稻谷的应急防霉处理方法与流程

1.本发明属于稻谷的储藏与防霉技术领域，具体涉及一种稻谷的应急防霉处理方法。


背景技术：

2.我国是水稻种植和消费大国，水稻总产量居世界第一位。我国的水稻种植以农户分散种植的模式为主，由于稻谷烘干机械的成本投入较大且烘干过程电力消耗大，农户在稻谷收获后大多采用自然晾晒的方式进行稻谷的干燥，如遇阴雨天气不能及时晾晒，则容易造成稻谷的霉变损失。稻谷采收后的水分含量通常在20％以上，甚至超过30％；当稻谷水分含量超过25％时，堆放24h左右就会霉变甚至发芽，给农户造成严重的经济损失。据统计，我国农户储稻的霉变损失率平均约为2％，部分农户储稻谷的损失率甚至在10％以上。霉变不仅导致稻谷数量损失，所产生的霉菌毒素也严重威胁到消费者的身体健康。因此，稻谷防霉是长期以来的一项重要研究课题。传统化学防霉剂的使用对环境的负面影响及导致霉菌产生耐药性等问题日益突出，探寻安全高效的新型稻谷防霉剂已成为必然需求。
3.中国专利(公开号cn112715650a)公开了一种稻谷复合防霉剂及其制备方法和应用，中国专利(公开号cn111869729a)公开了一种用于稻谷的复合植物防霉剂及其制备方法，中国专利(公开号cn103039604a)公开了一种复合型天然植物提取物稻谷防霉剂及其制备方法，这些防霉技术都是适用于稻谷的常规贮藏防霉，未见可用于高水分稻谷防霉的有效数据；同时，这些防霉剂中都用到了植物提取物，由于植物提取物本身成分不明确，有效成分含量难以检测，因此无法确保每批产品使用效果的稳定性。中国专利(公开号cn104286169b)公开了一种适用于高水分散粮运输的生物防霉颗粒及使用方法，该防霉颗粒可用于初始水分含量大于15％的玉米、稻谷、小麦的运输过程防霉，但该颗粒组成成分含有18％～45％的硼砂，硼砂虽然具有杀菌防腐的效果，但其毒性较高(成人的中毒剂量1～3g)，若大量使用，其残留对环境和人体的危害不容忽视。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提供了一种稻谷的应急防霉方法，其可较好解决刚采收的稻谷或储藏过程中因雨淋湿等导致稻谷水分含量升高，但是烘干机械烘干能力有限不能及时烘干，或者由于阴雨天气无法及时晾晒时而致使稻谷在短时间内出现霉变的问题。
5.本发明通过下述技术方案实现。
6.稻谷的应急防霉方法，其特征在于：以异辛醇单独使用作为稻谷防霉剂添加至稻谷中；或者是，以异辛醇与异丁酸配合使用作为稻谷防霉剂添加至稻谷中；
7.异辛醇和异丁酸是申请人在前期研究过程中从芽孢杆菌所产挥发性物质中筛选出的两种具有强抗霉活性的挥发性物质；这两种物质均是gb2760
‑
2014《食品添加剂使用标准》中允许使用的食品用合成香料；亚慢性吸入毒性研究表明，浓度为120ppm的异辛醇对实验大鼠在体重、死亡率、器官重量、临床生化和血液学参数方面均未观察到不良反应
[klimisch h j,deckardt k,gembardt c,et al.food&chemical toxicology,1998,36(3):165
‑
168.]。异丁酸作为食品中的一种天然挥发性物质，存在于新鲜苹果、杏和苹果白兰地等食品中，该物质无遗传毒性、无皮肤过敏、无呼吸道毒性和环境毒性(api a m,belsito d,biserta s,et al.food and chemical toxicology,2020:111673.)；目前，还未见有异辛醇或异丁酸用于粮食类防霉研究的相关报道。
[0008]
作为具体技术方案，当异辛醇单独使用作为防霉剂时，所述异辛醇的添加量以稻谷的质量计为0.6～2.0g/kg。
[0009]
作为具体技术方案，当异辛醇与异丁酸配合使用作为防霉剂时，所述异辛醇与异丁酸的总添加量以稻谷的质量计为0.6～2.0g/kg，且控制异辛醇和异丁酸的质量比为1:0.2～0.6。
[0010]
申请人发现，由于异辛醇、异丁酸具有较强的挥发性，将异辛醇、异丁酸直接添至稻谷中后，异辛醇、异丁酸可能会在稻谷堆或包装袋内较快挥发，很难使其在一段时间内维持有效的防霉浓度，从而无法保证异辛醇、异丁酸的防霉稳定性；作为具体技术方案，本发明稻谷的应急防霉处理方法包括如下步骤：
[0011]
以异辛醇单独使用作为防霉剂，即直接将异辛醇加入稻谷中或先将异辛醇添加至缓释载体中，之后将含有异辛醇的缓释载体加入至稻谷中，翻动稻谷，混匀后堆放或装袋存放；
[0012]
或者是，以异辛醇与异丁酸配合使用作为防霉剂，即直接将异辛醇与异丁酸添加到稻谷中或先将异辛醇与异丁酸添加至缓释载体中，之后将含有异辛醇与异丁酸的缓释载体加入至稻谷中，翻动稻谷，混匀后堆放或装袋存放；
[0013]
通过该方式，将异辛醇、异丁酸添加至缓释载体中，可降低异辛醇、异丁酸的挥发速率，从而使异辛醇、异丁酸在稻谷内缓慢挥发，以延长异辛醇、异丁酸在稻谷内保持有效防霉浓度的时间，最终达到提高防霉稳定性和防霉效果的作用；另外，将异辛醇、异丁酸添加至缓释载体中，可以使其可以更好的与稻谷混匀，并且后期可通过筛分去除，也降低了因直接添加异辛醇、异丁酸而导致其在稻谷中残留的食用安全风险；
[0014]
优选的，当异辛醇单独使用作为防霉剂，且直接将异辛醇加入稻谷中时，所述异辛醇的添加量以稻谷的质量计为0.6～2.0g/kg；当异辛醇与异丁酸配合使用作为防霉剂，且直接将异辛醇与异丁酸加入稻谷中时，所述异辛醇与异丁酸的总添加量以稻谷的质量计为0.6～2g/kg，且控制异辛醇和异丁酸的质量比为1:0.2～0.6。
[0015]
优选的，当异辛醇单独使用作为防霉剂，且将异辛醇添加至缓释载体中使用时，以稻谷的质量计所述异辛醇随缓释载体加入至稻谷中的添加量为0.6～2.0g/kg；当以异辛醇与异丁酸配合使用作为防霉剂，且将异辛醇与异丁酸添加至缓释载体中使用时，以稻谷的质量计所述异辛醇与异丁酸随缓释载体加入至稻谷中的添加量为0.6～2.0g/kg，且控制辛醇和异丁酸的质量比为1:0.2～0.6。
[0016]
作为具体技术方案，所述缓释载体为缓释卡、缓释颗粒中的一种；优选的，缓释卡采用纸片制备而成；缓释颗粒采用惰性材料中性硅藻土和硬脂酸钙制备而成。
[0017]
作为具体技术方案，所述缓释颗粒的粒度为0.5～1mm，以便于将缓释颗粒从稻谷中筛离。
[0018]
作为具体技术方案，所述缓释卡的尺寸规格为长3～8cm，宽3～8cm，厚1～3mm。
[0019]
作为具体技术方案，所述缓释颗粒采用如下方式制备：将中性硅藻土、硬脂酸钙按质量比6～24:1混合，之后加入适量水混合均匀，然后干燥、整粒、过筛，即得到缓释颗粒。
[0020]
作为具体技术方案，所述稻谷的为水分含量大于15％的高水分稻谷。
[0021]
本发明的有益效果如下：
[0022]
1)采用本发明方法可将稻谷中的霉菌总数控制在不超过103cfu/g数量级，同时能有效控制稻谷的脂肪酸值、黄曲霉毒素和赭曲霉毒素含量。
[0023]
2)本发明中使用的有效成分异辛醇和异丁酸本身都是可食用的合成香料，对人畜和环境安全。
[0024]
3)本发明中使用的有效成分异丁酸和异辛醇都属于易挥发性物质，能在常压下扩散而在稻谷中均匀分布；后期通风干燥过程中，异辛醇和异丁酸可从稻谷上挥发除去，残留低，对稻谷的色泽、气味无不良影响。
[0025]
4)本发明方法对于高水分含量的稻谷具有较好的应急防霉效果，另外本发明方法还可用于稻谷或大米突然面临易霉变风险的短期防霉，如气温改变导致稻谷表面结露，气候变化导致稻谷的仓储湿度突然增加，袋装大米开封受潮后的短期防霉等情形，并且采用本发明方法进行防霉处理后，稻谷或大米仍然能满足食用品质要求。
具体实施方式
[0026]
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明，需要指出的是以下实施例仅是以例举的形式对本发明所做的解释性说明，但本发明的保护范围并不仅限于此，所有本领域的技术人员以本发明的精神对本发明所做的等效的替换均落入本发明的保护范围。
[0027]
本发明实施例所用异辛醇和异丁酸均为国产试剂，纯度>99.0％。所用稻谷为当年收获的早籼稻。霉菌总数的测定参照gb4789.15
‑
2016《食品微生物学检验霉菌和酵母计数》，脂肪酸值的测定和品尝评分方法参照gb/t 20569
‑
2006《稻谷储存品质判定规则》。稻谷水分含量的测定参照gb 5009.3
‑
2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》。黄曲霉毒素b1(afb1)和赭曲霉毒素a(ota)的测定分别采用黄曲霉毒素b1酶联免疫定量检测试剂盒和赭曲霉毒素酶联免疫定量检测试剂盒。
[0028]
实施例1
[0029]
异辛醇和异丁酸对稻谷中7种常见霉菌的最小抑菌浓度(minimal inhibit concentration，mic)和最小杀菌浓度(minimum bactericidal concentration，mbc)。
[0030]
在前期的研究工作中，我们采用二分隔培养皿法分别测定了异辛醇和异丁酸对稻谷中7种常见霉菌的最小抑菌浓度和最小杀菌浓度。7种受试霉菌中，黄曲霉(aspergillus flavus)和根毛霉(rhizomucor pusillus)购自中国普通微生物菌种保藏中心；赭曲霉(aspergillus ochraceus)和禾谷镰刀菌(fusarium graminearum)购自中国农业微生物菌种保藏管理中心；黑曲霉(aspergillus niger)、根霉(rhizopus sp.)和青霉(penicillium oxalicum)由本实验室保存，实验结果见表1和表2。
[0031]
表1异辛醇对7种霉菌的mic和mbc
[0032][0033]
注：
“‑”
表示在检测浓度范围内(10，20，30，
…
，150μl/皿)未检测到对应的mic或mbc值。“μl/l”为“μl/皿”折算成对应的顶空浓度。
[0034]
表2异丁酸对7种霉菌的mic和mbc
[0035][0036]
注：
“‑”
表示在检测浓度范围内(10，20，30，
…
，150μl/皿)未检测到对应的mic或mbc值。“μl/l”为“μl/皿”折算成对应的顶空浓度。
[0037]
由表1，表2可知，异辛醇和异丁酸对7种受试霉菌都具有良好的抑菌效果，浓度为30μl/皿的异辛醇能完全抑制除青霉外其它6种霉菌的生长，但浓度为150μl/皿的异辛醇仍不能将黄曲霉杀死，说明黄曲霉对异辛醇具有一定的耐药性。而浓度为40μl/皿异丁酸可以完全杀死黄曲霉，从mic或mbc值上看，异丁酸对禾谷镰刀菌和草酸青霉的抑菌效果也优于异辛醇。但由于异丁酸本身的气味较重，且由于该物质呈酸性，添加到稻谷中后会引起所测定出稻谷的脂肪酸值偏高，因此，异丁酸不适合作为防霉剂单独添加到稻谷中使用。
[0038]
实施例2
[0039]
本实施例提供了一种稻谷的应急防霉方法，以异辛醇单独使用作为防霉剂，直接将异辛醇均匀喷洒在稻谷上，混匀后装袋，常温放置；同时，以相同条件下不添加任何防霉剂的稻谷为对照ck，5d后测定稻谷中霉菌总数、脂肪酸值、afb1和ota的含量，结果见表3。
[0040]
本实施例中所处理的稻谷初始水分含量为23.5％，初始脂肪酸值为15mg/100g，异辛醇以稻谷的质量计添加量为1.5g/kg。
[0041]
表3采用实施例2的方法进行稻谷防霉的效果
[0042][0043]
由表3可知，经本发明实施例2的方法处理后稻谷的霉菌总数较对照组下降了两个
数量级，脂肪酸值在《gb/t 20569
‑
2006稻谷储存品质判定规则》中规定的宜存值(≤30.0mg/100g)范围内，而对照组稻谷的脂肪酸值已超过重度不宜存值(37.0mg/100g)。本发明实施例2的方法处理后稻谷的afb1含量和ota含量均低于《gb2761
‑
2017食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》中的限量值，而对照组稻谷中afb1含量和ota含量均已超出限量值。存放5d后，本发明实施例2的方法处理后稻谷在未经通风放置的情况下稍有异辛醇气味，参照《gb/t 20569
‑
2006稻谷储存品质判定规则》为其进行感官评分，评分值为72。对照组稻谷已霉变不能食用，未进行感官评分。
[0044]
实施例3
[0045]
本实施例提供了一种稻谷的应急防霉方法，以异辛醇与异丁酸配合使用作为防霉剂，直接将异辛醇和异丁酸配合使用均匀喷洒在稻谷上(可将异辛醇和异丁酸按比例均匀混合后再进行喷洒，也可将异辛醇和异丁酸按用量单独分别进行喷洒)，混匀后装袋，常温放置；同时，以相同条件下不添加任何防霉剂的稻谷为对照ck。5d后，测定稻谷中霉菌总数、脂肪酸值、黄曲霉毒素b1和赭曲霉毒素a的含量，结果见表4。
[0046]
本实施例中所用稻谷的初始水分含量和初始脂肪酸值同实施例2中的稻谷，异辛醇以稻谷的质量计添加量为1.0g/kg，异丁酸以稻谷的质量计添加量为0.5g/kg。
[0047]
表4采用实施例3的方法进行稻谷防霉的效果
[0048][0049]
由表4可知，经本发明实施例3的方法处理后稻谷的霉菌总数较对照组下降了两个数量级，脂肪酸值未超过宜存值(≤30.0mg/100g)，afb1含量和ota含量均低于相应的限量值；而对照组稻谷的脂肪酸值已超出重度不宜存值，afb1含量和ota含量也均已超出限量值。实施例3的处理方法中同时添加了异辛醇和异丁酸，由于异辛醇和异丁酸的使用浓度都低于实施例2中异辛醇的浓度，因此对稻谷的风味品质影响减少，存放5d后，在未经通风的情况下，稻谷的品尝评分值高于实施例2。通风放置24h后，稻谷无药品残留的气味，气味完全恢复正常。
[0050]
由实施例2
‑
3可知，采用本发明方法进行防霉处理后，稻谷的霉菌总数与对照组相比均大幅下降，且脂肪酸值均低于对照组，品尝评分值均高于对照组。本发明方法处理后稻谷的脂肪酸值在宜存范围内，afb1和ota含量均未超过限量标准；而对照组稻谷的脂肪酸值则大多超过了宜存值，水分含量为23.5％的对照组稻谷在室温下存放5d后的afb1和ota含量超过了限量标准。由此可见，本发明方法可对高水分稻谷起到有效的应急防霉效果。本发明方法用于高水分稻谷的防霉处理时，仅限于短时期内(通常不超过10d)应急防霉，不能将本发明方法作为高水分稻谷的长期储存方法来使用。当烘干或晾晒条件许可时，应及时将高水分稻谷水分含量降低至安全水分以下，才能进行长期储存。
[0051]
实施例4
[0052]
本实施例提供了一种稻谷的应急防霉方法，以异辛醇单独使用作为防霉剂，将异辛醇添加至缓释卡中，之后将含有异辛醇的缓释卡加入至稻谷中，混匀后装袋或堆放在室
内，常温放置；同时，以相同条件下不添加任何防霉剂的稻谷为对照ck。7d后，过筛去除缓释卡，测定稻谷霉菌总数、脂肪酸值、黄曲霉毒素b1和赭曲霉毒素a的含量，结果见表5。
[0053]
其中，本实施例中所用稻谷的初始水分含量为20％，初始脂肪酸值为18.7mg/kg；缓释卡采用纸片制作，尺寸为长3cm*宽3cm*厚0.1cm，使用时将缓释卡浸没于异辛醇中，待缓释卡吸附平衡后，取出缓释卡立即使用，控制异辛醇的吸附总量(即随缓释卡加入至稻谷中的异辛醇总量)以稻谷质量计为1.5g/kg。
[0054]
表5采用实施例4的方法进行稻谷防霉的效果
[0055][0056]
由表5可知，实施例4稻谷的霉菌总数与对照组相比下降率为99.2％，脂肪酸值低于30mg/kg，为宜存。而对照组稻谷中的脂肪酸值大于30mg/kg小于37mg/kg，为轻度不宜存。对照组稻谷和本实施例稻谷中afb1和ota含量均未超过限量标准，本实施例稻谷中afb1含量和ota含量与对照组相比均显著降低。品尝评分的结果表明：对照组稻谷有轻度的霉变味，评分值为65；本实施例稻谷在去除缓释卡后，气味正常，无化学药品气味和霉变味，评分值为79。
[0057]
实施例5
[0058]
本实施例提供了一种稻谷的应急防霉方法，以异辛醇与异丁酸配合使用作为防霉剂，将异辛醇与异丁酸添加至缓释颗粒中，之后将含有异辛醇与异丁酸的混合物的缓释颗粒加入至稻谷中，混匀后装袋或堆放在室内，常温放置；同时，以相同条件下不添加任何防霉剂的稻谷为对照ck。7d后，过筛去除缓释颗粒，测定稻谷的霉菌总数、脂肪酸值、黄曲霉毒素b1和赭曲霉毒素a的含量，结果见表6。
[0059]
本实施例中所用稻谷的初始水分含量为16.2％，初始脂肪酸值为18.7mg/kg；缓释颗粒采用如下方式制备：将中性硅藻土、硬脂酸钙按质量比8:1称重，之后加入适量水混合均匀，然后干燥、整粒、过筛，制备成粒度为0.5～1mm的缓释颗粒；缓释颗粒使用时，将缓释颗粒浸没于异辛醇和异丁酸的混合液中(异辛醇、异丁酸提前按质量比2:1g/g混合均匀)，待缓释颗粒吸附平衡后，取出缓释颗粒立即使用，控制异辛醇与异丁酸的吸附总量(即随缓释颗粒加入至稻谷中的异辛醇与异丁酸的添加总量)以稻谷质量计为1.5g/kg。
[0060]
表6采用实施例5的方法进行稻谷防霉的效果
[0061][0062]
由表6可知，本实施例稻谷中的霉菌总数与对照组相比下降了98.0％，本实施例稻谷脂肪酸值为宜存。对照组稻谷的脂肪酸值为轻度不宜存。对照组稻谷和本实施例稻谷中afb1和ota含量均未超过限量标准，但本实施例稻谷中afb1含量和ota含量与对照组相比均
显著降低。品尝评分的结果表明：对照组稻谷有轻度的霉变味，评分值为69；本实施例稻谷，气味正常，无化学药品气味和霉变味，评分值为80。
[0063]
由实施例4、实施例5可知，将异辛醇或异辛醇与异丁酸的混合物添加至缓释载体中，然后将含有异辛醇或异辛醇与异丁酸的混合物的缓释载体加入至稻谷中可起到较好的防霉效果，并且添加方便；同时，使用后缓释载体(缓释卡、缓释颗粒)可完全除去，降低了异辛醇、异丁酸的食用残留风险。