有关在热带国家储藏美国玉米的文献综述
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Review of literature to storage of u.s. Com in tropical countries 作者:Carl Reed 译者:王卫国 综述的目的 这一文献综述是作为一系列研究的一个部分进行的,它由美国谷物协会资助,由堪萨斯州立大学的科学家实施,目的是为美国玉米出口到世界的热带地区编制一本储藏手手册。这一研究努力要:1)收集对手册有用的信息,2)查清在哪里缺少本手册的用户所需的信息,3)提供丢失的信息,和4)为美国谷物协会的主要客户提供带有背景信息的完整的推荐资料。本报告是第一阶段的研究结果。 历史 在六十年以前,大多数美国玉米在植株上储存数周或数月使籽粒干燥到可收获的水平(Reed,1992)。以后,在脱粒和使用或售出之前多以玉米穗在小房中储藏一些时间。大多数进入商业渠道的玉米是以玉米穗或袋装搬运的。后来玉米收割的发展,实现了从自驱动的联合收割机向田间脱粒机的转变(Hurbut,1955)。这在六十年代变的很普及(Roe,1988),使得脱粒玉米能以散装形式人收获者手中转运给最终用户。大多数有关田间脱粒玉米堆内的环境信息是从1960年开始研究得到的。但是,到大量田间脱粒玉米开始在美国储藏时,关于谷堆内环境的基本生物的,物理的和化学的特性已经得知。 储藏谷物的特性 谷堆的呼吸 几千年来,人类储藏谷物为以后使用。即使在最遥远和传统的文化中,干子实存放的时间长,而湿子实变质很快也是普通的常识。早期的研究者阐明变质与谷堆中的呼吸有关。(Bailey和Gurjar,1918)。呼吸是生物有机体从食物中提取能量的过程。当有机物呼吸时,它们将氧与食物源相结合,产生出热,二氧化碳和它们用于运动,生长或其它生物体功能所需的能量。早期研究表明活子实的呼吸作用小,且在水分含量为为10-30%的范围时不会发生显著变化,除非胚芽用液体水浸湿(Linko和Milner,1959)。此外,二氧化碳是在当谷物的水分含量超过约12%时从谷堆中检测到的(Bailey,1940)。这意味着谷堆的呼吸作用是由于谷物自身以外的因素。呼吸速度与谷物水分含量和温度都有关系(Pomeranz ,1974)。 霉菌引起大部分呼吸 Milner和Geddes(1946)说明谷堆的大部分呼吸是由于生活在谷堆中的霉菌,或有时是由于霉菌和昆虫二者所致(Sinha,1961)。Seitz等(1982)报告了相反的发现,但或许是再浸湿和着水的人为因素。霉菌和霉孢在商业搬运的谷物中大量存在(Palmgren等,1983),在谷物中以稍许不同的相对湿度和温度宿居的霉菌的繁衍已经鉴别出(Christensen和Kaufmann,1974)。子实间空气的相对湿度而不是谷物的水分含量,是决定那种霉菌生长和它们繁殖速度的关键因素(Pomeranz,1974)。霉菌的品种是重要的,因为某些品种主要产生发热,结块和变质,而另一些品种则较温和(Christensen和Meronuck,1986)。 谷物和空气趋向平衡的特性 谷物是吸湿性物料,这意味者它与空气交换水蒸汽。早期的研究提示了在谷物的温度和水分含量与空气的温度和水分含量之间的可预测的关系(Coleman和Fellows,1925;Gane,1941;Brockington等,1949)。后来的研究者建立了联系水分和温度与空气的平衡水分的关系式,并以相对湿度表示。该关系式是依赖与谷物的,是许多品种和许多作物年的平均值,后两者会引起平衡条件上的显著变化(henderson,1952;Chung和pfost,1967)。这些关系式以被编目整理,可在工程手册中查到(ASAE,1994)。 这些关系式和它们的图示或者用以预测与给定空气条件相平衡的子粒间空气的相对湿度。正是子粒间空气的相对湿度与温度,支配着霉菌的生长速度和谷堆的呼吸速度。平衡水分图也可用于解释当特性非常不同的谷物和空气被混在一起时的可能结果。这种情况会在冷谷物卸入热湿气候时发生,或是在温热气候中周围条件季节性变化时发生。 田间脱粒玉米的特性 在六十年代,新的储藏课题很快在美国出现,即历史上首次出现巨大数量的田间脱粒(联合收割)玉米在谷物仓中储存。到那时,动物喜食的半软的,齿型高产量玉米品种已经培育出,并被广泛使用,因此,85%的美国玉米被用于动物饲料。生产者希望在田间损失变的过大之前,将玉米从田里快速运走。这样,许多玉米过去是,并将继续是田间脱粒,水分在15%-30%之间,而在大多数玉米产区的典型所份,玉米平均水分为19%-21%(引自Bern,1988)。在这一水分含量下收割,得到了显著不同于以前搬运和研究的谷堆。田间脱粒玉米与农民过去所熟悉的玉米处理相比,联合收割机更为严重的作业和高温干燥的影响产生了更大比例的细碎物。 细碎物和流积物 细碎物的决大部分是破碎的玉米(Hill等,1982),当谷物卸入一容器时细碎物趋向于形成的圆锥的峰上积聚(Stephens和Foster,1976)。Hall(1984)报到,从流积物(在谷物进口管下的堆积物)中采集的样品重量的27%是细碎物,而细碎物在玉米中的总百分含量仅占4.4%。Christensen和Kaufmann(1974)报道,在流积物中细碎物的积聚比例更大。流积物是霉菌引起的发热最易发生的场所(Chris--tensen和Meronuck,1986),因为由子实的表皮提供的天然保护在破碎粒中缺乏,也因为较小的颗粒阻塞了子粒间的空隙,减小了热量和水分的散发速度或强制通风带走的速度(Sauer,1992)。 在玉米进行田间脱粒之前,对破碎谷物和细碎物及其对储藏的影响的研究没有什么需求。但是,齿形玉米比硬质玉米或其它谷物更易于破碎(Fiscus等,1971B)。细碎物已被证明可减少空气流量(Haque等,1978;Grama等,1984),影响平衡水分关系(Ng等,1993),促进真菌生长(Seitz等,1982),增加呼吸速度(Saul和Steel。1996),和有利于发热点的发展(Kalbasi--Ashtari等,1979;Bern和Hurburgh,1992)。 呼吸速度和允许储藏时间 田间脱粒玉米需要快速干燥,因为其水分含量高。工程师们需要一种对谷物变质的客观测定作为在设计干燥系统时克服产量增加的成本的基准点。通过测定在不同水分含量和温度条件下的二氧化碳的生成量确定了在这些条件下的呼吸速度(Saul和Steel,1966)。他们假设二氧化碳由葡萄糖氧化生成,将基准点设在每千克玉米干重产生7.35克二氧化碳,这与玉米干物质的0.5%的损失相符。精确的议程由Thompson(1972)提出。在这些研究中,呼吸的量导致了足够明显的变质,这一变质使得如果初始条件为美国的一等谷降低为美国二等。在基准点被超过之前在给定温度和水分下的小时数即被认为是在那种温度和水分条件下的允许储藏时间(AST)。这些数据适合于联系AST和温度,水分和机械损伤的一套方程式(Steele等,1969)。作者表示,那些即使看不见的最轻微的机械损伤,似乎也会大大增加呼吸速度,减少AST。机械损伤的程度对变质速度的极其重要性已被后续的研究所证实(Tuite等,1985;Ng等,1993)。 AST是在设计谷物干燥和储运系统中使用的人为测定。该基准点不是设计用来与最终使用性质相联系,因而它在本质上与储藏管理也无关。它是一个独特的玉米问题,AST不是为其它谷物而研究提出的。 Friday等(1989)和其他的研究者(Cantone等,1983;AI-Yahya等,1993;Stro--Shine和Yang,1990;Wilcke等,1993)指出,在相同的条件下某些杂交玉米品种比其它玉米品种的呼吸速度快的多。因将高,低水分的不同批次玉米相混合导致的水分含量的变异也影响霉菌生长速度和呼吸速度(Bonifacio--Maghiran等,1997;Hart,1967)。更近的研究表明,霉菌的快速生长引起了比六十年代研究工作预测的情况更为严重的表现为胚芽变黑的可见变质。这看来表明,发热很快的美国玉米在某此情况下可能出现严重损坏。谷物经销商常常发现,如果化学测定表明有相同的能量值时这种谷物与表观损坏少的其它玉米具有相似的价值(Wes Robinson和其他谷物商人,个人通讯)。Gupta等(1998)报道,在损伤很少的玉米中,由于水分含量为22%的呼吸作用的影响,当干物质操损失仅为0.25%时就发生了足够的可见损害。相反,水分含量为18%的相同的玉米,当呼吸引起的干物质损失已经达1%时还未发生相同程度的可见损害。 谷物干燥和搬运 调研者很快知道田间脱粒玉米的干燥条件影响它破碎和形成细碎物的倾向。玉米所受干燥条件越严重,产生的破碎和裂缝就越多,这将弱化子粒结构,预先破坏了子粒的结构,在后续的搬运中形成碎粒(Thonpson和Foster,1963;Con--verse和Eckhoff。1989)。人工干燥玉米的破碎敏感性已被证明与玉米水分在10%-14%的范围内的最后结果呈负相关。但是,水分含量超过14.5%时并未显示对防止破碎有任何的附加保护(Hansen等,1994)。Moriera等(1981)也报告说,临界水分含量为14%-14.5%,低于该水分含量时,人工干燥玉米的破碎率会显著增加。 在与美国国内使用的同样的玉米相比,破碎敏感性对出口的美国玉米来说是更为严重的问题。这是因为破碎量直接与玉米搬运的次数呈正比(Martin和Stephans,1977)。一船美国玉米在美国本土港口取样测定时含平均3.6%的BCFM,而运到路特丹港取样分析时BCFM竟达15%(Hill等,1979)。 在每次搬运中产生的破碎量取决于搬运的类型。当下落30.5米时破碎率为10.2%,而下落21.3米和3.6米时的破碎率分别为6.2%和2.5%。(Foster 和holman,1973)。破碎也发生于斗提机座(1.1%),扬谷机(1.5%),以及谷物每一次下落通过流管(3.0%),后者包括了设备的型号(Fiscus等,1971a)。细碎物自身的组成成分在出口期间不断变化,随着每一次搬运变的更加多粉尘。在运往英国的玉米中,在出口之前于终端提升机处取样分析,绝大多数细碎物是大的玉米碎粒(93%),仅含0.2%的细粉。而在目的地,细粉的含量增加了13倍,达2.6%(Hill等,1979)。正是这种粉尘引起了人们对出口运输中美国玉米的关注,并困扰我们的一些新顾客。玉米细碎物的粒度变的越来越细和占总量的百分比越来越大的趋势也意味着美国谷物的进口者必须对付在质量上与在美国研究过的玉米所不同的产品。 谷物通风 通风,即强制空气通过谷物,被用于所有谷物,但对于田间脱粒玉米发现有极其重要的作用。通风被用于维持等待干燥的湿玉米的质量,冷却干燥后的谷物,调节收获的谷物到足够干燥以避免高湿干燥的附加成本。 Shedd(1951)阐明了谷物的品种,谷物的深度和气流阻力之间的关系。这使得人们可以确定风机的型号参数和所需的动力以获得要求的气流。其他人阐明风机要克服的阻力既是谷物的品种和深度的函数,也是空气速度和细碎物含有的数量与其粒度分布的函数(Haque等,1978;Grama等1984;Yang等,1990)。已经发现冷却或干燥作用发生于以气流的方向和以与风速相关的速度通过谷物的气舌。这样,以一给定的风量,表示为每分钟通过仓内每立方米玉米的空气的立方米数(m3.minm3),需要一定周期的风机作业来使空气穿过谷物。谷物中存在的峰会使气流通过某一部分的时间比通过另一部分的时间长,谷物中存在的流积物会进一步增加气流通过峰下的阻力,二者被证明都能减小空气流量,对于玉米的峰高为18.27米时,这一因子为27(Reed等,1998)。 防霉剂 许多化学品已经使用了几十年来防止食品中的微生物生长,在第二次世界大战之前,研究人员已经研究许多这样的化合物在小麦上的应用(Milner等,1947)。田间脱粒机的采用带来了玉米收获上的革命,也产生了史无前例的美国玉米与霉菌相关的问题,在这场革命之后不久,研究人员开始研究各种化学剂为此目的的应用。表1列出了测试过的许多化合物和已发表的研究所用的条件。 防霉剂在玉米上应用的主要潜在效益是避免或延缓谷物干燥以便减少干燥成本和/或维护高水分玉米,高水分玉米在肉牛饲养上有几方面的优点。因此,大多数的研究是对新鲜收割的高水分玉米进行的。但是,在表1所列的很长的化合物中,仅有几种是能以合理的价格在商业上使用的。异菌脲(Iprodine)还不能商业性地用于谷物,药剂是很贵的,二氧化碳、甲醛、氨和尿素有不良效果,如使谷物褪色,或因有残留气味而降低适口性。山梨酸在大规模应用上被证明是不可靠的(White等,1988)。 由于价格,效率,营养和适口性等原因,仅丙酸配方找到了重要的市场位置(表2)。对这类化合物的许多研究是在七十年代早期完成的(Jones,1970;Sauer和Burroughs,1974;Sauer等,1975;Bothast等,1975;Vandegraft等,1975)。在许多上面列出的试验中,它们被证明与未处理组相比可以延缓变质。但是,作为对七十年代中期石油短缺结束的反应--石油价格下跌之后,降低了谷物干燥成本,使得对这些化合物的萎缩,进一步的研究没有进行。显然由于生产各种丙酸盐化合物的经济的方法的推动,一项研究于1992年发表(Raeker等)。两项或更多的研究(Rahnema和Neal,1993;White和Coates,1988)包括了缓冲丙酸化合物。前者出现于一份非参考性文献,报告有良好的结果。第二项研究报道,在几周后防霉剂处理组不能比未处理组更显著地控制霉菌生长。几十项研究做了关于丙酸化合物应用于储藏的毒性或营养问题或控制储藏霉菌的效率问题。这些在表2中未列出。 禁止将酸处理的玉米与食品级玉米混合以及丙酸的腐蚀性也减少了人们对这些产品的兴趣。在美国,它们主要用在某些谷物加工中以延缓饲料原料和成品的变质,在某些情况下,用于保藏在地槽和地下筒仓中储藏的高水分谷物。由于附加成本和对金属设备的腐蚀性效果,大规模应用于立筒仓中储藏的玉米,人未在美国变成平常事。九十年代的可用配方包括了缓冲产品,这类产品对金属的腐蚀性较小(Rahnema和Neal,1993)。Bern(1998)估计依阿华州玉米作物的1%是用这类产品处理后储藏的。 文献综述总结 1.储藏玉米以在通风条件下由AST方法可恰当预测的速度呼吸和损失干重。决定干物质损失速度的参数是谷物温度,谷物水分,品种和机械损伤的程度。 2.玉米破碎及其产生的细碎物是在收获,干燥和后续的搬运中产生的。当谷物被卸入输送装置或储存容器中时细碎物会在流积物中积聚。细碎物的积聚因有利于流积物中霉菌生长和围住了呼吸的热量而加速了变质。因增加了气流阻力也降低了通风效率。 3.当周围空气比玉米冷并足够干燥时,在冷却过程中玉米不会显著吸湿,在此条件下,通风是对玉米调节水分和维持质量的有效工具。通风能够带走在谷堆中呼吸产生的热量和水分。 4.化学防霉剂有时被用于减少在谷物产品中的呼吸和变质。它们被用于湿玉米以代替干燥或在干燥之前使谷物存放更长时间。 表1作为防霉剂在玉米中试验过的非丙酸化合物 化合物 参考文献 氨 Bofhast等,1972 Nofsinger等,1977 Vandegraft等,1975 Brekke等,1977 甲醛 Muir和Wallace,1972 异菌尿 Aljinovic等,1995 Al-Yahya等,1993 Al-Yahya等,1994 Dugba等,1996 Wilcke等,1993 成药 Edgington等,1970 White等,1988 山梨酸 Dunkel等,1970 Sauer和Burroughs,1974 Yasin和Hanna,1984 二氧化硫 Eckhoff等,1980 Eckhoff等,1983 尿素 Bothast等,1975 Ghate等,1980 Ghate和Bilanski,1981 Lancaster等,1974 在热带气候的出口顾客面临的独特的玉米储藏问题 自本世纪开始以来从美国出口玉米就是一项繁荣的业务(Hoffman和Hill,1976),并从此一直不断。在美国由高产玉米品种和广泛采用田间脱粒机带来的变化已经有30多年了。似乎仅在过去的几年中,我们的出口顾客才开始不断抱怨在玉米到达他们国家后有过多的细碎物,高水分含量和短的储存期。最近的不满意根由可以部分地解答为是由于世界生产中的变动和改进的海洋运输带来的谷物市场经济的变化。 表2 丙酸或丙酸盐的试验条件 参考文献 试验条件 Jones,1970 水分含量:28%,温度:>4 5°C(粉碎玉米) 监控参数:营养/霉菌数 Larsen等,1972 水分含量:38%-40%,温度:冬天周围气温 监控参数:牛的采食性 Ekstrom,1973 条件未说明 Goering和Gordon,1973 水分含量:30%,温度:26.3°C(粉碎玉米) 监控参数:可见霉菌生长 Hall等,1974 水分含量:24%,温度:24-26.9°C 监控参数:可见霉菌生长/气味 Herting和Drury,1974 水分含量:20%,温度:29.7°C 监控参数:可见霉菌生长/气味 Sauer和Burroughs,1974 水分含量:19%-24%,温度:24°C 监控参数:可见霉菌生长 Saure等,1975 水分含量:23%-29%,温度:12.9-25.2°C 监控参数:侵染% Bothast等,1975 水分含量:27%,温度:27.4-38.1°C 监控参数:微生物数 Vandegraft等,1975 水分含量:28%,温度:23°C 监控参数:黄曲霉毒素 Ghate等,1980 水分含量:24%-34%,温度:23°C 监控参数:霉菌侵染 Raeker等,1992 水分含量:17.6%-29%,温度:25.2°C 监控参数:可见霉菌 Rahnema和Neal,1993 水分含量:15%,18%,温度:31.4°C(破碎玉米) 监控参数:可检测的二氧化碳放出量 White和Coats,1998 水分含量:20%,温度:依利诺斯秋天和冬天周围温度 监控参数:侵染率%,损坏颗粒 在拉丁美洲和其它地方,改进的港口和搬运设施使得它们能抓住大型船运内在的规模经济效益。在东南亚,尽管不能承受目前的危机,但改进的港口设施和增加的当地和地区性生产需求将继续促进对大型船运的使用。增加的船运吨位意味着谷物在使用之前必须在进口国家储存更长的时间。此外,在东南亚,饲料厂和最终用户直到目前对含半软胚乳和色浅的美国玉米品种以及这些特性对储藏和生产的影响尚无经验。他们有的是对硬的,干的、粉尘少,着色重的阿根廷玉米的使用经验或是对在生产地区随收获进行中以少量购买的当地或地区性玉米的经验。进口的美国玉米在热带气候条件下储藏较长时间创造了对以前不需要的信息的需要。有关如何评价在热带条件下给定一批美国玉米的可储藏性和如何延缓影响饲料性能变质问题是不同于在美国的大部分地区所遇到的问题。允许储藏时间,作为一个有用的工程和教学工具,并未解答操作问题。此外,对于他们的工厂在热带气候的美国玉米的进口者来说,有一系列的独特条件使得前述的许多文献并不能完全适用。 “出口条件”谷物 在马来西亚或哥伦比亚的某个饲料厂接收的美国玉米与在圣路依斯或小洛克的某个饲料厂搬运的玉米是显著不同的产品。以上的例子研究表明细碎物的含量有增加,并有报道水分会计师也偶尔有增加((Paulsen和Hill,1977)。Sauer和Christensen(1968)报道,60%的出口玉米含有14。5%以上的水分,三分之一的水分高于15%。他们发现子粒的0%-79%(平均16%)在出口时已被储藏霉菌侵染。但是,没有系统研究对玉米在船运期间的物理和真菌条件进行特性描述,因为热带气候的进口者是在出口搬运,船运和进口搬运之后接收的。 由Perez等(1982)进行的一项研究可能对在热带储藏中发生的变化提供一些理解。他们模拟了在北方玉米产区将美国玉米于-2.2°C-12.9°C储藏2.5-7.5个月,然后模拟了用船将玉米输送到美国东南部,在26.3°C和84%的相对湿度下通风或不通风储存3周。他们报告说,不管初始储藏水分含量(14.0,15.5,或18.0%),与不通风谷物相比,通风的谷物在亚热带条件下储存3个月后的发芽率有很大的降低。他们还报告了一个稳定的模型,在冷的初始条件下储藏较长时间的玉米比在北方玉米产区条件下储存较短时间要变质的快,其变质程度用霉菌侵害和发黑胚芽的百分比测定。尽管所有的玉米,不管其储藏水分,在从初始条件开时似乎完好,但在所有试验中,玉米在热,湿的条件下储存3周后被储藏霉菌高度侵染,出现霉变和变质。 在热带气候中通风 在美国弯港进行的一项研究(Wade和Christensen,1977)模拟了冷玉米通过在美国港弯的热,湿空气条件时的情况。他们观察到在谷物输送的5分钟内水分含量增加了0.1%。观察到的在一短输送带上的加热程度是7。在热带进口地区,储藏经理们面对的条件是,进口的美国玉米到达时要比周围空气凉,比周围空气的平衡水分条件要干。相反,在科学文献中可查到的通风管理方面的研究所涉及的条件是空气比谷物凉,相对湿度或者在平衡条件,或可干燥谷物(Foster,1967)。 由于在热带气候中,环境空气常 常使通风起反作用,所以谷物有时允许连续升温直到其被运走。在这种情况下的问题是,在不通风条件下会有多少损失和变质发生,是否可以预测结果以便可以做出预先的管理决策。一个计算机模型被用于模拟玉米在通风和不通风的条件下的呼吸(Brooker和Duggal,1982)。但是,不通风条件的模型假设对流空气将因谷物的温度高于仓周围空气的温度而产生。通风的模型是基于密苏里冬天的气候条件。所有关于呼吸速度和AST的试验报告的美国文献都是在通风的条件下进行的。 防霉剂 在有关储藏玉米中应用丙酸防霉剂的14项研究中仅有一项(表2)包括了典型出口美国玉米的14%-15%的水分范围。该项研究是以破碎玉米为对象,与未处理组相比较,提供了在水分含量为15%下的额外的2-7天的自由呼吸储藏和水分含量为18%下的额外的3-7天的储藏,结果表明用丙酸的效果好于丙酸的缓冲型产品(Rahnema和Neal,1993)。他们在31.4°C下的研究是五项研究中的一项,在这些研究中至少有一项试验是在典型的热带储藏温度下进行的。但是,作者发现没有一项以丙酸作为防霉剂的研究是用含典型的出口玉米水分含量的整粒玉米,在典型的热带储藏温度条件下完成的。1993年的论文的研究条件最接近出口到热带国家的美国玉米条件,但且未在前述的杂志上公开发表。 没有一项研究考察了防霉剂在商业处理的玉米中的效率,在这类玉米储藏之前会有更多的破碎产生。这些研究中没有一项的研究对象是出口条件下含有高细碎物比例和典型粉尘的玉米。大多数最好和最近的研究试验了异菌脲,这是一种还不能商业性用于谷物的产品,它的作用方式与用于美国出口谷物的丙酸配方的作用方式不同。 储藏性能试验 科学家已经报告了谷物条件的几项指标,大多数这些指标歌词与谷物的未来储藏性能相联系。由于几方面的原因,美国谷物储运工业对储藏性能试验没有表现出佬举。因此没有开发出预测谷物储藏性能的快速检测方法或仪器,没有跟上谷物真菌毒素的快速检测方法或测定谷物水分,蛋白质,脂肪等的快速检测仪器的发展。但是,由第三者提供进口玉米的海外客户(这在一些国家是平常事)可能对能确定哪批可供玉米在未来储藏上最有竞争力的快速和可靠的方法感兴趣。目前的选择如下: 损伤颗粒数 由检察得到,已被用作状况和储藏性能的指示器,因为大多数损伤的颗粒(总数),或如检查证书上称为DKT,是在霉菌使颗粒变黑时产生的。因此,DKT可仅用作储藏性能的总的指示器。 二氧化碳放出量 (Steel等,1969)已被用作评价其它储藏性能预测方法的标准方法。但是,这种方法需要配置很好的实验室和有技术的技术人员。它需要约几天的时间来完成。 琼脂培养板试验 (Sauer等,1982)是确定由储藏霉菌侵染谷物程度的标准方法,是一个有用的研究工具。它是未来储藏性能的良好的预测器,但需要一个实验室和有技能的技术人员。它需要约一周的时间来完成。 破坏性产品试验 如在美国谷物化学家协会(AACC)和美国分析化学家协会(AOAC)手册中描述的,是测定在变质过程中产生的某些化学物质的含量。普通的例子是游离脂肪酸测定(FFA)和脂肪酸价(FAV)测定。它们用于从谷物或油籽制得的产品的日常评价,但需要实验设备和有技能的技术人员。 机械损伤指示器 与储藏性能有关,因为在变质速度和物理损伤之间有密切的联系(Ng等,1993)。大多数这些方法从筛理谷物开始,以确定破碎颗粒的量,然后使用染料来检测看起来完好的颗粒的细小裂缝。作为这种试验的一个例子是由Chowdhury和Buchele(1976)开发的。因为该检测法还未在美国广泛采用,所以还没有什么有关该方法作为储藏性能使用效果的信息。但是,研究者目前正试图用可视图象使这一过程自动化,这在未来某个时候可能发展成为商业性检测方法。 麦角甾醇 是真菌结构的化学成分,在谷物结构中不存在。这样它就可作为真菌污染程度和未来储藏性能的指示器(Naewbanij等,1986)。麦角甾醇含量是一个有用的研究工具,但需要昂贵的色层分析设备和有技能的技术人员。 发芽率 随谷物变质而降低,已被用作谷物条件和未来储藏性能的指示器。发芽试验具有操作简单和低成本的优点。它们未经训练也容易完成。该法的缺点是需要7-10天的时间来完成。因为该法不是日常用作储藏性能的预测方法,很少有对其预测准确性能的信息。 电解质渗出去 已经被用于预测发芽和秧苗活力,因此能用于代替发芽试验作为谷物状况和储藏性能的指示器(Marks和Stroshine,1998)。与大多数其他试验方法相比,该法需要很少的设备和技能,速度比发芽方法快。目前进行的工作是要确定它是否能发展成为在田间以很短的时间完成的方法。 挥发性化合物 是在谷物变质时产生的(Seitz和Sauer,1996)。25-30种挥发性化合物中的每一种的量形成了一种挥发性图,并随变质过程的进行而变化。目前这种技术需要最先进的色层分析设备和有高技能的技术人员。在未来研究中可能生产出快速检测盒来评价谷物的条件和预测储藏性能。 在可用的技术中,那些基于挥发性化合物,破碎率或电解质渗出的方法似乎有成为商业性储藏检测方法的潜力。在目前的课题下进一步的研究包括这些技术对热带气候的美国谷物协会的顾客的有用性评价。 信息需要总结 (在这一课题下根据研究进行归类) 所属工厂在热带气候的美国玉米的进口商有不同的问题,必须做出不同于在美国产地的生产者或经营者或最终储运企业的决定。 1.储藏性能检测 如果谷物已经被另一团体进口,他们必须试图确定可供销售的这批货是否可被安全储藏所需要的时间。对回答这些问题还没有快速和简便的方法。由于不知道货物的储藏历史,高破碎率,细碎物和霉菌侵害,储藏性能的AST测定不能预测进口谷物能维持质量多长时间来满足进口商的需要。它也不能预测在不通风条件下的呼吸速度。文献研究中列出的技术将为此目的而评价。 2.管理细碎物 为管理由细碎物积聚所促进的变质问题,进口商有几种选择。他们可以a)在储藏前筛理谷物,b)在装满仓后去掉仓顶的料锥,c)使用化学防霉剂,或d),将上述方法中的几种结合使用。每一种方法的相关成本和效益必须清楚,以便为进口商可能面对的各种不同情况做出合理的和有用的推荐。 3.通风管理 美国玉米常常在进口商的料仓中开始发热,许多这些料仓装有通风机。但是,在热带条件下的通风管理比在温度条件下要复杂的多,给定进口美国玉米的初始条件,必须对各种不同情况下不同通风策略的风险和利益进行调查,以便做出田间检测推荐。 4.防霉剂 商业防霉剂在进入商业渠道的干谷物(水分含量14%-14.5%)中的效力和成本效益是完全不知道的,这种谷物已经被储藏霉菌高度侵染,含有高比例的破碎粒和极其高的细粉尘。 5.在发热期间损失的饲料价值 在热带国家的进口商常常必须做出储藏管理决定,包括这样的选择:“允许谷物继续发热直到它们能被用掉。”不通风的谷物的干物质的损失速度可能不同于通风的谷物。但是,所有的玉米呼吸和干物质损失研究已经通过用通风抽出二氧化碳进行定量来完成。在大型谷堆中的干物质损失速度有多快是未知的,在这样的谷堆中允许发热,内部积聚的的热量和二氧化碳最终延缓了发热。在这些条件下的能量损失还未定量因而不能确定这一选择的相关成本。 6.购买规格 在进口商的购买规格中是否利用和如何利用与储藏相关的因子还未进行调研。未知的关键问题是当达出口条件的美国玉米在热带气候储藏时,通过在购买规格中控制BCFM和水分含量窨能获得多少效益(减少重量损失,变质和营养损失)。 这种信息对美国谷物协会的客户极其重要,必须通过坚实的科学来开发。此外,评价必须考虑经济,市场环境,各种限制以及文化和物理环境。解决方案必须具有成本效益,必须适合于气候,文化和发展水平,必须在进口商的实际工厂中可行。

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