应用空调+内环流储粮技术的库存大豆度夏期间的品质变化研究

大豆是我国常见的粮食作物之一，是除小麦、玉米、稻谷外的第四大储备粮，也是重要的粮油兼用经济粮食作物[1]。大豆及豆制品富含优质的植物蛋白及多种维生素，营养均衡，是人们餐桌上饱受欢迎的食物，在人们日常生活和生产中起着至关重要的作用[2-3]。高油大豆与普通农作物相比，蛋白质、油脂、糖分等营养物质含量高，导致其易吸湿发霉、浸油赤变，耐储性差，夏季高温多雨潮湿的环境更是增加了大豆安全储藏的难度，这给保管工作带来了极大的挑战[4-6]。

准低温储藏是一种安全高效的储粮措施，在准低温条件下，进行密闭隔热、环流通风等措施可有力地控制大豆的酸败和生霉发热等现象，延缓品质下降[7-8]。目前国内外相关研究主要针对的是国产普通大豆，对进口大豆尤其是高油大豆的研究较少。作为主要的大豆进口国之一，我国进口大豆占比70%以上[9]，且在高温天气下，大豆更不易储存，因此提高夏季大豆的保管技术手段，研究如何提高大豆储藏的安全性和稳定性，保障其食用品质，从而避免保管不力造成的经济损失显得尤为重要。本文以美国进口的高油大豆为研究对象，在采用内环流及空调控温的仓房条件下，以空调开启的前期、中期、后期为时间节点，记录仓内温湿度、粮温及空调耗电情况，对大豆的水分、色泽、气味、粗脂肪酸价、蛋白质溶解比率及过氧化值进行测定，分析期间高油大豆的品质变化情况[10]，从而探究采用空调控温技术储藏大豆的经济性和可使用性，为减缓大豆储藏期间品质变化提供科学依据，以期达到较优的科技储粮技术运用效果和良好的经济效益双平衡，为大豆的安全、经济、绿色的储藏条件提供一定的参考意义。

1 材料与方法

1.1 材料

本试验采用美国进口的高油大豆，入库时大豆指标见表1。

表1 入库时的大豆指标表

1.2 仪器与设备

FA2004N型电子天平，上海精密科学仪器有限公司；101-A型电热鼓风干燥箱，上海亚明热处理设备公司；PM-8188型谷物水分测量仪，吉林塞亚斯科技有限公司；LDQY-3000型粮食深层电动扦样器，浙江省台州市路桥区科达粮仪厂；Kjeltec8400型凯氏定氮仪，FOSS公司。

1.3 仓房条件

仓房仓型为高大平房仓，屋顶为槽形板，屋架为折线型，规格为49 m×21 m×9 m（长×宽×高），单仓容量4 580 t。仓顶为珍珠岩隔热板，门、仓隔热均为三防隔热密闭门窗，采用聚苯乙烯保温板进行密封隔热。仓房采用内环流和空调控温技术，内环流采用的环流风机3台，功率为0.75 kW，总风量为5 400 m3·h-1，风网类型为地上笼；采用室外挂机式空调3台，供冷方式为涡旋式，总送风量为5 100 m³·h-1。

1.4 试验方法

1.4.1 仓温、粮温的测定

采用粮情在线检测系统进行粮温的检测，检测点的分布及安装均符合相关要求；采用置于仓房内部的干湿计对粮温进行测定；气温为大气气温。

1.4.2 色泽、气味的测定

大豆的色泽、气味测定方法依据《粮油检验 粮食、油料的色泽、气味、口味鉴定》（GB/T 5492—2008）。

1.4.3 水分含量的测定

水分含量按照《粮食、油料水分两次烘干测定法》（GB/T 20264—2006）进行测定。

1.4.4 粗蛋白、粗脂肪含量的测定

粗蛋白含量和粗脂肪含量参照寇含笑[11]的研究方法进行测定。

1.4.5 粗脂肪酸价的测定

粗脂肪酸价按照《食品安全国家标准 食品中酸价的测定》（GB 5009.229—2016）进行测定。

1.4.6 蛋白质溶解比率的测定

蛋白质溶解比率的测定参照《大豆储存品质判定规则》（GB 31785—2015）。

1.4.7 过氧化值的测定

过氧化值参照张瑞迪[12]的研究方法进行测定。

1.5 数据处理

试验数据采用Spss20.0分析软件分析，采用Origin8.6软件绘制图表。试验重复3次，p＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 仓温、粮温变化情况

由图1可知，在夏季高油大豆的保管过程中，采用空调对粮面及仓内进行降温，加上内环流控温措施，在控温方面能够起到很好的成效，达到了理想的控温效果。随着外界气温升高，尤其在6月份气温超过30 ℃，最高气温近40 ℃的环境下，虽然仓温有所上升，但均稳定在25 ℃左右，最高粮温点也均可稳定在25 ℃左右，平均粮温始终处于10～20 ℃。刘以晴等[12]研究表明，当大豆处于温差较大的储存环境时，品质劣变速度会加快。在空调开启期间，空调补冷控温储藏的降温效果明显，仓房内仓温、平均粮温受外界大气温度影响较小，说明空调控温能够有效控制大豆储藏期间的环境温度，有助于其安全度夏。

图1 大豆仓5月至9月温度变化图

2.2 大豆的色泽、气味变化情况

对扦取的大豆样品进行充分混匀后，按标准对大豆的色泽、气味进行评价。样品的3次测定结果均为正常，无霉变、浸油等现象。

2.3 大豆的粗脂肪、粗蛋白含量

库存大豆为高油大豆，粗脂肪含量为21.4%，粗蛋白质含量为32.7%，由于其脂肪含量较高，因此在储藏过程中更需注意脂肪氧化酸败等品质劣变现象的发生。

2.4 大豆的水分含量变化情况

大豆的水分含量与其储藏安全性密切相关，极大程度地影响储存品质。由图2可知，夏季空调控温技术能够减少大豆的水分损耗，可能每次扦取样品的位置和比例有所差别，水分稍有出入，但大体上大豆处于一个相对稳定的环境下，受外界温湿度影响较小，粮食水分蒸发较慢。因此从长远来看，使用空调控温技术能够使大豆的水分损耗降低，在一定程度上能减少经济损失。

图2 5月至9月大豆水分含量图

2.5 大豆的储存品质变化情况

2.5.1 大豆的粗脂肪酸价变化情况

油脂酸价可以显示出油脂中所含游离脂肪酸含量的多少，劣变越严重的大豆，尤其是高油大豆，其油脂分解产生的游离脂肪酸会增多，从而导致酸价越高。寇含笑等[11]研究表明高油大豆尤其是进口高油大豆极易发生严重程度的劣变，保存过程中需严格控制环境温度及安全水分。由图3可知，高油大豆的粗脂肪酸价呈轻微的上升趋势，但与常温储存相比，其上升速率较为缓慢。说明空调控温技术能够减少仓内温度及粮面温度的升高，加之内环流技术可以使粮堆内部的低温环流至仓内空间，能显著改善储藏温度及湿度，从而显著抑制大豆脂肪酸值的升高。

图3 储藏期间粗脂肪酸价图

2.5.2 大豆的蛋白质溶解比率变化情况

大豆的蛋白质溶解比率也是反映大豆储存品质的重要判定指标，其水溶性蛋白的含量与后期加工产品的转化率及质量密切相关[13]。水溶性蛋白是指可溶于水的蛋白质，清蛋白和球蛋白是大豆中主要的水溶性蛋白质，在酸性条件下不溶于水溶液，随储存时间的增加，大豆总酸度会随之增大且部分蛋白质会变性，因此会使大豆的蛋白质溶解比率下降。王晓东等[14]选取采用自然通风、机械通风、内环流通风技术的三栋高大平房仓储藏的大豆为研究对象，其氮可溶性指数从原来的82%分别降为68%、73%、75%，表明内环流通风系统能够有效减缓大豆过氧化值的降低，同比之下，本次研究对象的蛋白质溶解比率能稳定在80%以上，较内环流技术而言变化更小，说明空调及内环流控温技术能够在一定程度上减缓大豆的代谢速率，从而延缓大豆储存品质的劣变。详见图4。

图4 储藏期间蛋白质溶解比率图

2.5.3 大豆的过氧化值变化情况

由图5可知，大豆的过氧化值始终保持在较低的水平，变化不显著。过氧化值的升高与粮食籽粒内部的理化反应有关，是指油脂中不饱和脂肪酸被氧化为过氧化物的具体体现，过氧化物继续分解还会产生哈喇味等不良气味。而寇含笑等[11]研究表明，在25 ℃条件下，进口大豆比普通大豆更易劣变，进口高油大豆初始过氧化值为0.7 mmol·kg-1，且过氧化值随时间变化增加较快。相较而言，本仓库存的高油大豆在低温储藏的环境中过氧化值明显较低，且比常温下更为稳定。

图5 储藏期间过氧化值变化情况图

2.6 控温运行能耗及效益分析

大豆仓房因内环流及空调控温技术的使用产生了一定的控温能耗。2022年6—8月开启了内环流风机，产生的总电耗为371 kW·h，按照储粮量折算后的吨粮电耗为0.1 kW·h/t。2022年6—8月空调控温产生的电耗为9 126 kW·h，吨粮电耗为2.2 kW·h/t。由于2022年夏季高温天气持续较久，因此空调开启了3个月，若折算为每天的耗电量，能耗并不算高，而且能够保持仓房粮堆表层粮温的稳定。

3 结论

通过对空调控温结合内环流控温的库存大豆在夏季品质变化情况进行分析，结果表明其水分、粗脂肪酸价、蛋白质溶解比率、过氧化值变化较常温储藏变化幅度都大大降低。说明夏季采用空调降温结合内环流控温技术，可以达到控温、保水、延缓高油大豆品质劣变的目的，同时该仓还实现了免熏蒸，改善了仓内夏季作业环境，降低仓储作业者的工作量，能够绿色安全、效益良好地解决大豆储藏安全度夏的问题。