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复合助剂对低温喷雾干燥蓝靛果粉理化性质的影响

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农业工程学报 2024年第2期40卷 93-106页

作者：郑先哲鲁天麟陈启明张雨涵沈柳杨付科森朱海辉柏才宇东北农业大学工程学院哈尔滨150030

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... 详细信息

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。

关键词：干燥理化特性低温喷雾干燥复合助剂蓝靛果黄金分割法花青素核磁共振

脉冲式连续微波干燥树莓果浆的控制系统和品质优化

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食品工业科技 2024年第16期45卷 259-271页

作者：郑先哲付科森张雨涵鲁天麟刘慧然柏才宇东北农业大学工程学院黑龙江哈尔滨150000

为改善微波加热均匀性,提高连续式微波干燥树莓果浆干后品质,在自行研制脉冲式微波输出可编程控制器(Programmable Logic Controller,PLC)控制系统上,采用中心组合试验设计方法,分析微波占空比、脉冲周期、风速和干燥时间四个实验因素... 详细信息

为改善微波加热均匀性,提高连续式微波干燥树莓果浆干后品质,在自行研制脉冲式微波输出可编程控制器(Programmable Logic Controller,PLC)控制系统上,采用中心组合试验设计方法,分析微波占空比、脉冲周期、风速和干燥时间四个实验因素对树莓果浆的平均温度、温度离散值、含水率、水分含量离散值、花青素保留率和花青素保留率离散值指标的影响规律,获得脉冲式微波干燥树莓果浆的最佳工艺。对比脉冲式微波干燥与常用的反馈控温微波干燥、间歇微波干燥和连续式微波干燥工艺的果浆干后品质及均匀性指标,进而研制连续式微波干燥树莓果浆品质优化控制系统。结果表明,脉冲式微波干燥通过PLC控制系统,使磁控管以脉冲形式输出矩形波形式功率,间歇性地开启磁控管比连续微波加热更有效,并且采用脉冲式微波干燥树莓果浆具有更优产品品质和加热效率,对比反馈控温系统成本更低可靠性更好。脉冲式微波干燥树莓果浆的最佳工艺为:微波占空比0.6、脉冲周期17 s、风速1.9 m/s、干燥时间12.5 min。相比于连续式微波干燥,脉冲式微波干燥果浆品质最优,脉冲式干后果浆花青素保留率提高35.31%±0.55%,反馈控温下提高33.59%±0.23%,间歇微波下提高16.42%±0.18%。脉冲式微波干燥通过控制功率降低果浆干后温度,改善干后品质均匀性,为树莓干制品工业化生产提供依据。

关键词：脉冲微波干燥树莓果浆可编程控制器花青素

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苜蓿干燥特性试验研究

农业工程学报 2005年第1期21卷 159-162页

作者：郑先哲蒋亦元东北农业大学工程学院哈尔滨市150030

该文在薄层干燥试验台上研究了苜蓿的干燥特性。试验结果为:干燥温度越高,苜蓿的干燥速度越快。试验确定了临界干燥速度与干燥温度间的方程,定量分析了苜蓿干燥速度与干燥温度间的关系。运用量纲分析方法,得到干燥动力学常数K与初始含水... 详细信息

该文在薄层干燥试验台上研究了苜蓿的干燥特性。试验结果为:干燥温度越高,苜蓿的干燥速度越快。试验确定了临界干燥速度与干燥温度间的方程,定量分析了苜蓿干燥速度与干燥温度间的关系。运用量纲分析方法,得到干燥动力学常数K与初始含水率Mo,样品质量G,干燥温度T,介质流速v,茎秆长度l的经验公式,可以准确分析和评价苜蓿在各种条件下的干燥特性。

关键词：苜蓿干燥量纲分析法

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留胚米脂质稳定化及其贮藏关键技术研究进展

食品科学 2022年第11期43卷 337-344页

作者：王丽群国立东周野陈凯新郑先哲卢淑雯黑龙江省农业科学院食品加工研究所黑龙江哈尔滨150086 黑龙江中医药大学药学院黑龙江哈尔滨150040 东北农业大学工程学院黑龙江哈尔滨150030

留胚米具有营养全面和蒸煮方便等优点,但其在保质期内表现出的脂肪酸值升高、陈化气味明显等质量问题严重限制了留胚米制品的流通和推广。留胚米品质劣变的主要原因在于稻米碾磨后其表层脂质迅速发生难以控制的水解与氧化,且现有抛光、... 详细信息

留胚米具有营养全面和蒸煮方便等优点,但其在保质期内表现出的脂肪酸值升高、陈化气味明显等质量问题严重限制了留胚米制品的流通和推广。留胚米品质劣变的主要原因在于稻米碾磨后其表层脂质迅速发生难以控制的水解与氧化,且现有抛光、钝酶及包装等加工技术均不能使留胚米制品达到正常流通要求。为解决留胚米类产品的生产难题,本文在对稻米中脂质稳定性进行系统阐述的基础上,分别对不同加工和胁迫条件对稻米脂质稳定性的影响进行分析,最后对稻米中脂质氧化与其自身抗氧化系统的协同作用进行了综合评价,旨在为进一步开展留胚米品质劣变机理相关研究提供理论参考,为探索切实可行的留胚米安全贮藏技术提供新思路。

关键词：留胚米贮藏脂质劣变抗氧化体系

基于果实颜色特征的蓝靛果忍冬花青素含量预测

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农业工程学报 2023年第2期39卷 242-251页

作者：郑先哲赵兴隆刘成海霍俊伟杨昊刘钗沈柳杨东北农业大学工程学院哈尔滨150030 东北农业大学园林与园艺学院哈尔滨150030

为了实现对蓝靛果忍冬果实品质无损检测,以蓝靛果忍冬果实作为研究对象,采集果实表皮颜色图像信息并提取颜色特征参数,测定不同采收时间蓝靛果忍冬果实花青素含量,探究颜色变化与花青素含量变化相关性,建立颜色与花青素含量之间的回归... 详细信息

为了实现对蓝靛果忍冬果实品质无损检测,以蓝靛果忍冬果实作为研究对象,采集果实表皮颜色图像信息并提取颜色特征参数,测定不同采收时间蓝靛果忍冬果实花青素含量,探究颜色变化与花青素含量变化相关性,建立颜色与花青素含量之间的回归预测模型。依据蓝靛果忍冬果实颜色特征参数,采用高斯算法建立花青素含量预测模型。结果表明,自蓝靛果忍冬果实生长的第四阶段半转色期Ⅱ开始,花青素含量快速升高,在第七阶段成熟期达到最高,在此过程中果实颜色由红色明显转为紫黑色;在蓝靛果忍冬果实生长和成熟过程中,以果实三原色和颜色饱和度的单一分量及其算术运算得到组合分量构成了21个颜色特征参数,这些参数与花青素含量有显著相关性(P<0.01);基于果实原色中绿色和蓝色值归一化处理的差值建立花青素含量最优高斯模型,有准确度高(R^(2)_(c)=0.993)、误差低(C_(RMSE)=4.752 mg/100g)、需用参数少(1个)的特点,适用于预测蓝靛果忍冬果实的花青素含量。研究结果可为蓝靛果忍冬生长期间的花青素含量无损检测提供模型依据。

关键词：颜色无损检测浆果花青素预测高斯模型

蓝靛果微波泡沫干燥过程中维生素C降解过程模拟

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食品工业科技 2022年第5期43卷 79-86页

作者：孙宇张雨涵徐皖君郑先哲哈尔滨学院食品工程学院黑龙江哈尔滨150086 东北农业大学工程学院黑龙江哈尔滨150030

受干燥条件影响,食品原料中营养成分常发生降解,为阐明微波泡沫干燥条件对蓝靛果中维生素C稳定性的作用规律,本研究在对各影响因素进行通径分析的基础上,分阶段建立维生素C降解动力学模型,并据此建立多物理场仿真模型。结果表明:干燥过... 详细信息

受干燥条件影响,食品原料中营养成分常发生降解,为阐明微波泡沫干燥条件对蓝靛果中维生素C稳定性的作用规律,本研究在对各影响因素进行通径分析的基础上,分阶段建立维生素C降解动力学模型,并据此建立多物理场仿真模型。结果表明:干燥过程中物料温度和含水率对维生素C降解同时存在直接影响和间接影响,温度升高和含水率下降均会导致维生素C降解量增加,其直接通径系数分别为-0.113和0.715。根据降解动力学方程可得,预热干燥阶段维生素C的降解活化能为3.926 kJ/mol,起泡干燥阶段维生素C的降解反应热为-0.515 kJ/kg,干燥后期是维生素C降解的主要阶段,应控制干燥条件缩短此阶段持续时间。多物理场仿真模型的实测值与模拟值偏差为4.36%,说明所建模型能较好地反映蓝靛果中维生素C在不同干燥阶段的分布和降解规律,由模拟结果可以直接观察到边缘处维生素C的降解速率始终高于中心区,且二者差值随干燥进行而增加。研究结果可为蓝靛果干制加工和维生素C降解分析提供理论依据。

关键词：蓝靛果微波泡沫干燥维生素C 降解模型

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蕨菜微波真空干燥特性和品质试验研究

农业工程学报 2008年第5期24卷 253-257页

作者：邓宇郑先哲东北农业大学工程学院哈尔滨150030

为了快速干燥蕨菜这种营养价值高但难于鲜藏的特色山野菜,利用微波真空干燥技术,对蕨菜进行正交干燥试验,研究蕨菜干燥特性;并与冷冻干燥、热风干燥方法相比较,分析不同干燥方法对蕨菜干品品质的影响。在蕨菜的微波真空干燥过程中,微波... 详细信息

为了快速干燥蕨菜这种营养价值高但难于鲜藏的特色山野菜,利用微波真空干燥技术,对蕨菜进行正交干燥试验,研究蕨菜干燥特性;并与冷冻干燥、热风干燥方法相比较,分析不同干燥方法对蕨菜干品品质的影响。在蕨菜的微波真空干燥过程中,微波功率对干燥速度的影响要高于真空度,并且提出了蕨菜含水率与微波功率、干燥时间和真空度之间的回归模型;对3种方法干燥后的蕨菜在颜色、维生素C含量和复水性方面进行对比,结果表明:微波真空干燥的蕨菜的复水性优于热风干燥和冷冻干燥;微波真空干燥后的蕨菜品质与冷冻干燥几乎相同,明显高于传统的热风干燥品质。微波真空干燥技术是适合蕨菜脱水的有潜力的干燥技术。

关键词：蕨菜微波真空干燥热风干燥颜色维生素C

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基于农业物联网的无线通信技术实验研究

农机化研究 2022年第6期44卷 188-193页

作者：林甄谢金冶田硕郑先哲三亚学院理工学院海南三亚572022 三亚小象科技有限公司海南三亚572000 东北农业大学工程学院哈尔滨150030

物联网技术的进步极大地促进了智慧农业的发展,如基于物联网的农业监测设备,可以有效提高生产效率。但是,这些设备通常安装在农田中,没有可持续的能源供给,所以降低能耗和提升运行时间是首要问题。为此,对WiFi、ZigBee、LoRaWAN等3种常... 详细信息

物联网技术的进步极大地促进了智慧农业的发展,如基于物联网的农业监测设备,可以有效提高生产效率。但是,这些设备通常安装在农田中,没有可持续的能源供给,所以降低能耗和提升运行时间是首要问题。为此,对WiFi、ZigBee、LoRaWAN等3种常用无线通信技术在不同环境条件下分别进行了4次实验测试,结果表明:在优先考虑功耗的情况下,LoRaWAN最适合在农业监测领域中应用。

关键词：智慧农业农业监测无线通信物联网

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稻米真空保鲜储藏技术研究

农业工程学报 2004年第3期20卷 167-170页

作者：郑先哲东北农业大学工程学院哈尔滨150030

通过稻米常规储藏和真空储藏的对比试验,研究了稻米真空保鲜储藏原理和品质劣化机理。在真空储藏和常规条件下,稻米的食味都下降,但在真空条件下,稻米中的脂肪酸、含水率和淀粉的理化性质变化幅度比常规条件下的小,因此真空储藏比常规... 详细信息

通过稻米常规储藏和真空储藏的对比试验,研究了稻米真空保鲜储藏原理和品质劣化机理。在真空储藏和常规条件下,稻米的食味都下降,但在真空条件下,稻米中的脂肪酸、含水率和淀粉的理化性质变化幅度比常规条件下的小,因此真空储藏比常规储藏更好保持稻米的食味。研究发现稻米的含水率越高,储藏期间食味变化率越大。真空储藏能够减少黄粒米产生,抑制霉菌、害虫生长。研究得出了各种含水率稻米的合理真空储藏参数,经生产性试验验证可行。

关键词：稻米真空储藏常规储藏食味