郭艳红 关天琪 黄运安 魏林
[摘要]随着我国经济和世界经济不断发展与融合,人们对食品安全的要求和重视程度越来越高,粮油作为一种常用的食品,构建完善的粮油标准与检测技术是保障粮油食品安全的基础。本文综述了目前我国粮油行业技术与标准的发展概况,以及粮油储藏、运输、检测等技术才培养过程存在的问题,并进行了剖析,提出了合理的粮油行业技术、标准和人才培养发展对策。
[关键词]行业背景;粮油储藏;粮油检测;标准体系;检验技术
中图分类号:F272;F426.82 文献标识码:A DOI:10.16465/j.gste.cn431252ts.201910
改革开放40年来我国粮油行业取得了令人瞩目的成就,粮油及其加工产品品种和产量不断增加,不仅加强国家粮油储运综合经济势力、效益,还提高了国民收入。在保障我国粮油储运过程中食品质量与安全的同时,促进农民经济的持续发展。为此,探索我国现阶段粮油生产、加工、贮存、运输、销售的先进技术、标准,是实现粮油食品安全的前提与基础[1-3],文章对我国粮油行业技术、研究现状进行综述,并对现代检测技术、方法、标准的应用进行展望,以此推动我国粮油储藏与检测技术的研究步伐。
1 我国粮油食品储藏、检验技术与标准现状
1.1 我国粮油储藏现状
我国是农业和人口大国,同时也是粮油食品生产与消费大国。为确保庞大的食品质量和安全,已建立了中央粮油储备库、省(市)粮油储备库,外加民营企业类粮油储备库。无论在粮油储藏数量、品种还是范围在国际上都处于领先水平。相关研究表明,目前粮油储藏与检验技术人员根据区域与气候条件的特点,建立了7种不同粮油储藏与检验生态理论体系[4-5]。对不同粮油储藏设施和设备的围护结构,不同类型粮油仓库配套的粮油储藏技术和防治技术进行了优化。建立了以粮油的储运及虫害防治的运行模式与安全技术评价体系。经过粮油科技人员的研究,采用低温(准低温)的粮油储藏保质技术、气调储藏技术、机械通风技术、粮食烘干技术以及粮油害虫抗性和延缓抗性的措施,再加上现代化粮情电子检测技术及自动控制系统等先进的装备,可以确保粮油储藏库的质量与安全。截至2004年我国已建成了18个100万t的现代化国家级粮油集散库,以及一批容量达700万t的粮油中转库,另外新建和扩建的中央储备库已达到5 000t。2019年召开的中央储备粮工作会议透露,2018年末,中央储备粮集团公司的智能化粮库建设已覆盖全部902个库点,已建成全球粮食仓储行业最大的物联网,实现对所有库点、全部库存粮食远程在线实时监控。根据中央储备库账目与实物的调查报告显示,账实相符率高达100%,确保了国家粮油食品安全性。研究表明到2020年我国人口将达到16亿,粮食产量达到6 560万t(人均占有437kg),油料产量达到4 420万t(人均占有29kg),全民生活达到小康水平[6]。因此,粮油储运是一个长期工程,只有不断更新和改进现有粮油储运与检验技术,才能保证未来国家粮油的质量与安全。
1.2 我国粮油检验现状
随着我国改革开放的不断深化,国民经济不断的发展,国家对粮油安全的重视,粮油的储备、检验也得到很好的发展。李玥等[7]在2011年对我国家粮油标准化工作体系研究表明,粮油检测方法是粮食标准的主要组成部分,占标准总量的一半以上。以往检测项目主要为水分、容重等粮食常规质量指标相比,目前更注重粮食及制品有关品质和卫生项目的检测方法标准。以ISO(国际标准化组织)的相关粮油标准为例,众多标准中我国采用率超过了90%,在150项国家标准中,参考标准或采用国外先进标准的占112项,剩余38项国家标准基本也实现了应采尽采[8-9]。粮油品质检测是粮食流通、加工和消费监督的重要手段。粮油的生产和经营都处于一种分散多渠道的方式,分散性和小规模性的生产销售为安全管理、市场监督、粮油检测带来了一定的困难。粮油检验部门没有建立完备的监督管理体制,对粮油经营企业的检验覆盖率较低,粮油检验尚没有形成完备的、良好的体系。虽然不同的监管部门分管各自的行业,但是对行业产品没有明确的界定,导致各部门之间职责不明,权利和义务没有明确的划分,机构人员归属编制都存在问题。各部门职责分散,没有统一的形式标准,检验资源人才分配不均。粮油质量检验机构存在许多不足之处,检验技术以及检验设备与经济发展速度不匹配,没有大量资金的支持,对设备投入不足。许多的检验实验室中,设备和环境都达不到评审标准,甚至部分粮油企业都没有配备检验设备,靠人为感官对粮油产品进行鉴定。
1.3 我国粮油标准发展状况
我國在1956年就制定并发布了《关于试行原粮和加工粮检验标准(草案)》。1958年以后,粮油标准的制订、修订工作停滞。直到1979年召开了全国标准化工作会议,我国粮油标准制订、修订工作才迎来春天。在1980—1989年国家技术监督局(原商业部)先后颁布了一批粮油储藏与检测标准,直到1989年《中华人民共和国标准化法》才正式颁布实施。1990年国家对各级标龄长、水平低的粮油储藏与建设标准进行修订,对相应国家标准以及行业标准进行清理调整,促使粮油标准化工作进入依法管理的轨道。2003年为了适应加入世界贸易组织(WTO)后的需要,冲破国际和国外粮油技术壁垒,又对部分粮油标准进行了全面修订,不但改善了粮油标准的时效性,而且提升了粮油标准的整体水平,进一步满足了我国粮食行业对粮油标准与技术的需求。2006年至今,相继发布了油菜籽、稻谷、小麦、玉米、大豆等新的国家标准,修改了质量检测项目,进一步完善了粮油标准体系。在这些标准中,油菜籽以含油率定、稻谷以出糙率定、小麦玉米以容重定、大豆以完整粒率定等[10]。
2 我国粮油行业技术人才现状
无论是计划经济时代,还是市场经济时代,粮油食品安全都是国家经济发展的重点与核心之一。虽然政府和企业已逐步加大对粮油技能人才的培养力度,但是粮油食品行业高技能人才短缺问题仍较突出。有研究表明:第一,由于国家经济发展的转型,粮油加工技术水平和工人薪资水平等客观因素对粮油食品专业技术人才培养造成一定冲击;第二,粮油技能人才培养需要一定的时间和资历积累,与现在市场经济型人才培养模式的融合度不够,导致年轻型人才不愿意或不想从事粮油方向发展;第三,由于迎合市场经济的发展,部分粮油行业开始了改革与转型,以至于现在全国仅存很少大专院校设置有粮油专业,同时粮油专业的师资力量、知识陈旧老化,跟不上现代粮油储运与检验的发展、更新要求;第四,粮油储运与检验人才的减少,造成了粮油技师、粮油高级技师培训机构和专家缺乏,制约粮油行业技术型人才的发展。诸多客观、主观原因造成了目前粮油行业高技能型人才的匮乏及人才结构的不合理。
3 我国粮油理化检测项目与标准
3.1 主要粮油标准
2006年以来我国相继修订及发布了玉米、小麦、稻谷、油菜籽等一系列新的国家标准和理化检验指标,其是粮油质量分级的基础。目前各类粮油最新国家标准:《稻谷》(GB 1350-2009)[11];《小麦》(GB 1351-2008)[12];《大豆》(GB 1352-2009)[13];《玉米》(GB 1353-2018)[14];《油菜籽》(GB/T 11763-2206)[15]。各类国家标准不仅修改了质量检测项目,还进一步完善了粮油标准体系。
3.2 粮油理化特性检测
近年来,依据粮食籽粒外观形态和颜色的各种特征、结合神经网络和模式识别等技术来实现粮食分类、不完善粒、霉变粒、整精粒、出糙率以及容重进行一般物理性状的检测。Zaptoczny[16]采用非破坏性方法对谷粒品种进行评估,此技术排除了栽培、水分、年份对其品种识别和分类的影响。潘艺[17]、张可炜等[18]、谷玉娟等[19]提出了用显微图像从微观的角度来识别小麦籽粒形态。Igathinathanec等20]、Cassandra等[21]、张浩等[22]提出了借助计算机软件和生成的数字图像来识别粮食的外部形态。目前我国使用比较普遍的还是利用可见光技术、近红外光技术来检查粮食的品质,再结合一定的计算机模型图像识别技术,对于粮食的不完善籽粒、分级、霉变等识别可以达到93%~98%的正确率。
粮油中水分、蛋白质、脂肪是粮油分级的主要检测指标,最普遍使用的是采用恒重法和高温定时烘干法对水分进行检测,2010年国内颁布了关于小麦、稻谷、玉米水分的近红标准外测定技术,再结合目前研究的微波法、高频测水法准确率在96%左右。另外采用卡尔费林法测定含油脂类粮油中的水分,正确率可以达到96%~99%。2014年,孙耀强[23]依据水分與电容、电阻的关系,结合相应的传感设备,开发一套粮油水分在线快速检查系统,可以实时检测及监测粮油中的水分含量。采用凯氏定氮法对蛋白质进行检测,利用凯氏定氮仪、杜马斯燃烧定氮仪、氨基酸分析仪实现定氮技术的半自动化与自动化。Tallada等[24]基于蛋白质近红外测定技术发明了一套快速粮油粗蛋白单粒检测设备。我国在2010年颁布了5项粮食粗蛋白近红外测定方法,进一步提高了粮油蛋白质测定的准确性。采用索氏提取法对脂肪进行检测,最为有效的是方敏在2012年改进型索氏提取法,对油料种子含油量的测定更佳的准确和精确。另外宋丹阳等[25]利用立核磁共振技术对含油量的测定进行了研究,利用脉冲核磁共振仪测定的含粮油量中的脂肪含量比索氏提取法,更加快速准确。徐飞[26]在2014年通过热分析法的研究,建立了一种能够快速准确测定粮食中粗脂肪和粗蛋白含量的新方法。各种检测速度、精度伴随着检测仪器的精密化、智能化、标准化,而变得快速、高效、准确,并且还在不断向前发展。
4 我国粮油行业技术、标准发展对策
根据我国现行粮油行业技术、标准发展现状,制定长远的粮油技术标准发展规划,指引粮油技术标准的发展方向和目标。由于部分油料检测项目还停留在实验室或研究阶段,因此应加快新型检测方法和新型检测仪器的推广与使用,同时还要加快粮油检测项目的更新,并结合发达国家优秀的检测方法与检测仪器,使我国的粮油检测技术与标准,更加统一化、标准化、规范化、仪器化、智能化,测定的每项指标更加快速、高效、准确。另外,由于社会主义市场经济替代原有的计划经济促使化,给粮油行业发展和技术人才培养造成一定瓶颈。为此,加强粮油行业技术、标准的粮油市场经济人才队伍建没势在必行。国家和企业应加强对粮油类职业院校院政策、资金的支持,促使粮油类职业院校加强培养粮食储藏、粮油加工等专业人才,加强产教融合发展,使人才有用武之地。
5 结束语
及时关注国际粮油标准的更新与发展情况,借鉴和应用其先进技术和方法,结合我国国情和消费特点,构建和完善我国粮油储藏与检测技术体系。与此同时,加强粮油储藏与检测技术专业人员培养是实现粮油标准的前提。只有专业的粮油储藏与检测技术人才,才能对粮油生产、加工、贮存、运输、销售做出专业的分析和评价,最终推动我国粮油食品的安全有序发展。
参考文献
[1] 马艳华.粮油检测方法标准体系的发展现状与对策[J].农家参谋,2017(22):17.
[2] 魏孟辉,袁建.我国粮食质量标准与检测技术研究进展[J].食品安全质量检测学报,2015,6(11):4677-4683.
[3] 林家永,陆晖,孙辉.国内外粮油标准体系发展现状与对策[J].农产品加工(创新版),2009(5):26-29.
[4] 闫光.食品安全中的粮油检验[J].农家参谋,2018(17):259.
[5] 刘杨春,卢光英,姜川,等.粮油检测工作的规范及完善措施探讨[J].食品安全导刊,2019(18):14-15.
[6] 张志萍.探索粮油行业特有技术工种培训模式,推进高技能人才队伍建设[J].粮食与油脂,2008(10):31-32.
[7] 李玥,闵国春,乔丽娜,等.我国粮食标准化工作体系现状及展望[J].仓储物流,2011(2):19.
[8] 林家永,郝希成.我国粮油标准物质体系的发展状况与对策[J].中国粮油学报,2006(6):21.
[9] 林家永,李歆,郝希成.我国粮油及其加工产品标准体系的现状与对策[J].中国粮油学报,2002(6):17.
[10] 我国粮油中长期(现在到2020年)科学和技术发展规划的意见和建议[J].中国粮油学报,2004(2):1-7.
[11] GB/T 1350-2009.稻谷[S].
[12] GB/T 1351-2008.小麦[S].
[13] GB/T 1352-2009.大豆[S].
[14] GB/T 1353-2018.玉米[S].
[15] GB/T 11762-2006.油菜籽[S].
[16] Zapotoczny P. Discrimination of wheat grain varieties using image analysis and neural networks.Part I.Single kernel texture [J]. J Cereal Sci,2011(54): 60-68.
[17] 潘艺.小麦显微图像处理方法的研究[D].郑州:河南工业大学,2011.
[18] 张可炜,郑亦津.大豆属soja亚属种子形态的比较观察[J].山东大学学报(自然科学版),2001(2):222-227.
[19] 谷玉娟,陈志成,苏东民.彩色小麦的理化特性及麸皮粉的品质评价[J].食品安全质量检测学报,2015(6):2262-2268.
[20] Igathinathane C,Pordesimo LO,Batchelor WD. Major orthogonal dimen sions measurement of food grains by machine vision using image[J].Food Res Int, 2009(42):76-84.
[21] Cassandra K,Walkera B,Joseph F,et al.Measuring volume and density of a barley grain using ellipsoid approximation from a 2-D digital image[J].J Cereal Sci,2012,55(1):61-68.
[22] 张浩,李和平,叶娟.小麦籽粒外观形态特征测定技术研究[J].粮食与饲料工业,2013(3):7-9.
[23] 孙耀强.电容式粮食水分在线检测仪的研究[D].长春:吉林农业大学,2014.
[24] Tallada JG,Palacios-Rojas N,Armstrong PR.Prediction of maize seed attributes using a rapid single kernel near infrared instrument[J].J Cereal Sci,2009,50(3):381-387.
[25] 宋丹阳,李培武.脉冲核磁共振仪在大豆含油量测定中的应用[J].中国油料作物学报,2006(2):199-202.
[26] 徐飞.热分析法測定粮食粗蛋白和粗脂肪含量的研究[D].郑州:河南工业大学,2014.