，“AA'”截面氮氣濃度無明顯分層現象。

圖1 充氣強排前后“A-A'”截面氮氣分布情況

表3 充氮氣調初期強排前后氮氣濃度變化 %

3.3 低溫氣調儲藏大米的品質變化情況

從表4 分析來看， 大米采用低溫低氧的氮氣氣調儲藏，經半年后，與其它兩組相比，低溫氣調儲藏的樣品品質顯著優于常規儲藏。

表4 不同儲藏條件下大米的品質變化

3.3.1 酸度

酸度是反映大米貯藏品質劣變的重要參數之一， 這主要是因為在貯藏過程中大米受到光照、氧氣、水分的影響，使其存在的化學成分不穩定，水解和氧化產生酸性物質和其他次生產物， 造成酸度發生變化。 酸度值越大，說明大米品質劣變越嚴重，越不適合儲存。 通過對比分析，雖然保存半年后，三種儲藏方式的酸度均有所上升，但是雙低儲存下，大米的酸度上升幅度最小，這是因為雙低儲存的條件下，大米受環境影響最小， 其內部發生的化學變化相對比較緩慢，延緩其品質劣變。

3.3.2 感官評分

感官評價是目前對大米品質進行評價的最基本的方法，它是通過對大米進行編號、登記、米飯制備，完善好包括環境、品嘗實驗室、專業品評人員、米飯品評份數、品評時間、品評樣品編號以及排列順序在內的要求之后，專業品評人員從氣味、外觀結構、適口性、 滋味和冷飯質地5個方面按照相關設置標準進行品評并評分， 感官評分的高低直接表現了大米的感官品質。通過對樣品進行感官分析，其感官評分值相對均有所下降，但整體下降幅度不大，相較對照組，氮氣氣調兩組下降幅度低，有明顯儲藏優勢。

3.3.3 直鏈淀粉

大米中直鏈淀粉含量是大米食用品質的關鍵因子， 直鏈淀粉含量常被用作評定大米食用和蒸煮品質的指標，一般來說，直鏈淀粉含量越高，米飯的硬度越大；通過試驗分析，3 組數值中直鏈淀粉均有所上升，但是，低溫氣調儲藏后的變化幅度最小。

3.3.4 膠稠度

膠稠度是指精米粉堿糊化后的米膠冷卻后的流動長度，是評價米飯質地的一項物理指標，也是評價大米蒸煮品質的重要指標之一，膠稠度長，表示米飯較柔軟， 短則米飯較硬。 根據T/GDSMM 001-2019《廣東絲苗米》 標準一般認為膠稠度大于60 mm 的稻米柔軟性較好。 由表4 可以看出， 低溫氣調儲藏后，大米膠稠度數值相比其它兩種儲藏方式，下降的幅度明顯偏低，表明其米飯的軟硬度保持較為明顯，質變減緩明顯。

3.3.5 淀粉糊化特性

不同品種的大米均有其特征性的糊化特性曲線。同一品種的大米，由于儲藏過程中各種環境因素的影響，其糊化特性曲線也會有所變化。大米在不同溫度及含水量條件下儲藏時， 其呼吸代謝水平存在差異，因而改變其內部的直鏈淀粉和支鏈淀粉含量，從而影響大米糊化特性。 而且糊化溫度能夠具有代表性地反應其大米糊化過程中的特性， 三種儲藏方案對比，因長時間的儲藏，三組樣品糊化黏度均相應地升高，但是低溫氣調組變化幅度最小，同時黏度變化數值相對偏小， 更加印證了因為受到低氧低溫的限制，大米內部化學變化較小，保鮮效果較為明顯。

4 結論

實驗證明，“低溫+氣調”（雙低儲存） 儲藏下的糧食品質劣變速度比單一氣調、常規儲藏的慢，其中低溫氣調的效果優于常溫氣調。 大米低溫氣調儲藏在一定程度上抑制了大米的呼吸強度， 減少糧食干物質的消耗， 延緩有機生物體的生理活動從而達到保鮮的目的。經過半年的儲存期后，常規存儲的大米感官評分有明顯的下降， 常溫氣調保存下大米的感官評分也有一定程度的降低， 但雙低儲存條件下的大米感官評分值沒有出現顯著性變化； 低溫低氧的環境抑制了大米酸度的升高， 延緩了直鏈淀粉含量升高，膠稠度及淀粉糊化特性的變化速度，從而更好地證明了雙低儲藏可以有效地延緩大米的品質劣變，實現綠色保鮮、科學保糧的目的。