不同含水率稻谷在不同温度条件储存过程中真菌生长情况的研究

苏文焯，赖长生*，袁峰，于雪冰，张宏涛，卫晋波

（1.佛山市禅城区粮油检测中心，广东佛山528000；2.佛山市环境健康与安全评价研究中心，?广东佛山528000）



不同含水率稻谷在不同温度条件储存过程中真菌生长情况的研究

苏文焯1，赖长生*1，袁峰1，于雪冰1，张宏涛2，卫晋波2

（1.佛山市禅城区粮油检测中心，广东佛山528000；2.佛山市环境健康与安全评价研究中心，?
广东佛山528000）

摘要：模拟不同的水分和温度条件，研究稻谷在储藏过程中真菌生长情况的不同变化，初步建立了一种针对佛山地区稻谷储藏中真菌危害以及预测主要危害真菌毒素含量变化趋势的早期预测方法。将稻谷样品水分含量调至12.0%，12.8%，13.6%，14.4%和15.2%，分别置于15℃，20℃，25℃，30℃，35℃、40℃恒温培养箱中储藏140 d，每7 d取一次样检测真菌生长及真菌毒素生长情况。结果表明：水分含量为12.0%，12.8%的稻谷长期储藏是安全的；13.6%水分稻谷在35℃以上高温储藏49 d就存在真菌污染风险；15.2%稻谷在实验的6个温度下储存21 d内均检出有真菌生长，且主要真菌毒素含量严重超标。在15℃～40℃的储藏环境温度范围内，真菌生长情况与温度增长成正比。通过严格控制储藏稻谷水分含量可减少佛山地区稻谷储藏期间因受真菌危害而造成质量损失。

关键词：佛山稻谷；储藏；真菌生长；真菌毒素

稻谷是人类和畜禽的重要食物来源以及重要的工业原料，其产量约占全国粮食总产量的38.3%，大部分用于食用（约占总产量的80%）［1］。如何提高稻谷储存的安全性，直接影响着社会经济的发展。近几十年来，全球报道了不少有关稻谷储藏过程中安全性的研究，Christensen［2-3］等研究了粮食储存过程中微生物的生长区系，确定了稻谷储存过程中不同真菌生长所需的最低水分，同时发现稻谷储存过程中早期危害真菌主要为灰绿曲霉类和白曲霉类。刚收获的稻谷在储存初期主要受田间真菌影响，随着储藏时间的推移，储藏真菌逐渐代替田间真菌影响稻谷储藏质量。储藏过程中，温度和水分直接影响着稻谷储藏真菌的生长，稻谷储藏质量稳定性与储藏真菌生长量密切相关。

真菌毒素是真菌产生的次级代谢产物，主要污染储藏的粮油食品和饲料，严重危害人畜健康［4-5］。污染稻谷的真菌毒素主要包括黄曲霉毒素（Aflatoxins）、玉米赤霉烯酮（Zearalenone）、赭曲霉毒素（Ochratoxin）、T-2毒素（T-2toxin）、脱氧血腐镰刀菌烯酮（deoxynivalenol，又称呕吐毒素，vomitoxin）等。

通过同时研究稻谷储藏过程中水分含量和温度两个因素的变化对储藏真菌生长的影响情况，和相应的真菌毒素产生的条件，以稻谷储藏水分含量、温度和储藏真菌三个因素参考了危害进度表，确定了食品安全国家标准中规定限量标准的稻谷中真菌毒素产生的条件。为佛山地区稻谷储藏安全期预测提供技术参考。佛山地区高温多湿，而且最高温度近几年不断在刷新［6］，控制好储藏稻谷水分含量能预测好佛山地区稻谷真菌污染安全储藏期，避免真菌对稻谷的污染，减少真菌污染的稻谷流入市民餐桌有着实际意义。

1　材料与方法

1.1试验材料

（1）样品。稻谷样品，质量中等，水分含量为12.5%，产地江西，储藏于佛山市禅城区储备库；

（2）试剂和仪器。PXS-2040生物显微镜（上海光学）：OKP-10TN实验室超纯水机（上海涞科）；DHP-9162培养箱（上海一恒）：YP-5001电子天平（常州衡正）；DHG-9070A电热鼓风干燥箱（上海一恒）：MULTISKAN MK3酶标仪（上海热电）；Genex Beta 720020GN排气式单通道移液器（北京吉诺思）；HPX-250B恒温恒湿箱（上海悦丰）。实验用水均为超纯水；黄曲霉毒素B1、赭曲霉毒素A酶联免疫试剂盒（江苏苏微）。

1.2实验方法

（1）稻谷样品前处理。对样品进行清理、除杂后检测稻谷样品中水分含量，以自然风干的方式将稻谷样品水分含量降低至12.0%，取5 kg降低水分含量至12.0%的稻谷样品作为原始样品置于冰箱中保藏。

（2）真菌孢子计数法。稻谷样品水分调节采用人工加湿的方法将样品水分调节至12.0%，12.8%，13.6%，14.4%和15.2%。使每次平衡后的样品水分含量偏差控制在±0.3%之内。将平衡后的样品分为6等份，分装于棕色广口瓶中，加塞密封后用隔湿呼吸膜封口，于恒温箱中储藏。

（3）水分测定。按照GB/T 5497-1985《粮食、油料检验水分测定法》执行。真菌孢子计数取10.0 g稻谷样品，于100 mL具塞量筒中，加30 mL去离子水，盖塞剧烈振荡1 min后过300目尼龙滤布，取滤液虹吸进入血球计数板计数区，在显微镜下进行孢子计数。

（4）真菌毒素酶联免疫吸附法。样品前处理以及上机检测按照江苏苏微微生物研究有限公司试剂盒中制定的方法。

1.3数据处理方法

稻谷储存模拟实验真菌孢子生长分析各图均用Excel图表工具制作；真菌毒素含量分析采用苏微公司ELISA分析系统。

2　结果与讨论

2.1稻谷储藏水分含量、温度与真菌生长的关系

对不同温度储藏的实验稻谷样品每隔7 d取样，按照（2）真菌孢子计数法方法对真菌生长情况进行监测，最后对统计数据进行统计处理，结果见图1～图6。

图1　稻谷储藏在不同水分含量、相同温度下与真菌孢子数关系（15℃）

图2　稻谷储藏在不同水分含量、相同温度下与真菌孢子数关系（20℃）

图3　稻谷储藏在不同水分含量、相同温度下与真菌孢子数关系（25℃）

图4　稻谷储藏在不同水分含量、相同温度下与真菌孢子数关系（30℃）

图5　稻谷储藏在不同水分含量、相同温度下与真菌孢子数关系（35℃）

图6　稻谷储藏在不同水分含量、相同温度下与真菌孢子数关系（40℃）

图1～图6为不同水分含量稻谷在不同温度下储藏真菌生长变化情况。由分析数据可以看出12.0%水分的稻谷在6个实验温度下储藏120 d，均未检出真菌生长。12.8%水分稻谷在40℃环境中储藏到77 d开始有少量真菌生长，但不影响稻谷储藏品质的安全性。从统计气候变化情况看，在佛山地区月平均气温25℃～33℃（4～11月份）8个月期间，12.8%以下水分含量的稻谷长期储存也是比较安全的。最近几年，佛山地区最高气温达到40℃甚至更高，此时12.8%水分稻谷就存在储藏风险。13.6%水分稻谷25℃储存，在105 d时检测出有真菌生长迹象，但对稻谷储存质量影响较弱，由此可看出稻谷在此水分含量下储存140 d是比较安全的；30℃储存84 d时检出有真菌孢子存在，而在35℃高温条件下储存49 d检出有真菌繁殖，而在40℃高温储存14 d已经检出有真菌生长，此时真菌数量已达到106个/g。在实际稻谷在粮堆储藏中，由于真菌生长及繁殖时会有呼吸作用，可能会引起局部发热、发霉现象从而加快真菌生长，由此可见，在佛山地区13.6%水分含量的稻谷长期在35℃以上高温储藏风险性相当高。14.4%水分含量的稻谷在25℃，30℃，35℃，40℃高温区储存，在21 d均检出有真菌生长，21-57 d可达到106个/g，这一水分含量稻谷在佛山地区高温高湿地区不宜长期储藏。14.4%水分含量稻谷在20℃储藏70 d时出现真菌快速生长，而在15℃以下储存140 d能够基本正常保存。15.2%水分含量稻谷低温储藏，稻谷品质仍存在极大风险。15.2%水分含量稻谷35℃储藏21 d，在40℃储藏7 d时，肉眼可观察到稻壳表面出现较多白色菌丝，稻谷颜色加深，有明显霉变气味产生。随着储藏时间增加真菌危害程度逐步加重，这种变化越来越明显。

综上所述，稻谷在15～40℃环境温度储藏时，温度高时（25℃，30℃，35℃，40℃）储藏真菌生长速度明显高于环境温度低时（15℃，20℃），随着储藏温度升高，真菌生长速度加快，真菌生长情况与温度增加正成正比。稻谷在40℃下储藏真菌生长最快。12.0%，12.8%水分含量稻谷在佛山地区长期储藏是安全的，13.6%水分含量的稻谷仅能在25℃及以下储藏，佛山地区高温时间比较长，而且每年最高气温一直在刷新，所以在佛山地区储藏稻谷应尽量将水分含量控制在13.6%以下。

2.2稻谷储藏水分含量、温度与真菌危害进程

按照文献报告方法［7］，将稻谷储藏过程中储粮真菌危害分为4个等级（表1），分别用Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ表示。

表2中所列时间为真菌生长达到各级的最初时间。不同水分含量的稻谷在不同温度下储藏，真菌危害程度见表2。表中“-”表示在当前环境中在实验室模拟环境下，在培养过程中均未检出真菌存在；表中数字表示在当前实验室模拟环境中，达到真菌危害程度时检出的时间。

表1　储粮安全性评价级别表

表2　稻谷储藏水分、温度与真菌危害进程

由表2可以看出，不同水分含量的稻谷在不同环境温度下储藏，真菌危害达到不同级别所需的时间有所差别。从真菌开始生长到逐渐发展到对稻谷品质造成危害，直至粮食中可能出现发热、霉变，甚至产生肉眼可见菌丝和颜色变化的严重危害，各危害程度所需时间在表2中均有反映。本实验数据是在实验室模拟等温条件下所得结果，表1适用于佛山地区不同水分含量稻谷短期储藏安全期预测。

根据GB 2761-2011《食品中真菌毒素含量》中规定了稻谷中黄曲霉毒素B1、赭曲霉毒素A的限量指标分别为10、5.0μg/kg，以此界定了真菌毒素的阴阳性对照点。根据实验室模拟研究，在储藏过程中最初产生了真菌毒素后，在之后的储藏过程中特定的真菌毒素均可检出，因此数据给出的数据为最初检出真菌毒素含量。通过表3可以看出在水分含量13.6%在40℃储藏、14.4%水分在30℃以上、15.2%水分在25℃以上储藏的稻谷存在黄曲霉毒素B1超标风险，水分含量12.0%储藏的稻谷在40℃以下储藏140 d黄曲霉毒素B1均无超标现象；通过表4可以看出水分含量12.0%，12.8%，13.6%的稻谷在储藏140 d内均无赭曲霉毒素A超标现象，水分含量14.4%在40℃、水分含量15.2%在35℃以上储藏的稻谷存在赭曲霉毒素A超标风险。

表3　稻谷储藏水分、温度与黄曲霉毒素B1毒素含量关系

表4　稻谷储藏水分含量、温度与赭曲霉毒素A含量关系

3　结论

（1）通过对佛山地区稻谷在储藏水分含量、温度两个因素对真菌生长和真菌毒素含量规律的研究发现，12.0%水分含量的稻谷最适合长期储藏。12.8%水分含量稻谷在40℃储藏也存在被真菌污染的风险。13.6%水分稻谷在25℃下能保证储藏105 d未检出真菌污染，但在佛山地区夏天温度特别高，环境适度特别大，长期在高温高湿条件下储藏存在风险。14.6%水分的稻谷在25℃以上高温不宜长期储存，否则粮堆中有可能发生发热、霉变的风险，但在15℃以下储存140 d是基本安全的。15.2%高水分稻谷在高温区储藏非常不安全，即使在准低温下储藏仍存在较大风险。稻谷在准低温区储藏真菌生长速度明显低于高温区，在15℃～40℃的储藏环境温度范围内，真菌生长情况与温度增长成正比。

（2）通过对佛山地区稻谷储藏水分含量、温度两个因素对真菌毒素含量的研究发现，稻谷在水分含量13.6%在40℃储藏、14.4%水分在30℃以上、15.2%水分在25℃以上存在黄曲霉毒素B1黄曲霉毒素容易超标，水分含量12.0%储藏的稻谷在40℃以下储藏140 d黄曲霉毒素B1没有超过限量标准；稻谷在水分含量12.0%，12.8%，13.6%储藏140天内赭曲霉毒素A没有超过限量标准，水分含量14.4%在40℃、水分含量15.2%在35℃以上储藏的稻谷赭曲霉毒素A容易超过限量标准。根据危害真菌毒素含量在不同温度、水分含量的稻谷进行研究，可供佛山地区收购最佳稻谷储藏水分含量提供参考。

参考文献：

［1］付鹏程，李荣涛，谢刚，等.稻谷真菌毒素污染调查与分析［J］.稻谷化学与品质分析，2004（4）∶49.

［2］CHRISTENSEN C M. Microflora and seed deterioration［M］. In∶ROBERTS E. H，Viability of seeds. Syracuse University Press，1972∶59-93.

［3］CHRISTENSEN C M. and Sauer D H. Microflora，In Storage of cereal Grains and Their Products，Christensen C. M. 1982∶219-240.

［4］王红星，陶正国.饲料中的真菌毒素的危害性及其防止措施［J］.兽药与饲料添加剂，2000，5（3）∶19-20.

［5］李群伟，王绍萍，鲍文生.真菌毒素与人类疾病的研究进展与展望［J］.中国地方病防治杂志，2001，16（1）∶24-25.

［6］罗云，炎利军，朱建军. 1981-2010年佛山地区气温、降水和灾害性天气的特征分析［J］.广东气象，2014，36（2）∶6-12.

［7］程树峰，唐芳，伍松陵.储粮真菌危害早期检测方法的研究［J］.中国粮油学报，2011，26（4）∶85-88.

【责任编辑：邓军文dengjunwen69@126.com】

A study of growth process of fungus in grain storage under various temperature with different moisture content

SU Wen-zhuo1，LAI Chang-sheng*1，YUAN Feng1，Yu Xue-bing1，ZHANG Hong-tao2，WEI Jin-bo2
（1. Testing Center of Food and Oil of Foshan Chancheng District，Foshan 528000，China；2. Foshan Center for Environmental Health and Safety Assessment，Foshan 528000，China）

Abstract∶This experiment studies in the changes of the relations among moisture content，temperature，growth of fungus and major hazard fungaltoxin in the storage of grain in Foshan. Through the experimental data，we set up an early prediction of quality and trend of content in hazard fungaltoxin of storing grain. Adjusted the moisture content of samples to 12.0%，12.8%，13.6%，14.4%，15.2%，then put the samples respectively into constant temperature incubator at 15℃，20℃，25℃，30℃，35℃，40℃for 140 days. Meanwhile，took a sample to test the growth of fungus and major hazard fungaltoxin. The results showed that the grain was suit for a long-term storage while the moisture content was either 12.0%or 12.8%. As the moisture content was 13.6%，the grain stored for 49 days was easily infected fungal above 35℃. The fungus were detected while the moisture content was 15.2% in grain stored for 21 days at 6 temperature gradient. Morever，the content of hazard fungaltoxin exceeded badly. When the temperature range from 15℃to 40℃，the growth of fungal was proportional to the increasing temperature.

Key words∶grain in Foshan；grain storing；growth of fungus；fungaltoxin

中图分类号：S379

文献标志码：A

文章编号：1008-0171（2016）03-0042-05

收稿日期：2016-03-15

基金项目：广东省省级科技计划项目（2014A040401002）；佛山高新区发展专项资金项目；佛山市高校和医院科研基础平台建设项目（2014AG10007）

作者简介：苏文焯（1985-），男，广东广州人，佛山市禅城区粮油检测中心助理工程师。

*通信作者：赖长生（1966-），男，江西赣州人，佛山市禅城区粮油检测中心高级工程师。