利用低场核磁共振技术分析冬瓜真空干燥过程中的内部水分变化

为研究冬瓜真空干燥过程中内部水分的含量、分布及状态变化,应用低场核磁共振（low-field nuclearmagnetic resonance,LF-NMR）技术,测定不同干燥条件下冬瓜真空干燥过程中的横向弛豫时间T2反演谱,进而分析冬瓜样品内部的水分状态及其变化规律。结果表明：在真空干燥过程中,冬瓜干基含水率与NMR信号幅值之间呈显著的线性关系;真空干燥过程改变了样品的横向弛豫时间T2,增加了冬瓜内部不易流动水的含量、降低了水分的流动性;不同干燥温度条件下,结合水所占比例、自由水所占比例随着干燥时间的变化分别呈指数模型、多项式模型,且拟合方程的决定系数均大于0.95,拟合精度较高。该研究为进一步研究产品的保藏提供技术指导,为冬瓜的真空干燥实际产业化生产控制提供理论依据。     

基于低场核磁和电镜扫描法对热风干燥花生仁的水分状态研究

为研究花生仁热风干燥过程中内部水分分布状态及变化情况,采用低场核磁共振技术,测定花生仁在不同热风干燥温度(35、40、45、50、55℃)下的横向弛豫时间反演谱,并利用扫描电镜观察干燥过程中花生仁微观结构变化。研究表明：花生仁在热风干燥过程中,干燥速率前期随着干燥温度的上升而显著提高,后期受影响较小。因此最佳干燥条件为干燥温度55℃、4 h后,降低干燥温度为35～40℃至干燥终点。LF-NMR横向弛豫图谱显示干燥过程中自由水峰和弱结合水峰面积显著下降,结合水峰面积基本不变。将35、40、45、50、55℃干燥过程中的水分总峰面积与花生仁的干基含水率进行回归分析,R²均大于0.986,具有较高的拟合度。拟合方程可用于预测热风干燥过程中水分状态与花生仁干基含水率的关系。     

利用LF-NMR技术分析油桃干燥过程中内部水分的变化

为研究油桃内部水分分布及干燥过程中水分迁移规律,为油桃的保藏及加工提供新思路。利用LF-NMR技术测定了不同含水量油桃的信号强度与水分含量的关系及水分分布情况,并测定了不同干燥方式的油桃片横向弛豫时间(T2)的变化,进而分析了油桃内部水分状态及变化规律。研究结果表明:油桃的含水量与信号强度呈显著正相关,拟合方程为:y=12.415x-596.67(R2=0.9822);MRI图像可以清晰反映油桃的果肉、核壳、核仁儿等结构及其水分分布情况;新鲜油桃中含有三种状态的水,分别是结合水、不易流动水和自由水,其中自由水约为90%,结合水约为1%,剩下的为不易流动水;干燥处理能够降低水分的自由度,T2值减小,且鼓风干燥的T2减小速度比真空干燥的快;鼓风干燥过程中不易流动水向自由水迁移,自由水向外迁移散失,而真空干燥中的自由水一部分向外迁移散失,另一部分向不易流动水迁移。该研究为油桃的保藏与干燥实际产业化生产控制提供理论依据。     

利用低场核磁共振技术分析月柿果片微波间歇干燥过程中的内部水分变化

为探究广西月柿果片在微波间歇干燥过程中的水分变化规律和干燥效果,应用低场核磁共振技术,测定在不同的微波功率密度下果片干燥过程中的横向弛豫时间T2反演谱,进而分析其内部的水分赋存状态及迁移规律.结果表明:新鲜月柿果片中主要存在三种状态的水,即自由水、不易流动水、结合水;月柿果片微波间歇干燥过程包括前期加速、中期恒速和后期...     

食用菌恒温干燥过程中MRI成像及水分迁移变化

利用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术研究了7种食用菌(茶树菇、杏鲍菇、金针菇、双孢蘑菇、蟹味菇、香菇、花菇)在恒温干燥过程中内部水分分布和迁移规律。自旋-自旋弛豫测定结果显示,食用菌中主要存在3种组成水:自由水、不易流动水和结合水,干燥主要脱除了自由水和不易流动水,结合水无明显变化。通过核磁共振成像(nuclear magnetic resonance imaging,MRI)进一步发现,7种食用菌内部水分分布都不均匀,且不同食用菌水在同一阶段水分流失速度不尽相同。LF-NMR技术成功实现了食用菌干燥过程中内部水分的在线监测,为食用菌干燥工艺提供了理论依据。     

利用LF-NMR研究牛肉粒微波干燥过程中水分迁移和分布变化

水分是食品体系特别是干制品中重要的组成部分。干制品中水分的含量、分布和存在状态的差异会对其风味、质地、稳定性及货架期产生显著影响。所以研究食品干燥过程中水分的分布和迁移变化规律具有重要意义。利用低场核磁共振(Lowfield-nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术研究一种牛肉粒在高火、中高火、中火和中低火微波干燥过程中水分的分布和迁移变化规律。T2弛豫测试结果显示,牛肉粒中的水分可以分为结合水、不易流动水和自由水3个组分,在不同功率干燥的过程中,不易流动水能够部分转化为结合水,转化而来的结合水弛豫时间较原组织结合水增加;核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)结果直观地显示出,微波干燥是一个均匀的干燥过程,牛肉粒内部和外部同时失水,且微波干燥功率越高,失水速率越快。中高火微波干燥时,水分含量高(20.87%)而水分活度低(0.676),故为牛肉粒最佳干燥功率。     

基于低场核磁共振及成像技术的油莎豆远红外干燥过程中水分变化规律

为研究油莎豆远红外干燥过程中水分分布状态与迁移变化规律,利用低场核磁共振技术和成像技术检测不同温度(50、60、70℃)下远红外干燥过程中的横向驰豫时间,分析峰面积A_2x的变化、磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)图像的变化以及干燥前后微观结构变化。结果表明,在红外干燥过程中,温度为50、60、70℃时干燥至终点分别用时为450、360、260 min,随着温度的升高能够显著提高干燥速率,促进其内部的自由水、不易流动水和结合水的迁移。干燥过程中自由水逐渐减少外观发生收缩形变表皮皱缩,自由度高的水分向自由度低的迁移导致弛豫图向左迁移。水分总峰面积与干基含水率进行回归分析,得到R²分别为0.989 03、0.991 34、0.990 46,回归线性方程具有较高的拟合度。通过MRI图像可以清晰地看到红色面积逐渐缩小,油莎豆内部水分分布状态不断变化。干燥前后油莎豆微观结构变化明显,轮廓模糊、淀粉堆积。该研究可以为油莎豆的远红外干燥工艺设计、水分分布情况及水分状态变化提供参考。     

基于低场核磁的紫薯片真空冷冻干燥过程中水分变化

为探究紫薯片在真空冷冻干燥过程中的水分变化规律和干燥效果,通过低场核磁共振与成像对紫薯片内部水分存在形式及其含水量变化进行研究;通过体视显微镜和色差计观察紫薯片的微观结构与色泽变化.结果表明:在干燥过程中,紫薯片除去的主要是自由水、部分结合水和半结合水,半结合水量呈先增大后减小的趋势,整个反演图谱向T22峰转移;随着干...     

基于低场核磁技术的不同花期金银花红外干燥过程中的水分变化

本文研究了不同花期金银花(三青期、大白期和全花期)红外干燥过程中的水分分布及状态变化。不同花期金银花在45℃条件下进行远红外干燥,应用低场核磁共振技术(LF-NMR)分析金银花中水分随时间的迁移变化情况。结果表明,不同花期的金银花中均含有三种状态的水:结合水、半结合水和自由水,其含量为:半结合水结合水自由水;三青期金银花的结合水和自由水含量高于大白期和开花期,半结合水含量相对低于大白期和开花期;金银花干燥过程中,不同状态的水也呈现出不同的变化规律,半结合水含量逐渐减小,结合水含量先减少后增加,干燥过程改变了金银花内部水分分布状态和水分含量,不同状态的水分之间会发生一定的相互转化,三青期金银花中部分结合水在干燥初期流动性变大,后期流动性变小,大白期金银花结合水流动性持续变小。干燥过程中金银花水分含量与半结合水的峰面积、总峰面积均有较高的相关性(R20.9),LF-NMR技术为金银花中水分分布及变化规律提供了直观的参考依据。     

大米浸泡过程水分状态变化的低场核磁共振研究

对3种大米浸泡过程中的水分状态进行低场核磁共振(LF-NMR)测定。通过对糯米浸泡过程中水分状态变化的研究得出:水分进入到糯米中心所需的浸泡时间最短为35min,浸泡加水量最少为35%;水温在15～30℃范围内,每升高5℃,糯米达到相同水分状态的浸泡时间可以缩短10min;不同品种大米浸泡过程中水分状态变化呈现明显的差异,浸泡1h后,表征自由水分的T23大小依次为:糯米(37.64ms)、粳米(52.63ms)和籼米(59.94ms)。     

基于LF-NMR的香芋微波真空干燥中水分扩散特性研究

为了研究香芋片微波真空干燥过程中水分扩散特性,采用微波真空干燥箱在1.5、2.0和2.5 W/g 3个微波强度下对香芋片进行了干燥试验,利用低场核磁共振技术测定了香芋片微波真空干燥过程中水分迁移及分布情况。结果表明,香芋片微波真空干燥过程主要为降速阶段,3种微波强度下平均干燥速率为0.149、0.185和0.224 g/(g·min);有效水分扩散系数为7.30×10-9、9.46×10-9、1.14×10-8m~2/s。NMR T2谱显示,香芋中存在结合水、不易流动水和自由水3种状态,其横向弛豫时间分别为T21 (2.31～9.32 ms),T22 (10.72～49.77ms)和T23 (57.22～705.48 ms)。干燥过程中,MVD香芋内自由水含量显著降低(p0.05),不易流动水所占比例呈现先增加后下降的趋势,结合水含量变化不显著(p0.05),所占比例逐步上升。MRI检测表明,MVD香芋内外同时失水,且微波强度越高,弛豫信号消失的越快。该研究揭示了微波真空干燥中香芋内水分扩散规律,即微波强度越高,样品内水分扩散速率及不同组分水分之间的转化越迅速。该研究为香芋的微波真空干燥产业化生产提供理论依据。     

厚度控制对怀山药远红外干燥过程中水分迁移的影响

采用远红外干燥设备对鲜怀山药片进行脱水处理,应用低场核磁共振波谱分析和成像分析技术,测定怀山药片干燥过程中的水分状态,综合干燥曲线、干燥速率规律,分析不同切片厚度（4,8,12 mm）的怀山药在干燥过程中的水分扩散特性,并建立薄层干燥模型。结果表明：干燥过程中干燥速率呈现短暂的快速上升后逐渐下降的趋势,4 mm的怀山药达到干燥条件所需时间较8,12 mm的分别短36.33%,53.33%;3种状态水分T₂峰面积减小且峰向左移动,干燥过程中自由水耗尽,干燥终点怀山药内部水分主要为结合水（87%）与少量弱结合水（13%）;怀山药内部水分存在密度梯度,从高密度向低密度方向迁移,适当减小怀山药厚度可促进H⁺质子密度下降,提高干燥效率;Page模型拟合效果较好（R²＞0.9）,能很好地表征和预测怀山药远红外干燥过程。     

核桃干燥过程的低场核磁共振横向驰豫分析

为了快速监测干燥过程中水分和油脂的变化,采用低场核磁共振(LF-NMR)技术对恒温和变温滚筒催化红外-热风干燥过程中核桃自由水、弱和强结合水及油脂进行测定,并与单一热风干燥相比较,同时建立水分横向弛豫峰面积占比与含水率之间的数学模型。结果表明,三种干燥方式下的干燥曲线变化趋势一致,与单一热风干燥相比[时长20 h,最大干燥速率0.11 g/(g·min)],变温和恒温红外-热风干燥效率[时长14.38 h和16.16 h,最大干燥速率0.28 g/(g·min)和0.48 g/(g·min)]显著提高,干燥时间分别缩短了28.10%和19.20%,最大干燥速率分别提升了2.55和4.36倍,表明红外干燥处理显著提升了干燥效率。LF-NMR横向弛豫图谱显示干燥过程中自由水峰面积显著下降直至消失,弱结合水峰面积显著降低,强结合水和油脂峰面积基本不变,表明干燥处理去除了几乎全部的自由水和大部分的弱结合水,对强结合水和油脂含量无明显影响。建立了水分弛豫峰面积占比与实际含水率之间的数学模型,R2均大于0.90,预测效果良好。总之,与国标法相比,LF-NMR能够很好地对干燥过程中水分和油脂变化进行检测,是一种高效快速检测含水率的新型方法。     

浅析玉米干燥机工艺结构对干燥后玉米水分不均匀度的影响

通过对顺逆流式、混流式玉米干燥机进行的全面技术性能测试,证实了使用混流式玉米干燥机干燥玉米后,其水分不均匀度要比使用顺逆流式玉米干燥机的低,通过对影响玉米干燥过程的工艺结构进行分析研究,探讨了解决玉米干燥后水分不均匀度高的方法。     

带鱼冷藏过程中品质变化与水分迁移的相关性

为了研究带鱼在冷藏期间的品质变化与水分迁移的关系,利用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术分析组织中水分变化规律。横向弛豫时间T_2的结果表明:随着贮藏时间的延长,不易流动水(T_(22))逐渐降低,自由水(T_(23))逐渐升高,肌原纤维内的水向外移动而大量流失,肌肉的持水能力下降、肉质逐渐劣化。这与传统理化指标的研究结果一致,且相关性分析表明,T_(22)、T_(23)与水分含量、蒸煮损失率等指标极显著相关(P0.01),与感官评分、持水力、硫代巴比妥酸值显著相关(P0.05)。因此,可考虑运用LF-NMR技术检测带鱼在冷藏期间的品质变化。     

干燥过程物料内部水分无损检测技术

干燥过程物料含水量以及物料内部水分分布是物料干燥的重要特性,也是影响物料干燥过程的主要因素。干燥过程物料内部水分含量、水分的分布以及水分流动性的检测有助于真实反映干燥过程中物料内部的传质现象,并且为干燥工艺的优化和物料干燥数学模型的建立提供依据。文章综述了目前测定物料干燥过程中物料内部水分常用的无损检测方法,通过对各种测定方法的比较得出磁共振成像技术是一种比较理想的测量干燥过程物料内部水分的方法。