JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

2023年38卷第4期

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食品加工工艺与技术
岭南特色水果干燥加工技术研究进展
肖更生, 林可为, 沈乔眉, 刘东杰, 马路凯, 王锋
2023, 38(4): 1-10. doi: 10.12187/2023.04.001
摘要:
岭南特色水果采后较易腐败变质,而采用干燥加工技术将其制成干制品可有效延长货架期,降低运输成本,提高产品价值。对目前常用的岭南特色水果干燥加工技术(热风干燥、热泵干燥、微波干燥、喷雾干燥、冷冻干燥和联合干燥)及其优缺点,以及不同干燥加工技术对岭南特色水果干制品品质的影响进行综述,认为,干燥温度是影响水果干制品品质的关键因素,热风干燥操作简单,但高温会使水果干制品品质下降;热泵干燥对水果的感官品质影响较小,适用于热敏性水果的干燥;微波干燥效率较高,但过高的干燥功率易使水果干制品表面焦糊;喷雾干燥效率较高且处理量较大,制得的果粉品质较好;冷冻干燥能够最大限度地保持水果原有的风味和营养成分,但能源消耗大;联合干燥可结合单一干燥技术的优点,提高干燥效率,减少能源消耗,同时提升水果干制品品质,但最佳工艺参数需经大量实验加以确定。未来应结合高新干燥技术和设备,联合单一干燥技术的优点,针对水果的不同特性采用合适的干燥加工技术并优化联合干燥工艺,提高干燥效率和干制品品质稳定性,以期为岭南特色水果干燥加工技术的创新发展提供参考。
非热加工技术调控果蔬产品内源酶活性研究进展
李喜宏, 杨梦娇, 梁富浩, 林子沁, 李娇, 吕芳娥, 苗泽, 姜瑜倩
2023, 38(4): 11-19. doi: 10.12187/2023.04.002
摘要:
基于非热加工技术具有低温杀菌、能更好保持果蔬产品原有营养成分、色泽、新鲜度等优势,着重就5种常用非热加工技术对果蔬产品内源酶活性的调控效果和调控机制进行综述。认为,超高压、超声波、大气压冷等离子体、紫外线辐射和脉冲电场技术通过破坏内源酶的空间结构,可显著降低内源酶的活性。这些非热加工技术在调控果蔬产品内源酶活性时各具优势,不仅可提高果蔬产品的品质,同时也可为果蔬产品加工、贮藏等提供有效的手段和方案。果蔬产品内源酶的失活动力学模型主要包括一阶模型、双相模型、Weibull模型、Hülsheger's和Fermi's经验模型等,通过研究这些模型可更深入地了解非热加工技术调控果蔬产品内源酶活性的机制,进而优化果蔬产品的加工方案以保障产品的品质和安全。然而,非热加工技术的研究仍处于实验阶段,其调控果蔬产品内源酶活性的机制尚不完全明确,在实际生产中还存在设备成本高昂、安全隐患较明显等问题。未来应进一步改进和优化非热加工技术的工艺参数,深入探究非热加工技术对果蔬产品内源酶活性的调控机制,协同应用多种非热加工技术,尽量减少对果蔬产品品质的影响,以期为非热加工技术应用于果蔬深加工及产品工业化生产提供参考。
不同冷冻处理对KGM-ADSP复合乳液凝胶质构、流变和热特性的影响
赵电波, 闫曙亮, 栗俊广, 何向丽, 赵建生, 白艳红
2023, 38(4): 20-26. doi: 10.12187/2023.04.003
摘要:
以魔芋葡甘聚糖(KGM)、木薯乙酰化二淀粉磷酸酯(ADSP)为原料,甲基纤维素为乳化剂,大豆植物油为油相,制备KGM-ADSP复合乳液凝胶,通过测定不同冷冻处理KGM-ADSP复合乳液凝胶和猪背脂(对照组)的色泽、白度、离心损失等,研究不同冷冻处理对KGM-ADSP复合乳液凝胶质构、流变和热特性的影响。结果表明:冷冻处理可显著提高KGM-ADSP复合乳液凝胶的白度、硬度、弹性和离心损失,降低其蒸煮损失、储能模量和损失模量,且KGM-ADSP复合乳液凝胶在升温时均不会发生油脂融化现象;经300 W超声波辅助冷冻处理后的KGM-ADSP复合乳液凝胶,其白度、质构、硬度、内聚性、咀嚼性和流变特性均与猪背脂最接近,且在一定热环境下与猪背脂的储能模量和损失模量差异较小,可作为热加工肉制品的脂肪替代物。
壳聚糖基抑菌抗氧化活性复合膜的制备及其性能研究
刘晓丽, 郭曹羽, 林锴立, 廖文莹, 王文燕
2023, 38(4): 27-36. doi: 10.12187/2023.04.004
摘要:
为获得具有良好功能特性的壳聚糖(CS)基复合膜材料,采用混合溶液浇筑法制备含有纳米细菌纤维素(nBC)、曲酸(KA)和姜黄素(CUR)的CS基抑菌抗氧化活性复合膜(CS/nBC/KA/CUR),考查不同组分复合膜的水分阻隔性能、机械性能、光学性能、抑菌活性和抗氧化活性。结果表明,CS/nBC/KA/CUR复合膜中各组分之间主要是通过氢键与范德华力相互作用,膜内部结晶度明显增强。相较于CS/nBC、CS/nBC/CUR和CS/nBC/KA复合膜,CS/nBC/KA/CUR复合膜的水溶性显著下降,水蒸气透过率比CS/nBC复合膜提升近24%,拉伸强度比CS/nBC/KA复合膜提高近3倍,断裂伸长率比CS/nBC/KA复合膜提高约1.8%,对E.coli的抑菌效果比其余复合膜平均提升约12.2%,ABTS自由基清除率比CS/nBC复合膜最高提升约35.2%。CS/nBC/KA/CUR复合膜结合了各组分的优势,在食品抑菌抗氧化活性包装材料的开发领域具有一定潜在价值。
低温长时间热加工对海参体壁蛋白质消化吸收特性的影响
楚鹏飞, 倪众, 卢晨曦, 杨涵颖, 于曼曼, 刘玉欣
2023, 38(4): 37-45. doi: 10.12187/2023.04.005
摘要:
以新鲜海参为原料,于低温(60℃和80℃)条件下进行不同时间(0 h、1 h、3 h、6 h、12 h、24 h和48 h)的热加工,结合体外模拟消化实验和大鼠翻转肠囊模型,对海参体壁蛋白质变化情况(氧化规律、聚集程度、表面疏水性等)进行研究。结果表明:在整个热加工过程中,海参体壁蛋白质的羰基含量逐渐增加,游离巯基含量逐渐减少,蛋白质氧化程度呈时序性加剧;伴随热加工程度的加剧(热加工不足—适度—过度),蛋白质聚集程度先降低后升高再降低,表面疏水性先增强后减弱再增强,蛋白质平均粒径先增大后减小;经体外模拟消化实验和大鼠翻转肠囊模型转运后,蛋白质水解程度、体外消化率和多肽的跨膜转运水平均随加工时间的延长先升高后降低再升高。综上,于60℃条件下热加工3 h时,海参体壁蛋白质的体外消化率最高且吸收特性较好;于80℃条件下加工超过6 h时,有利于提高海参体壁蛋白质的消化吸收特性。
CaCl2预处理对TG酶诱导的绿豆蛋白凝胶结构特征的影响
王瑞雪, 李迎秋
2023, 38(4): 46-52,60. doi: 10.12187/2023.04.006
摘要:
以转谷氨酰胺酶(TG酶)诱导的绿豆蛋白凝胶(MBPG)为研究对象,探究不同浓度CaCl2预处理对TG酶诱导的MBPG结构特征的影响。结果表明:TG酶诱导的MBPG蛋白条带的强度均随着CaCl2浓度的增加而增强;低CaCl2浓度(≤20 mmol/L)导致TG酶诱导的MBPG游离巯基和离子键含量均降低,表面疏水性增强,氢键和二硫键含量均增加;高CaCl2浓度(>20 mmol/L)使得游离巯基和离子键含量均增加,表面疏水性减弱,氢键含量降低;CaCl2预处理使TG酶诱导的MBPG二级结构从α-螺旋和β-转角转化为β-折叠和无规则卷曲。CaCl2预处理可改变TG酶诱导的MBPG结构特征,为MBPG配方食品的开发提供参考。
牡丹籽酱油的制备及其抗氧化活性研究
张明君, 李迎秋
2023, 38(4): 53-60. doi: 10.12187/2023.04.007
摘要:
分别采用高盐稀态发酵工艺和低盐固态发酵工艺制备牡丹籽酱油,并与采用相同发酵工艺制备的黄豆酱油进行对比,研究其感官特性、抗氧化活性物质含量及抗氧化活性。结果表明:发酵工艺相同的情况下,牡丹籽酱油具有比黄豆酱油更明显的甜味和更好的色泽;高盐稀态牡丹籽酱油和低盐固态牡丹籽酱油的总酚含量为571.73 mg GAE/100 mL和516.77 mg GAE/100 mL、总黄酮含量为87.78 mg RE/100 mL和76.05 mg RE/100 mL,均显著高于高盐稀态黄豆酱油和低盐固态黄豆酱油(P<0.05);高盐稀态牡丹籽酱油和低盐固态牡丹籽酱油的DPPH自由基清除率(75.57%和75.79%)、ABTS自由基清除率(180.25 mmol Trolox/mL和169.17 mmol Trolox/mL)和还原力(6 577.60 μg AAE/mL和6 039.58 μg AAE/mL)也均显著强于高盐稀态黄豆酱油和低盐固态黄豆酱油(P<0.05)。综上可知,牡丹籽酱油具有更优良的抗氧化活性。
甘麦大枣汤提取工艺对比分析
董胜男, 惠明, 田青, 黄继红
2023, 38(4): 61-68. doi: 10.12187/2023.04.008
摘要:
以甘麦大枣汤为研究对象,以5-二十一烷基间苯二酚(ARs-21)提取量为主要评价指标,通过单因素试验结合响应面试验对水提法、醇提法、水提醇沉法3种提取工艺条件进行优化,并对其提取液的主要理化指标和生产成本进行对比分析。结果表明:醇提法最佳提取条件为料液比1∶30,乙醇质量浓度505 g/L,提取时间43 min,该工艺条件下所得提取液的颜色、状态良好,ARs-21和总黄酮提取量均较高,但工业成本也较高;水提法最佳提取条件为料液比1∶31,提取温度90℃,提取时间36 min,该工艺条件下所得提取液的干浸膏得率较高、粒径较小且成本较低,适用于大规模生产,但存在提取液颜色较深、黏度较大的问题,且ARs-21和总黄酮提取量均低于醇提法提取液;水提醇沉法在醇沉后提取液会产生白色微黄絮状沉淀,且无法回溶,产品品质稳定性较差,不适用于甘麦大枣汤的提取。
烟草科学与工程
不同形态烟碱的释放和生理效应差异研究进展
韩书磊, 张浩, 陈欢, 侯宏卫, 胡清源
2023, 38(4): 69-76. doi: 10.12187/2023.04.009
摘要:
烟草及烟草制品中存在不同形态的烟碱,其含量的差异对烟草制品有较大影响。在概述烟碱形态的基础上,着重对不同形态烟碱在释放量和生理效应等方面的差异进行综述,指出:由于理化性质差异,烟草制品中的游离烟碱更易释放到气溶胶中;感官特性方面,游离烟碱的刺激性更高,烟碱盐相对更柔和;吸收率方面,由于存在多种给药方式,不同形态烟碱的吸收率存在差异;毒性方面,总体上游离烟碱毒性小于烟碱盐,但烟碱盐的毒性因酸根离子的种类而异;致瘾性方面,烟碱盐的致瘾性可能高于游离烟碱,且可能因酸根离子的种类而异。未来应对游离烟碱和烟碱盐的吸收率、毒性、致瘾性等生理效应的差异及潜在机制进行深入探究,以更好地指导烟碱盐在烟草制品中的应用。
不同干燥方式对烟用细菌纤维素结构及挥发性香味成分的影响
胡仙妹, 张晨, 杨雪鹏, 张展, 尹献忠
2023, 38(4): 77-83. doi: 10.12187/2023.04.010
摘要:
以烟草废弃物制备的细菌纤维素为原料,利用全自动测色色差计、场发射扫描电子显微镜、同步热分析仪等对经自然干燥(NAD)、热风干燥(HAD)、真空冷冻干燥(VFD)、-20℃预冻-真空冷冻干燥(VFD-20)、-80℃预冻-真空冷冻干燥(VFD-80)和液氮预冻-真空冷冻干燥(VFD-FLN)处理后的细菌纤维素进行形貌与结构表征,利用蒸馏萃取-气质联用法分析不同干燥方式对烟用细菌纤维素香味成分的影响。结果表明:经VFD-FLN处理的细菌纤维素在原有三维网状结构基础上能较好地保持纤维长度;经VFD、VFD-20和VFD-80处理的细菌纤维素的三维空间结构保持较好,但纤维长度变短;经NAD和HAD处理的细菌纤维素空间结构被破坏,导致其复水率和溶胀率最小。经NAD处理的细菌纤维素色泽保留情况最好且其挥发性香味成分主要为酸性物质,相对含量高达97.93%;经VFD处理的细菌纤维素中挥发性香味成分相对含量次之,主要为类胡萝卜素降解产物、萜类化合物降解产物和苯丙氨酸类降解产物;HAD的干燥速度最快,但经其处理的细菌纤维素中挥发性香味成分相对含量最低。
超临界CO2萃取两种典型品种烟草净油及其致香成分与感官品质对比研究
孙胜南, 卢真保, 赵星宇, 林德洪, 王学娟, 赵世兴, 黄艳, 杨靖
2023, 38(4): 84-89. doi: 10.12187/2023.04.011
摘要:
选取云南云龙相同年份、部位和等级的红花大金元和K326烤烟烟叶,在相同工艺条件下通过超临界CO2萃取技术制备烟草净油,采用气相色谱-质谱联用法和卷烟感官评价方法分析比较两种烟草净油致香成分及感官品质差异。结果表明:两种烟草净油中鉴定出共有成分47种,相对含量最高的3种依次为烟碱、西柏三烯二醇和新植二烯,K326烟草净油中15种高级脂肪酸及酯类化合物相对含量均较高;红花大金元中叶绿素降解产物、胡萝卜素降解产物和西柏烷类降解产物等10种致香成分的相对含量较高,K326烟草净油中苯丙氨酸类降解产物和棕色化反应产物共7种致香成分相对含量较高;两种烟草净油香气特征均以干草香和清甜香为主,并带有果香和青香,区别为红花大金元烟草净油表现出木香和醇甜香,而K326烟草净油则表现出烘烤香、焦甜香及蜜甜香,红花大金元烟草净油在烟草本香及整体香气质方面均优于K326烟草净油。
基于偏最小二乘回归的烤烟感官品质关键外观特征指标筛选
张子颖, 过伟民, 徐文韬, 常乃杰, 许衡, 彭玉富, 张书伟
2023, 38(4): 90-97. doi: 10.12187/2023.04.012
摘要:
为明确影响烤烟感官品质的关键外观特征指标,采用偏最小二乘回归等方法对6个产区共计265份烟叶样品的外观特征与其感官品质间的关系进行分析。结果表明:外观特征指标中仅上部叶样品油润感分值服从正态分布,其他外观特征指标分值均未通过正态性检验;中部叶外观指标除身份外均与总体感官品质在0.1%水平显著正相关;上部叶颜色纯正度、成熟度、叶片结构、光泽度、柔软度、油润感与总体感官品质在0.1%水平显著正相关,身份与总体感官品质在0.1%水平显著负相关;油润感、柔软度、叶片结构3项外观特征对中部叶香气质和总体感官品质的累计贡献率分别为49.62%和51.07%,对上部叶香气量和总体感官品质的累计贡献率分别为43.19%和44.30%。叶片结构、柔软度和油润感是影响中、上部叶感官品质的关键指标,可在烟叶原料的工业分选研究中进一步应用。
辊压法薄片料液微胶囊的制备及其在电子烟烟油中的应用
许春平, 梁佳欣, 张弛, 黄家乐, 贾学伟, 李天笑, 郝辉
2023, 38(4): 98-104. doi: 10.12187/2023.04.013
摘要:
为改善香味物质的释放性能,提高电子烟感官评吸品质,研究了薄片料液微胶囊在电子烟烟油中的应用效果。采用复凝聚法将辊压法薄片料液微胶囊化,对其物理化学特性及释放的香味成分进行表征和分析,并将其应用于电子烟烟油中进行感官评价。结果表明:1)微胶囊外观呈近似圆球状或椭球状,结构较致密,平均粒径约为220 nm且大小均匀分布集中,包埋率为45.68%,常温环境下放置7 d的含水率为7.39%,易于运输和储存;料液微胶囊化后热稳定性提高,微胶囊发生最大质量损失率的温度较料液提高约170℃。2)微胶囊中共检出20种挥发性香味成分,总含量为1 158.11 μg/g;最主要的香气成分种类为酯类化合物,占化合物总含量的78.71%,对烟草制品香吃味有重要影响。3)添加微胶囊的电子烟烟油评吸效果较好,刺激性减少,香气量增加,在一定程度上提升了逐口抽吸香气的一致性。
基于水热碳化技术的废弃烟末制备水热炭和碳量子点研究
张峻松, 朱鑫超, 王姗姗, 王轶, 张常记, 张乐, 梁淼, 郭鹏
2023, 38(4): 105-112. doi: 10.12187/2023.04.014
摘要:
为探索废弃烟末资源化与高值化利用途径,通过水热碳化技术将烟末同时转化为水热炭燃料和碳量子点荧光纳米材料,研究了水热碳化温度和反应时间对水热炭燃烧性能的影响,采用红外光谱、X射线光电子能谱、热重分析等手段表征样品的形貌结构与光学性能。结果表明:随着水热碳化反应强度的加大,水热炭的产率降低,而水热炭的固定碳含量和高位热值呈升高趋势,当反应温度为240℃、时间为2 h时,高位热值达到最高(18.66 MJ/kg);水热炭表面附着有碳微球颗粒,且废弃烟末内纤维素类结构在水热碳化过程中不断被分解破坏;水热炭的燃烧过程可分为三个阶段,其中固定碳燃烧阶段的失重率随水热碳化反应强度加大逐渐增加至31.44%,水热炭的引燃温度和燃烧稳定性均优于烟末原料;所制备的氮掺杂型碳量子点的粒径为2.14~3.02 nm,粒径分布较均匀,贮存稳定性较好;碳量子点在365 nm的紫外激发波长下发射蓝色荧光,且其荧光发射光谱呈现激发光波长依赖性,当水热碳化温度为200℃、反应时间为4 h时,碳量子点的荧光强度最高。
基于计算机视觉与机器学习的烟丝杂质图像级联检测方法
付永民, 范磊, 李长进, 吴庆华
2023, 38(4): 113-121. doi: 10.12187/2023.04.015
摘要:
为提高烟丝杂质检测及剔除的准确率,设计了一种基于计算机视觉与机器学习的烟丝杂质图像级联检测方法。该方法采用颜色特征和梯度能量计算机视觉方法对烟丝杂质进行定位,结合HOG特征、LBP特征与级联Adaboost分类器,设计多窗口检测算法对烟丝杂质进行实时检测。结果表明:基于颜色特征的静态杂质检测方法的准确率高于梯度能量方法,在结合了HOG特征和级联Adaboost分类器算法后,检测结果非常稳定,烟丝杂质检测准确率达到97.33%,在实际操作过程中不需要人工调整算法参数,在保证算法准确率和有效性的同时降低了时间成本。
一种新型烟丝结构靶向调控设备研发及应用
郭华诚, 杨雪鹏, 郜海民, 高尊华, 孙觅, 李秀芳
2023, 38(4): 122-126. doi: 10.12187/2023.04.016
摘要:
针对细支卷烟烟丝长丝率偏高,在卷制时易造成烟支质量波动较大、稳定性较差、不合格率高等问题,研制了一种针辊式烟丝结构靶向调控设备。该设备由烟丝选丝机构和断丝机构组成,混配后的烟丝进入烟丝选丝机构,在动态滚动状态下,中、短烟丝经针辊间隙落下,长烟丝则在选丝针辊钢钉挑动作用下逐级传递到断丝机构,在选丝针辊和断丝针辊差速旋转拉扯作用下柔性断丝,实现对长烟丝的靶向调控。以黄金叶(爱尚)细支卷烟烟丝为样品,在实际制丝生产的应用结果表明:该设备稳定性较高,在选丝针辊间距40 mm、选丝针辊电机频率30 Hz、断丝针辊电机频率47 Hz的运行参数下,经调控处理后的烟丝长丝率下降了12.58%,中丝率和短丝率分别上升了8.12%和3.96%,碎丝率仅增加了0.12%,烟丝结构分布更加合理,满足加工质量要求。