粮油贮藏保管技术 -- 农副产品加工技术丛书(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-09-23 21:00:36

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作者:舒在习

出版社:湖北科学技术出版社

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粮油贮藏保管技术 -- 农副产品加工技术丛书

粮油贮藏保管技术 -- 农副产品加工技术丛书试读:

内容提要

本书以粮食、油料和油脂贮藏保管技术为中心,主要介绍了粮油的基本特性、粮油贮藏防霉技术、粮油贮藏害虫防治技术、粮油安全贮藏保管技术和常见粮油的贮藏技术等内容。可作为粮油仓储技术人员、农业科技人员、大中专院校师生的阅读参考书。

一、粮油的基本特性

(一)粮油的物理特性

粮食和油料在贮藏过程中是成堆存放的,粮堆是由众多粮油子粒聚集而成的群体。据测定每千克稻谷约40000粒、小麦30000粒、玉米3000~4000粒、蚕豆800~1200粒、油菜340000~480000粒。粮堆中除了这些基本的粮粒外,还包括一些有机杂质、无机杂质、害虫、微生物以及粮粒间的空气等。这些生物和非生物成分共处在同一粮堆中,使粮堆表现出一些有别于单个粮粒的特性。粮堆的基本特性与粮油安全贮藏关系极为密切。因此,要做好粮油贮藏工作,就必须了解粮油的基本特性。1.粮堆的散落性

粮食是一种散粒体,内聚力很小。粮粒从高处自然下落形成粮堆时,向四周流动成为一个圆锥体的性质称为粮食的散落性。粮食散落性的大小通常用静止角来表示,所谓静止角是指粮食由高处落下时自然形成的圆锥体斜面与底面水平线之间的夹角。散落性越大,静止角越小;散落性越小,静止角越大。衡量粮食散落性的另一个指标是自流角。自流角是粮粒在不同材料的斜面上开始滑动时的倾角。与静止角不同,自流角既与粮食的散落性有关,又与测试时所用的材料有关。(1)影响粮食散落性的因素 影响粮食散落性的因素有很多,如粮粒的形状、大小、表面的光滑程度、成熟度、水分及杂质的含量等。如果粮粒大、饱满、粒圆、表面光滑、水分低、杂质少,这种粮食的散落性就大,反之,其散落性就小。几种常见粮食的静止角如表1-1所示。表1-1 常见粮食的静止角

同一种大豆含水量、含杂率不同时的静止角如表1 -2所示。(2)散落性与粮食贮藏的关系 散落性好的粮食,在装卸过程中容易流散,对于“四散”(散装、散运、散贮、散卸)作业都比较方便。安全贮藏的粮食,其散落性变化不大。如果粮食出汗返潮,生虫发霉,其散落性就会下降。粮食霉变结块时,甚至完全丧失散落性。因此,可以根据散落性的变化判断粮食的贮藏稳定性。粮食散贮时,散落性较好的对仓壁所产生的侧压力就较大。同时,粮堆越高,对仓壁的侧压力也越大。因此,对于同一仓房,装散落性大的粮食要适当降低堆装高度,装散落性小的粮食则可适当增加堆装高度。如果仓壁的强度不足以抵抗粮堆的侧压力时,可采用包打围的方法存放粮食。粮食的散落性也是确定自流设备角度的依据,如溜筛、进出料斗和自流管的倾斜角度,一般应比自流角大5~10°;而使用输送机输送粮食时,输送机的倾斜角要小于粮食的自流角,这样才能保证设备正常工作。表1-2 大豆含水量与含杂率不同时的静止角2.粮食的自动分级

通常情况下,一批粮食中粮粒的大小、饱满程度、破碎状况是不同的,杂质也是大小不一,轻重不同。在震动或散落过程中,它们受到的空气阻力、摩擦力、重力不同,运动状态也不同。因此粮食在震动或散落时,同类型、同质量的粮粒和杂质就会自动聚集在粮堆的某一部位,使粮堆组成成分重新分布,这种现象称为粮食的自动分级。(1)自动分级的类型 自动分级现象的发生与粮食输送移动时的作业方式、仓库类型以及粮堆形成的条件密切相关。在不同条件下,自动分级的情况各不相同。

①自然流散形成粮堆时的自动分级:粮食从高处自然下落流散成粮堆时,较重的杂质和饱满的粮粒落在圆锥体的中心部位,而较轻的破碎的粮粒和杂草种子就沿着斜面下滑至圆锥体的底部。随着圆锥体的不断扩大,杂质就在粮堆的底部不断积累,最终形成基底杂质区。小麦自然形成粮堆时的自动分级情况见表1-3。表1-3 小麦自然形成粮堆时的自动分级情况

②房式仓入库时的自动分级:房式仓是我国最常见的一种仓型。粮食入库一般有人工进粮和机械进粮两种。人工入粮时,粮食倒点分散,边倒边匀,自动分级不明显。如采用移动式输送机入库,饱满的粮粒和较重的杂质多汇集在输送机机头下粮堆的中央部位,而输送机两侧的粮食则含有较多的瘪粒和较轻的杂质,形成带状杂质区。

③立筒仓入库时的自动分级:在粮食加工厂,立筒仓一般都是原料仓。因其仓身较高,且以输送机定点从仓顶中央进粮,自动分级现象明显。粮食从高处落下时会带动空气运动,形成涡旋气流,涡旋气流会将粮面上较轻的杂质吹向仓壁。随着粮面的升高,靠近仓壁处就形成环状轻型杂质区。而较重的杂质多集中在落点处,并在筒仓中心部位形成一个重型杂质区。粮食出仓时,情况刚好相反,饱满和密度较大的粮粒先流出,靠近仓壁的瘪粒和轻浮杂质后流出。因此粮食品质也因出仓的先后出现差异。

④散装粮长途运输时的自动分级:散装粮长途运输时,由于车船的颠簸和震动,粮堆中大而轻的物料上浮,细而重的物料下沉,从而形成了不同粮质的分层现象。(2)自动分级与粮食贮藏及粮食加工的关系 自动分级造成一批粮食品质不均一,使其加工产品质量不稳定。由于粮堆组成重新分配,对安全贮藏非常不利。杂质较多的部位,往往水分高,易发热、生虫、霉变。而灰尘集中的部位,孔隙度小,吸附性大,在熏蒸杀虫时药剂渗透困难,影响杀虫效果。同时,由于粮堆局部阻力增大,也影响通风降温降水的效果。在扦取样品的时候,自动分级还会影响样品的代表性,造成检验结果的误差,增加了判断粮情的难度。在粮食贮藏中,有时也可利用自动分级有利的一面,如利用风车等气流分级清理粮食,利用筛体震动除去重型杂质。(3)防范自动分级的措施 防范自动分级最有效的措施就是入库前认真清理粮食,降低杂质含量。其次,在粮仓上或机械设备的卸粮端安装一些机械装置,使粮食均匀地向四周散落,减轻自动分级现象。如在皮带输送机头部安装散粮器,或在立筒仓入粮口处安装锥形散粮器、旋转散粮器。立筒仓还可采用中心管进粮与中心管卸粮的方式,可以有效减轻自动分级现象。对自动分级严重的粮堆,在加工之前应进行翻堆处理。在粮食贮藏的日常管理中,对于自动分级严重的部位要多设点、勤检查,以便及早发现问题。3.粮食的孔隙度

粮食堆放在一起,由于粮粒本身形状的不规则性,粮粒与粮粒之间就会形成空隙。在一个粮堆中,孔隙体积占粮堆总体积的百分率称为粮食的孔隙度,粮堆中粮粒体积占粮堆总体积的百分率称为密度。与孔隙度密切相关的另一个物理量是容重,容重是指单位体积内某种粮食的质量,它是小麦、玉米等粮食的定等指标。(1)影响粮食孔隙度的因素 一般而言,粮食颗粒大、完整、表面粗糙的,孔隙度就大;粮粒小、破碎粒多、表面光滑的,孔隙度就小。含细小杂质多时,孔隙度下降;含大而轻的杂质较多时,孔隙度上升。对于同一粮堆,底层承受的压力较大,孔隙度随贮藏时间的延长而下降,人工入库脚踏的粮堆孔隙度下降,自动分级明显的部位孔隙度变化也大。粮食在贮藏中如果吸湿膨胀,粮粒相互挤压,孔隙度也会下降。几种粮食的比重、容重和孔隙度见表1-4。表1-4 几种粮食的比重、容重和孔隙度(2)孔隙度与粮食贮藏的关系 粮堆中的孔隙是粮粒正常生命活动的环境,能提供粮食呼吸所需的氧气,也可散发粮堆内的湿热气体。如果孔隙度小,当粮堆局部出现高温高湿时,气体交换不足,则易引起局部发热霉变。所以,粮堆中有一定的孔隙度,对安全贮粮有重要作用。另一方面,很多贮粮技术都要以粮堆孔隙度作为前提条件,如对粮堆进行自然通风或机械通风,用熏蒸剂杀灭贮粮害虫,开展气调贮藏等,都是利用粮堆具有孔隙这一性质而实现的。4.粮食的导热性

粮食的导热性是指粮堆传递热量的能力。在组成粮堆的主要成分中,粮粒对热的传导速度较慢,是热的不良导体。虽然粮堆中空气的流动有助于热量的传递,但正常的粮堆内气流速度缓慢,因此整个粮堆的导热性较差。如正常粮堆温度的变化总是落后于外温,粮堆深层温度的变化总是落后于表层,这些现象都是粮堆导热性较差的具体表现。

通常用导热系数来衡量粮堆的传热能力。粮堆导热系数是指1米厚的粮层在上层和底层的温度相差1℃时,在1小时内通过1平方米的粮堆表面面积的热量。如小麦水分在20%时,导热系数为0.232,水分在10%时导热系数为0.107。这表明,粮食含水量越高,粮堆的导热能力越大。另外,单粒粮食的导热系数比粮堆的导热系数高4~5倍,这是因为空气的导热系数为0.0234,粮堆中空气的存在导致粮堆的导热系数比粮粒低很多。

粮堆是热的不良导体,对热量的传入、传出都很缓慢,在粮层表面30厘米范围内,粮温的变化受外温影响较大,超过30厘米后受外温的影响大大减弱。粮堆的这一性质,对于贮藏既有有利的一面,也有不利的一面。如采用低温贮粮时,当粮温降到适宜的温度后,压盖粮面,可以有效地保持粮堆处于低温状态,抑制粮食呼吸,减少虫霉的危害,延缓粮食陈化,有利于安全贮粮。而另一方面,由于粮堆是热的不良导体,粮堆内部的积热也不易散发出去,容易出现局部发热、生虫、霉变等不良现象。当粮堆局部发热时,由于粮堆导热性差,发热部位附近的粮食升温速度比发热中心部位要慢得多。据测定,在距离发热中心1.5米和2米处,分别要经过10和20昼夜才有明显的温升;距离2.5米处,要经过30昼夜;距离3米处,30昼夜仍察觉不到温升。因此在检查粮情时要合理布置测温点,经常检查粮堆温度变化,以便尽早发现发热点,减少粮食损失。5.粮食的吸附特性

粮食吸附各种气体和蒸汽的性能称为吸附特性。粮食之所以具有吸附性,主要是因为粮粒是多孔的毛细管结构物质,其表面和内部的微观界面上各种分子受到作用的合力不等于零,处于力场不平衡的状态。该不平衡力场往往由于吸附某些物质而得到补偿。所以粮食的表面和内部的微界面可以自动地吸附某些物质。如果将粮食和其他有特殊气味的物质混放在一起,粮食就会沾染各种气味。粮食也能吸附空气中的水蒸气,从而使粮食的含水量增加,这一性质称为粮食的吸湿。在一定的条件下,粮食又可把吸附的气体或蒸汽散发出去,这就是粮食的解吸性。粮食对水汽的吸附与其品质的变化密切相关,是粮食结露、湿热扩散的重要原因。因此,了解粮食的吸附特性对安全贮藏十分重要。(1)吸附的类型 粮食对气体或蒸汽的吸附分为物理吸附和化学吸附两种类型。

一般情况下,粮食对气体的吸附主要是物理吸附,即吸附表面的分子和被吸附气体分子之间的作用力是分子间引力。这类吸附的特点是越易液化的气体,越易被吸附;吸附速度和解吸速度都较快;吸附量随着温度的升高而下降。

在某些情况下粮堆中发生的吸附是化学吸附,如熏蒸药剂的残留,一些液体污染物的吸附等等。粮粒发生化学吸附的原因,是由于粮粒中某些部位分子上原子的价电子未完全被相邻原子所饱和,还有剩余的成键能力。因此吸附剂与粮粒之间发生电子转移,生成化学键。化学吸附的特点是吸附温度越高,吸附速度越快;一般条件下,不易吸附和解吸;在特殊条件下,吸附剂与粮食某些部位的分子形成稳定的化合物,就不可能解吸了,这就是一些化学药剂熏蒸后存在残毒的根本原因。

在粮堆中发生的物理吸附和化学吸附并非彼此孤立存在,根据吸附剂的不同,往往是物理吸附和化学吸附相伴发生。(2)影响粮食吸附作用的因素 粮食的吸附作用受到温度、吸附气体浓度、气体性质、粮粒的组织结构、化学成分等因素的影响。

在气体浓度不变的情况下,温度下降,物理吸附过程加强,吸附量增加,而化学吸附随着温度的下降吸附量减少。反之,温度升高,物理吸附过程减弱,吸附量减少,而化学吸附的速度增加,吸附量增加。

在温度不变的情况下,气体浓度增加,超过粮堆内部的压力,吸附量增加;相反吸附气体浓度降低,吸附动态平衡向解吸方向移动,吸附量减少。

在温度和气体浓度都不变的情况下,沸点较高,容易液化的气体,都易被吸附,能与粮油成分发生反应的气体,也易发生化学吸附。

粮食种类不同,其组织结构、化学成分各异,吸附能力也不相同。不同粮食对二氧化碳的吸附量见表1-5。表1-5 不同粮食对二氧化碳的吸附量(毫升/千克,20℃,3小时)

从表1-5中可以看出,在同一条件下,花生、大豆、芝麻等含蛋白质较多的粮食,吸附能力大;小麦、稻谷等含蛋白质较少的粮食,吸附能力较弱。此外,表面粗糙、组织疏松、破碎粒多、虫蚀粒多的粮食,一般吸附能力较强。

对于同一粮粒,不同部位的吸附能力也有差别。通常胚部的吸附能力最强,皮层和糊粉层次之,其他部位较小。(3)粮食的吸湿特性 粮食能吸附与解吸水蒸气的特性,称为吸湿特性,它是粮食吸附特性的一个具体表现。在贮藏期间,粮食水分的变化主要与吸湿性能有关。粮食水分含量是粮食贮藏最重要的变量,是影响贮藏稳定性的关键因素之一。

粮粒对水蒸气的吸附,既有物理吸附也有化学吸附。吸湿的过程一般可分为吸着、吸收、毛细管凝结。当外界环境中的水气分压高于粮粒内部的水气分压时,外界蒸汽分子被吸附在粮粒表面,这种现象称为吸着。当蒸汽被吸入后,如果蒸汽压力仍大于粮粒内的蒸汽压力,蒸汽就会不断地进入粮粒内,开始蒸汽分子扩散到粮粒内部的毛细管壁,而被粮粒内部活性部位吸附,形成单分子层,继续吸附而变成多分子层,称为吸收。当毛细管壁上的蒸汽吸附层逐渐加厚至中央汇合时,被吸入的蒸汽分子在粮粒内的毛细管中达到饱和而凝结,就出现了毛细管水分,称为毛细管凝结。

粮粒中有一部分水是以毛细作用的形式,保持在粮粒内部的颗粒间隙中,这些水具有自然界中水一样的性质,通常将这一部分水叫做“自由水”。另一部分水则以分子间力保持在粮粒中,吸附在粮粒的有效表面,叫做“吸附水”。还有一部分水以化学键的形式与粮食中的某一成分相结合,构成了粮粒物质整体的一部分,这部分水叫做“结合水”。

当外界环境中的水气分压低于粮粒内部的水气分压时,粮粒中的水分从毛细管中扩散到周围空气中,即粮粒中的水分发生解吸作用。解吸时首先是粮粒内的自由水扩散到空气中,然后是吸附水,粮食中的结合水受环境影响的可能性不大。(4)粮食的平衡水分 由于粮食具有吸湿性,所以粮食中的水分会随着大气的相对湿度而变化。当大气相对湿度低时,粮食水分会逐渐放出,反之粮食因吸湿而增加水分,直至达到平衡为止。在一定的温度和空气相对湿度条件下,粮食吸收水分和释放水分的速度相等时,即粮食对水汽的吸附和解吸处于动态平衡,这时粮食所含的水分叫做平衡水分。表1-6是几种主要粮食在不同温湿度条件下的平衡水分。

从表1-6可以看出,由于子粒结构和化学组成的差别,不同种类的粮食在同一状况下所达到的平衡水分是不同的。在同一温度下,相对湿度越高,平衡水分越大;相对湿度越低,平衡水分越小。在同一相对湿度下,粮温越低,平衡水分越大;粮温越高,平衡水分越小。由于温度上升时,平衡向解吸作用增强的方向移动,加热会引起粮粒吸附物上的水分子部分脱离,因而水分吸附量减少,平衡水分就相应下降。当温度下降时,平衡则向吸湿作用增强的方向移动,水汽吸附量增长,平衡水分就相应升高。当温度由30℃降至0℃时,各种粮食的平衡水分几乎相应增加1.3%~1.4%。表1-6 不同温湿度条件下粮食的平衡水分(5)粮食的吸附特性与贮藏的关系 由于粮食具有吸附特性,能吸附有特殊气味的物质,容易造成粮油污染。贮藏中的粮食吸附熏蒸杀虫剂,减少了药剂的有效浓度,不利于熏蒸杀虫,同时也造成了药剂在粮食中的残留。粮粒的吸湿性质和平衡水分的概念,指出了空气相对湿度对粮食水分的影响,当水分大的粮食存放在相对湿度低的环境时,粮食水分会散发,反之,如把干燥的粮食存放在空气潮湿的环境中,粮食则增加水分而受潮。因此,在粮食贮藏期间,利用通风、密闭、干燥等措施控制和调节水分时,必须运用粮食的吸湿性与平衡水分的概念和规律。

(二)粮油的化学组成与营养特性

1.粮油的化学组成

粮食及油料的化学成分包括许多类物质,除了水分和主要营养物质(碳水化合物、蛋白质和脂肪)以外,还含有少量的矿物质、维生素、酶及色素等物质。粮食及油料子粒中各种化学成分的含量,在不同种类粮食及油料之间相差很大,但在正常的条件下,同一品种粮油的化学成分变动幅度较小。表1-7为几种主要粮食和油料子粒的化学成分及含量。表1-7 各种粮食和油料子粒的化学组成(%)

从表1-7中可以看出粮油子粒化学组成有几个特点。一是粮油种类不同,化学组成有很大差异,所以化学成分是粮油作物分类的主要依据。例如禾谷类子粒的主要化学成分是占60%~70%的碳水化合物,其中主要是淀粉,故可称它们为淀粉质粮食;豆类含有丰富的蛋白质,特别是大豆,约含40%的蛋白质,是最好的植物性蛋白质;油料子粒脂肪含量丰富,大约为30%~50%,可作为榨油的原料。二是带壳的子粒(如稻谷)或种皮比较厚的子粒(如豌豆、蚕豆)含有较多的纤维素。而含纤维素多的子粒,一般灰分含量也较高。三是脂肪含量较多的子粒,蛋白质含量也高,例如芝麻、油菜子和大豆等。

实际上,粮油子粒的化学组成因品种、土壤及栽培条件不同而有较大的变动,所以一般资料中常见的化学成分是多次分析多种样品所得的平均数值,只能供参考或比较用。

粮食及油料子粒中各种化学成分的分布很不平衡,在不同部位之间的含量相差很大,因此子粒各部分的生理生化特性也不一样。稻谷、小麦子粒可作为禾谷类粮食的代表,表1-8为稻谷子粒各部分的化学组成,表1-9为小麦子粒各部分的化学组成。表1-8 稻谷子粒各部分的化学成分(%)

从表1-8及表1-9中可以看出,作为主要贮藏物质的淀粉全部集中在胚乳的淀粉细胞中,其他各部分均不含淀粉。蛋白质的浓度以糊粉层和胚中的浓度为最高,但就全粒来看,胚乳的淀粉细胞所含的蛋白质量最大,其次才是糊粉层和胚。糖分大部分集中于胚乳的淀粉细胞内,其次是胚和糊粉层中。纤维有3/4存在于麸皮中,而且以果皮中为最多,胚乳中的含量则极少。灰分以糊粉层中的含量为最高,甚至比麸皮还要高出一倍,内胚乳中的灰分含量则甚少。所以小麦制粉时,为了得到较高的出粉率,必须把麦粒中富含淀粉和蛋白质等营养物质的纯胚乳全部提取出来,使其与富含纤维的麸皮分离。表1-9 小麦子粒各部分的化学成分(以干基计,%)2.主要粮油的营养特性(1)稻谷 稻谷包括稻壳和糙米两部分,一般为细长形或椭圆形。稻壳包括内稃、外稃和护颖,主要由纤维素和矿物质组成。虽然稻壳中矿物质含量丰富,但稻壳不能被人体消化,对人体没有什么营养意义,加工时要去掉稻壳。

稻谷去掉稻壳就是糙米,糙米由皮层、糊粉层、胚乳和胚几部分组成。皮层是糙米的最外层,主要由纤维素、半纤维素、果胶等物质组成,同时也含有较多的维生素和矿物质。皮层粗糙,影响大米食味,又不易被消化,因此糙米要经过碾米,除去皮层,以改进大米的食味,提高消化吸收率。但适当保留一些皮层,可以提高大米中维生素和矿物质的含量,对人体健康有好处。糊粉层位于皮层下面,是胚乳的最外层组织。糊粉层虽然不厚,但集中了大米中许多重要的营养成分,如蛋白质、脂肪、维生素和矿物质等。与其他谷类粮食相比,大米蛋白质的营养价值较高,因为在一般谷类粮食的蛋白质中,赖氨酸、苯丙氨酸和蛋氨酸的含量较少,属半完全蛋白质,营养价值较低;而大米的蛋白质中,以上几种必需氨基酸的含量较多,所以大米蛋白质的营养价值较高。大米中B族维生素的含量也很丰富,一般可满足人体的需要。但大米加工精度较高时,由于糊粉层大部分被碾去,蛋白质、维生素等营养成分损失较多,使大米的营养价值下降。胚部位于糙米腹面,含有较多的蛋白质、脂类、糖分、矿物质、维生素,还含有一些酶类,因此,胚部的生命活性较强,在贮藏中大米的霉变往往先从胚部开始。胚和糊粉层中的脂肪含量都很高,因此用加工大米得到的米糠可以榨油。糙米除去皮层、糊粉层和胚,其余部分为胚乳,占米粒的绝大部分,营养成分主要是淀粉、蛋白质、脂肪,维生素和矿物质的含量极少。加工精度高的大米,除淀粉外,其他营养成分较少。

稻谷的种类很多,通常可分为籼稻、粳稻和糯稻三类。籼稻米质较疏松,淀粉构成中直链淀粉较多,米饭胀性大而粘性差,较易消化吸收。粳稻米质较紧密,淀粉中含支链淀粉较多,米饭胀性小而粘性大,食味比籼米好,但比籼米饭难消化,胃肠病患者不宜长期单食粳米饭。糯稻有籼糯和粳糯之分,米质均呈蜡白色,不透明,也有的呈半透明状(俗称阴糯)。糯稻的淀粉全部是支链淀粉,粘性很强,较难消化吸收,不宜做主食,宜做各种副食和糕点。根据生长期的不同,籼稻和粳稻又可分为早、中、晚三类。就同一类型的稻谷而言,一般早稻的营养品质比晚稻差。早稻米质比晚稻疏松,加工时易碎,米饭的粘性和食味也比晚稻差。中稻一般是籼稻,品质往往较好。(2)小麦 小麦与稻谷不同,没有坚硬的外壳,麦粒多为卵圆形或椭圆形,内部构造与糙米相似,也由皮层、糊粉层、胚乳和胚几部分组成。小麦的皮层由纤维素、半纤维素和果胶等物质组成,但比糙米的皮层厚而坚韧,其中也含有维生素和矿物质。因皮层不易被人体消化吸收,又影响面粉食味,磨粉时要除去皮层(即麸皮)。糊粉层含有大量的蛋白质、脂肪、维生素和矿物质。加工精度高的面粉由于损失了大部分糊粉层,主要成分是淀粉,蛋白质、脂肪,维生素的含量较少,常存在一些营养缺陷。胚位于麦粒背面基部,占麦粒重量的2%~3%,含有较多的蛋白质、脂类、矿物质和维生素,也含有一些酶类,生命活性强,易生霉生虫。胚乳是麦粒的主要组成部分,营养成分主要是淀粉,也含有一定量的蛋白质、脂肪、维生素和矿物质。不同品种的小麦,胚乳中蛋白质的含量有较大的差别。小麦中的蛋白质能形成面筋,所以面粉能做成各种发酵食品,如馒头、面包等。

根据小麦皮层颜色的不同可将其分为红皮小麦与白皮小麦两类;根据小麦胚乳结构的不同,又可分为硬质小麦和软质小麦两类。红皮硬质小麦的皮层呈深红色或红褐色,胚乳中含蛋白质较多,结构较紧密,面粉筋力强,品质好,但面粉颜色较差。红皮软质小麦的皮层呈深红色或红褐色,胚乳中含蛋白质较少,结构较松散,面粉筋力和品质都比红皮硬质小麦差。白皮硬质小麦的皮层呈白色、乳白色或黄白色,胚乳中含蛋白质较多,结构较紧密,面粉筋力强,品质好,面粉颜色也好。白皮软质小麦的皮层呈白色、乳白色或黄白色,胚乳中含蛋白质较少,结构较松散,面粉筋力和品质都比白皮硬质小麦差。

根据小麦播种季节的不同,又可分为春小麦和冬小麦两类。春小麦在春季播种,当年秋季收获。春小麦皮层厚且颜色深,多是红皮硬质小麦,面筋含量高,品质较好,但出粉率低。冬小麦是秋季播种,第二年夏季收获。我国以生产冬小麦为主,有北方冬麦区和南方冬麦区之分。北方冬小麦皮层多为白色,较薄,半硬质麦多,出粉率较高。南方冬小麦皮层颜色较北方冬小麦深,皮层较厚,软质麦较多,出粉率较低,品质比北方麦差。(3)玉米 玉米的种类很多,根据皮色可分为白玉米、黄玉米和杂色玉米三类。玉米的蛋白质中缺乏色氨酸和赖氨酸,营养价值较低,如果把玉米和大豆按一定的比例混合磨粉,可以大大提高玉米蛋白质的营养价值。

玉米的胚部特别大,约占子粒总体积的25%左右,占子粒总质量的10%~12%,玉米全粒的脂肪77%~89%集中在胚中,因此玉米胚可用于制油。玉米中维生素的含量也比较丰富,黄玉米中还含有胡萝卜素。但玉米中的烟酸多呈结合型,不能被人体吸收利用,如果在玉米食物中加入少量小苏打或食碱,可使结合型烟酸分解为游离烟酸,可被人体吸收利用。由于玉米胚部大,脂肪含量较高,贮藏稳定性差,容易发热霉变,使营养价值大为下降。(4)大豆 根据皮色的不同,大豆可分为黄豆、青豆、黑豆、杂色豆等多种,以黄豆的产量最大,营养价值最高。黄豆含蛋白质35%~40%,其必需氨基酸的组成与牛奶和鸡蛋蛋白质相近似,因此黄豆蛋白质的生理价值较高。但是在生黄豆中,含有一种胰蛋白酶抑制剂,它能抑制胰蛋白酶的消化作用,使黄豆蛋白质难于消化分解为人体可吸收的各种氨基酸。长时间加热将黄豆彻底煮熟,可以破坏胰蛋白酶抑制剂,提高黄豆蛋白质的消化率。在日常生活中,干炒黄豆常因加热不够,半生不熟,消化率一般不超过50%;整粒煮黄豆如果煮得不烂或吃时嚼得不细,消化率也仅为65%;而做成豆浆、豆腐等豆制品时,消化率大为提高,一般豆浆的消化率为90%,豆腐的消化率为92%~96%。

大豆中含有丰富的脂肪,以黄豆、黑皮黄仁豆、青皮黄仁豆的含油量较高,一般为18%左右,因此可用于制油,豆油是我国人民的主要食用油之一。大豆油中的脂肪酸主要是不饱和脂肪酸,其中油酸占25%~36%,亚油酸占52%~65%,亚麻酸占3%~8%,此外还含有较多的大豆磷脂,易于消化吸收,食用后还具有降低血液中胆固醇的作用。但豆油有一种特殊的豆腥味,据研究,这种豆腥味是亚麻酸、磷脂及异亚油酸等所引起的,制油过程中经高温蒸汽脱臭,可完全除去豆腥味。大豆中淀粉含量较少,一般为25%左右。维生素和矿物素的含量很丰富,黄豆中还含有少量胡萝卜素。(5)蚕豆、豌豆、绿豆 这三种豆类也是人们喜爱的品种,营养价值较高,它们的蛋白质也属于完全蛋白质,生理价值比大豆稍低,但比一般谷类粮食均高,因此也常掺入各种谷类粮食中混合食用。它们的含油量不高,仅为1%左右,故不能用于制油。它们的碳水化合物含量较高,为50%~60%,也是热能的重要来源。(6)油菜子 油菜子含油38%~48%,含蛋白质21%~27%,含磷脂1%左右。其蛋白质中精氨酸、赖氨酸及组氨酸的含量较丰富,属于完全蛋白质。但由于油菜子中含有芥子甙毒素,制油后,芥子甙主要转入饼粕中,因而降低了饼粕的使用价值。菜子饼(粕)经脱毒处理可用作牲畜饲料,但不能供人食用。

菜子油中含油酸17%,含亚油酸14%,含亚麻酸7%,含芥酸50%左右。芥酸是二十二碳一烯酸,对人体没有营养价值。由于芥酸含量高,而必需脂肪酸含量较低,因而菜子油的营养价值是比较低的。同时,菜子油中也含有少量芥子甙,如果经常吃未精炼的毛菜油,对人体健康也是不利的。芥子甙的存在还使菜子油具有使人不愉快的气味和苦辣味道。温度较低的冷榨菜油,苦辣味较轻;用螺旋榨油机生产的热榨菜油,苦辣味较重。精炼工艺合理,质量较高的菜子油基本无苦辣味。加拿大培育出的卡诺拉(Canola)油菜属于双低油菜。含有低芥酸和低芥子甙的菜子油与高芥酸菜子油相比在化学、物理和营养特性方面有很大的不同。用卡诺拉油菜子制取的食用油色泽清淡,品质稳定,可用于人造奶油、起酥油、色拉油和烹饪用油;饼粕中芥子甙的含量仅为普通菜子饼粕的1/10,可直接用作畜禽饲料。我国已成功引进低芥酸、低芥子甙的油菜品种,并积极进行双低油菜新品种的培育和推广工作。

(三)粮油的生理特性

粮食及油料收获后,虽然与母体植株脱离,但其生命活动并未停止,仍为活的有机体,即使在休眠或干燥条件下,仍会发生各种生理生化变化,这些生理活动是粮食及油料新陈代谢的基础,又直接影响粮食及油料的贮藏稳定性。了解粮食和油料的生理特性,对粮油贮藏工作具有指导作用。1.呼吸作用(1)呼吸作用的概念 呼吸作用是指在生物体内所进行的有机物氧化并产生能量的一个生理过程。粮食及油料子粒通过呼吸作用维持生命活动,呼吸停止就意味着死亡。对有萌发力的子粒,呼吸作用主要发生在胚部,以有机物质的消耗为基础。呼吸作用强则有机物质的损耗大,造成粮油品质下降,甚至丧失利用价值。加工后的成品粮虽已丧失发芽能力,但也表现为消耗氧气与放出二氧化碳,这主要是由于感染了微生物和害虫,这些生物也进行呼吸,且强度比子粒大,所以粮油子粒的呼吸作用实际上是粮堆生态系统的总体表现。(2)呼吸作用的类型 粮油子粒的呼吸作用有两种类型,即有氧呼吸和无氧呼吸。

有氧呼吸是活的粮油子粒在游离氧存在的条件下,通过一系列酶的催化作用,有机物质彻底氧化分解成二氧化碳和水,并释放能量的过程。有氧呼吸是粮食呼吸作用的主要形式,其总反应式为:6126222

CHO+6O→6CO+6O+2 822千焦

产生的能量大约70%贮藏在ATP中,其余的能量则以热能散发出来。这就是为什么呼吸作用是粮食发热的重要原因之一。有氧呼吸的特点是有机物的氧化比较彻底,同时释放出较多的能量。从维持生理活动来看是必需的,但对粮油贮藏则是不利的,因此在贮藏期间要采取各种措施将有氧呼吸控制到最低水平。当粮堆通风良好,水分超过临界水分,氧气供应充足,粮食在正常生理条件下,主要以有氧呼吸为主。

无氧呼吸是粮油子粒在无氧或缺氧条件下进行的。子粒的生命活动取得能量不是靠空气中的氧直接氧化营养物质,而是靠内部的氧化与还原作用来取得能量的。无氧呼吸也叫缺氧呼吸,由于无氧呼吸基质的氧化不完全,产生乙醇,因此,与发酵作用相同。无氧呼吸的反应式为:6126252

CHO→2CHOH+2CO+117千焦

粮食和油料在贮藏过程中,既存在有氧呼吸,也存在无氧呼吸。通气状况良好的粮堆,以有氧呼吸为主,但粮堆深处可能以无氧呼吸为主,尤其是较大的粮堆更为明显;长期密闭贮藏的粮堆,则以无氧呼吸为主。无氧呼吸产生的乙醇,会影响粮油子粒的品质,水分越高,影响越大。(3)呼吸强度和呼吸商 呼吸强度是表示呼吸能力的物理量,而呼吸商则表示呼吸作用的性质。呼吸强度定义为单位时间内单位质量CO2的粮粒在呼吸作用过程中所放出的二氧化碳量(以Q表示)或吸O2收的氧气的量(以Q表示)。粮粒的呼吸强度受许多因素的影响,正常贮藏的干燥粮食处于休眠状态,呼吸作用极弱,呼吸强度很低。2以玉米为例,子粒成熟时,其呼吸强度为1.67~2.08毫克CO/(小时2·千克干重),干燥后呼吸强度仅为0.034~0.062毫克CO/(小时·千克干重)。呼吸强度是衡量呼吸强弱的指标。粮油子粒在贮藏中的呼吸强度可以作为粮食陈化与劣变速度的参考值,呼吸强度增加,也就是营养物质消耗加快,劣变速度加速,贮藏年限缩短。因此粮食在贮藏期间保持最低呼吸强度、维持生理活性是粮食保鲜的基础。

为了了解贮藏条件是否适宜,常需要了解粮食在贮藏期间的呼吸性质。粮食贮藏过程中呼吸性质的判定方法,是测定贮藏粮食的呼吸商,即呼吸时放出的二氧化碳体积与同时吸入的氧气体积两者之间的比值,表示为:

糖被完全氧化,其呼吸商为1.0,脂类比糖还原程度高,即在脂类分子中氢对氧的比例大,所以脂类在氧化时需要更多的氧,因而脂类的呼吸商小于1,为0.7~0.8(如油料子粒),视分子种类而定。植232物蛋白质完全氧化到CO、NH和HO,其呼吸商接近1。但在植物细胞中更普遍的是不完全氧化,氧被保留在酰胺中,这样则其呼吸商为0.75~0.8(如大豆)。有机酸由于相对含氧量多,所以其呼吸商大于1。无氧呼吸时RQ>>1。(4)影响呼吸作用的因素 影响粮、油子粒在贮藏过程中呼吸作用的因素很多,主要包括两方面,即内部因素和外部因素。

就内部因素而言,粮油子粒本身对贮藏过程中呼吸作用有十分显著的影响。一般来讲,胚部较大的粮种呼吸作用强,如在相同的外部条件下玉米比小麦的呼吸强度要高;未熟粮粒较完熟粮粒的呼吸作用强;当年新粮比隔年陈粮呼吸作用旺盛;破碎子粒较完整的子粒呼吸强度高;带菌量大的粮食较带菌量小的粮食呼吸能力强。

就外部因素而言,水分、温度、气体成分对粮食的呼吸作用都有影响。一般情况下,随着水分含量的增加,粮油子粒呼吸强度升高,当粮食水分增高到一定数值时,呼吸强度就急剧加强,形成一个明显的转折点,这个转折点的粮食含水量称为粮食的临界水分。不同粮食的临界水分大小不同。一般禾谷类粮食的临界水分为14%左右,油料的临界水分为8%~10%,但大豆的临界水分在14%左右。温度对粮食呼吸作用的影响可分为三基点,即最低、最适合最高点温度。在最低点与最适点之间,粮食和油料的呼吸强度随温度的升高而加强。若温度再升高,呼吸强度则会下降,这可能是由于原生质及酶都不耐高温的缘故。水分与温度是影响粮食和油料呼吸作用的主要因素,但二者并不是孤立的,而是相互制约的。水分对粮食和油料呼吸作用的影响受温度条件的限制,温度对粮食和油料呼吸作用的影响受含水量制约。在冬季低温时水分较高的粮食也能安全贮藏,但在夏季气温回升时,必须采取措施降低水分才能安全贮藏。贮藏环境的气体成分对粮油子粒的影响主要表现在呼吸类型的转换。通常随着氧分压的降低,有氧呼吸减弱,无氧呼吸加强。控制贮藏环境中的气体成分,是保证粮油贮藏后仍然保持新鲜品质的重要技术措施,是气调贮藏的基础。(5)呼吸作用与贮藏的关系 呼吸作用是粮食和油料在贮藏过程中一种正常的生理现象,是维持其生理活动的基础,同时也是使粮食和油料保鲜的前提,但强烈的呼吸作用对贮藏是不利的。

呼吸作用消耗了粮食和油料子粒内部的贮藏物质,如淀粉、脂肪等物质作为呼吸基质被消耗掉,因此使粮食和油料在贮藏过程中干物质减少。呼吸作用愈强烈,干物质损失愈大。呼吸作用产生的水分,增加了粮食和油料的含水量,造成粮食和油料的贮藏稳定性下降。如果粮堆不翻动,不进行通风,将会增加粮堆空气中的湿度,甚至造成2“出汗”现象。呼吸作用中产生的CO积累,将导致粮堆无氧呼吸进行,结果产生的酒精等中间代谢产物,将导致粮食和油料生活力下降,甚至丧失生活力,最终使粮食品质下降,这种情况在高水分粮中更常见。呼吸作用产生的能量,一部分是以热量的形式散发到粮堆中,由于粮堆的导热性差,所以热量集中,很容易使粮温上升,严重时会导致粮堆发热。

利用粮食和油料自身的呼吸作用进行自然缺氧贮藏,是保护粮食和油料品质的重要技术措施之一。呼吸作用是粮食和油料保鲜必不可少是生理活动,可使粮食和油料提高抗病、虫、霉的能力,减少劣变的发生。呼吸作用还能促进小麦等粮食品种后熟作用的进行,改善其加工和工艺品质。2.后熟作用(1)后熟作用的概念 粮食和油料在田间达到完熟即收获入仓,这时的粮食和油料称为“收获成熟”,但生理上并未完全成熟,表现为种子发芽率较低,加工成品率(如出粉率、出米率、出油率)低、食用品质较差、呼吸作用强,经过贮藏一段时间后,粮食和油料子粒继续完成内部的生理生化变化,逐步达到生理上的完全成熟,使得上述现象得以改善。粮食从收获成熟到生理成熟的变化过程,称为“后熟作用”。完成后熟作用所经历的时间,称为“后熟期”。通常以粮食和油料种子的发芽率达到80%以上作为完成后熟作用的标志。(2)后熟期 粮食和油料后熟期的长短,随粮种、品种以及贮藏条件的不同而有很大的差异。有的后熟期较长,可达2~3个月,如大麦、小麦,花生;有的后熟期较短,只有10~20天,如玉米;有的则基本无后熟期,如籼稻。值得注意的是,谷物中的小麦不仅有明显的后熟期,而且有生理后熟和工艺后熟之分。一般情况下,新收获的小麦品质较差,但经过一定时间的贮藏,烘焙品质及其他品质都逐步提高,而且食用品质也得以改善。通常把小麦在贮藏过程中加工工艺品质逐步提高的过程称为“工艺后熟”。收获后小麦品质逐步改善的原因,大量研究认为是由于组成面筋是麦谷蛋白和醇溶蛋白结构和功能发生变化所造成的。(3)影响后熟作用的因素 就内因而言,收获后粮食的成熟度与后熟期的长短有关。成熟度越高,后熟期越短,成熟度越低,后熟期越长。

就外因而言,温度、湿度、通气状况对粮食的后熟作用都有影响。各种粮食和油料子粒完成后熟作用所需的温度并不一致。一般禾谷类粮食以25~30℃的范围最有利于后熟的完成。在完成后熟必需的温度基础上,如果给予适当高温(不超过45℃),则能促进后熟作用的完成。低温(尤其是0℃以下)能延缓粮食的后熟。生产上采用日光暴晒、热风干燥、趁热入仓等方法,均可促进粮食后熟作用的完成。湿度高,粮食水分向外扩散缓慢,不利于后熟作用的完成;湿度低,有利于粮食中水分向外扩散,促进后熟。粮堆中气体成分对后熟作用具有一定的影响。较高浓度氧气能促进后熟,而高浓度的二氧化碳及缺氧条件,都能延缓后熟过程。特别是高浓度的二氧化碳,对后熟作用的阻碍最大。(4)后熟作用与贮藏的关系 新收获的粮食和油料在入仓后所进行的后熟作用,会使粮食表面潮湿“出汗”,并出现“乱温”现象。“出汗”及“乱温”现象造成了粮食贮藏稳定性差,所以对处于后熟期的粮堆,要勤检查,严管理,注意散热散湿,防虫防霉,发现问题要及时处理。3.生活力和休眠(1)生活力 粮油子粒生活力是指种子的发芽潜在能力和种胚所具有的生命力,通常是指一批种子中具有生命力(即活的)种子数占种子总数的百分率。种子生活力可用生物法和生化法测定,生物法主要用发芽力说明生活力,而生化法则常用染色法测定,应用较普遍的是红四唑染色法。所以从某种意义上说,广义的种子生活力应包括种子发芽力,但狭义的种子生活力是指应用生化法快速测定的结果。(2)休眠 一般只要满足萌发所需的外界条件(温度、水分和氧气),活的粮油子粒就能正常地萌发。但是有些具有生活力的粮油种子即使在合适的萌发条件下仍不能萌发,此种状态称之为休眠。粮食和油料子粒的休眠期一般是在贮藏过程中度过。休眠是粮食和油料种子经过长期演化而获得的一种对环境条件的生物学适应性。具有短暂的休眠期,可以避免子粒在穗上萌发,即避免胚萌现象的出现。不仅保证了种的延存,而且对人类生产也有益处。粮油子粒的休眠,可以分为自然休眠、诱导休眠、强迫休眠和相对休眠四种类型。

引起粮食和油料子粒休眠的原因很多。有的是属于解剖学上的特性,即由于被覆盖物对胚作用的结果;有的是属于代谢方面的特性,如因发芽抑制物的存在,造成延阻子粒萌发的条件;或是由于胚本身的特性所引起的;有的是由多种原因综合影响而造成的。粮油子粒在休眠期间活力很低,子粒内部的生理代谢及各种生化反应处于不活跃状态,因此干物质损耗较低。另外休眠是一种生命“隐蔽”现象,有助于度过不良环境。因此休眠对保持粮食品质及安全贮藏是有利的。4.发芽率和寿命(1)发芽率 种子发芽率是指种子在适宜条件下(实验室控制的条件下)、在规定的时间内发芽并长成正常植株的能力,通常用发芽种子占受试种子的百分率表示。发芽的条件是指温度、水分、氧气,每种粮食发芽的适宜条件和发芽时间都是不同的,另外在计算发芽粒数时应严格按照发芽标准来判断种子是否发芽。(2)寿命 种子寿命是指种子活力在一定环境条件下能够保持的期限。实际上每颗粮食子粒都有它一定的生存期限,但目前尚无法逐一判定,只能通过取样加以测定。当一批种子的发芽率从收获后降低到半数种子存活所经历的时间,即为该批种子的平均寿命,也称半活期。因为一批种子死亡点的分布呈正态曲线,因此半活期正是一批种子死亡的高峰期。

种子寿命的长短,受多方面因素的影响,且在不同地区和不同条件下的观察结果差异很大,因而对种子寿命长短的划分也难有一个统一标准。到目前为止,有代表性的种子寿命划分方法有如下两种:一种是把种子分为短命、中命、长命三大类。短命种子寿命一般在3年以内,例如花生种子。中命种子或称常命种子,寿命在3~15年,大多数种类的粮油种子属于中命种子。长命种子寿命在15~100年,甚至更长,绿豆、豇豆、芝麻等属于长命种子。第二种方法是把种子分为不耐藏、中等、耐藏三类。不耐藏的种子有稻谷,难藏的有大豆、花生,其他为中等。5.粮油子粒陈化

粮食子粒随着贮藏时间的延长,虽未发热霉变,但由于酶活力降低,呼吸减弱,原生质胶体松弛,物理化学性状改变,生活力减弱,导致种用品质和食用品质劣变。这种由新到陈,由旺盛到衰老的现象,称为粮油的陈化。粮油在贮藏过程中发生陈化是不可避免的,是必然的规律。(1)生理变化 粮食陈化的生理变化主要表现为酶活性的降低和代谢水平的下降。粮食中酶活性的减弱或丧失,其生理作用也随之减弱或停止。根据测定发现,稻谷贮藏3年后,过氧化氢酶活力降至原来的20%,淀粉酶活性则完全丧失。因此,检验粮食的代谢水平中,过氧化氢酶活性的高低可作为粮食陈化的指标之一。(2)化学成分变化 陈化使粮食的化学组成发生了变化。脂肪易被水解为游离的脂肪酸,由于微生物的活动又可使粮食陈化加快,增加游离脂肪酸的含量,进一步的氧化可生成小分子的醛、酮类等挥发性羰基化合物而散发出异味。对于碳水化合物而言,在新鲜的粮食中,淀粉酶活跃,将淀粉分解为麦芽糖和糊精,黏度升高,口味好。随着贮藏时间的延长,糊精和麦芽糖继续水解,导致还原糖含量增加,糊精相对减少,黏度下降,粮食开始出现陈化;随着贮藏时间的继续延长,还原糖可继续氧化,形成二氧化碳和水,氧气不足时产生乙醇或乙酸,粮食带有酸味,品质劣变。粮食陈化中蛋白质的变化主要表现为蛋白质的水解和变性。蛋白质水解后,游离氨基酸含量增大,酸度增加。蛋白质变性后,空间结构松散,其非极性基团外露,亲水基团内藏,蛋白质由溶胶变为凝胶,导致蛋白质的溶解性下降。(3)物理性质变化 陈化对粮食的物理性质有明显的影响,主要有:粮粒组织硬化,米质变脆,米粒起筋,糊化度、吸水率、持水率下降和黏度下降等。小麦粉发酵能力减弱,制得的面包和馒头品质差。

粮油陈化虽然是其内部生理生化变化的结果,但贮藏环境条件及贮藏技术对促进或延缓陈化有密切关系。高温高湿环境会加快粮油的陈化速度,相反低温干燥环境可延缓陈化的发生。杂质多、虫霉危害严重的粮食,也会加速陈化。根据常规贮藏实践,粮油每经过一次高温高湿季节,陈化就会加深一次。因此在保管中要创造有利的仓储条件,减少杂质,防止害虫和霉菌的危害,同时保持仓房低温干燥,以延缓陈化的发生和发展,确保粮油质量。

(四)粮油的贮藏特性

1.粮油贮藏的生态特性

粮食及油料在贮藏过程中并非独立存在,而是以粮堆形式与其他因素相互作用,形成一个人为的贮藏生态系统。该系统由粮堆围护结构、粮食及油料子粒、有害生物和物理因子四部分组成。各组成部分之间有着密切的联系,相互影响,相互作用,构成了一个独特的生态系统。

围护结构决定了贮粮生态系统的“几何”边缘,与贮粮生态系统中生物群落的变化及演替有非常密切的关系。围护结构不仅关系外界环境因素对粮油的作用,也关系到有害生物侵害粮堆生态系统的可能性及危害程度。所以没有良好的围护结构,就无法对粮食及油料安全贮藏。

粮食及油料子粒是贮粮生态系统生物群落的主体,在贮藏过程中不能再制造养分,而是处于缓慢的分解状态。原粮贮藏,一般以散存为主,生物群落分布似乎比较均匀,但由于粮堆的不良导热性和表层粮粒对外界水蒸气的吸附,容易引起温度及湿度的分层,有害生物在适宜部位的聚集等。成品粮一般以包装堆垛形式贮藏,与原粮相比,由于失去了皮层的保护作用,所以很容易被有害生物感染,造成危害。成品粮粮堆导热性更差,而且对水分的吸附比原粮强,易受外界湿度的影响。成品粮作为群落的主体,可被认为丧失了生命力,只能被动地接受多种有害生物的危害。

贮粮中的有害生物包括昆虫、螨类及其他节肢动物和微生物,在管理粗放的粮堆中,还包括鼠、雀等。它们能够适应一般贮粮环境,大部分时间生活在粮堆中。有害生物的活动直接或间接地消耗粮食营养,造成极大损失,导致粮油品质下降,故称有害生物。作为贮粮生态系统的消费者,昆虫、螨类及其他动物处于相同的或不同的营养层次,实现物质和能量的单向流动。其生命活动是围绕着粮食及油料子粒进行的,直接或间接地依赖于粮食及油料而生存。微生物是贮粮生态系统的分解者或转化者,通过分泌出酶,将粮食中的营养物质分解,是影响贮粮稳定性及品质的重要因素。

影响贮粮稳定性的非生物因子主要指温度、湿度、气体、水分等。非生物因子的变化,都与生物群落的变化或演替有着十分密切的关系。将这些非生物因子控制到理想的水平,就十分有利于粮食及油料的安全贮藏。

粮堆是在贮藏过程中所存在的客观实体,是一个特殊的生态系统。仓储环境下的粮堆是一个人工生态系统;没有真正的生产者;是不平衡的生态系统;属于未成熟的生态系统。2.三温和二湿

三温和二湿是指粮油贮藏生态环境中的温湿度,所谓“三温”是指气温、仓温和粮温;“二湿”是指气湿和仓湿。粮油贮藏在一定地理位置和一定贮藏性能的仓房内,其温度和含水量必然会受到仓温、仓湿和气温、气湿的影响。所以三温和二湿在粮油贮藏期间相互影响,有一定的变化规律,主要是气温影响仓温,仓温影响粮温,湿度的变化也有同样的规律。当然气温、仓温和气湿、仓湿对粮食的影响程度与很多因素有关,如:粮仓的地理位置、仓房结构、仓房贮藏性能、粮食的堆装方式、粮堆的大小等。3.粮油的贮藏特性

粮食和油料是一种特殊的商品和贮藏物,它们除了具有其他贮藏物少有的物理特性、生理特性、生态特性外,还具有更特殊的贮藏特性。粮油的贮藏特性通常说明了粮油在贮藏过程中的稳定性,即粮油的贮藏特性一般是指与其在贮藏期间各种变化相关的特性的总称。(1)粮油子粒的结构特征 不同的粮油种类,不同的品种有不同的结构特征,而这些特征与粮油贮藏期间的一些变化有一定的关系。结构特征主要指粮粒的形状、结构特性,包括颖壳、皮层、胚乳、胚等部分的形状及组织特点。同时分析其对不良外界环境的抵抗能力,如抵抗虫霉、温湿侵害的能力,由此还会引申出粮堆孔隙度大小、粮温波动快慢、是否易于吸湿等与粮油贮藏稳定性密切相关的许多现象。(2)粮油的生理特性 粮油的生理特性是粮食和油料有别于其他贮藏物的主要标志,它们与粮油的贮藏稳定性密切相关,有些能明显影响粮油的贮藏稳定性,如:后熟期长短、发芽能力高低、呼吸作用强弱、陈化速度快慢等。(3)粮油的生化特性 粮油在贮藏期间,其内部含有的营养物质会随贮藏期的延长,发生各种各样的不同程度的变化。但是不同粮种、不同品种、不同状态下的粮食,在贮藏期间各成分的变化类型和变化速度是有差别的。一般来说粮油子粒中淀粉和蛋白质较稳定,脂肪、酶和维生素变化较明显。(4)粮油的贮藏稳定性 由粮油子粒的结构、生理和生化特性决定了不同的粮种具有不同的贮藏稳定性,如稻谷的胶体组织较为疏松,对高温的抵抗力很弱,所以不耐高温,易陈化,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。而小麦的耐热性较强,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,也不致损坏加工面粉的品质。所以在通常情况下,小麦的贮藏稳定性好于稻谷。又如成品粮大米,由于缺少稻壳、皮层的保护,子粒结构中的胚乳和胚完全暴露在外,很容易受到外界不良环境条件的影响,其贮藏稳定性远不如原粮稻谷。

二、粮油贮藏防霉技术

微生物常见的类群有细菌、放线菌、酵母菌、霉菌等。细菌在粮食上的数量虽多,但对贮粮安全的影响远不及霉菌。因为细菌的生长一般需要游离水存在,粮食在进入常规贮藏阶段后水分含量均较低,远远达不到细菌生长的水分条件;另一方面,细菌对大分子物质的分解能力相对较弱,而粮食大都有外壳或皮层包裹,细菌难以侵入完整的粮粒,对粮食的破坏性较低。放线菌在粮食上的数量与粮食中灰尘、杂质的含量有关,其对贮粮稳定性的影响与细菌类似。酵母菌在粮食上的含量一般也较少,只在某些特殊的生态条件下,例如当粮食处于密闭的条件下,以兼性厌氧条件生长的酵母菌才能繁殖并影响粮食的正常品质。霉菌是引起粮食变质的主要微生物类群,不管粮食贮藏的品种、贮藏的条件、贮藏的期限等方面有多大的不同,其贮藏的安全性都将受到霉菌的威胁。霉菌的种类非常庞杂,适应性强,难以进行有效防范,对贮粮的危害极大。

粮食中含有丰富的碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素及无机盐等营养物质,是微生物良好的天然培养基质。当外界温度、湿度等环境条件符合微生物生长的需求,微生物就会在粮食中生长、繁殖。微生物在粮食上的生长活动将分解、利用粮食中的各种营养成分,破坏粮油子粒结构以及加工工艺特性;同时,微生物的代谢活动还会分泌各类代谢产物,其中包括对人和动物有毒的代谢产物。因此,要确保粮油贮藏安全,就必须控制粮食中微生物的活动。

(一)粮油贮藏中主要的微生物

在自然条件下,无论是田间生长或收获之后的粮食及其加工产品上,均带有大量的微生物,也就是说不带微生物的粮食是不存在的。粮食微生物就是寄附在粮油子粒及其加工产品和副产品上的微生物,粮食微生物不仅寄附于粮油及其制品的外部,也寄生在粮粒的内部。

根据粮食作物在田间生长期和收获进仓贮藏期两种不同生态环境中微生物的类群,可相应地将微生物区系划分为两个生态群:田间微生物区系和贮藏微生物区系。田间微生物区系是指粮食收获前在田间所感染和寄附的微生物类群,主要包括附生、寄生、半寄生和部分腐生菌类,交链孢霉是田间真菌的典型代表。贮藏微生物区系主要指粮食收获后,在进入贮藏及加工期和各流通过程中,传播到粮食上来的一些腐生微生物。其中以霉腐菌为主,许多曲霉和青霉是最重要的贮藏真菌,它们能够导致粮食发热霉变。1.粮食上常见的霉菌

霉菌是指能够引起物质霉腐的丝状真菌。粮食上分离出的霉菌约200种。粮食中的霉菌又以曲霉和青霉危害最为严重,毛霉、根霉和镰刀菌等危害次之。(1)毛霉属 菌落呈棉絮状,初为白色或灰白色,后变为灰褐色。菌丝体在基质上和基质内可以广泛蔓延,无假根和匍匐枝,菌丝无隔,有分枝。孢囊梗直接由菌丝生出,直立,单生或分枝。孢囊梗顶端产生球形孢子囊,幼时浅黄色,老后黄褐色或灰褐色。孢子囊成熟后,壁消失或破裂,留下囊领,露出囊轴。囊轴有圆形、圆柱形。囊轴与孢囊梗相连处无囊托。孢囊孢子为球形、椭圆形或其他形状,单胞,无色,壁薄而光滑。有性繁殖产生接合孢子,球形,黄褐色,有的表面有突起(图2-1)。毛霉菌为中温、高湿性菌,能参与高水分粮食的发热霉变,使贮粮带有霉味、酒气,同时还可产生结块现象。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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