儲糧中糧食自身呼吸與霉菌活動產生CO2的特點分析

□ 栗 豐（廣州華立學院，廣東 廣州 511325）

糧食屬于人類生存發展中的基礎食品，同時也是影響國家政治穩定和經濟發展的重要戰略物資，糧食的穩定和安全直接影響國家的長治久安。安全有效的糧食儲藏能夠幫助合理應對各種突發性事件和重大自然災害，為此，在收獲糧食入庫后，需要對糧食質量進行嚴格控制，入庫后，借助相應的技術手段全面監控糧食儲藏中的各種指標變化，能夠及時發現問題和解決問題，通過安全糧食儲備促進社會健康穩定發展［1］。

一、安全條件下糧食和霉菌呼吸形成的二氧化碳特征

（一）安全儲藏下稻谷二氧化碳含量

我國的糧食種植因為氣候和地域性差異，不同區域內所種植的糧食種類存在較大差異，同時，不同類型糧食的安全儲藏要求條件也各不相同。在初步收獲糧食后，經過有效的除雜和干燥處理，能夠滿足儲藏的安全水分要求條件。在實際儲藏中，如果沒有蟲害影響，因為糧食中沒有自由水，所以不具備細菌滋生條件。因為糧食水分較低，因此霉菌處于某種休眠狀態。在該種條件下，糧食呼吸作用所形成的二氧化碳含量呈現出緩慢增長趨勢，糧堆內二氧化碳波動幅度降低。

稻谷收獲后，不但內部顆粒含有霉菌，同時外殼部位也容易隱藏大量霉菌。稻谷儲藏中的安全水分含量是14.5%。開始入倉存儲前，為了提升儲藏安全性，通常會把糧食內部水分控制在安全水分的1%到2%之間。通過分析水分含量分別是11.5%、12.7%以及13.9%的三種不同稻谷作為安全水分狀態下儲藏樣品，同時在25°C恒溫狀態下實施27天的儲藏，每隔4天記錄內部二氧化碳變化狀況。通過分析發現，處于安全水分條件下進行27天儲藏，環境內的二氧化碳含量并沒有產生明顯改變，單純存在微弱下降和上升趨勢，而三種水分含量不同稻谷在安全水分狀態下實施儲藏中，對應二氧化碳含量維持一致的變化趨勢，沒有產生明顯差異。經過72天儲藏工作周，分別提升0.162%、0.274%、0.375%，每天平均增長含量只有0.0052%、0.0038%、0.0023%，和霉變糧食形成的二氧化碳含量相比，該數值較小,證明處于安全水分狀態下，能夠對稻谷實施長期儲藏，糧食以及微生物性代謝作用不足，不會影響糧食儲藏質量。

安全水分條件進一步影響限制了微生物的繁殖和生長，同時糧食呼吸作用相對較差，因為糧食處于某種完全密封容器內，糧堆所形成的二氧化碳氣體無法和外部環境進行順利交換，導致容器內二氧化碳含量持續積累，是密閉容器內糧堆各種生物源代謝總和。稻谷處于安全水分狀態下，對應二氧化碳含量增長變化十分緩慢，證明糧堆生物源整體呼吸作用相對較弱，糧堆中的二氧化碳基數變化值相對較小。

（二）安全儲藏下小麥二氧化碳含量

小麥是面粉的原材料，同時也是北方重要的食用品種，也是我國北方儲量最大的糧食品種。在倉儲中，對于小麥的入倉水分要求是不超出12.5%，以進一步提升長期儲藏安全性。二氧化碳含量為11.1%以及12.1%的小麥處于25°C恒溫狀態下存儲60天的二氧化碳含量變化趨勢接近于水稻，整體呈現出較低水準，因為糧食以及微生物群體依然需要維持基礎新陳代謝，對應二氧化碳含量呈現出緩慢增加的趨勢，但尚未達到可以準確反映出霉菌繁殖狀況的變化范圍。

（三）安全儲藏下玉米二氧化碳含量

玉米籽粒的外殼十分堅硬，不會輕易被微生物所感染，但對應胚芽部分始終暴露在外，微生物普遍在該部位聚集，如果玉米顆粒不完整，同樣會導致感染微生物。所以,開始入倉存儲玉米前，需要合理控制顆粒完善度，避免儲藏中產生霉變擴散問題。玉米安全儲藏水分對應含量維持在14%左右。此次選擇水分為11.5%和13%的玉米作為儲藏品種，處于25°C恒溫條件下儲藏60天，同時每隔4天記錄環境內的二氧化碳含量。通過60天的玉米儲藏后，兩種樣品內二氧化碳含量單純提升了0.343%和0.288%，同時整個上升過程較為平穩且緩慢。通過對比分析小麥和稻谷儲藏中的二氧化碳上升狀況，玉米儲藏環境內二氧化碳含量遠遠超出另外其他兩種糧食二氧化碳含量，也許是因為玉米顆粒胚部較高，和其他糧食相比，呼吸作用更強，導致環境內二氧化碳含量較高。

結合環境內的整體二氧化碳變化趨勢分析，三種糧食具有相同狀況。處于安全水分狀態下進行糧食存儲，維持代謝和呼吸作用，但因為條件限制，整體代謝作用相對較差，僅形成了少量二氧化碳。糧堆內不同微生物的成長狀況也受到了一定限制，即便長期儲存，也沒有發現微生物出現明顯增加的狀況，或微生物呈現出明顯提升現象，證明在該種條件下，二氧化碳含量可以體現出糧食呼吸作用。

處于試驗條件下，儲藏中二氧化碳并沒有消散，全部在密閉容器內堆積，所以檢測的二氧化碳數值為密閉環境下形成的二氧化碳總量。但在實際儲藏中，糧食并非處于完全密閉環境內，周圍空氣呈現出流動狀態，糧堆內氣體始終和外部環境維持交換狀態。處于安全儲藏環境下，糧堆內所形成的二氧化碳數量較少，遠遠低于糧堆和外部環境交換量，所以在安全狀態下，糧食內二氧化碳檢測數值可以充當糧堆其他成分波動變化基數［2］。

二、儲藏年限對于糧堆二氧化碳影響

（一）安全水分條件的影響

按照糧食存儲時間的差異，可以進一步將糧食劃分為陳糧和新糧兩種形式。新陳度是判斷糧食品質的重要指標。糧食儲藏時間長短會對糧食品質產生直接影響，在糧食儲藏時間持續增加條件下，糧粒內成分處于多種酶作用下一直在產生某種化學反應，而對應黏度、發芽率、脂肪酸、碳水化合物等相關數值也產生了明顯變化，對應代謝活動所形成的揮發性物質普遍儲存在糧粒當中，持續產生變化，使得糧粒內部產生某種不可逆質量變化。為此在糧食儲存管理中，糧食新陳度對于糧食流通和管理具有重要意義。倉儲過程中還需重點關注那些存儲時間較長的糧食，以便形成有效的保護預防措施。

稻谷的安全儲藏水分為14.5%，而小麥的安全儲藏水分是12.5%，選擇小于安全水分的13%水分含量稻谷和水分含量為12.5%的小麥實施新陳對比分析。因為新陳稻谷對應水分含量全部小于安全水分，為此，兩者二氧化碳含量全部呈現出某種平穩升高趨勢，整體含量變化幅度較小，依然將維持在安全二氧化碳標準范圍內。在經過40天的儲藏后，新稻內二氧化碳含量是0.31%，陳稻內二氧化碳含量只有0.2%。通過分析可以發現，新稻內二氧化碳含量遠遠超出陳稻，最后的升高范圍同樣超出陳稻。對于小麥來講，因為水分處于安全儲藏限值，經過40天的儲存后，糧堆內二氧化碳含量遠遠超出稻谷內二氧化碳含量。而6個月的新麥內二氧化碳含量是0.902%，3年的陳麥內部二氧化碳含量是0.396%，和陳稻以及新稻相比，二氧化碳含量分別超出0.196%和0.587%，呈現出持續升高的趨勢，整體上升速度相對較快。12.5%水分含量的陳麥和新麥模擬儲存中微生物數量變化，新麥帶菌數量從原本的0.24×103cfu/g，進一步轉化成0.46×103cfu/g，而陳麥的帶菌量也進一步從0.21×103cfu/g轉化成0.42×103cfu/g。兩種帶菌量都沒有超出1×103cfu/g數量級，即從數量表現層面分析并沒有太大的差異，證明水分含量為12.5%的陳麥和新麥內微生物數量沒有產生明顯波動。因為兩種稻谷內微生物含量波動很小，所以該種條件下容器中二氧化碳含量主要是受到糧食呼吸作用影響。新稻在田地內收獲達到2個月后，通過除雜、晾曬處理，直接收入糧庫當中，因為整體收獲時間相對較少，糧粒和外部物質之間存在較強的交換能力，擁有較高的新陳代謝水平，所以可以產生大量二氧化碳。在對陳糧進行兩年儲存后，糧食籽粒進入休眠狀態，對應新陳代謝能力以及物質交換能力下降，所以形成的二氧化碳含量和新稻相比要小一些。

（二）高于安全水分的影響

在新糧開始入倉存儲前，需要對糧食內部水分條件進行合理控制，因為新糧擁有較強的物質交換和代謝作用，需要保證入倉水分小于國家規定標準，否則入倉后，便會形成微生物成長有利條件。在儲藏陳糧中，接近安全水分條件，容易危害糧食安全，但和新糧相比要小一些。但因為超出安全水分，糧食儲存過程中形成了激烈的微生物活動，尤其是微生物開始繁殖后，對于環境內二氧化碳影響遠遠超出糧食呼吸作用。因為微生物以及糧食共同作用影響，產生腐敗變質危害大、周期短，環境內二氧化碳含量呈現出較為明顯的變化幅度。該部分可以為儲藏新陳糧食提供有效幫助。在實際儲藏工作中，聯系新、陳糧食不同的特征，對應后期管理方式以及儲藏方式也存在明顯差異，能夠在節約基礎上提升糧食質量和安全性。糧食帶菌量也會對糧堆產二氧化碳產生一定影響。糧食在儲藏中產生質量急劇下降現象，通常是糧堆中微生物活動導致的，該種危害會在短時間內徹底損壞區域糧食，導致無法正常食用，甚至會感染各種真菌毒素，最終只能丟棄，從而導致產生極大的浪費［3］。

三、結語

綜上所述，糧食儲藏即對作物收獲后所得原糧實施儲存，從作物當中提取的種子屬于一種生命器官，任何生命物體都無法脫離呼吸作用，而糧食主要借助呼吸作用進行新陳代謝，并消耗相應的氧氣，形成二氧化碳、熱量和水分，屬于一種天然生理現象。而霉菌呼吸對于糧食儲存十分不利，容易導致糧食喪失原有價值，造成無法挽回的損失，為此，需要進行合理控制，優化儲糧質量。