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微波技术在食品和农产品加工中应用研究进展

农业工程学报 2024年第6期40卷 14-28页

作者：郑先哲张雨涵刘成海沈柳杨赵兴隆薛亮亮东北农业大学工程学院哈尔滨150030

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... 详细信息

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。

关键词：微波加工食品农产品均匀性能耗

微波加热下表没食子儿茶素对海鲈鱼肌球蛋白氧化的影响

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中国食品学报 2024年第2期24卷 43-52页

作者：李颖畅董高缘崔蕾仪淑敏吕艳芳渤海大学食品科学与工程学院、生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心辽宁锦州121013

为了研究微波加热下没食子儿茶素对海鲈鱼肌球蛋白氧化的影响,采用不同质量浓度(20,40μg/mL和60μg/mL)的表没食子儿茶素(EGC)处理海鲈鱼肌球蛋白,研究其对肌球蛋白的影响机制。EGC能够延缓微波处理后肌球蛋白羰基和二聚酪氨酸含量的... 详细信息

为了研究微波加热下没食子儿茶素对海鲈鱼肌球蛋白氧化的影响,采用不同质量浓度(20,40μg/mL和60μg/mL)的表没食子儿茶素(EGC)处理海鲈鱼肌球蛋白,研究其对肌球蛋白的影响机制。EGC能够延缓微波处理后肌球蛋白羰基和二聚酪氨酸含量的升高和总巯基含量的降低;相对对照,羰基含量降低了19.82%~72.67%。添加EGC的肌球蛋白聚集体较少,且分布均匀。微波促使蛋白质分子去折叠致使荧光强度上升,EGC维持了蛋白质三级结构的相对稳定性,延缓荧光强度上升。微波前,添加低质量浓度(20,40μg/mL)EGC可显著增加α-螺旋含量,维持蛋白质二级结构的稳定性。微波加热后20μg/mL EGC维持了蛋白质二级结构的稳定性。分子动力学模拟结果表明,肌球蛋白与EGC复合物在升温电场下氨基酸残基均方根(RMSF)、均方根偏差(RMSD)、溶剂可及表面积(SASA)降低,氢键(HBOND)下降速率减慢,二级结构波动减少,提升了肌球蛋白的热稳定性。肌球蛋白通过与EGC之间产生氢键和疏水相互作用,提升了复合物在升温电场下的稳定性。

关键词：微波表没食子儿茶素海鲈鱼肌球蛋白氧化

微波间歇干燥对玉米籽粒中淀粉理化特性的影响

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中国食品学报 2024年第2期24卷 179-190页

作者：王新智王天池吴玉柱刘景圣许秀颖赵城彬吉林农业大学食品科学与工程学院、小麦和玉米深加工国家工程研究中心长春130118

为提高玉米干燥的速率,明确微波间歇干燥对玉米中淀粉的影响,以"吉农玉719"为研究对象,对比自然干燥和不同微波功率密度条件下微波间歇干燥对玉米中淀粉加工和结构特性的影响。结果表明:与自然干燥的玉米相比,玉米经微波干燥,其淀粉的... 详细信息

为提高玉米干燥的速率,明确微波间歇干燥对玉米中淀粉的影响,以"吉农玉719"为研究对象,对比自然干燥和不同微波功率密度条件下微波间歇干燥对玉米中淀粉加工和结构特性的影响。结果表明:与自然干燥的玉米相比,玉米经微波干燥,其淀粉的性质发生明显变化,微波功率密度在0.9~3.6 W/g范围内,玉米淀粉的峰值黏度和溶解度均呈先升高后降低的趋势,当微波功率密度为1.8 W/g时,淀粉的峰值黏度最高,溶解度最高。静态流变学结果表明:玉米经自然干燥和微波干燥,其淀粉凝胶均为假塑性流体。动态流变学结果表明:微波功率密度在0.9~1.8 W/g范围,微波作用可明显改善玉米淀粉凝胶的黏弹性,当微波功率密度为1.8 W/g时,淀粉凝胶的黏弹性最好;当微波功率密度高于1.8 W/g时,玉米淀粉凝胶的硬度显著增加;玉米经微波干燥,其淀粉的膨胀度、热焓值和有序度均降低,粒径增加。结论:在微波功率密度1.8 W/g、微波时间2 min、缓苏时间4 min条件下干燥得到的玉米淀粉特性最佳。

关键词：微波间歇干燥玉米淀粉加工特性结构特性

微波对大豆蛋白氧化聚集体结构及功能特性的影响

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农业工程学报 2023年第9期39卷 261-269页

作者：江连洲王一畅马依彤刘军杨宗瑞郭增旺东北农业大学食品学院哈尔滨150030 山东禹王生态食业有限公司德州253000 克东禹王大豆蛋白食品有限公司齐齐哈尔161000

为了探究不同时间微波处理对大豆蛋白氧化聚集体的结构和功能性质的影响,由偶氮二异丁脒盐酸盐(2,2′-azobis(2-amidinopropane)dihydrochloride,AAPH)诱导构建大豆蛋白氧化反应体系,采用功率为350 W的微波对其照射不同时间(0、10、20... 详细信息

为了探究不同时间微波处理对大豆蛋白氧化聚集体的结构和功能性质的影响,由偶氮二异丁脒盐酸盐(2,2′-azobis(2-amidinopropane)dihydrochloride,AAPH)诱导构建大豆蛋白氧化反应体系,采用功率为350 W的微波对其照射不同时间(0、10、20、30、40、50、60、70 s),探究微波处理对氧化聚集大豆蛋白的结构特性和加工特性的影响。结果表明,氧化可诱导形成粒径、分子量更大,结构更致密的蛋白质聚集体,同时对加工特性造成损害。适当时间(微波处理会导致氧化聚集体的分子结构打开、粒径降低和浊度降低,无序结构减少,进而改善了起泡性、乳化性和持水、持油性。长处理时间(>30 s)的微波处理导致已解聚的大豆蛋白分子重新形成更大的分子聚集体,降低功能性质。这表明微波物理场可以通过改变大豆蛋白氧化聚集体的结构和聚集行为调节其功能性质,为大豆蛋白功能性质的改善及微波在大豆蛋白氧化聚集体行为调控的应用方面提供参考。

关键词：微波结构大豆蛋白氧化聚集体功能特性

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微波加热干燥煤泥热质传递及其能耗特性分析

化工学报 2023年第6期74卷 2382-2390页

作者：王光宇张锴张凯华张东柯华北电力大学热电生产过程污染物监测与控制北京市重点实验室北京102206 华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206 西澳大学能源中心(M473) 澳大利亚西澳大利亚6009

采用微波加热方法考察了煤泥干燥过程基本特征及其热量和质量传递特性,阐述了不同阶段动力学和能耗变化基本规律。结果表明煤泥微波干燥可以分为预热升温、恒速干燥和降速干燥三个阶段,其中自由水主要在预热升温和恒速阶段去除,而结合... 详细信息

采用微波加热方法考察了煤泥干燥过程基本特征及其热量和质量传递特性,阐述了不同阶段动力学和能耗变化基本规律。结果表明煤泥微波干燥可以分为预热升温、恒速干燥和降速干燥三个阶段,其中自由水主要在预热升温和恒速阶段去除,而结合水则在降速阶段去除。恒速和降速干燥阶段的动力学特征可以采用线性模型和修正的Page模型(Ⅰ)分别描述,进而获得所选样品在降速阶段的表观活化能为3.23 W/g。样品在恒速干燥阶段脱水能耗(2.94~5.90 kJ/g)明显低于预热升温和降速干燥阶段,且脱水能耗随着微波功率(500~800 W)增大或初始质量(150~300 g)增加而逐渐降低。

关键词：煤泥微波干燥传递过程动力学能耗

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微波活化煤矸石对水泥基材料的性能影响

材料导报 2023年第4期37卷 91-97页

作者：关虓陈霁溪朱梦宇高洁丁莎西安科技大学建筑与土木工程学院西安710054 西安建筑科技大学省部共建西部绿色建筑国家重点实验室西安710055 西安建筑科技大学土木工程学院西安710055

本研究采用微波对煤矸石粉进行高温辐射以激发其潜在活性,使其作为掺合料高效运用于水泥基材料中。通过红外温度仪测量煤矸石粉微波温度,进一步利用激光粒度分析、XRD和SEM对活性煤矸石粉的矿物组成和微观形貌进行表征,对比分析了未活... 详细信息

本研究采用微波对煤矸石粉进行高温辐射以激发其潜在活性,使其作为掺合料高效运用于水泥基材料中。通过红外温度仪测量煤矸石粉微波温度,进一步利用激光粒度分析、XRD和SEM对活性煤矸石粉的矿物组成和微观形貌进行表征,对比分析了未活化和活化后煤矸石胶砂的流动度及力学性能,研究了活性煤矸石粉的水化机理。结果表明:微波高温后,煤矸石粉的粒度整体减小,颗粒圆润化和粒径均匀化。此外,微波高温使得煤矸石结构疏松多孔,所需游离水增加,胶砂流动度下降。当微波温度为500~600℃,煤矸石粉掺量为10%、20%、30%时,试块的28 d抗压强度比未活化组分别提高了46.5%、37.9%、51.1%。活性煤矸石浆体中煤矸石粉表面生成了水化活性较好的C-S-H和C-A-S-H凝胶,发挥了火山灰效应,而未反应的煤矸石粉则填充在浆体空隙中,进而提高了胶砂的力学性能。

关键词：微波煤矸石活性力学性能水化

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微波在含能材料中的应用研究进展

含能材料 2023年第2期31卷 201-212页

作者：程健张泽华李福伟汪辉叶迎华沈瑞琪南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094 南京理工大学空间推进技术研究所江苏南京210094 微纳含能器件工业和信息化部重点实验室江苏南京210094

微波作为一种清洁能源,因其独特的穿透性可在体积内与含能材料相互作用,安全性高,在含能材料中应用广泛。本文从微波在含能材料测试中的应用、微波辅助合成含能材料、微波激发含能材料以及微波增强推进剂燃烧等进行了总结,指出了微波辅... 详细信息

微波作为一种清洁能源,因其独特的穿透性可在体积内与含能材料相互作用,安全性高,在含能材料中应用广泛。本文从微波在含能材料测试中的应用、微波辅助合成含能材料、微波激发含能材料以及微波增强推进剂燃烧等进行了总结,指出了微波辅助合成含能材料机理尚不明确、微波敏化炸药中引入的吸波材料较单一、微波增强燃烧只适用于部分推进剂等问题,提出了未来的发展方向:扩充吸波材料种类、通过纳米铝热剂的微波点火来激发非金属含能材料以及实现微波装置的灵巧、便捷性。

关键词：微波含能材料微波辅助合成铝热剂微波点火综述

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微波合成金银花硒多糖工艺及免疫活性研究

中国中药杂志 2022年第14期47卷 3773-3780页

作者：李瑾刘冲英张婷婷王姣张雪桃贾晓斌赵鹏封亮陕西中医药大学药学院陕西西安712046 中国药科大学中药学院江苏南京211198

该研究通过微波辅助的方法合成金银花硒多糖,优化其最优工艺条件,并初步考察了金银花硒多糖的免疫活性。研究结果发现,在0.512%硝酸,反应温度70.0℃,微波功率600 W,反应时间44.0 min,m(Na_(2)SeO_(3))∶m(金银花多糖)=1.0的工艺条件下,... 详细信息

该研究通过微波辅助的方法合成金银花硒多糖,优化其最优工艺条件,并初步考察了金银花硒多糖的免疫活性。研究结果发现,在0.512%硝酸,反应温度70.0℃,微波功率600 W,反应时间44.0 min,m(Na_(2)SeO_(3))∶m(金银花多糖)=1.0的工艺条件下,得到的金银花硒多糖的硒质量分数为3.89 mg·g^(-1)。体外免疫实验结果表明,与正常组相比,金银花多糖与金银花硒多糖均可促进小鼠巨噬细胞RAW264.7增殖。与金银花多糖组相比,质量浓度在20~160μg·mL时,金银花硒多糖能显著提高小鼠巨噬细胞RAW264.7增殖,并促进IL-1β和TNF-α因子生成。该研究为拓宽金银花多糖的应用途径提供了一定的参考依据。

关键词：金银花多糖硒化微波免疫活性

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微波特性对放电/点火核心形貌特征影响

内燃机学报 2022年第1期40卷 20-28页

作者：吴慧珉王兆文张新华刘超辉成晓北王志华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

基于微波辅助点火/放电试验台架,采用因素解耦的方法,探究了微波辅助放电/点火过程中,微波脉冲频率、峰值功率对放电/点火核心半径及形貌的影响规律及其内在机制.研究发现:在频率为1 kHz和功率为1 kW时微波辅助模式的放电/点火核心半径... 详细信息

基于微波辅助点火/放电试验台架,采用因素解耦的方法,探究了微波辅助放电/点火过程中,微波脉冲频率、峰值功率对放电/点火核心半径及形貌的影响规律及其内在机制.研究发现:在频率为1 kHz和功率为1 kW时微波辅助模式的放电/点火核心半径是火花点火模式的173.6%,同时微波馈入导致核心表面出现褶皱;中断效应的存在使不同脉冲频率下放电/点火核心对微波能量的吸收效率不同,脉冲频率为40 kHz时微波能量吸收效率基本饱和,40~80 kHz增强效果相差不到10%;峰值功率对点火核心半径的增强效果呈两段式增强,动力学增强比热增强的增强效果更显著.增大脉冲频率或增大峰值功率,放电/点火核心表面褶皱增多.探索了放电/点火核心表面出现褶皱的形成机制,表明馈入微波导致核心表面出现压力梯度和温度梯度,进而形成褶皱.放电/点火核心半径和形貌与微波参数紧密相关.

关键词：微波点火放电等离子体火焰褶皱