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成膜预处理提高扇贝柱超声波辅助热泵干燥效率及品质 总被引:1,自引:1,他引:0
热泵干燥(Heat Pump Drying,HPD)因条件温和、能效高,特别适用于水产品的干燥。但是,由于HPD温度低,导致干燥时间长、干制品品质劣变严重,限制了HPD在水产品中的应用。为了强化扇贝柱HPD效率,提高干制品品质,该研究首先采用超声波(Ultrasonic,US)预处理扇贝柱,然后再分别采用3种可食性膜(海藻酸钠(Sodium Alginate,SA),低甲氧基果胶(Low-Methoxy Pectin,LMP)和印度树胶(Gum Ghatti,GG))预处理,US处理后未经过成膜预处理的扇贝柱作为对照组(Control Group,CK),探究成膜预处理对扇贝柱US辅助HPD动力学及品质特性的影响。基于低场核磁共振(Low-Field Nuclear Magnetic Resonance,LF-NMR)技术,采用单变量线性(Univariate Linear,UL)模型和偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression,PLSR)模型量化扇贝柱LF-NMR弛豫参数与干制品含水率(Moisture Content,MC)和水分活度(Water Activity)的关系,以期监测扇贝柱HPD进程。研究结果表明:相比于CK,成膜预处理导致扇贝柱有效水分扩散系数(Effective Moisture Diffusivity)提高了1.32%~8.41%。SA和GG成膜预处理可以减缓扇贝柱干燥过程中不易流动水向结合水迁移的速率,同时增加了干燥过程中自由水的流动性,进而强化了干燥效率。相比于CK,SA和GG成膜预处理增加了扇贝柱硬度、弹性、内聚性和咀嚼性,降低了复水比、收缩率和总色差值;而LMP成膜预处理降低了硬度和总色差值。综合考虑,US-SA为扇贝柱US辅助HPD较适合的预处理方式。LF-NMR横向弛豫时间与大部分干制品品质之间具有显著(P<0.05)关联性。扇贝柱LF-NMR图谱中,当横向弛豫时间主峰<10 ms时,而且仅出现1个主峰,即可作为扇贝柱干燥终点。UL模型表明,MC和水分活度与不易流动水峰面积和总峰面积呈显著(P<0.05)正相关,与结合水峰面积呈显著(P<0.05)负相关。PLSR模型表明,以4个LF-NMR参数为变量的回归模型可高精度地预测MC和水分活度。该研究为扇贝柱热泵干燥增效、保质提供一种新型非热力预处理方式;同时,基于LF-NMR技术,为快速、无损监测扇贝柱热泵干燥进程提供理论依据和实践参考。 相似文献
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雪莲果吸附等温线及热力学性质研究 总被引:2,自引:0,他引:2
采用静态称量法研究了雪莲果(包括纯雪莲果粉(YP)和按总固形物含量比例为1∶1添加麦芽糊精(MD)的雪莲果粉(YP-MD))在温度15、25、35℃时的吸附等温线;采用7种常用数学模型拟合试验数据,得到用于描述雪莲果吸附特性的最适模型;探讨了雪莲果的热力学性质(如净等量吸附热、微分熵、熵焓互补和扩张压力)及添加MD对雪莲果水分吸附特性和热力学性质的影响。结果表明,雪莲果水分吸附特性为Ⅲ型等温线,GAB模型为描述雪莲果水分吸附特性的最适模型。YP和YP-MD的平衡含水率随着水分活度a w的增加而增加。添加MD降低了雪莲果的单分子含水率M0。温度15~35℃时,YP和YP-MD的M0范围分别为15.04%~9.04%和8.80%~5.91%。雪莲果的净等量吸附热q st和微分熵S d随着含水率的增加而降低,YP和YP-MD的含水率由6.33%增加至75.29%时,其q st分别由67.44 kJ/mol和66.17 kJ/mol降低至62.23 kJ/mol和62.12 kJ/mol,YP的S d总高于YP-MD。雪莲果的扩张压力随着a w的增加而升高,随着温度的升高而降低;而在相同a w和温度下,YP的扩张压力总高于YP-MD。YP和YP-MD的水分吸附过程均为熵驱动。 相似文献
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溶质在渗透脱水过程中过多渗入组织不利于渗透脱水进程,同时对营养、感官特性与外观形态等均会产生不利影响。为了抑制渗透脱水过程中溶质过多渗入扇贝柱,提高渗透脱水效率,研究了壳聚糖、低甲氧基果胶与海藻酸钠等3种不同成膜预处理对扇贝柱渗透脱水过程中传质特性影响。采用Peleg模型拟合扇贝柱渗透脱水过程中传质和动力学参数;采用Fick’s第二扩散定律评估水分扩散系数(Dew)和溶质扩散系数(Des)以及渗透脱水效率(Dew/Des)。扇贝柱渗透脱水过程受到成膜材料种类、渗透溶液温度和氯化钠质量分数影响显著(P<0.05)。成膜预处理扇贝柱的水分损失和氯化钠渗入的初始速率与平衡速率均低于(P<0.05)未经涂膜的对照组。有效扩散系数随着渗透脱水温度的升高而增加,水分和氯化钠有效扩散系数范围分别为1.224×10-9~2.466×10-9 m2/s和1.152×10-9~1.894×10-9 m2/s。成膜预处理可在维持较高失水率的同时有效地控制高温渗透脱水过程中氯化钠的渗入。海藻酸钠与低甲氧基果胶成膜预处理后扇贝柱的脱水效率(Dew/Des)高于(P<0.05)对照组。然而,对于壳聚糖成膜预处理,当氯化钠液质量分数高于30%或者质量分数为20%且温度为25℃时,扇贝柱脱水效率高于(P<0.05)对照组。扇贝柱渗透脱水过程中,为了调控固形物增加和提高渗透脱水效率,成膜预处理是一种行之有效的方法,具有广阔的应用前景。 相似文献
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为提高燕麦片的贮藏稳定性和优化贮藏条件,基于水分活度保藏理论和玻璃化转变理论,探讨了不同添加剂对燕麦片吸附等温线和玻璃化转变温度的影响。采用静态称量法研究了纯燕麦片(PO)、添加纯燕麦片总固形物质量10%麦芽糊精(PO-10%MD)、10%乳清分离蛋白(PO-10%WPI)和5%麦芽糊精+5%乳清分离蛋白(PO-5%MD-5%WPI)等4种燕麦片在不同温度(15、25和35℃)下的吸附等温线。采用GAB和BET模型拟合试验数据,得到描述燕麦片水分吸附特性的数学模型。采用差示扫描量热法测定了PO、PO-10%MD、PO-10%WPI和PO-5%MD-5%WPI的玻璃化转变温度(glass transition temperature,Tg),采用Gordon-Taylor方程拟合Tg数据,探讨添加剂对燕麦片临界水分活度(critical water activity,CWA)和临界干基含水率(critical water content,CWC)的影响。结果表明,燕麦片的水分吸附等温线呈S型,GAB模型为描述燕麦片水分吸附特性的适宜模型。燕麦片的平衡干基含水率随着水分活度的增加而增加,随着温度的升高而降低。燕麦片的Tg随着湿基含水率的增加而降低,添加麦芽糊精和乳清分离蛋白显著提高了燕麦片的Tg。温度25℃时,PO、PO-10%MD、PO-10%WPI和PO-5%MD-5%WPI的CWC和CWA分别为0.054 g/g、0.126;0.060 g/g、0.175;0.056 g/g、0.138和0.056 g/g、0.139。因此,添加总固形物质量10%麦芽糊精能显著增加纯燕麦片的CWC和CWA,从而提高燕麦片的贮藏稳定性。研究结果为燕麦片适宜包装材料的筛选和适宜贮藏条件的确立提供参考。 相似文献
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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%。 相似文献