快速檢測技術在糧食儲藏中的應用

張洪軍

[摘要]糧食既是人們賴以生存的物質條件，又是國家重要的戰略資源。近年來，我國糧食需求擴大，糧食儲存問題受到了社會各界的高度關注，其與人們的物質生活及國家糧食安全有著密不可分的聯系。受糧食自身的特性影響，糧食儲藏存在儲藏周期長、儲藏環節檢測工作難度大等問題。而本研究就對糧食儲藏的快速檢測技術問題進行分析，旨在為糧食儲藏工作提供參考。

[關鍵詞]快速檢測技術;糧食儲藏;水分檢測;微生物檢測;蟲害檢測;紅外測溫技術

中圖分類號：TS210.7 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202009

1 糧食儲藏中水分的檢測

1.1 微波法

作為一項無損檢測技術，微波檢測操作簡單，具有較高的測量精度，準確性高，但該方法會受到糧食密度及形狀的影響，且檢測儀器昂貴。以往學者在研究中利用微波法檢測小米、大米中的水分含量，結果顯示其測得的水分含量與國際恒重法符合[1]。

1.2 干燥法

糧食儲藏中水分檢測最常用的方法為干燥法，該檢測方法精度高，但用時長，僅適用于實驗室操作，在實際生產活動中尚存在一定的局限性。有學者在研究中對糧食作物進行水分檢測，即將儲藏糧食置于160℃條件下，加熱10min，獲得的結果具有較高的可信度。日常生活中通常采用干燥法儲存糧食，要將需要儲存的糧食日曬干燥去潮脫水。不管是水稻、小麥還是其他糧食，收獲后含水量非常大，不具備儲存條件，必須經過干燥去潮脫水。糧食含水量越高，儲存時間越短;含水量越低，儲存時間越長。糧食含水量≤14%時，具備儲存條件，可以儲存半年到1年時間。

1.3 水浸懸浮法

水浸懸浮法檢測糧食儲藏中水分，首先在容器中加入待測樣品，再加入水浸泡樣本，然后與容器一同稱重，該狀態下水分失重為0，所得的重量即為樣本干物質與測血皿的質量。此檢測方法用時短、準確度高，且耗能少。采用水浸懸浮法對玉米、小麥以及高粱等糧食作物中的水分進行檢測，結果發現其誤差低于0.5%[2]。但是應用該檢測方法檢測油料作物時，則存在較大的誤差。因此建議在檢測谷物類糧食作物時應用該方法。

1.4 電容法

電容法對糧食儲藏中水分的檢測，主要是利用水介電常數與糧食干物質的不同。與糧食干物質介電常數相比，水介電常數明顯較大，因此可以說電容大小直接由糧食的含水量決定。采用電容法水分儀能夠快速檢出糧食中的水分含量，但準確率還有待進一步證實;另外，周圍環境也會對結果的穩定性產生影響。

1.5 電阻法

糧食的含水量會直接影響其電導率，因此可以采用電阻法對糧食電導率變化情況予以檢測，由此掌握糧食的含水量情況。該檢測方法成本低，但信號弱，糧食含水量過高或過低時不建議使用這種方法。

2 糧食儲藏中溫度的檢測

2.1 紅外測溫技術

通常，自然界物體在0℃以上，其表面的溫度分布呈現出一定的差異，會散發出能量不一的紅外輻射。根據這一原理，在檢測表面溫度時，可以對紅外輻射波長、強度進行檢測，以此獲得準確的表面溫度數值。與傳統接觸式溫度測量相比，該檢測方法結果更可靠，并且操作簡單，短時間內能夠獲得準確的目標溫度數值。然而，紅外測溫技術也存在一定的局限性，在檢測糧食溫度時容易受到周圍環境的影響。

2.2 測溫電纜技術

測溫電纜技術包括熱敏電阻與導線兩個部分，熱敏電阻能夠敏感地感知溫度的變化，且體積小、電阻大。在測溫電纜作用下能夠對糧堆溫度進行實時監測，雖然應用該方法測量測溫點周圍糧食溫度準確性高，但是可能有不易被發現的熱點存在。

2.3 聲層析成像法

作為一種非接觸式測溫方式，聲層析成像主要利用的是聲波原理。在氣相條件下周圍空氣、溫度等因素會影響到聲波傳播的速度，因此可以在待測區域放入聲波收發器，對聲波傳播時間及路徑進行測量，再通過一定的程序重現被測溫度場。需要注意的是，在實際檢測過程中要考慮聲波的傳播距離，確保其能夠滿足倉房跨度需要。并且，要明確糧?？障洞笮β暡ㄋ俣鹊挠绊?，并選擇適當的方案予以修正和解決[3]。

3 糧食儲藏中蟲害的檢測

3.1 電子鼻技術

電子鼻技術俗稱氣味分析法。通常，糧食感染害蟲后會出現糧堆劣變，釋放出特殊的氣味，該氣味可以通過特定的儀器檢測到。以往有研究對不同含蟲糧食樣品進行檢測，結果發現其能夠有效檢測出害蟲感染情況，但應用前需要建模，操作相對煩瑣[4]。

3.2 近紅外光譜法

有蟲糧與無蟲糧對近紅外光譜吸收及反射會呈現出明顯的差異。通常紅外光譜對糧粒進行掃描后，害蟲中所含的元素會對近紅外光吸收及反射產生不同的反應，根據這一原理，可以結合不同害蟲對近紅外光的反應情況進行有效識別。該檢測方法操作簡單，是一種無損檢測技術，且用時短。但若糧食蟲害感染輕微，容易出現漏檢情況，因此為確保檢測的準確性，需要建模處理。

3.3 聲檢測法

收集糧堆中害蟲活動發出的聲音信號，并對信號放大處理以獲得害蟲種類及數量的相關結果，這種方法被稱作聲檢測法。經過實踐研究，聲檢測法檢測病蟲害的準確性明顯提升，不但操作簡單、結果快速，而且糧粒內外害蟲都能被檢測到[5]。美中不足的是該檢測方法會受到環境噪音的影響，且難以發現蟲卵及死蟲。

3.4 圖像識別法

隨著現代計算機信息技術的不斷發展，圖像處理及識別技術在儲糧病害檢測中也得以應用。應用圖像識別法對散裝小麥倉谷蠹成蟲進行檢測，結果顯示該檢測技術能夠有效識別蟲害。值得關注的是，雖然外界因素對圖像識別法無明顯影響，能夠準確識別明顯的害蟲，但由于糧食中或多或少會存在一定的雜質，容易影響檢測結果，且目前該檢測方法僅適用于谷蠹、大谷及綠豆等害蟲的檢測。

4 糧食儲藏中微生物的檢測

4.1 電子鼻檢測

電子鼻檢測儲藏糧食中的微生物主要是通過模仿哺乳動物嗅覺，對儲糧環境中各種氣味進行鑒別、檢測，但目前其檢測儲糧微生物僅處于試驗階段。通常，糧食儲藏周期較長，當儲糧發霉后，短時間內氣味不會很明顯，但隨著儲藏時間的增加，其散發的揮發性物質氣味也會逐漸變濃。采用電子鼻檢測則能夠有效檢測環境中的氣體成分，及早發現發霉狀況，并發出警報，從而使發霉問題能夠得到及時的處理，在保障糧食儲藏安全方面發揮著預見性的作用。除此之外，電子鼻檢測還具有結果準確、不受人為因素影響等優勢。

4.2 酶活性檢測

當儲藏糧食出現霉菌微生物感染后，會產生蛋白酶、過氧化氫以及生淀粉酶等酶類，研究發現酶活性與微生物數量呈現出明顯的正相關關系，對酶活性的變化情況進行檢測便于管理人員及早獲得微生物數量情況，一般30min便能夠完成測試。另外，與電子鼻檢測技術相比，酶活性檢測的結果不會受到死菌的影響，測定結果準確性高。酶活性檢測技術對操作環境及操作技術方面的要求相對寬泛，這在一定程度上簡化了操作流程，也無需提前創建無菌環境。該技術在檢測領域已經取得了顯著的效果，但在微生物種類方面還存在一定的局限性。

5 結 論

綜上所述，糧食儲藏期間為確保達到預期的儲藏效益，進行儲糧檢測是非常必要的。隨著現代科學技術的不斷發展，糧食儲藏檢測技術也在不斷更新、優化，在糧食水分、溫度以及蟲害等檢測中發揮著極為重要的作用，但每種檢測技術各有優勢與不足之處，應加強檢測技術與實際的結合，保障糧食儲藏的有效性與安全性。

參考文獻

[1]鄭沫利，趙艷軻，陳思露，等.基于RDPSO-RBF的糧食產后儲藏環節損耗評估模型[J].江蘇農業科學，2020，48（8）：307-311.

[2]鄭沫利，趙艷軻，閆敏，等.基于RDPSO-SVM的糧食產后儲藏環節損耗智能評估方法[J].計算機與現代化，2020，13（3）： 72-76.

[3]張鵬.基于遺傳算法的船艙糧食儲藏環境參數PID控制[J].電聲技術，2019，43（11）：59-61.

[4]王世霞.應用糧油儲藏與檢測技術為糧食安全保駕護航[J].中國食品，2019，24（22）：122.

[5]徐蘇斌，趙子杰.從存儲糧食到儲藏藝術：筒倉類工業遺產再利用設計研究[J].新建筑，2019，13（5）：52-56.