چكيده برنج يكي از مهم‌ترين محصولات زراعي و استراتژيك در ايران به‌شمار مي‌آيد و نقشي حياتي در تأمين امنيت غذايي كشور دارد. در سال‌هاي اخير مصرف‌كنندگان ترجيح مي‌دهند برنج قهوه‌اي را به دليل ارزش غذايي بيشتر و فوايد سلامتي آن در مقايسه با برنج سفيد، مصرف كنند. با وجود ارزش غذايي بالا، برنج قهوه‌اي كمتر از برنج سفيد مصرف مي‌شود. زيرا داراي بافت زبر، كيفيت پخت و خوراك ضعيف، ظاهري تيره و بافت سفت است. سبوس موجود در برنج قهوه‌اي حاوي فيبر است كه منجر به جذب كندتر آب در آندوسپرم و درنهايت زمان پخت طولاني‌تر مي‌شود. در سال‌هاي اخير فناوري‌هاي نوين غيرحرارتي از جمله پلاسماي سرد به عنوان روشي نوظهور جهت بهبود كيفيت و فرآوري غلات معرفي شده‌اند. هدف از اين پژوهش، بررسي اثر تيمار پلاسماي سرد (تخليه سد دي‌الكتريك) بر ويژگي‌هاي فيزيكوشيميايي ده رقم برنج قهوه‌اي ايراني و بهبود كيفيت پخت آن بود. آزمايش‌ها شامل تيمار نمونه‌ها با پلاسماي سرد در 16 كيلوولت و مدت زمان 15 دقيقه و ارزيابي ويژگي‌هايي نظير زمان پخت، نسبت ازدياد طول و عرض، سختي، ظرفيت اتصال آب (WBC)، شاخص حلاليت در آب (WSI)، رنگ، pH، فعاليت آنزيم آلفا آميلاز، زاويه تماس قطره آب و انرژي سطحي، ساختار ميكروسكوپي، بلورينگي (XRD)، تغييرات پيوندي و گروه‌هاي شيميايي (FTIR)، تغييرات ساختار دوم پروتئين (FTIR) انجام شد. تحليل آماري داده‌ها با استفاده از آزمون ANOVA صورت گرفت. نتايج نشان داد تيمار پلاسما به طور معني‌داري درصد زمان پخت را در تمامي ارقام كاهش داد (001/0p<‎). اين كاهش به دليل فرآيند حكاكي سطح سبوس و ايجاد ريزحفره‌ها بود كه جذب آب را تسهيل كرد. تيمار پلاسما همچنين باعث افزايش روشنايي (L*) و افزايش زردي (b*)و شاخص سفيدي شد كه به بهبود ظاهر و بازارپسندي محصول منجر شد. زاويه تماس قطره آب در تمام نمونه‌هاي تيمار شده به طور قابل توجهي كاهش يافت كه نشان‌دهنده آبدوست‌تر شدن سطح و بهبود قابليت جذب آب است. در بررسي ساختار دوم پروتئين‌ها، نتايج متفاوتي در ارقام مختلف مشاهده شد؛ اين تغييرات مي‌تواند بر خواص عملكردي و تغذيه‌اي برنج تأثيرگذار باشد. در XRD، نوع آرايش بلوري حفظ شد و بلورينگي نسبي در بعضي ارقام دچار تغييرات خفيف شد. تيمار پلاسماي سرد در ارقام مختلف برنج ايراني، منجر به بهبود خواص عملكردي و فيزيكوشيميايي شد و مصرف برنج قهوه‌اي را به‌عنوان يك ماده غذايي سالم‌تر، تسهيل نمود. كلمات كليدي: برنج قهوه‌اي، بهبود خواص عملكردي، پلاسماي سرد، زمان پخت،كيفيت پخت

Abstract Rice is one of the most important an‎d strategic crops in Iran an‎d plays a vital role in ensuring the countryʹs food security. In recent years, consumers have preferred brown rice over white rice due to its higher nutritional value an‎d health benefits. Despite its superior nutritional profile, brown rice is less consumed than white rice because of its rough texture, poor cooking an‎d eating quality, darker appearance, an‎d harder texture. The bran in brown rice contains fiber, which leads to slower water absorption in the endosperm an‎d ultimately longer cooking time. In recent years, novel non-thermal technologies, such as cold plasma, have been introduced as an emerging method to improve the quality an‎d processing of grains. The aim of this study was to investigate the effect of cold plasma treatment (dielectric barrier discharge) on the physicochemical properties of ten Iranian brown rice cultivars an‎d improve their cooking quality. The experiments included treating the samples with cold plasma at 16 kV for 15 minutes an‎d eva‎luating parameters such as cooking time, elongation an‎d width, hardness, water binding capacity (WBC), water solubility index (WSI), color, pH, α-amylase enzyme activity, water contact angle an‎d surface energy, microstructure, crystallinity (XRD), bond an‎d functional group changes (FTIR), an‎d secondary protein structure variations (FTIR). Statistical analysis of the data was performed using ANOVA. The results showed that plasma treatment significantly reduced cooking time in all rice cultivars (p<‎0.001). This reduction was attributed to surface etching of the bran layer an‎d the formation of etches, which facilitated water absorption. Plasma treatment also increased lightness (L*), yellowness (b*), an‎d whiteness index, leading to improved appearance an‎d marketability of the product. The water contact angle decreased significantly in all treated samples, indicating increased surface hydro‎philicity an‎d enhanced water absorption capacity. In the analysis of secondary protein structures, different results were observed in different varieties; these changes can affect the functional an‎d nutritional properties of rice. In XRD, the type of crystal arrangement was maintained an‎d the relative crystallinity underwent slight changes in some varieties. Overall, cold plasma treatment improved the functional an‎d physicochemical properties of various Iranian brown rice cultivars, facilitating the consumption of brown rice as a healthier food option. Keywords: Brown rice, Functional properties improvement, Cold plasma, Cooking time, Cooking quality

مهدي كديور , كبري تجددي طلب

نفيسه سلطاني زاده

ميلاد فتحي , علي قاسمي