当期目录
2025,
40(3): 1-9. doi: 10.12187/2025.03.001
摘要:
对实仓不同点位的稻谷进行为期12个月的跟踪监测,测定其水分含量、脂肪酸值和霉菌总数,并采用高通量测序技术解析真菌群落结构的变化规律。结果表明:随着储藏时间的延长,中心点位稻谷样品(CS、LTS、LTS2)和四周点位稻谷样品(SS、HTS、HTS2)的水分含量均有所下降,而脂肪酸值均有所升高,其中SS样品携带的霉菌总数高于同期的CS样品,而HTS2样品霉菌的生长繁殖受到抑制,总数低于同期的LTS2样品;四周点位稻谷样品的Chao1和Observed species指数均逐渐减小,Shannon和Simpson指数均先减小后增大,Pielou’s evenness指数均大于同期四周点位稻谷样品;中心点位稻谷样品的Chao1、Observed species、Shannon和Simpson指数均先增大后减小,且Good’s coverage指数同四周点位稻谷样品一样,均大于0.99。实仓不同点位稻谷样品的真菌群落被分为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、毛霉门(Mucoromycola)、油壶菌门(Olpidiomycota)和被孢霉门(Mortierellomycota)这5个主要菌门,且巨座壳属(Magnaporthe)等菌属及早熟副茎孢菌(Parastagonospora_ poae)等菌种在不同点位稻谷样品中呈现不同的变化趋势;所有点位稻谷样品共有的ASV/OTU数量为38个,其中拥有独特真菌数量最多的是LTS样品,拥有独特真菌数量最少的是SS样品;另外,主成分分析(PCA)显示四周点位稻谷样品分布相对分散,而中心点位稻谷样品分布相对集中。因此,相较于实仓的四周点位,中心点位可提供相对更稳定的微环境,更有利于粮情的稳定。
对实仓不同点位的稻谷进行为期12个月的跟踪监测,测定其水分含量、脂肪酸值和霉菌总数,并采用高通量测序技术解析真菌群落结构的变化规律。结果表明:随着储藏时间的延长,中心点位稻谷样品(CS、LTS、LTS2)和四周点位稻谷样品(SS、HTS、HTS2)的水分含量均有所下降,而脂肪酸值均有所升高,其中SS样品携带的霉菌总数高于同期的CS样品,而HTS2样品霉菌的生长繁殖受到抑制,总数低于同期的LTS2样品;四周点位稻谷样品的Chao1和Observed species指数均逐渐减小,Shannon和Simpson指数均先减小后增大,Pielou’s evenness指数均大于同期四周点位稻谷样品;中心点位稻谷样品的Chao1、Observed species、Shannon和Simpson指数均先增大后减小,且Good’s coverage指数同四周点位稻谷样品一样,均大于0.99。实仓不同点位稻谷样品的真菌群落被分为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、毛霉门(Mucoromycola)、油壶菌门(Olpidiomycota)和被孢霉门(Mortierellomycota)这5个主要菌门,且巨座壳属(Magnaporthe)等菌属及早熟副茎孢菌(Parastagonospora_ poae)等菌种在不同点位稻谷样品中呈现不同的变化趋势;所有点位稻谷样品共有的ASV/OTU数量为38个,其中拥有独特真菌数量最多的是LTS样品,拥有独特真菌数量最少的是SS样品;另外,主成分分析(PCA)显示四周点位稻谷样品分布相对分散,而中心点位稻谷样品分布相对集中。因此,相较于实仓的四周点位,中心点位可提供相对更稳定的微环境,更有利于粮情的稳定。
2025,
40(3): 10-18. doi: 10.12187/2025.03.002
摘要:
为开发具有良好保鲜效果的天然生物基复合膜材料,以玉米醇溶蛋白(Zein)、姜黄素(Curcumin,CUR)和曲酸(Kojic Acid,KA)为原料制备Zein/CUR/KA复合膜,测定其厚度和机械性能,并将其应用于冷藏鸡肉保鲜,通过测定冷藏鸡肉的pH值、持水力、菌落总数、挥发性盐基氮(TVB-N)含量等,研究该复合膜对冷藏鸡肉的保鲜效果。结果表明:相较于Zein膜,Zein/CUR/KA复合膜的厚度更大,机械性能更优,其拉伸强度和断裂伸长率分别为25.56 MPa和62.49%。当冷藏至第10 d时,经Zein/CUR/KA复合膜处理的鸡肉,其pH值维持在5.9,显著低于对照(CK)组(6.4,P<0.05);仍能保持65.23%的持水力,显著高于其余组(P<0.05);菌落总数控制在6.1 lg CFU/g,较CK组(8.5 lg CFU/g)低两个数量级;TVB-N含量低于食品安全标准规定的0.20 mg/g,硫代巴比妥酸还原值(TBARS)为0.007 7 mg/g,较CK组(0.013 5 mg/g)下降了42.96%;总巯基和活性巯基含量分别降低至10.3 nmol/mg和9.2 nmol/mg,蛋白二级结构的变化幅度最小。因此,Zein/CUR/KA复合膜具有较好的机械性能、阻隔性能、抑菌性和抗氧化性,能有效延缓冷藏鸡肉的水分流失、脂肪氧化和蛋白质变性,表现出良好的冷藏鸡肉保鲜效果。
为开发具有良好保鲜效果的天然生物基复合膜材料,以玉米醇溶蛋白(Zein)、姜黄素(Curcumin,CUR)和曲酸(Kojic Acid,KA)为原料制备Zein/CUR/KA复合膜,测定其厚度和机械性能,并将其应用于冷藏鸡肉保鲜,通过测定冷藏鸡肉的pH值、持水力、菌落总数、挥发性盐基氮(TVB-N)含量等,研究该复合膜对冷藏鸡肉的保鲜效果。结果表明:相较于Zein膜,Zein/CUR/KA复合膜的厚度更大,机械性能更优,其拉伸强度和断裂伸长率分别为25.56 MPa和62.49%。当冷藏至第10 d时,经Zein/CUR/KA复合膜处理的鸡肉,其pH值维持在5.9,显著低于对照(CK)组(6.4,P<0.05);仍能保持65.23%的持水力,显著高于其余组(P<0.05);菌落总数控制在6.1 lg CFU/g,较CK组(8.5 lg CFU/g)低两个数量级;TVB-N含量低于食品安全标准规定的0.20 mg/g,硫代巴比妥酸还原值(TBARS)为0.007 7 mg/g,较CK组(0.013 5 mg/g)下降了42.96%;总巯基和活性巯基含量分别降低至10.3 nmol/mg和9.2 nmol/mg,蛋白二级结构的变化幅度最小。因此,Zein/CUR/KA复合膜具有较好的机械性能、阻隔性能、抑菌性和抗氧化性,能有效延缓冷藏鸡肉的水分流失、脂肪氧化和蛋白质变性,表现出良好的冷藏鸡肉保鲜效果。
2025,
40(3): 19-27. doi: 10.12187/2025.03.003
摘要:
以百香果汁为研究对象,采用全自动色差仪、电子舌等设备研究姜黄素介导下声光动力联合处理对百香果汁贮藏品质的影响。结果表明:在50 μmol/L姜黄素介导下,声光动力联合处理(超声波频率为45 kHz、强度为0.40 W/cm2,发光二极管(Light Emiting Diode, LED)波长为425 nm、蓝光光照幅度为5.3 mW/cm2)30 min,可使百香果汁的菌落总数由初始的(1.93±0.12) log CFU/mL降低至(0.80±0.18 log CFU/mL。贮藏0 d时,相较于空白对照组,声光动力联合处理组的总酚含量增加了10.68 mg/L。贮藏至20 d时,空白对照组的pH值升高至4.01,总可溶性固形物含量下降至8.93 °Brix,而声光动力联合处理组的pH值和总可溶性固形物含量基本保持不变。此外,声光动力联合处理可有效保持百香果汁的外观色泽和感官风味,延长百香果汁的货架期。因此,姜黄素介导的声光动力联合处理可有效改善百香果汁的贮藏品质,为液态食品保鲜研究提供新思路。
以百香果汁为研究对象,采用全自动色差仪、电子舌等设备研究姜黄素介导下声光动力联合处理对百香果汁贮藏品质的影响。结果表明:在50 μmol/L姜黄素介导下,声光动力联合处理(超声波频率为45 kHz、强度为0.40 W/cm2,发光二极管(Light Emiting Diode, LED)波长为425 nm、蓝光光照幅度为5.3 mW/cm2)30 min,可使百香果汁的菌落总数由初始的(1.93±0.12) log CFU/mL降低至(0.80±0.18 log CFU/mL。贮藏0 d时,相较于空白对照组,声光动力联合处理组的总酚含量增加了10.68 mg/L。贮藏至20 d时,空白对照组的pH值升高至4.01,总可溶性固形物含量下降至8.93 °Brix,而声光动力联合处理组的pH值和总可溶性固形物含量基本保持不变。此外,声光动力联合处理可有效保持百香果汁的外观色泽和感官风味,延长百香果汁的货架期。因此,姜黄素介导的声光动力联合处理可有效改善百香果汁的贮藏品质,为液态食品保鲜研究提供新思路。
2025,
40(3): 28-37. doi: 10.12187/2025.03.004
摘要:
为探索低盐条件下改善肌原纤维蛋白(Myofibrillar Protein,MP)乳液凝胶性能的新方法,以甲壳素颗粒(Chitin Particles,CP)和水溶性原花青素(Proanthocyanidins,PC)复合物制备预乳化植物油乳液,再与MP混合制备MP乳液凝胶,研究低盐条件(0.3 mol/L NaCl)下MP乳液凝胶的凝胶特性。结果表明:在低盐条件下,CP和PC能协同改善MP乳液凝胶的凝胶特性。CP和PC以3∶2质量比复合制备的CP-PC(3/2)复合物具有更低的界面张力和Zeta-电位,相比单独使用CP,二者复合后所稳定预乳化植物油的液滴更小;用该预乳化植物油制备的CP-PC(3/2)-MP乳液凝胶呈现出更致密的网络结构,且其凝胶强度(226.79 g)和持水力(97.64%)均高于其他样品。因此,由CP与PC联合制备预乳化植物油乳液是改善低盐条件下乳化肉制品品质的有效方法。
为探索低盐条件下改善肌原纤维蛋白(Myofibrillar Protein,MP)乳液凝胶性能的新方法,以甲壳素颗粒(Chitin Particles,CP)和水溶性原花青素(Proanthocyanidins,PC)复合物制备预乳化植物油乳液,再与MP混合制备MP乳液凝胶,研究低盐条件(0.3 mol/L NaCl)下MP乳液凝胶的凝胶特性。结果表明:在低盐条件下,CP和PC能协同改善MP乳液凝胶的凝胶特性。CP和PC以3∶2质量比复合制备的CP-PC(3/2)复合物具有更低的界面张力和Zeta-电位,相比单独使用CP,二者复合后所稳定预乳化植物油的液滴更小;用该预乳化植物油制备的CP-PC(3/2)-MP乳液凝胶呈现出更致密的网络结构,且其凝胶强度(226.79 g)和持水力(97.64%)均高于其他样品。因此,由CP与PC联合制备预乳化植物油乳液是改善低盐条件下乳化肉制品品质的有效方法。
2025,
40(3): 38-45,55. doi: 10.12187/2025.03.005
摘要:
以豌豆-燕麦复合蛋白凝胶(POPG)为研究对象,以凝胶强度、持水性(WHC)、游离巯基含量、二硫键含量和微观结构为指标,考查不同酶(木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、中性蛋白酶、转谷氨酰胺酶(TG酶)和漆酶)处理对POPG性质的影响,并以豌豆蛋白与燕麦蛋白复配比、复合蛋白溶液质量分数和TG酶添加量为因素,采用单因素和响应面试验优化凝胶配方。结果表明:TG酶添加量为40 U/g时,POPG表现出较好的凝胶强度和WHC,分别为83.00 g和88.79%,其游离巯基含量较低、二硫键含量较高、微观结构更为均匀;复合蛋白凝胶的最优配方为豌豆蛋白与燕麦蛋白复配比1∶0.4、复合蛋白溶液质量分数20%、TG酶添加量40 U/g,按此配方制备的复合蛋白凝胶表现出较好的凝胶强度(78.00 g)。本研究制备的POPG有望作为动物脂肪替代物,为后续绿色食品的加工提供参考。
以豌豆-燕麦复合蛋白凝胶(POPG)为研究对象,以凝胶强度、持水性(WHC)、游离巯基含量、二硫键含量和微观结构为指标,考查不同酶(木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、中性蛋白酶、转谷氨酰胺酶(TG酶)和漆酶)处理对POPG性质的影响,并以豌豆蛋白与燕麦蛋白复配比、复合蛋白溶液质量分数和TG酶添加量为因素,采用单因素和响应面试验优化凝胶配方。结果表明:TG酶添加量为40 U/g时,POPG表现出较好的凝胶强度和WHC,分别为83.00 g和88.79%,其游离巯基含量较低、二硫键含量较高、微观结构更为均匀;复合蛋白凝胶的最优配方为豌豆蛋白与燕麦蛋白复配比1∶0.4、复合蛋白溶液质量分数20%、TG酶添加量40 U/g,按此配方制备的复合蛋白凝胶表现出较好的凝胶强度(78.00 g)。本研究制备的POPG有望作为动物脂肪替代物,为后续绿色食品的加工提供参考。
2025,
40(3): 46-55. doi: 10.12187/2025.03.006
摘要:
在不同频率(0~3000 MHz)和加热温度(25~65 ℃)下,考查罗氏沼虾虾仁(含水率20%~80%)的介电特性变化规律,并探究不同质量分数渗透剂溶质(NaCl、蔗糖、海藻糖和麦芽糊精)对罗氏沼虾虾仁介电特性的影响。结果表明:当罗氏沼虾虾仁的含水率为20%~80%时,介电常数和介电损耗因子均随着含水率的增加而增大;当加热温度为45~65 ℃时,介电损耗因子随着加热温度的升高而增大;在0~3000 MHz频率范围内,虾仁的介电常数和介电损耗因子均随着频率的增加而减小;当上述4种渗透剂溶质的质量分数分别为5%、10%、15%和20%时,虾仁的介电常数最大;虾仁的穿透深度随着加热温度、含水率和频率的增加而减小。因此,加热温度、含水率、频率和渗透剂溶质均会显著影响罗氏沼虾虾仁的介电特性。
在不同频率(0~3000 MHz)和加热温度(25~65 ℃)下,考查罗氏沼虾虾仁(含水率20%~80%)的介电特性变化规律,并探究不同质量分数渗透剂溶质(NaCl、蔗糖、海藻糖和麦芽糊精)对罗氏沼虾虾仁介电特性的影响。结果表明:当罗氏沼虾虾仁的含水率为20%~80%时,介电常数和介电损耗因子均随着含水率的增加而增大;当加热温度为45~65 ℃时,介电损耗因子随着加热温度的升高而增大;在0~3000 MHz频率范围内,虾仁的介电常数和介电损耗因子均随着频率的增加而减小;当上述4种渗透剂溶质的质量分数分别为5%、10%、15%和20%时,虾仁的介电常数最大;虾仁的穿透深度随着加热温度、含水率和频率的增加而减小。因此,加热温度、含水率、频率和渗透剂溶质均会显著影响罗氏沼虾虾仁的介电特性。
2025,
40(3): 56-64. doi: 10.12187/2025.03.007
摘要:
将酶解预处理的低次烟叶和玫瑰干花瓣进行混合提取,采用有机溶剂加热回流法制备浸膏,通过单因素和响应面试验对混合提取的工艺参数(乙醇体积分数、烟末和玫瑰末混合比、物料比)进行优化,并对比分析单独提取和混合提取浸膏香味成分的差异及卷烟加香效果。结果表明:低次烟叶最优酶解条件为酶解温度50 ℃、酶解时间6 h、酶添加量150 U/g;各因素对香味成分含量的影响大小依次为乙醇体积分数＞烟末和玫瑰末混合比＞物料比,最优制备工艺条件为乙醇体积分数69%,烟末和玫瑰末混合比1.8∶1,物料比1∶35;玫瑰样品、烟末样品、烟末和玫瑰混合提取样品检测出的挥发性成分分别有44种、47种、64种,挥发性成分总量分别为325.19 μg/g、1 289.6 μg/g、1 642.89 μg/g,其中混合提取样品中的醇类、酯类、醛类、酮类化合物含量较单独提取明显增多,烟碱含量有所降低。将最优工艺条件下的烟末和玫瑰混合提取样品应用于卷烟加香后,卷烟的香气质有所提升,且伴有花香和甜香,香味更加丰富饱满,刺激性降低,余味更加纯净舒适,感官品质更好,因此,混合提取技术在制备烟用香精方面有一定的可行性。
将酶解预处理的低次烟叶和玫瑰干花瓣进行混合提取,采用有机溶剂加热回流法制备浸膏,通过单因素和响应面试验对混合提取的工艺参数(乙醇体积分数、烟末和玫瑰末混合比、物料比)进行优化,并对比分析单独提取和混合提取浸膏香味成分的差异及卷烟加香效果。结果表明:低次烟叶最优酶解条件为酶解温度50 ℃、酶解时间6 h、酶添加量150 U/g;各因素对香味成分含量的影响大小依次为乙醇体积分数＞烟末和玫瑰末混合比＞物料比,最优制备工艺条件为乙醇体积分数69%,烟末和玫瑰末混合比1.8∶1,物料比1∶35;玫瑰样品、烟末样品、烟末和玫瑰混合提取样品检测出的挥发性成分分别有44种、47种、64种,挥发性成分总量分别为325.19 μg/g、1 289.6 μg/g、1 642.89 μg/g,其中混合提取样品中的醇类、酯类、醛类、酮类化合物含量较单独提取明显增多,烟碱含量有所降低。将最优工艺条件下的烟末和玫瑰混合提取样品应用于卷烟加香后,卷烟的香气质有所提升,且伴有花香和甜香,香味更加丰富饱满,刺激性降低,余味更加纯净舒适,感官品质更好,因此,混合提取技术在制备烟用香精方面有一定的可行性。
2025,
40(3): 65-74. doi: 10.12187/2025.03.008
摘要:
以烟草废弃物为对象,利用结构组成分析及热重分析方法研究烘焙处理对其微观形貌、元素组成、热解和燃烧特性的影响规律。结果表明:烘焙处理可降低样品平衡含水率和氧元素含量,提升碳元素含量,高位热值由原始的17.15 MJ/kg提升至19.05 MJ/kg;烘焙过程中烟草废弃物发生明显的脱水和脱羧反应,随着烘焙温度的升高,样品色泽逐渐加深,且高温烘焙后的烟草废弃物表面出现气孔,微观结构被破坏。烘焙温度对烟草废弃物的热解过程影响明显,表现为降低挥发性成分析出阶段的失重率,热解残余质量由原始的27.00%提升至40.13%(240 ℃烘焙),随着烘焙温度升高,起始分解温度和终止分解温度均向高温方向偏移,综合热解指数逐步提高至2.07×10-4%/(min·℃2),主要热解失重阶段的高斯分峰拟合能够较好地反映样品中各组分的比例变化;高烘焙温度可提升烟草废弃物的引燃温度和燃尽温度,210 ℃烘焙样品的综合燃烧特性指数最高,为11.87×10-7%/(min2·℃3)。各样品的热分解过程均符合化学反应控制模型,烘焙处理可改变样品主要失重阶段的反应活化能。烘焙处理可作为烟草废弃物的预处理手段以提升其能量密度,改善其热解燃烧特性。
以烟草废弃物为对象,利用结构组成分析及热重分析方法研究烘焙处理对其微观形貌、元素组成、热解和燃烧特性的影响规律。结果表明:烘焙处理可降低样品平衡含水率和氧元素含量,提升碳元素含量,高位热值由原始的17.15 MJ/kg提升至19.05 MJ/kg;烘焙过程中烟草废弃物发生明显的脱水和脱羧反应,随着烘焙温度的升高,样品色泽逐渐加深,且高温烘焙后的烟草废弃物表面出现气孔,微观结构被破坏。烘焙温度对烟草废弃物的热解过程影响明显,表现为降低挥发性成分析出阶段的失重率,热解残余质量由原始的27.00%提升至40.13%(240 ℃烘焙),随着烘焙温度升高,起始分解温度和终止分解温度均向高温方向偏移,综合热解指数逐步提高至2.07×10-4%/(min·℃2),主要热解失重阶段的高斯分峰拟合能够较好地反映样品中各组分的比例变化;高烘焙温度可提升烟草废弃物的引燃温度和燃尽温度,210 ℃烘焙样品的综合燃烧特性指数最高,为11.87×10-7%/(min2·℃3)。各样品的热分解过程均符合化学反应控制模型,烘焙处理可改变样品主要失重阶段的反应活化能。烘焙处理可作为烟草废弃物的预处理手段以提升其能量密度,改善其热解燃烧特性。
2025,
40(3): 75-85. doi: 10.12187/2025.03.009
摘要:
针对烟草资源多用途开发与利用的关键问题,从烟草活性成分提取、纤维材料利用方面对国外技术研发现状进行梳理,指出:烟草活性成分包括烟碱、茄尼醇、多酚、蛋白、四酰基蔗糖酯、类活性成分(叶绿体、线粒体)等,其中,烟碱、绿原酸、茄尼醇含量和附加值均较高,且提取工艺较简单,在农药、医药、烟草制品添加物等领域具有较大的市场空间,国外已广泛实现产业化运营;纤维材料的利用包括动物饲料、纸张、纤维板、刨花板、硝化纤维、低聚木糖、生物炭有机肥等,其中,制备生物炭有机肥、纸张和纤维板是其规模利用的主要研究方向,技术较成熟,但生产成本相对较高,目前国外已有产业化的初步探索。未来,在进一步推动烟草多用途利用产业化发展时,围绕新型烟草制品添加物、医药用途场景,烟碱、茄尼醇和烟草致香成分提取是重要研究方向;围绕饲料应用场景,烟草新品种培育是重要发展方向;围绕大农业应用场景,基于烟草废弃物的多功能耦合的生物炭有机肥的开发是重要发展方向;此外,在成本许可范围内,增强型纸张和纤维板未来也将是烟草资源多用途利用的重点研发方向之一。
针对烟草资源多用途开发与利用的关键问题,从烟草活性成分提取、纤维材料利用方面对国外技术研发现状进行梳理,指出:烟草活性成分包括烟碱、茄尼醇、多酚、蛋白、四酰基蔗糖酯、类活性成分(叶绿体、线粒体)等,其中,烟碱、绿原酸、茄尼醇含量和附加值均较高,且提取工艺较简单,在农药、医药、烟草制品添加物等领域具有较大的市场空间,国外已广泛实现产业化运营;纤维材料的利用包括动物饲料、纸张、纤维板、刨花板、硝化纤维、低聚木糖、生物炭有机肥等,其中,制备生物炭有机肥、纸张和纤维板是其规模利用的主要研究方向,技术较成熟,但生产成本相对较高,目前国外已有产业化的初步探索。未来,在进一步推动烟草多用途利用产业化发展时,围绕新型烟草制品添加物、医药用途场景,烟碱、茄尼醇和烟草致香成分提取是重要研究方向;围绕饲料应用场景,烟草新品种培育是重要发展方向;围绕大农业应用场景,基于烟草废弃物的多功能耦合的生物炭有机肥的开发是重要发展方向;此外,在成本许可范围内,增强型纸张和纤维板未来也将是烟草资源多用途利用的重点研发方向之一。
2025,
40(3): 86-94. doi: 10.12187/2025.03.010
摘要:
为明确烟丝不同尺寸及比例对其柔软性的影响,探究引起烟丝柔软性差异的原因,借助离散元法构建的质构仪仿真模型测量烟丝柔软性,分析各尺寸烟丝在测量过程中的受力差异及对力链演变的影响,并通过调整烟丝尺寸配比,分析烟丝柔软性的变化规律。结果表明:大于3.35 mm和小于1.00 mm的烟丝占比越高,烟丝柔软性越差;1.00~2.50 mm和2.50~3.35 mm的烟丝占比越高,烟丝柔软性越佳;2.50~3.35 mm的烟丝对测量过程中的烟丝受力表现影响最大。烟丝平均受力随烟丝尺寸的下降而下降,且变得更加均匀。柔软性好的烟丝样品,烟丝间中等及高强度力链数量更少,中等强度力链分布更均匀。各尺寸烟丝与烟丝整体之间的中低强度接触比例随着烟丝尺寸降低而增加。合理提高中丝率和短丝率有利于改善烟丝柔软性,较高的长丝率和碎丝率会使烟丝柔软性变差。适当提高1.00~3.35 mm烟丝占比、降低3.35 mm以上及1.00 mm以下烟丝占比,有利于整体改善烟丝在外部载荷作用下的力学性能,提高其柔软性。
为明确烟丝不同尺寸及比例对其柔软性的影响,探究引起烟丝柔软性差异的原因,借助离散元法构建的质构仪仿真模型测量烟丝柔软性,分析各尺寸烟丝在测量过程中的受力差异及对力链演变的影响,并通过调整烟丝尺寸配比,分析烟丝柔软性的变化规律。结果表明:大于3.35 mm和小于1.00 mm的烟丝占比越高,烟丝柔软性越差;1.00~2.50 mm和2.50~3.35 mm的烟丝占比越高,烟丝柔软性越佳;2.50~3.35 mm的烟丝对测量过程中的烟丝受力表现影响最大。烟丝平均受力随烟丝尺寸的下降而下降,且变得更加均匀。柔软性好的烟丝样品,烟丝间中等及高强度力链数量更少,中等强度力链分布更均匀。各尺寸烟丝与烟丝整体之间的中低强度接触比例随着烟丝尺寸降低而增加。合理提高中丝率和短丝率有利于改善烟丝柔软性,较高的长丝率和碎丝率会使烟丝柔软性变差。适当提高1.00~3.35 mm烟丝占比、降低3.35 mm以上及1.00 mm以下烟丝占比,有利于整体改善烟丝在外部载荷作用下的力学性能,提高其柔软性。
2025,
40(3): 95-103. doi: 10.12187/2025.03.011
摘要:
针对片烟复烤过程中关键质量指标出口烟叶含水率难以直接在线检测,且离线化验滞后严重的问题,提出一种改进在线序列极限学习机(Online Sequential Extreme Learning Machine,OSELM)的复烤干燥过程自适应建模方法,实时在线检测干燥区出口烟叶的含水率。首先,采用专家知识与互信息方法选择与烟叶含水率相关性最强的辅助变量,增强模型的泛化能力并降低复杂度。然后,针对复烤过程的强非线性和显著时变特性,提出一种基于自适应遗忘因子的OSELM建模方法,设计的自适应遗忘因子策略能够根据复烤工况的变化动态迭代更新,以此增强软测量模型对复杂工况的在线跟踪能力。最后,基于某复烤厂的实际生产数据进行实验,结果表明,相较于传统软测量建模方法,本文方法具有较高的在线检测精度和响应速度,证明了该算法的有效性和优越性。
针对片烟复烤过程中关键质量指标出口烟叶含水率难以直接在线检测,且离线化验滞后严重的问题,提出一种改进在线序列极限学习机(Online Sequential Extreme Learning Machine,OSELM)的复烤干燥过程自适应建模方法,实时在线检测干燥区出口烟叶的含水率。首先,采用专家知识与互信息方法选择与烟叶含水率相关性最强的辅助变量,增强模型的泛化能力并降低复杂度。然后,针对复烤过程的强非线性和显著时变特性,提出一种基于自适应遗忘因子的OSELM建模方法,设计的自适应遗忘因子策略能够根据复烤工况的变化动态迭代更新,以此增强软测量模型对复杂工况的在线跟踪能力。最后,基于某复烤厂的实际生产数据进行实验,结果表明,相较于传统软测量建模方法,本文方法具有较高的在线检测精度和响应速度,证明了该算法的有效性和优越性。
2025,
40(3): 104-114. doi: 10.12187/2025.03.012
摘要:
以中支卷烟为研究对象,采用方差分析、CRITIC法等综合评价不同烟丝结构对中支卷烟燃烧性能的影响,利用GC-MS法测定卷烟烟气香味成分,结合偏最小二乘判别法(PLS-DA)和聚类分析解析香味成分差异,并进行感官品质评价。结果表明:当卷烟整丝率为84%、长丝率为68%时,卷烟CRITIC法综合得分最高,燃烧性能最佳;卷烟烟气中89种香味成分的总量随整丝率增大呈先增加后减少的趋势,在整丝率为84%时达到最高值;不同类别香味成分变化趋势各异,随整丝率的增大,烯烃类物质含量增加,酸类、酚类及醛类物质含量呈先增加后减少的趋势,杂环类物质含量则呈先减少后增加的趋势;不同烟丝结构的卷烟烟气香味成分具有显著差异;整丝率为84%的卷烟样品综合品质最佳,与燃烧性能及香味物质分析结果一致。
以中支卷烟为研究对象,采用方差分析、CRITIC法等综合评价不同烟丝结构对中支卷烟燃烧性能的影响,利用GC-MS法测定卷烟烟气香味成分,结合偏最小二乘判别法(PLS-DA)和聚类分析解析香味成分差异,并进行感官品质评价。结果表明:当卷烟整丝率为84%、长丝率为68%时,卷烟CRITIC法综合得分最高,燃烧性能最佳;卷烟烟气中89种香味成分的总量随整丝率增大呈先增加后减少的趋势,在整丝率为84%时达到最高值;不同类别香味成分变化趋势各异,随整丝率的增大,烯烃类物质含量增加,酸类、酚类及醛类物质含量呈先增加后减少的趋势,杂环类物质含量则呈先减少后增加的趋势;不同烟丝结构的卷烟烟气香味成分具有显著差异;整丝率为84%的卷烟样品综合品质最佳,与燃烧性能及香味物质分析结果一致。
2025,
40(3): 115-126. doi: 10.12187/2025.03.013
摘要:
针对目前卷烟生产线缺乏快速检测烟丝掺配比例方法的问题,利用高光谱成像技术和机器学习方法,采集不同掺配比例的混合烟丝光谱数据,探讨单一及组合预处理方法对模型构建效果的影响。采用偏最小二乘回归(PLSR)和支持向量机回归(SVR)建立回归模型,并利用最小角回归(LARS)、连续投影算法(SPA)、竞争性自适应重采样(CARS)及遗传算法(GA)进行特征波段选择,建立简化模型。结果表明:不同预处理方法的单一或组合使用均会影响回归模型的精度,其中小波变换与SG滤波联用(Wave+SG)方法相比原始数据将平均绝对百分比误差(MAPE)降低了1.2%;基于Wave+SG-GA-PLSR建立的回归模型表现最佳,其在两组分掺配中的训练集和测试集MAPE分别为1.415%和1.531%;基于两组分掺配建立的方法同样适用于多组分掺配,在三组分和四组分的预测集中,MAPE均低于8.361 5%。高光谱成像技术结合机器学习方法能够较为准确地预测混合烟丝中各组分的掺配比例,可为烟丝掺配均匀性的在线监测及卷烟生产过程的质量控制提供参考。
针对目前卷烟生产线缺乏快速检测烟丝掺配比例方法的问题,利用高光谱成像技术和机器学习方法,采集不同掺配比例的混合烟丝光谱数据,探讨单一及组合预处理方法对模型构建效果的影响。采用偏最小二乘回归(PLSR)和支持向量机回归(SVR)建立回归模型,并利用最小角回归(LARS)、连续投影算法(SPA)、竞争性自适应重采样(CARS)及遗传算法(GA)进行特征波段选择,建立简化模型。结果表明:不同预处理方法的单一或组合使用均会影响回归模型的精度,其中小波变换与SG滤波联用(Wave+SG)方法相比原始数据将平均绝对百分比误差(MAPE)降低了1.2%;基于Wave+SG-GA-PLSR建立的回归模型表现最佳,其在两组分掺配中的训练集和测试集MAPE分别为1.415%和1.531%;基于两组分掺配建立的方法同样适用于多组分掺配,在三组分和四组分的预测集中,MAPE均低于8.361 5%。高光谱成像技术结合机器学习方法能够较为准确地预测混合烟丝中各组分的掺配比例,可为烟丝掺配均匀性的在线监测及卷烟生产过程的质量控制提供参考。
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
