这篇文档属于类型a,即报告了一项原创研究。以下是针对该研究的学术报告:
该研究由Admasu Fanta Worku、Karta Kaske Kalsa、Merkuz Abera、Mesfin Wogayehu Tenagashaw和Nigus Gabbiye Habtu共同完成。研究团队分别来自Bahir Dar大学化学与食品工程学院、Bahir Dar大学农业与环境科学学院以及埃塞俄比亚农业研究所技术与种子研究部。该研究于2022年发表在《Journal of Stored Products Research》期刊上。
研究的主要科学领域为粮食储存技术,特别是玉米的储存方法。玉米是撒哈拉以南非洲地区的主要粮食作物,占该地区谷物总产量的42%。然而,由于传统储存方式的局限性,玉米在储存过程中容易受到黄曲霉毒素(aflatoxins, AFT)的污染,并导致营养成分的流失。黄曲霉毒素不仅对人类和动物的健康构成严重威胁,还会影响农民的收入。因此,研究旨在评估多种非化学储存技术在防止黄曲霉毒素积累和保存玉米营养成分方面的效果,以帮助农民在淡季市场中获得更好的收益。
研究包括以下主要步骤:
实验设计
研究采用了六种储存技术:(1) 将滤饼粉(filter cake)与玉米混合后储存在编织聚丙烯袋中;(2) 将三聚磷酸盐(triplex)粉末与玉米混合后储存在编织聚丙烯袋中;(3) 金属筒仓(metal silo);(4) 普渡改进型作物储存袋(PICS bag);(5) 超级谷物袋(Super GrainPro bag);(6) 编织聚丙烯袋作为对照组。每种储存技术均进行了三次重复实验,采用完全随机设计。
实验材料
实验使用的玉米品种为BH-540,购自埃塞俄比亚种子公司。玉米的初始水分含量为11.1%,所有储存设备均装载了50公斤玉米。
数据收集
在储存前、6个月和12个月后,分别采集样本进行以下参数的测定:水分含量、淀粉、蛋白质、油脂含量、谷物损伤、黄曲霉毒素水平以及玉米籽粒霉菌感染率(KMI)。此外,还测定了气密袋内的氧气和二氧化碳浓度。
数据分析
数据采用双向混合方差分析(two-way mixed ANOVA)进行处理,以评估储存技术和储存时间对玉米水分、营养成分和黄曲霉毒素水平的影响。若存在显著交互效应,则在每个储存时间点进行单因素方差分析,并使用Tukey的HSD检验进行多重比较。
气密袋内的气体组成
在PICS袋和超级谷物袋中,氧气和二氧化碳的浓度在储存初期分别为20.98%和0.02%。两个月后,氧气浓度分别降至18.69%和18.37%,二氧化碳浓度则分别升至1.31%和1.89%。12个月后,氧气和二氧化碳浓度分别恢复到20.57%和0.17%(PICS袋)以及20.54%和0.26%(超级谷物袋)。
水分含量和水活度
玉米的初始水分含量为11.1%。6个月后,对照组的水分含量显著高于其他储存技术。12个月后,对照组、三聚磷酸盐处理和滤饼处理的水分含量显著高于气密袋和金属筒仓。气密袋和金属筒仓中的玉米水分含量在整个储存期间保持稳定。
黄曲霉毒素水平和霉菌感染率
玉米的初始黄曲霉毒素水平为6.19 μg/kg。12个月后,对照组、三聚磷酸盐处理和金属筒仓中的黄曲霉毒素水平显著高于基线水平,而PICS袋、超级谷物袋和滤饼处理中的黄曲霉毒素水平则保持在较低水平。霉菌感染率在对照组和三聚磷酸盐处理中最高,分别达到61%和58%,而超级谷物袋、PICS袋和滤饼处理中的玉米未出现霉菌感染。
营养成分的变化
玉米的初始油脂、蛋白质和淀粉含量分别为5.40%、11.40%和68.47%。12个月后,油脂和蛋白质含量分别减少了8.0%至30.3%和5.8%至12.0%,而淀粉含量则增加了0.2%至3.1%。超级谷物袋、PICS袋和滤饼处理在保存玉米营养成分方面表现最佳,而对照组和三聚磷酸盐处理中的玉米营养成分流失最为严重。
研究表明,超级谷物袋、PICS袋和滤饼处理在防止黄曲霉毒素积累和保存玉米营养成分方面表现优异,尤其适用于初始水分含量较低的玉米的长期储存。这些储存技术不仅有助于减少粮食损失,还能提高农民的收入和食品安全性。
重要发现
气密袋和滤饼处理能有效控制黄曲霉毒素的积累,并显著减少玉米营养成分的流失。
方法创新
研究首次系统评估了多种非化学储存技术在玉米储存中的应用效果,特别是滤饼处理和三聚磷酸盐处理的效果。
研究对象的特殊性
研究针对埃塞俄比亚等撒哈拉以南非洲地区的实际需求,提出了适用于小农户的粮食储存解决方案。
研究还估算了由于油脂和蛋白质流失导致的膳食能量损失,并指出这些损失可能影响大量人口的年度膳食需求。此外,研究强调了气密袋在保持玉米水分含量方面的优势,特别是在气候条件变化较大的地区。