冷冻环境对湿面筋蛋白中可冻结水的影响

用差示扫描量热仪测定了不同冷冻环境下湿面筋蛋白中可冻结水的含量,探讨了超声辅助食品冷冻过程中冰结晶的热力学机制;用扫描电镜间接观察和分析了冷冻湿面筋蛋白中冰晶的形状和粒度分布.结果表明:360W、440W超声辅助冷冻和液氮浸渍冷冻的湿面筋蛋白中可冻结水占总水含量的比例分别为67.3%、70.8%和77.0%,均比传统冷冻过程的(56.9%)高;不同环境下冷冻的样品其热力学特征各不不同;适宜功率的超声能加速湿面筋蛋白的冷冻过程,削弱面筋蛋白和水分子之间的相互作用力;超声辅助和液氮浸渍冷冻的湿面筋蛋白中冰晶细小,直径在4μm以内且分布均匀,可减少对面筋蛋白网络结构的破坏;与高能耗的液氮浸渍冷冻法相比,超声辅助冷冻是一种更实用的改善食品品质的技术.     

溶液预冻方式与冰晶粒度分布之间的关系

考虑到在真空冷冻干燥过程中,预冻阶段会通过影响冻结体冰晶粒度的分布最终对干燥过程的速率、能耗以及冻干产品品质产生重大影响,基于CFD软件对溶液在预冻过程中温度场变化的数值模拟结果,计算冻结后冰晶粒度,并研究控制搁板温度恒定、从常温匀速降温以及含养晶过程中恒温降这3种冻结方式对冰晶粒度分布的影响,分别得出各预冻参数(搁板温度、温降速率和养晶时间)与冰晶粒度分布参数(冰晶粒度平均值和标准差)之间的回归关系式,并且进行不确定度分析和显著性检验。研究结果表明:回归关系拟合优度和参数准确度较高,且多项式分布显著性水平达0.98以上,这对冻干曲线的优化有着一定的参考价值。     

冷冻保护剂葡聚糖-聚赖氨酸对冷冻皇冠梨品质的影响

为了解冷冻保护剂葡聚糖、聚赖氨酸对冷冻皇冠梨品质的影响,以氯化钙、氯化钙-葡聚糖、氯化钙-聚赖氨酸、氯化钙-葡聚糖-聚赖氨酸为冷冻浸渍液对皇冠梨进行冷冻处理。用无纸化温度记录仪测定冻结时间,分析样品冻结过程中温度随时间的变化,并对冻融后样品进行汁液损失、质构、水分分布等指标测定。结果表明:氯化钙、氯化钙-葡聚糖、氯化钙-聚赖氨酸、氯化钙-葡聚糖-聚赖氨酸浸渍冷冻处理样品通过最大冰晶生成带所需时间分别为12.87、10.12、10.20、7.50min,加入冷冻保护剂浸渍冷冻的样品解冻后汁液损失显著降低(P＜0.05)。冷冻保护剂浸渍冷冻处理组抗坏血酸含量、硬度较氯化钙浸渍冷冻对照组均有所提高,样品液泡水(T₂₃)所对应的峰面积S₂₃也有一定程度的提高。研究结果表明,与氯化钙浸渍冷冻相比,加入冷冻保护剂葡聚糖和聚赖氨酸后能有效降低冷冻对梨细胞结构的损害,减少营养物质的流失,有利于维持产品品质。     

冻结方式对预冻甘露醇冰晶粒度分布的影响

基于真空冷冻干燥过程中冰晶粒度的分布对干燥过程以及冻干产品的品质具有重大影响,为此,模拟研究搁板温度恒定、从常温匀速降温以及含养晶过程的恒温降这3种冻结方式对冰晶粒度分布的影响。研究结果表明:搁板恒定低温和匀速降温条件下西林瓶的高度方向呈中间大两端小;当各冻结方式中温度条件变化时,搁板温度越低,则冰晶粒度越细密、越均匀;而且较大的降温速率也会产生细密且分布均匀的冰晶。当取恒定温降的最终温度等于恒定搁板温度时,恒定温降条件下的冰晶粒度比恒定搁板温度条件下的粒度平均值更大,但前者产生的冰晶粒度分布更均匀;若在恒定温降条件中加入养晶过程,则冰晶平均粒度会增加,且可通过调节养晶时间调控分布的均匀度。     

乙醇、丙二醇、盐类与水构成多元载冷剂溶液的冻结点分布与渗透性研究

针对食品浸渍冷冻技术中载冷剂选择问题,对乙醇、丙二醇、盐类与水构成三元以及四元的不同组成溶液的冻结点变化,及在低温下对食品明胶模型的渗透作用进行研究。结果表明乙醇、丙二醇、水三元溶液中,当乙醇含量为20～30%时,溶液冻结点达到最低值;添加氯化钠或氯化钙,使三元溶液的冻结点明显下降;乙醇、丙二醇、氯化钠(或氯化钙)与水构成的四元载冷剂和常用的盐水与乙醇水溶液体系相比,在相同的温度下载冷剂冻结食品明胶模型过程中,载冷剂的渗透量较少。     

基于差示扫描量热法的哈尔滨黏土未冻水含量特性

为研究哈尔滨黏土在低温条件下冻土中未冻水含量特性,通过差式扫描量热法(differential scanning calorimetry, DSC)研究了不同初始含水量的哈尔滨本地黏土、高岭土和蒙脱土在冻结过程中的未冻水含量变化,并结合微观角度的扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)实验、中观角度的液塑限实验对不同黏土颗粒土质以及哈尔滨黏土粒度进行实验研究。结果表明,温度因素对于未冻水含量变化的影响最为显著,可将未冻水含量的变化过程依据节点温度分为3个典型阶段,分别为恒定不变段、剧烈下降段和缓慢降低段。初始含水量主要影响冻结过程第二阶段,初始含水量越高,第二阶段冻结的水量越多。土质不同,其未冻水变化曲线不同。粒度分布主要影响冻结过程的第三阶段,粒径越小,等效微小孔隙越多,第三阶段未冻水含量变化相对更剧烈。可见哈尔滨黏土的冻结过程中的未冻水含量特性除了与初始含水量和温度有着密切联系,同时也受到土体的土质、粒度的影响。     

GMP在RIL群体中的分离及与SIG、AWRC和WPC的相关分析

谷蛋白大聚合体(GMP)是谷蛋白聚合体的重要组成部分,其含量反映了谷蛋白聚合体粒度分布状况。本文以一个普通小麦的重组自交系后代群体为试验材料,对GMP的提取、分离和测定方法以及GMP含量、碱性水保持力(AWRC)、膨胀系数(SIG)及湿面筋含量的群体变异、GMP含量与其它三项品质指标的相关性进行了研究。结果表明：该GMP含量的提取、分离和测定的方法具有简单、快速、稳定、经济的特点,实验结果相对准确,可信度高,重复性好。GMP含量、AWRC、SIG及湿面筋含量在群体后代中表现为微效多基因控制的数量性状,相对亲本的性状,变异较大。GMP含量与SIG、湿面筋含量呈极显著相关(r=0．63,r=0．56),而与AWRC没有明显的线性相关。     

生物组织冻结相变过程的数值模拟

建立了生物组织(含正常生物组织和肿瘤)冻结过程的传热模型.生物组织作为一种多孔介质,其相变发生在一个温度范围内,且存在一个固相与液相共存的糊状过渡区.采用显热容法模拟了生物组织冻结过程中的传热和冰晶增长过程.模拟结果显示,在冻结过程中,冷刀的初始温度越低,冷刀的降温速率越快,生物组织内温度下降和冰晶增长的速率越快.结果还表明组织中液相流动会增加生物组织内传热和冰晶生长的速度.计算结果为冷刀设计和冷冻外科手术提供了理论依据.     

小麦湿面筋蛋白的流变学性质

采用HAAKE（RS600）流变仪,分别用动态（应力和频率扫描）和稳态（蠕变-恢复实验）方法研究不同湿面筋含量和品质的三种小麦面粉湿面筋蛋白（湿面筋蛋白Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ）的临界应用、弹性模量等流变学性质．结果表明：应力扫描时,湿面筋蛋白Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的临界应力分别为49．59,24．88和12．48Pa;频率扫描时,当频率为1．117rad／s时它们的弹性模量分别为1194,789和583Pa;蠕变-恢复实验时。当时间为5．11min时它们的形变分别为7．09％,9．43％和14．29％．这表明湿面筋含量越高,面筋品质越好,其临界应力越大;弹性模量越大;形变率越小,面筋蛋白形变恢复时间越短．     

不同解冻方式对冷冻豆沙包面团特性及产品品质的影响

为了研究不同解冻方式对冷冻豆沙包面团特性以及食用品质的影响,采用4℃冷藏解冻、超声辅助解冻、恒温恒湿解冻、气浴震荡解冻和微波解冻5种方式对冷冻豆沙包面团水分迁移、热力学以及流变学特性进行研究,并对由此面团制作豆沙包的水分流动性、质构、色泽以及蒸煮品质进行分析。结果表明,5种解冻方式豆沙包生坯面团的A₂₁、A₂₂,弹性模量G′和黏性模量G″,可冻结水含量均存在显著差异(P＜0.05)。从水分分布分析,4℃冷藏解冻的生坯面团强结合水的变化最小；经动态流变学分析,微波解冻的面团具有最高的黏弹值；通过差示扫描量热分析可知,气浴震荡解冻的面团可冻结水含量最高。除此之外,不同解冻方式处理的豆沙包加热后其水分、质构、色泽和蒸煮特性也存在显著差异(P＜0.05)。水分流动性显示,超声辅助组A₂₁含量最少；质构特性表明,4℃冷藏解冻组硬度最低、咀嚼性最优；恒温恒湿解冻组呈现最稳定的色泽和蒸煮品质；比容最小的是微波解冻组。本研究表明,4℃冷藏解冻减少了冷冻豆沙包面团水分的流失且能较好地保持蒸制后豆沙包产品的综合品质,恒温恒湿解冻有效地降低了豆沙包产品的蒸煮损失且与4℃冷藏解冻相比缩短了解冻时间,其他几种解冻方式在冷冻豆沙包面团的应用中仍需要进一步的研究。     

重塑黏土单向冻结过程中水分迁移试验研究

利用室内水分迁移试验装置,通过改变土体初始含水率和温度梯度,进行土样单向冻结试验,研究含水率和温度梯度对土体中水分迁移和土样冻结过程的影响。结果表明:土样冻胀后在上部冻结区产生了不规则网状裂缝,裂缝最密集区域含有大量冰晶体,导致此处出现含水率峰值,峰值大小主要受初始含水率影响,但其出现位置主要由温度梯度决定; 上部冻结区增加的含水量来源于外界水分补充和未冻结区的水分迁移,下部未冻区的含水率较初始状态降低,其降低程度主要受初始含水率控制; 在整个冻结过程中,外界水分一直向土样内部迁移,水分迁移速度先增大再降低,温度梯度增大导致入流量和入流通量相应增加,初始含水率越大则入流量越小; 土样冻胀速率和冻结速率主要受温度梯度影响,整体趋势都是先增大到峰值,再逐渐降低并趋于稳定。     

不连续分凝冰发育规律的研究

提出并推导土体在冻结过程中由于冻结速度和水分移速度的影响,造成不连续分凝冰有单薄冰层、双冰层和厚冰层３种发育模式,采用受控试验的反演分析验证了不连续分凝冰的发育模式,试验结果同时表明：在整个试验期间,分凝暖端的孔隙冰压力变化平稳;当单薄冰层和双冰层发育时,冰分凝温度和孔隙水压力波动较大,尤其是在双冰层生长时,冻结缘发育最充分,分凝暖端的温度和孔隙水压力降低幅度最大;在厚冰层形成后,由于冻结锋面推移     

长春地区季节冻土水分迁移实验研究

对长春地区的水分迁移进行了实验研究。首先对长春地区温度场分布进行了介绍。然后利用毛细水上升实验研究了长春地区季节冻土的冻结和融化特征。采用自制的水分迁移仪,选取了两个地点的土样,对不同压实度的试样进行了冻结状态下的水分迁移实验。结果表明,本区冻结过程中水分迁移的主体是薄膜水。当压实度低于90%时,土体中毛细水的上升高度随着压实度的增加而增大;但是当土体的压实度超过90%时,则有相反趋势。     

季节性冻土表层水分与偏振反射的关系

季节性冻土是存在于寒温带气候条件下的典型土壤形态。在季节性冻土中,水是以冰晶的形式存在的。一定含水量的季节性冻土表现为非朗伯特性,这就会导致季节性冻土表面的反射光中包含偏振信息。以黑土为例,通过对季节性冻土的线偏振度的测量,建立其含水量与偏振度之间的函数关系,并确定季节性冻土表现为非朗伯体含水量临界值。该临界值的确定对季节性冻土圈含水量的预测以及季节性冻土融化过程产生的水量计算提供了可靠的研究方法。     

两种冻结食品在电场作用下的解冻试验探讨

利用冰解冻的高压脉冲电场的试验基础,进一步以试验方式研究了在一定电场和脉冲频率下对冻豆腐和肉丁两种食品的解冻过程.结果发现,与冰的加速作用相似,高压脉冲电场对两种冻结食品的解冻具有加速作用.试验因素中以电场强度的影响比较明显,E=0～28kV/m的电场强度越大,解冻加速作用越明显,食品失水量、表面和截面形态也有明显变化,但是3种电场脉冲频率(7,10,20kHz)的影响却不明显.     

冰封期河流中污染物损耗估算模型

在讨论常规的沉淀、生物降解模型在冰封期应用的基础上,进一步给出了冰冻作用损耗模型.实例分析结果表明,在冰封期,河流中化学需氧量(COD)的损耗方式以沉淀和冰冻作用为主,而生物降解作用则相对较弱.     

低温环境下木材细胞中冰晶的形成和传播研究综述

活立木树干内部水分状态对其生理作用的发挥具有重要的影响。低温下,活立木内部水分状态的改变,导致其结构发生变化,这给基于声波技术的活立木材质无损检测带来了一些困难。笔者从宏观和微观角度,综述了树干和木质细胞中冰晶的形成、传播、分布和冰晶体含量的最新研究结果; 讨论了木材细胞内和细胞外水分的冻结模式和冻结行为; 介绍了时域反射技术、低温扫描电镜、差热分析、核磁共振等研究木材内部水冻结过程的方法并比较了各方法的特点。认为当前研究在技术手段、研究对象和深度上仍需进一步拓展,未来应重点以活立木树干及枝干为对象,利用多种手段加强原位检测,对冰晶形成原因、扩展过程及产生结果进行系统研究。通过对低温木材中冰晶的形成和传播机制的综合分析,可为后续开展低温活立木无损检测和树木抗寒性研究提供参考。