低频超声波辅助提高西兰花冻结与冻藏品质及效率的研究

【摘要】西兰花属于十字花科，具有独特的色泽、风味和口感，富含L-抗坏血酸、维生素E、β-胡萝卜素、多酚、芥子油苷、黄酮类化合物和硒等具有抗癌和保护心血管功效的营养物质，但是，新鲜的西兰花在20°C条件下最多存放三天。冷冻技术是保藏新鲜果蔬的经典方法之一，能够使果蔬在相当长的时间里保持其原有的质量和再加工的品质。然而，冷冻加工过程中形成的冰晶体及冻藏过程中出现的重结晶等现象均会对果蔬品质产生不利的影响，造成果蔬解冻后汁液流失的增加、质地的软化、色泽的变化以及营养物质的流失。为了改善上述问题，本论文系统的对低频超声波辅助技术在提高西兰花冷冻与冻藏品质及效率中的应用进行了研究及理论探讨。首先初步研究了低频超声波对西兰花冻结效率及品质的影响，结果表明在150W（30kHz）或175W（20kHz）条件下，结合适当的作用时间、初始作用温度和脉冲模式，由于超声波显著的促进传热效应，能够显著缩短西兰花的冻结时间；与普通浸渍冻结相比，在最优超声波辅助冻结条件下，冻结西兰花解冻后其硬度的下降和汁液流失率的增加显著得到了抑制，同时其微观结构也在一定程度上得到了保持。为了进一步探讨低频超声波对西兰花冻结影响的规律性，研究了不同超声波作用强度对冻结西兰花理化品质的影响，结果表明与普通浸渍冻结相比，低频超声波辅助冻结在0.250-0.412W/cm2强度范围内，显著加快了西兰花的冻结速率、维持了西兰花细胞壁物质钙含量在总钙含量中所占的比例、提高了解冻后西兰花的硬度、弹性、凝聚性、咀嚼性等质地品质，保持了西兰花原有的色泽、L-抗坏血酸含量以及显著降低了汁液流失率，并且一定程度上维持了西兰花皮层和中柱薄壁细胞的微观结构，但在0.209以及0.498-0.630W/cm2作用强度下，反而不利于西兰花的冻结。为了从传热的角度分析低频超声波辅助技术加快西兰花传热的过程，建立了对流换热为边界条件的变物性、无内热源、三维非稳态导热模型来描述西兰花的冻结过程，模拟结果显示此模型可以很好的预测西兰花的冻结时间以及推算出低频超声波对西兰花换热系数和导热系数的影响；在0.250-0.412W/cm2强度范围内，低频超声波提高了西兰花的换热系数和导热系数，为解释低频超声波有利于西兰花的冻结提供了理论支持。在低频超声波辅助改善西兰花冻藏品质方面，利用差示扫描量热仪和低场核磁共振技术分析了低频超声波辅助技术对西兰花渗透脱水效率及部分玻璃化转变温度的影响。结果显示超声波辅助渗透海藻糖处理可以通过改变西兰花体系中水分状态而改变其部分玻璃化转变温度，可以使其从-29.04°C提高到-27.63°C~-23.58°C。与普通渗透相比，低频超声波辅助渗透可以显著提高传质效率，以30min处理时间为最佳，促进西兰花水分的流失和海藻糖的富集，在短时间内最大限度的减少西兰花体系中流动性强的水分的含量，增加流动性弱的水分的含量，但时间过长（40min）则会增加西兰花体系中水分的流动性，产生负面效果，说明对于超声波辅助渗透处理果蔬时，合理的处理时间的选择是必要的。为了进一步验证低频超声波辅助渗透前处理对西兰花冻藏稳定性的影响，进行了六个月的冻藏实验，结果表明与普通渗透脱水相比，低频超声波辅助渗透脱水处理由于处理时间较短，在渗透脱水后能够更好的保持西兰花的硬度和L-抗坏血酸的含量，并且在-25°C温度下贮藏六个月后，可以显著的抑制西兰花解冻后汁液流失的增加、硬度的软化、色泽的变化以及L-抗坏血酸含量的减少。
【作者】辛颖；
【导师】张慜；
【作者基本信息】江南大学，农产品加工及贮藏工程，2014，博士
【关键词】低频超声波；西兰花；冷冻加工；冻藏；理化品质；效率；

【参考文献】
[1]陆泽钦.金属螺旋超材料的吸收特性研究[D].华中科技大学,光学工程,2013,硕士.
[2]杨学峰.利用重力信号研究地球自转变化[D].中国科学院研究生院（测量与地球物理研究所）,固体地球物理学,2004,硕士.
[3]丁坚勇,温建民,李娟,张华志.建立城轨供电系统可靠性评估体系的探讨[J].中国铁路.2007(12)
[4]朱琳,陈强,李云飞.浅谈科学发展前沿对培养优秀大学生的作用[J].科技信息,2011,15:551.
[5]张永辉.肺动脉发育不良的肺动脉闭锁合并室间隔缺损的外科治疗[D].北京协和医学院,外科学,2014,博士.
[6]柯海.脉冲涡流测厚信号斜率法研究[D].华中科技大学,机械电子工程,2013,硕士.
[7]高贺明.定向遗忘中抑制机制的神经机制研究[D].西南大学,发展与教育心理学,2013,硕士.
[8]李琰卿,李红辉,张新德.数字图书馆现状与发展[J].铁路计算机应用,2001,03:1-3.
[9]欧文川.HDF04-2型会议电话分机[J].铁道通信信号.2005(11)
[10]李晓霞.产业内贸易对经济周期协动性的影响[D].浙江大学,国际贸易学,2013,硕士.
[11]宋旭东,刘晓冰,董丕明.基于数据仓库的决策支持系统体系结构[J].大连铁道学院学报,2004,02:50-53.
[12]王梦秋.民营企业员工心理契约与离职倾向关系研究[D].广西科技大学,企业管理,2013,硕士.
[13]郭欣欣.江汉平原浅层含水层系统中砷释放与迁移过程研究[D].中国地质大学,地下水科学与工程,2014,博士.
[14]杨旻.生物质炭降解过程中易氧化部分定量方法及性状研究[D].南京农业大学,环境工程,2013,硕士.
[15]魏瑞江,赵春雷.基于GIS的河北果菜日光温室最佳发展区域确定[J].中国农业资源与区划.2005(01)
[16]武少南.声表面波压力传感器的研究[D].东华大学,电气工程（专业学位）,2014,硕士.
[17]唐以杰.鲇脑垂体的起源和发生及其超微结构的研究[D].华南师范大学,动物学,2002,硕士.
[18]瞿丽瑾.宋代民间巫术与法律[D].复旦大学,法律史,2012,硕士.
[19]方浩.氢质子MR波谱、弥散成像与腰椎定量CT骨密度测量的相关性研究[D].河北医科大学,影像医学与核医学,2014,硕士.
[20]汪晓银.中国蔬菜生产、消费与贸易研究[D].华中农业大学,2004.
[21]张少杰.添加不同有机基质对黄瓜生长及根区环境的影响[D].河南科技大学,园艺（专业学位）,2014,硕士.
[22]章成志.数据挖掘研究现状及最新进展[J].南京工业职业技术学院学报,2003,02:1-5.
[23]王欢.元认知知识对研究生阅读理解能力影响的实证研究[D].江苏科技大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[24]亓科元.人民币汇率变动对中国对外直接投资的影响及对策[D].辽宁大学,金融学,2012,硕士.
[25]赵强,王金生.应用可渗透反应墙技术原位修复地下水污染[J].污染防治技术,2004,03:94-97.
[26]付彩红.川芎定痛饮治疗偏头痛肝风挟瘀证的疗效特点研究[D].北京中医药大学,中医内科学,2013,硕士.
[27]刘利娜.《贵妇画像》：亨利·詹姆斯的另类超验主义[D].四川外国语大学,英语语言文学,2013,硕士.
[28]张笑晴,阮春寅,颜春,范欣愉.石墨烯调控碳纤维复合材料表界面微观结构及界面性能的初步研究[A].中国化学会高分子学科委员会.2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C].中国化学会高分子学科委员会:,2011:1.
[29]甄铁岭.EPC模式下的三代核电现场施工管理信息系统研究[D].山东大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[30]周帅.俯采条件下超高水材料充填开采技术研究与应用[D].中国矿业大学,采矿工程,2014,硕士.
[31]廖娅妮.华为公司市场营销战略研究[D].西南交通大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[32]阎文峰.整体硬质合金高精度平面拉刀的研究和开发[D].四川大学,机械工程,2003,硕士.
[33]刘娉.高职院校艺术设计专业项目化教学实践探索[D].西南大学,教育学原理,2013,硕士.
[34]齐一名.基于多Agent的磨矿过程智能控制系统研究[D].吉林大学,2014.
[35]严志凌.隐私权的民法保护与实务探析[D].苏州大学,法律,2003,硕士.
[36]原鹏,任明凤,郑彦.CRM在电信营销中的应用[J].通讯世界,2002,06:68-69.
[37]杨文华.论人才资源的开发与持续创新[D].福建师范大学,2002.
[38]张正升.温血停搏液持续灌注对心脏瓣膜置换术中缺血修饰白蛋白影响研究[D].郑州大学,外科学,2013,硕士.
[39]刘维娜.尼克松政府对华政策转变与美国国家利益[D].安徽大学,世界史,2013,硕士.
[40]申丽琼.基于“3S”技术的汶川县土地利用/覆被变化动态监测及分析[D].成都理工大学,地图学与地理信息系统,2013,硕士.
[41]张梦月.多支线混合流水线同期化问题研究[D].沈阳工业大学,工业工程,2013,硕士.
[42]邸立君.PEP-T节拍化疗方案治疗复发和难治性淋巴瘤62例临床研究[D].山西医科大学,肿瘤学（专业学位）,2013,硕士.
[43]杨帆.高校基建维修管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[44]苗慧.大学“两课”教育主体接受障碍原因分析[D].苏州大学,课程与教学论,2003,硕士.
[45]宋大雷,齐俊桐,韩建达,王越超.旋翼飞行机器人系统建模与主动模型控制理论及实验研究[J].自动化学报,2011,04:480-495.
[46]宋同阳.区域公交调度时刻表优化研究[D].华中科技大学,交通运输工程,2013,硕士.
[47]赵军.航空制造企业设备管理信息化研究与实现[D].西北工业大学,航空宇航制造工程,2004,硕士.
[48]朱佳俊,郑建国,李金兵.基于粗糙分类的不确定可拓群决策数据挖掘及应用[J].控制与决策,2012,06:850-854.
[49]杨崇秀.内蒙古气象灾害应急管理研究[D].内蒙古大学,公共管理,2013,硕士.
[50]王琳.以社会主义核心价值体系引导网络文化建设研究[D].中北大学,思想政治教育,2014,硕士.