超声及超声渗透预处理对红外辐射干燥特性研究

为探究超声及超声渗透预处理对桃片水分迁移及红外辐射干燥特性的影响,经超声及超声渗透30、60 min预处理后,进行红外辐射80℃干燥处理,采用低场核磁共振技术测定预处理后桃片横向弛豫时间T2图谱,分析水分状态及分布变化,得到干燥特性曲线,并分析水分状态及分布对干燥特性的影响。结果表明,超声降低桃片固形物含量,超声渗透明显增加固形物含量并降低水分含量;不同预处理均改变桃片内部水分状态和分布。超声后,桃片不易流动水和自由水弛豫时间增加,水分自由度增加,从而提高干燥速率,增加水分有效扩散系数;超声渗透后,桃片结合水、不易流动水及自由水弛豫时间均减小,且自由水含量明显降低,而不易流动水及结合水含量相对升高,从而降低干燥速率,减小水分有效扩散系数。该研究为超声及超声渗透预处理对红外辐射干燥水分扩散研究提供参考。     

LF-NMR动态分析4种干燥方式下鱿鱼干的复水特性

以鱿鱼为研究对象,采用自然晒干、热风干燥、热泵干燥、真空冷冻干燥4种干燥技术干制鱿鱼,结合鱿鱼干的肌纤维微观结构和复水率,通过低场核磁共振(LF-NMR)动态分析鱿鱼干复水过程的水分迁移和分布,探讨干燥方式对鱿鱼干复水的影响。结果表明,4种干燥方式中,真空冷冻干燥的鱿鱼干水分含量最低,氧化程度也最低(比其它3种处理的低1.5~6.7倍)。电镜扫描图显示鱿鱼干肌纤维内部有大量疏松多孔的蜂窝状结构,且真空冷冻干燥复水最快。复水过程,部分结合水向不易流动水迁移,不易流动水含量明显增加,且占比90%以上,自由水含量也有所提升。LF-NMR分析也表明真空冷冻干燥的鱿鱼干复水效果最好,复水后可截留更多的自由水。热泵干燥的鱿鱼干复水效果与自然干燥接近,热风干燥的复水率最差。干燥方式对干制品复水效果影响明显,真空冷冻干燥和热泵干燥技术有利于水产品干制。     

基于LF-NMR分析蚕蛹在不同干燥过程中的水分迁移规律

该研究采用低场核磁共振技术（LF-NMR）结合干燥曲线,探讨了热泵干燥和变温压差膨化干燥对蚕蛹水分迁移变化规律的影响,揭示两种不同干燥过程中蚕蛹内部的水分状态、分布、含量的情况。结果表明,变温压差膨化干燥（EPD）在干燥过程中水分下降较快,其干燥速率也快于热泵干燥（HPD）。新鲜蚕蛹水分可分为结合水T21（0~2 ms）、不易流动水T22（2~100 ms）和自由水T23（100~1000 ms）三部分,对应3个峰的峰面积分别为：49.531、661.651、1730.075,峰面积占比分别为2.03%、27.10%、70.87%。蚕蛹随着干燥时间的延长,EPD和HPD 2种干燥方式下T2弛豫时间均呈现出相同的变化趋势,一方面是峰位置向左迁移,另一方面是总峰面积A总不断减小,水分的主要状态逐步变成不易流动水和结合水。EPD和HPD 2种干燥方式下干基含水量x和总峰面积A总之间的关系方程分别为A总=702.01x+173.92（R2=0.9997）及A总=695.94x+229.24（R2=0.9968）,两者均呈显著的线性关系（p<0.05）,其中EPD拟合度更好,但HPD过程的氢质子密度分布相对均匀。综合考虑EPD能更好描述蚕蛹干燥过程中水分迁移规律。     

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。     

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。     

基于低场核磁共振分析与成像探究贮藏过程中板栗水分迁移对其质构变化的影响

本文为探究水分迁移对板栗品质的影响,以黔产仓更板栗为试验原料,运用LF-NMR、TPA检测技术,研究板栗采后贮藏期间水分含量、水分相态变化、质构变化及其相关性。结果表明:黔产仓更板栗出仁率高;板栗含结合水、不易流动水、自由水,贮藏期间板栗不易流动水转化为结合水、自由水,稳定板栗内部结构;板栗水分含量与板栗质构指标内聚性、弹性呈显著正相关(P<0.05);板栗水分中不易流动水与板栗内聚性、弹性呈显著正相关(P<0.05);板栗自由水与板栗弹性呈显著正相关;板栗结合水的变化对板栗品质无显著性影响。研究结果为后续深入研究板栗脱水敏感性和安全含水量,促进板栗保鲜、保质奠定了基础。     

基于核磁共振技术分析奶酪在真空干燥中的水分迁移及货架期品质变化规律

利用低场核磁共振及其成像技术分析奶酪真空干燥过程中的横向弛豫时间T_2,分析峰面积A_(2x)的变化,以揭示其内部水分迁移变化规律,建立奶酪水分变化动力学模型。以鲜牛乳为原料制作的直径4.8 cm、高1 cm、重20 g的奶酪块,置于50、60、70℃的温度下真空干燥,并于干燥2、3、4、5 h后取样,分析低场核磁共振横向弛豫时间(T_2)和低场核磁成像;同时,对干燥样品置于37℃下进行7d的货架期加速实验,定期检测奶酪的蛋白质水解度、菌落总数、色差、质构、感官品质等指标变化。结果表明,真空干燥过程中,提高温度可显著提高干燥速率,加快结合水、不易流动水以及自由水的迁移。干燥过程中自由水和结合水先于不易流动水发生变化,水平衡的时间由330 min降到210 min。产品加速保藏过程中,细菌总数变化不显著;色差值L、a、b分别由92.75下降为91.78,a值由0.63上升到1.09,b值由13.25上升到15.08,ΔE则由93.69降低到93.13;随干燥的进行,奶酪的硬度明显增加(P0.05),随着保藏时间延长,奶酪的感官品质基本保持不变,基本达到常温奶酪保藏流通的要求。     

利用低场核磁共振分析烘烤过程烟叶水分迁移干燥特性

为探究烘烤过程烟叶水分状态及迁移变化规律,以上部叶为试验材料,利用低场核磁共振技术分别对烘烤过程烟叶叶片和主脉进行弛豫特性及质子密度成像分析。结果表明:(1)叶片含有自由水、半结合水和结合水3种状态水分,主脉含有自由水、半结合水2种状态水分,烘烤过程烟叶主脉各对应状态水分流动性大于叶片;(2)42~48℃和54~60℃分别为叶片和主脉水分状态迁移变化的关键时期;烘烤过程烟叶叶片和主脉中自由水最先被干燥去除,而半结合水和结合水需要转化为自由水才能散失,其中少量结合水难以通过干燥脱除。(3)烘烤过程主脉水分由"主脉—侧脉—叶片"通道迁移效率较高,由主脉直接向叶片转移效率较低;另外,叶片厚度收缩率和主脉直径收缩率分别与其自由水散失规律密切相关。研究揭示了烘烤过程烟叶的干燥特性,可以为其烘烤工艺优化提供理论依据。     

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。     

负压注液对真空冷却鸡肉水分的影响

测定了不同温度下负压注液后鸡肉的水分含量,并利用低场核磁共振技术(LF-NMR)测定其水分分布,检测到的3个峰对应的横向弛豫时间分别为T_(21)、T_(22)和T_(23),代表鸡肉中的结合水、不易流动水和自由水。结果表明:负压注液可以使真空冷却鸡肉的水分含量增大,其中结合水几乎没有改变,不易流动水和自由水含量增多;随着真空冷却温度的降低,鸡肉水分含量呈现先增大后减小的趋势,在20℃时达到最大值72.90%;T_(23)峰发生后移,即负压注液后鸡肉自由水的自由度增大。     

利用低场核磁共振技术研究调味山药片真空微波干燥过程中水分的变化规律

为研究调味山药片真空微波干燥过程中内部水分含量、分布及状态变化情况,采用低场核磁共振技术,测定不同微波功率下微波真空干燥过程中的横向弛豫时间T2反演谱,进而分析调味山药片内部的水分状态及其变化规律。结果表明：微波功率越高,自由水和不易流动水被除去所需的时间越短,其中对自由水作用尤为明显,但过高的微波功率会导致物料出现焦化现象;调味山药片干基含水率与核磁共振总峰面积之间呈线性关系,可以预测调味山药片真空微波干燥达到干燥终点所需的时间。核磁共振图像显示调味山药片干燥过程中水分含量的增加和减少均是由外而内,干燥结束时,剩余水主要存在于调味山药内层。水分含量的变化对调味山药片干燥后的品质有显著影响,低场核磁共振及成像技术为调味山药片干燥过程中水分的变化提供了直观的参考依据,本研究可以为调味山药片的真空微波脆化工艺设计、优化干燥参数、控制干燥过程及提高产品质量提供参考。     

超声波预处理时间对扇贝柱热泵干燥动力学及品质特性的影响

为了提高扇贝柱热泵干燥效率,改善扇贝柱干制品品质,本实验研究超声波（ultrasonic,US）预处理时间（0、10、20、30 min）对扇贝柱干燥动力学与品质特性的影响,利用低场核磁共振（low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR）探究扇贝柱干燥过程中水分状态分布规律。结果表明,扇贝柱干燥进程遵循降速干燥模式,干燥进程受内部水分扩散控制,US预处理提高了扇贝柱干燥速率和有效水分扩散系数。相比于CK组（除未经US预处理外,其余处理同US组）,US预处理可降低扇贝柱总色差,提高干制品韧性。干燥数学模型拟合结果表明Midilli et al.模型为描述扇贝柱热泵干燥过程的最适模型。LF-NMR分析结果表明,不易流动水决定了扇贝柱热泵干燥过程中含水率的变化;自由水和不易流动水的迁移速率随US预处理时间的延长而加快,不易流动水弛豫时间T22与含水率有很强的相关性。综上,US预处理可提高扇贝柱热泵干燥效率,并对干制品色泽、收缩率、复水比和质构特性具有一定影响,LF-NMR可预测扇贝柱干燥过程中含水率变化。本研究可为水产品尤其是扇贝柱的热泵干燥提供一定的理论依据和实践参考。     

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。     

单片物料厚度对胡萝卜红外薄层干燥水分迁移的影响

为探讨胡萝卜红外薄层干燥条件下的水分迁移规律,选择单片物料厚度h、料层厚度δ、干燥温度T、功率密度g和辐射距离L为影响因素进行试验,并借助低场核磁共振技术研究了横向弛豫时间T_(2x)、峰面积A_(2x)和峰比例S_(2x)的变化规律。结果发现,干燥中期,各单片物料厚度h的自由水流动性下降60%以上,而水分含量趋于0;不易流动水、结合水的水分含量增幅分别为不大于3倍、3~6倍。干燥至120 min,各单片物料厚度h的自由水峰面积占总水峰面积的比例下降至15%以下,结合水所占比例增大至65%以上,而不易流动水所占比例呈"双峰"现象。随着单片物料厚度h的增大,水分有效扩散系数D_(eff)下降30%;发现Page模型可较好地预测红外薄层干燥中水分比的变化。本研究成果为进一步探讨农产物料的红外干燥规律及干燥设备的研发提供了理论参考。     

NMR法观测熟食豆制品真空冷却前后水分的迁移与分布

利用低场核磁共振及其成像技术,研究经真空冷却的熟食豆制品中水分的状态、分布和迁移情况.通过分析四种豆制品中不同状态的驰豫时间和MR/成像测试图可判定:熟食豆制品中存在三种状态水,分别为结合水、吸附水和自由水;真空冷却前后,结合水(T21)处于相对稳定状态,发生变化的主要是吸附水(T22)和自由水(T23),吸附水和自由...     

香椿芽热泵式冷风干燥模型及干燥品质

为获得干燥速率快、品质高的香椿芽制品,以新鲜香椿芽为原料对其进行冷风干燥处理,研究不同干燥条件下香椿芽的干燥特性;采用Weibull函数模型对干燥曲线进行拟合并分析干燥过程;以干燥时间、干燥能耗、叶绿素含量、VC含量以及复水率为指标对不同条件下香椿芽冷风干燥过程进行加权综合评价;以热风干燥和真空冷冻干燥为参照,对比研究较优冷风干燥参数下香椿芽干制品的品质。结果表明,提升干燥温度、进口风速以及减少装载厚度均能显著减少香椿芽冷风干燥耗时（P＜0.05）,不同干燥条件对干燥耗时的影响程度由大到小为：温度＞进口风速＞装载厚度;Weibull函数模型能够准确描述香椿芽冷风干燥过程中水分含量变化过程（R2＞0.9）,其形状参数均小于1,整个干燥过程为降速干燥,主要由内部水分扩散控制;香椿芽冷风干燥有效水分扩散系数在（6.272～9.637）×10－9 m2/s之间,均属于10－9数量级,且受温度的影响最大;当干燥温度、装载厚度和进口风速分别为20 ℃、3.0 mm、2 m/s时,香椿芽冷风干燥的综合评分值最高,实验范围内,该条件较适合应用于香椿芽的冷风干燥中;相对于热风干燥而言,冷风干燥产品的品质更接近真空冷冻干燥产品的品质。     

甘蓝的新型组合干燥工艺

为了克服单一干燥造成的品质缺陷,提出了一种新型的组合干燥方式,以改善产品的外观品质和复水特性。以甘蓝为研究对象,主要探讨了组合干燥过程中热风温度、干燥转换点的物料含水率、微波强度、渗透处理对干燥特性的影响;并以成品色泽、复水比、Vc保留率为指标,对不同干燥方式获得的产品性能进行了比较。研究获得的组合干燥工艺参数为:70℃热风干燥至物料含水率60%,2.5 W/g微波强度下干燥至40%含水率,25℃下以2.8 g/mL料液比向半干产品中加入28%葡萄糖和15%NaCl混合渗透液处理15 min,最后70℃二次热风干燥至成品。产品的水分活度为0.466,含水量为16.34%,复水比为8.71,Vc保留率为31.05%。结果显示,组合干燥方式干燥速率快,能耗低,产品含有高水分含量、低水分活度,产品品质与真空冷冻干燥的产品相近,是一种工业化生产果蔬干制品的新方法。     

干燥方法对印度块菌(Tuber indicum)品质的影响

为了解不同干燥方法对印度块菌干后品质及微观结构的影响,本研究采用热风干燥、真空冷冻干燥方法对印度块菌进行处理,以感官品质(色泽、质构)、复水特性、营养成分(还原糖、总蛋白、维生素C、总黄酮)及微观结构为评价指标,评价干燥方法对印度块菌品质的影响,并利用低场核磁共振技术研究干燥处理期间水分的迁移率和分布。结果表明,与热风干燥比,真空冷冻干燥产品L*高,a*低,能够较好维持产品色泽,热风干燥产品褐变严重,且真空冷冻干燥产品硬度低,脆性高。真空冷冻干燥产品复水比及复水速率显著高于热风干燥产品(P<0.05),干燥10 min后,冷冻干燥复水比值为3.00,显著高于热风干燥(2.26)(P<0.05),冷冻干燥复水速率(0.30 min-1)显著高于热风干燥(0.22 min-1)(P<0.05)。与新鲜样品比,两种干燥产品中总蛋白含量无显著变化,维生素C、还原糖及总黄酮保留量显著降低(P<0.05);与热风干燥产品比,真空冷冻干燥产品维生素C、还原糖及总黄酮保留量显著高于热风干燥产品(P<0.05)。低场核磁共振分析表明,冷冻干燥组T₂₃水分信号强度衰减速率高于热风干燥组,说明真空冷冻干燥效率更高。扫描电镜观察微观结构发现热风干燥产品细胞组织收缩、塌陷且结构很致密,真空冷冻干燥产品呈现多孔结构。综合分析,干燥对印度块菌干制品的营养及品质影响较大,真空冷冻干燥更适合印度块菌产品的干燥加工,本研究为提高印度块菌干制品加工品质提供理论依据。