[发明专利]粮食谷物中天气损害的评价

说明书

技术领域

本发明涉及粮食谷物中天气损害的评价，并延及这种评价的方法和装置。本发明应用的一个重要范围是可能在未收割作物(standingcrop)上被雨、露或霜损害的粮食谷物。为了进行分级和对供应商确定合理的付款，接收地需要迅速地对接收的谷物受天气损害的水平以容许准确度进行评价。也需要避免将天气损害水平不同的谷物混合在一起，因为不同的市场可能需要不同的水平，以保证对供应商公平和准确地付款。

背景技术

在接收地对谷物质量提供迅速、准确和客观的评价长期以来是工业中的挑战，因此每次交货都要进行定价。例如，小麦的天气损害会引起收获前发芽，从而降低谷物质量。其被认为是由于大量α-淀粉酶的释放引起的。在小麦制粉后，面粉可被制成生面团，在烘烤过程中有α-淀粉酶的存在会引起面粉中的淀粉转变为糖类。包含在生面团内的酵母，依次会将糖类转变为二氧化碳使生面团膨胀。但是，如果α-淀粉酶太多，则结果是中间产物积聚，主要是糊精，这些中间产物会引起面团变粘。因此，焙烤食品工业需要避免或尽量降低收获前受到天气损害的小麦的比例。因此天气损害程度超出一定限度的小麦对于食品生产者是不能接受的，可能需要降级为动物食品，生产者要接受较低的付款。

在国际贸易中公认使用的用于天气损害谷物的试验仅有由Hagberg和Perten设计并于1964年由Perten Instruments实施的称为沉降值试验(Falling Number test)的试验。谷物样品如小麦在被搅拌的热水中转变为粗粉悬浮液。根据温度，在淀粉胶化和其被α-淀粉酶裂解之间有竞争作用，胶状淀粉崩解程度作为α-淀粉酶存在量的指示性量度。α-淀粉酶量越大，液化的速度越快。简言之，该试验包括测量标准搅拌器通过悬浮液柱下沉的时间。对于完好小麦，市售系统标定的操作时间从最小可能时间62秒(将适用于严重损害的小麦)至更为典型的超过300秒的较长时间。已经发现对于相同的装置和同一操作者在同一天内，测量值的准确度在典型试验值300秒左右加或减30秒。但是，在装置之间结果会发生变化，已发现变化较大。这些数据是在实验室条件下获得的，但在实践中在谷物接收条件下需要相对不太熟练的操作者来操作，据知在这些情况下的准确度是非常差的。因此，该系统具有严重的限制，相对很慢，并且对于所有仅在天气损害最小可接受程度之上的边际处的谷物是非常可能存在争议的。对于沉降值试验原理的详细描述见Chang等人，1999，J.Sci.Food Agric.，79(1999)，19-24。

因此，沉降值试验当作为单一估计量实行时是样品真实沉降值的一种很差的预测方法，因此对谷物可能受天气损害的程度的预测也很差。通过进行大量的试验并计算估计量的截尾平均值(trimmed mean)能增加准确度，但这种方法在有时间约束和接收检测的条件下并不实用。沉降值技术的细节已由S Hagberg于1960年在Cereal Chem.，37(1960)，218-222，和H Perten于1964年在Cereal Chem.41(1964)，127-140中发表。

因此，一直以来需要一种更可靠、更快速和更合理的测量技术在接收地对谷物进行测定。

对谷物评价以帮助确定其质量已成为了其他一些方法的目标。一个实例是美国专利第5005774号(Martin等人)，其描述了实验室用自动谷物表征系统。该系统用于对小麦进行分级和分类。该系统通过将谷物加料至压碎设备中引导至单粒表征(single kernel characterization)系统，该系统带有测量谷粒大小的装置和测量谷粒电导率的电路。数据采集和分析子系统对压碎力、大小和电导率与谷物硬度进行相关。通过与参照样品比较，可确定谷物的特征。

还有一个美国专利第5082141号(也是Martin等人)公开了一种将种子抽离(singulate)、定向和输送至所需目的地的加料装置。该装置具有输送单一谷物的系统，因此可用于向第5005774号的特定装置提供单一谷物。

科学文献包括报道关于对不同类型小麦进行压碎-响应研究的文章。一篇文章Single Kernel Characterisation Principles and Applications(Osborne和Anderssen：-Cereal Chemistry 80(5)：613-612)提供了小麦种子压碎响应曲线的分析和建模，并推荐了种子比较的实验室方法，例如以帮助遗传程序开发。