CN106720284A - 一种对粮食射频处理的杀虫方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对粮食射频处理的杀虫方法，属于粮食存储技术领域。在粮食采收后或在仓储前对其进行射频处理：所述射频处理采用CN104782758 A专利申请中公开的射频杀虫杀菌连续处理装置，所述粮食在射频处理腔内完成处理后，样品出射频腔，在室温下用自然或强制空气冷却；以上所述射频处理方法能杀死大宗粮食内的虫卵、成虫和幼虫。本发明耗能低、自动化程度高、杀虫效果显著、安全、无毒无异味，几乎不改变样品原有的色香味，营养成分及发芽率，大大延长了粮食的储藏期。

Description

一种对粮食射频处理的杀虫方法
技术领域
本发明涉及一种对粮食射频处理的杀虫方法，属于粮食存储技术领域。
背景技术
粮食是人们赖以生存的基础，每个国家都必须有一定数量的粮食储备。据统计全世界粮食总产量达58957万吨，粮食霉变及虫害损失近5000多万吨，约占粮食总产量的10％，损失严重。大米是粮食中最难保存粮品之一，据联合国粮农组织统计(2006)，全世界每年有15％～16％大米因收获后储藏和加工不当而导致损失。全世界约有39个国家、超过世界半数以上人口以大米为主食。亚洲对大米的依赖性最强，我国也是稻米的消费大国,约有67％的居民以稻米为主食，为此，如何解决大米及稻谷贮藏过程中的虫害问题一直受到国内外食品科技工作者的关注。
传统的大米和稻谷防虫方法主要有低温、气调、化学熏蒸等，这些方法尽管在一定程度上可抑制害虫的滋生，但难以杀死虫卵，又因操作繁琐和可能的化学污染和试剂残留等问题而受到人们的质疑和摒弃，而且随着害虫对药剂的抗性问题日益严重，化学储藏应用已逐渐被取缔。此外，高温蒸汽(80℃-100℃),辐照技术，微波技术等新技术也相继被应用于大米和稻谷杀虫，但由于其处理后大米的质量下降，辐照处理的安全性还不被大多数消费者所接受且微波处理具有固有的穿透深度限制，受热不均匀，微波能耗增加，大米中的蛋白质含量减少，蓝值增加等问题的存在，寻求高效、安全、环保的杀虫方法已成为各国科学家的重大任务。
发明内容
本发明针对现有技术的上述缺陷提供一种粮食的射频杀虫方法，是应用射频杀虫处理装置，控制谐振频率为27.12MHz，功率为3-15kW，极板间距为40-140mm，粮食平铺在传送带上，厚度10-25mm，处理时间50-420s，腔内的辅助温度50-55℃，传送带作往复运动进行射频杀虫处理，粮食出射频腔的温度控制在50-72℃。
在本发明的一种具体实施方式中，所述将粮食平铺在传送带上是将粮食以聚乙烯塑料袋密封包装后平铺置于输送带中心
在本发明的一种具体实施方式中，射频处理腔内的辅助温度由≥55℃的热风提供，杀虫处理结束后的粮食应及时进行冷却处理。
在本发明的一种具体实施方式中，谐振频率替换为13.56MHz、或40.68MHz。
在本发明的一种具体实施方式中，所述粮食包括大米或稻谷。
在本发明的一种具体实施方式中，所述方法用于杀灭的害虫包括处于不同生长阶段的米蛾、米象、谷蠹、杂拟谷盗；所述不同生长阶段是指卵、幼虫、蛹、成虫。
在本发明的一种具体实施方式中，冷却方式为在自然或强制空气条件下将粮食温度冷却至35℃。
在本发明的一种具体实施方式中，所述射频杀虫处理装置公开于申请号为201510234110.9的发明专利申请中。
在本发明的一种具体实施方式中，所述杀虫方法是应用射频杀虫处理装置，控制谐振频率为27.12MHz，功率为3kW，极板间距为40mm，样品厚度15mm，处理时间420s，射频处理腔内的辅助温度为55℃，传送带作往复运动进行射频杀虫处理，粮食出射频腔的温度控制在62℃。
在本发明的一种具体实施方式中，所述杀虫方法是应用射频杀虫处理装置，控制谐振频率为27.12MHz，功率为6kW，极板间距为60mm，样品厚度25mm，处理时间210s，射频处理腔内的辅助温度为50℃，传送带作往复运动进行射频杀虫处理，粮食出射频腔的温度控制在50℃。
本发明还要求保护所述方法在粮食加工和储存领域的应用。
有益效果：本发明提供了一种射频杀虫的方法，该方法处理时间短，杀虫彻底，又对大米的营养品质，加工品质，食用品质，稻谷的制米品质和发芽率等基本没有影响，能够最大限度的保证了样品原有的风味和营养。采用此方法既能迅速彻底杀灭大米和稻谷中的害虫及虫卵杀虫率可达100％，且储藏9个月后，大米营养成分无明显变化；稻谷发芽率及制米品质无明显变化，处理后的粮食常温条件下存储保质期为2年。
附图说明
图1为不同生长阶段的米蛾存活状态图；
图2为功率3kw的RF处理过程中不同极板间距对粮食样品升温速率的影响关系图；
图3为功率3kw的RF处理过程中不同粮食样品厚度对样品升温速率的影响关系图。
具体实施方式
测定方法：大米样品的蛋白质含量按GB/T 5009.5-2010测定，脂肪含量按GB/T14772-2008测定，水分含量按GB/T 5009.3-2010测定，糊化特性参数按GB/T 24853-2010测定，大米蒸煮食用品质感官评价方法按GB/T 15682-2008测定。
实施例1
应用射频杀虫处理装置(公开于申请号为201510234110.9的发明专利申请中)对粮食进行处理，具体步骤如下：
(1)预处理:选择颗粒完整的粮食，剔除其中的杂质和霉烂的颗粒，然后将样品封装在聚乙烯塑料袋内，存放于4℃的冰箱中；
(2)试虫的接入：将同一生长阶段的活的、健壮的试虫(主要为成虫)25个接入盛有1kg粮食的聚乙烯塑料容器内(已提前用紫外灭菌)；
(3)样品的培养：将接入试虫的粮食放入温度为28℃，相对湿度为40％的培养箱中扩大培养30天；
(4)样品温度的恒定：开始实验前，另取步骤(1)中待用的样品提前放入25±0.5℃培养箱中恒温12h；
(5)实验样品的准备：在步骤(3)中分别挑选活的、健壮的幼虫20个接入到装有恒定温度样品的聚乙烯塑料袋内(已提前用紫外灭菌)；
(6)RF处理：将装有幼虫的样品袋子置于射频处理腔下极板中心的传送带上，射频处理装置的工作频率为27.12MHz，功率为3Kw，在极板间距为40mm，样品厚度为15mm，处理时间为420s，控制射频处理腔内的辅助温度为55℃，辅助温度由≥55℃的热风提供，可选用外置的热风发生装置，将环境空气收集并通过5.6Kw的电加热器加热至设定温度，流入射频处理腔中以加热整个射频加热室；传送带作往复运动进行射频杀虫处理，粮食出射频腔的温度控制在62℃。
(7)样品的冷却：射频处理后，取出聚乙烯塑料袋内的样品，将样品在强制空气流速为3.5m/s的条件下及时冷却至35℃；
(8)计数：当样品冷却后，挑出试虫，直接记录杀虫率。
实施例2
参照实施例1的方法对粮食进行处理，其区别在于，步骤(7)样品的冷却：射频处理后，将用聚乙烯塑料袋密封包装的样品放置在表面空气流速为0.2m/s的自然条件下进行冷却；
实施例3
参照实施例1的方法对粮食进行处理，其区别在于，步骤(5)实验样品的准备：在步骤(3)中分别挑选活的、健壮的成虫20个接入到装有恒定温度样品的聚乙烯塑料袋内(已提前用紫外灭菌)；
步骤(6)RF处理：将装有成虫的样品袋子置于射频处理腔下极板中心的传送带上，射频处理装置的工作频率为27.12MHz，功率为6Kw，在极板间距为60mm，样品厚度为25mm，处理时间为210s，射频处理腔内的辅助温度为50℃，辅助温度由≥50℃的热风提供，可选用外置的热风发生装置，将环境空气收集并通过5.6Kw的电加热器加热至设定温度，流入射频处理腔中以加热整个射频加热室；传送带作往复运动进行射频杀虫处理，粮食出射频腔的温度控制在50℃；
步骤(7)样品的冷却：射频处理后，取出聚乙烯塑料袋内的样品，将样品在强制空气流速为3.3m/s的条件下及时冷却至35℃
实施例4
参照实施例1的方法对粮食进行处理，其区别在于，步骤(5)实验样品的准备：将步骤(3)中所述侵染后的含有害虫不同生长阶段的样品装入到聚乙烯塑料袋内(已提前用紫外灭菌)；
步骤(6)RF处理：将装有害虫不同生长阶段的样品的袋子置于射频处理腔下极板中心的传送带上，射频处理装置的工作频率为27.12MHz，功率为9Kw，在极板间距为90mm，样品厚度为20mm，处理时间为120s，射频处理腔内的辅助温度为55℃，辅助温度由≥55℃的热风提供，可选用外置的热风发生装置，将环境空气收集并通过5.6Kw的电加热器加热至设定温度，流入射频处理腔中以加热整个射频加热室；传送带作往复运动进行射频杀虫处理，粮食出射频腔的温度控制在72℃；
步骤(7)样品的冷却：射频处理后，取出聚乙烯塑料袋内的样品，将样品在强制空气流速为3.6m/s的条件下及时冷却至35℃；
步骤(8)计数：当样品冷却后，挑出死掉的试虫，直接记录杀虫率，然后将处理后的样品放入培养箱中培养40天，记录生虫密度。
实施例5
参照实施例4的方法对粮食进行处理，其区别在于，步骤(6)RF处理：将装有害虫不同生长阶段的样品的袋子置于射频处理腔下极板中心的传送带上，射频处理装置的工作频率为27.12MHz，功率为9Kw，在极板间距为100mm，样品厚度为20mm，处理时间为120s，射频处理腔内的辅助温度为55℃，辅助温度由≥55℃的热风提供，可选用外置的热风发生装置，将环境空气收集并通过5.6Kw的电加热器加热至设定温度，流入射频处理腔中以加热整个射频加热室；传送带作往复运动进行射频杀虫处理，粮食出射频腔的温度控制在65℃；
实施例6
参照实施例1的方法对粮食进行处理，其区别在于，实验样品的准备：将步骤(3)中所侵染后的样品中的成虫及幼虫全部挑选出来，剩下的含虫卵的样品装入到聚乙烯塑料袋内(已提前用紫外灭菌)备用。
步骤(6)RF处理：将装有侵染后样品(主要含虫卵，成虫及幼虫已全部挑选出来)的袋子置于射频处理腔下极板中心的传送带上，射频处理装置的工作频率为27.12MHz，功率为15Kw，在极板间距为140mm，样品厚度为10mm，处理时间为70s，射频处理腔内的辅助温度为55℃，辅助温度由≥55℃的热风提供，可选用外置的热风发生装置，将环境空气收集并通过5.6Kw的电加热器加热至设定温度，流入射频处理腔中以加热整个射频加热室；传送带作往复运动进行射频杀虫处理，粮食出射频腔的温度控制在68℃；
步骤(7)样品的冷却：射频处理后，取出聚乙烯塑料袋内的样品，将样品在强制空气流速为3.5m/s的条件下及时冷却至35℃；
步骤(8)计数：当样品冷却后，将处理后的样品放入培养箱中培养40天，记录生虫密度。
实施例7
参照实施例6的方法对粮食进行处理，其区别在于，步骤(6)RF处理：将装有侵染后样品(主要含虫卵，成虫及幼虫已全部挑选出来)的袋子置于射频处理腔下极板中心的传送带上，射频处理装置的工作频率为27.12MHz，功率为15Kw，在极板间距为120mm，样品厚度为10mm，处理时间为55s，射频处理腔内的辅助温度为55℃，辅助温度由≥55℃的热风提供，可选用外置的热风发生装置，将环境空气收集并通过5.6Kw的电加热器加热至设定温度，流入射频处理腔中以加热整个射频加热室；传送带作往复运动进行射频杀虫处理，粮食出射频腔的温度控制在70℃；
实施例8
参照实施例6的方法对粮食进行处理，其区别在于，步骤(6)RF处理：将装有侵染后样品(主要含虫卵，成虫及幼虫已全部挑选出来)的袋子置于射频处理腔下极板中心的传送带上，射频处理装置的工作频率为27.12MHz，功率为6Kw，在极板间距为50mm，样品厚度为25mm，处理时间为150s，射频处理腔内的辅助温度为55℃，辅助温度由≥55℃的热风提供，可选用外置的热风发生装置，将环境空气收集并通过5.6Kw的电加热器加热至设定温度，流入射频处理腔中以加热整个射频加热室；传送带作往复运动进行射频杀虫处理，粮食出射频腔的温度控制在71℃；
对实施例1-8的杀虫效果进行检测，结果如下所示，。
表1不同RF处理条件对大米杀虫效果的影响
由表1可知，RF处理可有效杀灭大米中的害虫，使粮食中害虫的密度由100个/kg降低至0，杀虫率达100％。
实施例6、实施例7、实施例8分别是在不同的RF处理条件下对含有虫卵的大米进行处理，结果显示RF处理后的样品放入培养箱中培养40天，无害虫出现，表明RF处理可有效杀灭大米中残存的虫卵，杀虫效果显著。
其中大米的营养指标、加工品质、米饭感官品质均由与各实施例同等RF条件处理初始样品等效代替实施例所用样品测得，具体结果如表2所示：
表2 RF处理后储藏9个月大米的营养指标值
由表2可知，RF处理结合强制空气冷却可显著降低样品的水分含量，由样品水分含量的降低而引起测得的样品的粗蛋白和粗脂肪含量略有升高，但整体上基本没有显著变化，因此，RF处理在保证样品营养品质的基础上可达到干燥物料和有效杀虫的目的。
表3 RF处理对大米加工品质(糊化特性)的影响
峰值黏度、回生值都可在一定程度上反映大米的食用品质。峰值黏度越大，回生现象越显著(回生值越高)大米的食用品质就越差；由表3可知，虫蛀样品的峰值黏度和回生值都显著高于初始样品，说明虫蛀后大米的食用品质显著下降；与未处理组相比，处理组样品峰值黏度，最低黏度，最终粘度，回生值都相应升高，但增幅不大，说明RF处理在一定程度上会使大米的加工品质略有下降，但整体上基本没有影响。
表4米饭感官评价标准
表5 RF处理对米饭感官评价的影响
根据GB/T 15682-2008粮油检验稻谷、大米蒸煮食用品质感官评价方法的要求，米饭品尝评分值在70分以上的大米，其品质正常、良好，适宜储存。由表4可知，各组米饭的品尝评分值均在70分以上，这表明RF处理对大米的米饭感官品质基本无不良影响，不影响其储存性，RF技术是一种有潜力的粮食杀虫新技术。
稻谷的RF处理方法与以上相同，以下不再重复，经RF处理后稻谷的发芽率均在97.6％以上，且其制米品质与初始样品无明显差异，出米率略有上升，常温条件下其存储保质期可延长至24个月。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种粮食的射频杀虫方法，其特征在于，应用射频杀虫处理装置，控制谐振频率为27.12MHz，功率为3-15kW，极板间距为40-140mm，粮食平铺在传送带上，厚度10-25mm，处理时间50-420s，射频处理腔内的辅助温度为50-55℃，传送带作往复运动进行射频杀虫处理，粮食出射频腔的温度控制在50-72℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，射频处理腔内的辅助温度由热风提供，杀虫处理结束后的粮食进行冷却处理。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，冷却方式为在自然或强制空气条件下将粮食温度冷却至35℃。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，自然冷却样品表面的空气流速为0.2m/s，强制空气冷却样品表面的空气流速是3.3-3.6m/s。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，谐振频率替换为13.56MHz或40.68MHz。
6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述粮食包括大米或稻谷。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法用于杀灭的害虫包括处于不同生长阶段的米蛾、米象、谷蠹、杂拟谷盗；所述不同生长阶段是指卵、幼虫、蛹、成虫。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述杀虫方法是应用射频杀虫处理装置，控制谐振频率为27.12MHz，功率为3kW，极板间距为40mm，样品厚度15mm，处理时间420s，射频处理腔内的辅助温度为55℃，传送带作往复运动进行射频杀虫处理。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述杀虫方法是应用射频杀虫处理装置，控制谐振频率为27.12MHz，功率为6kW，极板间距为60mm，样品厚度25mm，处理时间210s，射频处理腔内的辅助温度为50℃，传送带作往复运动进行射频杀虫处理。
10.权利要求1所述方法在粮食加工和储存领域的应用。
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