中国毛虾红外热风耦合干燥特性及动力学模型研究

为研究红外热风耦合干燥(IRHA)对中国毛虾干燥特性的影响,采用低场核磁共振波谱(NMR)及氢质子成像技术(MRI)分析毛虾IRHA干燥过程中干物质与水结合状态,分析不同干燥温度、不同辐射距离和不同物料载量下IRHA对中国毛虾的干燥特性。结果表明,干燥温度对毛虾的干燥速率影响最大,干燥过程直接表现为降速阶段。毛虾干燥动力学数学模型拟合表明,Two-term模型拟合度最高(R²>0.999 8),可以用来描述和预测毛虾IRHA干燥过程。通过菲克第二定律求得干燥过程的有效水分扩散系数(D_eff)范围为4.47×10^-10~1.295×10^-9 m²· s^-1。根据Arrhenius公式计算出毛虾IRHA干燥的活化能(E_a)为34.24 kJ· mol^-1。干燥过程中毛虾干物质与水结合越来越紧密,自由水和不易流动水逐渐消失,最终只存结合水,且结合水的量有所上升,有可能来自不易流动水的转化,这从微观上解释了干燥后期干燥速率下降的原因。本研究结果为IRHA在中国毛虾干燥方面的实际应用提供了一定的理论依据。     

热风干过程中风干肉水分的迁移

为阐明热风干过程中风干肉水分迁移机制,利用氢质子低场核磁共振弛豫研究热风干过程中(温度35℃、湿度60%、风速3 m·s^-1)风干肉内部和外部中水分迁移及水-蛋白相互作用模式。结果表明,在风干过程中风干肉中水分的主要存在形式为不易流动水,其不断从肌原纤维网络内迁移到网络外,水分含量显著下降。风干肉外部中结合水、不易流动水和自由水的弛豫时间均显著下降(P < 0.05),表明风干肉外部中水-蛋白相互作用模式发生改变。而风干肉内部中结合水和自由水的弛豫时间无显著变化(P > 0.05),表明风干过程中风干肉内部和外部中水-蛋白相互作用不同,风干肉表皮的温度较内部温度高,且表皮水分含量下降速度较内部的水分含量下降速度快,导致了硬壳的形成。综上所述,风干过程中风干肉外部的温度高且水分脱除快,导致了风干肉内外部中水-蛋白相互作用不同。本研究结果为调控风干过程中水分迁移速度,实现风干肉工业化加工提供了理论依据。     

基于LF-NMR及不同干燥方法的哈密瓜片含水率预测模型

为建立稳健、适用范围更广的哈密瓜片含水率预测模型,采用不同干燥方法(热风干燥(Hot Air drying,HA)和红外辐射干燥(Infrared drying,IR)),在相同温度水平下(50、60、70℃)对哈密瓜片进行干燥,采用低场核磁共振技术(Low-Field Nuclear Magnetic Resonance,LF-NMR)对比分析干燥过程的水分迁移规律及2种干燥方法间的差异,并结合化学计量学方法建立含水率预测模型。结果表明:无论HA还是IR,一定温度范围内高温有利于提高干燥速率,缩短干燥时间;且IR与HA相比干燥时间缩短20.0%~37.5%。经LF-NMR分析,在HA和IR过程中,自由水峰面积逐渐降低,不易流动水峰面积及结合水峰面积呈波动变化;自由水峰顶横向弛豫时间不断降低,不易流动水峰顶横向弛豫时间因干燥方式和干燥温度的差异呈不同的变化趋势;与HA过程中结合水峰顶横向弛豫时间逐渐降低不同,其在IR干燥初期短暂上升,后呈下降趋势。基于HA、IR数据集结合化学计量学方法建立的哈密瓜片含水率预测模型中,偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression,PLSR)模型具有更好的性能,模型预测决定系数R_P² 大于0.99,表明PLSR结合LF-NMR可实现哈密瓜片含水率的快速检测,且不受干燥方法不同引起水分状态差异的影响。研究结果为基于LF-NMR和多加工手段的果蔬含水率预测模型的建立提供参考。     

基于低场核磁共振的热风干燥过程花生仁含水率预测模型

为研究热风干燥过程中花生仁内部水分的变化规律,该文采用热空气对开农71、开农8834-9、天府3号3个品种的湿花生进行干燥,监测干燥过程中花生果、花生仁与花生壳含水率的变化;并利用低场核磁共振技术(LF-NMR)研究干燥过程中花生仁内部自由水、弱结合水和结合水的变化情况;建立花生仁水分弛豫峰占比与其含水率之间的数学关系,提出了一种花生含水率的快速检测方法。结果表明,由于花生仁和花生壳化学组成不同,仁和壳干燥曲线呈现不同的变化趋势。LF-NMR弛豫图谱显示干燥过程中,自由水弛豫峰逐渐消失,结合水和弱结合水弛豫峰面积无明显变化规律,油脂峰峰面积基本不变,说明花生仁在干燥过程中油脂的含量无明显变化。建立的花生仁国标法实测含水率y与核磁共振弛豫谱图得到的总水分峰占比(T21+T22+T23)的拟合方程R2为0.888 4。经验证,该方程能较好地对未知含水率的花生仁样品进行预测。因此,低场核磁共振技术可以用于花生仁含水率的快速检测。     

利用低场核磁共振技术无损检测澳洲坚果含水率

为探究澳洲坚果(Macadamia ternifolia F. Muell.)干燥过程中水分的变化规律,测定其干燥过程中的含水率,利用低场核磁共振技术研究了干燥过程中澳洲坚果的水分态及其分布,建立含水率与低场核磁总信号幅度的关系。结果表明:温度越高,澳洲坚果的干燥速率越大,达到恒质量的时间越短,但是比较干燥后澳洲坚果的品质发现变温干燥方式(30℃2 d→38℃2 d→45℃至结束)相对较好;在干燥过程中,自由水、半结合水的含量逐渐降低,结合水的含量先下降后有所上升;干燥过程中澳洲坚果内水分分布不均匀,水分由内向外扩散;拟合得到澳洲坚果含水率与低场核磁总信号幅度的线性关系方程的决定系数R~2为0.904,经检验该曲线预测性较好(平均相对误差为5.89%),结果表明低场核磁共振技术可以用作澳洲坚果含水率的快速无损检测。     

秋葵微粉对小鼠肠道内环境的影响

为研究不同剂量秋葵微粉对小鼠肠道内环境的影响,将小鼠随机分为4组,即对照组、高剂量组(1 800 mg·kg^-1·d^-1)、中剂量组(900 mg·kg^-1d^-1)以及低剂量组(450 mg·kg^-1d^-1),灌胃6周后,检测其粪便、结肠、盲肠相关的肠道指标。结果表明,与对照组相比,各剂量组小鼠粪便含水量均增加,且高剂量组粪便含水量显著高于对照组(P<0.05);各剂量组粪便pH值均极显著降低(P<0.01);各剂量组盲肠内容物 pH 值和结肠内容物pH值均降低。各剂量组盲肠内容物菌群OTU数量均极显著高于对照组(P<0.01),中剂量组Chaol值显著高于对照组(P<0.05);各剂量组结肠内容物菌群的OTU数量较对照组均有增加,中剂量组和低剂量组Chaol值极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)高于对照组。各剂量组盲肠、结肠内容物中短链胎肪酸(SCFA)含量均较对照组增加。秋葵微粉可以提高小鼠肠道中的益生菌比例,降低有害菌比例,促进肠道乙酸、丙酸和丁酸等SCFA含量明显升高。本研究结果为秋葵微粉用于改善动物肠道健康提供了理论依据。     

挂面干燥过程水分迁移规律及其对产品质量影响研究

为揭示挂面干燥过程水分状态、含量动态迁移规律,阐明干燥条件对水分动态迁移过程的影响,探讨挂面干燥过程水分动态迁移规律及其与产品质量的关系,本试验以小麦品种永良4号为原料,设计干燥温度(30、40℃)、相对湿度(65%、75%、85%)两因素不等水平全排列组合试验;利用“食品水分分析技术平台”实时监测干燥过程水分状态动态变化,并测定干挂面收缩率及抗弯曲特性。结果表明,不同干燥组合条件下,挂面干燥过程水分可区分为强结合水、弱结合水、自由水,横向弛豫时间分别为：T₂₁,0.06～0.187 ms;T₂₂,0.811～5.722 ms;T₂₃,34.305～242.013 ms。干燥过程中,随着干燥时间的延长,T₂₁、T₂₂呈下降趋势,T₂₁较T₂₂更快达到平衡状态;T₂₃呈“下降-上升-缓慢下降”趋势;挂面中强结合水绝对含量(W₂₁)、弱结合水绝对含量(W₂₂)均呈逐渐下降趋...     

增氧灌溉对氧气扩散速率和冬小麦养分利用的改善研究

为研究土壤氧气扩散速率(ODR)和作物养分利用对不同增氧灌溉方式的响应,以地下滴灌为供水方式,设置循环曝气(VAI)、H₂O₂(HP30、HP3K)和常规水对照(CK)4种灌溉处理,通过盆栽冬小麦试验,系统分析ODR、作物产量和养分利用规律。结果表明,VAI和HP30处理后48 h内20 cm土层深度的ODR较CK均有明显改善,拔节期、抽穗期和灌浆期经VAI处理后的ODR分别提高60.45%、73.77%和87.88%(P<0.05),拔节和抽穗期经HP30处理的ODR分别提高21.37和23.61%(P<0.05)。VAI和HP30处理后的产量、水分利用效率分别较CK显著提高了36.27%、38.98%和23.37%、21.47%。增氧灌溉促进了作物养分的利用,与CK相比,VAI冬小麦的N、P、K吸收总量分别提高了53.23%、107.41%和72.94%(P<0.05),HP3K冬小麦的P、K吸收总量提高了39.51%、56.19%(P<0.05),HP30冬小麦的N、P吸收总量提高了50.32%、29.63%(P<0.05);VAI和HP30冬小麦N的养分吸收效率较CK提高了43.64%和34.55%(P<0.05),VAI和HP3K籽粒的N素分配率较CK增加了8.33%和6.94%(P<0.05)。相关性分析表明,ODR与冬小麦的N、P吸收总量呈显著正相关;VAI和HP30籽粒的N吸收量和产量呈显著正相关。综上,增氧灌溉改善了ODR,提高了作物的产量和水分利用效率,促进了作物对养分的吸收利用,VAI效果最为显著。本研究结果为增氧灌溉技术提供了理论依据和技术支撑。     

黑豆丹贝发酵前后香气、酚类物质及抗氧化活性分析

为了丰富丹贝品种并提高黑豆食品加工利用率,本试验以少孢根霉(Rhizopus oligosporus)发酵制备黑豆丹贝,测定其基本营养成分和香气成分,并分析不同发酵时间黑豆丹贝中麦角固醇、氨基酸态氮、10 kDa以下肽、总酚、总黄酮、原花青素含量及蛋白质水解度抗氧化活性的变化。结果表明,与未发酵样品相比,发酵后黑豆丹贝中灰分、粗脂肪含量无显著差异(P>0.05),水分、粗蛋白含量有显著变化(P<0.05);发酵后黑豆丹贝中共检出24种香气成分,较未发酵样品多14种,且发酵后新检出醛类、烃类和酯类三类香气成分;黑豆丹贝发酵过程中麦角固醇含量先上升后下降,在33 h达到最大值911.39 μg·g^-1; 发酵15 h氨基酸态氮、10 kDa以下肽含量和蛋白质水解度显著增加(P<0.05),最大值分别为0.87 g·100g^-1、335.60 mg·g^-1和29.43%。此外,发酵结束后黑豆丹贝的总酚、总黄酮、原花青素含量分别为2.23、0.70和2.22 mg·g^-1, 显著高于未发酵样品(P<0.05),且总酚、总黄酮、原花青素含量与抗氧化活性密切相关。本研究结果为黑豆丹贝的开发提供了理论依据。     

发色剂对中式香肠营养、风味成分的影响

为寻求应用于肉制品加工的亚硝酸盐替代物,以中式香肠为研究对象,从感官评价、营养成分及挥发性风味物质组成探究不同发色剂(试验组1:0.5%甜菜粉+50 mg·kg^-1亚硝酸钠、试验组2:0.1%甜菜粉+0.06%改性血红蛋白、试验组3:100 mg·kg^-1亚硝酸钠)对产品营养和风味品质的影响。结果表明,试验组1和2香肠的外观、色泽和口感与试验组3差异不显著,且均与对照组差异显著(P<0.05);试验组1氨基酸总含量显著高于其他组(P<0.05);试验组2脂肪酸含量相对最高,其中十八碳二烯酸含量显著高于其他各组(P<0.05);通过风味分析,试验组1、试验组2分别检出27、26种挥发性成分,风味物质种类多于试验组3,其中试验组2醛类、酯类化合物含量相对较高,风味更好。本研究结果为中式香肠加工过程中亚硝酸盐的有效替代,提升中式香肠品质提供了一定的技术指导。     

加工方式对木姜叶柯甜茶速溶粉稳定同位素指纹的影响

为了研究加工方式对甜茶速溶粉稳定同位素指纹的影响,进而验证δ¹³ C、δ¹⁵ N用于甜茶及其速溶粉产地溯源的可行性,本试验分别以烘箱烘干和微波杀青2种烘干方式制备甜茶老叶和嫩叶4种原料,采用热水浸提、离心并干燥(喷雾干燥和冷冻干燥)的方法制备甜茶速溶粉,得到喷雾干燥速溶粉(ITSD)、冷冻干燥速溶粉(ITFD)和速溶粉副产物(ITBP)三类加工样品,并采用元素分析-同位素比率质谱仪(EA-IRMS)测定样品中的δ¹³C、δ¹⁵N值。结果表明,不同产地(湖南、四川、江西)甜茶杀青嫩叶δ¹³C、δ¹⁵N值存在显著差异(P<0.05),烘箱烘干法与微波杀青法制得的原料茶δ¹⁵N值存在差异,且 δ¹³C、 δ¹⁵N值在速溶粉加工产品(原料、速溶粉及副产物)间存在显著差异(P<0.05),但不同烘干原料制备的所有样品δ¹³ C、δ¹⁵N值之间存在极显著相关(P<0.01)。本研究结果为基于δ¹³C、δ¹⁵N溯源指纹进行甜茶原料或速溶茶粉的产地溯源提供了理论依据。     

LED蓝光对辣椒采后色泽及品质的影响

为探究LED蓝光处理对辣椒采后贮藏过程中品质的影响,采用强度为14 μmol·m^-2·s^-1的LED蓝光(470 nm),在温度25℃、相对湿度80%条件下,对采后新鲜绿辣椒和红辣椒分别进行蓝光照射、避光处理(对照组),测定贮藏过程中辣椒色泽、叶绿素含量、辣椒红素含量、辣椒碱含量、维生素C(Vc)含量和Ccs基因表达量等的变化。结果表明,与对照组相比,LED蓝光处理会加速绿辣椒退绿,使其叶绿素含量在第8天时降为初始值(0 d)的17%(P<0.01);LED蓝光处理可有效提高辣椒中辣椒红素的含量,红、绿辣椒中的辣椒红素含量在第8天时分别是对照组的1.60倍和5.59倍(P<0.01);LED蓝光处理可显著增加辣椒中辣椒碱含量,处理第8天时红、绿辣椒中的辣椒碱含量分别是对照组的1.53倍和1.85倍(P<0.01),Ccs基因的表达量分别为对照组的1.35倍和4.01倍(P<0.01)。此外,LED蓝光可促使辣椒中Vc含量显著升高,处理第8天时,红、绿辣椒中Vc含量分别为对照组的1.25倍和1.58倍(P<0.01)。综上,在采后贮藏过程中,LED蓝光照射可以加速绿辣椒退绿,并促使红、绿辣椒变红,显著提高辣椒红素、辣椒碱和Vc含量。本研究结果为LED蓝光在辣椒采后贮藏过程中品质保持,尤其是增加辣椒红素含量及改善辣椒色泽提供了新思路。     

脉冲强光处理对双孢蘑菇贮藏品质的影响

为探索脉冲强光(IPL)处理对采后食用菌贮藏品质的影响,本试验以新鲜双孢蘑菇为原料,采用不同强度(28.8、48.0、67.2 mJ·cm^-2)的IPL进行前处理,研究其在25℃贮藏期间生理指标及品质的变化。结果表明,随着贮藏时间的延长,IPL处理能有效延缓双孢蘑菇开伞、质量损失、褐变及脂膜氧化,在一定程度上保持原有硬度。同时,IPL处理可显著抑制双孢蘑菇中过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性(P<0.05),可减缓其总酚和维生素C含量的下降(P<0.05),其中48.0 mJ·cm^-2处理组效果最佳;贮藏第8天,总酚和维生素C含量分别较对照提高39.06%、53.63%。本研究结果为IPL技术在控制食用菌品质方面的应用提供了一定的理论依据。     

青海黑青稞营养及活性成分分析与评价

为明确青海不同品种黑青稞的营养及化学成分含量,筛选优异种质资源,本研究开展了12种黑青稞营养及化学成分分析与评价。结果表明,参试黑青稞蛋白、总淀粉、直链淀粉、粗脂肪、粗纤维、灰分、β-葡聚糖含量在部分品种间存在显著差异(P<0.05),黑青稞具有较高含量的蛋白质(12.19%~14.07%)、纤维(2.13%~3.64%)、直链淀粉(18.96%~25.94%)和β-葡聚糖(3.91%~7.50%);参试黑青稞中Ca、K、Zn含量存在品种间显著差异(P<0.05),其余测定的矿物质含量存在部分品种间显著差异(P<0.05),其中K(581.42 mg·100g^-1)、Mg(171.90 mg·100g^-1)、Ca(90.28 mg·100g^-1)、Na(17.33 mg·100g^-1)含量较高;参试黑青稞蛋白中总必需氨基酸含量平均值为319.90 mg·g^-1(接近WHO/FAO推荐值360 mg·g^-1),第一限制性氨基酸为赖氨酸,第二限制性氨基酸为甲硫氨酸和胱氨酸,第三限制性氨基酸为苏氨酸;参试部分黑青稞品种的总酚、游离酚、结合酚、总黄酮、游离黄酮、结合黄酮及花色苷含量存在显著差异(P<0.05);主成分筛选出950、Z536、Z533黑青稞综合品质较优,聚类分析将12个黑青稞品种分为4类,第1类蛋白质、多酚、黄酮、β-葡聚糖含量较高;第2类花色苷、氨基酸含量较高;第3类纤维含量较高;第4类淀粉含量较高。本研究结果为黑青稞营养功能品质评价及加工利用奠定了基础,也为特异青稞资源的筛选提供了参考。