小麦茎秆粘弹性力学性质试验研究

由于小麦茎秆是具有粘性性质的生物材料,因此在研究茎秆作物优种生物力学评价指标时需要考虑小麦茎秆的粘弹性力学性质,即将流变性质作为应用生物力学方法评价作物优种的指标之一.为此,以小麦的茎秆为材料,试验研究了蜡熟期小麦茎秆材料应力松弛和蠕变等流变性质;同时,分析了不同品种小麦茎秆材料流变性质的差异性,并结合粘弹性力学理论进行了流变学分析,得到了两个小麦品种茎秆材料的应力松弛和蠕变模型.结果表明:不同品种小麦茎秆材料的流变性质不同;小麦茎秆材料的应力松弛特性和蠕变特性可分别用五元件的Maxwell模型和四元件(Burgers)模型来描述.     

燕麦茎秆理化组分分析与动态力学特性研究

燕麦茎秆的机械力学特性是燕麦生长、收获、脱粒和清选工艺与装备设计的基础,也是作为一种高分子资源深加工改性的基础。考察了不同节间的燕麦茎秆理化组分和微观结构特点;试验分析了燕麦茎秆在静态加载条件下的剪切和压缩特性,结果表明含水率显著影响其剪切和压缩力学参数;利用动态力学分析仪,重点研究了不同含水率燕麦茎秆的动态机械力学特性,结果表明燕麦茎秆具有粘弹特性,含水率在15.14%时,应变最小,为0.0052。随着含水率的增加,茎秆弹性降低,粘性增加;试验获得的蠕变-恢复和应力松弛曲线分别引入Burgers模型和五元素广义Maxwell模型进行拟合,决定系数均达到0.99以上。其中,随着含水率的增加,弹性模量和平衡弹性模量呈下降趋势,应力松弛时间增大。燕麦茎秆的组分结构分析与力学特性变化规律研究,可以为燕麦收获、茎秆收集和加工机械的研制提供试验基础。     

芒果玻璃化转变与状态图研究

研究了25℃下芒果的吸附等温线,实验数据采用GAB模型进行非线性拟合,结果表明芒果的吸附等温线呈"J"型,其单分子层干基含水率为0.107 g/g。芒果的状态图由冻结曲线、玻璃化转变温度曲线和最大冻结浓缩状态组成,其中冻结温度和玻璃化转变温度由差示扫描量热仪(DSC)测量得到。冻结温度和玻璃化转变温度的实验数据,分别采用Clausius-Clapeyron方程和Gordon-Taylor方程进行非线性拟合。实验结果显示,最大冻结浓缩状态时的固形物湿基质量分数为84%,在此状态下的玻璃化转变温度为-52.9℃。状态图的建立能够预测芒果贮藏过程的稳定性,并且能够提供最适干燥或冷冻加工条件。     

基于玻璃化转变的稻谷变温热风干燥工艺研究

为保证稻谷干燥后品质、提高干燥效率,基于不同含水率稻谷的玻璃化转变温度,提出变温热风干燥工艺。采用三因素五水平中心组合试验方法,以稻谷温度、初始含水率和热风风速为影响因素,以稻谷爆腰指数、整精米率和干燥时间为评价指标,研究稻谷玻璃化转变温度、恒温和变温干燥特性,模拟解析稻谷干燥过程中传热传质规律,以5、10、15℃的变温幅度进行变温干燥试验。结果表明,稻谷玻璃化转变温度与其含水率呈负相关,恒温干燥最佳工艺参数为稻谷温度47℃、初始含水率22.0%、热风风速0.50 m/s,干燥后稻谷爆腰指数70、整精米率57.67%、干燥时间195 min;与恒温干燥相比,以5℃和10℃为变温幅度的变温干燥工艺,干燥后稻谷爆腰指数分别降低了20和10,整精米率提高12.6、7.7个百分点,干燥时间缩短30 min和60 min。研究表明,基于玻璃化转变的稻谷变温热风干燥工艺明显改善了稻谷干燥后品质,提高了干燥效率。     

冻干扇贝肉玻璃化转变温度与状态图研究

采用静态称量法研究了25℃下冻干扇贝肉(包括纯扇贝肉(PS)和按总固形物质量分数添加5%麦芽糊精的扇贝肉(PS-MD))的吸附等温线;采用差示扫描量热法测定了PS和PS-MD的玻璃化转变温度Tg和冻结点温度TF。分别采用Gordon-Taylor方程和Clausius-Clapeyron方程拟合Tg和TF数据,构建扇贝肉的状态图,探讨添加麦芽糊精(MD)对扇贝肉贮藏稳定性的影响。结果表明,扇贝肉的水分吸附等温线呈J型,描述扇贝肉水分吸附特性的适宜模型为GAB模型。扇贝肉的平衡干基含水率随水分活度aw的增加而增加。aw一定时,平衡干基含水率随MD添加而降低,尤其是当aw0.62时更明显。添加MD降低了扇贝肉的GAB单分子层干基含水率,其值由0.082 2 g/g降低至0.0716 g/g。扇贝肉的Tg随含水率升高而降低,PS湿基含水率由2.81%增加至21.96%时,Tg由-4.25℃降低至-60.92℃;PS-MD湿基含水率由2.11%增加至19.72%时,Tg由1.32℃降低至-51.41℃。扇贝肉的TF随着固形物含量的增加而降低。根据扇贝肉的状态图,PS和PS-MD最大冷冻浓缩溶液时的玻璃化转变温度T'g分别为-70.99℃和-54.58℃,与之对应的溶质含量分别为76.7%和82.0%,非冻结水含量分别为23.3%和18.0%。     

紫花苜蓿蠕变特性的研究

通过对紫花苜蓿进行蠕变试验,研究了在不同的初始密度、含水率和载荷下紫花苜蓿草的蠕变特性,建立了保压阶段紫花苜蓿蠕变模型和本构方程,并对含水率、初始密度、载荷对蠕变特性参数的影响进行了分析研究.研究结果表明,含水率的增加均使E2和η1减小;初始密度的增加使E2增大,η1减小;载荷的增加使E1值逐渐增大.     

热风-真空复合工艺干燥玉米力学特性研究

传统的玉米干燥工艺效率低,干燥后的玉米品质不好,在加工过程中,玉米会产生破损。进行了玉米自然干燥、热风干燥和热风-真空复合干燥,考察了3种干燥方式下的玉米力学特性和表观形态。力学特性测试结果发现,50℃热风+45℃真空复合干燥的玉米应变最大。自然干燥中,应力松弛曲线达到的最大应力为0.0455MPa,三元件Maxwell模型能很好地拟合应力松弛测试结果,决定系数均达到0.977以上。玉米籽粒储能模量和损耗模量均随频率增大而增大,储能模量大于损耗模量,意味着干燥后的玉米表现出的弹性大于粘性。表观形态测试结果发现,相比于热风干燥,复合工艺干燥的玉米籽粒中淀粉颗粒更为饱满,玉米品质更好。干燥后的玉米结晶形态均为A形模式。热风-真空复合工艺干燥玉米的力学特性研究,可以为玉米加工、储藏等相关设备的研制提供实验基础。     

糖类对南美白对虾肉玻璃化转变温度与状态图的影响

为提高南美白对虾肉(PV)的贮藏稳定性,研究了蔗糖、菊糖和海藻糖对PV玻璃化转变温度(Tg)与状态图的影响。采用静态称量法研究了25℃下PV和按虾肉质量添加10%蔗糖(PV-S)、10%菊糖(PV-I)和10%海藻糖虾肉(PV-T)的吸附等温线。采用差示扫描量热法分析了PV、PV-S、PV-I与PV-T的Tg和冻结点温度(TF)。分别采用Gordon-Taylor方程和Clausias-Clapeyron方程拟合Tg与TF数据,构建了虾肉的状态图,探讨了添加糖类对PV的Tg与状态图的影响。结果表明,PV、PV-S、PV-I与PV-T的水分吸附等温线呈III型,GAB模型为描述PV、PV-S、PV-I与PV-T水分吸附特性的最适模型。PV、PV-S、PV-I与PV-T的平衡含水率随着水分活度aw的增大而增大。aw一定时,平衡含水率随着糖类添加而降低。添加糖类降低了PV的单分子层含水率。PV、PV-S、PV-I与PV-T的Tg随着含水率增加而降低。相同aw时,Tg值高低顺序依次为PV-I、PV-T、PV-S、PV。根据状态图,PV、PV-S、PV-I和PV-T的最大冷冻浓缩溶液时的玻璃化转变温度T'g分别为-71.35、-64.76、-58.36、-59.36℃,与之对应的溶质含量分别为73.2%、73.4%、72.6%、73.4%,即非冻结含水率分别为26.8%、26.6%、27.4%、26.6%。添加糖类尤其是菊糖与海藻糖能显著提高南美白对虾肉的贮藏稳定性,延长其货架期。     

真空干燥雪莲果粉玻璃化转变温度与贮藏稳定性研究

采用差示扫描量热法测定了真空干燥雪莲果粉(YP)和按总固形物质量比为1∶1添加麦芽糊精的雪莲果粉(YP-MD)玻璃化转变温度T g,分别采用GAB模型和Gordon-Taylor方程拟合水分吸附和T g数据,构建YP和YP-MD的状态图,探讨添加麦芽糊精(MD)对雪莲果粉临界水分活度和临界含水率的影响。结果表明,雪莲果粉的T g随着含水率升高而降低,YP的湿基含水率由5.95%增加至30.88%时,T g由15.8℃降低至-72.6℃;YP-MD的湿基含水率由5.11%增加至27.66%时,T g由30.5℃降低至-53.5℃。添加MD显著增加了雪莲果粉的T g。温度25℃时,YP和YP-MD的临界干基含水率为0.0455 g/g和0.0723 g/g,临界水分活度为0.12和0.27。因此,添加MD能显著增加雪莲果粉的临界含水率和临界水分活度,从而提高雪莲果粉的贮藏稳定性。     

牛奶含水率介电谱结合化学计量学检测方法

为了实现牛奶含水率的快速检测,采用网络分析仪和同轴探头测量了室温((25±0.5)℃)下20~4 500 MHz间105个牛奶样品的相对介电常数和介质损耗因子。发现基于单一频率下的介电参数很难预测牛奶的含水率。为此,将介电谱与化学计量学方法相结合预测牛奶的含水率。基于X-Y共生距离法进行了样本集划分,得到校正集样本75个和预测集样本30个。采用连续投影算法从全介电谱中提取出了15个用于预测牛奶含水率的特征变量;建立了基于全介电谱和连续投影算法提取的特征变量预测牛奶含水率(87.28%~91.30%)的广义神经网络、支持向量机和极限学习机模型。结果发现,基于连续投影算法提取的特征变量所建立的极限学习机模型是预测牛奶含水率的最优模型,其预测相关系数、预测均方根误差和剩余预测偏差分别为0.988、0.119%和6.723。研究表明,介电谱结合化学计量学方法可用于检测牛奶的含水率。     

非发酵乳清荔枝保健饮品的开发和贮存稳定性（摘选）

利用乳清和荔枝汁生产乳清荔枝保健饮品并分析了其理化特性和耐贮性。根据初步试验确定了4个指标,分别为糖5%和7.5%、荔枝果肉6%和8%、果胶0.7%,将产品在(7±1)℃下贮藏35d,期间每7d测定一次理化性质、微生物和感官品质。试验结果表明,贮藏期间可溶性固形物、总酸度、还原糖和总糖含量增加,pH值和总固体量降低,而脂肪和蛋白质含量没有改变。水活度低于0.80,细菌数小于30000cfumL,均在食品安全可接受的范围内。所有样品在贮藏35d后接受感官评定,其中5%糖、8%果肉的处理组合感官得分最高。     

米饭粒流变特性的试验

通过米饭粒的双面剪切及松弛试验，获得了与米饭粒质构特性相关的流变特性，如硬度、最大剪切力、剪切能、松弛力及松弛时间等，并研究了影响不同品种稻米的米饭粒流变特性的因素。通过多元逐步回归建立了回归方程，同时进行了米饭粒的力学指标与食味值之间的相关性分析，得到了米饭粒流变性质与食味值之间的回归方程，并用于预测稻米的食用品质及进行稻米的食用品质评定。     

植物电信息与生理信息的试验研究

从植物生理上讲,干旱时植株体液理化性质发生改变,体液增浓,叶水势增大,必然在生理电特性上有所反映.为此,从植物生理电特性方面入手,研究了植物叶片含水率及水势的差异,以及干旱对植物生理参数和电参数的影响.植物电信息的研究将对研制植物旱情诊断仪器以及指导节水灌溉具有重要的指导意义.     

桃的电特性及新鲜度识别

为了解采后果品电特性变化机理，并探索基于电特性识别果品品质的方法，研究了桃采后电特性和生理特性的变化。结果表明，随着桃新鲜度下降，相对介电常数呈余弦规律变化，损耗角正切逐渐减小，呼吸高峰时相对介电常数最大。分析了电特性变化的原因，进而建立了采后桃电特性与生理特性之间的关系模型。以相对介电常数和损耗角正切为输入特征参数，应用BP神经网络技术识别桃的新鲜度等级，平均识别率为82％。     

胡萝卜物理力学特性的试验研究

为掌握胡萝卜机械化收获中的设计参数与物理特性参数之间的关系,为今后研制胡萝卜联合收获机关键装备提供基础理论依据,通过田间试验获取相关数据,采用统计学的方法对胡萝卜物理特性指标进行深入研究。研究包括胡萝卜植株总长度、根部长度、茎叶长度、根部质量、根部最大直径、根部最小直径、茎叶根数、根部表面积及根部体积等参数。同时,利用回归分析的方法,研究了胡萝卜拔取力与各物理参数间的相关关系,为合理设计收获工艺方案提供理论参考。     

地面力学参数综合测试系统设计与试验

为了改进贝氏仪不依赖大型设备时测试范围的局限性和地面力学参数测试手段的分散多样性,设计了一种室内外两用的地面力学参数综合测试系统。测试系统贯入、扭转过程互不干涉,实现测试及数据处理的独立性。可选择电动机驱动或手动驱动。借助丝杠升降机传动,仪器具有较高的运行控制精度和测试量程。系统借助拉线位移传感器和力、扭矩传感器可实时同步获取纵深行进动态信息、土壤承压力和土壤抗剪切力等信息,可实现计算机远程控制和数据采集记录及处理自动化。实验室压实制备湿润砂土,通过剪切盘剪切试验得砂土内聚力为3.14 kPa,内摩擦角为38.2°;通过压板试验得砂土变形指数为0.963,粘聚变形模量为178.73 kN/m~(n+1),摩擦变形模量为11 908.40 kN/m~(n+2)。试验表明,该仪器具有较高的可靠性和实用性。     

不同添加剂油茶壳炭粉成型性能与燃烧特性研究

以油茶壳炭粉为原料,纤维素和氧化淀粉为添加剂,采用万能试验机研究成型温度、成型压力、原料含水率对燃料成型品质的影响。研究发现,成型温度在60~100℃时成型燃料的品质较好,提高成型温度对燃料的松弛密度影响不明显,但比能耗增加,对径向抗压强度影响与添加剂种类有关。提高成型压力,成型燃料的松弛密度、比能耗和径向抗压强度都随之增大,成型压力在6~8 k N时成型燃料品质较好。提高原料含水率对降低能耗有显著作用,但原料含水率过大不利于成型,原料含水率在15%~20%时成型燃料品质较好。对成型燃料燃烧特性研究发现,纤维素和氧化淀粉的加入,着火温度能分别降低至362.5℃和324.5℃,添加氧化淀粉后燃料品质和燃烧特性最好;添加纤维素的混合成型燃料热值降低更少,且品质受成型因素影响较小。     

真空冷冻干燥对超甜玉米品质特性的影响

超甜玉米具有口感香甜和营养丰富的特点,能提供人体所需的多种营养素,营养价值和保健作用很高,受到很多人青睐。本研究通过真空冷冻干燥(加热板温度30-50 ℃,预冻温度-20 ℃,冷阱温度-75 ℃,真空度60 Pa,干燥时间24 h)的方式对玉米进行脱水干制处理,通过对干制产品的含水量、总糖含量、VC含量、蛋白质含量、复水性以及感官评定进行对比分析。结果表明：真空冷冻干燥在加热板温度为35 ℃,干燥时间为24 h的条件下,得到的干制超甜玉米的外观和色泽较好,感官评分较高,此时的玉米营养损失率较低,复水性最好。本研究为提为工业化干燥玉米提供理论依据。     

熟化对面带质地特性的影响

研究在不同熟化时间和温度条件下,面带沿压延方向和垂直压延方向上的拉伸和压缩特性,以确定面带熟化对面带质地特性的影响。通过对熟化时间为0、15、30、45、60和90min及熟化温度为25、35和45℃的面带分别进行拉伸和压缩试验。结果表明,在熟化温度25℃的条件下,随着面带熟化时间延长,面带的抗延伸位移增加,抗拉伸力减小;在熟化时间30 min的条件下,随着面带熟化温度升高,面带的抗拉伸力减小,面带抗延伸位移先增大再减小,面带最大黏附力显著增加,其中熟化温度45℃时,面带的横向抗延伸位移显著减小,面带最大黏附力比25℃时增加2倍多。综上,在熟化温度35℃的条件下熟化30 min可以达到明显熟化效果;试验得到了面带熟化时间及温度对面带质地特性的影响规律。     

高压均质条件下大豆蛋白热聚集体结构和乳化特性研究

以大豆蛋白为原料,采用加热处理（100℃、20min）制备可溶性热聚集体,分别对其进行高压均质（0、30、60、90、120MPa）处理,探究高压均质技术（HPH）对大豆蛋白热聚集体结构特性（粒径分布、浊度、骨架结构、二三级结构、疏水性、电位、巯基）、流变学表征和乳化特性（乳化活性和乳化稳定性）的影响。结果表明：低压力的高压均质处理可以促进热聚体发生再聚集,使粒径和浊度逐渐增大、骨架结构变密、无序结构增多,并且发生再聚集,其疏水性降低,ζ-电位绝对值和二硫键含量升高,进而导致乳化活性提高;而高压力的高压均质处理会导致热聚集体的二硫键和骨架结构发生大量断裂,分子结构展开,疏水性位点大量暴露,导致疏水性增强、蛋白分子链变短、粒径和ζ-电位绝对值降低,进而导致乳化活性降低。本研究可为大豆蛋白功能性质的改性及高压均质在热聚集体行为调控方面的应用提供参考。