微波技术在食品和农产品加工中应用研究进展

微波加热技术具有速度快、可控性高等特点,在食品和农产品的热加工过程中具有较强的应用潜力。该文在分析微波加热原理的基础上,从技术应用、设备研制和仿真研究等方面介绍微波加热应用现状,如在农产品干燥、杀菌、萃取和膨化等方面进行深入研究和应用。指出微波加热在机理解析、工艺局限性、加热不均匀性和能量利用低等问题,尤其是微波场对物料内极性成分作用机制的研究深度、微波加热时在物料内温度和水分分布的不均匀性规律定量表征等方面,严重影响产品质量稳定性和能量充分利用。从揭示微波在加热腔体内传递和物料内吸收的机理,提高微波加热均匀性和改善加工质量,以及研制智能化工业用微波加工设备等方面,指出微波加热技术在食品和农产品加工中应用热点研究方向。针对微波加热技术在农产品和食品加工中科学问题、技术需求和设备现状,为发挥技术优势、拓展应用领域,该文提出微波加热理论研究与技术应用的发展趋势,以期提高微波热加工技术工业化应用适用性、保证产品质量和能量利用率。

低氧联合酸胁迫红小豆/绿豆萌发富集GABA及富含GABA芽豆复配米饭的工艺优化

为了研究低氧联合酸胁迫对红小豆和绿豆GABA富集的作用,采用单因素对萌发时间、萌发温度、低氧时间和L-谷氨酸浓度进行考察,在确定高GABA芽豆的胁迫条件基础上,将富含GABA红小豆、绿豆与大米进行复配,利用D-混料设计优化芽豆米饭配方工艺。结果显示,低氧联合酸胁迫对红小豆、绿豆富集GABA有积极促进作用,在萌发时间48 h、萌发温度40℃、低氧时间15 h和L-谷氨酸浓度2.5 mg/mL条件下,萌发红小豆中GABA高达158.32±3.24 mg/100 g。绿豆胁迫条件为萌发时间24 h、萌发温度35℃、低氧时间15 h和L-谷氨酸浓度2.5 mg/mL时,其中GABA含量最高为141.57±4.35 mg/100 g。在此基础上,通过D-混料设计优化确定了复配芽豆米饭的最佳配方为:大米76%、萌发绿豆11%、萌发红小豆13%,此条件下,芽豆米饭GABA含量为23.73±1.03 mg/100 g,感官评分均值为88.76±2.47,制得的芽豆米饭口感、色泽、香味均在可接受范围内,且积累了GABA活性成分,提升了芽豆米饭的营养及功能特性,为进一步开发杂粮复配米饭提供理论参考。

复合助剂对低温喷雾干燥蓝靛果粉理化性质的影响

为保证低温喷雾干燥后蓝靛果粉品质,采用黄金分割法研究复合助剂(麦芽糊精、β-环糊精和乳清蛋白)对喷雾干燥蓝靛果粉理化性质的影响,分析低温进风温度(50~90℃)对蓝靛果粉花青素保留率、集粉率和含水率的影响规律。结果表明,在麦芽糊精、β-环糊精的质量比例为85.4%、14.6%时,集粉率高达37.96%;随进料溶液中麦芽糊精质量比例增加,蓝靛果粉玻璃化转变温度、水溶性指数、堆积密度、亮度L^(*)值、红度a^(*)值和色差值ΔE呈增加趋势,含水率、花青素含量和黄度b^(*)值呈下降趋势;在麦芽糊精、β-环糊精和乳清蛋白质量比例为72.9%、12.5%、14.6%时,集粉率达到最高(40.11%);随料液中乳清蛋白质量比例增加,蓝靛果粉含水率、花青素含量呈上升趋势,其玻璃化转变温度、水溶性指数、亮度L^(*)值、红度a^(*)值、黄度b^(*)值和色差值ΔE等指标呈下降趋势;复合助剂显著提高蓝靛果粉集粉率(P<0.05),对其中的花青素起到较强保护作用,其含水率、水溶性指数、堆积密度等理化指标均接近于最优水平。低温喷雾干燥研究发现,随进风温度上升,集粉率和含水率呈负相关,在进风温度90℃时,集粉率最高的配方中可实现较高花青素保留率(89.94%)。低频核磁共振波谱以及质子密度图像信息分析表明,加入的助剂与蓝靛果果汁中水分通过氢键、静电结合力和疏水作用等分子间作用力,形成稳定性高水合物、增强液滴聚结抵抗力,提高料液玻璃态转换温度,从而实现高集粉率和高花青素保留率的蓝靛果果粉低温喷雾干燥;红外光谱分析表明,复合助剂可在蓝靛果果粉中形成分子间氢键,并对花青素等活性物质进行固定包埋保护。研究结果可为蓝靛果粉喷雾干燥加工生产提供理论支撑和参考依据。

微波处理对大米储藏过程中脂质变化的影响

为揭示微波处理前后大米储藏过程中脂类的变化规律,本实验对不同品种大米(津稻919、超北2号和稻花香2号)进行微波处理(850 W,50 s),并于不同条件下储藏3个月,评价其脂肪酶、脂肪氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活力,脂肪酸值、过氧化值、羰基值、水分分布及挥发性成分的变化。结果表明:微波处理可以有效降低大米的水分活度,改变大米籽粒微观结构,灭活各脂肪酶。微波处理后储藏期间津稻919、超北2号和稻花香2号大米脂肪酶、脂肪氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性分别平均下降了54.03%、71.11%、95.94%和46.04%。即使在37℃高温储藏90 d时,不同品种大米脂肪酸值、过氧化值和羰基值增加依然不明显,分别增加了0.716~1.436 mg/100 g、2.859~6.734 mmol/kg和3.697~5.308 mmol/kg。说明微波处理能有效钝化大米各脂肪酶活性,减少大米脂质水解氧化过程游离脂肪酸和氢过氧化物的产生,进而降低挥发性醛酮类物质的生成量,大大延缓大米储藏过程中的品质劣变。

牛乳过敏及其降敏技术研究进展

牛乳蛋白是常见的食物过敏原,牛乳过敏已成为全球范围内常见的公共卫生问题。探索乳蛋白致敏机制,开发绿色、高效降敏技术已成为食品领域的重要研究课题。本文总结了牛乳过敏原的抗原表位,介绍了牛乳过敏的机制与症状,讨论了不同加工技术(如热加工、高压、超声、糖基化、偶联多酚、酶处理、发酵以及转基因)对牛乳蛋白降敏作用及潜在机制,并对牛乳降敏技术的发展做出展望。

富含γ-氨基丁酸的萌发红小豆对T2DM小鼠肠道菌群的影响

为了研究富含GABA萌发红小豆对2型糖尿病(Diabetes Mellitus Type 2,T2DM)小鼠血糖水平及肠道菌群的影响,采用C57BL/6J小鼠为研究对象,通过高脂膳食+链脲菌素(Streptozocin,STZ)注射构建T2DM模型,选择不同剂量的富含GABA萌发红小豆对T2DM小鼠连续膳食干预6周,并利用16S rRNA测序技术对T2DM小鼠盲肠内容物的菌群结构和分布进行鉴定。结果显示:不同剂量富含GABA红小豆膳食干预可使T2DM小鼠FBG值明显下降,其中高剂量富含GABA红小豆(TF3)组FBG值为8.36±0.78 mmol/L,相比模型组(M)下降54.09%,干预效果最好。此外,TF3膳食可引起T2DM小鼠肠道菌群丰度发生显著(P<0.05)改变,门水平上Firmicutes丰度为35.96%,比M模型组下降53.17%,并可显著上调Bacteroidetes、Verrucomicrobia的菌群丰度(P<0.05)。表明TF3膳食改善糖脂代谢与Bacteroidetes、Verrucomicrobia优势菌丰度呈正相关,暗示高剂量富含GABA红小豆膳食可通过增加有益菌来缓解T2DM小鼠高血糖症状,为进一步解释T2DM与肠道菌群的关系提供参考。

加工方式对面筋蛋白结构及性质影响的研究进展

面筋蛋白是面类食品中重要的组成成分。常见的面类食品加工方法,如加热、冷冻、机械处理及发酵工艺会破坏面筋蛋白的二级结构,面筋蛋白的疏水性、二硫键发生变化,面筋蛋白会发生变性、聚集等复杂的物理化学变化,进而影响面制品的质构与风味。文章主要介绍了加热、冷冻、粉碎、揉面、挤压及发酵工艺等加工方式对面筋蛋白的结构、性质影响的研究现状,并展望了面筋蛋白未来的研究方向。

谷氨酰胺转氨酶对板栗粉面团理化特性的影响

为改善板栗粉在无麸质食品领域的品质特性及加工性能,考察谷氨酰胺转氨酶(glutamine transaminase,TG)添加量分别为0、0.9、1.8、2.7、3.6 U/g(按板栗全粉质量计)时对板栗粉面团质构特性、流变特性、糊化特性等的影响,并从游离巯基含量的变化加以解释,最后通过扫描电子显微镜观察板栗面团的微观结构。结果表明:TG的添加可以增强板栗面团的黏度、硬度、弹性、咀嚼性和回复性,与空白对照相比,添加量为2.7 U/g时,其最终黏度增加6.8 cP、硬度增加7.55 g、弹性增加0.38、咀嚼性增加33.62 g、回复性增加0.118,板栗面团内部的结构更加稳定;随着TG添加量的增加,板栗面团的弹性模量和黏性模量均增加,综合黏弹性上升,抗外界形变能力增强,面团稳定性及加工性能随之提高;板栗面团游离巯基的含量随TG添加量的增加而减少,添加量为2.7 U/g与未添加时的相比,游离巯基含量减少了0.16 mmol/g。但TG添加量过多会导致蛋白过度交联,淀粉粒被迫外露,面团整体的稳定性降低。综上,当TG添加量为2.7 U/g时,改善板栗面团的理化特性效果达到最佳。

玉米复合营养冲调粉配方及其冲调性研究

以玉米为原料,藜麦粉、麦芽糊精、奶粉、木糖醇为辅料,制备玉米复合营养冲调粉。通过单因素试验和响应面试验确定冲调粉最佳配方,并以优化配方后制备的冲调粉为研究对象,以冲调稳定性和结块率为指标,对冲调工艺进行优化。结果表明:冲调粉最佳配方为玉米粉10.0 g、藜麦粉2.0 g、麦芽糊精1.5 g、奶粉2.0 g、木糖醇2.0 g,此时冲调粉的感官评分为89,最佳冲调水量为60 mL、冲调水温为70~80℃。

超声辅助pH值偏移处理对大豆亲脂蛋白结构和功能性质的影响及其相关性分析

为探究超声辅助pH值偏移对大豆亲脂蛋白(soybean lipophilic proteins,SLP)结构和功能性的影响,将分离提取的SLP在超声(240 W、20 min)及极端pH值(pH 1或12)条件下进行改性。采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳、游离巯基含量、傅里叶变换红外光谱、荧光光谱等对不同处理的SLP一级、二级、三级结构进行表征,并对SLP功能性质进行分析。结果表明:超声辅助pH 12偏移处理下SLP结构-功能性改变最大,平均粒径由5245.33 nm降低至447.13 nm,ζ-电位值由-5.95 mV下降至-18.53 mV,游离巯基含量下降,α-螺旋相对含量增加,荧光光谱发生蓝移,荧光强度降低;同时溶解度由9.84%上升至92.04%,乳化性、起泡性提高。因此超声和pH值偏移处理对SLP结构性质和功能性质具有协同作用,且结构和功能性质相关性较密切。

抹茶对贮藏期间薏仁米脂质氧化的影响

目的:利用天然物质抹茶延长薏仁米货架期。方法:以新鲜薏仁米为原料,经过不同剂量抹茶茶粉处理,测定贮藏期间薏仁米的水分含量、脂肪酸值、过氧化值、丙二醛含量等各项指标及菌落总数和脂质氧化关键酶的变化。结果:经不同剂量抹茶茶粉处理均会抑制薏仁米贮藏期间脂肪酸值、过氧化值、丙二醛含量以及脂肪酶和脂肪氧化酶活性的上升,减少水分的消耗及微生物的生长繁殖。抹茶对薏仁米的保藏效果存在一定程度的剂量依赖性,但添加质量分数为0.05%和0.08%的抹茶茶粉处理的保藏效果差异较小。贮藏4个月后,与自封袋组相比,添加质量分数为0.05%的抹茶茶粉处理组中薏仁米的脂肪酸值、过氧化值和丙二醛含量分别降低了31.60%,30.77%,44.83%,脂肪酶和脂肪氧化酶活性分别降低了23.05%,28.74%,且游离脂肪酸组成和含量与新鲜薏仁米更相似。结论:抹茶能有效抑制薏仁米贮藏期间脂质氧化,延长其货架期。

杂粮粉对面团特性及烤饼品质的影响

为了探究不同杂粮粉对面团特性和产品品质的影响,将谷子、玉米、白芸豆3种杂粮粉按不同比例添加到面粉中,研究其对面团粉质-拉伸特性及烤饼质构、色差、感官评价、活性物质含量及抗氧化活性的影响。结果表明:3种杂粮粉的添加使面团的吸水率和粉质指数下降,面团强度降低;饼的硬度、胶黏性、咀嚼性上升。谷子粉的添加使饼的L(亮度)显著下降,玉米粉的添加使饼的b(黄蓝色度)显著升高,白芸豆粉的添加对饼的色差影响不大。随着3种杂粮粉的添加,饼的感官评分先上升后下降;饼的多酚、黄酮含量逐渐增加;DPPH自由基清除率、ABTS自由基清除率、铁离子还原能力均逐渐增加,玉米饼的DPPH自由基清除率、羟自由基清除率和铁离子还原能力均较高,谷子饼的ABTS自由基清除率最高;随着白芸豆粉的添加,饼的羟自由基清除率下降。相关性分析表明,杂粮粉添加量与烤饼多酚、黄酮含量和抗氧化能力之间存在良好的线性关系(P<0.05)。3种杂粮粉的添加有利于提高烤饼的品质。

基于模型体系的谷朊粉面团应用特性研究

以谷朊粉、小麦淀粉、甘油为原料构建模型体系,并通过粉质仪、拉伸仪、吹泡仪研究模型体系中模拟面团的应用特性,以分析谷朊粉在模拟面团中的作用,同时结合面包烘焙试验综合评价谷朊粉的应用品质。结果表明:随着谷朊粉添加量的增加,模拟面团的形成时间与稳定时间总体上呈现增加的趋势,在谷朊粉添加量为25%(以小麦淀粉和谷朊粉总质量计)时,模拟面团的弱化度最小。谷朊粉的添加使模拟面团的拉伸阻力和拉伸能量逐渐增大,拉伸长度无显著变化。吹泡试验结果表明,随着谷朊粉添加量的增加,模拟面团的韧性增强。面包烘焙试验得出,添加谷朊粉样C(水分含量(6.90±0.01)g/100 g、灰分含量0.89%±0.02%、吸水率180.50%±0.71%、面筋指数78.00%±1.41%)的面包内部组织更均匀,硬度小且弹性大,说明谷朊粉样C更适于面包的生产。

双层浅圆仓不同入风温度的粮堆温度场分析

建立半地下双层浅圆仓的数值模型,并对机械通风不同入风温度的粮堆温度场进行数值分析,研究在机械通风过程中半地下双层浅圆仓粮堆温度场的变化规律。结果表明:当吨粮通风量为8 m^(3)/h时,平均降温速度随入风温度降低而加快,整体粮堆的平均温度从初始30℃下降至20℃。当入风温度分别为17、15、13、11℃时,地上层通风时间分别需173、148、121、111 h,地下层通风时间分别需237、196、168、142 h。当通风稳定后,地上层粮堆平均温度分别为17.02、15.01、13.14、11.14℃,地下层粮堆平均温度分别为17.51、15.83、14.04、11.25℃,均趋近于入风温度,表明机械通风可有效降低粮堆温度,保证粮食安全。

不同压力蒸煮对中国菰米淀粉结构及理化特性的影响

以中国菰米淀粉为原料,利用扫描电镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪检测在常压蒸煮、高压蒸煮条件下菰米淀粉的晶体结构,并分析其热稳定性、凝沉特性及消化特性,探究其在不同条件处理下晶体结构和理化性质的变化。结果表明:蒸制处理后,淀粉的表观形貌、晶体结构、短程有序性、粒径大小无显著变化,蒸制提高了淀粉的糊化峰值温度、老化程度,降低了相对结晶度和热焓值。高压处理可促进淀粉老化,利于提高淀粉抗消化性。煮制处理后,淀粉结构破损严重,晶体结构由有序向无序转变,糊化后无明显的凝沉特性,粒径显著降低。经蒸煮处理后,淀粉慢消化淀粉含量显著提升,利于维持血糖平衡。

燕麦蒽酰胺功效特性研究进展

燕麦具有丰富的营养价值和保健功能,除了有β-葡聚糖、植酸、维生素E、黄酮类等生物活性物质,还有一种只存在于燕麦中的化合物-燕麦蒽酰胺,其中含量较高有燕麦蒽酰胺2c、燕麦蒽酰胺2f和燕麦蒽酰胺2p三类,已经得到了人们广泛研究。本文对燕麦蒽酰胺结构、分布、生物活性(抗氧化、抗炎、抗癌等)进行了系统的综述,并对燕麦蒽酰胺的生产进行展望,以期为燕麦蒽酰胺的综合利用及相关天然抗肿瘤药物开发提供参考。

基于机器视觉的谷物品种识别研究进展

品种纯度是谷物种子重要的质量指标,种子质量安全直接关乎国家粮食安全。国标规定的品种纯度鉴定采用形态鉴定法和苯酚染色法,鉴定结果受制于检验人员的经验且耗时较长。近年来,机器视觉技术和机器学习、深度学习算法发展迅速,在谷物品种识别和纯度、净度检测中取得了较大进展。主要从图像采集、图像预处理以及机器学习、深度学习技术在谷物品种识别领域的应用等方面进行归纳,分析了目前取得的研究成果以及存在的问题,对该领域未来研究重点进行了展望。

四川藜麦与麦类品种主要营养成分分析及营养评价

为全面了解藜麦的营养价值,以便在四川高海拔地区种植提供理论依据。对7个供试样品均采用国家食品标准方法进行检测。结果表明,7个供试样品营养丰富,主要营养成分及含量除水分外,碳水化合物、蛋白质和膳食纤维含量相对较高,脂肪和灰分含量相对较低。碳水化合物含量大麦和青稞差异不显著,其余均差异显著,小麦含量最高63.69%,黑藜麦含量最低55.74%,最大差值为7.95%;蛋白质含量依次为黑藜麦>红藜麦>白藜麦>黑青稞>大麦>小麦>青稞,均差异显著,黑藜麦最高为18.05%,青稞最低为8.30%,最大差值为9.75%;膳食纤维含量依次为青稞>大麦>小麦>黑青稞>白藜麦>黑藜麦>红藜麦,白藜麦和黑藜麦差异不显著,其他均差异显著,青稞最高为18.50%,红藜麦最低为5.33%,最大差值为13.17%;脂肪和灰分含量大多差异显著,脂肪最大差值为4.22%,灰分最大差值为2.22%。7个供试样品均含有16种氨基酸和人体必需的7种氨基酸,但氨基酸总量、必需氨基酸、非必须氨基酸及鲜味氨基酸含量最大相差分别为:7.12%、2.83%、4.47%、1.60而必需氨基酸与氨基酸的总量占比藜麦均大于麦类,白藜麦占比最高为35.50%。采用WHO/FAO模式对供试样品进行理想蛋白人体必需氨基酸评价,藜麦SRC值均大于麦类作物,且白藜麦SRC值最大为78.28,与100最接近。7个供试样品均含有丰富的能维持人体正常需要的营养物质及人体必需的7种氨基酸,黑藜麦的氨基酸总量最高,口感相对较好,经必需氨基酸分析,白藜麦营养价值相对更好。

燕麦酵素发酵过程中酶活性动态变化及其对营养物质的影响

以燕麦为原材料,发酵制备燕麦酵素,研究燕麦在发酵过程中淀粉酶、蛋白酶、SOD酶等酵素功效酶的活力变化以及对燕麦酵素主要营养物质的影响.结果表明:燕麦酵素中淀粉酶、蛋白酶、SOD酶的活力在发酵的前期呈显著升高趋势,淀粉酶、蛋白酶在发酵第5天达到最大值,分别比发酵前提高41.67%、49.30%,SOD酶活力则在发酵第4天达到最高,比发酵前提高了5.66倍(P<0.05);发酵过程中随着淀粉酶、蛋白酶、SOD酶等酶活力的提高,燕麦酵素中的β-葡聚糖含量、游离氨基酸含量、多酚含量等营养物质的含量均增加,且与相关功效酶呈线性正相关.

试样厚度对105℃烘箱法稻谷含水率定值的影响

在使用105℃烘箱法对稻谷含水率定值的过程中,分别对不同种类、不同含水率的稻谷样品,采用不同的试样厚度进行烘干,研究分析了试样厚度对稻谷含水率定值的影响。试验结果表明,试样厚度应介于2~3mm之间。