综述：揭示玻璃化转变现象在缓解稻谷干燥过程中籽粒开裂的作用

这篇综述系统探讨了稻谷（rough rice）干燥过程中由水分梯度引发的籽粒开裂（kernel fissuring）问题及其对整精米率（HRY）的影响，创新性地引入玻璃化转变温度（Tg ）理论解释热机械应力机制，为优化干燥工艺（如缓苏tempering）提供分子动力学层面的科学依据。

　　

Fissuring in the rough rice kernel
稻谷籽粒开裂是干燥过程中因水分梯度引发的关键问题，其本质源于内核与表层区域的不均匀收缩。当干燥温度超过40°C时，表层快速脱水形成玻璃态（glassy state），而高水分内核仍保持橡胶态（rubbery state），两者膨胀系数差异导致剪切应力累积。研究表明，初始水分含量（IMC）>22%的稻谷在高温低湿条件下开裂风险提升3倍，而缓苏阶段（tempering）可使应力释放效率提升28.8%。

Measurement of glass transition
差示扫描量热法（DSC）和动态机械分析（DMA）是测定稻米T_g
的主流技术。稻米淀粉的T_g
呈现典型水分依赖性：当MC从14%降至8%时，T_g
从45°C升至62°C。值得注意的是，快速扫描DSC发现稻壳的存在会使表观T_g
偏移5-7°C，这解释了带壳干燥能降低20.1%开裂率的实验现象。

Thermophysical properties in glassy and rubbery states
橡胶态稻米的体积膨胀系数（6.3×10^-4
°C^-1
）是玻璃态（2.1×10^-4
°C^-1
）的3倍，这种差异在温差>15°C时会引发微观裂纹。有趣的是，当整粒稻谷的T_g
区间跨度超过10°C时，其HRY损失率与跨度值呈指数相关（R²
=0.89）。

Moisture transfer during tempering
缓苏阶段的核心价值在于实现水分重分布：在50°C下缓苏30分钟可使内核-表层水分差从4.2%降至1.8%。但若缓苏温度低于T_g
，水分扩散系数（D_eff
）会骤降80%，这也是两段式干燥中第一段缓苏时长需控制在第二段1.5倍的关键原因。

Development of drying techniques based on glass transition phenomena
新型干燥系统通过实时监测T_g
动态调整参数：当红外传感器检测到表层T_g
达到临界值时，自动触发喷雾加湿使MC回升2-3个百分点。这种"玻璃态规避策略"在工业试验中使HRY提升至78.3%，较传统方法提高12.7个百分点。

Conclusion
稻谷干燥的本质是调控非晶态淀粉的相变动力学。未来研究应聚焦T_g
与细胞壁多糖的耦合作用，以及基于机器学习的多参数协同控制模型——这或许能破解"高温快速干燥不裂"的产业难题。