不同水分糙米在温湿度动态变化储运过程的水分迁移规律的研究开题报告

1. 研究目的与意义

稻谷是我国人民的主要食品。为了保证食物安全和人民基本生活,每个国家都必须有一定数量的稻谷储备。但稻谷储藏按目前传统储存条件,需占较大仓容,增加运输费用,以糙米形式储藏和周转可弥补稻谷储藏的缺陷。

相对于稻谷而言,糙米储藏仓容较稻谷储藏要小,节约了储藏和运输的费用。随着人们生活水平的提高,对于粮食营养越来越关注,与精白米相比,糙米具有更全面的营养成分,因此糙米的安全储藏受到了国内外学者的广泛关注。糙米失去了外壳的包裹,胚和胚乳都呈裸露状态,更易受到外界中水分、温度、空气的影响,加快其本身品质劣变速度，陈化、虫害、霉变等问题是一个难题。

糙米储藏是世界稻谷储藏的发展趋势，日本等发达国家已改稻谷储藏为糙米储藏，目前已广泛应用。糙米在储藏过程中，由于环境条件的变化会使其储藏特性、加工特性以及食味值发生较大的变化，这些变化都与储藏环境的温度、相对湿度以及含水率相关。因此，如果能够准确地预测并描述糙米储藏过程中的水分分布及传递过程，就可以选择合理的储藏环境条件，防止糙米品质的变化。

2. 研究内容和预期目标

【研究内容】

糙米籽粒构成从外到内可分为果皮，种皮，糊粉层和胚乳，果皮和种皮为外糠层，糊粉层为内糠层，胚乳是糙米的主要部分。

在内部结构方面，食品物料储运过程中，其内部的水分含量和分布状态经常会发生改变，这也是导致质量稳定性下降、品质劣变的主要原因之一。但是大部分食品和生物体系都属于非均相体系，利用传统的方法虽可测量出它们的平均含水量，但并不能反映样品中水分的空间分布信息。核磁共振是观察样品形态结构和水分分布的有效方法。

3. 国内外研究现状

目前，国内外学者对一些谷物在干燥过程中的水分变化规律做了相关研究，并可以预测干燥过程物料内部的水分分布及湿应力分布。前人的研究主要以稻谷为原料，而糙米是稻谷脱壳后的又一形态，糙米的水分变化规律不同于稻谷，关于贮藏条件对糙米含水率随时间变化规律的研究国内外尚未见报道。

水分扩散系数是单位时间内水分扩散的面积，是研究谷物水分分布及传递机理的重要物理参数。研究储藏条件下糙米籽粒的水分扩散系数，并获得关于储藏环境温湿度和糙米籽粒含水率的扩散系数方程，对研究糙米水分分布及传递机理有着重要的意义。国外研究学者报导了利用扩散模型模拟试验数据确定干燥过程中谷物水分扩散系数的方法，证明了水分扩散系数是物料含水率和干燥介质温度的函数。国内学者也做了相关的研究，探讨了稻谷薄层干燥过程中的水分扩散模型。糙米是稻谷脱壳后的又一形态，且储藏条件较干燥过程缓和，因而储藏条件下的糙米水分分布与传递规律不同于稻谷的干燥过程，而关于储藏条件下糙米水分扩散系数的研究国内外鲜有报道。

zhou等在稻谷16个月的储藏研究中发现稻谷的品种、温度以及储藏时间对稻谷米粉的糊化特性有影响。tiwari 等发现臭氧可以有效的杀灭储粮害虫、微生物和降低黄曲霉毒素b₁，而对粮食品质影响不显著。利用微波、辐照等手段处理稻谷发现适宜的微波条件可以提高稻谷的出糙率和整精米率，改善加工品质并且可以使稻谷水分含量降低，降低游离脂肪酸含量提高稻谷储藏性能。通过对稻谷腹部、背部微观机构差异性分析，发现籽粒腹部的结构强度小于背部，解释了稻谷籽粒在解吸和吸湿条件下裂纹起始于腹部。总体而言，目前对稻谷的储运等相关研究主要集中在储藏领域，通过控制温度、湿度的静态储藏以及通过新手段提高稻谷储藏性能等。

4. 计划与进度安排

用低场核磁共振（LF-NMR）测水分迁移规律：

共振频率 21.960 MHz，磁体强度 0.52 T，线圈直径为 15 mm，磁体温度为 32℃；T2弛豫时间的测定：CPMG：运用 NMRAS分析软件及 CPMG 自旋回波序列采集糙米T2图谱；试验参数：SF=19 MHz，P1=13 us，P2=25 us，TD=615090，SW=200 KHz，DR=1 us，TW=1500 ms，RG1=20，DRG1=3，NS=64，DL1=0.1 us，NECH=3 000，RFD=0.1。

把最初的水分为11%的糙米分为4组：A,B,C,D组，分别在不同的水分，温度条件下调控储藏，湿度不变，保持在80%。

A,B,C每组又分三小组，分别为A1，A2，A3；B1，B2，B3；C1，C2，C3。

A组水分为17%；B组水分为19%；C组水分为21%；A1组温度为15℃；A2组温度为25℃；A3组温度为35℃；B1组温度为15℃；B2组温度为25℃；B3组温度为35℃；C1组温度为15℃；C2组温度为25℃；C3组温度为35℃；D组水分为15%，温度为15℃，放置在人工气候培养箱里培养。

每隔一个月用核磁共振法测量糙米水分，分析数据，得出迁移规律，实验时间6个月。

5. 参考文献

[1]王玉凤,孙培玲,夏吉庆. 糙米保鲜储藏技术试验研究[j]. 中国粮油学报,2009,05:95-98.

[2]宋伟,刘璐,支永海,陈瑞. 不同储藏条件下糙米脂肪酸值变化研究[j]. 粮食与饲料工业,2011,01:4-7.

[3]周玉龙,贾富国,付倩,张强,王吉泰,韩珊. 贮藏条件对糙米水分变化的影响规律[j]. 农业工程学报,2011,07:383-386.