2024年39卷第1期
2024, 39(1): 1-11.
doi: 10.12187/2024.01.001
摘要:
基于利用脂肪酶对天然油脂进行改性生成结构脂质(Structured Lipids,SLs)可赋予油脂额外的健康属性,有效提高产品附加值,对近期报道的各类SLs酶法合成及通过酶工程技术(结构设计和固定化)提升合成效果的研究进行综述,认为,使用sn-1,3位置专一性脂肪酶可精准合成SLs,利用分段变温反应、超临界流体反应、真空反应、超声波辅助等途径可有效抑制酰基转移,从而提高产物得率;脂肪酶的结构设计可提高其催化效率、稳定性和底物专一性,使SLs的合成效率和得率有所提升;固定化脂肪酶技术也能提高脂肪酶的反应活性和稳定性,增强其重复利用性,降低SLs酶法合成的成本。未来应针对不同SLs的结构特点,通过结构设计获得高活性、高稳定性和专一性的酶分子,结合新型固定化技术创制高性能酶制剂,以期为高效、精准的SLs酶法合成工艺的创新发展提供参考。
基于利用脂肪酶对天然油脂进行改性生成结构脂质(Structured Lipids,SLs)可赋予油脂额外的健康属性,有效提高产品附加值,对近期报道的各类SLs酶法合成及通过酶工程技术(结构设计和固定化)提升合成效果的研究进行综述,认为,使用sn-1,3位置专一性脂肪酶可精准合成SLs,利用分段变温反应、超临界流体反应、真空反应、超声波辅助等途径可有效抑制酰基转移,从而提高产物得率;脂肪酶的结构设计可提高其催化效率、稳定性和底物专一性,使SLs的合成效率和得率有所提升;固定化脂肪酶技术也能提高脂肪酶的反应活性和稳定性,增强其重复利用性,降低SLs酶法合成的成本。未来应针对不同SLs的结构特点,通过结构设计获得高活性、高稳定性和专一性的酶分子,结合新型固定化技术创制高性能酶制剂,以期为高效、精准的SLs酶法合成工艺的创新发展提供参考。
2024, 39(1): 12-21.
doi: 10.12187/2024.01.002
摘要:
以蜂蜡-单甘酯复合凝胶剂制备的核桃油凝胶为研究对象,探究在复合凝胶剂融化前后进行超声处理对核桃油凝胶结构与性质的影响。结果表明:蜂蜡与单甘酯质量比为3∶7时,所制备核桃油凝胶的持油率(OBC)在95% 以上,具有光滑稳定的表观形态;在一定剪切应变范围内,所有核桃油凝胶均呈现出类固体的弹性性质,且经100 W-30 s超声处理所制备的核桃油凝胶具有较强的机械性能;超声处理可改善核桃油凝胶的晶体结构,产生更致密、细小的晶体形态,有效提高核桃油凝胶的OBC和热稳定性;搅打核桃油凝胶可获得裱花性能优异的油泡沫,且超声处理可显著提高核桃油凝胶的起泡率。综上,超声处理可改善核桃油凝胶的结构与性质,使其成为人造奶油的良好替代品。
以蜂蜡-单甘酯复合凝胶剂制备的核桃油凝胶为研究对象,探究在复合凝胶剂融化前后进行超声处理对核桃油凝胶结构与性质的影响。结果表明:蜂蜡与单甘酯质量比为3∶7时,所制备核桃油凝胶的持油率(OBC)在95% 以上,具有光滑稳定的表观形态;在一定剪切应变范围内,所有核桃油凝胶均呈现出类固体的弹性性质,且经100 W-30 s超声处理所制备的核桃油凝胶具有较强的机械性能;超声处理可改善核桃油凝胶的晶体结构,产生更致密、细小的晶体形态,有效提高核桃油凝胶的OBC和热稳定性;搅打核桃油凝胶可获得裱花性能优异的油泡沫,且超声处理可显著提高核桃油凝胶的起泡率。综上,超声处理可改善核桃油凝胶的结构与性质,使其成为人造奶油的良好替代品。
2024, 39(1): 22-29.
doi: 10.12187/2024.01.003
摘要:
以黑芝麻为研究对象,探究了微波预处理时间(0~12 min)对黑芝麻物性特征和全籽乳稳定性的影响。结果表明:微波预处理会诱导黑芝麻体积膨胀,外种皮呈凹凸不平状,其中微波预处理12 min时,外种皮发生破裂;微波预处理显著降低了黑芝麻的硬度、弹性、胶黏性和回弹性(P<0.05),其中微波预处理9 min时,均达到最小值;随着微波预处理时间的延长,黑芝麻乳的平均粒径从1.21 μm增加至1.52 μm(P<0.05),Zeta-电位从-26.90 mV降低至-31.91 mV(P<0.05),并伴随着物理稳定性的明显提升,以微波预处理9 min时效果最佳,表现为Turbiscan稳定性指数(TSI)曲线斜率明显降低,以及背散射(ΔBS)曲线底部和顶部的轻微变化;微波预处理使黑芝麻乳静态体系的弹性行为增强、流动性减弱,表观黏度逐渐降低,动态黏弹性增加,其中微波预处理9 min时最为明显;微波预处理使黑芝麻乳中脂滴数量和粒径明显增加,连续相中贮藏蛋白构成的多孔片层结构减少,提示优先参与乳体系中脂滴重构。因此,适宜时长微波预处理能够改善黑芝麻物性特征和全籽乳稳定性,拓宽黑芝麻的应用场景。
以黑芝麻为研究对象,探究了微波预处理时间(0~12 min)对黑芝麻物性特征和全籽乳稳定性的影响。结果表明:微波预处理会诱导黑芝麻体积膨胀,外种皮呈凹凸不平状,其中微波预处理12 min时,外种皮发生破裂;微波预处理显著降低了黑芝麻的硬度、弹性、胶黏性和回弹性(P<0.05),其中微波预处理9 min时,均达到最小值;随着微波预处理时间的延长,黑芝麻乳的平均粒径从1.21 μm增加至1.52 μm(P<0.05),Zeta-电位从-26.90 mV降低至-31.91 mV(P<0.05),并伴随着物理稳定性的明显提升,以微波预处理9 min时效果最佳,表现为Turbiscan稳定性指数(TSI)曲线斜率明显降低,以及背散射(ΔBS)曲线底部和顶部的轻微变化;微波预处理使黑芝麻乳静态体系的弹性行为增强、流动性减弱,表观黏度逐渐降低,动态黏弹性增加,其中微波预处理9 min时最为明显;微波预处理使黑芝麻乳中脂滴数量和粒径明显增加,连续相中贮藏蛋白构成的多孔片层结构减少,提示优先参与乳体系中脂滴重构。因此,适宜时长微波预处理能够改善黑芝麻物性特征和全籽乳稳定性,拓宽黑芝麻的应用场景。
2024, 39(1): 30-37.
doi: 10.12187/2024.01.004
摘要:
以市售小磨香油为研究对象,采用溶剂辅助风味蒸发萃取(SAFE)法萃取其挥发性风味成分,利用三重四级杆气相色谱-质谱联用进行半定量分析,结合相对气味活度值(ROAV)进行关键风味成分贡献度分析。结果表明:从市售小磨香油中共鉴定出107种挥发性风味成分,其中35种挥发性风味成分(ROAV≥0.01)具有典型的风味特征贡献,包括4种硫化物、5种酚类、10种吡嗪类、4种呋喃类、3种醛类、4种噻唑类、2种吡咯类、2种噻吩类和1种吲哚,使小磨香油呈现卷心菜味、鱼腥味、硫磺味、烟熏味、爆米花味、油香和烤芝麻味。14种ROAV≥0.10的风味成分(乙酰基吡嗪、2-呋喃甲醇、2,3-二甲基-吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪、二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、甲基糠基二硫醚、硫醇酸甲酯、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、2-甲氧基苯酚、己醛、2-乙基-6-甲基吡嗪、2-甲基-3-呋喃硫醇和3-乙基-2,5-二甲基-吡嗪)被确认为小磨香油的关键风味成分。综上,采用该方法确定小磨香油的关键风味成分,不仅可扩充小磨香油的风味数据库,还可为芝麻油风味品质评价及品质调控提供重要的物质基础。
以市售小磨香油为研究对象,采用溶剂辅助风味蒸发萃取(SAFE)法萃取其挥发性风味成分,利用三重四级杆气相色谱-质谱联用进行半定量分析,结合相对气味活度值(ROAV)进行关键风味成分贡献度分析。结果表明:从市售小磨香油中共鉴定出107种挥发性风味成分,其中35种挥发性风味成分(ROAV≥0.01)具有典型的风味特征贡献,包括4种硫化物、5种酚类、10种吡嗪类、4种呋喃类、3种醛类、4种噻唑类、2种吡咯类、2种噻吩类和1种吲哚,使小磨香油呈现卷心菜味、鱼腥味、硫磺味、烟熏味、爆米花味、油香和烤芝麻味。14种ROAV≥0.10的风味成分(乙酰基吡嗪、2-呋喃甲醇、2,3-二甲基-吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪、二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、甲基糠基二硫醚、硫醇酸甲酯、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、2-甲氧基苯酚、己醛、2-乙基-6-甲基吡嗪、2-甲基-3-呋喃硫醇和3-乙基-2,5-二甲基-吡嗪)被确认为小磨香油的关键风味成分。综上,采用该方法确定小磨香油的关键风味成分,不仅可扩充小磨香油的风味数据库,还可为芝麻油风味品质评价及品质调控提供重要的物质基础。
2024, 39(1): 38-47,56.
doi: 10.12187/2024.01.005
摘要:
以功能性健康油脂甘油二酯(Diacylglycerol,DAG)和长-中-长(Long-Medium-Long,LML)型结构脂质为研究对象,大豆油为对照,研究50% DAG、90% DAG和LML型结构脂质的理化性质、热力学特性及煎炸应用特性。结果表明:50% DAG、90% DAG和LML型结构脂质与大豆油的黏度、密度和过氧化值(POV)基本保持一致,且三者的茴香胺值(AnV)均高于大豆油;与大豆油相比,50% DAG、90% DAG和LML型结构脂质中的甘油酯组成和脂肪酸组成仅有由结构与引入脂肪酸的不同而引起的差异,没有发生其他明显变化;50% DAG和90% DAG中的—OH及LML型结构脂质中的中链脂肪酸均会引起油脂失重起始温度降低,且50% DAG和90% DAG均会出现温度跨度较大的熔融曲线;50% DAG、90% DAG和LML型结构脂质在3470 cm-1、1400~1100 cm-1、722 cm-1等处均出现由结构不同引起的吸收峰差异;连续高温煎炸后,50% DAG、90% DAG和LML型结构脂质的AV、POV、色度、水分含量、AnV和甘油酯组成及被煎炸土豆条的质构特性均体现出良好的稳定性。总之,50% DAG、90% DAG和LML型结构脂质在高温连续煎炸中能保持良好稳定性,满足国家煎炸用油标准,可作为日常煎炸用油使用。
以功能性健康油脂甘油二酯(Diacylglycerol,DAG)和长-中-长(Long-Medium-Long,LML)型结构脂质为研究对象,大豆油为对照,研究50% DAG、90% DAG和LML型结构脂质的理化性质、热力学特性及煎炸应用特性。结果表明:50% DAG、90% DAG和LML型结构脂质与大豆油的黏度、密度和过氧化值(POV)基本保持一致,且三者的茴香胺值(AnV)均高于大豆油;与大豆油相比,50% DAG、90% DAG和LML型结构脂质中的甘油酯组成和脂肪酸组成仅有由结构与引入脂肪酸的不同而引起的差异,没有发生其他明显变化;50% DAG和90% DAG中的—OH及LML型结构脂质中的中链脂肪酸均会引起油脂失重起始温度降低,且50% DAG和90% DAG均会出现温度跨度较大的熔融曲线;50% DAG、90% DAG和LML型结构脂质在3470 cm-1、1400~1100 cm-1、722 cm-1等处均出现由结构不同引起的吸收峰差异;连续高温煎炸后,50% DAG、90% DAG和LML型结构脂质的AV、POV、色度、水分含量、AnV和甘油酯组成及被煎炸土豆条的质构特性均体现出良好的稳定性。总之,50% DAG、90% DAG和LML型结构脂质在高温连续煎炸中能保持良好稳定性,满足国家煎炸用油标准,可作为日常煎炸用油使用。
2024, 39(1): 48-56.
doi: 10.12187/2024.01.006
摘要:
以精炼棕榈油为研究对象,研究4种碳纳米吸附剂(木质活性炭粉末、椰壳活性炭粉末、煤质活性炭粉末和多壁碳纳米管)对3-氯丙醇(3-MCPD)酯的吸附脱除效果,并对最佳吸附剂进行酸碱改性,探究改性后吸附剂添加量、吸附时间和吸附温度对棕榈油中3-MCPD酯吸附脱除效果的影响。结果表明:对3-MCPD酯的脱除效果为木质活性炭粉末＞多壁碳纳米管＞椰壳活性炭粉末＞煤质活性炭粉末,整体脱除效果欠佳;经4 mol/L H3PO4改性后的木质活性炭粉末,吸附性能增强,在吸附剂添加量为5.85% 、吸附时间为47 min、吸附温度为103 ℃的最佳吸附条件下,对棕榈油中3-MCPD酯的脱除率可达71.82% 。使用H3PO4改性木质活性炭可作为脱除食用油中3-MCPD酯的一个有效方法。
以精炼棕榈油为研究对象,研究4种碳纳米吸附剂(木质活性炭粉末、椰壳活性炭粉末、煤质活性炭粉末和多壁碳纳米管)对3-氯丙醇(3-MCPD)酯的吸附脱除效果,并对最佳吸附剂进行酸碱改性,探究改性后吸附剂添加量、吸附时间和吸附温度对棕榈油中3-MCPD酯吸附脱除效果的影响。结果表明:对3-MCPD酯的脱除效果为木质活性炭粉末＞多壁碳纳米管＞椰壳活性炭粉末＞煤质活性炭粉末,整体脱除效果欠佳;经4 mol/L H3PO4改性后的木质活性炭粉末,吸附性能增强,在吸附剂添加量为5.85% 、吸附时间为47 min、吸附温度为103 ℃的最佳吸附条件下,对棕榈油中3-MCPD酯的脱除率可达71.82% 。使用H3PO4改性木质活性炭可作为脱除食用油中3-MCPD酯的一个有效方法。
2024, 39(1): 57-63,117.
doi: 10.12187/2024.01.007
摘要:
以香榧油(Torreya grandis oil,TGO)为油相、薯蓣皂素(Diosgenin,DSG)为凝胶剂制备TGO-DSG油凝胶(TDOG油凝胶),研究其微观结构、流变特性、质构特性、晶体结构等,以及其凝胶形成原理及凝胶化对其消化特性的影响规律。结果表明:TDOG油凝胶是由小而密和大而松散的两种球状DSG结晶通过纤维交联的三维网络构建而成。TDOG油凝胶的储能模量(G')大于损耗模量(G″),呈现剪切稀化特征,相转变温度约为86.8 ℃。当消化时间为120 min时,TDOG油凝胶的消化率为40.7%,显著低于TGO(50.9%),即凝胶化能降低TDOG中TGO的消化率;另外,TDOG油凝胶消化上清液中的饱和脂肪酸含量高于不饱和脂肪酸,即凝胶化会增加不饱和脂肪酸的消化难度,且不饱和度越高其消化难度越大。因此,TDOG油凝胶可作为固体脂肪的替代品,应用于健康功能食品的开发。
以香榧油(Torreya grandis oil,TGO)为油相、薯蓣皂素(Diosgenin,DSG)为凝胶剂制备TGO-DSG油凝胶(TDOG油凝胶),研究其微观结构、流变特性、质构特性、晶体结构等,以及其凝胶形成原理及凝胶化对其消化特性的影响规律。结果表明:TDOG油凝胶是由小而密和大而松散的两种球状DSG结晶通过纤维交联的三维网络构建而成。TDOG油凝胶的储能模量(G')大于损耗模量(G″),呈现剪切稀化特征,相转变温度约为86.8 ℃。当消化时间为120 min时,TDOG油凝胶的消化率为40.7%,显著低于TGO(50.9%),即凝胶化能降低TDOG中TGO的消化率;另外,TDOG油凝胶消化上清液中的饱和脂肪酸含量高于不饱和脂肪酸,即凝胶化会增加不饱和脂肪酸的消化难度,且不饱和度越高其消化难度越大。因此,TDOG油凝胶可作为固体脂肪的替代品,应用于健康功能食品的开发。
2024, 39(1): 64-72.
doi: 10.12187/2024.01.008
摘要:
对雪茄微生物的种类及其在国产雪茄烟叶原料大田生产、晾制、发酵等环节的应用研究现状和面临的主要问题进行综述。认为:雪茄微生物类群主要分为根际微生物、叶际微生物和内生菌,其中根际微生物与叶际微生物可促进雪茄烟株生长和发育,减少雪茄烟株病害,提升烟叶感官品质,但有益内生菌的相关研究较为欠缺。微生物肥料、农药在雪茄烟叶大田生长环节中起重要作用,但雪茄烟株专用微生物肥料、农药还未得到大面积推广和应用。雪茄烟叶晾制过程中微生物资源丰富、代谢功能复杂,但涉及微生物作用机制的相关研究较少。雪茄烟叶发酵过程中微生物群落结构逐渐多样化,微生物介质的添加可改善烟叶品质,预防烟叶发生霉变,但大多数研究侧重介质微生物的筛选,对微生物提质增香的作用机制仍缺乏深度研究。未来可在雪茄烟叶内生菌筛选利用、晾制过程微生物变化等方面开展深入研究,利用组学方法深度挖掘数据,以进一步强化微生物在国产雪茄烟叶原料生产过程的有利作用,提高烟叶产量和品质,减少对进口雪茄烟叶原料的依赖。
对雪茄微生物的种类及其在国产雪茄烟叶原料大田生产、晾制、发酵等环节的应用研究现状和面临的主要问题进行综述。认为:雪茄微生物类群主要分为根际微生物、叶际微生物和内生菌,其中根际微生物与叶际微生物可促进雪茄烟株生长和发育,减少雪茄烟株病害,提升烟叶感官品质,但有益内生菌的相关研究较为欠缺。微生物肥料、农药在雪茄烟叶大田生长环节中起重要作用,但雪茄烟株专用微生物肥料、农药还未得到大面积推广和应用。雪茄烟叶晾制过程中微生物资源丰富、代谢功能复杂,但涉及微生物作用机制的相关研究较少。雪茄烟叶发酵过程中微生物群落结构逐渐多样化,微生物介质的添加可改善烟叶品质,预防烟叶发生霉变,但大多数研究侧重介质微生物的筛选,对微生物提质增香的作用机制仍缺乏深度研究。未来可在雪茄烟叶内生菌筛选利用、晾制过程微生物变化等方面开展深入研究,利用组学方法深度挖掘数据,以进一步强化微生物在国产雪茄烟叶原料生产过程的有利作用,提高烟叶产量和品质,减少对进口雪茄烟叶原料的依赖。
2024, 39(1): 73-78,96.
doi: 10.12187/2024.01.009
摘要:
为探究雪茄烟叶工业发酵过程中真菌群落结构随霉变发生的变化情况,以德雪一号雪茄烟叶为实验材料,采用微生物学计数方法和Illumina MiSeq高通量测序技术对雪茄烟叶工业发酵过程中正常烟叶和霉变烟叶进行霉菌数量及真菌群落结构变化分析。结果表明:与正常烟叶相比,发酵第30 d霉变雪茄烟叶中,霉菌数量最高(8.3×104 CFU/g),物种丰富度和多样性最低,OTU数量最少;在门水平上,子囊菌门(Ascomycota)在发酵第30 d霉变烟叶中为绝对优势菌门,平均相对丰度为99.82%;在属水平上,曲霉属(Aspergillus)为整个发酵过程中的主要优势菌属,在发酵第30 d霉变雪茄烟叶中平均相对丰度最大(92.32%);发酵第30 d霉变雪茄烟叶与正常烟叶相比在物种组成上具有明显差别,其中曲霉属既是优势菌属,又是组间差异菌属,且在各样品中平均相对丰度均最高,推断其为引起雪茄霉变发生的关键菌属。
为探究雪茄烟叶工业发酵过程中真菌群落结构随霉变发生的变化情况,以德雪一号雪茄烟叶为实验材料,采用微生物学计数方法和Illumina MiSeq高通量测序技术对雪茄烟叶工业发酵过程中正常烟叶和霉变烟叶进行霉菌数量及真菌群落结构变化分析。结果表明:与正常烟叶相比,发酵第30 d霉变雪茄烟叶中,霉菌数量最高(8.3×104 CFU/g),物种丰富度和多样性最低,OTU数量最少;在门水平上,子囊菌门(Ascomycota)在发酵第30 d霉变烟叶中为绝对优势菌门,平均相对丰度为99.82%;在属水平上,曲霉属(Aspergillus)为整个发酵过程中的主要优势菌属,在发酵第30 d霉变雪茄烟叶中平均相对丰度最大(92.32%);发酵第30 d霉变雪茄烟叶与正常烟叶相比在物种组成上具有明显差别,其中曲霉属既是优势菌属,又是组间差异菌属,且在各样品中平均相对丰度均最高,推断其为引起雪茄霉变发生的关键菌属。
2024, 39(1): 79-86.
doi: 10.12187/2024.01.010
摘要:
为了解国内外典型茄衣烟叶关键品质指标差异,测定了中国、巴西、多米尼加、印度尼西亚这4个国家共40份茄衣烟叶样品中的常规化学成分和中性致香物质,通过偏最小二乘判别分析(PLS-DA)法和Pearson相关性分析法进行关键性差异指标筛选及相关性分析。结果表明:国内茄衣烟叶总糖和还原糖质量分数显著高于国外茄衣烟叶,烟碱质量分数显著高于巴西和印度尼西亚茄衣烟叶,氮碱比显著低于巴西和印度尼西亚茄衣烟叶,钾质量分数显著低于巴西和多米尼加茄衣烟叶;国内茄衣烟叶中性致香物质总含量和新植二烯含量高于国外茄衣烟叶,苯丙氨酸类降解产物含量与巴西、多米尼加和印度尼西亚茄衣烟叶均较为接近,棕色化反应产物含量显著高于国外茄衣烟叶;国内外茄衣烟叶关键性差异指标共有16种,其中β-大马酮含量、愈创木酚含量等11种指标表现为国内茄衣烟叶中数值相对较高,苯甲醛含量、总氮质量分数、氮碱比等5种指标表现为国外茄衣烟叶中数值相对较高;16种指标中总氮质量分数和氮碱比与二氢猕猴桃内酯含量、2-乙酰基吡咯含量和苯甲醛含量均呈极显著正相关,与巨豆三烯酮2含量、β-大马酮含量均呈显著或极显著负相关,而总糖、还原糖和烟碱质量分数与上述中性致香物质含量之间的关系则均相反。
为了解国内外典型茄衣烟叶关键品质指标差异,测定了中国、巴西、多米尼加、印度尼西亚这4个国家共40份茄衣烟叶样品中的常规化学成分和中性致香物质,通过偏最小二乘判别分析(PLS-DA)法和Pearson相关性分析法进行关键性差异指标筛选及相关性分析。结果表明:国内茄衣烟叶总糖和还原糖质量分数显著高于国外茄衣烟叶,烟碱质量分数显著高于巴西和印度尼西亚茄衣烟叶,氮碱比显著低于巴西和印度尼西亚茄衣烟叶,钾质量分数显著低于巴西和多米尼加茄衣烟叶;国内茄衣烟叶中性致香物质总含量和新植二烯含量高于国外茄衣烟叶,苯丙氨酸类降解产物含量与巴西、多米尼加和印度尼西亚茄衣烟叶均较为接近,棕色化反应产物含量显著高于国外茄衣烟叶;国内外茄衣烟叶关键性差异指标共有16种,其中β-大马酮含量、愈创木酚含量等11种指标表现为国内茄衣烟叶中数值相对较高,苯甲醛含量、总氮质量分数、氮碱比等5种指标表现为国外茄衣烟叶中数值相对较高;16种指标中总氮质量分数和氮碱比与二氢猕猴桃内酯含量、2-乙酰基吡咯含量和苯甲醛含量均呈极显著正相关,与巨豆三烯酮2含量、β-大马酮含量均呈显著或极显著负相关,而总糖、还原糖和烟碱质量分数与上述中性致香物质含量之间的关系则均相反。
2024, 39(1): 87-96.
doi: 10.12187/2024.01.011
摘要:
为探究雪茄烟前、中、后3段烟气的差异性,采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对长城2号和蒙特4号两种雪茄烟分段烟气香气成分进行检测,结合感官评价和气味贡献权重对雪茄烟香气特征进行研究,并基于偏最小二乘判别分析(PLS-DA)法筛选雪茄烟中关键差异香气成分。结果表明:抽吸过程中烟支变短、截留效果减弱,雪茄烟烟气中香气成分的数量和释放量整体呈增加趋势;在雪茄烟气味贡献权重中,随着抽吸的进行,长城2号的豆香和木香减弱、咖啡香增强,蒙特4号的豆香减弱、辛香增强,这些气味的权重变化与感官评价结果具有一致性;长城2号中引起香气特征变化的有γ-己内酯、糠酸、苯乙酮、苯乙酸、2,6-二甲基吡嗪等12个关键差异香气成分,蒙特4号中引起香气特征变化的有雪松醇、2-甲基丁醛、4-乙烯基愈创木酚、愈创木酚、γ-壬内酯等11个关键差异香气成分。该研究结果反映了雪茄烟抽吸过程中烟气成分变化规律,并解释了抽吸过程中风味变化的原因。
为探究雪茄烟前、中、后3段烟气的差异性,采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对长城2号和蒙特4号两种雪茄烟分段烟气香气成分进行检测,结合感官评价和气味贡献权重对雪茄烟香气特征进行研究,并基于偏最小二乘判别分析(PLS-DA)法筛选雪茄烟中关键差异香气成分。结果表明:抽吸过程中烟支变短、截留效果减弱,雪茄烟烟气中香气成分的数量和释放量整体呈增加趋势;在雪茄烟气味贡献权重中,随着抽吸的进行,长城2号的豆香和木香减弱、咖啡香增强,蒙特4号的豆香减弱、辛香增强,这些气味的权重变化与感官评价结果具有一致性;长城2号中引起香气特征变化的有γ-己内酯、糠酸、苯乙酮、苯乙酸、2,6-二甲基吡嗪等12个关键差异香气成分,蒙特4号中引起香气特征变化的有雪松醇、2-甲基丁醛、4-乙烯基愈创木酚、愈创木酚、γ-壬内酯等11个关键差异香气成分。该研究结果反映了雪茄烟抽吸过程中烟气成分变化规律,并解释了抽吸过程中风味变化的原因。
2024, 39(1): 97-102.
doi: 10.12187/2024.01.012
摘要:
以5种牌号常规卷烟成品烟丝为研究对象,采用多重线性回归分析方法研究烟丝物理指标对其回弹特性的影响规律,并构建基于BP神经网络的烟丝回弹特性预测模型。结果表明:烟丝物理指标对烟丝回弹特性的影响程度从大到小依次为碎丝率>中丝率>长丝率>填充值>弹性>含水率,其中,中丝率、长丝率、弹性、含水率与烟丝回弹特性呈正相关关系,碎丝率、填充值与烟丝回弹特性呈负相关关系;所构建的BP神经网络预测模型,测试集预测值与真实值比对R2为0.965 7,总体模型精度达到98.10%,烟丝回弹特性预测值与实测值之间的差异较小,模型具有较高的预测准确性和可靠性,可用于烟丝回弹特性的精确估算。
以5种牌号常规卷烟成品烟丝为研究对象,采用多重线性回归分析方法研究烟丝物理指标对其回弹特性的影响规律,并构建基于BP神经网络的烟丝回弹特性预测模型。结果表明:烟丝物理指标对烟丝回弹特性的影响程度从大到小依次为碎丝率>中丝率>长丝率>填充值>弹性>含水率,其中,中丝率、长丝率、弹性、含水率与烟丝回弹特性呈正相关关系,碎丝率、填充值与烟丝回弹特性呈负相关关系;所构建的BP神经网络预测模型,测试集预测值与真实值比对R2为0.965 7,总体模型精度达到98.10%,烟丝回弹特性预测值与实测值之间的差异较小,模型具有较高的预测准确性和可靠性,可用于烟丝回弹特性的精确估算。
2024, 39(1): 103-108.
doi: 10.12187/2024.01.013
摘要:
为充分考虑造纸法再造烟叶筛分工艺参数的随机变化,以水流速度和烟浆固含量为设计参数,以筛分后12目以上纤维质量占比和50目以下纤维质量占比为性能响应,提出了基于Kriging模型的造纸法再造烟叶筛分工艺参数优化方法。首先,以当前工艺参数为继承点进行继承拉丁超立方采样和筛分实验,在此基础上构建初始Kriging模型以拟合水流速度和烟浆固含量与12目以下纤维质量占比和50目以上纤维质量占比间的隐式关系;其次,采用局部自适应采样方法开展序列采样以提高Kriging模型在优化迭代关键点的精度;最后,利用蒙特卡罗仿真-序列二次规划计算最优的再造烟叶筛分工艺参数。结果表明:优化得到的水流速度和烟浆固含量分别为6.31 L/min和0.53%,该工艺参数下的12目以下纤维质量占比为13.72%,较优化前提升了7.19%;50目以上纤维质量占比为17.65%,较优化前降低了4.13% 。该方法能够满足造纸法再造烟叶筛分工艺参数优化需求。
为充分考虑造纸法再造烟叶筛分工艺参数的随机变化,以水流速度和烟浆固含量为设计参数,以筛分后12目以上纤维质量占比和50目以下纤维质量占比为性能响应,提出了基于Kriging模型的造纸法再造烟叶筛分工艺参数优化方法。首先,以当前工艺参数为继承点进行继承拉丁超立方采样和筛分实验,在此基础上构建初始Kriging模型以拟合水流速度和烟浆固含量与12目以下纤维质量占比和50目以上纤维质量占比间的隐式关系;其次,采用局部自适应采样方法开展序列采样以提高Kriging模型在优化迭代关键点的精度;最后,利用蒙特卡罗仿真-序列二次规划计算最优的再造烟叶筛分工艺参数。结果表明:优化得到的水流速度和烟浆固含量分别为6.31 L/min和0.53%,该工艺参数下的12目以下纤维质量占比为13.72%,较优化前提升了7.19%;50目以上纤维质量占比为17.65%,较优化前降低了4.13% 。该方法能够满足造纸法再造烟叶筛分工艺参数优化需求。
2024, 39(1): 109-117.
doi: 10.12187/2024.01.014
摘要:
在升流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket, UASB)中启动厌氧消化工艺,考查常低温(<25 ℃)条件下氨氮质量浓度对厌氧消化处理模拟轻工行业废水性能的影响。结果表明,间歇加泥并控制回流比为7.5的条件有利于厌氧消化工艺的启动,当氨氮质量浓度为400~1400 mg/L时,对厌氧消化性能基本无不利影响,且在400~800 mg/L之间时,会轻微促进厌氧消化性能,但较高的氨氮质量浓度会导致部分微生物死亡,促使胞外聚合物和溶解性微生物产物含量增大。此外,氨氮质量浓度的升高不利于氢营养型产甲烷古菌Methanobacterium的生长,其相对丰度从75.5% 降低至6.3%,但有利于乙酸营养型产甲烷古菌 Methanosaeta和兼性营养型产甲烷古菌Methanosarcina的增殖,二者的相对丰度分别从19.8% 和1.7% 增大至63.8% 和29.1% 。常低温条件下,厌氧消化工艺可以处理氨氮质量浓度为0~1400 mg/L的高COD的轻工行业废水,但优势产甲烷古菌会发生显著演替。
在升流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket, UASB)中启动厌氧消化工艺,考查常低温(<25 ℃)条件下氨氮质量浓度对厌氧消化处理模拟轻工行业废水性能的影响。结果表明,间歇加泥并控制回流比为7.5的条件有利于厌氧消化工艺的启动,当氨氮质量浓度为400~1400 mg/L时,对厌氧消化性能基本无不利影响,且在400~800 mg/L之间时,会轻微促进厌氧消化性能,但较高的氨氮质量浓度会导致部分微生物死亡,促使胞外聚合物和溶解性微生物产物含量增大。此外,氨氮质量浓度的升高不利于氢营养型产甲烷古菌Methanobacterium的生长,其相对丰度从75.5% 降低至6.3%,但有利于乙酸营养型产甲烷古菌 Methanosaeta和兼性营养型产甲烷古菌Methanosarcina的增殖,二者的相对丰度分别从19.8% 和1.7% 增大至63.8% 和29.1% 。常低温条件下,厌氧消化工艺可以处理氨氮质量浓度为0~1400 mg/L的高COD的轻工行业废水,但优势产甲烷古菌会发生显著演替。
2024, 39(1): 118-126.
doi: 10.12187/2024.01.015
摘要:
为研究含盐食品工业废水脱氮除磷的性能,将不同盐度(NaCl)引入实验室模拟食品工业废水处理系统中,选择厌氧/缺氧/好氧(A/A/O)的运行方式,考查处理系统中化学需氧量(COD)、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、PO43--P等理化指标的变化情况,并结合污泥性质和功能微生物菌群结构揭示不同盐度对食品工业废水脱氮除磷性能的影响机理。结果表明,引入盐度既能提高系统中有机物的去除效果,COD去除率从84.08% 增大至90.33%,还能促进厌氧阶段除磷菌释磷及硝化作用,NH4+-N去除率从95.79% 增大至98.85%,但会抑制除磷菌好氧吸磷性能;低盐度(0.5 g/L)能够促进系统反硝化性能,但当盐度升高至3.0 g/L时,会降低系统反硝化性能;随着盐度的升高,微生物胞外聚合物(EPS)含量增大,当盐度为3.0 g/L时,EPS含量为38.81 mg/g VSS;引入盐度还会增加微生物菌群的相对丰度,改变微生物菌群结构,促进Chloroflexi、Actinobacteriota和Planctomycetota等反硝化菌门富集,同时随着盐度的升高,Caldilineaceae、Ferruginibacter、Kouleothrix等功能微生物的相对丰度增大,而Candidatus_Competibacter的相对丰度降低,这保证了含盐系统稳定的脱氮除磷效果。
为研究含盐食品工业废水脱氮除磷的性能,将不同盐度(NaCl)引入实验室模拟食品工业废水处理系统中,选择厌氧/缺氧/好氧(A/A/O)的运行方式,考查处理系统中化学需氧量(COD)、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、PO43--P等理化指标的变化情况,并结合污泥性质和功能微生物菌群结构揭示不同盐度对食品工业废水脱氮除磷性能的影响机理。结果表明,引入盐度既能提高系统中有机物的去除效果,COD去除率从84.08% 增大至90.33%,还能促进厌氧阶段除磷菌释磷及硝化作用,NH4+-N去除率从95.79% 增大至98.85%,但会抑制除磷菌好氧吸磷性能;低盐度(0.5 g/L)能够促进系统反硝化性能,但当盐度升高至3.0 g/L时,会降低系统反硝化性能;随着盐度的升高,微生物胞外聚合物(EPS)含量增大,当盐度为3.0 g/L时,EPS含量为38.81 mg/g VSS;引入盐度还会增加微生物菌群的相对丰度,改变微生物菌群结构,促进Chloroflexi、Actinobacteriota和Planctomycetota等反硝化菌门富集,同时随着盐度的升高,Caldilineaceae、Ferruginibacter、Kouleothrix等功能微生物的相对丰度增大,而Candidatus_Competibacter的相对丰度降低,这保证了含盐系统稳定的脱氮除磷效果。
