偏高水分玉米贮藏技术及品质控制研究进展

李兴岩，赵 薇，薛 敏，李爱光，何宛宸，段慧敏，刘 霞

（1. 天津市津南区粮食购销有限公司，天津 300350；2. 天津科技大学省部共建食品营养与安全国家重点实验室，天津 300457）

玉米（Zea mays L.），禾本科的一年生草本植物[1]，是我国主要粮食品种之一，位居世界粮食总产量第二位，其栽培面积广，品种多样，营养物质丰富[2]，可作为粮食作物、牲畜精饲料及工业原料等[3]。基于种植产地气候条件等原因，玉米原始水分较高，一般为20%～35%，最高可达40%[4]。与其他谷物相比，玉米的胚芽部较大，约占籽粒体积的1/3，质量约为籽粒的10%～14%，富含蛋白质、可溶性糖等营养物质。因此，相同贮藏条件下，玉米作物的生命活动较强、呼吸强度较高且吸湿性较大。此外，玉米胚部脂肪含量约占整粒的80%～85%，导致贮藏过程中易与空气发生湿热转移而产生霉变、酸败、感染害虫等问题[5]。偏高水分的玉米胚部水分含量高于胚乳部，在贮藏期间极易出现产热、生虫、发霉等造成品质严重下降的不良现象。因此，与其他谷物相比玉米的水分控制与安全贮藏难度更大，这对高品质玉米贮藏技术的要求更高。

作为我国社会经济发展中不可或缺的粮食来源之一，玉米具有至关重要的作用，因此实现玉米贮藏安全、经济、有效性及其品质保障尤为重要[6]。针对偏高水分玉米贮藏方式，围绕了偏高水分玉米贮藏特性及其贮藏期间的品质控制，综述了近年来偏高水分玉米贮藏技术的研究进展并做出展望。

1 偏高水分玉米入仓前处理方式

偏高水分玉米原始水分较高，成熟度不均匀，贮藏期间易产热、霉变、生虫而被污染。为延缓玉米品质劣变、降低虫害等不良危害，偏高水分玉米在入仓贮藏之前需要控制水分含量在18%以下。目前，入仓前常用的降低含水量处理有自然晾晒、机械物理通风、烘干干燥等方式。

1.1 自然晾晒

自然晾晒一般可分为田间站秆扒皮晾晒、高茬晾晒、搭挂晾晒，以及房顶、晒场晾晒等多种晾晒方式。自然晾晒降水法的适用对象一般是种植规模较小的农户，相较于烘干，自然晾晒的方式能更好地保留玉米本身的营养物质，处理后的玉米品质较好，不会导致热损伤粒、脂肪酸值增加不焦化。但该方法受场地限制、天气影响极大，且人工需求量大、耗时长，不适合大规模的粮食贮藏，同时还会造成破碎粒比例增加[2]，导致玉米数量损耗严重。

1.2 机械物理通风

机械通风是利用排风扇和通风机将粮库外界干冷空气吸入并穿过粮堆内部，从而改变粮层间的气体介质参数[7]，中和粮堆内部的湿热，达到除湿干燥降低粮堆温度的目的，尤其适用于我国南部夏季高温地区。这种方式较自然晾干降水灵活性更强，外界环境允许的情况下，整个入仓过程及储粮期间均可采用；能够平衡粮堆水分及温度；对粮仓密闭性无要求；便于随时了解粮情，管理人员可随时进仓检查玉米品质状况。但这种处理方式同样受环境制约，如阴雨、台风天气及寒流侵袭时均不宜采用；工作量较大，机械工作过程中，工作人员需频繁检查运行状态以免产生事故；处理后的玉米质量损失较大，长时间通风处理的玉米水分流失较快，同时伴随着质量损失；电能消耗也意味着储粮成本增加。

1.3 烘干干燥

烘干干燥是指利用烘干机对偏高水分玉米进行干燥处理，即由多级热风管提供热风降低玉米水分含量。多级顺流高温快速烘干机更适用于偏高水分玉米进行干燥，其热风温度高、热耗低；连续烘干时单次降水幅度大，但其结构复杂、储粮成本较高不适于小规模粮食贮藏；烘干温度易导致玉米生物活性丧失，种子发芽率液大幅降低；籽粒完整性较低，易引起品质劣变导致脂肪酸值增加[2]。

2 偏高水分玉米贮藏技术

“干燥、洁净、饱满”是我国粮食作物收获后进行入库的基本要求[8]，偏高水分玉米入库前经降水处理后水分含量控制在15%左右即可入库贮藏。目前，我国常采用低温、熏蒸、气调等技术进行玉米贮藏。

2.1 低温贮藏技术

低温贮藏技术是通过控制粮库贮藏温度防治玉米霉变、限制害虫生长繁殖、提高储粮稳定性[9-11]，从而延长玉米贮藏期的一种符合“绿色储粮”理念的贮藏方式。褚洪强等人[12]对浙江高温高湿地区实行空调控温技术，研究发现空调控温技术能够有效延缓粮温上升速度；空调装备安装方便，运行操作便捷；不会对粮食造成二次污染，符合绿色储粮技术安全、绿色、有效的要求。Yigezu Y A 等人[13]通过研究在低温状态下玉米发霉情况发现，低温贮藏可以有效地抑制霉菌的生长延长玉米贮藏期。但是，低温储粮对于缺乏科学储粮技术、储量设施简陋的小规模农户来说，投入成本及粮仓改造成本过高，普及困难。

2.2 熏蒸贮藏技术

熏蒸处理是利用熏蒸药剂在常温常压下易挥发有毒气体的原理，使毒气进入害虫的呼吸系统产生作用，当气体浓度达到致死浓度时能够杀死害虫。常见的熏蒸药剂有磷化铝、氯化苦、环氧乙烷、磷化锌，但长期使用化学药剂会导致害虫的抗药性增加[14]，还会造成环境污染及药物残留等一系列问题。有研究表明，针对粮食仓储防虫中使用硫酰氟存在的成本高、杀卵效果差、药物残留、安全等问题，提出了加强硫酰氟熏蒸气密性、结合低O2高CO2混合熏蒸等方法，有效降低使用量和硫酰氟残留[15]。

2.3 气调贮藏技术

气调技术在偏高水分玉米贮藏过程中，主要是采用先在粮仓密闭的情况下进行充气，再利用强排风机进行排气后，待仓内气囊消失后再进行二次充气的上冲下排的充气模式[16]。与利用化学药品熏蒸储粮相比，气调技术更为绿色、安全，且在不污染环境的前提下就能达到减缓储粮品质劣变的目的。王玉生等人[17]利用氮气气调技术贮藏玉米并从经济、社会、环境及贮藏效果等方面分析发现，该技术可有效抑制对抗相性害虫的生长繁殖；控制粮堆产热现象；抑制霉菌生长；有利于玉米保质增效。王若兰等人[18]研究玉米在 3 种气体 （21%O2、98% N2、40%CO2） 贮藏环境下品质变化规律发现，40% CO2气调贮藏对延缓玉米品质劣变效果最佳。该贮藏技术，对粮仓密闭性要求较高，从而增加了储粮成本和工作量，此外低氧环境对粮库作业人员的生命安全存在一定危险性。

2.4 内环流控温综合绿色储粮技术

内环流控温主要指根据季节特性采用冬季利用轴流风机蓄冷、夏季利用环流风机保温的方式，将粮堆内冷空气循环输送至粮仓，从而降低粮仓温度[19]。吉林地区通过实践证明，内环流控温技术能够使粮仓温度降低至23 ℃以下；粮食水分含量几乎不变；无霉变、生虫现象[20]。该技术运行成本低、经济效益高、无污染满足绿色储粮技术要求。

综合杀虫技术在储粮害虫防治方面的应用，主要指将不同的绿色储粮方式的结合使用，以达到理想的绿色、高效储粮效果。孟宪兵[21]研究发现，臭氧结合环流熏蒸对储粮有较好的杀虫、杀卵和除菌防霉效果。牛怀强等人[22]将食品级惰性粉防虫、内环流控温和智能通风3 种技术结合处理，实现了仓储粮食害虫高效防治，特别是有效解决了高温期间鞘翅类害虫的防治。何锡忠等人[23]采用内环流控温结合氮气气调技术处理玉米发现，该方法在实现控温储粮的同时还能防治储粮害虫，但投入成本较高。

3 偏高水分玉米品质控制

水分是任何生命体生化代谢的介质，偏高水分玉米生命活动及呼吸强度均较快，脂肪酸变化程度增加，水解、代谢速度加快，品质劣变程度也较大。此外，玉米中水分越高更有利于微生物生长繁殖，带菌量越大，虫害、霉变的程度也更强，对环境温度变化的抵抗力更弱[24]。

3.1 偏高水分玉米贮藏品质控制指标

粮食贮藏品质控制指标主要是指为了判定在安全水分条件下正常贮藏的无污染粮油适宜储存、轻度不适宜储存、中毒不适宜储存的品质指标[25]。色泽气味、脂肪酸值、品尝评分值、粗淀粉含量、发芽率、过氧化氢酶活性等是玉米贮藏过程中的主要品质指标。其中，色泽气味、脂肪酸值、品尝评分值是粮食储贮藏品质判定规则中的主要3 种品质控制指标。

色泽气味、品尝评分值主要用于定性，对品评人员的视觉、嗅觉等感觉器官的敏锐力及鉴别能力均有一定的要求；脂肪酸值则是主要用于定量的理化分析类指标[26]。除脂肪酸值与玉米贮藏时间呈正相关变化趋势外，其余指标均与贮藏时间呈负相关变化，脂肪酸值与品尝评分作为较直观的品质检验指标不仅可以客观地表示粮食的品质，还是原粮入仓品质控制的主要定量指标[27-28]。

3.2 偏高水分玉米贮藏品质控制技术

玉米入库前，应先控制水分含量、温度和脂肪酸值，水分应控制在安全水分以内，粮温应控制在室温以下为宜，脂肪酸值是玉米贮藏时新鲜度代表的关键指标，入库原粮脂肪值应越低越好（一级饲用玉米脂肪酸值应小于等于60 mg/100 g）。若采用烘干干燥进行降水，需要在确保玉米品质的前提下控制其烘干介质温度以及玉米的最高加热温度[29]。

经检测各指标合格的玉米方可入库，贮藏期间工作人员应进行定期检查粮温、水分含量、脂肪酸值等指标。在温度高、湿度大的夏季时期，应及时通风降温、除湿，对于偏高水分玉米应进行实时监测，以防各区域湿度差异明显；温度较低的冬季需要结合使用机械通风等设备对全仓进行通风作业，精准把控玉米水分损耗程度，最大化保障其贮藏品质。

玉米贮藏期间，实时监测与其品质密切相关的各个指标变化，充分利用脂肪酸值与品尝评分的优良相关性，将玉米脂肪酸含量作为粮库日常检测、监控的敏感指标之一。同时，重视粮堆局部、敏感部位的品质变化，进行针对性适时监测，采用科学合理的技术提高储粮过程中整体粮堆的品质控制。

4 结语

玉米是谷物中较难贮藏的粮种之一，但作为世界三大粮食作物之一，玉米的绿色贮藏技术及品质控制尤为重要。就我国粮食贮藏情况来看，农户贮藏技术仍较为落后，多采用较为原始方法、劳动量较大、贮藏条件简陋。研究人员应多从农村储粮环境情况出发，开发经济适用性强的储粮技术及相应的工艺设备，同时加强农户储粮知识储备，普及储粮品质检测标准及方法，逐渐引导农户走向科学、绿色储粮，确保安全储粮从农户抓起。对于有一定危险性的储粮技术操作，应分派专业人员进行专业化、规范性作业，可有效地降低储粮工作人员工作风险。应持续开发新型绿色储粮药剂，以期减少化学药剂的使用频次、降低药物残留量、减少环境污染、提高储粮作业安全性能。偏高水分玉米贮藏更应注重不同储粮技术的结合，最大可能地延长玉米贮藏品质并确保玉米贮藏期品质。