負電位糧食儲存特性研究

賈天敏 丁麗娜

[摘要]研究了稻谷、玉米和小麥在賦予不同的負電位情況下，在30℃，相對濕度為95%條件下儲存，以及將最難保存的水稻脫殼成大米在日常環境下做儲存驗證試驗，結果表明，具有負電位特性的水稻、小麥和玉米的儲存期限可以提高10倍以上，這對于我國乃至全球糧食安全和人類的健康提高都具有重大的現實意義。

[關鍵詞]負電位;糧食;儲藏;霉菌

中圖分類號：S379 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201910

目前，國內外提高糧食的儲存性能主要采取通風、控溫、加惰性氣體等物理手段控制霉菌等微生物的危害性活動[1]。一般條件較好的可以保存3年，到3年就會進入輪換，4年就會進入陳化糧作飼料使用，而水稻更是儲存超過1年就會產生嚴重變質。糧食儲存期短造成了極大的糧食浪費，同時也給我國乃至全球糧食安全、人類健康帶來重大隱患。

糧食中的霉菌不僅影響糧食的食用性能以及加工工藝品質，還會影響相關食品的食用安全性，危及人民健康。霉變也成為糧食儲存過程中糧食品質出現問題的主要因素。為此，文章擬在相同的條件下，對水稻、玉米、小麥賦予不同量的負電位，研究3種糧食中霉菌的生長特性以及一些品質指標的變化特性，探討糧食儲存低成本超長保鮮保質的新路徑。

1 材料與方法

1.1 試驗糧食

稻谷品種為稻花香2號，小麥品種為遼春，玉米品種為先玉。

1.2 培養基及檢測試劑

霉菌帶菌量分析采用改良察式培養基;檢測試劑為分析純。

1.3 試驗儀器

微生物活性檢測儀：四川晟榮科技發展有限公司生產。溫濕度傳感器：鄭州貝博電子有限公司生產，精度為溫度0.1℃，相對濕度1%。負電位檢測儀：214型LUTRON，測試范圍為-1 999 ～+1 999 mv，解析度為1 mv，精確度為± 3%。儲存容器：1.2mm鍍鋅板制成直徑650mm，高1 000mm的圓筒狀容器，容器側面開有直徑50mm的小孔，可供采集一定深度的儲存糧食樣品。

1.4 試驗方法

1.4.1 糧食模擬儲存方法

在無菌室中用溫度、濕度傳感器分別控制電加熱器和超聲波加濕器，維持特定的溫濕度，將糧食儲存在鍍鋅板制成的容器中。

1.4.2 微生物活性檢測方法

取100g樣品于具塞三角瓶中，分3次（每次150mL左右）分別加入蒸餾水至瓶中，每次在振蕩器上震蕩2min，把濾液過濾到500ml量筒中，補足500mL，然后加到微生物活性檢測儀的反應室中，得到儀器的提示后加入檢測底物10mL，加蓋密閉，10min后屏幕上顯示數值即為微生物活性值。

1.4.3 糧食含水量調節方法

將市場上購買的糧食至于塑料薄膜上，按其含水量計算調節至目標含水量所需要的理論添加水量，用噴霧器分3次將1.3倍理論添加水量的蒸餾水噴到糧食表面，用薄膜覆蓋使水分被完全吸收和均勻化，獲得所需水分的糧食。

1.4.4 糧食吸濕性比較試驗方法

將小麥、玉米、稻谷3種試驗糧食調節至含水量分別為13.5%，14.5%和14.3%，定時檢測表層下10cm糧食的水分含量變化。

1.4.5 糧食負電位賦值方法

試驗所采用的負電位水溶液為通過蒸餾水電解以及金屬還原制成負電位值為-1 200mv的水溶液，加入工業葡萄糖和工業氨基酸作為負電位穩定劑，在實驗應用過程中通過加蒸餾水調節水溶液的負電位值，對小麥、玉米、稻谷3種試驗糧食葉面進行噴施實驗，獲得負電位糧食。

噴施次數：3次。

玉米噴施時間：在玉米雄穗抽穗前噴施1次，在雌玉米授粉后噴施1次，間隔20d再噴施1次。3次噴施時間每次噴施間隔20d。在噴實施時，每個葉面上下都要噴到。

小麥噴施時間：在小麥返青距離地面半米左右噴施1次，在小麥抽穗前噴施1次，在小麥抽穗后噴施1次。

水稻噴施時間：在水稻分蘗之前噴施1次，水稻楊花前噴施1次，水稻揚花后噴施1次。

1.4.6 負電位水溶液配制方法

用蒸餾水稀釋的負電位水溶液：將負電位值為-1 200mv的水溶液分別稀釋至負電位-500mv、-400 mv、-300 mv、-200mv、-100mv，對實驗對象進行葉面噴施。

1.4.7 負電位值測試時間

在3種糧食灌漿尚未完全成熟時對3種糧食做負電位值測試：將3種糧食粒做成漿的過程中，采用純塑料袋作為外包裝對3種糧食顆粒進行碾壓破碎，以避免在破碎糧食顆粒過程中被氧化或者與盛裝器物發生反應影響實驗效果。

1.4.8 相關指標測定方法

負電位測量按照SL 94-1994 電位測定法測定。

1.5 分析指標變化

相關指標變化情況見表1～表8。

2 結果與分析

2.1 噴施不同負電位水溶液對糧食負電位特性與生物活性的影響

初始稻谷、小麥、玉米3者的負電位狀況如表1所示，隨著噴施的負電位水溶的負電位絕對值越大，3種糧食的負電位絕對值也越大，所對應微生物活性值則越小，如表2所示。可以看出，負電位糧食的原始微生物活性值遠低于非負電位糧食微生物活性值，這為糧食保質提供了良好的初始條件，并且原始的糧食負電位含量越高，糧食原始的微生物活性值就越低，越有利于儲存。

2.2 負電位對3種糧食儲存微生物活性值的影響

糧食發霉是糧食變質的重要因素，文章與其他研究者一樣，采用檢測微生物活性值作為糧食儲存霉菌變化強度的比較指標。當然，儲糧品質的變化程度與霉菌的活動程度并非完全對應。尤其是水稻，其變質速度最快，保質期最短，霉菌對其質量影響最大。本試驗是將3種安全水的糧食儲藏在30℃，相對濕度（RH）為95%環境下，監測3種不同負電位糧食以及它們在該環境下微生物活性值的變化狀況，結果如表3～表8所示。根據文獻的研究成果[1]，糧食在微生物活性值達到400u/g時，就已經能夠發現有明顯的霉菌生物群的出現，玉米的發芽率已經從95%降低到85%，稻谷的發芽率從97%降到88%，麥子從98%降低到96%。由此，將糧食在微生物活性值達到400u/g時作為糧食質量優劣的分界點來加以區別。由于負電位糧食抗氧化和抗霉菌的能力超強，因此在試驗中采用的RH75%、RH75%和RH95%，25℃條件下以及RH75%和RH75%，因為30℃條件下負電位的3種糧食儲存期過長，試驗研究時間也過長，所以試驗中的這些數據沒有采用，而是直接采用最為極端的RH95%，30℃條件下試驗檢測的數據作為論據分析。由于當微生物活性值超過400u/g時，糧食已經完全失去了其食用和作飼料的價值，因此當糧食中的微生物活性值超過400u/g就不再對糧食進行微生物活性值測量。

試驗結果發現，負電位糧食具有極高的抗霉菌生長特性，并且負電位絕對值越高，糧食的抗霉菌能力越強，可以根據實際情況進行設計使之達到10倍以上的儲存效果。

利用負電位技術生產的糧食，不僅能夠獲得高的儲藏性能，保質期大幅度增長，同時還能夠很好地抑制有害菌在糧食中的繁殖，確保糧食和食品安全營養，對于提高人民身體健康和提高部隊保障力及戰斗力都具有十分重大的意義。

為了進一步驗證負電位糧食的優越應用性能，將最難以保存的水稻殼去掉，做成大米在日常環境下存放，驗證負電位糧食的儲藏性能。通過試驗驗證，當水稻稻殼被去掉做成大米，負電位大米在日常環境下仍具有很好的保存性能。非負電位大米在日常儲存條件下，超過3個月就變白、變質，而所有的負電位大米放置3年以上仍然新鮮如初，這與前述的試驗研究結果相一致。這一研究發現將極大地提高全球糧食的儲存周期，大大提高糧食抵抗有害菌對于糧食的危害，大幅度降低糧食儲存成本，從而使糧食品質得到極大的提升。

3 結 論

（1）試驗表明，負電位糧食在不改變原來儲存方式的條件下，糧食儲存期可以提高10倍以上。（2）對糧食作物噴施的負電位水溶液絕對值越大，對于糧食留存的負電位值就越高，糧食儲存時的霉菌數量就越少，儲存期就越長。（3）負電位食品使得食品保質期得到有效提升，這將成為人類糧食和食品安全最經濟最有效的生產儲存解決方案。

參考文獻

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Study on Grain Storage Characteristics of Negative Potential

Jia Tianmin1，Ding Lina2

（1.Shenyang University of Technology，Shenyang，Liaoning 110000;

2.Shenyang? realful Agricultural Technology Development Co.， Ltd.，Shenyang，Liaoning 110000）

Abstract： The rice crop， corn and wheat of different negative potential? were stored at 30 degrees ℃ with a relative humidity of 95%， and the rice crops of the most difficult storage shelled into rice was stored at? normal atmospheric temperature to contrast. The results show that the storage period of rice crop， corn and wheat of negative potential can be more than ten times， which is of great practical significance to china's food security and the improvement of human health.

Key words： negative potential， grain， storage， mold