频率、温度和大豆蛋白对牛乳介电特性的影响

为了给牛乳中植物蛋白含量的检测提供一种方法,以生鲜牛乳为对象,采用矢量网络分析仪和同轴探头研究了频率(20~4 500 MHz)、温度(5~75℃)和大豆蛋白质量分数(0~3.98%)对生鲜牛乳介电特性(相对介电常数ε'和介质损耗因数ε″)的影响规律;建立了27 MHz下介电参数与温度和大豆蛋白质量分数的关系模型,并对模型进行了验证。结果表明,ε'随频率和温度的增大而减小;ε″在1 000~4 000 MHz间有最小值,且当频率小于1 000 MHz时,ε″随温度的增大而增大,但大于4 000 MHz时ε″随温度的增大而减小;ε'和ε″均随大豆蛋白质量分数的增加而线性增大;可用二元二次多项式表达牛乳的ε'和ε″与温度和大豆蛋白质量分数的关系,27 MHz下所建模型的决定系数分别为0.992和0.998。     

基于介电特性的豆浆固形物含量检测

为检测豆浆中固形物含量(S),采用网络分析仪研究了频率(20~4 500 MHz)、温度(20~80℃)和S(2.00~7.01 g/(100 m L))对豆浆介电参数(相对介电常数ε'和介质损耗因子ε″)的影响规律;建立了豆浆介电参数与温度、S之间的关系模型,并对模型预测S的可行性进行了检验。结果说明,在20~4 500 MHz的频率范围内,ε'随频率的增大而减小,ε″随频率的增大先减小后增大,在600~2 000 MHz之间有最小值。ε'随温度的升高而减小,低频段下ε″随温度的升高而增大,而高频段下ε″随温度的升高而减小,ε″达到最小值时的频率随着温度的升高而增大。ε'随S的增大而减小,而ε″随S的增大而增大。一定频率下,可用二次多项式表达豆浆的ε'和ε″与温度、S的关系;基于100 MHz下的ε'和20 MHz下的ε″所建立的二次多项式的决定系数分别为0.989和0.990。对模型的验证结果表明,基于20 MHz下的ε″计算的S值与实测值之间的决定系数为0.978。研究结果表明介电特性可用于检测豆浆中的固形物含量。     

微波频率、含水率与无机盐对小麦胚芽介电特性的影响

为探明微波稳定麦胚的机制,以小麦胚芽为研究对象,研究了不同测量频率、含水率、脂肪含量及添加不同无机盐条件下麦胚粉体的介电特性(介电常数ε'和介电损耗因数ε″)。实验结果表明,在2个常用微波频率下,小麦胚芽ε'在频率为915 MHz时略大于2 450 MHz时,但ε″在2 450 MHz时明显大于915 MHz时;小麦胚芽介电特性随含水率的增加而增大,当其含水率从4%增至16%时,其ε'和ε″分别从2.61和0.02升高至4.32和0.8;不同脂肪含量的小麦胚芽的介电特性相差较小,尤其是ε″;对比添加5种无机盐后小麦胚芽介电特性发现,Na Cl对其ε'和ε″有明显增加作用,尤其是当Na Cl的质量分数为1%时,效果最明显。     

塿土介电特性与水分检测频率及温度影响

为了确定基于介电特性的土壤含水率传感器的合适检测频率,并降低温度对介电参数的影响,以陕西关中地区的塿土为对象,利用矢量网络分析仪和同轴探头技术研究了信号频率(10～4 500 MHz)、土壤含水率(9%～25%)和温度(5～50℃)对土壤相对介电常数ε’和介质损耗因数ε″的影响,分析了介电参数变化的原因及频率、含水率和温度对电磁波穿透深度的影响规律.研究结果表明,在10～4 500 MHz频段内,随着频率的增大,土壤的ε’单调递减,而ε″先增大,后减小,进而再增大;ε’和ε″均随含水率和温度的增大而增大;穿透深度随频率、含水率和温度的增大而减小;频率、含水率和温度是影响土壤介电参数及穿透深度的主要因素.50～100MHz是基于介电特性检测土壤含水率的最佳频段.     

枸杞果实介电特性与贮藏时间相关性研究

研究了不同枸杞品种果实介电参数与测定频率、贮藏时间的相关性,并就此相关性进行了探讨,为下一步研究枸杞果实介电参数与内部品质间的相关性打下良好理论基础。研究结果表明:枸杞果实介电参数值会随测试频率的增加而呈规律性变化,阻抗Z、电感L、电阻R值随测试频率的增加而减小;在全频率段,各处理组介电参数值无明显差异性,其显著差异性主要表现在低频阶段。3.98MHz频率下,阻抗Z、电阻R、介质损耗因子ε″与贮藏时间线性正相关,电容C、介电常数ε'与贮藏时间线性负相关。各枸杞品种的电容C、介电常数ε'、介质损耗因子ε″随贮藏时间的变化值均存在显著差异性。     

高温处理对食用调和油微波介电特性与品质的影响

以食用调和油为研究对象，采用同轴探头技术测量了高温处理（120～240℃，3～15h）后调和油在200～4500MHz的微波介电特性和品质指标。结果表明：未处理调和油的相对介电常数ε′r和介质损耗因数ε″r随频率的变化而变化，经高温处理后ε′r和ε″r基本不随频率改变。与未受高温处理相比，处理使同频率下调和油的ε′r减小，ε″r增大。高温处理的温度、时间对介电参数值有一定的影响。当温度大于180℃时，随着处理时间的增加，调和油的酸价迅速增大；当温度为120℃时，处理时间对过氧化值有明显的影响。     

基于电学特性的生鲜牛乳蛋白质含量检测仪研究

为了提供一种操作简单、成本低廉且便于现场检测的生鲜牛乳蛋白质含量检测仪器，基于农业物料的电学特性设计了扫频范围为1~100MHz的牛乳蛋白质含量检测仪。该检测仪的硬件系统由STM32单片机、扫频信号源模块、检测模块、信号处理模块和输入输出模块组成。基于MDK 5.0环境，利用C语言开发了检测仪的软件，主要实现系统初始化、频率扫描、数据采集、串口发送、按键处理和结果显示等功能。以生鲜牛乳为研究对象，分析了蛋白质含量与1~100MHz范围内199个采样点的输入、输出信号的幅值，以及输入与输出信号相位差之间的关系，基于采集的信号建立了牛乳蛋白质含量的偏最小二乘模型，该模型决定系数为0.835。对仪器检测精度进行了测试，本检测仪蛋白质含量绝对测量误差范围为-0.11~0.12g/(100g)，平均绝对测量误差为0.01g/(100g)，检测时间小于2min，可以快速、有效地检测生鲜牛乳中的蛋白质含量。     

基于介电特性与回归算法的玉米叶片含水率无损检测

利用0.06~200 k Hz范围内拥有36个频率点的LCR测量仪及自制夹持平行电极板,测量280片不同含水率玉米叶片的相对介电常数ε'及介电损耗因子ε″;利用干燥法测量玉米叶片的湿基含水率。利用逐步回归法(SWR)与多元线性回归(MLR)结合的线性建模方法和连续投影算法(SPA)与支持向量回归(SVR)结合的非线性建模方法,分别建立玉米叶片介电参数(ε'、ε″及两者融合信息3种参数)与湿基含水率的关系模型,并应用留一交叉验证法选取2种建模方法的最佳关系模型。分析表明,非线性模型较线性模型具有更高的预测能力,且基于ε'与ε″的融合信息运用连续投影算法(SPA)与支持向量回归(SVR)相结合的非线性建模方法使模型原72个变量精简到10个,剔除了模型中冗余度较高的变量,有效降低了模型的复杂度,得到最高的测试集决定系数R2P(0.804)和最小的测试集均方根误差RMSEP(0.017 6)。结果表明基于介电特性的玉米叶片含水率无损检测方法是可行的,为快速检测其他农作物的生理信息提供了一种可靠的方法。     

低频范围种子群体复介电常数测量研究

分析了种子作为填充介质在交变电场中的损耗机理.在分析基础上,根据种子群体介电测量的基本方法,指出种子群体介电特性参数总阻抗Z和等效电容C是"体性"指标,含有电容器结构尺寸等信息;介电常数ε′和介电损耗ε″是反映种子电磁特性的"质性"指标,并给出最直接的ε′和ε″测量和计算方法.     

胡萝卜片微波-热风滚动床干燥物料特性研究

为了改善微波干燥果蔬的物料特性,通过搭建的微波-热风滚动床干燥(Microwave-hot-airflow rolling drying,MARD)试验台,研究了胡萝卜片在MARD不同干燥阶段的热像变化,通过低场核磁共振分析与成像(Low-field nuclear magnetic resonance analysis and imaging,NMR/MRI)研究了胡萝卜片在MARD不同干燥阶段水分状态和水分分布,试验还测得在对应干燥阶段胡萝卜片介电常数ε'和介电损耗因子ε″的变化规律。通过分析物料的脱水过程和干燥品质发现,MARD过程干燥速度逐渐降低,物料温度分布均匀,随着干燥进行温度稳定在设定范围; NMR波谱下的水分信号量逐渐降低且主峰向左移,水分的活跃程度降低; MRI信号显示,MARD干燥过程中水分分布均匀;随着MARD进行,物料介电常数ε'和介电损耗因子ε″显著降低,边缘部位介电损耗比心部低,随着干燥的进行,这种差别逐渐减小,说明由介电特性差异导致的微波干燥不均的影响在MARD过程中减弱。     

不同蛋白微射流喷雾干燥制备鱼油微胶囊性能研究

以乳清分离蛋白(Whey protein isolated,WPI)、大豆分离蛋白(Soybean protein isolated,SPI)和豌豆分离蛋白(Pea protein isolated,PPI)分别与麦芽糊精作为复合壁材,卵磷脂作为乳化剂,将微射流处理后的乳液进行喷雾干燥,制备鱼油微胶囊。采用激光粒度分布仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪等对3种蛋白制备的鱼油微胶囊性能进行研究比较。结果表明:乳液的粒径分布从大到小依次为SPI、PPI、WPI,乳化性质从优到劣依次为WPI、PPI、SPI; WPI制备的乳液粒径最小,微胶囊的包埋率最高、氧化稳定性最好; WPI制备的微胶囊呈球形,表面较为完整,SPI和PPI制备的微胶囊表面存在凹陷和少量孔洞; WPI含有高含量α-螺旋和无序结构,更有利于包埋; 3种鱼油微胶囊在200℃以下均具有良好的热稳定性,满足一般食品的加工条件,而SPI制备的微胶囊热稳定性最高。因此,除热稳定性外,以WPI制备的鱼油微胶囊性质明显优于SPI和PPI。     

乳液中柔性界面蛋白构效关系研究

乳液的稳定性取决于形成的水油界面处蛋白膜的稳定性,研究界面蛋白的构效关系对蛋白工业化生产十分重要。提取了不同品种大豆蛋白乳液的界面蛋白,分析了界面蛋白的结构特征,并通过对界面蛋白溶解性和乳化性质的分析,解析蛋白质柔性结构对功能性质的影响机制。结果表明,柔性较高的蛋白可以更快吸附到油滴表面,结构更易伸展;柔性较高的界面蛋白中疏水性氨基酸含量较高,表面疏水性增加,其二级结构中α-螺旋结构含量较低,无规则卷曲结构含量较高;紫外光谱和荧光光谱分析表明,界面蛋白质分子在解折叠后暴露出更多的疏水性基团,其溶解性降低,在水油界面处易形成稳定的蛋白膜,从而增加乳液的稳定性。     

加水量对面筋蛋白水分分布及结构的影响

利用核磁共振仪(NMR)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外(FITR)、差示扫描量热仪(DSC)和旋转流变仪(DHR)测定不同加水量下面筋蛋白的水分分布、微观结构、蛋白二级结构、热力学特性和流变学特性。结果表明,随加水量增大,面筋蛋白中结合水相对含量显著下降5. 15个百分点,自由水相对含量显著升高8. 21个百分点,弱结合水相对含量先增大后降低;面筋蛋白网络孔洞更加密集,孔径更加细小,但当加水量大于160%后,网络强度减弱;面筋蛋白二级结构表明,当加水量小于等于130%,随加水量增大,二级结构中β-转角及无规则卷曲相对含量显著下降,α-螺旋、β-折叠相对含量显著增大,当加水量大于130%,面筋蛋白二级结构变化趋势减缓,且无明显变化规律;面筋蛋白热变性峰值温度呈现先升高后降低的趋势,当加水量为150%时,取得最大值82. 4℃,表明其热力学稳定性随水分增加而得到提升;面筋蛋白储能模量G'及损耗模量G″均呈下降趋势,加水量大于130%时下降趋势减缓,且加水量150%时其弹性高于140%加水量。由此表明,150%是面筋蛋白的较优加水量。     

挤压膨化技术在动物蛋白饲料中的应用

挤压膨化技术业已成为发展速度最快的饲料加工新技术，为此介绍了应用于饲料加工中两类挤压膨化装置的作用原理，分析总结了挤压膨化加工参数对蛋白质变性的影响，并对挤压膨化技术在畜禽废弃蛋白资源开发利用中的应用进行了展望。     

解冻方式对牦牛肉蛋白氧化、功能特性及新鲜度的影响

以冻结牦牛肉背最长肌为试验对象，探究不同解冻方式对牦牛肉蛋白质氧化、功能特性及新鲜度的影响。结果表明，空气解冻方式牦牛肉肌原纤维蛋白（MP）总羰基含量最高，其质量摩尔浓度为9.80nmol/mg，表面疏水性指数最高，为48.53μg，总巯基含量最低，其质量摩尔浓度为41.73nmol/mg，Ca2+-ATPase活性最低，为0.245U/mg；空气解冻与其他解冻方式之间均存在显著差异（p＜0.05），说明空气解冻后肌肉蛋白质氧化程度最严重，其他解冻方式导致的蛋白质氧化程度由轻到重顺序依次为冷藏解冻、静水解冻、微波解冻、室温解冻。空气解冻牦牛肉的全蛋白溶解度为109.28mg/g、MP溶解度为69.16mg/g、乳化活性指数为31.51m2/g，均显著低于其他解冻方式（p＜0.05），说明空气解冻对肌肉蛋白质溶解和乳化能力最为不利。冷藏解冻牦牛肉脂质过氧化程度最低，微波解冻牦牛肉挥发性盐基氮（TVB-N）含量和菌落总数最低。同时，解冻牦牛肉蛋白质氧化和脂质氧化之间存在极显著相关性，蛋白溶解度与蛋白乳化能力之间也存在极显著相关性（p＜0.01）。研究表明，空气解冻方式对牦牛肉品质最为不利，其次是室温解冻，而冷藏解冻、微波解冻和静水解冻可在不同层面有效延缓肌肉品质的下降过程，在一定程度上维持解冻肉的品质。     

大豆蛋白限制性酶解对乳化性质和吸油性的影响

利用中性蛋白酶和胰蛋白酶对大豆浓缩蛋白、分离蛋白进行限制性酶解处理,以SDS-PAGE分析评价酶解产品的蛋白质降解情况.评价水解度为1%、2%的8个酶解产品的乳化活性指数、乳化稳定性、吸油率,考察酶解产品的酶解模式与乳化性质、吸油性变化的关系.结果表明,酶解产品的乳化性质、吸油性变化与所使用的酶或水解度有关.大豆浓缩蛋白的限制性酶解可以提高产品的乳化性质和吸油性,水解度为1%的胰蛋白酶酶解产品具有最好的乳化性质和吸油性.大豆分离蛋白的限制性酶解也可以提高产品的乳化活性指数,但降低了其吸油性;水解度为1%的胰蛋白酶酶解产品也具有最好的乳化性质.     

大豆-乳清混合蛋白对O/W乳液稳定性及流变性的影响

采用大豆分离蛋白-乳清分离蛋白(SPI-WPI)作为乳化剂制备O/W（水包油）乳液,通过测定粒径、Zeta电位、乳化活性指数、乳化稳定性系数、乳液稳定性系数、扫描电镜、流变等指标,探究不同蛋白混合比例及浓度对复合乳液稳定性及流变特性的影响。结果表明：当SPI-WPI乳液蛋白质量分数为2.0%、SPI与WPI质量比为1∶9时,乳液体积平均粒径最小,为288.56nm,Zeta电位绝对值达到最大,为35.0mV,乳化活性指数最大,为108.23m2/g,乳化稳定性指数最大,为3.78471min,稳定性系数最大,为93.59%,此时乳液稳定性最好。当SPI-WPI乳液蛋白质量分数为2.0%、SPI与WPI质量比为9∶1时,乳液的粘度最大,乳液的剪切应力最大,流变特性较好。添加乳清分离蛋白增大了乳液的稳定性,降低了乳液的粘度和剪切力。     

超声波辅助7S-麦芽糊精接枝反应的响应面法优化

以脱脂豆粕为原始材料,分离纯化得到β 伴大豆球蛋白（7S）。采用超声波辅助技术对7S与麦芽糊精进行接枝改性。以改性产物乳化活性（EAI）和乳化稳定性（ESI）为指标,采用Box Behnken模型对工艺条件进行优化,并对改性前后的蛋白样品进行了SDS PAGE电泳和电镜扫描（SEM）分析测定,验证7S与麦芽糊精发生糖基化反应。结果表明优化后得到的最佳改性条件为：麦芽糊精添加量9.5％,超声波处理时间30min,超声波处理功率450W ,在此条件下平均乳化活性为1.142,平均乳化稳定性为27.13min,相对天然未改性7S球蛋白分别提高了60.59%和57.06%。     

高浓度下热诱导大豆蛋白聚集体流变特性研究

为探讨大豆蛋白溶液聚集体性质对其流变性质的影响,通过热诱导不同质量浓度(0.04 g/mL和0.09 g/mL)大豆蛋白溶液形成聚集体,并考察高浓度下(0.14 g/mL,高于临界凝胶质量浓度)聚集体溶液(聚集体浓溶液)的剪切黏度和热致凝胶流变学性质。试验结果表明:蛋白质分子浓度是聚集体性质的关键因素,且随着初始热诱导蛋白浓度的增大,聚集体平均粒径、暴露巯基含量、特性黏度增大。流变特性分析发现:初始热诱导蛋白浓度越高,聚集体浓溶液的剪切黏度越大,而天然大豆蛋白溶液剪切黏度最小;在重新加热后,聚集体浓溶液产生了较弱的凝胶,而天然大豆蛋白溶液产生的凝胶强度最强。上述结果表明热诱导大豆蛋白聚集可改变溶液流变性质,而不用改变蛋白质浓度。     

血粉蛋白质热变性温度变化规律的研究

应用DSC技术，测定不同DSC仪升温速率、血粉含水率和血粉加热处理温度下的血粉蛋白质变性温度，分析在不同的条件下血粉蛋白质的变性温度特性。试验表明，血粉蛋白质变性温度与血粉的含水率相关，当样品含水率适宜时，在较低的加热温度下血粉蛋白质就可以发生变性。试验得到样品含水率为16％时，血粉蛋白质变性温度最低为76．9℃。