小麦面条和面过程不同阶段面絮的划分与自动识别

和面是小麦面条加工过程中重要的一道工序,主要依据人工经验判断和面终点,缺少基于客观分析的自动化评价方法。为了实现和面过程的自动化,该研究依据小麦面条和面过程中面絮颗粒宏观状态,通过面絮状态图像的数据分析,并且从面条质构、水分状态及分布、蛋白质分子特性及微观结构揭示和面阶段划分的依据。结果表明,和面过程可以划分为初始面粉（阶段1）、润湿黏连（阶段2）、聚集成形（阶段3）、破裂分散（阶段4）和稳定平衡（阶段5）5个阶段,阶段5占和面总时间的50%左右;从阶段2到稳定平衡阶段初期（阶段5-1）,面片的硬度、弹性和咀嚼性逐渐增加并达到最大,在稳定平衡阶段中后期（阶段5-2、5-3）,面片硬度等指标数值下降;低场核磁共振与核磁共振成像分析结果表明,阶段2的水分自由度高,和面过程加速了水分在固、液、气三相之间的交换,并在阶段5达到稳定;所有和面阶段中氢键、离子键的强度明显低于疏水相互作用的强度,游离巯基含量在阶段5-2、5-3逐渐降低至稳定,二硫键含量在此阶段逐渐增多并保持稳定,蛋白质实现充分交联,决定了面条微观结构和宏观状态。构建基于深度学习的Transfer-ResNet50网络模型,实现和面阶段面絮图像的自动识别,模型识别准确率达98.5%,具有良好的可靠性,可以实现和面终点的自动判断。综上所述,面絮宏观颗粒状态可以作为和面过程划分的可靠依据,深度学习也为小麦面条和面过程自动控制提供新的思路。     

基于低场核磁和差示量热扫描的面条面团水分状态研究

为了解低水分面条面团中水分的存在状态,明确真空度及和面时间对水分状态的影响,该研究以3个小麦品种（济麦20、宁春4号、济麦22）磨制的面粉为材料,采用真空和面制作低水分面条面团（含水率35%）,采用低场核磁共振技术（LF-NMR,low-field nuclear magnetic resonance）和差示量热扫描（DSC,differential scanning calorimetry）2种技术,测定不同真空度（0、0.06、0.09 MPa）和搅拌时间（4、8、12 min）下面团中水分的形态和分布,并进一步分析2种技术测定水分形态结果的相关性。结果表明,在低水分面条面团中,水分主要以弱结合水形态存在。不同品种的小麦粉面团的水分形态及分布存在差异,强筋小麦粉（济麦20）制作面团的水分自由度较低。真空和面（0.06 MPa）可以促进水分与面筋蛋白的相互作用,降低面团中水分子流动性,促进水分结构化;而非真空或过高真空度均会导致面团中水分自由度增加。济麦20、济麦22小麦粉和面时间为8 min时,面团水分流动性较低;而宁春4号小麦粉面团在4 min时,水分自由度较低;继续搅拌,深层结合水减少、弱结合水增多。LF-NMR和DSC测得面团水分状态的结果具有一致性。LF-NMR测得的弱结合水峰面积百分比与DSC测得的可冻结水百分比具有相同的变化趋势（r=0.695）,且深层结合水峰面积百分比与非冻结水百分比具有相同的变化趋势（r=0.564）。研究结果为认识制面过程中水分的作用,优化和面工艺和调整产品特性提供参考。     

真空和面对面条面团谷蛋白大聚合体含量及粒度分布的影响

明确真空和面对低水分面条面团中谷蛋白大聚合体(glutenin macropolymer,GMP)特性的影响,有助于探讨真空和面改善面条质地的化学结构基础,该研究以3个小麦品种(郑麦366、宁春4号、济麦22)磨制的面粉为材料,在不同真空度(0、0.06、0.08 MPa)下和面,和面时间为8 min,测定面团中GMP含量及粒度分布,并采用Ellman试剂比色法分析蛋白质和GMP中游离巯基含量的变化。结果表明,与非真空和面相比,0.06 MPa制作的面团中GMP含量较高,而过高的真空度(0.08 MPa)会导致GMP含量降低。真空和面对面团中GMP粒度分布有显著影响,济麦22和宁春4号面团在0.06 MPa时大粒径GMP所占体积、表面积和数目百分比显著高于0和0.08 MPa(P0.05),而郑麦366在0.08 MPa时大粒径GMP所占体积百分比显著较高。真空度为0.06 MPa时,济麦22和宁春4号面团中的游离巯基含量显著低于0和0.08 MPa(P0.05);而对于郑麦366,0.08 MPa制作的面团中游离巯基含量显著低于非真空和面。对于2种中筋小麦粉(济麦22和宁春4号),适宜真空度和面会使GMP中更多的游离巯基参与二硫键交联。结论认为,适宜真空度和面可以提高面团中蛋白质聚合度;与蛋白质和湿面筋含量高、面团强度大的郑麦366相比,2种中筋小麦粉面团中GMP特性受真空度变化的影响更明显。研究结果为揭示真空和面的作用机制、深入认识面筋蛋白在面条加工中的作用提供参考。     

小麦被蛀食害虫侵害后其面条质构参数的动态变化

为探讨玉米象、米象和谷蠹3种蛀食性储粮害虫不同感染程度对面条质构参数的影响和变化规律,以指导科学评价小麦受害虫侵害后其蒸煮品质的优劣,安全储粮和确保面制品品质。选用河南产储藏2 a的商用小麦为材料,按不同虫种分组,设定不同的虫口密度,检测不同感染时间小麦的粗蛋白、湿面筋质量分数及熟面条的最大剪切力、拉断力和拉伸距离;面条的硬度、弹性、黏合性、咀嚼性和回复性。结果表明：各虫口密度下,害虫侵害初期其面条的最大剪切力略有增加,后期则快速下降;拉断力和拉伸距离在整个侵害过程中呈先增后降趋势;硬度和弹性在初期变化不大,在后期弹性快速上升,硬度快速下降;黏合性和咀嚼性在整个侵害过程中呈先减小后增加的变化趋势,且感染末期黏合性和咀嚼性均大于初期;回复性在整个虫害侵害过程中有较大幅度地增大。害虫侵害后面条质构特性变化是通过其湿面筋质量分数的变化而产生的,且虫口密度和感染时间是导致其变化的重要因素,因此,在实际储藏过程中,宜适时采取防控措施,阻止虫害种群数量的扩大,以确保小麦原有品质。     

多露石石漠化区岩面流对岩-土界面土壤的冲蚀效应

岩面流在基岩出露的喀斯特石漠化区普遍存在,其容易受岩面形状影响以汇聚或分散的方式对岩—土界面处土壤进行冲刷侵蚀,这是喀斯特石漠化区土壤侵蚀/漏失发生的重要物理过程。为分析不同岩面形状下岩面流对岩—土界面土壤颗粒分布的影响,揭示岩面流对岩—土界面土壤的冲蚀效应,选择具有典型石漠化特征的休耕地(1年岩面流冲刷作用),在其中选取3种典型岩面形状(平直型、外凸型和内凹型岩面)为研究对象,采用激光粒度仪分析法,分析距岩—土界面不同水平距离(0～2,2～4,4～6,6～8,8～10,20 cm)及不同土层(0—10,10—20 cm)处土壤的颗粒分布特征。结果表明：(1)不同岩面形状下岩面流对岩—土界面处土壤的冲蚀影响依次为内凹型>平直型>外凸型;内凹型岩—土界面处土壤中黏粒含量最低,外凸型岩—土界面处土壤中黏粒含量最高;(2)岩面流对岩—土界面土壤冲蚀作用主要集中在距岩—土界面水平距离0～2 cm范围内,在其范围内内凹型岩—土界面土壤的砂粒含量均显著高于外凸型和平直型,而在距岩—土界面其他水平距离处土壤颗粒分布情况无显著性差异;(3)在岩面流影响下岩—土界面土壤颗粒分形维数均值排序依...     

液氮冷媒介质对速冻饺子冻裂率的影响

研究饺子新型冻结技术,探索液氮速冻工艺对调理食品品质的作用规律。该文以饺子为研究对象,和面水面质量比、皮馅质量比、面粉品质、馅料配比、产品规格、冻结时间、冻结方式、冻结介质等诸多因素对饺子冻裂率都有重要影响。该试验以猪肉、香菇、大豆组织蛋白为饺子馅主要原料,研究了和面时的水面质量比、面团的静置时间、皮馅比、饺子在液氮池中的沉浸时间对饺子冻裂率的影响。结果表明:以上四因素对饺子的冻裂率都有不同程度的影响。和面水面质量比为56∶100、面团静置时间在10 min、皮馅质量比在1∶1.3、液氮池沉浸时间为40 s,制作好的饺子在立即速冻后的冻裂率为37%,感官评定得分为77.6。该研究为液氮沉浸速冻工艺在调理食品的应用提供了一定的理论参考。     

熟化工艺对燕麦传统食品营养及加工品质的影响

燕麦需要经过熟化工艺的处理,即在燕麦磨成粉末之前,把籽粒炒熟,和面时用热水烫熟燕麦粉,通过蒸熟或煮熟方式食用燕麦食品,这样就是"三熟"加工。为了研究熟化加工对燕麦传统食品营养和加工品质的影响,针对不同处理过程的窝窝进行了营养指标测定、流变学特性测定、过氧化酶活性及白度测定、和感官评的测试分析和数据分析,得出了炒熟、蒸熟、煮熟的窝窝感官效果最佳。总的看来,炒熟对燕麦窝窝的整个营养和加工品质影响最大,是"三熟"过程非常重要的环节。     

银耳蒂头粉对面条蒸煮特性、营养品质及风味成分的影响

银耳蒂头是银耳加工的副产物。为探讨银耳蒂头粉对面条品质与风味成分的影响,本研究以小麦面粉为基体,辅助添加不同比例(0%、5%、8%、11%、14%、17%)的银耳蒂头粉,制作银耳小麦复合面条,测定分析复合面条的蒸煮特性、质构、色泽、感官、营养成分及风味化合物。研究发现,随着银耳蒂头粉的质量分数从0%增加到17%,面条的熟断条率从0%上升到8.33%,烹调损失率从2.02%上升到5.52%,白度指数从80.127下降到76.213,咀嚼硬度从543.835 g下降到322.576 g;银耳蒂头粉添加量为11%时,复合面条的感官品质最佳;与普通面条相比,银耳复合面条的氨基酸总量(12.27 g·100 g^-1)无显著变化,膳食纤维含量从3.3 g·100 g^-1上升到10.0 g·100 g^-1,镁、锌、钙和铁矿物质总量从540.637 mg·kg^-1上升到603.02 mg·kg^-1;银耳蒂头粉对面条的挥发性成分含量影响不明显,但增加了庚醛、己酸、7-甲基十七烷等10种挥发性风味化合物。本研究结果为银耳蒂头的利用和营养功能性面条的开发提供了理论依据。     

杂谷脑河下游坡面泥石流发育特征及防治对策

以杂谷脑河下游为研究对象,对干旱河谷气候区的坡面泥石流发育条件、固体物质类型与分布进行了分析,基于物源特征,将坡面泥石流分为崩滑型、沟谷冲蚀型、坡面侵蚀型和面蚀型四种类型。通过分析坡面土体启动的力学过程、泥石流启动机理、致灾方式三者之间的耦合关系,探索了土体失稳临界状态及造成其失稳的关键外力因素,揭示泥石流启动过程中的水、土相互作用及影响机制。研究结果表明,在相似的水力条件和地形地貌下,斜坡表层土体的空间分布及受力状态控制坡面泥石流频次、规模和致灾方式,由此提出基于物源受力过程和保护对象的优化防治模式,并为具有相似下垫面条件的川西北干旱河谷区的坡面泥石流防治提供参考。     

番茄果实蠕变特性表征的Burger''s修正模型

针对经典Burger’s模型在蠕变特性表达中的不足,进行了绿熟期、变色期、红熟前期和红熟中期番茄果实的蠕变试验,并在Burger’s模型和常用指数型与幂函数型修正模型分析的基础上构造提出了4元件6参数修正模型.该模型对不同成熟期蠕变段试验数据拟合的平均决定系数与和方差分别达0.9975~0.9994和0.04047~0.07633,蠕变变形率和弹性度的拟合平均相对误差分别为2.54%~3.04%和2.89%~7.12%,蠕变量预测的平均相对误差为0.29%~0.46%,蠕变速率也与实际更加吻合,其曲线拟合精度、关键指标表达精度和蠕变预测精度大大优于Burger’s模型和常用修正模型.研究表明该模型实现了蠕变行为的更准确表征与预测,从而为果实收获、储运、分选的减损提供了更好的模型依据.     

三段式心土混层犁及其改良白浆土效果的研究

三段式心土混层犁为改造白浆土土体构型实现了“上翻20 cm，下混30～40 cm”的农艺要求，白浆层与淀积层的土壤混拌率M_x达到0.7，白浆层向淀积层的土壤转移率T_Aw→B达到了0.3。0～40 cm土层土壤物理性状明显改善，疏松透水，硬度下降，农田表涝现象得到缓解，效果持久稳定，连续4年测定，耕翻一次后至第4年其土壤硬度仍然明显低于常规耕作田块。1996年～1998年大面积示范试验，使用该犁耕翻地块作物增产达10%～27.9%。该犁作业幅宽50 cm，深度60 cm，总牵引阻力30～35 kN。     

径流泥沙混合装置研发

水土流失观测人工泥沙样品误差较大,因此样品均匀是提高观测准确性的关键。该文在已研制的可移动径流观测装置的基础上,通过对其泥沙混合装置中关键参数的实验测定,确定泥沙混合效果最佳条件下的混样桶高度和直径,以此实现高混合度泥沙样品的获取。结果表明:一级分流装置在高度H150mm×直径Φ200mm时混合效果最好,样品误差小于16%;二级分流装置在高度H40mm×直径Φ60mm时效果最好,样品误差小于7%。通过设定分流装置的高度和直径,可显著提高径流泥沙混合效果,此研究为提高可移动径流观测装置的观测精度提供了参考。     

Soil aggregation and organic carbon in short-term stockpiles

Surface mining is known to drastically reduce soil organic carbon (OC) pools through various mechanisms associated with topsoil salvage, stockpiling and respreading. Stockpiling is an important management practice; however, the effects of this practice on reductions and recovery of soil aggregation and aggregate OC are poorly understood. Objectives of this research were to monitor soil aggregation and aggregate OC in the surface of a short‐term stockpile (<3 yr) followed by a second movement of stockpiled soils to a temporary location. Samples were analysed for aggregate size distribution, aggregate fractions, OC, and organic matter turnover using ¹³C natural abundance. Macroaggregate proportions increased and microaggregate proportions decreased after 3 yr of storage, possibly indicating recovery of soil structure. Following the removal of the stockpile and placement in a temporary pile, macroaggregation decreased and free silt and clay fractions increased relative to initially stockpiled soils. The second disturbance resulted in greater destruction of aggregate structure than the initial disturbance during topsoil salvage. Aggregate organic matter (as indicated by OC) increased significantly between the early sampling of the stockpiled soils (<1 yr in storage) and the placement of the topsoil in a temporary pile in macroaggregates and remained the same for microaggregates. Organic matter not protected within aggregates decreased with storage time as this material was available for utilization by microbes while aggregate protected organic matter (OM) remained unchanged or slightly increased for macro‐ and microaggregates with stockpile storage time. Aggregate δ¹³C values did not indicate inclusion of new OM within soil aggregates after 3 yr of topsoil stockpiling. Short‐term stockpiling was beneficial for aggregation in the surface layers where plant roots and microbial communities were active; however, subsequent movement of the topsoil resulted in a greater loss of soil aggregation relative to the initial topsoil salvage without impacting soil OC.     

混合法测定颗粒饲料比热的初步研究

热特性参数是饲料加工过程研究中必不可少的参数。为了解决目前颗粒饲料热物性参数研究缺乏的问题，该文以6种典型的颗粒饲料为对象，利用混合法对其比热做了初步的测定研究，得出了颗粒饲料比热关于含水率和温度的二元数学模型。这些模型的建立将为饲料领域的相关研究提供参考。     

射流混药器改进提高混药均匀性及动态浓度一致性

提高喷嘴直接注入式变量喷雾系统中混药器浓度一致性与均匀性同样重要。该文根据多孔板穿过流脉动衰减原理提出了夹层孔管式新型混药器,并以普通射流混药器为参照进行在线混合试验,基于图像进行在线混合瞬时均匀性及动态浓度一致性分析。结果表明:单视角图像误差较小,算法适用性强;载流流量及混合比的增大能提升均匀性及一致性;与射流混药器相比,夹层孔管式混药器试验条件下(800 mL/min载流流量2 000 mL/min,4:100药水混合比10:100)平均瞬时不均匀性指数从16.70降至14.76,并在药水混合比9∶100或载流流量1 400 mL/min时普遍降至约13.00,达到均混效果;其虽难以保证所有工况下混合均匀,却显著提高了脉动注入时混合液浓度一致性,平均动态浓度不一致性值从0.039降至仅0.011,试验条件下只要混合比5∶100,或注药频率5.10 Hz,动态浓度不一致性指数均低于0.020,满足浓度一致性要求;由于夹层孔管式混药器相对射流混药器在瞬时均匀性上的优化没有动态浓度一致性明显,且夹层孔管式混药器的瞬时不均匀性指数值与动态浓度不一致性值相关性仅为0.684,低于射流混药器的0.848,因此未来夹层孔管式混药器的进一步优化应以均匀性为主要目标,即使提高浓度一致性也可能提高其混合均匀性。     

搅拌转速对稻草厌氧消化性能的影响

为了提高稻草厌氧消化效率,采用批式厌氧消化,研究了不同搅拌转速（高转速120 r/min、中转速80 r/min和低转速40 r/min）对稻草厌氧消化性能的影响。结果表明,搅拌转速对稻草厌氧消化的产气性能有很大影响。高转速搅拌时厌氧消化效果较好,单位挥发性固体VS产气量为451.6 mL/g,分别比中转速搅拌和低转速搅拌提高了20%和107%;高转速搅拌的消化时间T80为46 d,比中转速搅拌缩短了16 d。高转速和中转速搅拌时,厌氧消化反应器的混合效果良好,物料混合均匀,系统中适宜的pH值和较高的碱度有利于维持系统的稳定和较高的微生物活性,其总固体TS、挥发性固体VS降解率均高于低转速搅拌,产气性能明显优于低转速搅拌。因此,增加搅拌转速可以提高稻草的厌氧消化性能。     

干旱半干旱区土壤水稳定性氢氧同位素混合模型研究

干旱半干旱区土壤水含量极低,可提取的土壤水量常不足以分析其稳定性同位素δD和δ18O组成,制约了稳定同位素技术在该地区的应用。本研究以干旱半干旱地区两种典型土壤为对象,将土壤水与超纯水按一定比例混合,稳定同位素分析发现土壤水、混合水、超纯水的氢氧同位素在同一条直线上,呈极显著线性相关(R20.99,P0.001),与端元混合模型计算结果非常吻合(R20.99,P0.001),且不受土壤质地与有机碳等性质的影响。研究结果为干旱区土壤水氢氧同位素分析提供了有效的技术途径。     

不同秸秆混合生物炭对盐碱土壤养分及酶活性的影响

研究不同秸秆混合生物炭对盐碱土壤养分含量和酶活性的影响差异,为盐碱土壤改良和资源的合理利用提供理论参考。以玉米秸秆、玉米芯、芦苇分别和剩余活性污泥混合在450℃裂解得到的混合生物炭为添加材料,以内蒙古盐碱土壤为供试土壤,研究不同混合生物炭添加对盐碱土壤pH值、阳离子交换能力、养分含量及土壤脲酶活性、蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性的影响。结果表明:不同混合生物炭表面化学官能团种类一致,含量有差异;混合生物炭的添加能够小幅度降低土壤pH值;三种混合生物炭的加入大幅度提高了土壤阳离子交换能力,且随着混合生物炭添加量的增加而增强;混合生物炭的添加显著提高了盐碱土壤的养分含量,由玉米秸秆和污泥制备的混合生物炭主要增加总磷和速效磷含量,而添加芦苇和污泥制备的混合生物炭显著提高了土壤速效钾水平;添加混合生物炭对土壤蔗糖酶和脲酶活性有显著的促进作用,尤其是高添加量(25g/kg)对2种酶的促进作用显著高于低添加量(10g/kg,20g/kg);混合生物炭对土壤过氧化氢酶活性的影响表现为中、低添加量(20g/kg,10g/kg)的生物炭对过氧化氢酶的促进作用显著高于高添加量(25g/kg)。     

缓控释掺混尿素对章丘大葱—小麦产量、效益及土壤氮素的影响

为了筛选出适合章丘大葱—小麦的缓控释尿素(CRU)与普通尿素(U)掺混比例,实现缓控释肥的一次性施用增产增效。采用田间定位试验方法,探讨CRU与U不同掺混比例对章丘大葱—小麦产量、氮肥表观利用率、经济效益和土壤氮素等指标的影响。结果表明,与习惯施肥相比,50%CRU+50%U、70%CRU+30%U处理两季大葱总产量提高2.2%~6.0%,两季小麦总产量提高4.3%~5.2%;大葱季50%CRU+50%U、70%CRU+30%U氮肥表观利用率分别提高3.44~8.48,2.74~3.77个百分点,小麦季50%CRU+50%U、100%CRU氮肥表观利用率分别提高6.41~6.96,3.00~6.98个百分点;大葱季50%CRU+50%U、70%CRU+30%U效益分别增加10783.93,5823.04元/hm^2;小麦季50%CRU+50%U、70%CRU+30%U效益分别增加2035.33,1448.24元/hm^2;0—20cm100%CRU、70%CRU+30%U土壤硝态氮含量高于习惯施肥,20—100cm土层含有缓控释肥处理的土壤硝态氮的累积高于习惯施肥,而且呈现缓控释肥掺混比例越高,保留的养分量越高。综合各项指标,50%CRU+50%U是应用在章丘大葱—小麦上的最佳配比,其次为70%CRU+30%U,这2个配比能够实现缓控释肥一次性施用,同时提高氮肥表观利用率,增加经济效益,延长土壤供氮能力。     

基于二相流理论的喷雾器气液混合阀的研究

为了提高农药的施药效果,降低环境污染,开发了基于流体力学二相流理论的自动控制气液混合阀,试验结果表明,该阀能使喷雾器在发动机低速或怠速时,不出现滴漏,并将药液雾化成易于被叶面吸收的更细小的雾滴。