李興巖,曲珈瑩,張高鵬,姜懿珊,彭夢菲,侯健飛,劉 霞*
(1.天津市津南區(qū)糧食購銷有限公司,天津 300350;2.天津科技大學(xué)省部共建食品營養(yǎng)與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300457)
隨著我國全球化市場的提高, 國內(nèi)市場對(duì)大豆以及大豆產(chǎn)品需求量不斷增長, 中國已經(jīng)成為世界上大豆進(jìn)口第一大國。 天津港作為我國北方第一大港口,每年都有大量的國外大豆經(jīng)此進(jìn)入國內(nèi),根據(jù)天津海關(guān)部門出具的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2020 年前11 個(gè)月進(jìn)口了大豆約七百萬噸, 價(jià)值約為二百余億元人民幣,相較2019 年同期漲幅約41%[1]。 面對(duì)每年數(shù)以百萬噸的進(jìn)口大豆, 確保儲(chǔ)藏大豆的質(zhì)量安全和品質(zhì)控制成為非常重要的問題。 此外一些儲(chǔ)備庫還收購和儲(chǔ)存國產(chǎn)非轉(zhuǎn)基因大豆,主要用于生產(chǎn)豆腐、豆芽等豆制品。
大豆的營養(yǎng)成分豐富, 富含人體所需的營養(yǎng)物質(zhì),如蛋白質(zhì)、脂肪、維生素及微量元素等。由于其內(nèi)部蛋白質(zhì)、脂肪含量較高,在長期的儲(chǔ)藏過程中極易出現(xiàn)氧化酸敗、蛋白質(zhì)變性、吸濕生霉、生蟲等劣變現(xiàn)象。 相對(duì)于其它谷物,大豆的儲(chǔ)藏保管難度更大。大豆從收獲初期到最終后熟品質(zhì)穩(wěn)定所需時(shí)間相對(duì)較長, 在此過程中會(huì)產(chǎn)生大量熱并伴有著水分的流出,若不及時(shí)疏水、散熱就會(huì)導(dǎo)致局部出現(xiàn)發(fā)熱或者受潮現(xiàn)象, 故長期儲(chǔ)藏的大豆一般要求維持水分不得超過12%[2],這就需要保持干燥環(huán)境,并且保證適時(shí)通風(fēng)、低溫密閉。 所以大豆儲(chǔ)藏過程中,外部環(huán)境以及大豆本身品質(zhì)是兩個(gè)重要因素, 它們制約著大豆品質(zhì)儲(chǔ)藏的穩(wěn)定性。
大豆富含脂肪, 不同品種間的脂肪含量會(huì)有差異,但一般大豆中的粗脂質(zhì)含量能達(dá)到20%左右。由于脂肪的一大特性是較強(qiáng)的疏水性, 這樣會(huì)使得豆粒中的水分更多的集中于蛋白質(zhì)的親水部位, 導(dǎo)致蛋白質(zhì)親水膠體含水量較高, 致使大豆整體相對(duì)的水分活度高,這會(huì)導(dǎo)致大豆耐藏度低。大豆種皮相對(duì)較薄,對(duì)于氣體或者水分的通透性強(qiáng),在籽粒結(jié)構(gòu)上有一種特殊的吸水結(jié)構(gòu)叫發(fā)芽孔, 它使大豆具有很強(qiáng)的吸濕性,其吸濕能力相較玉米、小麥都更強(qiáng),更易出現(xiàn)吸濕、返潮、霉變等現(xiàn)象。 若大豆長期處于高濕度環(huán)境下,就會(huì)出現(xiàn)豆粒發(fā)軟,皮色變灰暗和產(chǎn)生異味,后期豆粒體積出現(xiàn)膨脹、形變,嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生破碎粒,而破碎粒更是微生物菌落的易發(fā)區(qū),會(huì)讓大豆品質(zhì)急劇下降,所以在大豆儲(chǔ)藏的過程中,一定要做好防潮、控濕工作。
大豆在生長期是一種喜溫的農(nóng)作物, 在較為溫暖的環(huán)境中生長更好。但在儲(chǔ)藏期間,卻恰恰相反,大豆表現(xiàn)出不耐高溫的特性。 過高的溫度會(huì)使得大豆內(nèi)含有的蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)發(fā)生變性或者分解,對(duì)大豆的外觀質(zhì)量和內(nèi)部品質(zhì)都產(chǎn)生不利影響。 一般情況下,大豆從采收到其生理成熟的時(shí)間較長,這段時(shí)間被稱為后熟。 后熟期間,大豆內(nèi)部的各種生化反應(yīng)較為劇烈,尤其是酶的活性較強(qiáng),當(dāng)進(jìn)行呼吸作用以及代謝活動(dòng)時(shí), 會(huì)釋放部分水, 若不及時(shí)疏散水分,就會(huì)造成豆堆局部區(qū)域水分含量較高,就是常說的豆堆“出汗”,而一般情況下伴隨著后熟期強(qiáng)呼吸作用,還會(huì)釋放一定的熱量,若不能及時(shí)散熱,會(huì)使豆粒堆局部溫變?nèi)缃禍鼗蛏郎兀?最終導(dǎo)致整個(gè)豆粒堆的溫度不勻,加劇大豆發(fā)熱霉?fàn)€等變化。
大豆儲(chǔ)藏受儲(chǔ)藏溫度的影響較大, 溫度越高品質(zhì)變劣的速度越快,因此想保持較好的質(zhì)量,應(yīng)該盡可能保持儲(chǔ)藏大豆溫度低于15 ℃。尤其針對(duì)于后熟期間的豆堆,更要注意防范,嚴(yán)加管控,及時(shí)通風(fēng)、降低水分等,盡可能降低其不良變化的發(fā)生,同時(shí)可以在儲(chǔ)藏初期營造高溫、干燥、高通風(fēng)性等條件來縮短大豆后熟期,比如日曬、烘干等。
油料作物在儲(chǔ)藏過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn) “走油”、顏色變化等現(xiàn)象,大豆作為一種常見的油料作物,極易出現(xiàn)類似現(xiàn)象。 由于庫存散裝大豆堆放體積相對(duì)較大、孔隙度小、不易散熱,再加上大豆自身脂肪熱容較大就更會(huì)加劇熱量的聚積, 聚集的熱量得不到及時(shí)的釋放就會(huì)加劇大豆粒內(nèi)脂肪氧化分解作用的發(fā)生,也就是常說的“走油”現(xiàn)象。由于豆體間間隔較密,局部溫度較高, 會(huì)使得相鄰豆粒接觸部位的子葉靠臍部色澤變紅,隨著時(shí)間的推移和溫度的影響,紅色部分會(huì)逐漸擴(kuò)大并加深,即大豆“赤變”。 以上現(xiàn)象的發(fā)生,不僅會(huì)減少大豆的出油率和出芽率,還會(huì)對(duì)大豆后期食品加工產(chǎn)生不利影響, 如果用走油赤變的大豆做出的豆?jié){顏色赤紅, 做豆腐的話則會(huì)伴有會(huì)有酸味,都會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量,也降低了經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此,大豆儲(chǔ)藏管理要注意及時(shí)進(jìn)行通風(fēng)、降溫等處理,抑制走油、變色等不良現(xiàn)象的發(fā)生。
大豆外形圓潤,表面光滑,且質(zhì)地較硬,又含有特殊的“豆腥味”,抵抗蟲害能力相對(duì)較強(qiáng)。只有少數(shù)幾種害蟲會(huì)對(duì)大豆產(chǎn)生危害,例如印度谷蛾、地中海螟蛾與粉斑螟蛾等,一般不易受到蟲害影響。
天津港是我國十大港口之一, 位于北方最大的工業(yè)沿海城市天津市, 這座海濱城市自古以來就與漕運(yùn)結(jié)緣,直至今日,天津港仍然是連接北京、東北、華東地區(qū)以及東北亞與中西亞的遠(yuǎn)洋航運(yùn)港口,有“河海要沖”之稱,也被稱為北京的海上門戶。
天津位于我國北溫帶,東亞季風(fēng)盛行,同時(shí)又因?yàn)榕R近渤海灣,故該地區(qū)具有明顯的海洋氣候特點(diǎn),一年最高氣溫一般集中出現(xiàn)在7 月中旬, 該時(shí)段氣溫偏高,雨水密集,溫度一般在30~40 ℃,濕度常常高于55%,甚至?xí)_(dá)到90%,作為影響倉儲(chǔ)條件的主要因素,夏季的氣候條件則更需要著重注意防潮、防濕、防糧堆溫度過熱等問題。
隨著現(xiàn)代儲(chǔ)藏技術(shù)的不斷進(jìn)步, 大豆儲(chǔ)藏的倉房變得多種多樣, 華北地區(qū)常用的倉房種類主要是房式倉、立筒倉等。
房式倉是我國儲(chǔ)藏大豆過程中使用較為廣泛的一類倉型,多有平房倉、拱形倉、樓房倉三種。近年來在天津地區(qū)大豆儲(chǔ)藏的過程中使用較多的是高大平房倉,該倉型倉容量大,較好的氣密性使得倉內(nèi)的溫控效果穩(wěn)定,大多數(shù)倉房都采用了自動(dòng)測溫、通風(fēng)以及環(huán)流熏蒸等現(xiàn)代糧食儲(chǔ)藏技術(shù),易于機(jī)械化操作,能更加直觀、迅速地掌握倉內(nèi)大豆儲(chǔ)藏糧情。但同時(shí)對(duì)于入倉前大豆質(zhì)量、防止害蟲以及日常保管、保養(yǎng)等方面也有著更高的要求。
近年來較為新穎的糧食儲(chǔ)藏倉型是立筒倉,它的糧食出入倉機(jī)械化程度更高,常見形式有鋼板倉、混凝土倉等結(jié)構(gòu),其氣密性以及防火性能好,在較大型的糧庫中也常出現(xiàn)立筒倉群。 缺點(diǎn)是一般立筒倉內(nèi)的糧堆的垂直高度較大, 會(huì)導(dǎo)致糧堆內(nèi)部由于高度差出現(xiàn)溫度、濕度的不均,易導(dǎo)致糧食品質(zhì)不夠穩(wěn)定,儲(chǔ)糧效果不佳。淺圓倉由于建造工期短,儲(chǔ)量大、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),屬于立倉筒中較為常見的一種,并被越來越多糧食儲(chǔ)備倉庫所采用。
除上述的幾種倉型外, 也有一部分的糧庫會(huì)選擇使用地下倉,很像百姓家中常用到的地下庫房,它氣密性以及隔溫性都較好, 有的地下倉無論季節(jié)如何變化仍可常年保持溫度在20 ℃以下,很好保護(hù)糧食免受微生物和蟲害侵?jǐn)_,延長了糧食保質(zhì)期[3-5]。
大豆常用的儲(chǔ)藏技術(shù)有除雜、干燥、避光、通風(fēng)、電子測溫及除蟲等。近年來隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,出現(xiàn)了氣調(diào)儲(chǔ)藏和低溫儲(chǔ)藏等, 實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)采用多種技術(shù)和管理措施配合使用, 在控制成本的同時(shí)取得最好的儲(chǔ)存效果。
氣調(diào)是指改變儲(chǔ)糧環(huán)境的氣體組成成分或者成分之間的比例, 主要表現(xiàn)為提高儲(chǔ)糧環(huán)境中氮?dú)饣蛘叨趸細(xì)怏w的濃度, 通過降低其中氧氣濃度來限制儲(chǔ)糧害蟲的生命活動(dòng), 同時(shí)也會(huì)使環(huán)境中其它的微生物受到抑制,達(dá)到抑菌殺蟲的目的。目前使用較多的是人工氣調(diào), 用配套的機(jī)械設(shè)備向密閉的儲(chǔ)藏環(huán)境中充入二氧化碳、氮?dú)?或?qū)?chǔ)藏環(huán)境中的氧氣消耗后充入二氧化碳、氮?dú)?。另一種氣調(diào)技術(shù)為生物降氧,其使用頻率相對(duì)較低,利用儲(chǔ)藏環(huán)境內(nèi)部的微生物以及儲(chǔ)藏物本身的新陳代謝消耗內(nèi)部原有的氧氣, 氧氣的減少使得大豆粒內(nèi)部以及環(huán)境微生物的生命活動(dòng)減緩或暫停,達(dá)到安全儲(chǔ)藏的目的[6]。
二氧化碳人工氣調(diào)技術(shù)在大豆儲(chǔ)藏方面已得到一定的應(yīng)用,韓楓等[6]對(duì)二氧化碳?xì)庹{(diào)儲(chǔ)藏技術(shù)的應(yīng)用情況研究, 結(jié)果表明高濃度二氧化碳?xì)庹{(diào)可有效代替了傳統(tǒng)熏蒸劑,可以抑制儲(chǔ)糧霉蟲生長,很大程度上提升了儲(chǔ)藏糧食的品質(zhì)。 氮?dú)鈿庹{(diào)近年來在大豆儲(chǔ)藏的過程中應(yīng)用率也越來越高。 董曉歡等[7]的大豆控溫氣調(diào)試驗(yàn)得出, 氮?dú)鈿庹{(diào)可以延長大豆儲(chǔ)存周期,確保大豆長期儲(chǔ)藏過程中的安全性。
氣調(diào)儲(chǔ)藏技術(shù)的優(yōu)勢在于可以大幅延緩大豆品質(zhì)變化, 有效地減少儲(chǔ)藏過程中化學(xué)熏蒸藥劑的使用量,降低害蟲對(duì)于磷化氫產(chǎn)生的耐藥性。氣調(diào)技術(shù)的出現(xiàn)使天津高溫高濕夏季對(duì)大豆的安全儲(chǔ)藏有了新的技術(shù)途徑。
一般情況下,糧庫內(nèi)的大豆、微生物、害蟲等的生命活動(dòng)的出現(xiàn)都離不開適宜的溫度、濕度、氣體環(huán)境等,而適宜的環(huán)境條件會(huì)導(dǎo)致大豆品質(zhì)劣變加快、儲(chǔ)存期縮短。隨著低溫密閉儲(chǔ)藏技術(shù)的出現(xiàn),以上描述的不利儲(chǔ)糧環(huán)境都得到了有效地控制, 通過一定的控溫降溫方法, 讓倉內(nèi)的溫度全年平均溫度小于等于25 ℃, 不僅能夠減緩糧粒品質(zhì)的劣變及損耗,與其它控制方式相比也會(huì)減少人力物力財(cái)力的消耗。 低溫密閉儲(chǔ)藏技術(shù)能夠保證大豆在儲(chǔ)藏期間仍保持良好的質(zhì)量、新鮮度、食用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,是一種重要的倉儲(chǔ)新技術(shù)。 李洪波等[8]對(duì)準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏技術(shù)在高大平房倉內(nèi)的作用進(jìn)行研究, 結(jié)果表明,在準(zhǔn)低溫條件下大豆內(nèi)部干物質(zhì)消耗量明顯減少,同時(shí)降低病蟲害發(fā)生率,可有效保障大豆的儲(chǔ)藏品質(zhì)。朱京立等[9]對(duì)大豆在準(zhǔn)低溫條件下的安全儲(chǔ)藏模式進(jìn)行探討,結(jié)果表明,在準(zhǔn)低溫條件下,可以較大程度地減少糧堆出現(xiàn)表面溫度過高, 并控制糧堆內(nèi)部溫度,有效地抑制大豆在儲(chǔ)藏期間出現(xiàn)“走油”、“赤變”等問題。
新收獲的大豆,含水量高,呼吸代謝旺盛,必須進(jìn)行干燥才能入庫儲(chǔ)存。 干燥儲(chǔ)藏技術(shù)就是通過一些設(shè)備和手段,比如晾曬、通風(fēng)、機(jī)械烘干等,使得大豆水分達(dá)到或接近安全水分。 入庫后仍需進(jìn)行機(jī)械通風(fēng); 糧庫內(nèi)部以及糧堆內(nèi)部的水分減少或者保持在臨界水分, 可以有效抑制一些真菌的生理活動(dòng)并釋放熱量,抑制糧堆內(nèi)部溫度升高,同時(shí)也可以減少大豆本身的呼吸作用, 減少大豆內(nèi)部干物質(zhì)的消耗,保證大豆的品質(zhì)。 韓楓[6]等對(duì)于大豆安全儲(chǔ)藏技術(shù)的研究, 結(jié)果顯示通風(fēng)干燥不僅能夠較好地保持糧食品質(zhì),降低處理費(fèi)用,還可以有效平衡糧食水分,解決水分梯度問題。 通風(fēng)干燥技術(shù)已成為現(xiàn)代儲(chǔ)糧必不可少的技術(shù)之一。
肖明亮[10]在夏季對(duì)淺圓倉儲(chǔ)存大豆進(jìn)行環(huán)流均溫通風(fēng)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn), 環(huán)流均溫通風(fēng)后糧堆內(nèi)部溫度梯度值減小,可有效解決淺圓倉儲(chǔ)存大豆入夏后“冷心熱皮”現(xiàn)象。劉俊明等[11]對(duì)于北方沿海地區(qū)大豆儲(chǔ)藏技術(shù)探討得出, 要根據(jù)季節(jié)變化調(diào)節(jié)糧倉內(nèi)的濕度、溫度,可消除因溫差結(jié)露帶來的不良影響,同時(shí)可使用軸流緩釋通風(fēng)降溫代替強(qiáng)力通風(fēng)減少糧食水分損耗。 對(duì)于倉房進(jìn)行現(xiàn)代儲(chǔ)糧技術(shù)改造并采用綜合管理措施就能保證大豆的安全儲(chǔ)存。
對(duì)于大豆儲(chǔ)藏,除了上述提到的氣候條件、倉儲(chǔ)設(shè)施以及相應(yīng)的儲(chǔ)藏技術(shù)外, 更值得關(guān)注的是在儲(chǔ)藏期間大豆品質(zhì)的變化, 只有對(duì)大豆品質(zhì)進(jìn)行控制使之保持在一個(gè)較好的水平, 才能保證大豆的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 大豆的品質(zhì)主要受自身質(zhì)量、儲(chǔ)藏環(huán)境、儲(chǔ)藏方式、保鮮劑等影響,前兩者在儲(chǔ)藏期間對(duì)于大豆品質(zhì)的變化有著較大的影響,若要保證大豆的品質(zhì),就要在儲(chǔ)藏期間對(duì)上述的影響因素進(jìn)行控制, 最大程度減少大豆品質(zhì)的劣變。
大豆籽粒收獲后,如果清雜不徹底,往往會(huì)夾雜著一些雜草、樹葉、灰塵、小石粒等雜質(zhì),入庫時(shí)容易分級(jí)和聚集,造成局部通風(fēng)不暢、引起該部位溫度、濕度上升并無法通過通風(fēng)及時(shí)解決, 導(dǎo)致大豆籽粒出現(xiàn)增水、赤變等現(xiàn)象。通過李建雅[12]關(guān)于山東地區(qū)實(shí)倉儲(chǔ)藏大豆的品質(zhì)變化研究可以得出: 大豆入倉前的水分、雜質(zhì)含量越高,儲(chǔ)存期間的蛋白質(zhì)溶解比率和酸值變化越大。 故對(duì)收獲大豆籽粒要進(jìn)行簡單初篩,篩選過大豆籽粒更要經(jīng)過干燥脫水,一般要經(jīng)過帶莢曬、脫離曬、烘干等干燥步驟,干燥后進(jìn)行二次篩選,剔除殘豆、蟲害豆等不完善粒后方可入庫。
陳先明等[13]關(guān)于進(jìn)口大豆長期儲(chǔ)藏技術(shù)探究得出,大豆自身的水分含量、外部環(huán)境因素以及儲(chǔ)藏期的長短都對(duì)大豆能否安全存儲(chǔ)有著直接的影響。 當(dāng)溫度都為20 ℃時(shí), 若大豆的水分含量為10%~12.5%,其有效存放期為1~3 年,水分含量為13%~14%的大豆存放期為0.5~1 年, 當(dāng)水分含量超過14%時(shí),存放時(shí)間僅能維持0.5 年左右[14]。 所以糧倉內(nèi)的儲(chǔ)藏環(huán)境溫度、濕度要嚴(yán)格控制在相應(yīng)的范圍。
王曉東[14]研究儲(chǔ)藏方式對(duì)東北地區(qū)大豆儲(chǔ)藏品質(zhì)的影響顯示, 內(nèi)環(huán)流控溫儲(chǔ)藏方式對(duì)大豆有更好的儲(chǔ)藏效果。 楊文生等[15]得出在密封情況良好的條件下空調(diào)降溫可以較好地控制倉溫和平均糧溫,并且可以很大程度上抑制病蟲害的發(fā)生, 更加有利于實(shí)現(xiàn)綠色、安全的儲(chǔ)糧。采用符合當(dāng)?shù)丶竟?jié)特點(diǎn)的儲(chǔ)藏方式,可以有效的延緩大豆水分的降低速度,抑制蛋白質(zhì)變性,最大程度地降低總酸度的增加,這樣可以明顯的控制大豆在儲(chǔ)藏期內(nèi)發(fā)芽率降低的現(xiàn)象,提升了大豆的加工價(jià)值, 從而保證了其食用品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
大豆的安全儲(chǔ)藏本質(zhì)就是通過一系列有效倉儲(chǔ)措施為其創(chuàng)造良好的儲(chǔ)藏環(huán)境, 盡可能地在較長的儲(chǔ)藏期內(nèi)維持大豆品質(zhì), 保證其作為糧食和油料物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 大豆的安全儲(chǔ)藏要根據(jù)沿海地區(qū)(天津)的氣候、地理?xiàng)l件因地制宜,并將干燥、通風(fēng)、氣調(diào)等現(xiàn)代儲(chǔ)藏技術(shù)綜合利用,將大豆的水分、溫度、濕度等控制在安全的范圍內(nèi)。 在整個(gè)儲(chǔ)藏期內(nèi),通過各種現(xiàn)代化儀器檢測儲(chǔ)藏期內(nèi)大豆水分、 總酸度、蛋白質(zhì)等指標(biāo)的變化,將儲(chǔ)藏技術(shù)與品控相結(jié)合,最終才能更好地保證大豆的儲(chǔ)藏安全。