粮食超弱发光特性及机理研究

粮食超弱发光特性是粮食内在生理活动和品质变化的外在表征，与粮食品质及最终用途直接相关。本项目针对储藏过程中的粮食，对我国主要粮食品种的超弱发光特性展开研究，研究不同品种、不同储藏时间内粮食超弱发光的分布特点及规律，最终绘制出我国主要粮食品种超弱发光的特性曲线；研究环境对粮食超弱发光变化的影响，结合粮食的代谢活动和粮食组分的差异，研究粮食超弱发光的机理，找到粮食超弱发光的物质基础，揭示粮食超弱发光与其内部生理活动之间的必然联系。通过该课题的研究，为粮食储藏技术、品质鉴评及加工质量控制奠定理论基础，为粮食储藏与加工提供技术指导。

应用一种新型高灵敏度光电倍增管，设计一套用于测量粮食超弱发光的数字单光子计数在线检测系统，实现对储藏条件下粮食超弱发光的绝对量测量。首先，对不同品种小麦自身超弱发光进行系统测量，结果表明，在常温储藏条件下，小麦自身的超弱发光是一个稳定的辐射过程，其发光强度在几十个光子/cm2•s左右；其次，对不同新陈度小麦自身的超弱发光进行了系统测试，包括自然老化和人工老化两种类型小麦样品，结果发现，同一品种，不同新陈度小麦样品的超弱发光能力差异明显，随着老化程度的增加，脂肪酸值逐渐增大，其超弱发光强度逐渐减弱，小麦自身的超弱发光与其脂肪酸值负相关。小麦超弱发光与其自身的活性直接相关，小麦超弱发光的物质基础和根源是其自身的活性。进一步研究了小麦样品在不同温度条件下小麦自身超弱发光的辐射规律，发现小麦自身超弱发光随着粮食自身的温度升高而增强。温度变化之所以引起小麦的超弱发光强度的变化，从本质上是因为随着粮食自身温度的身高，粮食活性相应增强，进而导致粮食超弱发光强度的增强。. 对项目研究进行了拓展，进一步开展了对小麦延迟发光的研究。对自超弱发光测试系统行了改造，设计一套用于小麦超弱延迟发光的检测系统。通过对白光LED光源辐射等效单光子能量和流明效率的计算，建立起光照度与光子数强度之间的联系，实现光源照射强度与样品延迟发光强度之间的定量比较。对不同光照强度下小麦样品延迟发光的测试和双曲函数拟合，探讨了小麦超弱延迟发光双曲函数拟合参量的变化规律；发现不同照射强度下存在不同的饱和照射时间；小麦超弱延迟发光强度曲线符合双曲衰减规律，超弱延迟发光持续时间达数个小时。通过对光照时间和数据采集时间的精确控制，以及在拟合函数中设置延迟时间参数因子，实现延迟发光测试数据对应时间点的精确标定。并对小麦的延迟发光特性进行了系统研究，研究了不同活性（新陈度）、不同温度小麦样品的延迟发光特性。结果表明活性越强，其延迟发光能力越弱；活性越弱，其延迟发光能力越强，小麦的延迟发光强度与其活性显著负相关。