张立学 黄盼盼 许子彬 莫菊 李文雪 温爽 刘霞
摘要：小麦作为世界三大谷物之一，是中国主要的储备粮之一。小麦收获季节在夏季，环境高温高湿，容易导致小麦发生霉变等问题，调查显示其产后的总体损失率达18% ～ 20%。文章阐述了小麦生理特点，综述了其安全储藏的方法和技术的研究情况，并分析总结了当前国内粮食贮藏行业亟待解决的问题，以期提高中国贮藏安全技术、促进社会经济的持续发展。
关键词：小麦；
生理特点；
安全储藏；
储藏技术
中图分类号：S379.2 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20220418
Advances in Safe Storage Technology of Wheat
Zhang Lixue1， Huang Panpan2， Xu Zibin1， Mo Ju1， Li Wenxue1， Wen Shuang3， Liu Xia2
（ 1. Tianjin Jizhou Shangcang Grain Purchase and Marketing Co.， LTD， Tianjin 301906；
2. College of Food Science & Engineering， Tianjin University of Science & Technology， Tianjin 300457；
3. Tianjin Jizhou Grain Industry Development Service Center， Tianjin 301900 ）
Abstract：
As one of the worlds three major rice and grain， wheat is one of the main grain reserves in China. Wheat harvest season is in summer， the environment of high temperature and high humidity eaasily leads to wheat mildew and other problems. The investigation showed that the overall loss rate of wheat after harvest in China was 18% ～ 20%. Based on the physiological characteristics of wheat， this paper analyzed the methods and techniques of safe storage of wheat， and put forward the problems which need to be solved urgently at present， and in order to improve the technology of safety and the sustainable， promote the sustainable development of social economy.
Key words：
wheat， physiological characteristics， safe storage， storage technology
小麦是人们的主食之一，是许多食品的原料，如饼干、馒头等食物，啤酒、白酒等酒類饮品也可以由小麦发酵制作而成，其加工需求量极高[1]。
我国粮食仓容已经超过3亿t，高大平房仓、浅圆仓、立筒仓为主流库型，其中高大平房仓占总仓型的80%以上。近年来我国加大了粮库设施设备的改造升级，机械通风、环流熏蒸、谷物冷却、粮情监测方面取得了长足的进展。但当前小麦储藏中设施设备系统节能与自动化、升顶结露、虫霉污染、呼吸氧化品质劣变、机械通风失水、快速现场低成本质量与品质检测六大行业难题亟待解决。
1 小麦安全贮藏的基本条件
粮食的含水率和温度是决定粮食贮藏寿命的重要参数。小麦入库前要严格把控水分含量，当小麦含水量低于12%时能很好地保障种子长时间的安全贮藏；
当小麦含水量为12% ～ 16%时，种子极易发霉；
而小麦含水量高于16%时，即使温度维持在较低范围内，也很易出现发霉的现象[2]。因此，小麦贮藏期间，含水量应控制在规定的标准（12.5%）以下。在控制含水量的同时也要控制储藏期间的温度，较高的储存温度（28 ℃左右）会促进微生物及谷物害虫的生长繁殖，使黄曲霉等毒素积累，同样也会加速小麦的呼吸作用。20世纪80年代，日本提出15 ℃为准低温储粮的临界线，粮食在15 ℃准低温条件下，大多数虫霉不能发育，呼吸缓慢，实现了粮食品质保鲜和虫霉防控。不适当的贮藏，加上谷物中过高的温度和水分含量，霉菌毒素会产生，并导致小麦品质下降[3]。因此，小麦储藏过程中应针对不同的储藏状况，采用曝晒、机械干燥、低温杀虫、熏蒸杀虫等防治方法。
另一方面，主要把控仓库与粮堆的环境因素包括粮仓的温度、湿度、气体以及粮食的温度等。小麦从原料收购、储藏仓库的建设以及贮藏过程中的检查管理，到最后小麦的出库，都要按照规定进行管理[4]。小麦入库之前，要对仓库内进行打扫和清理消毒，仓库要做到防潮、防雨，以免小麦受潮变质，储藏期间要进行定期的除虫工作。其次，小麦入库时应该严格按照国家规定的质量标准进行检验，不符合标准的，需要进行一系列的清理工作之后，再按照标准检验，检测合格后才能入库。如果有受到麦峨成虫、玉米象等害虫侵入的小麦，应当立即使用药物熏蒸清除。当然，小麦贮藏期间的管理也不能松懈，要按时对仓库内的小麦进行检查，检查粮仓的温度、湿度等影响小麦贮藏的一系列因素，发现问题及时采取措施，避免造成更大的损失。
2 小麦安全储藏影响因素
2.1 小麦储藏中的霉菌
小麦切割收获时，往往会带有土壤中存在的枝孢霉、镰刀菌等霉菌，但是这些霉菌在一定的储藏条件下，是不会生长造成小麦的品质裂变的，但是在不安全的储藏条件下，小麦上的霉菌便会大量增加，在对小麦品质造成影响的同时，其产生的真菌毒素[5]也会对食用小麦的人群的安全造成影响。因此，储藏中保持小麦的品质，避免出现小麦中霉菌大量增长的情况，是非常有意义的。
导致小麦霉变的因素较多，比如水分、温度、气体等自身和环境条件的不当都会导致霉菌的大量生长。目前，大多数的粮仓都使用降低温度来抑制小麦中霉菌的生长繁殖，主要为机械降温[6]，例如，多管道通风、排风扇等比较成熟的技术，在达到不利于小麦中霉菌生长繁殖的同时，破坏其生理机能。另外，还有利用物理和化学[7]的方法进行小麦霉菌的抑制或杀灭，常用的物理方法有微波杀菌技术，化学方法有使用化学药剂山梨酸、环氧乙烷、甲醛等，但实际上，这两类方法是不推荐使用的，物理方法的使用需要耗费较多的时间和精力，而化学药剂的使用更容易污染环境，甚至操作不当时造成其他的伤害，导致更严重的问题，具有很大的局限性。气体储藏[8]是使用比较普遍的一种方式，但其对小麦的水分控制较为严格，当水分含量较高时，气体储藏作用效果不佳。
值得关注的是，有研究[9]表明不同品种的小麦，在储藏的各个条件都相同的情况下，菌相的变化具有一定的差异性，说明小麦品种的不同，其对霉菌的适生性不相同。因此进行小麦储藏时，需针对小麦的品种以及各个方面进行全面考虑以保证小麦得到最佳的储藏条件。
2.2 小麦储藏中的水分
小麦储藏中的水分安全涉及小麦的品质和安全食用问题，同时还与现实中企业的经济效益有关，由此，小麦储藏的水分需要进行严格的把控。小麦的储藏水分与菌类危害息息相关，现在的安全储藏环境条件是通过控制在储藏过程的水分来减少菌类对小麦的危害，从而达到小麦储藏安全的，目前我国实行的小麦国家标准规定值是≤12.5%，美国为≤13.0% [10]。实际中还会面临许多的其他问题，比如如何将小麦中的水分降到适宜储藏的水平，同时考虑企业经济利益的问题[11]，所以，研究小麦整个储藏过程中的水分安全限定，是非常有意义的。
国内外的储粮差别较大，主要是由于国外储藏周期一般较短，每年的储备粮食总量较少，所以在环境条件方面的把控没有国内那么严格，但是我国在储藏安全这方面的科研投入较大，主要是因为每年较大的储备量对我国的社会发展具有重要意义，这些研究使得国家的储粮损失率不断下降，保持一定的稳定性，不同地方针对不同的粮食品种，结合当地的情况制定了不同的水分标准。资料[12]建议，水分较高的小麦入库前，最好不要集中在一个地方，以防止小麦因水分集中而发热或者霉变。尤其是在夏季，温度较高的自然条件下，做熏蒸处理是非常有必要的，但是在做熏蒸处理之前，应该去除小麦堆中的湿热气体，否则会对后续的处理造成影响。同样，在对小麦进行储藏时，不同品种的小麦、不同地区的差异都要被考虑以确保小麦的安全储藏。
水分是小麦的重要物理指标，会影响小麦储藏期间的品质，从而影响其经济效益。小麦的检测方法对保证小麦生产的质量，评价小麦的品质，以及在后续的一系列加工制作中的把控，都具有重要意义。目前测量小麦水分的方法主要分为直接法和间接法[13]。直接法包括化学法、电烘箱法等，其精确度较高但是检测时间较长；
间接法包括电阻法、近红外线光谱测定法等，方法快捷，简单，但误差相对较大。市场上应用的检测方法大多为电烘箱法和近红外线光谱测定法，技术较为成熟，成本相对较低，当然，其他方法的测定，尤其是较为简便快捷的方法随着未来技术的发展，相信也会逐渐广泛应用。我国的粮食水分检测的标准方法为电烘箱干燥方法，这个方法的使用温度为（105±2） ℃，利用烘干前后的重量变化，就能计算出粮食的含水量。
2.3 小麦储藏中的温度
温度制约着小麦在储藏中的状态，当温度较低的时候，即使小麦中的水分含量较高，其微生物的生理代谢活动都受到温度的制约，也能使小麦变得安全。温度是影响小麦在储藏期间安全水分变化的因素之一，小麦的水分含量随着温度的变化而变得不同，同时，在相同的温度下，小麦水分含量的略微变化，也可能造成储藏后期霉菌数量的快速增加，造成安全储藏的时间大大缩短[14]，影响小麦的品质与经济效益。当下研发的粮温检测技术能够对粮仓内的温度变化进行有效的监控。
温度、水分和微生物之间的联系密不可分，同时还有其他因素影响小麦的储藏，如小麦的储藏时间、储藏形式和安全储藏期限等，都影响着小麦在储藏期间的品质。因此，小麦的储藏是需要开展大量的研究进行多方面的防范的，这对储粮量較大的我国来说是非常有必要的。
3 小麦安全储藏的方法
小麦安全储藏最大限度地维持小麦的加工品质，进行严格的防虫害、防霉害的工作，避免造成重大经济社会损失，还需要考虑合理的储藏费用。目前常用的小麦储藏方法有高温密闭贮藏法、低温密闭贮藏法[15]、缺氧贮藏法、化学防虫贮藏法以及其他简易防虫贮藏法。高温密闭储藏是将小麦放入封闭容器内，利用高温（50 ℃左右）暴晒8 ～ 10 d，来杀虫降水；
低温储藏是利用冬天的低温，运用机械或者自然通风降温后迅速封闭，达到维持小麦品质的效果；
缺氧储藏主要在密封环境下，利用呼吸作用降低环境中氧气同时提高二氧化碳的浓度，致使害虫死亡；
化学贮藏需要严格遵守相关规定进行化学农药的使用。不同的方法具有不同的优势，不同地域应根据自身的条件选择最佳的处理方法，才能达到最好的效果。
高大平房仓是我国储备粮储存的主要仓型，由于其隔热保温性能较差，夏季最高仓温和粮温可达到30 ～ 35 ℃，造成储粮害虫和微生物大量滋生，影响储粮安全，使用化学药剂熏蒸处理，易形成残留，粮食在高温下储存，品质会快速降低，影响储粮安全，使用常规的机械制冷和空调制冷技术降低仓温和粮温，能耗大，费用高。
北方小麦储藏往往在秋冬季利用自然冷源机械通风对粮堆进行降温，在次年夏秋高温季节仓内中心区域粮温仍然较低（冷心），因此低温储粮的关键在于高温季节抑制仓内上层及沿墙四周粮温回升。根据仓内粮堆温度分布规律，可采用空气隔离层环流通风、膜下上层与沿墙四周区域横向内循环两种低温储粮通风方式。空气隔离层环流通风冷却通风方式主要用于高温季节抑制仓内上层粮温的回升，具有风网结构简单、易于安装、成本低廉等特点，并能彻底避免通风过程中粮食局部增湿、结露等问题。膜下上层与沿墙四周区域横向内循环通风方式主要用于高温季节降低仓内上层粮温，与整仓膜下内循环通风模式相比，膜下上层与沿墙四周区域横向内循环通风模式在不破坏仓内冬季通风形成的冷心的前提下，可有效降低低温储粮通风的风量，减少环流风机功耗及制冷机组的装机容量。
另外，我国小麦的安全储藏研究开发出了其他技术和方法。例如，臭氧可以有效地抑制小麦体内α-淀粉酶的活性，防止小麦储藏期间淀粉被降解，提高其营养价值与商业价值[16-17]。此外，迷迭香、精油等所含有的活性成分，具有杀虫抗菌作用，可以将其当做一种生物杀虫剂[18]。
4 结 论
当前国内的贮藏水平还不高，具体表现在：① 粮仓外部保温冷桥问题严重，由于冷桥严重影响了粮仓的保温性能，导致夏季高温时粮仓四周及上部空间温度过高，冷热粮交替区易结露，露后霉变、黄变时有发生，储藏品质难于保障，机械气调储粮一次性投资大，气密改造、运行管理复杂；
② 储粮设施装备整体的自动化和智能化程度不高，粮食进出仓、粮面覆膜、平粮等人工作业，进出仓设备能耗高，智能化技术深度应用严重不足；
③ 害虫防治过度依赖化学熏蒸剂（磷化氢）和化学防护剂（马拉硫磷、拟除虫菊酯类等），部分地区谷蠹和锈赤扁谷盗的磷化氢抗性已高达1 000倍以上，高毒安全性和害虫抗药性问题刻不容缓；
④ 冬季通风降温失水严重，粮食失水后数量与质量均下降；
⑤ 粮食混杂收储，品质不一，储藏技术与粮食加工环节脱节严重，基于不同生态区、种类、品种、质量、等级、规格的储藏多元防控关键技术严重缺乏；
⑥ 东北地区高水分稻谷、南方地区粮食水分不均匀干燥过程“降水—能耗—品质”一体化智能调控技术缺乏。与目前世界其他国家和地区相比，我国目前在利用粮食贮存机械技术和设备方面尚待进一步提升。因此，现代化机械设施使用与专业人才培养对我国贮藏安全的技术提高、社会经济的持续发展都具有促进作用。
参 考 文 献
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