冷等离子体技术作为食品的非热加工技术,目前在粮食方面的应用主要集中在育种与杀菌两大方面。本课题采用不同功率(120 W、320 W、520 W)冷等离子处理三个不同品种大米,研究冷等离子处理对大米蒸煮品质、物理特性、生理生化特性及分子结构的影响;采用功率为120 W冷等离子处理三个不同品种大米,并在15℃和20℃不同储藏条件下储藏10个月,研究冷等离子处理的大米储藏过程中蒸煮品质、物理特性、生理生化特性及分子结构的变化规律,为冷等离子体技术在粮食储藏和加工方面的应用提供理论依据。研究的主要结论如下:(1)不同冷等离子处理改善了大米的蒸煮品质,并对其理化特性造成影响。冷等离子处理的大米蒸煮时间显著减少,520 W-60 s处理时最高可降低5.5 min,水分吸收比率和米汤固形物增加,大米的蒸煮品质得到改善;米粒水滴接触角减少,最高可减少49.95°,亲水性增加;大米破碎指数、垩白粒率和垩白度明显增加,其中东北粳米垩白度均达到2%以上,由一级粳米降为二级粳米,大米外观品质受到一定影响;大米水分含量显著减少0.26%-2.38%(P<0.05),电导率显著增加;可溶性蛋白和游离氨基酸含量呈增加趋势;脂肪酸值和丙二醛含量减少,且脂肪酸值最高可降低5.20mg KOH/100g,新鲜度增加,这有利于大米的储藏;粉质、糊化特性显示,形成时间和稳定时间最高可降低2.22 min和3.92 min,弱化度和峰值粘度升高,粘度崩解值和淀粉酶活性升高,回生值有降低趋势,这改善了大米的粉质糊化特性。从节能角度看,首选120 W冷等离子处理作为大米储藏样品的处理条件。(2)不同冷等离子处理影响大米的表面形态及其主要成分分子结构。冷等离子处理的大米巯基含量最高可增加1.29 mg/g,蛋白质二级结构中α-螺旋和β-折叠的含量分别减少0.44%～3.19%和0.47%～2.97%,β-转角和无规则卷曲的含量分别增加0.68%～5.76%和0.15%～0.84%,说明蛋白质结构受到破坏;大米直链淀粉含量变化不显著,淀粉晶体结构中,大米晶型结构没有发生变化,仍为A型,而淀粉结晶度最高可下降2.97%,说明冷等离子处理一定程度上破坏了大米的淀粉结构;在电子扫描显微镜下也观察到,大米经冷等离子处理后,表面受到刻蚀,出现裂缝和凹陷。(3)冷等离子处理提高了大米的品质稳定性。储藏期间,大米蒸煮时间最大升高4.5 min,而冷等离子处理的大米蒸煮时间始终短于对照样品,且米汤固形物仍高于对照样品0.46-1.99 mg/g;大米黄粒米率最高升高至0.25%;在储藏末期,常州大米处理样品垩白度达到4.51%,由二级粳米降为三级粳米。因此,冷等离子处理对大米储藏期间蒸煮品质具有改善作用,但对其质量等级有较大影响。储藏期间大米形成时间和稳定时间均升高,弱化度降低,而处理样品的形成时间和稳定时间均低于对照样品,弱化度高于对照样品;大米峰值粘度、粘度崩解值、淀粉酶活性均降低,回生值升高,且处理样品的峰值粘度、粘度崩解值和淀粉酶活性均高于对照样品,而回生值低于对照样品。长期储藏中,冷等离子处理使大米很好的保持了大米的糊化特性和食味品质。储藏期间,大米处理样品电导率均低于对照样品,最高差距34.43μs/cm/g,升高速率较慢;冷等离子处理使大米储藏期间可溶性蛋白、游离氨基酸及破损淀粉含量均高于对照样品;在储藏末期,常州大米除了在15℃下储藏的处理样品脂肪酸值在宜存范围(21.93 mg KOH/100g<25 mg KOH/100g)外,其余均达到轻度不宜存,最高升高至31.94 mg KOH/100g,且冷等离子处理样品储藏期间的丙二醛含量始终低于对照样品,新鲜度均高于对照样品。因此,冷等离子处理可改善大米储藏稳定性,延缓大米品质劣变。(4)在储藏10个月后,大米巯基含量降低,且处理样品巯基含量高于对照样品,最高相差0.84 mg/g,蛋白质二级结构变化幅度较小,基本在4%之内,且处理样品的α-螺旋和β-折叠含量均低于对照样品,β-转角和无规则卷曲含量高于对照样品;大米直链淀粉含量升高,淀粉晶体结构类型仍为A型,但结晶度下降,处理样品的直链淀粉含量和结晶度均低于对照样品;15℃下复合淀粉粒数量减少,而在20℃下淀粉颗粒排列疏松,且破损缺失较严重,且处理样品中淀粉粒棱角变模糊,变化较大。因此,冷等离子处理使大米储藏期间蛋白结构和淀粉结构均受到破坏,从而使大米蒸煮品质、粉质糊化特性、质量等级受到影响。(5)总体来看,冷等离子处理的大米在15℃储藏温度下储藏时,品质劣变速度较慢,其中大米可溶性蛋白含量和黄粒米率变化幅度较小,脂肪酸值、垩白粒率及垩白度变化最为明显。以大米脂肪酸值为依据,冷等离子处理的大米在15℃下可安全储藏(宜存)10个月以上,在20℃下可安全储藏(宜存)8个月。因此,冷等离子体技术可与低温储藏(15℃下储藏)两种储藏方法相结合,更能抑制大米的品质劣变。