当期目录
2024,
39(6): 1-8,56. doi: 10.12187/2024.06.001
摘要:
二硫键(Disulphide Bond,S—S)是小麦面筋蛋白中最重要的共价键,可使蛋白质肽链的空间结构更为紧密,在一定条件下可与巯基(Sulfhydryl Group,—SH)相互转化。对近年来国内外有关面制品加工过程中小麦面筋蛋白—SH、S—S变化的研究进行综述,阐述—SH和S—S对面筋蛋白网络结构的影响机制,并从加工条件(温度变化、非热加工技术)和外源添加物(盐类物质、蛋白质、酶类、氧化剂、还原剂和巯基阻断剂)两方面论述面制品加工过程中小麦面筋蛋白—SH、S—S的变化机理。认为,小麦面筋蛋白S—S的形成通常有—SH的氧化和—SH/S—S的交换反应两种途径;冷藏、冷冻等低温条件会增加体系游离—SH的含量,使面筋蛋白网络结构的牢固性变差,适度的高温、高压、机械外力、真空等条件可促进蛋白质通过S—S发生交联,有利于面筋蛋白网络结构的形成;适量钾盐、小麦蛋白质二硫键异构酶、还原剂和巯基封闭剂可干扰游离—SH向S—S的转化,减缓面筋蛋白中S—S的形成,而适量钠盐、酸性蛋白酶、氧化酶和氧化剂则可促进S—S和三维聚合网络结构的形成。然而,目前相关研究对象主要集中于面条等主食面制品,且对其加工过程中—SH和S—S的动态分子结构变化的研究有限,有关天然功能因子与面筋蛋白—SH和S—S关系的研究也较少。未来应进一步扩大研究对象的种类,协同应用多种新技术解析面筋蛋白—SH和S—S的动态分子结构,重视功能性面制品的研发和化学机理探索,以期为研究—SH、S—S对面制品品质的影响机理提供参考,同时为基于—SH、S—S改良面制品品质、培育特种小麦等开拓新的研究思路。
二硫键(Disulphide Bond,S—S)是小麦面筋蛋白中最重要的共价键,可使蛋白质肽链的空间结构更为紧密,在一定条件下可与巯基(Sulfhydryl Group,—SH)相互转化。对近年来国内外有关面制品加工过程中小麦面筋蛋白—SH、S—S变化的研究进行综述,阐述—SH和S—S对面筋蛋白网络结构的影响机制,并从加工条件(温度变化、非热加工技术)和外源添加物(盐类物质、蛋白质、酶类、氧化剂、还原剂和巯基阻断剂)两方面论述面制品加工过程中小麦面筋蛋白—SH、S—S的变化机理。认为,小麦面筋蛋白S—S的形成通常有—SH的氧化和—SH/S—S的交换反应两种途径;冷藏、冷冻等低温条件会增加体系游离—SH的含量,使面筋蛋白网络结构的牢固性变差,适度的高温、高压、机械外力、真空等条件可促进蛋白质通过S—S发生交联,有利于面筋蛋白网络结构的形成;适量钾盐、小麦蛋白质二硫键异构酶、还原剂和巯基封闭剂可干扰游离—SH向S—S的转化,减缓面筋蛋白中S—S的形成,而适量钠盐、酸性蛋白酶、氧化酶和氧化剂则可促进S—S和三维聚合网络结构的形成。然而,目前相关研究对象主要集中于面条等主食面制品,且对其加工过程中—SH和S—S的动态分子结构变化的研究有限,有关天然功能因子与面筋蛋白—SH和S—S关系的研究也较少。未来应进一步扩大研究对象的种类,协同应用多种新技术解析面筋蛋白—SH和S—S的动态分子结构,重视功能性面制品的研发和化学机理探索,以期为研究—SH、S—S对面制品品质的影响机理提供参考,同时为基于—SH、S—S改良面制品品质、培育特种小麦等开拓新的研究思路。
2024,
39(6): 9-17. doi: 10.12187/2024.06.002
摘要:
采用3D打印技术,以全麦粉为主要原料,设计3种不同内部结构(4孔、9孔和16孔)的3D打印全麦曲奇饼干,考查内部结构设计对物料打印特性及产品感官品质、质构特性和消化特性的影响。结果表明:4孔结构全麦曲奇饼干面糊的打印流畅性最好;16孔结构3D打印全麦曲奇饼干坯的内部和表观结构打印精度及烘焙后的表观结构稳定性均最高;9孔结构3D打印全麦曲奇饼干的综合感官评分((90.00±1.25)分)显著高于4孔((73.00±2.63)分)和16孔((72.00±1.70)分)结构3D打印全麦曲奇饼干(P<0.05);16孔结构3D打印全麦曲奇饼干的硬度((1 355.90±197.74) g)和脆度((1 152.50±49.67) g)均较低(P<0.05),淀粉体外消化率(57.61%)和糊化度((35.11±1.83)%)均最低。综上,当内部结构设计为16孔时,有利于生产打印精度较高、稳定性较好、感官品质较佳、消化率较低且适合糖尿病患者食用的3D打印全麦曲奇饼干。
采用3D打印技术,以全麦粉为主要原料,设计3种不同内部结构(4孔、9孔和16孔)的3D打印全麦曲奇饼干,考查内部结构设计对物料打印特性及产品感官品质、质构特性和消化特性的影响。结果表明:4孔结构全麦曲奇饼干面糊的打印流畅性最好;16孔结构3D打印全麦曲奇饼干坯的内部和表观结构打印精度及烘焙后的表观结构稳定性均最高;9孔结构3D打印全麦曲奇饼干的综合感官评分((90.00±1.25)分)显著高于4孔((73.00±2.63)分)和16孔((72.00±1.70)分)结构3D打印全麦曲奇饼干(P<0.05);16孔结构3D打印全麦曲奇饼干的硬度((1 355.90±197.74) g)和脆度((1 152.50±49.67) g)均较低(P<0.05),淀粉体外消化率(57.61%)和糊化度((35.11±1.83)%)均最低。综上,当内部结构设计为16孔时,有利于生产打印精度较高、稳定性较好、感官品质较佳、消化率较低且适合糖尿病患者食用的3D打印全麦曲奇饼干。
2024,
39(6): 18-26. doi: 10.12187/2024.06.003
摘要:
以麦麸糊粉层粉取代部分高筋小麦粉制作手抓饼,探究麦麸糊粉层粉的添加量(0%、5%、10%、15%、20%、25%和30%)对混合粉、面团及手抓饼品质特性的影响。结果表明:随着麦麸糊粉层粉添加量的增加,混合粉的灰分含量、膳食纤维含量和粗蛋白含量分别增加至1.40%、10.21%和15.13%,水分含量、总淀粉含量、湿面筋含量和面筋指数分别减少至9.62%、56.92%、16.75%和59,色泽加深,糊化黏度指标均下降;面团的吸水率、形成时间和弱化度分别增加至70.40%、5.32 min和84.00 FU,粉质质量指数下降至62.00,延展性和弹性变差;手抓饼的色泽变深(L*显著降低,a*和b*显著增加),口感变差,硬度和咀嚼性分别增加至18 275.12g和8 261.53 g,含油率下降至12.55%,油脂分布变得不均匀。因此,适当添加麦麸糊粉层粉(添加量≤20%),可在保证手抓饼食用品质的同时,降低其含油率,以满足消费者对低脂健康面制品的要求。
以麦麸糊粉层粉取代部分高筋小麦粉制作手抓饼,探究麦麸糊粉层粉的添加量(0%、5%、10%、15%、20%、25%和30%)对混合粉、面团及手抓饼品质特性的影响。结果表明:随着麦麸糊粉层粉添加量的增加,混合粉的灰分含量、膳食纤维含量和粗蛋白含量分别增加至1.40%、10.21%和15.13%,水分含量、总淀粉含量、湿面筋含量和面筋指数分别减少至9.62%、56.92%、16.75%和59,色泽加深,糊化黏度指标均下降;面团的吸水率、形成时间和弱化度分别增加至70.40%、5.32 min和84.00 FU,粉质质量指数下降至62.00,延展性和弹性变差;手抓饼的色泽变深(L*显著降低,a*和b*显著增加),口感变差,硬度和咀嚼性分别增加至18 275.12g和8 261.53 g,含油率下降至12.55%,油脂分布变得不均匀。因此,适当添加麦麸糊粉层粉(添加量≤20%),可在保证手抓饼食用品质的同时,降低其含油率,以满足消费者对低脂健康面制品的要求。
2024,
39(6): 27-36. doi: 10.12187/2024.06.004
摘要:
以低筋面粉和香菇-大球盖菇粉为主要原料制作香菇-大球盖菇复合饼干,以感官评分为指标进行单因素试验和Box-Behnken响应面试验确定最佳工艺配方,并研究该复合饼干的品质特性。结果表明:香菇-大球盖菇复合饼干的最佳工艺配方为香菇-大球盖菇粉添加量9.4 g/100 g,低筋面粉添加量90.6 g/100 g,在此基础上,黄油添加量32.5 g,白砂糖添加量30.6 g,水添加量22.5 g,食盐添加量0.8 g,小苏打添加量0.6 g,按此配方制作的香菇-大球盖菇复合饼干的感官评分为89.8分,菇味浓郁、口感酥脆,水分和碱度分别为2.82%和0.22 g/100 g(以Na2CO3计);香菇-大球盖菇粉的添加对复合饼干的质构特性无显著不良影响,但使其色泽偏暗;香菇-大球盖菇复合饼干的蛋白质、总膳食纤维和总酚含量分别为5.64 g/100 g、1.57 g/100 g和1.76 mg/g,均高于对照组,且抗氧化性能显著提升(P＜0.05)。
以低筋面粉和香菇-大球盖菇粉为主要原料制作香菇-大球盖菇复合饼干,以感官评分为指标进行单因素试验和Box-Behnken响应面试验确定最佳工艺配方,并研究该复合饼干的品质特性。结果表明:香菇-大球盖菇复合饼干的最佳工艺配方为香菇-大球盖菇粉添加量9.4 g/100 g,低筋面粉添加量90.6 g/100 g,在此基础上,黄油添加量32.5 g,白砂糖添加量30.6 g,水添加量22.5 g,食盐添加量0.8 g,小苏打添加量0.6 g,按此配方制作的香菇-大球盖菇复合饼干的感官评分为89.8分,菇味浓郁、口感酥脆,水分和碱度分别为2.82%和0.22 g/100 g(以Na2CO3计);香菇-大球盖菇粉的添加对复合饼干的质构特性无显著不良影响,但使其色泽偏暗;香菇-大球盖菇复合饼干的蛋白质、总膳食纤维和总酚含量分别为5.64 g/100 g、1.57 g/100 g和1.76 mg/g,均高于对照组,且抗氧化性能显著提升(P＜0.05)。
2024,
39(6): 37-48. doi: 10.12187/2024.06.005
摘要:
基于牡蛎壳所具有的高硬度、强耐腐蚀性和优良韧性等特性,梳理了牡蛎壳粉在环境治理与改良、建筑材料环保替代、可再生能源开发、食品与饲料营养成分保持和补充等方面的应用现状,指出,牡蛎壳粉可作为生物滤料和土壤改良剂,有效治理水体污染、促进土壤修复;可用作砂浆骨料替代品,并可制成生物阻燃剂等,减少建筑材料对自然资源的依赖,增强建筑材料的安全性能和使用性能;可作为一种高效环保催化剂,用于生物柴油、沼气等可再生能源的生产;还可作为钙补充剂、禽类饲料添加剂及抗菌剂,应用于食品与饲料行业,预防营养成分的流失并提高其安全性。尽管牡蛎壳粉的资源化利用展现出广阔的市场潜力,但其商业化进程仍受到加工成本、标准化和质量控制等技术的制约。未来的研究方向应集中在开发更高效的牡蛎壳粉处理技术,提升其在不同应用场景中的性能和价值,并探索其在新能源、生物医药等新兴领域的应用潜力,进一步推动牡蛎相关产业的可持续发展。
基于牡蛎壳所具有的高硬度、强耐腐蚀性和优良韧性等特性,梳理了牡蛎壳粉在环境治理与改良、建筑材料环保替代、可再生能源开发、食品与饲料营养成分保持和补充等方面的应用现状,指出,牡蛎壳粉可作为生物滤料和土壤改良剂,有效治理水体污染、促进土壤修复;可用作砂浆骨料替代品,并可制成生物阻燃剂等,减少建筑材料对自然资源的依赖,增强建筑材料的安全性能和使用性能;可作为一种高效环保催化剂,用于生物柴油、沼气等可再生能源的生产;还可作为钙补充剂、禽类饲料添加剂及抗菌剂,应用于食品与饲料行业,预防营养成分的流失并提高其安全性。尽管牡蛎壳粉的资源化利用展现出广阔的市场潜力,但其商业化进程仍受到加工成本、标准化和质量控制等技术的制约。未来的研究方向应集中在开发更高效的牡蛎壳粉处理技术,提升其在不同应用场景中的性能和价值,并探索其在新能源、生物医药等新兴领域的应用潜力,进一步推动牡蛎相关产业的可持续发展。
2024,
39(6): 49-56. doi: 10.12187/2024.06.006
摘要:
以龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)渣为主要原料制备龙须菜纤维素(GLC)和纳米纤维素(NGLC),并将其溶解于离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐中制备龙须菜纤维素水凝胶(GLC-H)和纳米纤维素水凝胶(NGLC-H),通过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、差示量热扫描仪等对其结构、形貌、热稳定性和流变性能进行表征分析,并考查GLC-H和NGLC-H的溶胀性能、释药性能和抑菌性能。结果表明:GLC、NGLC、GLC-H和NGLC-H的制备是一个非衍生化过程;GLC和NGLC在离子液体体系中成功交联形成孔道结构,且NGLC-H较GLC-H的三维网状结构更明显;GLC、NGLC形成水凝胶后,晶型从Ⅰ型转变为Ⅱ型,热稳定性有所降低;NGLC-H的吸水性能明显高于GLC-H,溶胀平衡时,二者的溶胀率分别为560.3%和175.3%;当药物释放时间为30 min时,载药GLC-H和载药NGLC-H的药物释放量均达到最大值,分别为87.22%和73.33%,且在整个载药过程中,后者的药物释放量均低于前者;载药GLC-H和载药NGLC-H均具有一定的抑菌作用,且两者效果相当。
以龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)渣为主要原料制备龙须菜纤维素(GLC)和纳米纤维素(NGLC),并将其溶解于离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐中制备龙须菜纤维素水凝胶(GLC-H)和纳米纤维素水凝胶(NGLC-H),通过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、差示量热扫描仪等对其结构、形貌、热稳定性和流变性能进行表征分析,并考查GLC-H和NGLC-H的溶胀性能、释药性能和抑菌性能。结果表明:GLC、NGLC、GLC-H和NGLC-H的制备是一个非衍生化过程;GLC和NGLC在离子液体体系中成功交联形成孔道结构,且NGLC-H较GLC-H的三维网状结构更明显;GLC、NGLC形成水凝胶后,晶型从Ⅰ型转变为Ⅱ型,热稳定性有所降低;NGLC-H的吸水性能明显高于GLC-H,溶胀平衡时,二者的溶胀率分别为560.3%和175.3%;当药物释放时间为30 min时,载药GLC-H和载药NGLC-H的药物释放量均达到最大值,分别为87.22%和73.33%,且在整个载药过程中,后者的药物释放量均低于前者;载药GLC-H和载药NGLC-H均具有一定的抑菌作用,且两者效果相当。
2024,
39(6): 57-69. doi: 10.12187/2024.06.007
摘要:
为制备一种甜香型烟用香料,以祁门红茶茶末为原料,通过单因素试验和正交试验优化酶解条件;采用蒙脱土吸附法去除酶解液中的咖啡因,以呋喃、吡咯、吡嗪等杂环化合物含量为指标进行美拉德反应,利用单因素试验和响应面试验优化反应条件,通过GC-MS分析最优条件下美拉德反应香料的香味成分,并将香料用于卷烟加香。结果表明:1)最优酶解条件为酶解时间7 h、酶添加量2.0%、酶解温度48 ℃,在此条件下,与空白对照组相比,实验组的还原糖含量提高了38.35%。2)酶解液经蒙脱土吸附后的咖啡因脱除率高达85.88%,且脱除咖啡因后,酶解液的加香效果有所提升;美拉德反应最优条件为反应温度113 ℃、反应时间95 min、初始pH值8.4、核糖与脯氨酸物质的量比为1∶1。3)最优条件下制备的香料共鉴定出50种物质,与未添加核糖和脯氨酸的美拉德反应香料相比,醇类中的松柏醇、苯乙醇、氧化芳樟醇等物质的含量增加较明显,新增酮类物质为呋喃酮、吡喃酮、吡咯酮和烯醇酮。4)最优条件下制备的香料卷烟加香效果较好,能够改善卷烟的香气,提高协调性,并赋予卷烟焦香、甜香、烘烤香的风味。
为制备一种甜香型烟用香料,以祁门红茶茶末为原料,通过单因素试验和正交试验优化酶解条件;采用蒙脱土吸附法去除酶解液中的咖啡因,以呋喃、吡咯、吡嗪等杂环化合物含量为指标进行美拉德反应,利用单因素试验和响应面试验优化反应条件,通过GC-MS分析最优条件下美拉德反应香料的香味成分,并将香料用于卷烟加香。结果表明:1)最优酶解条件为酶解时间7 h、酶添加量2.0%、酶解温度48 ℃,在此条件下,与空白对照组相比,实验组的还原糖含量提高了38.35%。2)酶解液经蒙脱土吸附后的咖啡因脱除率高达85.88%,且脱除咖啡因后,酶解液的加香效果有所提升;美拉德反应最优条件为反应温度113 ℃、反应时间95 min、初始pH值8.4、核糖与脯氨酸物质的量比为1∶1。3)最优条件下制备的香料共鉴定出50种物质,与未添加核糖和脯氨酸的美拉德反应香料相比,醇类中的松柏醇、苯乙醇、氧化芳樟醇等物质的含量增加较明显,新增酮类物质为呋喃酮、吡喃酮、吡咯酮和烯醇酮。4)最优条件下制备的香料卷烟加香效果较好,能够改善卷烟的香气,提高协调性,并赋予卷烟焦香、甜香、烘烤香的风味。
2024,
39(6): 70-76. doi: 10.12187/2024.06.008
摘要:
为了修正非标准大气压下与标准大气压下卷烟纸阴燃速率之间的系统性差异,在6家不同大气压下的实验室(5家非标准大气压实验室和1家近似标准大气压实验室)中对4种卷烟纸样品进行阴燃速率测试,分析大气压与卷烟纸阴燃速率之间的相关性,建立非标准大气压下卷烟纸阴燃速率的修正方程,并验证该方程的可行性。结果表明:1)卷烟纸阴燃速率与大气压呈正相关,R2为0.857 2~0.914 1,且4种卷烟纸样品的阴燃速率与大气压的相关性均达到极显著水平;2)非标准大气压条件下卷烟纸阴燃速率的修正方程为 rc=rm×（0.815 7×$\sqrt{\frac{P_0}{P_1}}$+0.193 6）;3)实验样品在非标准大气压下阴燃速率的修正值与标准大气压下的阴燃速率无显著差异,且验证样品在阴燃速率的修正值与其在标准大气压下的阴燃速率的最大偏差绝对值仅为0.170,说明所建立的修正方程可用于修正非标准大气压下卷烟纸的阴燃速率,以消除非标准大气压与标准大气压下测试结果之间的系统性差异。
为了修正非标准大气压下与标准大气压下卷烟纸阴燃速率之间的系统性差异,在6家不同大气压下的实验室(5家非标准大气压实验室和1家近似标准大气压实验室)中对4种卷烟纸样品进行阴燃速率测试,分析大气压与卷烟纸阴燃速率之间的相关性,建立非标准大气压下卷烟纸阴燃速率的修正方程,并验证该方程的可行性。结果表明:1)卷烟纸阴燃速率与大气压呈正相关,R2为0.857 2~0.914 1,且4种卷烟纸样品的阴燃速率与大气压的相关性均达到极显著水平;2)非标准大气压条件下卷烟纸阴燃速率的修正方程为 rc=rm×（0.815 7×$\sqrt{\frac{P_0}{P_1}}$+0.193 6）;3)实验样品在非标准大气压下阴燃速率的修正值与标准大气压下的阴燃速率无显著差异,且验证样品在阴燃速率的修正值与其在标准大气压下的阴燃速率的最大偏差绝对值仅为0.170,说明所建立的修正方程可用于修正非标准大气压下卷烟纸的阴燃速率,以消除非标准大气压与标准大气压下测试结果之间的系统性差异。
2024,
39(6): 77-83. doi: 10.12187/2024.06.009
摘要:
为改善再造梗丝产品香气平淡、杂气较多的问题,对其原有制备工艺进行优化调整,具体为以组合酶萃取代替温水萃取,辅以组氨酸Heyns化合物(His-H)进行回填加香,并采用核磁共振波谱(NMR)技术、气相色谱-质谱联用法等对工艺调整前后再造梗丝中试产品常规化学成分、细胞壁主要组分和感官品质的变化进行探讨。结果表明:萃取时使用的最优溶液应为质量分数0.8% Ec和质量分数0.4% Ep的组合酶溶液,萃取后产品质软色浅;回填阶段添加质量分数0.25%的His-H后,再造梗丝香气质提升,杂气减少,刺激性下降,感官品质整体优于对照梗丝;工艺调整后再造梗丝中试产品的常规化学成分保持协调,中性香气物质总含量提升约27.0%,细胞壁主要组分(纤维素、果胶和木质素)含量降低率超过15.0%,所制卷烟烟气透发性优于对照品,木质气下降,香气量明显增加,吸食品质明显提升。
为改善再造梗丝产品香气平淡、杂气较多的问题,对其原有制备工艺进行优化调整,具体为以组合酶萃取代替温水萃取,辅以组氨酸Heyns化合物(His-H)进行回填加香,并采用核磁共振波谱(NMR)技术、气相色谱-质谱联用法等对工艺调整前后再造梗丝中试产品常规化学成分、细胞壁主要组分和感官品质的变化进行探讨。结果表明:萃取时使用的最优溶液应为质量分数0.8% Ec和质量分数0.4% Ep的组合酶溶液,萃取后产品质软色浅;回填阶段添加质量分数0.25%的His-H后,再造梗丝香气质提升,杂气减少,刺激性下降,感官品质整体优于对照梗丝;工艺调整后再造梗丝中试产品的常规化学成分保持协调,中性香气物质总含量提升约27.0%,细胞壁主要组分(纤维素、果胶和木质素)含量降低率超过15.0%,所制卷烟烟气透发性优于对照品,木质气下降,香气量明显增加,吸食品质明显提升。
2024,
39(6): 84-92. doi: 10.12187/2024.06.010
摘要:
为丰富烟用细菌纤维素(BC)香气并改善其品质,利用木醋杆菌ATCC 23767和酿酒酵母Ye13混菌发酵烟草浸提液制备BC,以BC干重和挥发性香气成分含量为指标优化酿酒酵母接种时间和两菌接种比例,采用红外光谱、扫描电镜及X射线衍射探究混菌发酵对BC结构的影响,并将BC制成重组再造烟叶后进行感官评吸。结果表明:在木醋杆菌发酵12 h后再接入酿酒酵母有利于BC的合成,二者接种比例为2000∶1时制备的BC干重为11.63 g/L,挥发性香气成分含量最高(269.05 μg/g),较木醋杆菌单菌发酵增加了40.5%,香气成分种类增加了11种;混菌发酵后BC分子结构未发生变化,但网络结构更松散,结晶度降低;由混菌发酵BC制备的再造烟叶香气有明显提升,有助于改善加热卷烟的香吃味。
为丰富烟用细菌纤维素(BC)香气并改善其品质,利用木醋杆菌ATCC 23767和酿酒酵母Ye13混菌发酵烟草浸提液制备BC,以BC干重和挥发性香气成分含量为指标优化酿酒酵母接种时间和两菌接种比例,采用红外光谱、扫描电镜及X射线衍射探究混菌发酵对BC结构的影响,并将BC制成重组再造烟叶后进行感官评吸。结果表明:在木醋杆菌发酵12 h后再接入酿酒酵母有利于BC的合成,二者接种比例为2000∶1时制备的BC干重为11.63 g/L,挥发性香气成分含量最高(269.05 μg/g),较木醋杆菌单菌发酵增加了40.5%,香气成分种类增加了11种;混菌发酵后BC分子结构未发生变化,但网络结构更松散,结晶度降低;由混菌发酵BC制备的再造烟叶香气有明显提升,有助于改善加热卷烟的香吃味。
2024,
39(6): 93-100. doi: 10.12187/2024.06.011
摘要:
为实现卷烟包灰性能的综合评价和评价结果具象化,以49个卷烟的灰色、裂口率、缩灰率、碳线宽度、碳线整齐度测定结果为原始变量,先运用K-means聚类、模糊判别法将原始变量转换为具象化的得分数据,再运用Critic赋权法赋予各项指标权重,建立了一种卷烟包灰性能综合评价方法。结果表明:将原始变量转换成区间为60~100、平均值在80左右的得分,可使评价结果具象化且更加符合认知习惯;5项指标的权重由高到低依次为裂口率(0.27) >缩灰率(0.25)>灰色(0.18)>碳线整齐度(0.16)>碳线宽度(0.14);卷烟包灰性能可划分为优、良、差三档,各档得分区间依次为(85,100]、[75,85]、[60,75);不同档次代表性卷烟的灰柱视觉效果对比结果证明,综合得分可客观反映卷烟包灰性能的优劣。
为实现卷烟包灰性能的综合评价和评价结果具象化,以49个卷烟的灰色、裂口率、缩灰率、碳线宽度、碳线整齐度测定结果为原始变量,先运用K-means聚类、模糊判别法将原始变量转换为具象化的得分数据,再运用Critic赋权法赋予各项指标权重,建立了一种卷烟包灰性能综合评价方法。结果表明:将原始变量转换成区间为60~100、平均值在80左右的得分,可使评价结果具象化且更加符合认知习惯;5项指标的权重由高到低依次为裂口率(0.27) >缩灰率(0.25)>灰色(0.18)>碳线整齐度(0.16)>碳线宽度(0.14);卷烟包灰性能可划分为优、良、差三档,各档得分区间依次为(85,100]、[75,85]、[60,75);不同档次代表性卷烟的灰柱视觉效果对比结果证明,综合得分可客观反映卷烟包灰性能的优劣。
2024,
39(6): 101-107,115. doi: 10.12187/2024.06.012
摘要:
针对加热卷烟烟支端部常见质量缺陷(烟支变形、空头、空松等)难以进行在线检测的问题,基于机器视觉检测技术设计了一种加热卷烟烟支端部质量检测系统。该系统利用高速计数卡、工业相机、爆闪控制器等硬件完成图像采集,在工控机中先使用Canny算法进行烟支轮廓检测识别,而后分别基于轮廓半径均值和标准差判定烟支变形、基于全局阈值二值化识别烟支空头、基于局部自适应二值化识别烟支空松,根据识别结果对烟支变形、空头、空松的端部缺陷进行在线剔除。对该系统所使用的二值化算法的性能及系统在实际生产中的应用情况进行验证,结果表明:与OTSU、Bernsen、Niblack等方法相比,全局阈值二值化在空头检测上具有最高的准确率(99.8%),自适应二值化在空松检测上具有最高的准确率(99.0%);该系统对加热卷烟烟支端部变形、空头及空松等缺陷的检测准确率≥99%,并在计算时间上有明显优势,适应于生产线高速运行要求,可为提升加热卷烟烟支端部质量及生产过程控制提供参考。
针对加热卷烟烟支端部常见质量缺陷(烟支变形、空头、空松等)难以进行在线检测的问题,基于机器视觉检测技术设计了一种加热卷烟烟支端部质量检测系统。该系统利用高速计数卡、工业相机、爆闪控制器等硬件完成图像采集,在工控机中先使用Canny算法进行烟支轮廓检测识别,而后分别基于轮廓半径均值和标准差判定烟支变形、基于全局阈值二值化识别烟支空头、基于局部自适应二值化识别烟支空松,根据识别结果对烟支变形、空头、空松的端部缺陷进行在线剔除。对该系统所使用的二值化算法的性能及系统在实际生产中的应用情况进行验证,结果表明:与OTSU、Bernsen、Niblack等方法相比,全局阈值二值化在空头检测上具有最高的准确率(99.8%),自适应二值化在空松检测上具有最高的准确率(99.0%);该系统对加热卷烟烟支端部变形、空头及空松等缺陷的检测准确率≥99%,并在计算时间上有明显优势,适应于生产线高速运行要求,可为提升加热卷烟烟支端部质量及生产过程控制提供参考。
2024,
39(6): 108-115. doi: 10.12187/2024.06.013
摘要:
为探索辐射传热对中心加热卷烟温度分布和气溶胶释放的影响,在不锈钢外壳发热针表面涂覆硅氧烷涂层制备辐射传热型发热针,测定两种发热针的发射率,对两种发热针加热时烟支的温度场和实际温度进行模拟和测量,同时检测和分析加热过程中烟支的气溶胶释放情况。结果表明:硅氧烷涂层发热针和不锈钢外壳发热针的发射率分别为90%和10%;采用相同温度曲线加热200 s后,与不锈钢外壳发热针相比,硅氧烷涂层发热针加热的烟支内部平均温度更高(154.1 ℃),且与加热元件的温差更小,温度分布更均匀;使用硅氧烷涂层发热针加热时,烟支气溶胶中总粒相物、烟碱和甘油释放量比不锈钢外壳发热针加热时分别提升了42.8%、17.6%和44.5%。综上,辐射传热型高发射率发热针对提高中心加热卷烟的加热效率具有重要作用,相关研究数据可为加热卷烟器具的设计和改进提供理论指导和数据支撑。
为探索辐射传热对中心加热卷烟温度分布和气溶胶释放的影响,在不锈钢外壳发热针表面涂覆硅氧烷涂层制备辐射传热型发热针,测定两种发热针的发射率,对两种发热针加热时烟支的温度场和实际温度进行模拟和测量,同时检测和分析加热过程中烟支的气溶胶释放情况。结果表明:硅氧烷涂层发热针和不锈钢外壳发热针的发射率分别为90%和10%;采用相同温度曲线加热200 s后,与不锈钢外壳发热针相比,硅氧烷涂层发热针加热的烟支内部平均温度更高(154.1 ℃),且与加热元件的温差更小,温度分布更均匀;使用硅氧烷涂层发热针加热时,烟支气溶胶中总粒相物、烟碱和甘油释放量比不锈钢外壳发热针加热时分别提升了42.8%、17.6%和44.5%。综上,辐射传热型高发射率发热针对提高中心加热卷烟的加热效率具有重要作用,相关研究数据可为加热卷烟器具的设计和改进提供理论指导和数据支撑。
2024,
39(6): 116-126. doi: 10.12187/2024.06.014
摘要:
为揭示加热卷烟抽吸过程中的传质机理,通过构建加热卷烟烟气关键成分的烟芯段释放动力学模型和滤嘴段逐口截留模型,建立加热卷烟中丙二醇、丙三醇和烟碱的传质模型,并采用COMSOL Multiphysics软件对模型进行数值求解,对烟支逐口抽吸过程中烟芯段和滤嘴段丙二醇、丙三醇、烟碱的剩余量及浓度场进行模拟。结果表明:模拟得到的加热卷烟逐口抽吸过程中烟芯段丙二醇、丙三醇、烟碱剩余量与实验值较为吻合,建立的动力学模型可较好地反映加热卷烟丙二醇、丙三醇、烟碱3种关键成分的释放机理;烟气丙二醇、丙三醇、烟碱逐口释放量与实验值较为吻合,建立的截留模型可较好地反映逐口抽吸过程中滤嘴段对烟气丙二醇、丙三醇、烟碱3种关键成分的截留机理;抽吸时烟芯段外壁较加热片附近固相物质传质效率低;随着抽吸口数的增加,烟气中丙二醇、丙三醇、烟碱的质量浓度在烟芯和滤嘴段呈动态变化,其中滤嘴段的质量浓度先升后降,烟芯段的质量浓度则从第2口开始减少;单口抽吸过程中,烟芯段和滤嘴段烟气丙二醇、丙三醇、烟碱的质量浓度随着气流速度的变化而发生动态变化。
为揭示加热卷烟抽吸过程中的传质机理,通过构建加热卷烟烟气关键成分的烟芯段释放动力学模型和滤嘴段逐口截留模型,建立加热卷烟中丙二醇、丙三醇和烟碱的传质模型,并采用COMSOL Multiphysics软件对模型进行数值求解,对烟支逐口抽吸过程中烟芯段和滤嘴段丙二醇、丙三醇、烟碱的剩余量及浓度场进行模拟。结果表明:模拟得到的加热卷烟逐口抽吸过程中烟芯段丙二醇、丙三醇、烟碱剩余量与实验值较为吻合,建立的动力学模型可较好地反映加热卷烟丙二醇、丙三醇、烟碱3种关键成分的释放机理;烟气丙二醇、丙三醇、烟碱逐口释放量与实验值较为吻合,建立的截留模型可较好地反映逐口抽吸过程中滤嘴段对烟气丙二醇、丙三醇、烟碱3种关键成分的截留机理;抽吸时烟芯段外壁较加热片附近固相物质传质效率低;随着抽吸口数的增加,烟气中丙二醇、丙三醇、烟碱的质量浓度在烟芯和滤嘴段呈动态变化,其中滤嘴段的质量浓度先升后降,烟芯段的质量浓度则从第2口开始减少;单口抽吸过程中,烟芯段和滤嘴段烟气丙二醇、丙三醇、烟碱的质量浓度随着气流速度的变化而发生动态变化。
期刊信息
1986年创刊， 双月刊
主管：河南省教育厅
主办：郑州轻工业大学
主编：魏世忠
执行主编：邹 琳
副主编：曲双红
编辑出版：轻工学报编辑部
CN 41-1437/TS
ISSN 2096-1553
通信地址：河南省郑州市科学大道136号
邮编：450001
电话号码：(086)0371-86608635
(086)0371-86608633
