电子束辐照调控燕麦淀粉多级结构及理化特性改善谷物质构与蒸煮品质的机制研究

本研究首次揭示了电子束辐照(EBI)通过诱导燕麦淀粉解聚、降低分子量及相对结晶度、破坏短程有序结构，从而显著提升燕麦粥可溶性固形物含量(1.68%→8.13%)、降低蒸煮硬度(7457.37→3324.07 g)的作用机制，为食品工业应用EBI技术改良燕麦制品提供了理论依据。（专业术语备注：EBI=electron beam irradiation）

　　

Highlight

电子束辐照(EBI)技术通过精准调控燕麦淀粉的分子结构层次，实现了对谷物质构与蒸煮特性的双重改良，为开发高品质燕麦食品提供了创新性解决方案。

The cooking characteristics and textural properties of oat grains

燕麦粥可溶性固形物含量是衡量蒸煮过程中淀粉、蛋白质等营养成分溶出程度的关键指标(Yuan et al., 2024)。研究发现，随着EBI剂量从0增至30 kGy，粥体可溶性固形物含量显著提升(1.68%→8.13%)，蒸煮后燕麦颗粒的断裂率明显下降。质构分析显示，辐照处理使蒸煮硬度从7457.37 g降至3324.07 g，颗粒形态完整性得到显著改善。这些变化主要归因于EBI引发的淀粉分子解聚效应——辐照产生的活性自由基攻击淀粉分子链，导致糖苷键断裂形成低分子量片段(Li, He et al., 2025)。

Conclusions

本研究表明，EBI通过三重机制协同改善燕麦品质：(1)破坏淀粉晶体结构，使相对结晶度降低；(2)切断淀粉分子链，降低重均分子量(M_w)；(3)瓦解短程有序结构。这些结构变化共同导致淀粉溶解度、膨润力提升，糊化焓值降低，最终实现蒸煮时间缩短、粥体稠度增加和颗粒完整性保持的"一箭三雕"效果。该发现为EBI技术在功能性谷物食品开发中的应用提供了重要理论支撑。