在贮藏期间保护高水分农产品的方法

专利名称：:在贮藏期间保护高水分农产品的方法在贮藏期间保护高水分农产品的方法发明领域0001本发明涉及农产品的储存，更具体地涉及在储存期间保护高水分农产品的方法。发明背景0002在干燥条件下，如果没有昆虫传染或微生物活动，谷物(水稻、玉米、饲料和任何有机产物)可以被保存一段延长的时间。但是，在潮湿的储存条件下，谷物可能快速地变质，导致数量和质量的损失，并且在更高的温度下，这种变质被加速。0003从农产品例如谷物(玉米)中生产淀粉和乙醇的目前的方法常常需要储存农产品达到9个月或更多。为了确保安全的储存，在长期储存之前，农产品被千燥到其临界含湿量的13-14%或更低。干燥通常通过使用化石燃料干燥剂(油或气)——这是一种昂贵的且耗时耗能的过程一一而完成。农产品随后被保存一段时间，之后为提取期望的副产物它被再一次潮湿。0004其他人通过用化学的或生物的物质处理而尝试排除干燥步骤。例如，美国专利号4,508,737公开了通过加入碱金属亚硫酸盐、重亚硫酸盐或偏亚硫酸氢盐，与碱金属硫酸盐和淀粉酶一起，保存和控制高水分谷物发酵的方法。美国专利号4，208，443公开了通过用乙醇或包含微生物防腐剂的乙醇溶液处理而降低高水分谷物的损坏。国际公开号WO1999/045787公开了使用生物控制剂例如Pichiaanomalaisolate保存潮湿谷物的过程。化学的和生物的自由储存高水分农产品的方法将是有利的。0005美国专利公开号2003/0152671公开了保存预定用于人类消耗或动物饲料储备的粒状植物材料的方法。此方法包括提供柔软壁的容器，用植物材料填充该容器，压縮材料以压出其中的气体，关闭容器，和向里地压縮容器的柔软壁。但是，容器由未加详细描述的渗透性塑料膜形成。另外，此方法受到空间考虑和时间约束的限制。也就是，因为材料必须是紧紧地被压縮和通过挤压减少空气，仅仅相对小的容器可以被使用。另外，这种类型的储存没有显示在一段延长时间内有效地保护储存的物n叫o0006因此拥有在储存期间保护高水分农产品的方法是有利的，使得干燥步骤可以被消除或明显地被减少而不使用生物的或化学的物质，以及在其中，可以提供大量的农产品和长期的储存。发明概述0007根据本发明的一个方面，提供了在储存期间保护高水分农产品的方法。该方法包括提供高水分的农产品、不需要干燥农产品而将高水分农产品放入具有足够低渗透性的密闭的储存容器中，和在该密闭的储存容器中储存潮湿的农产品，其中储存的潮湿农产品可以随后从密闭的储存容器中移出并且被用于生产产品。在一些实施方式中，农产品是谷物或大豆。在其它实施方式中，农产品是另一种有机饲料储备。在一些实施方式中，产品是乙醇或淀粉。在其它实施方式中，产品是动物饲料。用于储存的具体的时间段达到9个月或更多。该时间段可以多于2个月或甚至多于9个月。在一些实施方式中，密闭的储存容器是CocoonTM。在其它实施方式中，密闭的储存容器为SuperGminbagTM。在一些实施方式中，农产品可以为冷冻的农产品，其在密闭的储存容器中允许被解冻。0008根据本发明的另一方面，提供了使用密闭储存容器的方法。此方法包括将高水分农产品引进具有足够低渗透性的密闭的储存容器内；在密闭的储存容器中储存高水分的农产品，其中贮藏包括通过内部产生的呼吸作用消耗密闭贮藏容器中的氧气的水平；从密闭贮藏容器中移出高水分农产品；和使用高水分农产品生产源于高水分农产品的产物。0009除非其他定义，本文所使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属的领域中由普通技术人员所共同理解的相同意义。尽管与本文所描述的那些相似的或相等的方法和材料可以被用于实践或测试本发明，但是适合的方法和材料在下面被描述。在冲突的情况下，本书，包括定义，将有权威影响。另外，材料、方法和实施例仅仅是示例性的，而不意图是限定性的。附图简述0010本发明的上述和更进一步的优点，可以通过参考下面的描述与所附的附图，协同起来进行更好的理解，其中图l是依照熟知的方法，贮藏高水分农产品方法步骤的流程示例图；图2是依照本发明，贮藏高水分农产品方法步骤的流程示例图；图3是依照本发明的实施方式，适合于长期储存农产品的密闭贮藏容器的示意性的示例；图4为含有14%玉米的密封容器内大气气体含量变化的曲线示例图；图5为含有16%玉米的密封容器内大气气体含量变化的曲线示例图；图6为含有18%玉米的密封容器内大气气体含量变化的曲线示例图；图7为含有20%玉米的密封容器内大气气体含量变化的曲线示例图；图8为含有22%玉米的密封容器内大气气体含量变化的曲线示例图；图9为对于每种湿度水平相对于时间的C02水平的曲线示例图；禾口图10为对于每种湿度水平相对于时间的02水平的曲线示例图。0011'可以理解，为了示例说明的简单性和清楚性，在附图中显示的元件不需要精确地或按比例地被画出。例如，为清晰起见，一些元件的尺寸相对于其他元件可能被夸大了或几种物理成分可能被包括在一个功能区或元件中。而且，在被认为合适的地方，在附图之间参考数字可能被重复，以指明相应的或相似的元件。而且，在附图中描述的一些区段可能被组合成单一的功能。发明详述0012在下面的详细描述中，为给本发明提供彻底的理解，许多具体的细节被阐述。本领域的普通技术人员可以理解到的是本发明可以没有这些具体的细节而被实践。在另一些实例中，熟知的方法、程序、成分和结构可能没有被详细地描述，以便不至于掩盖本发明。0013本发明涉及用于贮藏期间不需使用干燥的中间步骤而保护高水分农产品的方法，其中农产品后来被用于生产产品。参考附图和所附的描述，可以更好地理解根据本发明的原则和操作方法。0014在详细解释本发明至少一个实施方式之前，应当理解，本发明不限定在具体组成的应用中，以及不限定于在随后的描述中所阐述的成分的排列或在附图中被示例的成分的排列。本发明能够是其他的实施方式，或以多种方法被实践或实施。而且，应当理解，本文所使用的措词和术语是为了描述的目的不应该被视为限定。0015可以认为本发明的一些特征——其，为清晰起见，在分离的实施方式的上下文中被描述——还可以在单一实施方式中被以组合方式提供。相反地，本发明的许多特征——其，为了简要起见，在单一实施方式的上下文中被描述——还可以被分别地提供或以任意适合的子-结合被提供。0016现在参考图l，图l为依照熟知的方法，贮藏物品的方法步骤的流程示例图。提供了具有高水分含量(等于或大于18%)的物品(步骤102)。随后，为降低水分含量达到少于或等于14%，进行干燥程序(步骤104)。干燥的物品随后被储存(步骤106)在任何适合的储存容器中直到需要。物品随后可以被再水合(步骤108)，因此它可以被用于，例如，生产产品14，例如乙醇或淀粉。0017现在参考图2，其为依照本发明，在储存期间，保护物品的方法步骤的流'程示例图。提供了具有高水分含量(等于或大于18%)的物品(步骤202)。随后，高水分物品被放入(步骤204)到密闭的储存容器中16中，并且被储存(步骤206)在密闭储存容器16中直到需要。密闭储存容器16为具有"足够低渗透性(sufficientlylowpermeability)"的任何容器。"足够低渗透性(sufficientlylowpermeability)"被定义为对于氧气的渗透性为400ml/m"天或更少，以允许氧气水平在大约30天或少于30天内达到2%或更少。不使用密闭储存容器16，并且在潮湿、温暖的环境中，物品在少于2天的时间普遍地开始变质。此外，即使具有密闭储存容器，在一段长时间的储存之后，由于产生了乙醇、乙酸和其他挥发物，味道和组成受影响而不适合于人们消费物品或发芽能力的保存。但是，由于具体的目的，例如生产产物(例如乙醇或淀粉)或作为动物饲料使用，本发明的贮藏方法是满足的。因此，这种使用密闭贮藏高水分物品的方法之前没有被考虑。因为它满足了非常具体的需要和没有解决被用于人们消费的物品的贮藏。因此，依照本发明的方法，物品可以被储存达到9个月或更高，并且更具体地，依照物品的水分含量，保持2-9个月的时间和在一些实施方式中保持多于9个月。在图2中示例的方法里干燥步骤被取消已经是明显的。0018在一些实施方式中，物品是谷物。在其它实施方式中，物品是另一种有机饲料贮备，例如大豆或草。在一些实施方式中，产物14是乙醇。在其它实施方式中，产物14是淀粉，其还是乙醇的前体。0019当高水分谷物被储存在密闭条件下时发酵而且这影响味道，但是在生产淀粉或乙醇的情况下，味道是不相关的。因此，最昂贵的部分可以被去掉也就是说，(非线性)干燥循环，当谷物接近13%时，其每取得1%(20个百分比点)的降低就需要明显更多的能量。相同的利益适用于代替的饲料储备，其可以替代谷物而制造乙醇。0020现在参考图3，其为密闭贮藏容器的示例，该容器可以被用于本申请的方法中。密闭贮藏容器16可以是任何适合于长时间贮存农产品的密闭地密封的容器。在一个实施方式中，密闭贮藏容器16为Cocoon贮藏容器(以前称为"Cube")例如在以色列专利号87301，美国专利号6,609,354和美国专利号6,941,727中所描述，在此引用它们的全部以作参考。简而言之，Cocoon贮藏容器可以由具有至少0.813mm(0.032英寸)典型厚度的聚氯乙烯材料形成。这是低气体和水蒸气渗透的容器，其剥夺了在物品中储存昆虫或微生物群落的空气和湿度，是光滑的，并且当有意地保持拉紧时是结实的。0021在另一实施方式中，密闭贮藏容器16使用相同的材料，如或是SuperGrainbagTM，例如如美国专利申请号11/368,803，标题"柔软的超低渗透性运输系统和方法"中公开，在此引用它的全部以作参考。简而言之，在那里所公开的SuperGrainbag包括长期贮藏容器，用于盛装和在其中密闭封闭物品，长期贮藏容器具有至少一个外层，至少一个内层，和山超低渗透性材料组成的中间层。外层，当需要时，被用于在运输期间保护长期贮藏容器或提供机械的和UV的保护。0022在又一实施方式中，密闭贮藏容器16是由例如用于Cocoon或SuperGrainbag的材料组成的容器，但是具有不同的几何结构。在一些实施方式中的几何结构为可以在其中储存大量农产品的结构，可达15,000吨。0023在一些实施方式中，农产品12可以是冷冻的物品，其被放置在密闭的贮藏容器16中并且允许在密闭贮藏容器16中解冻。在物品12的解冻期间累积的水分，将不明显地影响物品12的产量或产物的形成，因为高水分农产品12是在密闭贮藏容器16之中。在一些实施方式中，密闭贮藏容器16包括压力减压阀18以减轻多余压力累积。在一些实施方式中，减少02的时间可能通过C02或N2的最初注入而加速。0024使用密闭贮藏容器16，在内部产生的呼吸导致容器中氧气的快速降低方面具有特别的优点。内部地产生呼吸可以包括高水分物品的呼吸---个由水分进一步增强的过程。额外的呼吸可能由在容器中存在的昆虫而产生。内部产生的呼吸在密闭贮藏容器16中产生氧气的消耗和C02的增加，导致了包含于其中的昆虫的死亡和抑制霉菌的繁殖。0025虽然本发明的一些特征已经在本文中被示例和描述，但是对于本领域的普通技术人员，许多修改、置换、变化和等价物可能进入他们的脑海。因此，应当理解，所附的权利要求意欲覆盖在本发明的真正精神范围内所有这样的修改和变化。实施例0026当前实施例的目的为在密闭储存期间，在自调节改变的大气中，检验各种水分含量在玉米谷物质量方面的影响。方法0027A.制备玉米样品含有大约14%水分含量的玉米谷物从当地的饲料中心被带到实验室中。在通过筛选去除杂质和破坏的谷粒后，玉米被分成五批，其随后被分别湿润成为14、16、18、和22%的目标水分含量。这通过在谷物上喷洒计算数量的蒸馏水而完成，谷物被展开在30X40cm塑料管中的薄层中。在弄湿之后，玉米被完全地用手混合，注意不要在管中留下任何水分。湿润的玉米样品被紧紧地包裹在塑料袋中(每袋8公斤)并且在5士rC时储存4周，进行调节(conditioning)。在该期间，每天每袋被摇动几分钟。0028B.试验通过相同水分处理的玉米从袋中被取出并且被彻底地混合。随后每种水分程度的玉米被放置在1升的玻璃广口瓶中，每个广口瓶中有大约500克。广口瓶用螺纹瓶盖不漏气的盖子和特殊的夹子密封。对于每种水分处理预备12个广口瓶，其中的三个在15天、35天、55天和75天之后被取样分析。为得到气体样品，在盖子中钻个孔并且用硅橡胶隔膜装配。每个广口瓶的提取体积，通过测量填满它的蒸馏水的体积而预先决定。密封的广口瓶在3o士rc下被储存。0029C.分析程序各种水分处理的谷物的萌芽百分数——在18°C下，在湿的过滤纸上，贮藏10天后——被决定。玉米样品的水分含量，通过在105'C下，在强制空气烤箱中，进行持续24小时的储存而决定。平衡相对湿度(ERH)在25。C用NovasinaMSIHygroMeasuringSystem(DefensorPfaffilon,瑞士)被决定。pH值用Delta230pH计量器(Mettler(剂量器)，(Schwenzebach，瑞士)在20克样品中的10倍(fold)的提取水溶液中被测量。乙醇和VFA通过在温度40到23(TC范围内，装备有半毛细管FFAP(硝基对苯二酸改性的聚乙二醇)柱(HewlettPackard，Waldbom，德国)的气相色谱方法，在水相萃取物中被决定。依照重量的损耗估计损失并且表达为气体损失(gkg")。在顶部空间的乙醇，通过气相色谱法，依照Davis和Chace(1969)而被决定。0030在顶部空间的大气气体组成通过用3毫升气密的注射器提取气体样品而决定。02、N2和C02的浓度通过使用装备有热导式检测器的SRI8610c气相色i普(SRIInstrument，Inc，LasVegas，NV，USA)被决定。气相色谱具有二个柱，一个用Por叩arkQ填充用于<:02确定以及另一个用MolecularSieve5a填充用于02和&确定。柱保持在40°C以及检测器温度为200°C。气体的百分数由用于Windows的Peak-Si即le软件计算出。0031D.微生物分析微生物评估包括在平板计数琼脂(ScharlauMicrobiology,巴塞罗那，西班牙)的需氧细菌总的数目、在OxoidCM627用于倒平板的Rogosa琼脂(Oxoid，Basingstoke,UK)中的乳酸菌，和用乳酸酸化到pH4.0的平板涂布麦芽萃取琼脂上的酵母和霉菌。所述平板在30。C被温育3天。0032E.统计分析统计分析包括方差分析和Duncan's多重范围测试，其通过使用SAS(1982)的GLM程序而被应用于结果。结果0033在密闭贮藏期的初期，在14、16、18、20和22%水分处理的玉米水分含量分别为13.7±0.1、16.1±0.0、18.4±0.1、20.4±0.1和22.8±0.2%。在密闭贮藏期间水分含量增加了8到17gkg—'，因为呼吸活动。在试验期间的平均平衡相对湿度——在各种处理中，其得到14、16、18、20、和22%的最初目标水分含量——分别地，是77.5±0.3、85.2±0.3、89.2±0.3、91.5±0.4、和92.5±1.2%。0034图4-8显示在具有多种水分含量的玉米的封闭容器中，大气气体含量的变化。在有氧呼吸期间，水分含量越高，02被消耗和被(302取代的时间越短。在含有14、16、18、20、和22%水分的容器中，大部分氧气分别在600、120、48、24禾n12小时之后被消耗。这显示呼吸率随玉米水分含量的增加而提高。在含有14到18%水分的玉米中C02仅仅取代02，并且N2百分数保持常数，而含有20到22%水分的玉米中，NJ勺相对浓度在密封的容器中被降低。0035在有氧呼吸相之后，厌氧呼吸继续产生02。在达到C02水平稳定之后，厌氧呼吸的水平被测定直到1776小时(74天)(图9)。在相同的期间中，02的水平被监视以确信保持厌氧呼吸的条件(图IO)。0036在多种水分处理中玉米的pH值大约是6，并且在密闭贮藏期间没有太大的变化，除了含有22。/。水分的玉米的pH值，其从第0天的5.8降低到第75天的5.5。0037表1概括了千燥物质的损失和在封闭的容器中自调节大气中储存的玉米发芽百分数。在贮藏期间发芽百分数降低并且当水分增加时发芽百分数降低。含有18%及以上的水分含量，在35天的贮藏之后，发芽百分数降低到0。干燥物质的损失随玉米水分含量的增加而增加。表l.不同水分含量的玉米密闭贮藏期间，发芽百分数(Percentagegermination(G))和干燥物质损失百分数(Percentagedrymatterlosses(DML))。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>对于每个测定的参数，在一行中，随后具有不同字母的中值是显著不同的(P<0.05)。0038在玉米中发现的主要的挥发性产物是乙醇和乙酸(表2)。在玉米中发现的最高浓度具有最高的水分含量(20、22%)。在贮藏期间，乙醇浓度增加，而乙酸的浓度保持恒定或轻微地降低。应当注意的是尽管乙醇是玉米的挥发性副产物，但是这种乙醇产物不应混同子后来使用玉米生产作为产物的乙醇。低浓度的丙酸和丁酸被发现(<0.3gkg—'DM)。表2.在密闭贮藏下玉米中乙醇(Ethanol(Et))和乙酸(aceticacid(HAc))的含量(gkg—'DM)。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>对于乙醇，在一行中，随后具有不同字母的中值具有显著不同(P＜0.05)。在一些样品中，检测到低浓度的丙酸和丁酸(<0.3gkg-1DM)，具有不一致的模式。0039在封闭容器的顶部空间还检测到乙醇，并且它的浓度如同它在玉米中的含量具有相同的趋势(表3)。这些发现可能显示酵母活性。表3.在密闭贮藏中潮湿玉米的顶部空间里的乙醇含量(mgkg-1)。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>0040表4-6概括了微生物学分析的结果。在任何处理中没有检测到可见的霉菌。在14到18%水分下，各种处理中的霉菌、酵母和细菌的数目是相似的并且在储存期间趋于降低。从实质酸败的自由度考虑，这些微生物的种群在安全的限定内(<log10/g=4.0)在20到22%水分下，酵母和细菌的数目更高，在贮藏期间趋于增加，并且所达到的种群水平(<1og,。/g二6.0)经常与蔬菜食品农产品的酸败相联系，不同于淀粉、乙醇或饲料的生产。表4.在密闭贮藏下玉米中的霉菌数目(log^CFUg-1))。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>在一行中，随后具有不同字母的中值是明显不同(P<0.05)。(对于第0天，仅仅有一个样品)。NF没发现(低于可检测到的水平，1og,o(CFUg"X2.0)。表5.在密闭贮藏下玉米中的酵母数目(log,"CFUg"))。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>在一行中，随后具有不同字母的中值具有显著不同(P<0.05)。(对于第0天，仅仅有一个样品)。NF^没发现(低于可检测的水平，logl。(CFUg—"<2.0)。表6.在密闭贮藏下玉米中的细菌数目(1ogu)(CFUg—1))。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>在一行中，后面跟有不同字母的中值是显著不同的(P<0.05)。(对于第o天，仅仅有一个样品)。NF没发现(低于可检测到的水平，logl()(CFUg")<2.0)。0041总而言之，在上面所描述的实验室试验中，储存在密闭封闭广口瓶中的、在16到22%下的中等水分和高水分玉米没有酸败。在这样的条件下的高质量的玉米显然由于在封闭的条件下产生的自调节无氧大气，因为挥发性的脂肪酸以非常低的水平存在。高质量的玉米可以使这种技术适合用于储存这种农作物，至少用于乙醇的资源和淀粉萃取。权利要求1.用于保护在贮藏期间的高水分农产品的方法，此方法包括提供高水分农产品；无需干燥所述高水分农产品，将所述高水分农产品放入具有足够低渗透性的密闭贮藏容器中；和在所述密闭贮藏容器中储存潮湿的农产品，其中所述贮藏的潮湿农产品后来可以从所述密闭贮藏容器中被移出并且被用于生产产品。2.如权利要求1所述的方法，其中所述提供农产品包括下述中的至少一种提供谷物；提供大豆；和提供另外的有机饲料贮备物。3.如权利要求l所述的方法，其中所述产品是下述中的至少一种乙醇；和淀粉。4.如权利要求l所述的方法，其中所述产品是动物饲料。5.如权利要求l所述的方法，其中所述储存包括储存直到9个月。6.如权利要求l所述的方法，其中所述储存包括储存多于2个月。7.如权利要求l所述的方法，其中所述储存包括储存多于9个月8.如权利要求1所述的方法，其中所述放置包括将所述农产品放入下述之一中Cocoon和SuperGrainbag。9.如权利要求1所述的方法，其中所述放置包括将所述农产品放入由用于Cocoon或SuperGrainbag的材料构成的容器中，其中所述容器用于贮藏大量的所述农产品。10.如权利要求9所述的方法，其中所述容器用于可达15,000吨的贝:藏。11.如权利要求1所述的方法，进一步包括最初提供冷冻农产品并且其中所述将农产品放入到密闭贮藏容器中包括将所述冷冻的农产品放入到密闭贮藏容器中，以及其中所述提供农产品包括允许所述冷冻农产品在所述密闭贮藏容器中解冻。12.如权利要求l所述的方法，其中所述储藏进一步包括降低在所述的密闭贮藏容器中氧气的数量。13.如权利要求12所述的方法，其中所述降低至少部分通过所述高水分农产品的呼吸作用而实现。14.如权利要求13所述的方法，其中所述降低通过注入C02或者N2而最初被加速。15.使用具有足够低的渗透性的密闭贮藏容器的方法，方法包括将高水分农产品引进所述密闭贮藏容器中；在所述密闭贮藏容器中储存所述高水分农产品，其中所述储存进一步包括通过内部产生的呼吸作用消耗在所述密闭贮藏容器中的氧气的水平；从所述密闭贮藏容器中移出所述高水分农产品；使用所述高水分农产品，以便从所述高水分农产品生产产品。16.如权利要求15所述的方法，其中所述引进包括将所述高水分农产品引进到下述至少之一中Cocoon;禾口SuperGrainbag。17.如权利要求15所述的方法，其中所述储存进行可达9个月。18.如权利要求15所述的方法，其中所述储存进行多于2个月。19.如权利要求15所述的方法，其中所述储存进行多于9个月。20.如权利要求15所述的方法，其中所述降低氧气的数量通过所述高水分农产品的呼吸作用而实施。21.如权利要求15所述的方法，其中所述使用包括使用所述高水分农产品生产下述至少之一乙醇；和淀粉。22.如权利要求15所述的方法，其中所述使用包括使用所述高水分农产品生产动物饲料。23.如权利要求15所述的方法，其中所述引进包括引进冷冻高水分农产品并且进一步包括允许所述冷冻农产品在密闭贮藏容器中解冻。24.如权利要求23所述的方法，其中所述消耗氧气的水平通过最初注入C02或者N2而被加速。专利摘要用于为以后生产产品而在贮藏期间保护高水分农产品的方法，其包括将高水分农产品放入到具有足够低渗透性的密闭贮藏容器中，并且在生产产品之前将农产品储存在袋中或散装达到9个月或更多。此方法取消了在贮藏之前干燥的需求。文档编号A23B9/20GKCN101326930SQ200810108845公开日2008年12月24日申请日期2008年5月29日发明者P·维列尔斯,S·纳瓦罗,T·德布鲁因申请人:格拉普罗公司导出引文BiBTeX,EndNote,RefMan