玉米储藏中空调控温技术的应用研究

◎ 赵德柱，潘明利，王 宇，杨 平

（中央储备粮济宁直属库有限公司，山东 济宁 272100）

玉米是我国重要的粮食和经济作物，产量为世界第二，约占总体谷物产量的25%。玉米在我国的经济与农业发展中发挥着至关重要的作用。在玉米储藏过程中应用空调控温技术，可以有效降低玉米霉变和虫害的概率，控制食品安全指标中真菌毒素的含量，从而提高玉米储藏保管工作的质量，为后期加工提供保障，推动农业经济的进步。

1 玉米储藏时的特点和常见问题

（1）玉米籽粒呼吸作用旺盛，造成发热后易引发变质。玉米籽粒同其他粮食谷类的籽粒相比，其胚部占比最大，重量占比为籽粒总重量的8%～15%，而体积占比更是达到了30%～35%。玉米胚部是玉米主要的水分吸收和释放的部位。玉米籽粒的胚部含有大量的蛋白质，可溶性糖的比重更是占到了整个胚部的30%以上，玉米籽粒的呼吸作用旺盛，吸湿能力增强[1]。根据现有的研究结果可知，玉米籽粒的呼吸作用为正常小麦的8～11倍，这使得玉米较其他谷物在储藏时更易吸水，更易发生变质，不易于保管。

（2）玉米籽粒脂肪含量高，易引发酸败。玉米籽粒的胚部脂肪含量非常丰富，因此玉米在入仓储藏期间极易出现酸败的情况。玉米入仓存储后，玉米籽粒胚部的脂肪就会通过籽粒的呼吸作用不断被分解和氧化，从而不断生成脂肪酸。因此，水含量与脂肪含量都较为丰富的胚部就成了整个玉米籽粒脂肪酸积累最多的部位[2]。脂肪的大量积累削弱了玉米籽粒的抗逆性，使玉米籽粒更易在外部温度和湿度的影响下发生酸败。

（3）玉米籽粒的微生物附着量大、带菌量大，易引发霉变。玉米籽粒的胚部，其重量占比较大，营养成分较为丰富，在一定程度上为霉菌提供了产生和繁殖所需的物质原料。玉米籽粒的胚部在体积上同样占比较大，这使得籽粒胚部的微生物附着量较大。玉米胚部的微生物附着量与带菌量越多，玉米在储藏过程中就越易出现虫害和霉菌感染[3]。玉米储藏过程同其他谷物籽粒的储藏过程相比，其感染虫害和霉菌的概率更大，严重性更大，处理难度也更高。尤其是当仓房温度升高到一定程度后，还会引起玉米的热霉变现象，严重影响了储粮的品质和安全，增加了储粮保管工作的难度。

（4）玉米籽粒破损情况严重，易导致虫害。受玉米烘干程度以及玉米入库作业的影响，玉米颗粒中往往存在大量的破损籽粒。由于玉米籽粒的可溶性糖含量较大，玉米入仓后，破损籽粒中的可溶性糖便会伴随着甜味流出，吸引害虫啃食带有破损籽粒的玉米，从而引发虫害。同时，虫害的发生还会造成玉米发热、霉变，最终导致玉米的食用价值大大下降，整体品质遭到严重破坏[4]。

2 玉米储藏中空调控温技术的应用研究

在粮食储存过程中科学合理的应用自然低温以及人工降温的方法，可以使储粮仓库长期保持低温储藏状态，有利于提高粮食储藏保管工作的质量，进而保证储粮的整体品质。国内外的研究学者普遍认为，当玉米的储存环境可以保持长期低温或准低温状态时，玉米发生霉变和虫害的可能性就会大大降低，可以有效抑制谷仓内储粮微生物的生长，减缓玉米发生脂肪酸败的速度，使玉米能够较长时间的保证各项品质指标符合相关要求，保证玉米的食用价值和营养价值[5]。下文将从空调控温技术的应用角度出发，就空调控温技术对粮温和食品安全指标中真菌毒素的影响进行探讨，期望能为以后空调控温技术在玉米储藏中的应用提供可靠的数据参考。

2.1 试验仓房与制冷设备

根据实验需求以及仓库制冷设备的安装情况，选择14号仓、16号仓作为实验仓房。上述2座仓房的制冷设备均为格力GREE-KFR-72GW/（72556）Ba-3型号3P空调挂机，制冷类型为冷暖，单机制冷量为7 200 W，制冷功率为2 200 W，单机循环风量为1 100 m3·h-1，各仓均安装4台。对于实验中玉米粮情的检测采用天津明伦粮温测控系统。在每座仓房内设置42根测温线缆，每条测温线缆采用4层检测，总计168个测温点。14、16号仓储粮情况如表1所示。

表1 试验仓房储粮情况汇总表

2.2 试验方法与检测方法

对14、16号仓房的进行隔热保冷改造。提高仓房的隔热保冷性能是保证仓房实现准低温玉米储藏效果的关键因素，为此，工作人员使用PE材料为14、16号仓房的墙体做了全仓吊装并密封门窗，以此减缓仓房内外的湿热传递，保证仓房内部粮温、仓温的相对稳定。这种处理方法同时也能减少空调的运行总时长，从而在保证玉米准低温储存的前提下降低了空调运行成本的投入。

2021年6月份进入夏季之后，环境温度急速上升，在14、16号仓房内按照方案设计进行试验。从6月7日开始，在每个周一上午通过天津明伦粮温测控系统对14、16号仓房的仓外温度、仓内温度以及整仓玉米平均粮温的数据进行记录和收集，并扦取仓内样品进行真菌毒素检测。

3 结果与分析

14号和16号仓粮温变化趋势如图1所示。6月7日—9月20日期间，14号仓与16号仓上层平均粮温最高分别为25.0 ℃和24.7 ℃，整仓平均粮温最高为20 ℃和19.5 ℃，14号仓与16号仓在上层平均粮温的控制上符合准低温粮食储藏的要求，但两口仓在整仓平均粮温上略高于准低温的要求。两组粮温曲线均约在2021年8月23日达到最高值；其中，14号仓和16号仓上层平均粮温较2021年6月7日上升约4.9 ℃和5.6 ℃，整仓平均粮温较2021年6月7日上升约3.4 ℃和3.6 ℃。从上层平均粮温看，16号仓的粮温上升幅度较14号仓高了0.7 ℃；从整仓平均粮温看，16号仓的粮温上升幅度虽然同样比14号仓高，但二者差异较小，仅为0.2 ℃，且二者具有相似的上升幅度，这是因为采用了密闭空间空调制冷的方式来控制粮温，对于玉米整体来说，温度控制较为稳定。

14号和16号仓真菌毒素变化趋势如图2、图3所示。由图可知，6月7日—9月20日期间，14号仓与16号仓抽检样品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇含量最高分别为200 μg·kg-1和150 μg·kg-1，玉米赤霉烯酮含量最高为25 μg·kg-1和28 μg·kg-1，黄曲霉毒素含量在1 μg·kg-1内，3项真菌毒素指标全部达标。从抽检情况看，14号仓与16号3项真菌毒素指标变化幅度不大，且具有近似的变化趋势，说明采用的密闭空间空调制冷方式能使仓房内的真菌毒素指标保持整体稳定。

4 讨论

（1）试验中的14、16号仓上层粮温低于25 ℃，仓内平均粮温低于20 ℃，都达到了准低温度夏的储藏温度要求。通过14号仓与16号仓真菌毒素检测结果的对比可知，空调控温对于真菌毒素含量的变化有一定的稳定作用。利用空调对仓房进行制冷控温，能有效减缓玉米上层平均粮温的爬升趋势，更有利于玉米的储藏。

（2）由试验数据可知，合理利用空调制冷进行仓房控温，能有效将玉米整仓平均粮温控制在安全度夏准低温水平，保证玉米真菌毒素指标安全稳定，从而保证玉米的质量。空调目前技术成熟、安装方便、运行和保养工作简单，且制冷和控温过程对玉米无污染。在控制粮温虫害的同时相应减少了熏蒸环节，符合绿色储粮以及绿色保粮的技术要求，适宜进行推广应用。

5 结论

空调控温技术的应用可以有效保证玉米储藏过程的品质，保留玉米的食用价值和营养价值，同时在食品安全越来越被重视的情况下可以有效控制真菌毒素的安全，对于推动我国农业经济的发展能起到重要作用。虽然空调控温技术的前期成本投入较大，但就长期的储藏保管工作来说，空调控温技术的应用可以解决常规玉米储藏过程中常见的热霉变、真菌毒素升高和虫害等问题，确为一种值得推荐的具有长远意义的粮食控温储藏方法，其在粮食储藏过程中也必定会发挥越来越重要的作用。