大米低温气调储藏技术实仓应用及品质变化分析

吴佑思，陈望贤，卢自华，汪向刚，钱冉冉，张冰龙

（广东新供销天润粮油集团有限公司，广州 510000）

大米是较难储存的粮食品种， 因稻谷经过脱壳碾米加工成大米后， 失去了稻壳、 果皮和种皮的保护，米粒直接暴露在空气中，其理化性质变化加快，更易受虫霉侵害，储藏稳定性变差。国内外现有的大米储存保鲜技术主要有常温储藏、低温储藏、气调储藏和化学熏蒸储藏等； 随着对健康和环境安全关注度的提高，消费者对无化学药剂、无害虫污染的优质粮食产品需求不断增长是必然趋势， 大米低温和气调相结合的绿色储粮技术也得到推广和运用。

1 仓房基本情况

广东新供销天润粮油集团有限公司南沙粮库(以下简称南沙库)， 位于广州市南沙区横沥镇工业园区，成立于2016 年，占地面积约35 亩。 南沙库是一座高标准建设的现代化粮食储备库， 由国内权威粮仓设计院（中粮无锡设计院）设计建造。 整个建设分三期，总建设规模为15 万t，设计日均吞吐量约为1 500 t。 一期楼房仓设计仓容5 万t、二期楼房仓设计仓容6.4 万t，均已投入使用，三期4 万t 浅圆仓正在规划建设中，预计2023 年年底可投入使用。 南沙库目前承储粮油：大米4.5 万t，小麦3.3 万t。 南沙库储粮设施设备先进，全部采用准低温控温储粮，配套系统有氮气气调系统、环流熏蒸系统、谷冷通风系统、 智能测虫、 智能化粮情系统和智能安防系统等， 并与广东省粮食和物资储备局平台实现互联互通；具备比较完善的大米和小麦常规检化验仪器，具备独立开展储存粮油品种质量指标、品质控制指标、食品安全指标检验的能力。

2 材料与方法

2.1 试验材料

对天润南沙直属库楼房仓L20 仓B03 堆，L21仓B04 堆、B05 堆进行试验，试验前堆位及质量情况如表1 所示。

表1 供试仓堆储粮情况

2.2 试验器材和设备

广东太安伊侨TQN220-295 型PSA 变压吸附制氮设备，产氮量：220 m3/h，产氮浓度：99.9%；无锡中粮工科L50ZD 水冷冷风低温机组， 制冷量：50.2 kW， 额定风量：1.2 万m3/h； 德国德尔格X-am5000型气体检测仪； 郑州粮保LBXX-Ⅱ型单管通风机，风压1.1 kPa， 流量1 450 m3/h； 上海永智仪表设备DP2000 型智能数字微压计；郑州粮保茂金丝复合粮食专用膜；CT3 质构分析仪， 美国Brookfield 公司；Tech Master RVA，澳大利亚Newport Scientific 仪器公司；HH-6 数显恒温水浴锅、THZ-82A 水浴恒温振荡器，江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；快速粘度仪RVA Rapid-15，上海保圣实业发展有限公司。

2.3 试验方法

2.3.1 仓房气密性

单张茂金丝薄膜铺底，用粘膜机制作薄膜罩，铺底薄膜与罩子用压槽连接，达到六面密闭的效果[1]。

2.3.2 仓房气密性测定

参照GB/T 25229 《粮油储藏平房仓气密性要求》进行规范化测定。

2.3.3 氮气浓度检测点的设置

氮气浓度检测点设置参照GB/T 29890《粮油储藏技术规范》，在仓房粮堆中心位置处布置4个检测点， 其中3个检测点布置在粮面垂直向下1.5 m、2.5m、3.5 m 处，第4个点布置在气囊中，用来检测粮堆空间的氮气浓度。浓度检测从气调次日开始，每天9:00 定时检测[2]。

2.3.4 气调充氮工艺及充气试验方案

利用变压吸附式制氮机制备高浓度氮气，L20仓B03 堆和L21 仓B04 堆均采用对角线上充下排的充气方式，运用连续充气或间断充气相结合，用于大米堆气调杀虫：平均氮气浓度不低于98%，持续时间不少于28 d[3]。 L20 仓B03 堆在充氮全过程均开启水冷空调进行控温，粮温控制在18~20 ℃之间；L21 仓B04 堆充氮全过程均在常温仓进行储存，不采取空调控温方式，粮温控制在28~29 ℃之间；L21仓B05 作为常温储藏对照组，不进行充氮，不采取空调控温方式，粮温控制在28~29 ℃之间。

2.3.5 低温气调大米品质变化的测定分析试验

通过实仓应用对比试验，对比常温储藏、常温气调储藏和低温气调储藏（下称“双低储存”）状态（一个气调周期后） 大米的各项品质指标的变化。 依据GB/T 5009.239—2016《食品酸度的测定》检测大米酸度；依据GB/T 15682—2008《粮油检验 稻谷、大米蒸煮食用品质感官评价方法》对大米进行感官评价，依据GB/T 5009.239—2016《大米直链淀粉含量的测定》 进行直链淀粉含量测定， 依据GB/T 24852—2010 《大米及米粉糊化特性测定 快速粘度仪法》进行糊化特性的测定，依据GB/T 17891—1999 规定的方法进行胶稠度的测定。

3 结果与分析

3.1 2L20 号仓气密性分析

2L20 号仓膜下堆内的压力从-300 Pa 升高至-150 Pa 所需时间， 结果如表2 所示。 由表2 可知，L20 号仓B03 堆和L21 仓B04 堆压力半衰期平均值为27.92 min，根据GB/T 25229《粮油储藏平房仓气密性要求》，2L20 号仓B03 堆和L21 仓B04 堆均超过气调仓一级气密性要求。

表2 2L20 号仓气密检测记录表min

3.2 充气阶段堆内氮气浓度变化

2L20 号仓B03 与L21 仓B04 堆进行充氮连通， 充氮气调初期二次强排前后氮气浓度变化如表3 所示。 由表3 可知， 第一次强排后氮气浓度升高3.2%，浓度比例升高了3.5%，第二次强排后氮气浓度升高2.8%，浓度比例升高了2.9%。 由图1 可知，前后两次强排后氮气浓度变化升高变化明显，“AA'”截面氮气浓度无明显分层现象。

图1 充气强排前后“A-A'”截面氮气分布情况

表3 充氮气调初期强排前后氮气浓度变化 %

3.3 低温气调储藏大米的品质变化情况

从表4 分析来看， 大米采用低温低氧的氮气气调储藏，经半年后，与其它两组相比，低温气调储藏的样品品质显著优于常规储藏。

表4 不同储藏条件下大米的品质变化

3.3.1 酸度

酸度是反映大米贮藏品质劣变的重要参数之一， 这主要是因为在贮藏过程中大米受到光照、氧气、水分的影响，使其存在的化学成分不稳定，水解和氧化产生酸性物质和其他次生产物， 造成酸度发生变化。 酸度值越大，说明大米品质劣变越严重，越不适合储存。 通过对比分析，虽然保存半年后，三种储藏方式的酸度均有所上升，但是双低储存下，大米的酸度上升幅度最小，这是因为双低储存的条件下，大米受环境影响最小， 其内部发生的化学变化相对比较缓慢，延缓其品质劣变。

3.3.2 感官评分

感官评价是目前对大米品质进行评价的最基本的方法，它是通过对大米进行编号、登记、米饭制备，完善好包括环境、品尝实验室、专业品评人员、米饭品评份数、品评时间、品评样品编号以及排列顺序在内的要求之后，专业品评人员从气味、外观结构、适口性、 滋味和冷饭质地5个方面按照相关设置标准进行品评并评分， 感官评分的高低直接表现了大米的感官品质。通过对样品进行感官分析，其感官评分值相对均有所下降，但整体下降幅度不大，相较对照组，氮气气调两组下降幅度低，有明显储藏优势。

3.3.3 直链淀粉

大米中直链淀粉含量是大米食用品质的关键因子， 直链淀粉含量常被用作评定大米食用和蒸煮品质的指标，一般来说，直链淀粉含量越高，米饭的硬度越大；通过试验分析，3 组数值中直链淀粉均有所上升，但是，低温气调储藏后的变化幅度最小。

3.3.4 胶稠度

胶稠度是指精米粉碱糊化后的米胶冷却后的流动长度，是评价米饭质地的一项物理指标，也是评价大米蒸煮品质的重要指标之一，胶稠度长，表示米饭较柔软， 短则米饭较硬。 根据T/GDSMM 001-2019《广东丝苗米》 标准一般认为胶稠度大于60 mm 的稻米柔软性较好。 由表4 可以看出， 低温气调储藏后，大米胶稠度数值相比其它两种储藏方式，下降的幅度明显偏低，表明其米饭的软硬度保持较为明显，质变减缓明显。

3.3.5 淀粉糊化特性

不同品种的大米均有其特征性的糊化特性曲线。同一品种的大米，由于储藏过程中各种环境因素的影响，其糊化特性曲线也会有所变化。大米在不同温度及含水量条件下储藏时， 其呼吸代谢水平存在差异，因而改变其内部的直链淀粉和支链淀粉含量，从而影响大米糊化特性。 而且糊化温度能够具有代表性地反应其大米糊化过程中的特性， 三种储藏方案对比，因长时间的储藏，三组样品糊化黏度均相应地升高，但是低温气调组变化幅度最小，同时黏度变化数值相对偏小， 更加印证了因为受到低氧低温的限制，大米内部化学变化较小，保鲜效果较为明显。

4 结论

实验证明，“低温+气调”（双低储存） 储藏下的粮食品质劣变速度比单一气调、常规储藏的慢，其中低温气调的效果优于常温气调。 大米低温气调储藏在一定程度上抑制了大米的呼吸强度， 减少粮食干物质的消耗， 延缓有机生物体的生理活动从而达到保鲜的目的。经过半年的储存期后，常规存储的大米感官评分有明显的下降， 常温气调保存下大米的感官评分也有一定程度的降低， 但双低储存条件下的大米感官评分值没有出现显著性变化； 低温低氧的环境抑制了大米酸度的升高， 延缓了直链淀粉含量升高，胶稠度及淀粉糊化特性的变化速度，从而更好地证明了双低储藏可以有效地延缓大米的品质劣变，实现绿色保鲜、科学保粮的目的。