基于低场核磁共振技术研究不同干燥方式对海鲜菇复水及品质特性的影响

为探索不同干燥方式对海鲜菇复水及品质特性的影响,分别采用真空冷冻干燥(不加热冻干、加热冻干、热泵干燥、热风干燥4种干燥方式对海鲜菇进行干制,结合海鲜菇干品的质构特性和复水率,通过低场核磁共振技术动态分析海鲜菇干品复水过程中水分的迁移和分布规律,并通过线性回归分析不同干燥方式与海鲜菇干品核磁参数、质构特性与复水率的相关性...     

利用低场核磁共振分析蓝莓贮藏过程中水分含量及迁移变化

为了探究蓝莓在不同贮藏温度下,其内部水分含量及迁移状况随贮藏时间的变化规律,利用低场核磁共振（Low Field Nuclear Magnetic Resonance,LF-NMR）及其成像技术（Magnetic Resonance Imaging,MRI）采集0、8、23 ℃贮藏0、3、6、9、12 d的蓝莓波谱信息以及质子密度图像信息,并分析其规律变化。试验结果表明：采后蓝莓内部水分极易受到贮藏温度与贮藏时间的影响;同时,弛豫谱峰面积和弛豫时间可以有效判定蓝莓贮藏过程中水分含量及迁移变化。随着贮藏时间的延长,其液泡水含量A23与总水分含量A2呈现出整体显著下降（P<0.05）的趋势;在蓝莓贮藏至12 d过程中,弛豫时间随贮藏时间的延长而不断右移,细胞壁水含量A21变化不明显,细胞质水含量A22呈现小幅增加趋势;但23 ℃贮藏至9 d后,蓝莓发生腐烂,细胞壁水和细胞质水迅速增加,贮藏至12 d时液泡水急剧减少,转化为细胞质水和细胞壁水,试验发现23 ℃贮藏的蓝莓货架期为1周左右;与前者相比,蓝莓低温贮藏至12 d时,液泡水含量仍占总水分含量的89%以上,说明蓝莓在低温贮藏下,其内部水分迁移缓慢、流失量较少,其贮藏时间更长、保鲜效果更佳。研究结果为蓝莓在不同温度下贮藏保鲜提供了理论支撑和数据参考。     

基于低场核磁共振的热风干燥猕猴桃切片含水率预测模型

为研究猕猴桃切片热风干燥过程中水分迁移规律,该试验通过对猕猴桃切片进行热风干燥,考察不同干燥温度（70、80、90 ℃）、切片厚度（3、4、5 mm）下的干燥特性。试验采用直接干燥法测定含水率,运用低场核磁共振技术（Low-Field Nuclear Magnetic Resonance,LF-NMR）分析热风干燥过程中猕猴桃切片内部水分分布状态与变化规律,建立动力学模型,验证并预测。结果表明：猕猴桃切片热风干燥开始为外部控制,随后属于内部扩散控制,水分有效扩散系数范围为1.58×10-7～4.18×10-7 m2/s,扩散效率随温度升高而增大。升高温度能显著提高猕猴桃干燥速率,可加快结合水、不易流动水以及自由水的迁移。自由水和结合水先于不易流动水发生变化,自由水含量在干燥前期逐渐下降,此过程中不易流动水和结合水含量均表现为先升高后降低的趋势。当自由水被脱除后,不易流动水和结合水含量依次达到最大值;此后,随着干燥的进行,不易流动水逐渐被脱除,此时结合水含量开始下降直至干燥结束。整个干燥过程中,猕猴桃切片部分自由水先转化为不易流动水和结合水,结合水与不易流动水相互转化,循环往复伴随整个干燥过程。以干燥过程中的自由水、结合水、不易流动水的核磁峰值总和、切片厚度和干燥温度为自变量,猕猴桃切片含水率为因变量,进行多元线性回归分析,建立含水率预测模型,模型的拟合优度为0.982。结果表明,低场核磁共振技术结合数学模型可用于描述猕猴桃切片热风干燥过程,可实现对猕猴桃切片干燥过程中含水率的快速、无损检测,研究结果可为猕猴桃热风干燥工艺和过程设计提供理论依据。     

利用低场核磁共振技术无损检测澳洲坚果含水率

为探究澳洲坚果（Macadamia ternifolia F. Muell.）干燥过程中水分的变化规律,测定其干燥过程中的含水率,利用低场核磁共振技术研究了干燥过程中澳洲坚果的水分态及其分布,建立含水率与低场核磁总信号幅度的关系。结果表明：温度越高,澳洲坚果的干燥速率越大,达到恒质量的时间越短,但是比较干燥后澳洲坚果的品质发现变温干燥方式（30 ℃ 2 d→38 ℃ 2 d→45 ℃至结束）相对较好;在干燥过程中,自由水、半结合水的含量逐渐降低,结合水的含量先下降后有所上升;干燥过程中澳洲坚果内水分分布不均匀,水分由内向外扩散;拟合得到澳洲坚果含水率与低场核磁总信号幅度的线性关系方程的决定系数R2为0.904,经检验该曲线预测性较好（平均相对误差为5.89%）,结果表明低场核磁共振技术可以用作澳洲坚果含水率的快速无损检测。     

不同贮藏技术对板栗品质的影响

研究了不同贮藏方法对板栗贮藏过程中"石灰化"、水分、糖分的影响.结果表明,板栗室温散装贮藏"石灰化"发生率最高,其次是室温密装贮藏,而冷藏能大大降低板栗"石灰化"的发生.室温散装贮藏的板栗水分损失很快,含量明显低于室温密装和冷藏,而可溶性淀粉和蔗糖含量增加很快,明显高于室温密装和冷藏;室温散装和密装贮藏板栗的还原糖含量缓慢下降,而冷藏板栗却迅速增加.     

低场核磁共振分析聚乙二醇对萌发期水稻种子水分吸收的影响

为研究聚乙二醇(PEG,polyethylene glycol)处理下水稻种子萌发过程中内部水分分布和变化规律,进而揭示水稻耐旱性在水分吸收规律上的重要特征。应用低场核磁共振的T2弛豫谱和质子密度加权成像分析了PEG处理下水稻种子萌发过程中的水分变化,研究了利用蒸馏水(对照)和质量分数分别为10%、20%PEG6000处理对两个水稻品种旱9710、辽星1发芽指标的影响,以及对两个水稻品种萌发0、6、22、48、72 h吸水量的影响,确定单位质量核磁信号幅值与水稻种子湿基含水率的回归函数关系。发芽指标检测结果显示:旱9710耐旱性高于辽星1。质子密度加权成像结果显示:在水分吸收初期,水分子直接通过种子表面裂缝进入种子体内,胚乳中的淀粉粒等物质开始吸水膨胀,种子体积增大。24 h后,种子内营养物质向种胚流动。PEG处理下,水稻种子吸水量明显减少,发芽速度明显降低,且PEG质量分数越高,发芽速度越慢。基于核磁共振理论及T2弛豫谱的多组分特征,当反演频率为10 000时,水稻种子萌发过程中的水分分为束缚水与自由水两部分。T2弛豫谱结果表明:在蒸馏水和质量分数分别为10%、20%PEG处理下,种子湿基含水率和核磁信号幅值均逐渐增长。PEG处理下,核磁信号幅值增长相比对照处理显著降低(P0.05)。PEG处理抑制了两个水稻品种种子对水分的吸收,PEG质量分数越高,抑制作用越强。PEG处理24 h后,耐旱性强的水稻品种吸水率相比对照处理的降低幅度小于耐旱性弱的品种。回归分析表明,3种处理下,核磁信号幅值和湿基含水率具有一致的线性关系(R2=0.983),由回归方程可以求得水稻种子萌发过程中各状态水分的含量。试验为研究水稻种子萌发过程对干旱胁迫的反应机制,开发种子水分微观活体无损检测技术等方面的研究提供理论支持和数据参考。     

用低场核磁共振检测水稻浸种过程中种子水分的相态及分布特征

为研究水稻浸种过程中种子的水分相态及其分布特征,利用低场核磁共振快速、无损、准确的检测技术,通过硬脉冲回波序列CPMG(carr-purcell-meiboom-gill sequence)测量水稻种子横向弛豫时间T2,根据横向弛豫时间T2的差异区分种子内部的水分相态及其变化规律。试验结果表明:通过T2反演谱横向弛豫时间T2长短的差异,发现水稻浸种过程中种子内部水分存在结合水、自由水2种水分状态,同时可区分出内层水、中层水、外层水3种水分分层;二者均能通过回归方程合理的估测水稻在浸种过程中种子的吸水率情况;通过T2反演谱信号幅值大小的差异,发现水稻浸种过程中的种子总水含量不断上升,但由于判定依据及划分方式的不同,二者在水分的流动方式上略显差异。低场核磁共振技术对水稻浸种过程中种子内部的水分变化进行了直观的揭示,提供了一种高效的种子水分检测方法。     

盐胁迫下玉米种子萌发过程低场核磁共振研究

为探究盐胁迫对玉米种子萌发过程中水分的分布和种子活性的影响,以非糯性玉米郑单958种子为检测对象,对不同NaCl浓度（0 nmol/L,50 nmol/L,100 nmol/L,150 nmol/L,200 nmol/L）环境下试验样本进行低场核磁共振成像以及核磁共振波谱试验。结果表明：玉米萌发过程中,胚乳和胚部位的含水率均在0～2 d迅速增加,2 d之后胚乳水分波动增长,而胚部位水分则出现水平波动的现象。随着盐胁迫程度上升,种子发芽率从90%降至0,盐浓度在50 nmol/L及以下时,不同相态水信号幅值变化趋势受盐胁迫影响较小,达到100 nmol/L时自由水信号幅值被抑制在低水平,达到150 nmol/L时结合水和半结合水信号幅值的变化速率均被大幅延缓。T2弛豫谱图中结合水主峰左侧出现信号微弱,弛豫时间为0.1 ms～1 ms的副峰,副峰的出现和玉米种子发芽密切关联,是一种标志着种子发芽的结合水。试验为玉米种子萌发过程对盐碱胁迫的反应机制后续研究提供理论支持和数据参考。     

脉动压差闪蒸处理对苹果片水分散失特性及品质影响

为了研究苹果片水分散失特性及品质变化规律,该文采用脉动压差闪蒸技术对苹果片进行干燥处理,结合低场核磁共振技术、重量法、物性分析等技术,分析苹果片水分散失特性和品质变化。闪蒸是脉动压差闪蒸干燥的一个中间阶段,也是一个至关重要的环节,因此该文着重研究闪蒸温度和闪蒸次数对瞬间脉动压差作用引起的水分散失、水分状态变化及苹果脆片品质的变化。试验结果显示:闪蒸温度对苹果片水分散失和品质都有影响,温度过低产品酥脆度不佳,温度过高引起脆片品质下降,由此得到适宜的闪蒸温度为95℃;多次脉动闪蒸对水分散失和质构的形成有促进作用,由于闪蒸瞬间温度和压力的突然降低,水分瞬间汽化为蒸汽,苹果片含水率降低,可以缩短干燥时间,提高脆片品质;闪蒸量随脉动次数的增加呈现出先上升后下降的趋势,这与苹果片内水分状态变化有关,初期以自由水为主而容易散失,后期以不易流动水和结合水为主,水分逐渐从高自由度向低自由度转变,导致水分散失速度减慢,水分闪蒸量减少;此外,核磁共振信号幅值的降低说明闪蒸作用可以促进水分散失;闪蒸促进水分散失的同时,引起内部结构膨胀,减少脆片干燥皱缩现象;闪蒸次数对苹果脆片品质也有一定影响,次数过多引起色泽变暗、膨化度降低、口感变差,综合各方面品质特性变化,得到闪蒸5次较为适宜。该试验结果可以为闪蒸作用对水分散失特性及品质影响研究提供理论基础。     

利用低场核磁共振进行活体玉米籽粒水分动态测试与成像

籽粒脱水速率慢是影响中国玉米机械化粒收的重要原因。精确测定玉米籽粒含水率是实现筛选脱水速率快玉米种质材料的重要方法。该研究设置玉米新鲜籽粒脱水（D）、干籽粒吸水（H）和再脱水处理（T）,利用低场核磁共振（Low-Field Nuclear Magnetic Resonance, LF-NMR）单籽粒无损测试及核磁成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）技术,分别对郑单958及其亲本郑58和昌7-2籽粒含水率进行测定,采集T2弛豫反演谱和可视化图像,分时段监测3个处理的含水率变化及水分迁移过程。研究结果表明,新鲜籽粒在D的D01～D02阶段含水率下降20.93～21.94个百分点,而在T中同等含水率的籽粒T01～T02阶段含水率下降25.13～27.69个百分点,2个阶段失水速率差异显著。在2次脱水处理中,昌7-2籽粒在D01～D03和T01～T03阶段的脱水速率均大于郑58和郑单958,而在D03～D06和T03～T06阶段,昌7-2籽粒的脱水速率均显著低于郑58和郑单958,显示不同种质材料籽粒在D与T处理中表现相似趋势。成像结果显示,籽粒脱水过程先从胚乳开始,而在籽粒吸水过程中,种脐部位水分增加速度快,说明种脐是籽粒吸水过程的主要通道。该研究结果表明,LF-NMR可以反映不同处理方式及种质材料间的水分变化,有助于解析玉米籽粒水分动态变化规律,可为籽粒水分的相关研究及宜机收种质改良和新种质材料创制提供重要手段。     

不同干燥方法对板栗品质的影响

为探究不同板栗产品适合的干燥方式,采用自然通风干燥、真空冷冻干燥、热风干燥、微波干燥以及微波真空干燥等5种方式对新鲜板栗进行干燥处理,并对干燥后板栗的营养成分、风味物质及功能特性进行评价。结果表明,经不同干燥方式处理的板栗品质有较大差异,其中真空冷冻干燥的板栗在营养成分及加工品质上均明显优于其余4种干燥方式,微波真空干燥的板栗品质仅次于冷冻干燥,自然通风干燥与热风干燥的板栗在加工品质上差异较小,仅自然干燥板栗的Vc含量高于热风干燥。质地参数以热风干燥最优。共检测出49种风味物质,其中真空冷冻干燥和微波干燥风味物质均为28种,热风干燥23种,微波真空干燥21种,自然干燥仅为13种;除微波真空干燥香气成分相对含量最高的为3-乙基-2,5-二甲基吡嗪外,其他4种方式中含量最高的成分均为苯甲醇。微波真空干燥的板栗品质仅次于真空冷冻干燥,且干燥速度快、能耗低,适用于板栗干燥加工的工业化生产。本研究结果为板栗进一步的加工和利用提供了理论依据。     

安吉赋石水库板栗林地地表径流污染物特征研究

在浙江省安吉县赋石水库库尾选择有代表性的板栗(Castanea mollissima)林地设置径流小区,对自然降水条件下地表径流中污染物的流失特征进行观测、研究.结果表明:2012年3-10月共观测到10次产生地表径流的降雨事件,降雨量从28.2 mm到303 mm不等;径流水中TN、NH4+-N和COD浓度与降雨量均呈现显著正相关(p=0.05),TP浓度与降雨量则呈现显著负相关(p=0.05),而NO3--N与降雨量之间没有表现显著相关性;污染物浓度COD(6.12～11.14 mg/L)＞TN(2.163～5.371 mg/L)＞NH4+-N(0.733～4.220 mg/L)＞TP(0.276～1.742 mg/L)＞NO3--N(0.035～0.433 mg/L).这些结果表明,单一经营的板栗林地表径流污染物中N、P浓度均超过引起水体富营化的阀值,对水库面源污染和水质变化形成潜在压力.     

6-苄基腺嘌呤对大豆内部水分分布及其生长状态的影响

为研究大豆发芽过程中加入不同浓度的6-苄基腺嘌呤（6-Benzylaminopurine,6-BA）后大豆内部水分的分布及对其生长状态的影响,以中黄13为研究对象,在相同环境条件下,用浓度分别为0（对照）、1、3、5、7、9 mg/L的6-BA溶液处理大豆。利用低场核磁共振技术（Low Field Nuclear Magnetic Resonance,LF-NMR）对中黄13在浸泡8 h及萌发12、24、36、48、60 h时间点的波谱信息、图像信息进行采集,同时对豆芽的生长状态进行理化指标和形态指标检测。结果显示：与其他处理组相比,浓度为3 mg/L的6-BA溶液处理的大豆的发芽周期、吸水率、平均质量、发芽率、豆芽轴长、轴径各指标表现均为最优;低浓度（1、3 mg/L）6-BA加速大豆蛋白质的水解,导致其渗透势降低,促进大豆蛋白质体吸收更多的水分,进而促使豆芽轴长变长、轴径变粗;高浓度（5、7、9 mg/L）6-BA使大豆细胞壁在细胞的渗透作用下遭到破坏,导致大豆吸水率降低,进而抑制了大豆的生长。该研究从大豆原料的预处理开始对整个加工过程进行了研究,为豆芽的生产加工提供一定的理论支持和数据参考。     

不同配置农田防护林对田间土壤水分空间变异的影响

河套灌区是我国最大的引黄灌区,区内水资源匮乏,农田防护林系统在灌区土壤水分调控中发挥着重要作用。为明确防护林对农田土壤水分的影响,采用传统统计学方法综合分析了防护林网内土壤蒸发、风速、光照强度、气温、空气相对湿度、细根生物量密度及土壤容重等因素对土壤含水量的影响。结果表明:不同配置的农田防护林网内田间土壤水分具有明显的空间异质性,水平方向上土壤含水量与林带距离呈正向关系,主要影响因子为风速、土壤蒸发和1H(H为防护林树高)范围内的细根生物量密度;垂直方向上0—80 cm土壤水分从表层向下逐渐增加,主要影响因子为20—80 cm土层的细根生物量密度、土壤容重和表层土壤蒸发。不同配置农田防护林系统对田间土壤水分影响差异明显,2行小美旱杨+2行二白杨疏透度为45%的防护林的防护效益最好,田间土壤含水量最高。研究结果明确了不同配置防护林的农田土壤水分特征以及主要影响因子,可以为合理的防护林规划提供理论依据。     

不同预处理对铁皮石斛热风干燥特性及品质的影响

为了优化铁皮石斛干燥工艺,降低其品质劣变风险,对热风干燥前的铁皮石斛鲜条进行直接剪切、烫漂和冻融预处理。研究不同预处理条件的铁皮石斛干燥特性和品质变化;利用低场核磁共振技术分析预处理对铁皮石斛干燥过程中水分迁移的影响。结果表明,预处理是影响铁皮石斛热风干燥过程的重要因素。与直接剪切相比,烫漂和冻融预处理提高了水分有效扩散系数,缩短了干燥时间,降低了能耗,尤以冻融预处理最为显著,干燥时间缩短了44.4%,能耗降低了42.76%（P<0.05）。微观结构观察表明,烫漂和冻融预处理使铁皮石斛组织间隙变大,细胞壁受到破坏,减弱了铁皮石斛组织对水分的束缚并增强了水分流动性,引起水分的重新分布,有利于水分迁移。低场核磁共振技术分析显示,干燥过程中去除的主要是自由水,烫漂和冻融预处理均降低了自由水的脱除时间,冻融预处理去除自由水的时间最少,为120 min。与直接剪切相比,冻融预处理提高了铁皮石斛干品中多糖和多酚的含量,分别提高了10.66%和12.32%,而烫漂预处理降低了铁皮石斛多糖和多酚的含量,分别降低了11.73%和14.73%,3种预处理铁皮石斛生物碱含量差异不显著（P>0.05）。总之,冻融预处理方法可以降低铁皮石斛干燥品质劣变风险,研究结果为石斛加工规范化生产提供参考。     

超高压和超声波预处理对蒜片热风干燥过程及品质的影响

为缩短蒜片热风干燥时间,提高干制蒜片品质,将超高压与超声波技术应用到蒜片干燥前处理,并利用低场核磁共振技术(Low Field Nuclear Magnetic Resonance,LF-NMR)分析预处理对蒜片干燥过程中内部不同状态水分迁移的影响.结果表明:干燥前超声或超高压预处理有利于加快干燥过程,超声、超高压和超...