储藏小麦发热、霉变的临界点判定及对品质影响

发布时间：2020-03-29 13:13

【摘要】：本课题以2017年收获的河南普通硬质小麦为研究对象,将小麦水分含量调节至16%、18%、20%和22%,储藏温度设置为常温(15-25℃)和高温(25-35℃)两种,分别置入仓容量为1000 kg的模拟仓内储藏。研究不同储藏条件下小麦发热霉变现象发生的临界点参数,并通过测定储藏过程中粮温、霉菌菌落总数、籽粒品质、流变学特性和微观结构的变化,确定发热霉变的临界点及发热霉变过程对小麦品质变化的影响规律,为生产实际中小麦的安全储备提供理论依据和实践指导。(1)高温(25-35℃)储藏下,水分含量为16%、18%、20%和22%的小麦粮堆出现发热现象的时间分别为6 d、3 d、3 d和3 d,储藏过程中最高粮温分别可达到44℃、51℃、53℃和54℃。常温(15-25℃)储藏时,水分含量为18%、20%和22%的小麦粮堆出现发热现象的时间分别为27 d、12 d和5 d,最高粮温分别为30℃、48℃和48℃;水分含量为16%的小麦粮堆储藏过程中(110 d)并未出现发热现象,最高粮温仅为26℃。水分含量为16%、18%、20%和22%的小麦粮堆在常温储藏时可明显延缓发热现象的发生,较高温储藏分别推迟了104 d、24 d、9 d和2 d,最高粮温分别降低了18℃、21℃、5℃和6℃。(2)常温(15-25℃)储藏时,水分含量为16%、18%、20%和22%的小麦粮堆开始轻度霉变的临界点为33 d、24 d、6 d和6 d,中度霉变的临界点为6 0d、33 d、9 d和9 d,重度霉变的临界点为93 d、36 d、12 d和12 d;高温(25-35℃)储藏时,水分含量为16%、18%、20%和22%的小麦粮堆开始轻度霉变的临界点为未检出、3 d、6 d和未检出,中度霉变的临界点为12 d、6 d、9 d和3 d,重度霉变的临界点为未检出、12 d、12 d和9 d。相同含水量的小麦在常温储藏时可延缓霉变程度的加深,含水量从低到高的小麦粮堆在常温储藏时中度霉变的临界点可分别推迟48 d、27 d、0 d和6 d。(3)储藏小麦发热霉变过程中品质明显劣变,中层小麦粮堆品质下降速度明显快于上下两层。发芽率和面筋吸水量均呈现下降趋势,储藏末期(重度霉变),发芽率整体从初始的95%左右降至10%左右,面筋吸水量小于180%,达到不宜存状态;降落数值呈先增大后减小的趋势。发芽率能够作为判定小麦发热霉变过程的敏感指标之一,面筋吸水量在本实验中因储藏周期较短,直至小麦严重霉变后才达到不宜存状态,变化不明显。储藏小麦发热霉变后,其面团的流变学特性在一定程度上发生了变化。具体表现为各含水量小麦面团的弱化度不断增大,常温储藏末期整体为100 FU左右,高温时为140FU左右,延伸性、拉伸阻力、拉伸比例和稳定时间等整体呈先上升后下降的趋势,储藏末期常温环境的小麦面团稳定时间为4 min左右,高温环境为8 min左右,说明储藏过程中面团筋力变差,面团的韧性和延展性等先得到改善而后开始劣变;水分含量为20%的小麦粮堆,峰值粘度由初始的2277.3 cP增加至3630.7 cP,回生值由1249.0 cP增加至1710.3 cP,衰减值由987.0 cP增加至1501.7 cP,峰值粘度、衰减值和回生值不断增加,说明发热霉变后直链淀粉含量增加,冷糊稳定性变差,易于老化。(4)对于不同发热霉变阶段的小麦籽粒,胚乳和胚细胞的微观结构发生了明显的变化。扫描电镜观察小麦籽粒胚乳微观结构发现发热期对淀粉和蛋白质基质的结合程度影响较小,主要变化是小粒淀粉开始脱落留下明显凹坑;霉变期淀粉粒进一步脱落、破损,小粒淀粉含量减少从而支链淀粉含量降低,这与淀粉糊化特性的变化一致;蛋白质基质被严重破坏,留下大量残片,蛋白质基质与淀粉结合松散。透射电镜观察小麦胚细胞结构发现,发热前期小麦籽粒线粒体聚集于细胞膜,为细胞提供能量,已保证籽粒旺盛的呼吸作用;胚细胞具有丰富的细胞器;霉变期细胞器降解后与细胞质混合,难以辨认细胞核、线粒体的结构。细胞壁韧性下降,无法维持细胞形态,细胞间隙不断增大,造成生命力逐渐丧失。(5)根据不同含水量小麦发热、霉变的临界点研究结果,以未达到轻度霉变为标准,建议保证小麦安全储藏的极限条件:常温(15-25℃)储藏下水分含量为16%、18%、20%和22%的安全储藏期分别为33 d、24 d、6 d和5 d;高温(25-35℃)储藏时水分含量为16%的小麦仅可安全储藏6 d,高于16%含水量的小麦仅可安全储藏3 d。因此,高于16%含水量的小麦储藏期间如遇高温(25-35℃)环境,短期内极易发热霉变,必须尽快处理,以免造成损失。
【图文】：

模拟仓注：（a）为模拟仓平面结构图

表 2-2 小麦储藏条件的设置储藏环境温度 小麦含水量15~25 ℃ 16.0 % 18.0 % 20.0 % 22.0 %25~35 ℃ 16.0 % 18.0 % 20.0 % 22.0 %模拟实验仓置于实验室内，环境温度主要由室内空调控制，实验室的环境温度维持在常温 15-25 ℃和高温 25-35 ℃两种。因小麦用量较大（单仓 1000kg）,水分误差范围控制在±0.5 %。2.2.5 测温电缆的布置及温度测定向模拟仓中布置十五根测温电缆，使其等距对称的分布在粮堆中，，并编号 1-15，如图 2-2 所示。每根电缆上有三个等间距的温度传感器，分别测定的是上层、中层和下层的粮堆内部温度，每天上午八点手持巡回测温仪测定粮堆的温度。
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS210.1

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本文编号：2606020