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生物基纳米复合食品包装材料的抗菌性研究进展

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中国食品学报 2024年第1期24卷 466-474页

作者：朱迎澳陈倩孔保华王辉东北农业大学食品学院哈尔滨150030

因目前使用的食品包装多是不可降解的塑料制品,造成严重的环境污染,故对于可降解食品包装材料的研制和使用迫在眉睫。生物基纳米复合材料是以生物基聚合物为基质,以纳米物质为分散相组成的一类复合材料。这类材料表现出优异的灵活性、... 详细信息

因目前使用的食品包装多是不可降解的塑料制品,造成严重的环境污染,故对于可降解食品包装材料的研制和使用迫在眉睫。生物基纳米复合材料是以生物基聚合物为基质,以纳米物质为分散相组成的一类复合材料。这类材料表现出优异的灵活性、生物相容性、生物降解性和较低的成本效益等特点。本文主要介绍生物基纳米复合材料的组成、分类和性能,总结这类生物基纳米复合材料在抗菌方面的优越性及在食品领域中的应用研究进展。

关键词：食品包装生物基聚合物纳米复合材料抗菌性

不同酶解条件下大豆分离蛋白结构特性及起泡性研究

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农业机械学报 2024年第5期55卷 431-439页

作者：齐宝坤王英李子玉张小影王帅东北农业大学食品学院哈尔滨150030

以大豆分离蛋白(SPI)为原料,采用碱性蛋白酶(Alcalase)进行酶解(0~180 min),通过凝胶电泳、傅里叶红外光谱(FT-IR)和内源荧光光谱等方法探究酶解产物的结构变化;通过表面张力、界面蛋白吸附量等指标说明酶解产物的界面行为,并分析结构... 详细信息

以大豆分离蛋白(SPI)为原料,采用碱性蛋白酶(Alcalase)进行酶解(0~180 min),通过凝胶电泳、傅里叶红外光谱(FT-IR)和内源荧光光谱等方法探究酶解产物的结构变化;通过表面张力、界面蛋白吸附量等指标说明酶解产物的界面行为,并分析结构变化和界面行为对泡沫性质的影响。经酶解后,蛋白中7S和11S典型条带消失并有新条带产生(约24 ku);与SPI相比,水解物中α-螺旋含量减少,β-转角和无规则卷曲含量增加;荧光波长发生红移。以上结果说明蛋白结构展开,进而促进蛋白功能性的改变。结果发现,酶解90 min时样品起泡性最好(起泡性指数143.20%),可能由于此时水解物平均粒径最低(208.10 nm),溶解度较高(90.44%),表面张力最低,有利于提升水解物在空气-水界面的吸附速率,但由于酶解作用产生较小的肽段失去了蛋白质网络结构的能力,因而对泡沫稳定性有负面的影响。此外,酶解作用大大提高了蛋白抗氧化性。通过酶解可以有效地改善SPI的起泡性,拓宽了酶解后的SPI作为一种有效的起泡剂在食品中的应用范围。

关键词：大豆分离蛋白碱性蛋白酶界面行为起泡性抗氧化

基于全价值和全成本模型的农业水价方案及其可行性分析

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农业机械学报 2024年第5期55卷 356-367页

作者：成琨王子欣孙楠东北农业大学理学院哈尔滨150030 东北农业大学水利与土木工程学院哈尔滨150030

针对现行农业水价标准过低的问题,选取粮食主产区——黑龙江省为研究区域,从农业用水全价值和全成本出发,利用能值理论分析确定农业用水价值,采用全成本水价法确定用水成本,结合现行水价制定不同情境下农业水资源定价方案;运用双对数模... 详细信息

针对现行农业水价标准过低的问题,选取粮食主产区——黑龙江省为研究区域,从农业用水全价值和全成本出发,利用能值理论分析确定农业用水价值,采用全成本水价法确定用水成本,结合现行水价制定不同情境下农业水资源定价方案;运用双对数模型建立农业用水需求价格函数,揭示水价提升带来的研究区域节水潜力,结合指数分析法确定农户可承受能力,从而判断所制定水价方案的可行性。结果表明:2020年,农业水资源全价值为0.594元/m^(3),地表水与地下水全成本分别为0.180元/m^(3)和0.355元/m^(3);针对设计的3种阶梯水价调整方案,利用2005、2010、2015、2020年进行实证分析,过渡期和长期水价方案平均年节水量分别可达2.72×10^(9)、4.45×10^(9)m^(3),平均年节水潜力分别为12.74%、19.48%,且一阶水价均在农户可承受能力范围,确定为可行方案。本文为研究区农业水价综合改革提供了支持,可结合实际情况逐步提高农业水价到合理水平。

关键词：农业水价农业水资源全价值模型改进的全成本水价模型能值理论阶梯水价

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减氮配施生物炭对土壤肥力和水稻产量的补偿效应与机制

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农业机械学报 2024年第9期55卷 391-401,469页

作者：刘慧焦岩窦婉毓张文龙裴巍东北农业大学文理学院哈尔滨150030 东北农业大学农业农村部农业水资源高效利用重点实验室哈尔滨150030 东北农业大学工程学院哈尔滨150030

氮素是水稻生长所必需的营养元素。为了提高产量往往过量施加氮肥,这不仅导致氮肥利用率低,还破坏了土壤质量,减少氮肥施用则会导致水稻减产。为探究土壤改良剂(生物炭)能否补偿减氮带来的负面影响,本研究采用盆栽试验,设置常规施氮(氮... 详细信息

氮素是水稻生长所必需的营养元素。为了提高产量往往过量施加氮肥,这不仅导致氮肥利用率低,还破坏了土壤质量,减少氮肥施用则会导致水稻减产。为探究土壤改良剂(生物炭)能否补偿减氮带来的负面影响,本研究采用盆栽试验,设置常规施氮(氮肥施用量110 kg/hm^(2),CK)、减氮10%(C1)及减氮10%条件下配施2.5%生物炭(C2)和5%生物炭(C3)4个处理,探讨在减少氮肥使用条件下生物炭对土壤肥力及水稻产量的补偿效应及机制。结果表明:减氮10%对土壤综合肥力无显著影响,施加生物炭可有效地提高土壤肥力,且添加5%生物炭对土壤肥力的提升效果优于添加2.5%生物炭。减氮10%导致水稻产量显著降低,而生物炭施加可一定程度补偿减氮造成的减产,其中添加2.5%生物炭对水稻产量的补偿效果优于添加5%生物炭,但仍未恢复到常规施氮水平。采用结构方程探究减氮和施加生物炭条件下水稻产量的驱动因素,结果表明,减氮配施生物炭通过改变土壤pH值、全钾含量、铵态氮含量和硝态氮含量,进而直接或间接影响水稻产量,其中铵态氮含量和硝态氮含量是主要的调控因子,其不仅直接影响水稻产量,还可通过调控每穗粒数、有效穗数和千粒质量间接影响水稻产量的形成;pH值和全钾含量对水稻产量有负面效应。本研究可为东北黑土区水稻种植业化肥减量和生物炭的高效利用提供科学依据。

关键词：水稻产量土壤肥力减氮生物炭结构方程模型

不同壁材对ARA微胶囊理化性质和稳定性的影响

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农业工程学报 2024年第12期40卷 295-303页

作者：李萌张芹郑舒磊闵俊宁高文浩任皓威刘宁东北农业大学乳品科学教育部重点实验室哈尔滨150030 东北农业大学食品学院哈尔滨150030

为了筛选更优的壁材包埋花生四烯酸(arachidonic acid, ARA),该研究以ARA为芯材,乳清蛋白(whey protein, W)、乳清蛋白-葡萄糖浆(whey protein-glucose syrup, WG)和乳清蛋白-葡萄糖浆-乳糖(whey protein-glucose syrup-lactose, WGL)为壁材制备微胶囊,并对ARA微胶囊的包埋率、含水率、溶解度、堆积密度、休止角、粒径分布、微观形貌和氧化稳定性及热稳定性进行比较分析。结果表明,WGL的包埋率为98.64%,含水率为2.85%,溶解度为89.83%,堆积密度为0.54 g/mL,休止角为35.87°,粒径分布较均匀,其理化性质优于W和WG;表面结构呈完整球形、结构致密,有利于微胶囊的贮藏;采用碘滴定法测定过氧化值,在25和50℃贮藏条件下WGL的过氧化值分别为19.92和32.75 mmol/kg,均显著低于W和WG(P<0.05),表明WGL具有较高的氧化稳定性;由差示扫描量热法和热重法可知WGL的熔解温度和质量保留率最高分别为107℃和27.55%,表明WGL具有良好的热稳定性。综上,WGL的综合性质优于W和WG,表明WGL对ARA有较好的包埋和保护作用,该研究结果对选择合适的壁材包埋ARA微胶囊具有一定的参考意义。

关键词：温度理化性质稳定性 ARA 微胶囊壁材

基于电导率的多指标联合技术在蛋液组分检测中的应用

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食品科学 2024年第5期45卷 94-101页

作者：窦文浩王海岭黄子龙杨福明迟媛迟玉杰东北农业大学食品学院黑龙江哈尔滨150030 东北农业大学工程学院黑龙江哈尔滨150030

建立一种以电导率为主,盐度、总溶解性固体(total dissolved solids,TDS)、pH值、色泽为辅的多指标联合技术,实现蛋液新鲜度和调配比的快速、高效检测。结果表明:4℃贮藏0~45 d期间,蛋黄液和蛋清液电导率、盐度、TDS呈逐渐上升趋势,二... 详细信息

建立一种以电导率为主,盐度、总溶解性固体(total dissolved solids,TDS)、pH值、色泽为辅的多指标联合技术,实现蛋液新鲜度和调配比的快速、高效检测。结果表明:4℃贮藏0~45 d期间,蛋黄液和蛋清液电导率、盐度、TDS呈逐渐上升趋势,二者色泽指标及蛋黄液pH值均显著降低,而蛋清液pH值逐渐升高。检测蛋液新鲜度,发现电导率法检测蛋黄液和蛋清液的准确率分别为91%和89%,电导率协同检测准确率为94%,据此,首次建立了AA、A、B、C级的液蛋新鲜度标准。选定AA级液蛋,以电导率为主要指标,盐度、TDS和p H值为协同指标,检测调配比,通过实验测得电导率、盐度、TDS、p H值与调配蛋液中的蛋黄质量分数的线性拟合回归方程均具有极显著相关性,可根据回归方程检测未知调配比例蛋液,Exp Assoc模型显示模型平均相对误差为8.87%,具有高度可靠性。以此,本实验为调配蛋液检测(新鲜度、调配比)提供了理论依据,为液蛋工业生产加工提供了实际应用的参考。

关键词：调配蛋液新鲜度电导率快速检测

超声协同蒸汽处理对壳鸡蛋表面大肠杆菌的杀菌机理及动力学分析

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食品科学 2024年第4期45卷 26-34页

作者：张雅琪迟玉杰迟媛东北农业大学食品学院黑龙江哈尔滨150030 东北农业大学工程学院黑龙江哈尔滨150030

为了探究超声蒸汽协同处理对蛋壳表面大肠杆菌的预测杀菌效果以及细菌损伤和死亡的机制,本研究以大肠杆菌为研究对象,构建了超声蒸汽协同处理对蛋壳表面大肠杆菌的杀菌动力学模型。通过控制蛋壳表面细菌液的浓度,讨论超声、蒸汽和超声... 详细信息

为了探究超声蒸汽协同处理对蛋壳表面大肠杆菌的预测杀菌效果以及细菌损伤和死亡的机制,本研究以大肠杆菌为研究对象,构建了超声蒸汽协同处理对蛋壳表面大肠杆菌的杀菌动力学模型。通过控制蛋壳表面细菌液的浓度,讨论超声、蒸汽和超声与蒸汽协同作用对大肠杆菌的灭活作用,并与商业化杀菌中常用的次氯酸钠浸泡法进行比较。采用线性模型、Weibull模型、Log-Logistic模型和Modified Gompertz模型拟合了超声辅助蒸汽处理大肠杆菌的灭活曲线,对灭菌前后细胞形态的破坏程度和细胞内容物的泄漏情况进行分析。结果表明,经过180 s的150 W超声预处理和3 s的蒸汽处理后,大肠杆菌总数的对数值从6.26下降到2.04,死亡率达到67%。超声辅助蒸汽处理的灭菌过程更符合非线性动力学模型,且随着超声强度的增加和蒸汽处理时间的延长,Weibull模型更适合描述灭菌的动态过程。此外,协同处理会破坏大肠杆菌的超微结构以及菌体细胞的外部结构,使菌体细胞质溢出,从而改变膜的通透性。因此,超声协同蒸汽处理会加剧细菌的变形和损伤,导致细菌死亡。实验结果可为蛋壳表面大肠杆菌的灭活提供理论依据,综合贮藏期鸡蛋品质分析结果,该方法在禽蛋洁蛋生产中具有一定的应用前景。

关键词：鸡蛋超声协助蒸汽处理杀菌微生物

基于处方图的水稻侧深变量施肥控制系统设计与试验

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农业机械学报 2024年第9期55卷 151-162页

作者：王金峰吕振阳赵敏义王震涛东北农业大学工程学院哈尔滨150030

为解决水稻侧深施肥过程中由于缺乏科学处方与智能决策而造成的肥料资源浪费、无法实现空间差异化肥力补给的问题,本文设计了一种基于处方图的水稻侧深变量施肥控制系统。结合排肥理论分析得出变量施肥作业中影响排肥量的可控因素(排肥... 详细信息

为解决水稻侧深施肥过程中由于缺乏科学处方与智能决策而造成的肥料资源浪费、无法实现空间差异化肥力补给的问题,本文设计了一种基于处方图的水稻侧深变量施肥控制系统。结合排肥理论分析得出变量施肥作业中影响排肥量的可控因素(排肥轴转速、外槽轮工作长度、机组前进速度),探究施肥控制策略,构建并训练基于神经网络的智能决策模型;利用土壤养分平衡法结合克里金空间插值法在ArcGIS中生成施肥处方图;最后设计水稻侧深变量施肥控制系统并集成到水稻插秧机上,开展性能测试试验。双变量控制模型肥量控制精度试验结果表明,最大排肥误差为3.27%,最小误差为0.06%,总平均误差为1.23%。目标施肥量播量准确性试验结果表明,尿素、磷酸二胺、硫酸钾、掺混复合肥平均播量误差分别为4.60%、4.41%、4.18%和3.66%,平均示量误差分别为5.04%、4.83%、3.81%和4.84%。基于电子处方图的田间试验中系统获取有效定位信息54867个,定位错误点数6个,均发生在田块边界附近,分区定点变量施肥平均播量误差为4.23%。结果表明集成创制的水稻插秧侧深变量施肥一体机具有较高的播量精度和稳定性,控制系统具有较高的肥量控制精度,利用电子处方图指导施肥作业切实可靠,可实现插秧智能变量施肥一体化作业。

关键词：水稻侧深变量施肥处方图双变量控制智能决策

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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