电子束辐照抑制高水分大米贮藏品质劣变的机理研究与预测模型构建

本研究通过电子束辐照(EBI)技术(1-4 kGy)系统探究了其对高水分大米(HMR,17%)和低水分大米(LMR,13%)270天贮藏品质的影响。结果表明，EBI能显著抑制HMR脂肪酸值升高(HMR-4kGy组仅16.57mg KOH/100g)，降低脂肪酶活性(贮藏后仅4.93U/mL)，并通过X射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)证实其剂量依赖性降低淀粉结晶度(HMR降11.61%)和糊化温度(降5.98°C)。建立的多元线性预测模型拟合优度高(R2达0.881-0.887)，为绿色储粮提供新方案。

　　

Highlight

电子束辐照(EBI)技术展现出抑制高水分大米(HMR)品质劣变的显著优势。通过抑制脂肪酶活性和脂质氧化，EBI处理组(HMR-4kGy)的脂肪酸值始终维持在较低水平(16.57 mg KOH/100g)，较对照组降低近50%。扫描电镜(SEM)显示，低剂量EBI(1-2kGy)能保持淀粉颗粒完整性，而4kGy处理则引发颗粒表面褶皱——这恰似给大米做了个"光子SPA"，既杀菌又延缓老化。

Materials

实验选用籼型两系杂交稻"宁两优8424"为材料，采自中国浙江宁波。新鲜稻谷密封于聚乙烯袋中，在20°C、50%相对湿度的恒温恒湿箱中贮藏，就像给大米打造了个"时光胶囊"，完美保留初始水分(17%和13%两组)。

Moisture content analysis

水分含量堪称大米品质的"生命线"！研究发现，当水分低于14%时，大米胚乳淀粉颗粒会像脱水蔬菜般收缩，导致整米率下降；而EBI处理能通过微裂纹结构提升水分吸收能力，让HMR在贮藏270天后仍保持"水润Q弹"的质感——这归功于低场核磁共振(LF-NMR)检测到的结合水含量提升。

Conclusion

该研究揭示了EBI技术维持HMR贮藏品质的双重机制：既是脂肪酶活性的"制动器"，又是淀粉结构的"稳定剂"。X射线衍射(XRD)显示HMR结晶度降低11.61个百分点，差示扫描量热仪(DSC)检测到糊化温度降低5.98°C，这些变化如同给大米按下品质劣变的"暂停键"。建立的预测模型(R²>0.88)更如同"粮食储存预言家"，为绿色储粮提供精准指导。