粮食储藏过程中快速检测技术的应用研究
王蕾
从2012年起，我国每年的粮食产量均保持在六亿吨以上。随着粮食产量的逐年增高，粮食质量安全受到社会的广泛关注。对于已经进入到流通环节和已经完成收储入库的粮食，如何在粮食入库和储藏保管时快速且高质量地完成检测，成为粮食承储企业和粮食检验机构的重点研究方向。快速检測技术具有操作比较容易、消耗时间比较短、可以做到无损检测、检测成本相对较低等优点，适用于大量粮食入库检测和快速筛查，因此在粮食储藏过程中的应用非常广泛。
一、粮食中的水分快速检测技术
1.直接干燥法。直接干燥法是一种测量粮食中有机物和蛋白质含量的常见检测手段，精度高，但耗时相对较长，更适合在实验室中应用，无法满足粮食入库这种大量和紧急的检测，也不能够很好地适应大型企业和高节奏生产的需要。基于干燥法原理的卤素-水分快检仪，是一种对水分浓度进行检测的快速式检测手段。大部分粮食企业和国家粮食检验机构比较常用的卤素快速水分测定仪是较为优良和高品质的环形卤素光照灯，这是一种高效的低温烘干式加热器，可以快速而均匀地将样品放入空气中，使得样品中的水分能够不停地被烘干，然后再进行测量。在整个测量过程中，仪器会完全自动地实时显示各种测量结果，包括样品重量、样品的水分含量等各种信息。快速水分测定仪充分应用了直接干燥方法的基本原理，测定结果和烘箱法中水分测定的方法具有很强的一致性，测定一个样品只需要几分钟就可以完成，工作效率高，只需要定期与烘箱法进行校准就可以，因而在粮食企业中广受欢迎。
2.水浸悬浮法。水浸悬浮法是一种利用阿基米德原理，快速准确测定粮食中水分含量的新方法。具体流程是：将所有待测粮食样品放入容器中，再加入水，使粮食样品充分浸泡，然后将该容器完全浸入水中进行称量。根据阿基米德原理，样品中水的重量大约等于其在水中的漂浮力，当它在水中称重时，水的漂浮力为零，称量所得质量为样品中干燥物质和测量容器的质量，通过抽样计算就可得到试样的含水率。水浸悬浮法彻底改变了传统以空气为测量介质的模式，填补了水分测量方法的技术空白。基于水浸悬浮法研制出来的粮食水分快速测定仪，具有快速、准确、节能、环保的特点，为粮食的收购、销售、运输、储存、加工等环节提供了科学、准确的依据，目前该方法和仪器已被粮食行业标准所采用。
3.电容法。电容法的原理主要是利用粮食水的介电常数与谷物干燥水中的介电常数的差别来对粮食中的含水率进行测定。实验证明，含水率和相对介电常数之间存在着较好的非线性相关关系，可以据此建立二者之间的数学模型。同时，不同品种粮食油料的相关性模型不同，在相关性上的程度也不同，这就要求建立一个包括含水量与介电常数、容积密度及周围环境影响因素等诸多参数的复杂相关性模型，这样才能极大地提高电容法检测结果的准确性。
4.电阻法。电阻法也称电导法，由于粮食样品的含水量会直接影响到粮食样品的电导率，因此可以通过直接测量粮食样品中电导率的不断变化，来判断粮食样品中水分的含量。采用电阻法测定水分含量的成本比较低廉，缺就是检测信号强度低，对检测样品质量要求高，粮食样品水分含量过高或过低都不太适合采用电阻法进行检测。
5.近红外吸收光谱法。在近红外吸收光谱方法中，我们可以通过谱线分析各种粮食样本中所有含氢的官能团所吸收的近红外光谱，从而测定粮食样本中的水分含量。待测粮食样本的含水率越高，其特征吸收峰的强度就会更高。近红外吸收光谱法的主要优势是不需要对各种粮食样本进行预处理就可以快速地进行数据分析和检测，能够做到无损检测。不过，近红外光谱仪的价格昂贵，使用前需要大量的实验数据进行建模，这样才能使检测结果比较准确。
二、粮食中的重金属快速检测技术
1.基于X射线荧光光谱法的重金属检测仪。基于电子X光发射线电子荧光谱和光谱快速分析检测原理设计制造的各种重金属快速准确检测仪器，可以快速准确地检测稻谷和大小麦等各类粮食中的重金属镉。仪器操作简单，只需将样品粉碎至所需细度后装入样品瓶，不需要复杂的前处理方法，通过仪器就可直接测出结果，方便快速。其工作原理是由一种用数字高压电源进行控制的X射线管所发出的一种X射线，经过滤光及其对于光路准直系统信号的衰减、剪裁或者约束转换，从而变成一种具有特殊光谱分布的X射线入射样品。样品中被检测到的元素被激发而产生了特征X射线，并由先进的高性能二氧化硅漂移式检测仪器进行接受，经过仪器内部的软件处理，就能够对其进行精确的定量。
2.电化学技术快速检测法。作为应用与发展都比较早的分析技术，电化学分析法是根据被测物质在溶液中的电化学性质及变化为基础，建立物质组成与浓度之间的关系。这种分析方法的优点是仪器设备比较小，操作也很方便，自动化和连续分析能力强，比较适合多种元种素的检测，价格也便宜。
三、粮食中的真菌毒素快速检测技术
1.酶联免疫法。酶联免疫吸附稳定剂测定法，简称ELISA，就是利用抗原和抗体之间的特殊化学反应，将待测物质和酶进行相互连接，然后经由酶与基底物之间所产生的色彩反应，对待测物质和基底进行定性或是定量分析。粮食企业只需购买相关的试剂盒，按照说明书操作，再结合酶标仪即可完成全部测定。操作较为方便和灵活，跟常规的真菌毒素检验方法相比具有价格优势，广泛用于实验室和粮食企业普查自检。
2.胶体金免疫层析法。作为目前粮食真菌毒素快速检测方面的主流技术，胶体金免疫层析法是通过将抗原或抗体包被于硝酸纤维素膜上，检测时待测样品与标记的探针经过层析的作用，与包被的抗原或抗体发生特异性反应后出现信号条带，然后就可以用肉眼或者机器来判定结果。跟酶联免疫法相比，胶体金免疫层析法具有简单、快速、成本低、特异性好等优点，特别适用于粮食入库前的筛查检测和基层实验室的大批量样品初筛工作。
3.荧光免疫层析法。荧光免疫层析法是将已经标记过的免疫毒素和没有标记过的毒素一起与异性抗体相结合，通过检测荧光信号的变化来对结果进行测定。荧光免疫层析法的最大优点是灵敏度高，在应用过程中可以匹配多种真菌毒素进行检测，而且应用快速，操作简单，实验过程中的样品消耗量低。
四、结束语
虽然粮食的常规检测方法目前比较成熟，但却存在检测耗时长、成本高等问题，尤其是一些先进的大型精密仪器设备，需要操作人员具有很熟练的操作技能，这就导致整体检测效率偏低。而各种粮食快速检测技术较好地弥补了常规方法的这些缺点，并且具有成本低、效率高、对操作人员要求不高等优势，能够适应大规模筛查检验和粮食企业日常普查检验工作，已经逐渐成为广大粮食储藏企业的优先选择。
随着科学技术的不断进步和发展，各种各样的快速检测技术以及快速检测仪器设备在粮食储藏领域都得到了较快的应用和发展，很好地提升了粮食储藏的质量。随着各大企业对粮食安全越来越重视，为满足企业对粮食安全检测的需求，研究发展快速检测技术将是今后的重要发展方向之一。
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