超声协同大豆分离蛋白对米粉和米面包品质的影响及机制研究

目的探究超声协同大豆分离蛋白(soybean isolate protein,SPI)对米粉以及米面包品质的影响。方法以碎米为主要原料,5个梯度(0%、3%、6%、9%、12%,以碎米粉质量计)的大豆分离蛋白(soybean isolate protein,SPI)为辅料,比较超声协同5个梯度SPI对混合粉热机械学特性、糊化特性、流变特性以及米面包比容、损耗率、感官评价的影响。结果与未进行超声处理的样品相比,超声协同SPI处理的米粉的吸水率从64.90±0.00增加至94.80±0.00,其混合粉的峰值黏度从2704.00±47.76降低至1567.00±116.73,表明超声使淀粉部分支链断裂,生成大量短直链淀粉,导致分子量下降,相互作用减弱;超声处理后的样品储能模量(G')曲线随着SPI含量的增加呈现出先降低后增加再降低的趋势,损耗模量(G")曲线呈现出逐渐降低的趋势。当SPI添加量为9%时,米面包的比容达到最大值,为(0.86±0.08)mL/g,感官评分从50.05±3.75增加至86.27±2.28;当SPI添加量达到12%时,米面包的损耗率达到最低。结论综上所述,采用9%SPI的方法制备米面包,可以有效地改善米面包品质,本研究为米面包在食品领域的应用提供了理论基础。

挤压工艺对碎米重组米品质特性的影响

向碎米中添加燕麦粉、大豆粉、马铃薯淀粉,利用双螺杆挤压技术制备重组米,并考察挤压温度、物料水分含量、螺杆转速对重组米质构、感官评分以及糊化度的影响。结果表明:随着机筒温度的升高,重组米的硬度、咀嚼性、黏聚性总体上呈下降趋势;随着物料水分含量的增加,重组米的硬度逐渐减小,咀嚼性和黏聚性先减小后增加,弹性总体上先增大后减小;硬度、咀嚼性、黏聚性总体上均随螺杆转速的增加而增大;糊化度和感官评分随着机筒温度、物料水分含量和螺杆转速增加,总体上先增大后减小。综合分析,机筒温度80℃、物料水分含量31%、螺杆转速160r/min为制备最佳工艺。

米糠制粒浸出工艺的研究与实践

旨在验证改进型糠粞分离器的分离效果和为米糠制粒浸出工艺提供一定的技术参考,采用风选分离糠粞、制粒烘干、平转浸出、负压蒸发、DTDC湿粕脱溶的米糠制粒浸出工艺制取米糠原油,通过总结生产中的一些问题和操作经验,改进了风选式糠粞分离器,确定了颗粒化处理方式及米糠制粒浸出工艺关键点的参数。结果表明:采用改进的糠粞分离器,糠粞分离效果良好,处理量大;以低温制粒烘干代替膨化进行米糠的颗粒化处理,米糠制粒浸出工艺关键点的工艺参数为制粒温度60℃,颗粒直径3.7 mm,烘干机出料温度60℃,烘干后颗粒水分5%,浸出温度55℃,蒸发系统真空度70 kPa,第一蒸发器出油浓度85%、温度65℃,第二蒸发器出油浓度95%、温度98℃,汽提塔出油温度102℃,蒸脱机气相温度76℃。采用优化的米糠制粒浸出工艺可改善米糠原油及糠粕品质,并可降低能耗。

稻米加工副产品营养指标的近红外预测模型的建立

为实现对稻米加工副产品营养物质的快速检测,按需进行饲料加工和加工副产品分级,研究选用302份稻米加工副产品样品(碎米107份、腹白米77份及异色粒118份),经过标准方法理化数据检测、样品前处理、近红外光谱采集、光谱数据预处理、筛选特征波长和建立模型等步骤,最终建立了针对碎米、腹白米及异色粒3种稻米加工副产品总体的水分、粗蛋白、粗脂肪以及粗纤维营养指标的总定量预测模型。结果显示:所建立的模型决定系数R^(2)均大于0.85,相对分析误差(RPD)均大于2.5,具有较好的准确性、稳定性。研究表明,此检测方法快速、高效、准确,提高了稻米加工副产品的综合利用率。

基于改进YOLOv5的碎米检测数据集

碎米检测是评估大米品质的重要环节,传统的碎米检测是由人工挑选完成的,这种方式耗时费力,误差率高,而且公开可用的碎米检测数据集并不多。为解决该问题,研究创建了一个大米碎米数据集,该数据集共由2435张图片和对应标签文件组成,其中包含3种类别;并提出了一个改进的YOLOv5碎米检测模型,该模型引入ShuffleNetv2轻量化结构作为特征提取结构,大大减少了模型的参数量,在此基础上,引入了BiFPN结构作为特征融合结构,使用α_IoU作为回归框损失对损失函数进行改进。实验表明,改进之后的模型精度可达98.9%,比原YOLOv5模型高0.3%,参数量和计算量也比原模型减少了85%以上,其中精度相比于YOLOv3、SSD、RestinaNet、FasterRCNN分别高了0.4%、33.3%、27.9%、27.2%。相关数据集在https://github.com/THFrag/broken-rice-detection上提供。

米糠和碎米的接触参数测量与离散元仿真标定

为确定米糠和碎米分离装备离散元仿真所需的接触参数,利用台架试验与仿真试验对米糠、碎米颗粒接触参数进行测量和标定。分别采用自由落体碰撞法、碰撞扩散法、斜面滑动法和斜面滚动法标定了碎米与亚克力间的碰撞恢复系数为0.45、静摩擦系数为0.38、滚动摩擦系数为0.17,米糠与亚克力间的碰撞恢复系数为0.15,静摩擦系数为0.76。基于休止角测量试验,结合MATLAB软件图像处理技术获取了颗粒堆休止角;通过最陡爬坡试验和二次正交旋转组合试验,建立了影响因素与休止角之间的二次回归模型,并以休止角的相对误差最小为约束条件,对回归方程寻优求解,得到了最佳参数组合,其中,碎米间静摩擦系数0.60、滚动摩擦系数0.40、碰撞恢复系数0.61,米糠间静摩擦系数0.81、滚动摩擦系数0.18、碰撞恢复系数0.15。研究结果为米糠和碎米分离装备离散元仿真参数设置提供了参考。

蓝莓渣复合籼米冲调粉的配方优化及品质分析

以碎籼米粉和蓝莓渣粉混合后通过挤压加工和粉碎处理得到的膨化粉为主要原料,通过单因素和正交实验对蓝莓渣复合籼米冲调粉的配方进行优化,并对蓝莓渣复合籼米冲调粉的色差、香气、游离氨基酸、流变以及体外消化等品质进行分析。优化获得的蓝莓渣复合籼米冲调粉最优配方为以7 g膨化粉为基准,木糖醇质量分数为68%,食盐质量分数为0.85%,麦芽糊精质量分数为21.3%。该配方条件下获得的蓝莓渣复合籼米冲调粉具有蓝莓和籼米粉的风味,结块较少。蓝莓渣复合籼米冲调粉较纯籼米冲调粉L^(*)值和b^(*)值显著下降,a^(*)值显著上升;电子鼻检测结果显示两种样品间香气差异种类主要为无机硫化物;蓝莓渣复合籼米冲调粉较籼米冲调粉的游离氨基酸含量降低了22.03μg/g dw;流变结果表明两者皆为剪切稀化的假塑性流体,但蓝莓渣复合籼米冲调粉的剪切稀化行为更显著;体外消化结果表明,蓝莓渣复合籼米冲调粉较籼米冲调粉的抗性淀粉含量升高了8.17%,快速消化淀粉降低了8.23%。

对称式双吸风米糠与碎米分离装置的设计与试验

针对传统的单吸风米糠和碎米分离装置存在分离效率低、风速要求较大等问题,设计了一种对称式结构双吸风的新型米糠和碎米分离装置。采用Fluent-EDEM软件耦合的方法,在不同的吸风速度下对米糠和碎米混合物进行仿真分析,通过台架试验来检验新型分离装置的分离效果,并利用PIVlab观测分离装置中米糠颗粒的运动特征与仿真结果进行对比。结果表明:在吸风风速为4.5 m/s时,米糠和碎米的分离效果最为理想,装置内部形成明显的“X”型高速分离流场,中心区域最大上升气流速度为5.6 m/s,米糠最大上升速度为3.3 m/s。试验得出平均分离率为98.99%,损失率为0,利用PIV技术测得米糠的最大上升速度为3 m/s。试验结果与仿真结果吻合较好,分离装置的有效性得到了验证。研究结果对丰富米糠与碎米分离装置的结构形式和进一步提高分离效率具有一定的参考意义。

基于LSP与GLCM方法的碎米识别特性研究

随着农业机械化的不断推进,稻米加工过程中的碎米率逐步上升,碎米的快速准确识别对于大米加工与分级等具有重要意义,高效碎米识别方法的建立与应用是提高碎米的利用价值的有效途径。以米粒为研究对象,采用计算机视觉技术提取米粒特征,实现碎米自动分类识别。首先对米粒图像预处理,提取4维形状特征,利用局部相似模式(LSP)和灰度共生矩阵(GLCM)提取米粒4维纹理特征,建立支持向量机(SVM)、线性判别分类器(LDA)、K近邻(KNN),随机森林(RF),4种机器学习方法训练碎米识别分类器进行分类识别,利用验证集数据分析各类分类器的性能特征。结果表明,基于纹理特征及形状特征的支持向量机分类器的碎米识别精度最高,正确率达到97.56%。

基于OTSU图像分割算法的碎米检测

碎米作为大米加工过程的常见产物,常会对产品的口感、味道产生影响,因此针对整米中碎米的有效筛分尤为重要。针对上述问题,该文建立基于大津法(maximal variance between clusters,OTSU)图像分割算法的逻辑回归模型用以检测整米中的碎米。将检测结果与国标法进行对比,结果表明逻辑回归模型的曲线线下面积(area under the curve,AUC)值为0.987,柯尔莫可洛夫-斯米洛夫(Kolmogorov-Smirnov,KS)值为0.909,0.5为最佳阈值;而国标法的AUC值为0.922,KS值为0.669,21为最佳阈值。该文所建立的逻辑回归模型的准确率、精确率、召回率及F1分数均高于国标法。此外,逻辑回归模型的AUC值比国标法的AUC值更接近于1,KS值也更高,表明逻辑回归模型能够更好地区分碎米与整米。长轴(x_(1))、面积(x_(2))、短轴(x_(3))与长短轴比(x_(4))4个特征参数都是模型中具有显著影响的因素,对应的线性关系为z=-139.97-5.35x_(1)+10.93x_(2)+2.86x_(3)+34.59x_(4)。

米粞对面团、馒头质构特性及品质的影响

以小麦粉和米粞为主要原料制备米粞馒头,利用质构仪分析米粞添加量对面团及馒头质构特性的影响,并对馒头感官品质进行评价。结果表明:面团的硬度、咀嚼性随着米粞添加量的增加显著增大馒头的硬度和咀嚼性随着米粞添加量的增加显著增大,但在米粞添加量为5%时,其硬度和咀嚼性下降显著;面团的弹性随着米粞添加量的增加显著下降,而内聚性呈波动式变化;馒头的内聚性、弹性呈显著降低趋势;馒头的气味提升,其他感官指标变差。因此,米粞的添加会改变面团和馒头的质构特性及馒头的感官品质,研究可为米粞馒头的开发提供理论指导。

防过碾碾米工艺与设备——大米适度加工关键新技术研究(2)

针对糙米多道碾白后,有一部分米粒已达到产品加工精度要求,但传统碾米工艺中,所有米粒都需经过后续碾米机碾白,造成过碾的现状,研发了全新防过碾碾米工艺,将已达到加工精度的米粒及时分离出来,既减轻设备、消耗品的磨损,节省能耗,也防止了已达加工精度的大米重复碾磨,造成过碾。

优质冷鲜米加工技术研究

为了避免大米加工过程中米粒温升较高导致的口感下降、出米率降低或是储存时间缩短带来的隐患,通过干燥、存储、加工、包装等大米加工全过程关键技术研究,开发完成优质冷鲜米加工成套技术,有效降低优质冷鲜米加工过程中的米粒温升,避免由此造成的产品品质下降与数量损失,更加高效地保全产品营养。

辛烯基琥珀酸碎米淀粉酯在年糕中的应用

将经过辛烯基琥珀酸酐(OSA)改性后的粳碎米制成的辛烯基琥珀酸碎米淀粉酯(OSBRS)应用到年糕的制作中,通过单因素试验得到年糕的最佳制备工艺:粳碎米与糯米质量比2∶3、OSBRS添加量5%、加水量50%,在此工艺条件下,制作的年糕感官评分为87.45。品质分析发现:加入OSBRS后,年糕的蒸煮损失由2.80%下降到2.09%,吸水率从3.33%增加到4.03%;储存7 d后,OSBRS年糕的持水率从79.38%下降到73.47%,硬度从753.78 g增加至872.32 g,显著优于碎米年糕。此外,OSBRS碎米年糕的质构特性也有所提高,OSBRS不仅提高粳碎米的利用价值,还为传统美食的发展提供参考依据。

基于响应面法的米糠与碎米混合物间离散元参数标定

为确定米糠碎米分离装备仿真分析中混合物间的离散元仿真参数,对米糠与碎米间的接触参数进行标定。采用混合物堆积试验,结合MATLAB软件图像处理技术获取混合物休止角,通过最陡爬坡试验确定试验因素的水平编码和最优值区间,根据Box-Behnken试验结果建立休止角与影响因素的二阶回归模型,基于响应面优化得到混合物间最佳参数组合,并在最佳参数组合条件下开展验证试验。结果表明:米糠与碎米间碰撞恢复系数为0.18、静摩擦系数为0.42、滚动摩擦系数为0.28,混合物仿真休止角与台架试验休止角相对误差为0.19%。基于响应面法标定的米糠-碎米间接触参数可靠,可为米糠碎米分离装备混合物间的离散元仿真参数设置提供参考。

实验室测定大米中碎米含量的影响因素分析

碎米是稻谷制成精米过程中产生的副产品,其含量大小不但关系到大米的蒸煮品质和米饭的口感,也关系到粮食贸易者的经济效益。文章从实验室温湿度、小碎米定义、取样量3个因素,考察对大米中小碎米含量、碎米总含量测定结果的影响。结果表明,实验室温度20~25℃,湿度50%~60%;小碎米定义为长度不大于该批次试样平均长度的1/4,过孔径2.0 mm圆孔筛,留存在孔径1.0 mm圆孔筛上的不完整米粒;取样量不低于25 g时,大米小碎米含量、碎米总含量重现性好且准确可靠。

碎米制取葡萄糖浆的工艺研究

研究碎米酶法制取葡萄糖的液化和糖化工艺。通过单因素试验,获取最佳液化工艺条件为:液化温度90℃,自然pH值,耐高温α-淀粉酶加酶量15U/g左右,液料比6:1(ml/g)左右,液化时间15～20min。在此条件下,测得液化液DE值为17.3%。通过正交试验,获取最佳糖化工艺条件为:糖化温度60℃,糖化时间24h,糖化酶加酶量80U/g,pH3.5。在此条件下,测得糖化液DE值为99.5%。酶法制取葡萄糖浆的葡萄糖含量为77.3%。

挤压处理对碎米结构及特性的影响

研究了挤压处理对碎米结构及特性的影响,通过X-射线衍射分析法、扫描电镜法分别对淀粉颗粒的晶体结构及外表特征进行观察,结果发现挤压处理后的碎米淀粉颗粒的结晶度明显减少;碎米淀粉颗粒外表面呈现不规则形状,并有聚集的现象出现。并对碎米淀粉的溶解性、膨胀力、糊化特性及α-淀粉酶敏感度的测定。挤压处理后碎米淀粉的溶解度增加,膨胀力减小;终值粘度、回生值、衰减值、糊化温度和峰值时间分别从2343、1209、446cP、78.8℃、5.82min降低到114、49、94cP、55.0℃、1.85min;对α-淀粉酶的敏感性有显著的提高。

热压凝胶法制备营养质构米及其营养性质研究

为弥补食用精白米导致营养不良的状况,以大米加工过程中产生的碎米作为原料和载体,产生的米糠作为天然营养强化剂,采取热压凝胶法制备营养质构米。在预试验的基础上,采用响应面法考察热压凝胶过程条件包括喂料含水率,螺杆转速,5个加热区机筒温度对营养质构米的质构和营养特性的影响,得出制备最佳工艺条件:当喂料转速为30r/min,米糠添加量为4%,物料含水率为30%,螺杆转速为17.7r/min,5个区机筒温度分别为50,65,85,100,95～97℃。在此条件下制备的营养质构米含有质量分数总膳食纤维11.44%,蛋白质11.62%,脂肪6.49%,而维生素为B12.07μg/g,维生素B20.31μg/g和γ-谷维素12.04mg/100g。相比于天然精白米,质构特性相近,但维生素B1,维生素B2,γ-谷维素分别增加了1.17,0.06,5.83μg/g,为营养质构米工业化生产提供参考。

微波辅助酶法制备碎米抗性淀粉的工艺研究

研究以碎米为原料微波辅助酶法制备抗性淀粉的工艺。通过单因素和正交试验,获取最佳工艺条件:淀粉浆添加量25g/mL、微波时间90s、普鲁兰酶添加量4.0U/g干淀粉、酶解时间2h、回生时间20h。在此条件下抗性淀粉得率为21.81%。本实验可为碎米抗性淀粉的制备提供一定参考。