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稻谷是我国主要的粮食作物,在储藏期间易发生陈化,造成品质劣变。红外辐射(Infrared radiation,IR)可以从源头控制稻谷安全储藏的不利因素,提高粮食储藏稳定性。脂类物质与稻谷品质劣变的关系最为密切,但红外辐射对稻谷脂质代谢的影响尚不清楚,导致红外辐射技术用于阻控储藏稻谷品质劣变存在理论瓶颈。本文以“京优一号”稻谷为原料,采用红外辐射干燥技术处理稻谷,并以传统干燥技术自然通风干燥(Ambient air drying,AAD)作为对照方法,分别通过高温(35℃)加速陈化储藏试验和模拟低温(4℃)储藏实验,研究红外辐射对稻谷储藏期间的品质变化规律和脂质代谢的影响。(1)通过测定储藏稻谷加工品质、表面颜色特性以及油脂氧化特性等指标,比较分析不同储藏温度以及不同干燥技术稻谷品质的变化规律,发现红外辐射对稻谷加工品质几乎无影响,储藏240 d后,自然通风干燥稻谷表面颜色较红外偏灰。油脂氧化特性指标中,35℃储藏条件下,储藏240 d后,自然通风和红外干燥方式下丙二醛含量达最大值时与0 d相比分别增加了46.25 nmol/g、21.25nmol/g;自然通风稻谷脂肪酸值为42.41±1.14 mg KOH/100 g,红外干燥稻谷脂肪酸值为25.86±0.52 mg KOH/100 g,未超过国家安全储粮标准;而自然通风稻谷过氧化值在前180 d达到最大水平18.66±1.15 g/100 g,储藏到240 d时下降到18.2±1.96 g/100 g,红外辐射样品储藏240 d后,过氧化值为15.53±0.41 g/100 g,处理效果显著(P<0.05);红外辐射样品中总饱和脂肪酸(SFAs)、单不饱和脂肪酸(MUFAs)和多不饱和脂肪酸(PUFAs)含量分别比对照样品增加了1.16、0.38和0.1 mg/g,红外干燥稻谷油脂氧化指标显著低于自然通风稻谷,稳定性较好。(2)采用顶空固相微萃取结合气质联用技术(SPME-GC-MS)检测稻谷储藏过程中挥发性代谢产物的变化。稻谷在储藏过程中的挥发性代谢产物主要有烃类、酯类、醇类、酮类、醛类等化合物,其中烃类占总的挥发性代谢产物含量最高、其次是酯类和醛类。在35℃储藏条件下,自然通风稻谷的特征性挥发物质己醛在前120 d并未检测出,在240 d时含量为49.55±5.59 ng/g,变化显著。红外辐射处理稻谷的己醛含量在240 d时为30.75±4.15 ng/g,与同期对照稻谷含量相比有显著性差异(P<0.05),红外辐射醛酮类物质总含量显著低于自然通风样品,红外辐射样品分别为118.10±13.35和4.62±0.69 ng/g,自然通风样品分别为137.15±18.70和4.99±0.57 ng/g,红外辐射稻谷脂质发生氧化降解的程度低于自然通风稻谷,红外技术一定程度上延缓了脂质的降解,减缓了稻谷的陈化速度。(3)利用高效液相色谱质谱(UPLC-Q-TOF-MS)联用技术,对不同干燥方式以及不同储藏温度下稻谷进行脂质代谢组学分析,鉴定和分析稻谷储藏的差异代谢物,并结合代谢通路分析揭示红外辐射调控稻谷陈化速度的途径。通过PCA、OPLS-DA等样品的代谢谱进行分析,分别筛选出符合条件的代谢物分别有1389、1241种,其中包括磷脂类、脂肪酸和三酰甘油等。通路富集分析结果表明,稻谷中脂肪酸合成、不饱和脂肪酸的生物合成、油酸代谢、亚油酸代谢参与储藏稻谷的生命活动。脂肪酸合成途径中,红外辐射干燥样品的棕榈酸和硬脂酸含量下降速度低于自然通风样品,在油酸和亚油酸代谢途径中发现,亚油酸和油酸代谢的下游产物为醛类、醇类,自然通风处理稻谷醛、醇类含量变化速度高于红外处理稻谷,代谢关键酶(如脂肪酶、脂肪氧合酶、乙醇脱氢酶等)参与脂质代谢过程。(4)利用代谢组分筛查技术,筛选出关键代谢酶有脂肪酶、脂氧合酶、乙醇脱氢酶等,通过测定关键酶活性,并结合储藏稻谷品质等指标,发现储藏过程中,红外辐射处理样品的脂肪酶、脂氧合酶活性偏低,红外和自然通风处理稻谷脂肪酶活性分别为2.9±0.68和4.13±0.83 U/m L,具有显著差异性(P<0.05)。自然通风处理对脂氧合酶酶活性的抑制能力显著低于红外处理。相关性分析结果显示,亚油酸、油酸含量与醛类物质的生成关系密切,油酸含量和脂肪酶、脂肪氧合酶以及乙醇脱氢酶关系密切,自然通风处理稻谷的油酸含量与脂肪酶、脂肪氧合酶以及乙醇脱氢酶的相关系数分别-0.913**、-0.799*、-0.874**,亚油酸含量与脂肪氧合酶呈显著负相关,相关系数分别为-0.742*。对比发现,在红外辐射技术的作用下,参与醛类物质生成的酶在代谢通路途径受到干预,由此红外辐射技术延缓了稻谷的氧化。