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电子束辐照在线杀虫/菌效果及对小麦品质影响的研究

黄曼  
【摘要】:TCK是我国进口粮食重要的A类检疫对象,开展绿色储粮技术研究,保护环境并确保我国粮食安全具有重要的战略意义。采用电子束辐照杀虫/菌技术,不仅对我国进口粮食中小麦矮腥黑穗病菌(TCK)的检疫,而且对于储粮害虫非化学防治研究,特别对华南高温高湿地区的粮食储藏工作具有重大意义。本论文研究了电子束辐照在线动态杀虫/菌的效果并深入研究了对小麦品质的影响,主要研究结果如下: 在线动态辐照杀虫效果研究中,系统在试验设计的两种剂量(0.3kGy、0.6kGy)下,电子束能有效的杀灭储粮害虫,鉴于辐照的生物化学效应,害虫不会当场全部致死而是在7d内逐步死去。谷蠹对辐照剂量的抵抗力最强,其次是米象和赤拟谷盗。0.3~0.6kGy剂量范围作为电子束动态辐照杀虫的参考剂量是实际可行的。0.6kGy辐照剂量对该试验所有虫种和虫卵均有致死能力。 .在动态辐照杀菌的实验研究中,电子束辐照对储藏小麦的菌落总数有极显著的抑制作用(P0.01),菌落总数随辐照剂量的增加而降低;不同剂量辐照,对交、曲、镰、青、根霉菌属的抑制效果均达极显著水平(P0.01)。不同的霉菌对电子束辐照的敏感性不同,依次为:交链霉属曲霉属镰刀菌属青霉属根霉属。 本实验中,采用人工接种和模拟田间感染小麦试验的方法,研究了电子束辐照在线动态杀灭A类检疫病菌TCK的效果,发现电子束辐照对TCK冬孢子萌发有抑制和灭活效应,随着剂量的增加,TCK孢子的萌发率有规律地下降,TCK孢子萌发数量减少、萌发不正常、中止生长直至完全中止萌发,反映出TCK对射线的敏感性。3.6kGy电子束辐照剂量可以有效抑制和灭活TCK冬孢子,4.0kGy动态辐照TCK致死率达到90%或以上,而4.4kGy已经无法浸染小麦。 EB辐照小麦种子的发芽试验结果表明,经过0.5~5.1 kGy EB辐照抑制了小麦种子的萌发,辐照剂量越高,种子萌发抑制越严重,辐照剂量对活力指数的影响最为显著。种子水分基本不变、色泽、气味检测均正常。种子膜透性测定结果显示,电子束辐照能够导致种子损伤,增加膜透性。 EB辐照剂量与降落数值呈负相关,尤其是辐照剂量高于4kGy后,样品面筋指数和降落数值发生明显变化。从粉质仪曲线图测定的面团流变学特性表明,与对照相比,各剂量辐照水平样品的稳定时间和断裂时间等指标总体随着剂量的均有不同程度的增长;弱化度随着EB剂量变化也有所增加;吸水率和形成时间的变化并不十分明显,综合评价值略有减小。说明辐照剂量增加对面粉总体的品质是有一定负面影响的,剂量越高影响越大。 小麦经1.0kGy辐照后制得面包、馒头品质仍然正常,3.5 kGy以下辐照后品质发生轻微变化,但仍属于正常食用范围;剂量高于3.8 kGy后,食用品质加速变差。TPA图谱分析表明,馒头的硬度、粘附性、弹性、粘聚性、咀嚼度、回复性这些品质指标之间显著相关(P0.01),而EB辐照剂量与馒头的硬度、粘附性、弹性、粘聚性、咀嚼度、回复性品质指标显著相关(P0.05)。 EB辐照能部分破损小麦面粉中的淀粉颗粒,破损淀粉含量随着辐照剂量增大而增加,DSC研究结果表明,辐照剂量使小麦淀粉的热性质受到较大影响;小麦淀粉分子量研究结果表明,辐照后小麦淀粉分子量降低,且当辐照剂量达到4.4 kGy时,分子量降低了一个数量级,从而进一步阐释了经电子束辐照的小麦淀粉流变学特性的变化进而影响加工制品变化的实质是,EB辐照引起了淀粉分子结构的改变的结果。 通过SDS-PAGE电泳和RP-HPLC研究发现,电子束辐照对麦醇溶蛋白的分子量、各组份蛋白的比例等没有特别明显的变化;但α/β醇溶蛋白亚基比例略微增大;辐照过的麦醇溶蛋白的园二色谱(CD)图谱峰发生了红移,吸收光值随着剂量的增大而增大,这说明在本实验剂量条件下,醇溶蛋白大分子发生了部分降解,但影响不是很大。而对麦谷蛋白低分子量亚基含量下降有较大的影响,剂量越高影响越大。这可能是EB辐照导致麦谷蛋白LMW-GS亚基大量分解和聚合反应,生成了不溶性大分子以至电泳谱带上和RP-HPLC峰值中LMW-GS亚基含量降低。


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