用核磁共振研究浸种方法对水稻种子吸水量的影响（英文）

为寻求较佳浸种方法,该文应用低场核磁共振检测技术,研究了不同的浸种方式及浸种溶剂对水稻种子吸水量的影响。试验利用横向弛豫时间T2反演谱分析了水稻种子的水分状态变化及吸水特性,发现浸种过程改变了水稻种子内部的水分分布情况,水稻种子吸水量对初始含水率差异不显著(P0.05),但对各种浸种方法差异显著(P0.05)。研究表明,采用连续浸种4 h、浸种3 h-晾干1 h-浸种1 h、浸种2 h-晾干1 h-浸种2 h及浸种2 h-晾干2 h-浸种2 h这4种不同的浸种方式时,浸种2 h-晾干1 h-浸种2 h的间歇浸种方式吸水率较高;采用清水、强氯精300倍液、饱和澄清石灰水、质量分数为40%福尔马林的50倍液、100倍液及200倍液6种不同的浸种溶液时,应用质量分数为40%福尔马林50倍液药剂时吸水率较高。低场核磁共振检测技术揭示了水稻种子含水量的影响因素,为浸种过程中吸水量的测定提供了一种有效的方法。     

利用低场核磁共振分析水稻种子浸泡过程中的水分变化

为研究水稻种子在浸泡过程中的水分变化情况,应用核磁共振无损、非侵入的技术优势,根据弛豫时间呈现的多组份特征,通过弛豫谱分析水稻种子不同相态水分的变化和流动过程,确定弛豫谱峰值总面积与水稻种子吸水率的回归方程,研究了水稻品种(沈农9816号、沈农9903号)及浸种温度(18、24、32℃)对水稻种子吸水量的影响。试验结果表明:通过弛豫谱峰值总面积可以合理估测水稻种子的吸水率;水稻种子在6h浸种过程中,随着浸泡时间的增加结合水及总水含量变化趋势为不断上升,自由水则呈现不规则的反复变化态势;水稻种子吸水量在2个水稻品种间差异不明显,对浸种温度高度敏感。该试验提出了一种无损的水分检测方法,能够更加直接准确的揭示水稻种子在浸泡过程中的水分变化规律,为探求种子的最佳浸泡条件提供数据支持和理论依据。     

利用低场核磁共振及其成像技术分析水稻浸种过程水分传递

为研究水稻种子浸种过程中内部水分流动情况,可视化内部水分传递过程,利用低场核磁共振及其成像技术,监测沈农9816号、七山占及秀子糯3个品种水稻种子48 h浸种过程。每6 h时间间隔利用自旋回波（spin echo,SE）脉冲序列获取样品的质子密度加权像,利用硬脉冲自旋回波（carr-purcell-meiboomgill sequence,CPMG）序列获取样品的横向弛豫时间T2反演谱,从而分析浸种过程对水稻种子内部水分分布的影响。试验结果表明：核磁共振是一种有效的水分检测技术,可以实现浸种过程中种子内部水分的快速、准确、无损的检测。利用水稻种子的质子密度加权像,能够直观检测到种子内部水分分布情况,动态的监测到种子内部水分流动过程,分析发现水分最初是从胚进入种子内部,继而通过种皮的渗透,最后到达胚乳部分。根据T2反演谱信号幅值计算得到的水稻种子吸水率,发现3个品种在相同浸种时间的各个监测点均反映出秀子糯吸水率最高,沈农9816号吸水率最低,试验结果验证了支链淀粉的吸水性优于直链淀粉。研究结果可以为水稻种子浸种过程中水分传递的理论模型构建提供数据支持。     

低场核磁共振分析聚乙二醇对萌发期水稻种子水分吸收的影响

为研究聚乙二醇(PEG,polyethylene glycol)处理下水稻种子萌发过程中内部水分分布和变化规律,进而揭示水稻耐旱性在水分吸收规律上的重要特征。应用低场核磁共振的T2弛豫谱和质子密度加权成像分析了PEG处理下水稻种子萌发过程中的水分变化,研究了利用蒸馏水(对照)和质量分数分别为10%、20%PEG6000处理对两个水稻品种旱9710、辽星1发芽指标的影响,以及对两个水稻品种萌发0、6、22、48、72 h吸水量的影响,确定单位质量核磁信号幅值与水稻种子湿基含水率的回归函数关系。发芽指标检测结果显示:旱9710耐旱性高于辽星1。质子密度加权成像结果显示:在水分吸收初期,水分子直接通过种子表面裂缝进入种子体内,胚乳中的淀粉粒等物质开始吸水膨胀,种子体积增大。24 h后,种子内营养物质向种胚流动。PEG处理下,水稻种子吸水量明显减少,发芽速度明显降低,且PEG质量分数越高,发芽速度越慢。基于核磁共振理论及T2弛豫谱的多组分特征,当反演频率为10 000时,水稻种子萌发过程中的水分分为束缚水与自由水两部分。T2弛豫谱结果表明:在蒸馏水和质量分数分别为10%、20%PEG处理下,种子湿基含水率和核磁信号幅值均逐渐增长。PEG处理下,核磁信号幅值增长相比对照处理显著降低(P0.05)。PEG处理抑制了两个水稻品种种子对水分的吸收,PEG质量分数越高,抑制作用越强。PEG处理24 h后,耐旱性强的水稻品种吸水率相比对照处理的降低幅度小于耐旱性弱的品种。回归分析表明,3种处理下,核磁信号幅值和湿基含水率具有一致的线性关系(R2=0.983),由回归方程可以求得水稻种子萌发过程中各状态水分的含量。试验为研究水稻种子萌发过程对干旱胁迫的反应机制,开发种子水分微观活体无损检测技术等方面的研究提供理论支持和数据参考。     

用低场核磁共振检测水稻浸种过程中种子水分的相态及分布特征

为研究水稻浸种过程中种子的水分相态及其分布特征,利用低场核磁共振快速、无损、准确的检测技术,通过硬脉冲回波序列CPMG(carr-purcell-meiboom-gill sequence)测量水稻种子横向弛豫时间T2,根据横向弛豫时间T2的差异区分种子内部的水分相态及其变化规律。试验结果表明:通过T2反演谱横向弛豫时间T2长短的差异,发现水稻浸种过程中种子内部水分存在结合水、自由水2种水分状态,同时可区分出内层水、中层水、外层水3种水分分层;二者均能通过回归方程合理的估测水稻在浸种过程中种子的吸水率情况;通过T2反演谱信号幅值大小的差异,发现水稻浸种过程中的种子总水含量不断上升,但由于判定依据及划分方式的不同,二者在水分的流动方式上略显差异。低场核磁共振技术对水稻浸种过程中种子内部的水分变化进行了直观的揭示,提供了一种高效的种子水分检测方法。     

论水稻育秧技术

一、水稻种子的萌发及幼苗生长 1．萌发的条件。种子的萌发,取决于种子的生活力以及合适的外界条件。有发芽能力的种子,当水分、温度和氧气条件都满足时便可发芽。一般当种子吸水量达到干种子本身重的25％时,就开始萌发,但慢而不整齐;吸收水分达到本身重40％时,达到饱和吸水量,最适于萌发。     

喀斯特石漠化山区苔藓植物水分吸收特征

[目的]探究贵阳市花溪区石漠化地区5种优势种黑扭口藓(Barbula nigrescens)、美灰藓(Eurohypnum leptothallum)、卷叶湿地藓(Hyophila involuta)、小牛舌藓全缘亚种(Anomondon minor subsp.integerrimus)、北方紫萼藓(Grimmia decipiens)的水分吸收特征,为喀斯特石漠化地区利用苔藓植物开展水土保持工作提供理论支撑。[方法]采集样品120份,运用经典形态分类法进行鉴定;测定其生物量、饱和吸水率、吸水量、最大吸水速率(Vmax)、吸水速率常数(Km)和叶片展开时间。[结果](1)5种苔藓植物间的生物量、吸水量和饱和吸水率差异较大,最大吸水速率差异小;生物量为10.36~114.51g/m2;饱和吸水率为675.43 6%~1 125.41%;吸水量为98.21~766.13g/m2;Vmax为35.59~51.28g/(g·min);Km为69.97~101.99g;叶片展开时间为35.9~86.1s。(2)生物量和吸水量呈正极显著相关;吸水量和盖度、Vmax和Km呈正相关;Km和叶片展开时间呈负相关。[结论]在喀斯特石漠化地区干旱缺水的环境条件下,苔藓以独特的水分吸收和利用方式适应这种恶劣的环境。石生苔藓为适应该地区的先锋植物。     

赤霉素和细胞激动素对白刺种子萌发的调控研究

为探讨白刺种子萌发特性,采用不同浓度赤霉素和细胞激动素处理方法,测定了白刺种子生活力、吸水率、发芽率、发芽势、发芽指数和萌发指数.结果表明:浸种最初的2 h是白刺种子的迅速吸水期,整个吸水过程呈快--慢--缓慢规律.赤霉素和细胞激动素处理对白刺种子萌发有明显调控作用.150 mg·kg-1的赤霉素处理24 h,种子发芽势、发芽率、发芽指数、种子生活力最高,300 mg·kg-1赤霉素处理的发芽势,发芽率、发芽指数最低.6 mg·kg-1细胞激动素处理白刺种子1 h,其发芽势、发芽率,发芽指数、种子生活力均最高,而10 mg·kg-1细胞激动素处理白刺种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均最低.     

魔芋超强吸水剂的保水性及水分活度研究

对魔芋超强吸水剂(KSAP)粒径,溶液的pH值以及不同种类化肥溶液对KSAP吸液能力的影响进行了分析研究;测试了不同吸液率凝胶水分活度,并与植物根系水分活度进行了比较;且对KSAP的农林保水应用进行了尝试。结果表明,KSAP在pH值为6~8,KSAP粒径>1 mm时,吸液性能最好;不同种类的化肥溶液对保水剂吸液倍率的影响按:(NH4)2SO4>KH2PO4>Na2SO4>KNO3>KCl>(NH2)2CO>去离子水的顺序递增;吸液率大于100倍时KSAP的水分活度高于植物根部水分活度,可充分提供植物生长所需水分且可有效减缓水分的自然流失和蒸发。     

真空冷冻干燥不同升温程序对蓝莓干燥特性及品质影响

不同真空冷冻干燥（FD）程序中的温度设定影响果蔬干制品的感官和营养品质。为获得蓝莓FD较优程序，本研究采用差示扫描量热法探究蓝莓热力学特性及玻璃化转变温度（Tg）的变化，采用低场核磁共振技术测定水分分布及含量变化，以收缩率、花青素含量和质构品质为指标，探究5种FD不同升温程序对蓝莓脆干燥特性和营养品质的影响。结果表明，超声处理后蓝莓共晶点、共熔点和Tg无显著变化；随着蓝莓含水率的降低，其Tg升高，蓝莓中的自由水先转换为不易流动水，随后不易流动水转换为自由水和结合水。FD不同程序设定下，蓝莓脆粒的收缩率、色泽、感官和营养品质变化显著（P<0.05）。程序2干燥后蓝莓脆粒的收缩率最小，程序1干燥后蓝莓脆粒的脆性最大，程序5干燥后蓝莓硬度最大；程序4干燥后蓝莓△E值最大，程序1干燥后蓝莓脆粒的维生素C(Vc)含量最高、抗氧化活性较高。综合考虑，确定较优FD程序为程序2:0℃（2 h）→5℃（2 h）→10℃（2 h）→20℃（2 h）→30℃（2 h）→40℃（2 h）→50℃（12 h）。本研究结果为蓝莓脆产品开发提供了理论基础。     

Effect of Presoaking on Textural,Thermal, and Digestive Properties of Cooked Brown Rice

Brown rice kernels (japonica type) were soaked in water at different temperatures (25 or 50°C) before cooking to a moisture content of 20 or 30%. Soaked brown rice was cooked in either the soaking water (SW) or in distilled water (DW) (rice solids to water ratio 1:1.4). Color, texture, and in vitro digestive properties of the cooked rice were examined. When the soaking temperature was higher (50°C vs. 25°C), water absorption and starch leaching were greater. To reach 20% moisture, the rice required 1 hr of soaking at 50°C but 2 hr of soaking at 25°C. Both the moisture content of the soaked rice and the soaking temperature affected the texture of the cooked brown rice. Rice that attained 20% moisture content during soaking was harder and less adhesive when cooked compared with rice that attained 30% moisture content. The rice soaked at 50°C was slightly softer but more adhesive when cooked than rice soaked at 25°C. The soaking temperature and moisture content of the rice kernels also affected the digestive properties of the cooked rice. The cooked brown rice that had attained 30% moisture before cooking was digested to a greater extent than rice that had attained 20% moisture. Even at equal moisture content, the rice soaked at the higher temperature (50°C) was digested more readily. It was assumed that the amount of soluble material leached during soaking differed according to the soaking temperature and moisture content, which subsequently affected the texture and digestive properties of the cooked brown rice. The rice cooked in its own soaking water was harder and more adhesive, had higher levels of resistant starch (RS), and exhibited smaller glycemic index (GI) values than its counterpart cooked with distilled water. This result indicated that the soluble material leached during soaking made the cooked rice harder and less digestible, perhaps due to interactions between these molecules and the gelatinized rice during cooking.     

Soaking Conditions During Brown Rice Parboiling Impact the Level of Breakage‐Susceptible Rice Kernels

If properly executed, parboiling, a hydrothermal treatment consisting of soaking, steaming, and drying of rice, substantially reduces its milling breakage susceptibility. Here, brown rice was soaked at 40, 55, or 65°C for different times (150 s to 240 min) and subsequently parboiled under standardized steaming and drying conditions. The moisture absorption during initial soaking induced fissures in more than 90% of the rice grains, which disappeared with further soaking. The fissuring incidence in the soaked rice samples was related to that of the parboiled rice samples. The extent of starch gelatinization during steaming increased with the moisture content of the soaked grains. In addition, as a result of starch gelatinization, the level of white bellies (i.e., parboiled grains with translucent outer layers and an opaque center) decreased from over 90% to less than 3%. Rice grains need to absorb sufficient moisture during soaking to minimize the level of breakage‐susceptible white bellies and fissured rice grains in the parboiled end product.     

提取方式对茶树菇菌糠多糖提取效率及生物学活性的影响

为探究不同提取方式对茶树菇菌糠多糖提取的影响,本研究采用热水浸提、超声浸提、稀酸水解3种方式提取茶树菇菌糠。结果表明,提取方式对菌糠多糖的提取效率有较大影响,其中以稀酸水解提取法效率最高,当硫酸浓度为2%、浸提时间为60 min、料液比为1∶25 g·mL^-1、温度为121℃时,多糖提取率最高为29.29%,分别比热水浸提和超声浸提法提高了6.72和13.88倍。3种提取方式制备的多糖均有较好的抗氧化活性和生物学活性,其中热水浸提多糖具有较好的2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)自由基和羟基自由基清除能力,而稀酸水解多糖具有较好的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力和还原力。不同方式制备的多糖均能有效促进水稻种子的萌发,并缓解铜离子对水稻种子萌发的抑制效果,尤其对根部的促进效果最为显著,当稀酸水解多糖浓度为1 000 mg·L^-1时,对照水稻种子根长增加37.75%,铜离子胁迫下水稻种子根长增加112.10%。研究结果表明提取方式不仅影响菌糠多糖的提取效率,同时对其生物学活性也有较大的影响,这对于菌糠多糖的开发利用具有一定的参考价值。     

提高发芽糙米得率的复合酶预处理工艺优化

为解决传统工艺生产发芽糙米浸泡时间长、生产效率低等问题,提出以纤维素酶和木聚糖酶的复合溶液代替蒸馏水浸泡发芽前糙米的新工艺。以糙米为原料,探究复合酶预处理工艺中酶解时间、酶解温度、复合酶浓度及配比对发芽糙米得率的影响规律,采用二次正交旋转中心组合设计试验,建立了各因素对发芽糙米得率影响的数学模型。结果表明:酶解时间、酶解温度、复合酶浓度及酶配比对发芽糙米得率影响显著(P0.05),得到优化参数组合为:酶解时间135 min,酶解温度35℃,复合酶浓度0.57 g/L、纤维素酶和木聚糖酶质量比1.86:1,在此条件下,与传统工艺相比浸泡时间缩短62.5%、发芽糙米得率及γ-氨基丁酸含量分别提高约3.90%和3.86 mg/(100 g)。通过对酶解后糙米皮层微观结构的观察分析,糙米皮层在复合酶作用下部分降解,胚乳中淀粉更易与水分子相结合,从而吸水速率提升。研究结果可为发芽糙米生产提供参考。     

不同灌溉方式下氢、氧同位素分布与小麦水分利用特征

[目的]探明不同灌溉方式对小麦水分利用的贡献率及小麦根系吸水规律,可为合理应用灌溉用水提供科学依据。[方法]利用稳定氢氧同位素示踪法,研究了防雨棚条件下常规灌溉(X)与滴灌(D)不同灌水量条件下(X₁,D₁:15 mm; X₂,D₂:30 mm; X₃,D₃:45 mm)冬小麦生长期间土壤水稳定同位素变化特征,以及土壤耗水强度、光合生理特征及水分利用特征。[结果]随小麦生育期的推进,根系吸水逐渐加深。在拔节期小麦主要利用0—20 cm深度的土壤水; 在抽穗期X₂,D₁和D₂处理主要利用了0—20 cm土层的水分,但X₁处理主要利用了60—80 cm土层的水分,占53.9%,X₃处理主要利用了40—60 cm土层的水分,占77.0%。而D₃处理主要利用了0—60 cm土层的水分,占80.0%; 到灌浆期,X₁和X₂处理主要利用了0—60 cm土层的水分,分别占86.2%和90.6%,而X₃处理主要利用了40—60 cm土层的水分,占73.9%。而D₁和D₂处理不同土层的水分利用比例较均匀,分别介于7.1%～27.8%和13.0%～38.2%之间。D₃处理主要利用了20—40 cm土层的水分,占51.0%。除抽穗—灌浆期中水处理(D₂)及灌浆—收获期高水处理(D₃)外,滴灌均有效降低了小麦的日耗水量。与常规灌溉相比,滴灌D₂和D₃处理更利于提高小麦的光合速率和叶片水分利用效率。此外,滴灌处理在小麦抽穗期和收获期均有效提高了小麦的生物量。最终,滴灌较常规耕作小麦产量提高了21.6%～28.0%和水分利用效率提高了24.4%～36.7%,均以D₂处理最高。相关分析表明:小麦生长过程中,抽穗期0—20 cm土层水分贡献率和灌浆期80—100 cm土层的水分贡献率的提高对于其产量与水分利用效率的提高更为有利。[结论]滴灌更利于提供均匀的水分供给作物,同时减少水分无效蒸发,提高作物产量和水分利用率。     

班豆在浸泡加工过程中吸水特性的模拟

在生产速食干豆过程中,主要包括浸泡、蒸煮和干燥等工序。浸泡的温度和时间直接影响到在浸泡过程中固性物的损失和最终产品的质量。该研究测定了班豆在浸泡过程中在不同温度和时间下的吸水和固性物的损失特性,同时利用数学模型预测了在变温情况下班豆的吸水特性。该研究结果将对生产高质量的速食班豆有一定的指导作用     

蒸煮过程中稻米水分状态的质子核磁共振谱测定

对3种稻米蒸煮过程中水分的状态进行了¹H-NMR测定。结果表明, 不同品种的原料稻米具有相近的弛豫特征。但在蒸煮过程中，纵弛豫时间会因品种的不同而呈现出显著的差异。分析结果认为，稻米中水分的存在状态有自由水、构造水和结合水等3种形式。蒸煮过程中各种稻米水分状态的差异与谷粒中有机物的理化特性密切相关，并可能是导致米饭具有不同食味特性的重要原因。     

调质大米半干法磨粉制备鲜米粉及其品质测定

为考察半干法磨粉对鲜米粉品质的影响,该研究选用旋风磨和布勒磨对调质后含水率为28%和30%的大米进行磨粉,分析大米粉的白度、凝胶特性及糊化特性,对加工鲜米粉的质构特性、蒸煮特性和感官品质进行了分析。结果显示:调质大米可以减小磨粉仪器机械力和热能对大米粉品质的破坏,其中调质大米经布勒磨粉碎后的白度显著高于湿磨粉白度(P0.05);旋风磨含水率为30%调质粉的凝胶硬度最大为3.45 N/cm2,与湿磨粉的无显著差异(P0.05);2种调质粉相比于湿磨粉其崩解值较小,其中布勒磨含水率为30%调质粉回生程度较低,与湿磨粉无显著差异(P0.05)。对于鲜米粉的品质,筛选得到的旋风磨含水率为30%鲜米粉的硬度为35.10 N/cm2,弹性为0.97,较湿磨米粉更柔软弹滑,感官评价总分和蒸煮特性与湿磨米粉无显著差异。以上结果表明,含水率为30%的大米经旋风磨粉碎后能够制得与湿法磨浆相媲美的鲜米粉,可为解决湿磨法废水量大、产品得率低等问题提供参考。