3种粳稻籽粒水分解吸过程中的裂纹变化

摘要

【目的】基于食品水分吸附解吸理论,检测粳稻裂纹与水分含量,探讨籽粒裂纹的发展变化原因,总结粳稻裂纹的发展规律。【方法】以‘软玉’‘淮稻5号’和‘南粳5055’3种粳稻作为研究对象,利用X射线成像技术检测粳稻籽粒的裂纹粒及裂纹程度;采用扫描电镜观察‘南粳5055’籽粒裂纹断裂面的微观结构;使用LF-NMR技术检测粳稻籽粒的水分在解吸过程中的特征变化,分析粳稻籽粒水分解吸过程中裂纹数据和水分分布的相关关系。【结果】利用LF-NMR技术可以准确地预测不同品种粳稻籽粒的水分含量。裂纹率随籽粒的水分解吸程度而上升,‘软玉’‘淮稻5号’和‘南粳5055’籽粒裂纹率分别在水分含量低于14.96%、15.21%和17.84%后明显增加。低水分籽粒内裂纹数量高于高水分籽粒。粳稻裂纹粒与非裂纹粒内部断裂面的淀粉和细胞结构差异明显。水分解吸导致淀粉粒间断裂面发展为细胞间断裂面,即初期裂纹。当裂纹数量继续增加,初期裂纹发展成为可被观察到的裂纹,裂纹类型从轻度发展到中度或重度。水分解吸导致籽粒横向弛豫时间T21和T22缩短;结合水含量减少,"自由水"含量先减少后增多,各状态水分间存在迁移和转化现象。部分"自由水"在水分解吸过程中挥发离开籽粒,同时部分"结合水"转化为"自由水"。总体表现为"结合水"面积和相对面积比例随水分解吸过程逐渐减小,而"自由水"的面积有增有减,但相对面积比例呈上升趋势。因此,在稻谷水分解吸过程中,除了含水量下降,各组分水分流动性下降,"结合水"含量降低也是水分变化的重要特征。裂纹与水分数据相关分析表明,裂纹变化与各组分水的横向弛豫时间和"结合水"含量的变化相关,与"自由水"含量不相关。【结论】本研究提出了一种将稻谷籽粒按照裂纹数量和种类分成4类裂纹粒的方法。粳稻水分解吸过程中裂纹类型变化与水分分布密切相关,籽粒水分的迁移和转化,特别是"结合水"下降,是籽粒裂纹变化的重要原因。