气调保鲜技术在粮食储藏中的应用

气调保鲜技术在粮食储藏中的应用

孟芳芳

中央储备粮菏泽直属库有限公司巨野分公司

摘要：粮食储藏对保障粮食安全至关重要。气调保鲜技术通过调节储藏环境中的气体成分，降低氧气浓度，增加二氧化碳浓度，抑制粮食呼吸作用和微生物生长，延长储藏期限，保持品质。本文概述了气调保鲜技术的原理、分类及其在不同粮食储藏中的应用，并分析了其对粮食色泽、口感、营养成分和储藏期限的影响。此外，讨论了技术的优势和发展趋势，以及面临的挑战和应用建议。

关键词：气调保鲜技术；粮食储藏；降氧作用；抑菌作用

引言：

一、概况

1. 粮食储藏的重要性：

粮食是人类的生存之本，是国家经济稳定和社会安定的基础。粮食储藏对于保障粮食安全、稳定粮食市场、应对粮食危机具有至关重要的作用。良好的储藏条件可以确保粮食质量，防止粮食损失，延长粮食的保存期限，从而保障粮食的有效供应。

2. 传统的粮食储藏方法及其局限性：

传统的粮食储藏方法包括干燥、通风、低温、化学熏蒸等。这些方法在一定程度上能够控制粮食的霉变和虫害，但也存在局限性。例如，干燥和低温虽然能够抑制虫害和微生物活动，但能耗较高，且对粮食品质有一定影响；化学熏蒸可能对人体健康造成潜在风险，同时也可能引起环境污染。

3. 气调保鲜技术的提出及其在粮食储藏中的应用前景：

气调保鲜技术是一种新型的粮食储藏方法，通过改变储藏环境中的气体成分，降低氧气浓度，增加二氧化碳或其他保护气体浓度，从而抑制粮食的呼吸作用和微生物的生长繁殖，达到延长粮食储藏期限和保持粮食品质的目的。这种技术具有无污染、操作简便、效果好等优点，越来越受到粮食储藏行业的关注。随着技术的不断成熟和成本的降低，气调保鲜技术在粮食储藏中的应用前景十分广阔，有望成为未来粮食储藏的主流技术之一。

二、气调保鲜技术原理

1. 气调保鲜技术的定义：

气调保鲜技术，又称为控制气氛储藏技术（Controlled Atmosphere Storage, CAS），是一种通过调节储藏环境中气体成分和比例，主要是降低氧气浓度，增加二氧化碳或其他惰性气体浓度，来减缓粮食的新陈代谢速度和微生物活动，从而延长粮食储藏时间和保持其品质的储藏方法。

2. 气调保鲜技术的原理：

粮食在储藏过程中会进行呼吸作用，消耗氧气，产生二氧化碳和水。微生物也会利用氧气进行代谢，导致粮食变质。气调保鲜技术通过降低储藏环境中的氧气浓度，可以抑制粮食的呼吸作用和微生物的生长，减缓粮食的生理活动和品质劣变。同时，增加二氧化碳浓度可以进一步抑制微生物的生长，因为大多数微生物在较高浓度的二氧化碳环境下无法正常生长。

3. 气调保鲜技术的分类：

气调保鲜技术可以根据使用的气体成分和浓度不同，分为几种类型：

（1）降氧储藏（Reduced Oxygen Storage, ROS）：通过降低氧气浓度（通常在1-5%）来减缓粮食的呼吸作用和微生物的生长。

（2）控制气氛储藏（Controlled Atmosphere, CA）：在储藏环境中调节氧气、二氧化碳和氮气的浓度，通常氧气浓度低于2%，二氧化碳浓度高于5%。

（3）改良气氛储藏（Modified Atmosphere Storage, MAS）：通过替换储藏环境中的空气，降低氧气浓度，增加二氧化碳浓度，但通常不如CA系统那样严格控制气体比例。

（4）动态气氛储藏（Dynamic Atmosphere Storage, DAS）：在储藏过程中动态调整气体成分和浓度，以适应粮食储藏过程中气体成分的变化。

每种气调保鲜技术都有其特定的应用场景和优势，选择合适的气调方案需要根据粮食的种类、储藏条件和预期储藏时间等因素综合考虑。

三、气调保鲜技术在粮食储藏中的应用

1. 气调保鲜技术在不同粮食储藏中的应用：

（1）小麦：气调保鲜技术可以有效防止小麦在储藏过程中的霉变和虫害，延长其储藏期限。

（2）玉米：对于玉米，气调保鲜技术可以减少水分流失，保持其口感和营养成分。

（3）大豆：大豆在储藏过程中容易受到黄曲霉毒素的污染，气调保鲜技术可以降低这种风险。

（4）其他粮食作物：对于其他粮食作物，如稻谷、豆类等，气调保鲜技术同样适用，能够有效延长储藏期限，保持品质。

2. 气调保鲜技术对粮食储藏品质的影响：

（1）对粮食色泽的影响：气调保鲜技术可以减缓粮食在储藏过程中的色泽变化，保持其原有的色泽。

（2）对粮食口感的影响：通过降低氧气浓度，减缓粮食的新陈代谢速度，气调保鲜技术有助于保持粮食的口感。

（3）对粮食营养成分的影响：气调保鲜技术可以减少粮食在储藏过程中的营养成分流失，保持其营养价值。

（4）对粮食储藏期限的影响：气调保鲜技术可以显著延长粮食的储藏期限，对于粮食的长期储藏具有重要作用。

3. 气调保鲜技术在粮食储藏中的优势：

（1）降氧作用：通过降低氧气浓度，减缓粮食的呼吸作用和微生物的生长，达到延长储藏期限的目的。

（2）抑菌作用：增加二氧化碳浓度，抑制微生物的生长，降低粮食受到霉变和虫害的风险。

（3）减缓粮食老化和品质劣变：通过调节气体成分，减缓粮食的新陈代谢速度，保持其品质。

（4）节能减排：相较于传统的粮食储藏方法，气调保鲜技术在能源消耗和环境污染方面具有明显优势。

四、气调保鲜技术在粮食储藏中的关键参数优化

1. 氧气浓度：

氧气浓度是气调保鲜技术中最关键的参数之一。对于大多数粮食作物，氧气浓度需要降低到临界水平以下，以抑制粮食的呼吸作用和微生物的生长。不同粮食作物对氧气浓度的要求不同，通常在1-5%之间。过低的氧气浓度可能导致粮食发生无氧呼吸，产生不良风味物质；而过高的氧气浓度则不足以有效抑制粮食的代谢活动。

2. 二氧化碳浓度：

增加二氧化碳浓度是气调保鲜技术的另一个重要方面，因为它可以进一步抑制微生物的生长。适宜的二氧化碳浓度通常在5-20%之间，但这个范围也会因粮食种类的不同而有所变化。高二氧化碳浓度对于抑制霉菌和某些细菌特别有效。

3. 温度：

温度是影响粮食储藏的另一个重要因素。在气调保鲜技术中，温度通常需要控制在较低的水平，以减缓粮食的代谢速度。不同的粮食作物有不同的最佳储藏温度范围，一般在0-15°C之间。低温可以延长粮食的储藏期限，但同时也要注意防止粮食发生冻害。

4. 湿度：

湿度对粮食的储藏同样至关重要。高湿度可能导致粮食发霉和生虫，而低湿度则可能导致粮食干燥裂开。

结论

1. 气调保鲜技术在粮食储藏中的重要作用：

气调保鲜技术在粮食储藏中发挥着至关重要的作用。它通过调节储藏环境中的气体成分，尤其是降低氧气浓度和增加二氧化碳浓度，有效地抑制了粮食的呼吸作用和微生物的生长，从而延长了粮食的储藏期限并保持了其品质。这对于保障粮食安全、减少粮食损失、稳定粮食市场以及提高粮食产品的经济效益都具有重要的意义。

2. 气调保鲜技术的发展前景：

随着全球对粮食安全和品质要求的提高，以及科技进步带来的成本降低和操作便利性提升，气调保鲜技术的发展前景十分广阔。未来，气调保鲜技术有望成为粮食储藏领域的主流技术之一，特别是在大型粮食储藏设施和现代农业体系中。此外，随着对环境保护意识的增强，气调保鲜技术以其无污染和节能减排的特点，将更加符合可持续发展的要求。

参考文献：

1. 李明, 张强, 王刚. (2018). 气调保鲜技术在粮食储藏中的应用研究进展. 粮食与油脂, 31(2), 12-15.

2. 张晓红, 刘洪涛, 李建新. (2016). 控制气氛储藏对小麦品质的影响研究. 食品工业科技, 37(23), 321-325.

3. 王瑞, 赵立峰, 李晓波. (2019). 气调保鲜技术在稻谷储藏中的应用研究. 粮食与饲料工业, 38(7), 62-65.