超高压对酱曲多酚氧化酶激活和钝化作用动力学研究

研究了超高压处理(100~500 MPa,1~20 min)和热处理(40、60、90℃,1~20 min)对酱曲多酚氧化酶(Polyphenoloxidase,PPO)活性的影响,并分析了PPO的压变动力学。试验结果表明:较低的超高压加工(HPP)处理(100~300 MPa)对酱曲PPO有激活作用,200 MPa处理10 min能最大限度地激活酱曲PPO,相对活性为135%;较高的HPP处理(350~500 MPa)对酱曲PPO有显著的钝化作用,且钝化效果随着压力的增加和处理时间的延长而逐渐增强,但随着处理时间的延长,钝化作用趋于一个最大值,该最大值在350、400、450、500 MPa时分别为74.0%、55.4%、62.8%、66.5%。通过动力学模型拟合发现:酱曲PPO的激活/钝化特征在不同压力范围表现不同。100~200 MPa的HPP处理对酱曲PPO的钝化符合两段式一级动力学模型(R2≥0.970);250~300 MPa的HPP处理对酱曲PPO的激活作用符合一级分数转换模型(R2≥0.994);而350~500 MPa的HPP钝化处理符合两段式动力学模型与一级动力学模型的混合模型(R2≥0.995)。试验结果为更进一步的探索研究奠定了理论基础。     

基于卡尔曼滤波的PWM变量喷雾控制研究

构建了一套可采集测量喷头喷雾压力数据的PWM变量喷雾实验平台,通过喷头压力与流量关系特性,经卡尔曼滤波算法得出喷雾瞬时流量数据,并对其积分得到喷雾流量。设计了一种自动分段线性拟合方法将滤波后得到的喷雾流量与PWM信号占空比相关联,最终建立PWM喷雾流量模型。在喷雾压力为0.2、0.3和0.4 MPa条件下,对各喷雾流量模型进行喷雾流量控制精度实验,实验表明3种压力条件下所建立的PWM喷雾流量模型决定系数R2均在0.995以上,喷雾流量控制误差在±6%范围内,说明该方法可以为快速、在线建立喷雾控制模型提供参考。     

白灵菇多酚氧化酶的特性研究

采用0.2mol/L磷酸盐缓冲溶液匀浆法从白灵菇中提取多酚氧化酶(PPO),并对该多酚氧化酶的酶学特性进行了研究。试验结果表明:以邻苯二酚为底物,该酶的最适pH值为5.6、最适温度为40℃、Km值为9.36×10-3mol/L和Vmax值为8.11×10-3U/min,100℃热处理1.5min、95℃热处理2.5min或90℃热处理3.5min可完全钝化PPO的活性,10mmol/L的异VC钠能有效抑制PPO的酶活性。     

平菇多酚氧化酶的特性研究

采用0.2mol/L磷酸盐缓冲溶液匀浆法从平菇中提取多酚氧化酶(PPO),并对该多酚氧化酶的酶学特性进行了研究。试验结果表明:以邻苯二酚为底物,该酶的最适pH值为6.8,最适温度为30℃,Km值为0.134mol/L,Vmax值为0.139U/min,70℃热处理7.5min或75℃热处理5min可完全钝化PPO的活性,10mmol/L的L-半胱氨酸能有效抑制PPO的酶活性。     

基于LF-NMR的压力和温度对鲜虾水分状态的影响

以新鲜南美白对虾为样品,利用低场核磁共振技术(LF-NMR)研究超高压处理对样品中水分存在状态的影响,并与热处理样品进行比较。超高压处理的压力范围为100~600 MPa,保压时间10 min,传压介质温度25℃;热处理温度分别为40、60和90℃,处理时间为10 min。试验结果表明:超高压处理和热处理都不同程度地改变了样品中不同水分状态的相对含量和横向弛豫时间。当处理压力在100 MPa以上或温度在60℃以上时,样品中水分都诱导产生一种束缚力更强的强结合水(弛豫时间位于0.1~1 ms);与样品持水力紧密相关的不易流动水,其含量受压力影响较小,但随着热处理温度的提高而显著下降,表明超高压处理比热处理能更好地保持样品的持水性。     

白玉菇多酚氧化酶的特性研究

采用0.2mol/L磷酸盐缓冲溶液匀浆法从白玉菇中提取多酚氧化酶(PPO),并对该多酚氧化酶的酶学特性进行了研究。试验结果表明:以邻苯二酚为底物,该酶的最适pH值为6.8,最适温度为35℃,Km值为0.08750mol/L,Vmax值为0.03753U/min,100℃热处理1.5min可完全钝化PPO的活性,10mmol/L的L-半胱氨酸能有效抑制PPO的酶活力。     

蛋清液中大肠杆菌超声协同热处理杀菌动力学研究

利用超声协同热处理蛋清液,研究其对蛋清液中大肠杆菌的杀菌效果,运用Weibull模型对杀菌动力学过程进行分析,确定该种处理方法对蛋清液主要功能性质的影响。研究结果表明,随着功率(100~600 W)的增大、温度(45.0~57.5℃)的升高和处理时间(2~5 min)的增加,超声协同热处理对蛋清液中大肠杆菌的杀菌效果显著增强(P<0.05)。具体表现为:超声功率由100 W增加至600 W(50.0℃,3 min)时,大肠杆菌菌体浓度降低量由0.67 lg CFU/m L增加至1.24 lg CFU/m L;热处理温度由45.0℃增加至57.5℃(600 W,3 min)时,大肠杆菌菌体浓度降低量由1.01 lg CFU/m L增加至1.80 lg CFU/m L。利用Weibull模型对杀菌动力学过程拟合并简化,得到的Weibull模型拟合性较好,能够预测超声协同热处理不同功率-温度-时间的杀菌动力学过程,可为蛋清液在超声协同热处理过程中微生物安全性的控制提供理论依据。当超声功率为300 W(55.0℃,3 min)时,与对照组相比,蛋清液的凝胶硬度提高了101.04%,起泡力提高了50%。超声协同热处理可有效控制蛋清液中的微生物含量,并在一定程度上改善蛋清液的功能性质。     

混药质量浓度在线检测装置

根据溶液质量浓度不同,其折光率不同的原理,设计了一种混药质量浓度在线检测装置。采用波长650 nm二极管激光器作为光源,PSD作为光斑位置探测器,设计和制造了有机玻璃材质的三角形检测管和以OPA4277芯片为主的信号调理电路。在流量为4.7、5.4和6.1 L/min时得到的光斑位置与质量浓度拟合曲线的决定系数R2均大于等于0.983 1,且随着流量的减小,其拟合曲线的决定系数逐渐增大。在流量为6.1 L/min时,在线测量混药质量浓度存在最大偏差为0.075 1 g/L,平均相对误差为8.99%。表明该装置可用于混药质量浓度的在线检测。     

覆膜条件下水分亏缺对春小麦光合特性影响及光响应模型比较研究

为揭示西北干旱地区覆膜条件下水分亏缺对春小麦光合生理特征的影响及光响应模型的适用性,本研究以春小麦为试验材料,设置4个处理,分别为不覆膜充分灌溉(W1M0)、覆膜充分灌溉(W1M1)、不覆膜亏缺灌溉(W2M0)和覆膜亏缺灌溉(W2M1),测定春小麦灌浆期的光响应曲线,通过对5种常用的光响应模型进行分析比较,探讨覆膜条件下水分亏缺对春小麦光合特性的影响并对光响应模型的适用性进行评价。结果表明,水分亏缺会降低春小麦叶片的最大净光合速率(Pmax)、表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd),而光补偿点(LCP)升高。而在水分亏缺条件下覆膜处理能够有效减缓春小麦的光合速率下降,同时提高了春小麦叶片的最大净光合速率(Pmax)、表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)等表征春小麦光合特性的生理指标。其中,5种模型的模拟效果在W2M0处理下具有明显差别,只有叶子飘模型拟合值与实测值最为相符,尤其在高光强条件下拟合效果更为贴切,决定系数(R2)大于0.9;而直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型和动力学模型拟合效果较差,在高光强条件下光合速率仍然是增加的并未下降,R2只有0.7左右;表明叶子飘模型在不覆膜亏水条件下适用性较好。从决定系数的均值比较来看,对于4个处理拟合效果优劣排序为叶子飘模型、指数模型、非直角双曲线模型、直角双曲线模型和动力学模型。     

黄芩黄酮浸提过程动力学模型适用性分

为考察一级一项和一级两项动力学模型对黄芩黄酮浸提过程的模拟效果,通过不同浸提温度下的黄芩黄酮浸提过程试验,采用最小二乘法回归分别计算两动力学模型的参数.结果表明:两模型对黄芩黄酮浸提过程的拟合效果都较为理想(R2>0.9800,RSD小于1.00%);但一级两项模型的快速、慢速浸提速率常数等参数随温度变化的趋势未能反映相应的物理意义.因此,一级一项动力学模型更适用于黄芩黄酮浸提过程的模拟.     

智能化超高压食品灭菌设备

设计了一套智能化超高压食品加工设备,分析并确定了水介质增压器、单向阀、卸压阀、容器密封和温控系统的结构和相关参数.试验表明,整机结构合理、操作方便、性能稳定、安全可靠.利用该设备在600 MPa处理鲜榨桃汁5 min,产品符合商业无菌要求.     

基于SPME-GC-MS的超高压处理黑莓汁香气分析

采用固相微萃取与气相色谱-质谱仪( GC - MS)联用检测,对超高压处理前、后黑莓清汁香气成分进行分析和感官评价.结果表明:经超高压处理的黑莓清汁香气种类与原汁相同,但不同成分的含量略有变化,300 MPa处理10 min的黑莓清汁醇类、酯类含量减少了4.8％和11.1％,醛类、酮类含量增加了12.06％和14.59％;400 MPa处理10 min后,其内的醇类、酯类、醛类含量增加4.9％、26.86％和9.9％;而200、500和600 MPa处理10 min的黑莓清汁醇类、酯类、醛类含量均无显著变化.感官评定表明,400 MPa处理10 min能较好地保留黑莓清汁典型浓郁的香气,且与GC - MS检测分析结果一致.     

超高压与微酸性电解水结合对鲜切果蔬的杀菌效果研究

鲜切果蔬由于切割等操作,表面遭到破坏,极易受到微生物的侵染,引起品质劣变。为了延长鲜切果蔬的货架期,通过单因素实验探究微酸性电解水的有效氯浓度、用量,超高压处理的压力、保压时间等对鲜切胡萝卜的杀菌效果,从而得到二者结合处理的工艺条件:微酸性电解水有效氯质量浓度为30 mg/L,用量200 m L;超高压压力范围为100~400 MPa,保压时间5 min,总处理时间为15 min。实验以鲜切胡萝卜、鲜切苹果为研究对象,采用脑心浸液琼脂培养基和结晶紫中性红胆盐琼脂培养基对大肠杆菌进行检测,以微酸性电解水替代高压过程中无菌水的方式,探究超高压与微酸性电解水结合的杀菌效果,结果表明结合处理能提高其杀菌效率,但在低压下,增强效果并不显著,400 MPa增强效果最为显著。超高压400 MPa与微酸性电解水结合处理时,鲜切胡萝卜在2种培养基中均没有检出大肠杆菌,而鲜切苹果在脑心浸液琼脂培养基中仍有少量大肠杆菌检出。同时对比BHIA和VRBA的实验结果发现:微酸性电解水有明显的致死效应;而超高压处理则同时存在亚致死和致死效应。     

柱塞式能量回收一体机泵端多工况压力脉动试验

为研究不同具体工况对海水淡化柱塞式能量回收一体机压力脉动特性的影响,分别在泵端的进出口布置压力脉动监测点,控制变量使压力脉动试验分别在(控制出口压力恒定)转速为800~1 600 r/min和(控制转速额定)出口压力为4.5~7.5 MPa等9种工况下进行.通过分析试验结果的时域规律可得:在一体机泵端出口处,压力脉动率曲线的基波表现为三角波形态;随着一体机转速的递增,出口的压力脉动率曲线的谐波振幅递增,基波振幅则递减;进口处压力脉动曲线波形随转速递增产生不规律变化.通过对试验结果中频域的分析可得:轴频在较低转速时是出口压力脉动的主要影响频率,柱塞倍频在较高转速成为主要影响频率,并在轴频的3Z倍(Z为柱塞数)出现谐波;随着出口压力的递增,出口压力脉动幅值在轴频和柱塞倍频处均为递增,压力脉动率维持不变,且频率分布则变得更加集中;同时吸入口的压力脉动率幅值随着出口压力的递增在柱塞倍频处递增,而在轴频处递减.     

跨式油茶果收获机履带底盘行走液压系统设计与试验

跨式油茶果收获机在丘陵山地作业时需要较大的牵引力,且要求行走平稳。本文基于机液联合仿真技术对跨式油茶果收获机底盘行走液压系统进行设计,以达到动力匹配及行走性能较优的目的。在RecurDyn软件中建立了跨式收获机履带底盘虚拟样机模型,采用谐波叠加法构建了B级路面谱,仿真分析了跨式履带底盘直线行驶和差速转向的动力学特性。通过AMESim与RecurDyn软件对收获机行走系统进行机液联合仿真,研究底盘在直线行驶与差速转向工况时行走马达液压特性。研制了全液压驱动的跨式油茶果收获机,进行了地面直线行驶与差速转向测试,结果表明：底盘直线行驶偏移率为1.7%;直线行驶时,行走马达流量稳定在23 L/min,压力稳定在1.5 MPa;差速转向时,行走马达流量稳定在22 L/min,压力在2～12 MPa范围内波动,验证了跨式履带底盘行走液压系统的稳定性。     

拖拉机液压底盘液控比例流量阀设计与试验

为提高液压驱动拖拉机行驶时的调速稳定性和低速行驶时的平顺性,设计了一种液控比例流量阀。该阀设计有压力补偿功能,以消除压力波动对流量的影响,提高了流量控制精度。通过传统计算和仿真验证的方法对该阀进行结构参数设计。基于阀口迁移理论设计了阀芯节流槽,以增大调速区间。仿真结果表明:该阀控制流量范围为0~5.67×10-3m3/s,流量变化平稳,流量调速控制压力区占总控制压力区间的68.4%;压力补偿阀控制补偿压力在0.3~0.7 MPa的范围内,可使比例换向阀流量稳定。试验结果表明:拖拉机空载、发动机怠速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的45%;拖拉机空载、发动机高速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的62%;拖拉机重载、发动机怠速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的49.5%;拖拉机重载、发动机高速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的48.5%;当控制压力为0.78 MPa时,液控比例阀流量稳定在8.33×10-5m3/s;当控制压力为0.84 MPa时,液控比例阀流量稳定在2.5×10-4m3/s。     

高压均质对大豆蛋白柔性和乳化性的影响及相关性分析

以大豆分离蛋白(Soy protein isolate,SPI)对胰蛋酶的敏感性表征其柔性,研究不同均质压力(0~200 MPa)对SPI柔性和乳化性的影响,并探索SPI结构变化及其柔性与乳化性之间的相关性。结果表明,当均质压力为0~160 MPa时,SPI柔性随着均质压力的增加而增加,160~180 MPa时柔性变化不明显,当均质压力为180~200 MPa时,SPI柔性又呈现下降的趋势。表面疏水性随着均质压力的增大而增大,而浊度则随之减小,柔性随均质压力的变化趋势与乳化性随均质压力的变化趋势一致。相关性分析结果表明:SPI柔性与乳化活性和乳化稳定性呈线性正相关关系,相关系数分别为0.893和0.938。紫外扫描、内源性色氨酸荧光光谱研究发现,随着SPI柔性的增加,其结构变得更加舒展。     

旋转喷盘喷头喷嘴直径对喷盘转速和喷灌强度的影响

旋转喷盘喷头已经广泛应用于中心支轴式喷灌机上。针对旋转喷盘过高的转速可能导致喷灌范围减小以及喷灌强度增加问题,试验观测了不同压力(0.070、0.140和0.200 MPa)下安装7种不同直径的喷嘴(2.78、3.97、4.76、5.56、6.35、6.75和7.54mm)时的喷盘转速、喷头流量和喷洒半径。结果表明,(1)当工作压力为0.070、0.140和0.200 MPa时,喷盘转速分别为0.431~0.737、0.987~1.639和1.921~3.128r/min,喷嘴直径增大,喷盘转速也增大,喷嘴直径达5.56mm后,转速基本稳定;(2)喷盘转速随喷头流量的增加而增加,0.070、0.140和0.200 MPa下流量分别达0.714、1.135和3.023m3/h时,转速基本稳定;(3)当喷嘴直径大于5.56mm时,喷洒半径开始减小;(4)喷灌强度随喷嘴直径增加而增加。     

超声协同次氯酸钠杀灭腐败菌效果与动力学研究

为研究超声协同次氯酸钠的杀菌效果及微生物致死动力学,选取大肠杆菌、考克氏菌和枯草芽孢杆菌3种典型菌为试验菌株,研究超声协同次氯酸钠的杀菌效果。采用一级动力学、Weibull和Logistic模型,对以上3种典型菌株超声协同次氯酸钠失活曲线进行动力学模型拟合,并对杀菌前后菌体形态结构的破坏程度及细胞内物质损失情况进行测定。结果表明:当超声功率150 W、Na Cl O质量浓度200 mg/L、处理时间180 s时,对3种菌的致死率绝对值分别为4.54、4.28、3.97个对数值,较相同时间下单独次氯酸钠的杀菌对数值提高了13%～67%。超声协同次氯酸钠杀菌过程更加符合非线性的动力学曲线,且随超声强度及次氯酸钠浓度的增加,Weibull模型较Logistic模型更适于描述该杀菌的动力学过程(R2 0.95)。由扫描电镜结果及菌体细胞内物质损失情况发现,超声协同次氯酸钠会破坏菌体细胞外层结构,使细胞质溢出,部分细胞器溶解及细胞皱缩,最终致使细胞死亡。本研究可为超声协同次氯酸钠广泛用于微生物杀菌提供方法依据。