《Innovative Food Science & Emerging Technologies》：Integrative physiological and metabolomic analyses on quality changes of buckwheat during storage after radio frequency combined with ultraviolet treatment
编辑推荐：
Juanjuan Xu|Xiangyu Guan|Dong Wang|Shaojin Wang|Yuejin Yuan陕西科技大学机械电子工程学院，中国西安710021摘要去壳荞麦在储存过程中容易出现品质下降的问题，而射频与紫外线联合处理已被证明是稳定荞麦品质的有效方法。为探究该
Juanjuan Xu|Xiangyu Guan|Dong Wang|Shaojin Wang|Yuejin Yuan
陕西科技大学机械电子工程学院，中国西安710021
摘要
去壳荞麦在储存过程中容易出现品质下降的问题，而射频与紫外线联合处理已被证明是稳定荞麦品质的有效方法。为探究该处理方式在延长荞麦保质期方面的效果，本研究对经过处理和未处理的荞麦样本进行了分析，考察了在不同加速储存温度（25℃、35℃和45℃）下的品质变化，包括感官品质、物理化学性质以及代谢成分。研究结果表明，无论是否经过处理，荞麦在储存过程中都会出现颜色逐渐变深、微生物数量减少以及脂肪氧化程度升高的现象，且这些变化在高温储存条件下更为明显。不过，由于处理组中脂肪酶和脂氧酶等酶的活性较低，处理后的样本即使在高温储存条件下也能保持较好的品质，其功能成分也得到了更好的保存。此外，代谢组学分析显示，处理后立即检测时，处理组与未处理组之间的差异表达代谢物数量为123种，而储存后会增加到224种。对这些差异表达代谢物的功能分析表明，处理降低了氨基酸代谢、碳水化合物代谢和脂肪代谢等关键代谢途径的活性，其中氨基酸代谢受到的影响最为显著。这些研究结果从品质和代谢两个层面提供了全面的认识，阐明了不同储存温度下射频与紫外线联合处理对荞麦品质的影响。
引言
荞麦（Fagopyrum spp.）富含不饱和脂肪酸、矿物质、蛋白质以及多种生物活性成分，因此被视为药食同源的作物（Lin等人，2025）。已有研究表明，荞麦能够有效预防肥胖、降低胆固醇、减轻炎症并延缓衰老（Bani等人，2025）。此外，荞麦还含有均衡的必需氨基酸，可作为主粮的有益补充。由于其独特的营养和功能特性，人们对荞麦的兴趣日益增加，2023年的产量超过了220万吨（FAOSTAT，2020）。然而，在加工和储存过程中，荞麦的颜色、风味和营养成分都会面临诸多挑战。其中，脂肪氧化通常被认为是影响荞麦保质期的主要因素，因为长期储存会导致脂肪酶将谷物中的脂肪分解为游离脂肪酸，进而产生令人不悦的陈旧气味（Mathavaraj等人，2025）。同时，种植和加工过程中残留的微生物在不当的储存条件下也会大量繁殖，产生有害的次级代谢产物（Chuaysrinule等人，2026；Zhu等人，2025）。因此，在储存过程中抑制酶和微生物的活性对于延长荞麦的保质期至关重要。
环境中的气体成分、温度和湿度都是影响储存过程中生化反应控制的关键因素，比如酶和微生物的代谢活动（Ludwig等人，2021；Yuan等人，2019）。先前的研究已经表明，调节环境中的氧气和二氧化碳含量可以有效抑制微生物的生长，降低酶促反应和非酶促反应的速率（Dong等人，2025）。但由于储存设施的密封性以及经济成本的限制，温度调控仍然是粮食保存的主要方法。温度升高会加速产品品质的下降，同时还会使周围环境的相对湿度上升，从而为产品的长期储存创造不利条件（Tao等人，2025）。降低储存温度则可以显著减弱谷物的呼吸作用，抑制微生物的生长繁殖，防止谷物发霉（Ziegler等人，2021）。不过，要在整个储存和运输过程中保持低温需要较高的能源消耗。因此，通过在储存前进行灭菌和酶抑制剂处理，有望克服温度带来的影响，使产品在室温下仍能保持品质稳定。
用于低水分食品的灭菌和酶失活的常用技术通常是物理方法，如微波、射频、冷等离子体、伽马射线照射以及紫外线辐射（Shi等人，2024；Shirazi等人，2025；Zhang等人，2025）。其中，射频作为一种新型的热处理技术，具有比传统热处理更强的穿透力和更好的加热均匀性。不过，低功率下的射频处理可能导致灭菌和酶失活效果不佳，而高功率处理则可能损害产品的感官品质和营养成分（Zhang等人，2025）。紫外线是一种非热处理方法，对产品品质的影响较小，但其穿透力较弱，难以消灭内部微生物或使深埋在材料中的酶失活（Gayán等人，2013）。我们之前的研究已经证实，射频与紫外线联合处理是一种有效的稳定方法，能够在不影响产品品质的情况下控制微生物和酶的活性（Xu, Xu等人，2023）。不过，目前的研究尚未分析在不同储存条件下，经过稳定处理的荞麦各项品质的变化情况。未来还需要进一步研究，以确定经过稳定处理的样本是否仍然需要严格控制储存温度才能延长其保质期。
此外，目前尚未明确在储存过程中因稳定处理而发生显著变化的特定代谢物。有必要使用更先进的分析技术开展进一步研究。代谢组学能够识别并定量分析生物系统中的小分子，从而帮助全面了解系统性的变化（Adebo等人，2025）。与靶向代谢组学相比，非靶向代谢组学旨在收集尽可能多的物质信息，覆盖更广泛的物质种类。Zhao等人（2024）将非靶向代谢组学应用于小麦颗粒的代谢变化研究，并评估了不同温度条件下的储存品质，证明了该方法在类似研究中的应用潜力。
因此，本研究的目的在于：（1）分析射频-紫外线处理组与未处理组在储存过程中的物理化学品质变化，确定该稳定处理是否能有效延长荞麦的保质期；（2）研究在不同储存温度下，经过稳定处理的荞麦品质的变化情况，从而确定荞麦的适宜储存条件；（3）评估经过稳定处理后，荞麦在储存过程中的代谢物变化。
章节节选
样品采集与制备
本研究使用的去壳普通荞麦粒（Xi Nong 9976）由陕西省榆林市红星粮业合作社提供。所有样品在实验前均置于4℃的密封环境中储存。为有效灭活酶和微生物，先将荞麦的含水量调整为16.5%（湿基），方法是通过喷雾方式加入预先计算好的蒸馏水，然后将其装入密封包装中，在25℃下储存至少48小时（Xu, Fan等人，2023）。之后，
含水量、活性及迁移的变化
含水量是影响荞麦新鲜度、储存性和食用品质的关键因素。含水量过高会导致微生物大量繁殖和脂肪氧化，而含水量过低则会导致荞麦籽粒开裂并出现不良的质地变化（Sadaka & Rosentrater，2022；Ziegler等人，2021）。如图1A和B所示，无论是处理组还是未处理组，在低温（25℃）储存条件下，含水量和水分活度几乎没有变化。相比之下，在
结论
射频与紫外线联合处理能够克服单独使用某种处理方式时存在的温度过高和穿透力不足的问题，更适合大规模加工。本研究的结果表明，随着储存温度的升高和储存时间的延长，荞麦的品质会逐渐恶化。然而，在射频与紫外线联合处理组中，荞麦的脂肪氧化和酸败现象在长期储存期间
CRediT作者贡献声明
Juanjuan Xu：撰写——初稿、研究、正式分析、数据整理。Xiangyu Guan：可视化、监督。Dong Wang：可视化、数据整理。Shaojin Wang：撰写——审稿与编辑、监督、项目管理、资金获取。Yuejin Yuan：撰写——审稿与编辑、方法学、概念设计。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知利益冲突或个人关系。
致谢
本研究是在西北农林科技大学机械电子工程学院开展的，得到了中国科学技术部的“国家外国专家项目”（编号DL2022172013L和G2022172003L）以及中国陕西省的“重点研发计划”（编号2023-YBNY-201）的支持。
