基于玻璃化转变及流动特性的枸杞粉贮藏稳定性研究

本文基于水分活度和玻璃化转变理论,分析了枸杞粉的吸附等温线及玻璃化转变温度,通过构建状态图确定枸杞粉具有良好贮藏稳定性的临界水分含量;通过测试不同水分含量的枸杞粉的流动特性表征体系玻璃化转变的变化。结果表明:枸杞粉的吸附等温线呈"J"型,GAB模型为描述其水分吸附特性的适宜模型;枸杞粉的玻璃化转变温度随水分含量的升高而降低,以LB1枸杞粉为例,当干基含水率从0.133 g/g增加到0.530 g/g时,玻璃化转变温度从10.82℃降至-59.71℃。状态图表明,4种枸杞粉(LB1～LB4)干基含水率分别低于0.0833,0.0906,0.0992,0.1059 g/g时,在25℃下可稳定贮藏。宏观流动特性结果表明:随着枸杞粉水分含量的增加,粒径越大,越易发生玻璃化转变,粒径越小越有利于贮藏。     

冻干圣女果粉的水分吸附性质及玻璃化转变温度

根据吸附理论,在水分活度为0.11～0.90范围内,环境温度为25 ℃条件下,采用静态称质量法研究冻干圣女果粉的吸附和解吸等温线;通过差示扫描量热仪（differential scanning calorimeter,DSC）测量不同水分含量下的玻璃态转变温度（glass transition temperature,Tg）,并采用Gordon-Taylor方程对其进行了非线性拟合。结果表明：冻干圣女果粉在25 ℃条件下的吸附等温线和解吸等温线的类型都为J型,属于Ⅲ型等温线;在水分活度为0.23～0.76范围内存在明显的解吸-吸附滞后现象,属于H3型等温线。GAB和Peleg模型都描述冻干圣女果粉的吸附特性。随着水分含量的增加,冻干圣女果粉的Tg显著降低;Gordon-Taylor方程能够较好地拟合其玻璃化转变曲线。对比水分活度贮藏理论和玻璃化转变理论,发现二者在预测冻干圣女果粉贮藏稳定性上存在一定的差异。     

半干型荔枝干玻璃化转变研究

目的：确定冷冻干燥荔枝干的吸湿等温线,研究半干型荔枝干的玻璃化转变温度。方法：采用差示扫描量热法(DSC)。结果：半干型荔枝干的吸湿等温线与GAB 模型拟合程度好,呈现出“J”形。半干型荔枝干的玻璃化转变温度为－ 77.35℃,经过退火处理后,玻璃化转变温度提高约10℃,基本消除反玻璃化峰。经冷冻干燥处理后的半干型荔枝干的玻璃化转变温度比半干型荔枝干产品的高约7℃。     

大米淀粉解吸等温线与吸附等温线的拟合模型研究

根据吸附原理,在环境温度25℃下,水分活度0.11~0.90范围内,采用重量法对大米淀粉的吸附/解吸等温线进行测定。用7个非线性回归方程对吸附及解吸等温线进行描述,以决定系数(R2)、残差平方和(RSS)、平均相对误差(MRD)和均方根误差(RMSE)为评价指标,确定最佳拟合模型及其参数。结果表明,根据国际理论和应用化学联合会(IUPAC)的分类,大米淀粉的吸附和解吸等温线都属于第Ⅱ种类型,在实验水分活度范围内等温线存在一个明显的滞后现象,该滞后现象属于H3型。Henderson模型、Oswin模型、GAB模型均适合描述大米淀粉的吸湿等温线,其中GAB模型为最佳模型。GAB拟合解吸等温线的参数X0、C、K分别为0.0800、36.43、0.7646,拟合吸附等温线的参数分别为0.0743、26.87、0.7842。      

冻干怀山药贮藏条件研究

通过试验获得了冻干怀山药得到在不同温度范围(5℃~35℃)的等温吸湿特性曲,引入了几个典型模型(GAB、BET和Smith模型)来对冻干怀山药的等温吸湿特性进行了模拟,结果表明Smith方程可准确拟合冻干怀山药的水分活度和平衡含水率的关系。使用差示量热扫描仪(DSC)测定了不同含水率条件下怀山药的玻璃化转变温度,Gordon-Taylor方程可较为准确地预测怀山药玻璃化转变温度与含水率的关系。在怀山药的水分活度和玻璃环转变温度构建的状态图指导下,可根据其贮藏温度条件精确选择关键贮藏水分活度和含水率。     

黄秋葵水分吸附热力学性质与状态图研究

研究了黄秋葵在不同温度和水分活度(a_w)范围内的吸附等温线。探讨了黄秋葵的热力学性质,测定了黄秋葵的玻璃化转变温度(Tg),建立了黄秋葵的状态图。结果表明:黄秋葵的水分吸附等温线为Ⅲ型,平衡干基含水率随温度升高而降低,随a_w增加而增加。GAB模型为描述黄秋葵水分吸附特性的最适模型。黄秋葵的净等量吸附热、微分熵与积分焓随含水率增加而降低。积分熵为负值,且随着含水率增加而升高。扩张压力随a_w增加而升高。黄秋葵的水分吸附过程遵循熵焓互补理论,其过程为熵驱动、自发过程。黄秋葵的Tg随含水率增加而降低。根据状态图,得到黄秋葵最大冷冻浓缩溶液时的玻璃化转变温度为-61.14℃,对应的溶质含量为0.7263 g/g(即非冻结水含量为0.2737 g/g)。     

大豆水分解吸-吸附等温线拟合模型

为给在干燥、贮藏及运输过程中保证大豆的品质提供理论依据,实验测定了大豆在室温（25 ℃）条件下的水分解吸-吸附等温线。采用非线性回归分析,应用常见的5 种模型Oswin、Halsey、Hendenson、GAB、Chung-Pfost对大豆在室温条件下测得的水分进行解吸-吸附等温线拟合分析,以确定最佳拟合模型及其参数。结果表明：大豆的解吸等温线属于第Ⅱ种类型;吸附等温线属于第Ⅲ种类型;在整个水分活度范围内,大豆的解吸-吸附等温线均存在着滞后现象;最佳的解吸-吸附等温线拟合方程都是Oswin模型,它们的决定系数均高于0.993;Oswin模型拟合大豆解吸等温线的参数A和B分别为0.075和0.500,吸附等温线的参数A和B分别为0.075和0.498。     

热风干燥冬瓜片的贮藏稳定性

为深入了解热风干燥冬瓜片吸附过程中的水分变化特性,提高冬瓜干制产品的贮藏稳定性,测定了冬瓜干制产品在25℃下的吸附等温线,并采用6种常见的数学模型对其进行非线性拟合,得到最优模型;采用差示扫描量热法测定了不同水分含量冬瓜干制产品的玻璃化转变温度T_g,探讨了冬瓜干制产品的适宜贮藏条件。研究结果表明,冬瓜的吸附等温线属于Ⅲ型等温线,描述干制冬瓜吸附特性的最优模型为GAB模型,热风干燥冬瓜片的T_g值随着含水率的降低而升高。当温度为25℃时,冬瓜的临界含水率为9.67%,临界水分活度为0.237 4。该研究结果为热风干燥冬瓜片的实际产业化生产控制提供理论依据,为适宜贮藏条件的确立提供参考。     

基于差示扫描量热法研究喷雾干燥鸡蛋全粉热转变温度

研究含非冻结水（较低水分含量）喷雾干燥鸡蛋全粉与含冻结水（较高水分含量）样品的热转变温度,以及鸡蛋全粉的吸附等温线,为蛋制品干燥或冷冻加工的稳定性提供数据支持。采用差示扫描量热仪检测样品,结果发现含非冻结水样品中有两个吸热峰,分别是卵转铁蛋白和卵白蛋白的变性峰,二者的变性温度（Td）都随湿基水分含量的增大而减小。对于含冻结水的样品,冻结温度（TF）与湿基水分含量之间的关系采用Clausius-Clapeyron方程描述,由冰晶熔融焓值得到非冻结水的湿基水分含量为0.18 g/g,再通过Clausius-Clapeyron方程得到其对应的冻结终点温度（Tm’）为－14.6 ℃。只有当湿基水分含量为0.22 g/g时,才检测到其玻璃化转变温度（－46.3 ℃）。此外,还研究了喷雾干燥鸡蛋全粉的吸附等温线,采用GAB模型进行非线性拟合,结果表明鸡蛋的吸附等温线为II型,其单分子层干基水分含量为0.043 g/g。本研究结果能为蛋制品的最适干燥或冷冻加工条件提供理论依据。     

赤藓糖醇对南美白对虾肉玻璃化转变温度与状态图的影响

南美白对虾肉（PV）冻藏期间极易出现蛋白质变性,为提高虾肉贮藏稳定性,研究了PV与按虾肉质量添加5%赤藓糖醇的虾肉（PV-E）的吸附等温线;测定了PV与PV-E的玻璃化转变温度（Tg）和冻结点温度（TF）。采用Gordon-Taylor方程与Chen’s方程拟合数据,探讨添加赤藓糖醇对虾肉状态图的影响。结果表明,PV与PV-E水分吸附均为III型等温线,GAB模型为描述虾肉水分吸附特性的最适模型。PV与PV-E的Tg随着湿基含水率升高而降低;相同含水率时,PV-E的Tg高于PV。PV与PV-E的TF随着固形物含量的增加而降低。PV与PV-E最大冷冻浓缩溶液时的玻璃化转变温度T’g分别为-77.09℃和-62.23℃,与之对应的溶质含量分别为0.672 g/g和0.686 g/g。赤藓糖醇可作为一种新型抗冻剂,用于提高虾肉冻藏期间的贮藏稳定性。      

龙眼果粉的水分吸附特性研究

以龙眼果粉为对象,利用静态测量法测定其在不同温度下的吸湿等温线,探究在不同含水率下龙眼果粉的X射线衍射图谱及玻璃化转变温度,并通过数学方程计算其热力学特性参数,以揭示龙眼果粉的水分吸附特性。结果表明,龙眼果粉的吸湿等温线为Ⅲ型等温线,Peleg模型是龙眼果粉吸湿等温线的最佳拟合模型。在水分活度(water activity,A_w)>0.69时,龙眼果粉水分吸附量显著增加,导致糖类晶体结构消失。龙眼果粉的吸附过程符合熵焓互补理论,其吉布斯自由能为1 586.6 J/mol>0,表明可通过控制环境条件来控制龙眼果粉的吸附过程。干基含水率从0.054 g/g上升到0.350 g/g时,龙眼果粉的玻璃化转变温度起始点从14.6℃降低至-26.5℃,其终点从39.1℃下降至-5.8℃。25℃下龙眼果粉的理论最佳贮藏A_w为0.086,对应的干基含水率为0.049 5 g/g。该研究结果可为龙眼果粉贮藏条件的选择提供参考。     

脱脂乳粉非酶褐变影响因素的实验研究

在食品、饮料、营养品、医药等行业广泛涉及非晶态粉体产品,这些粉体产品的非酶褐变,会严重影响产品质量。本文对脱脂乳粉的非酶褐变特性进行了实验研究;考查了水分活度、贮藏温度、储藏时间和玻璃化转变温度等参数对脱脂乳粉非酶褐变的影响。结果表明:随着水分活度、贮藏温度、贮藏时间以及贮藏温度T与脱脂乳粉的玻璃化转变温度Tg间的差值(T-Tg)的增加,脱脂乳粉非酶褐变指数显著增大;脱脂乳粉应在较低水分活度(例如0.3以下)和较低温度(例如40℃以下)下贮藏,以延长其货架寿命。     

水分含量对番茄粉非酶褐变及玻璃化转变温度的影响

测定了番茄粉的吸湿等温曲线,同时,采用差示扫描量热仪测定了在不同水分活度下番茄粉的玻璃化转变温度.另外,对番茄粉的非酶褐变与贮藏温度T和玻璃化转变温度Tg的差值(T-Tg)之间的关系进行了探讨.研究表明当水分活度超过0.50以后,番茄粉吸湿能力明显增强.随着番茄粉水分含量的增加,番茄粉的玻璃化转变温度迅速下降,要使番茄粉的玻璃化转变温度高于20℃(室温),番茄粉的水分含量不能超过5%.当贮藏温度低于玻璃化转变温度时,番茄粉的非酶褐变速率非常慢;而当贮藏温度高于玻璃化转变温度时,随着T-Tg的增加,番茄粉的非酶褐变速率迅速增加.     

真空、脉冲真空、超声波对芒果渗透脱水的影响

为研究真空、脉冲真空和超声波对芒果渗透脱水动力学的影响,将大小为26mm×26mm×5mm的块状样品浸于65°Brix果葡糖浆溶液中,渗透脱水处理180min。结果表明,菲克扩散模型能很好地描述渗透脱水过程中芒果失水率和固增率的变化规律;真空、脉冲真空和超声波均促进了水分和固形物的扩散,其中超声波作用使水分扩散系数具有最大值,而真空处理导致了固形物扩散系数最高。     

超声辅助糖液渗透处理对真空冷冻干燥桃脆片干制品品质及吸湿性的影响

为探究超声辅助糖液渗透处理对真空冷冻干燥桃脆片干制品品质及吸湿性的影响,本实验比较了白桃经4 种糖液（蔗糖、麦芽糖、葡萄糖、低聚异麦芽糖）超声辅助渗透处理后桃片的水分损失率、固形物增加率以及真空冷冻干燥后桃脆片的微观结构、质构特性（硬度、脆度）、吸湿性及玻璃化转变温度。结果表明：与对照组相比,经超声辅助糖液渗透处理的桃片水分损失率、固形物增加率提升,孔隙更加致密且细胞组织发生破裂和结构坍塌,硬度显著提高（P＜0.05）;且超声辅助糖液渗透处理可以降低桃脆片的吸湿性,在相对湿度从0梯度增加到90%的过程中,各处理组样品最终达到吸湿平衡时的质量变化率范围为55.16%～59.63%,对照组为61.43%;与对照组玻璃化转变温度（52.37 ℃）相比,超声辅助麦芽糖渗透脱水处理使桃脆片体系的玻璃化转变温度升高到64.27 ℃。综上,超声辅助糖液渗透处理对桃脆片品质产生影响的同时,也对降低桃脆片吸湿性和改变桃脆片体系玻璃化转变温度具有重要影响,本研究可为改善和提升白桃干制品品质提供技术参考。     

我国小麦水分吸着等温线4-参数GAB方程研究

在水分活度(aw)>0.85条件下,小麦样品易发生霉菌生长而影响平衡水分测定的准确性,本研究采用Blahovec和Yanniotis 2009年发表的适合aw在0～1的修正4-参数GAB方程(MGAB),对测定的我国13个小麦品种的水分吸着等温线数据进行拟合和分类。结果表明,MGAB方程拟合的决定系数(R2)>0.97,平均相对百分率误差(MRE)<8.34%,方程的每个参数在红麦与白麦之间、硬麦与软麦之间、春麦与冬麦之间,差异不显著。但是,同一小麦品种吸附等温线的方程参数,不同于解吸等温线的对应方程参数。另外,根据D10、Rfi、awn指标判断小麦水分吸着等温线类型,13个小麦品种的吸附和解吸等温线均属于接近Langmuir类型的S型等温线。结论是小麦水分吸附与解吸的MGAB方程参数可用于小麦收获后干燥及储藏通风操作。     

水分活度仪测定稻谷吸附与解吸等温线

稻谷吸附与解吸等温线是稻谷干燥、贮藏的重要参数。试验研究了用水分活度仪测定稻谷吸附与解吸等温线方法，并由所测数据，计算机绘出等温线曲线。对测试过程中，物料在测试环境中的Ａｗ值平衡时间和平衡速率进行了数学分析。     

魔芋葡甘聚糖及其衍生物保湿性能研究

考察魔芋葡甘聚糖(KGM)及其衍生物魔芋超强吸水剂(KSAP)的吸湿、保湿性能,并与甘油、丙二醇进行对比。测定KGM 和KSAP 的水分吸附等温线,采用回归分析建立数学模型。结果表明：KSAP 的吸湿、保湿性能优于甘油和丙二醇。水分吸附等温线属于第Ⅲ型,在给定的水分含量下,KSAP 的水分活度最低,保湿性能最好。Peleg 模型拟合效果最好,BET 模型和GAB 模型拟合显示KSAP 的单分子层水分含量最高,分别为14.59%和15.42%。     

花生壳/仁的吸附等温线与热力学特性

为了解花生壳与花生仁的含水率、水分活度(a_w)与温度的关系,提高花生的贮藏稳定性。研究花生壳与花生仁在10、20、30℃时的吸附等温线;探讨花生壳与花生仁的净等量吸附热(q_(st))、微分熵(S_d)、扩张压力、积分熵、积分焓、熵-焓互补、玻璃化转变温度(T_g)等热力学特性。结果表明,花生壳与花生仁的水分吸附呈Ⅲ型等温线。温度一定时,花生壳与花生仁的干基含水率随a_w增加而增加。描述花生壳与花生仁吸附特性的最适模型为GAB模型。花生壳与花生仁的q_(st)与S_d均随含水率增加而降低。扩张压力随a_w增加而升高,但随温度升高而降低。积分焓随含水率增加而降低,而积分熵随含水率增加而升高。花生壳的q_(st)和S_d均高于花生仁,而同一温度条件下花生仁的扩张压力高于花生壳。含水率相同时,花生仁积分焓低于花生壳,而花生仁的积分熵则高于花生壳。花生壳与花生仁水分吸附过程均为焓驱动、自发过程。花生壳与花生仁的T_g随含水率增加而降低,相同含水率时,花生壳的T_g值高于花生仁。根据状态图得到温度为10℃时,花生壳与花生仁的临界水分活度与临界含水率分别为0.80、0.175 4 g/g与0.68、0.095 5 g/g。研究结果可为花生干制工艺及其干制品贮藏稳定性提供理论依据。     

不同渗透脱水处理对芒果品质的影响

研究了不同条件下渗透脱水加工对芒果品质以及质量传递的影响,渗透脱水条件是采用不同质量分数(30%,40%和50%)、不同种类的糖溶液(蔗糖,葡萄糖和麦芽糖)、温度30℃,时间2 h。结果表明,随着渗透液质量分数增大,芒果的失水率逐渐变大。在硬度、色泽、维生素C含量等其他生理指标与质量传递方面,经综合考虑得到经45%麦芽糖渗透处理后,芒果品质较好,失水率较高,为最优条件。