科研产出
膜杂捆料多级破碎机设计与试验
《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对棉田机收膜杂捆料中膜-土-秆分布不均、相互裹绕且体积过大，无法直接进行有效破碎的问题，通过分析膜杂捆料的破碎过程，确定了一种先破捆、再破碎的破碎方案，并设计了一种包含均匀喂料装置、直刀破捆装置、Y型甩刀破碎装置的膜杂捆料多级破碎机。以破碎刀辊转速、喂入速度、定刀数量作为主要影响因素，以残膜破碎合格率作为评价指标，进行三因素三水平试验，确定优化参数指标为试验在破碎刀辊转速1 125 r/min；喂入速度为0.012 m/s；定刀数量1个的因素水平下，此时膜杂捆料破碎合格率达到75.15%，满足后续加工工艺要求。该装置的研究对残膜资源化利用关键技术问题具有重要意义和应用价值。
关键词： 农业机械 试验 残膜资源化利用 膜杂捆料 破碎机器
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基于数值模拟的红枣片不同干燥方式热质传递仿真与试验
《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为揭示并对比红枣片热风干燥、红外热风干燥及红外真空脉动干燥中的传热传质及干燥动力学特性，并填补关于果蔬红外真空脉动干燥数值模型的研究空白。该研究使用菲克扩散定律、安托因方程及比尔朗伯定律等控制方程分别建立了针对3种干燥方式的红枣片三维热质传递耦合数值模型，并利用试验数据对模型的可靠性进行验证。该研究基于枣片的实际几何尺寸进行建模并利用COMSOL求解。结果表明：1)与热风干燥相比，红外热风与红外真空脉动干燥分别缩短了46.43%和41.07%的干燥时间，且仿真结果与实测值吻合较好；2)温度场模拟图显示红外辐射可有效对红枣片内部进行加热，干燥20 min时红外热风和红外真空干燥的物料中心温度较热风干燥分别提高了11.33%和5.59%;3)模拟数据显示红外真空脉动干燥中的压力变化对干燥动力学产生了明显影响，其中含水率和干燥速率随压力脉动分别呈现阶梯状和峰状分布，并且干燥速率对压力变化的敏感性随着物料含水率的下降而下降；4)将测得的红枣片品质及质构特性与仿真数据进行综合对比，给出了关于分段组合干燥研究方向的见解，并对果蔬干燥数值模型的发展方向进行展望。该研究建立并验证了红枣片3种干燥方式下的数值模型，并结合模拟结果对各干燥过程的特点进行分析，对未来不同果蔬数值模型的建立及干燥机理的研究具有重要意义。
关键词： 干燥动力学 热质传递 数值模型 红外辐射 压力脉动
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核桃蛋白/肉苁蓉多糖稳定白藜芦醇Pickering乳液的制备及其稳定性
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：构建核桃蛋白/肉苁蓉多糖（walnut protein/Cistanche deserticola polysaccharide,WP/CDPS）复合纳米颗粒，以粒径、多分散性指数、Zeta电位为指标，对纳米颗粒和Pickering乳液进行研究。探究WP/CDPS质量比对Pickering乳液的界面张力、贮藏稳定性、热稳定性、包埋率、微观结构以及氧化稳定性的影响。结果表明：随着CDPS比例的增加，WP/CDPS复合纳米颗粒的Zeta电位逐渐从-22 mV降低到-37 mV，其中WP与CDPS质量比为1∶1时的Pickering乳液（C1W1R）粒径最小（5.927μm），界面张力最低（11.88 mN/m），且具有良好的贮藏稳定性和热稳定性，经过480 h贮藏后，乳化层比例为95.6%，在不同温度下的热处理过程中，C1W1R的Pickering乳液粒径随温度的变化最小。共聚焦激光扫描显微镜检测结果显示，WP/CDPS可有效包埋白藜芦醇（resveratrol,RT）。WP/CDPS复合纳米颗粒稳定的Pickering乳液对RT的包埋率超过85%，均高于核桃蛋白乳液，贮藏35 d后的RT包埋率仍达到92.9%。由WP/CDPS稳定的Pickering乳液为功能性食品等相关行业中RT的稳态输送提供了一种很有应用前景的替代品。
关键词： 核桃蛋白 肉苁蓉多糖 白藜芦醇 Pickering乳液 稳定性
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双孢蘑菇采后冷链流通过程品质劣变及活性氧代谢规律
《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：探究双孢蘑菇采后冷链流通过程中子实体品质劣变及其活性氧代谢的变化规律。本试验对双孢蘑菇子实体在采后预冷、冷链运输过程及模拟低温货架期的感官品质、主要生理指标及活性氧代谢情况进行动态测定，并运用Pearson相关性分析软件探究品质劣变与生理指标及活性氧代谢之间的相关性。结果显示：冷链流通过程中，双孢蘑菇在预冷及冷链运输过程中品质变化不大，而在模拟超市低温货架期（12℃±1℃）贮藏期间出现品质逐渐劣变。在第3天出现呼吸高峰，之后其感官品质迅速下降，主要表现为萎蔫、褐变、开伞、质地软化等。同时，其生理指标也发生了显著变化，表现在可溶性固形物（SSC）含量、总抗氧化能力（T-AOC）下降，相对电导率（RC）、总酚（TP）、丙二醛（MDA）、O2·-和H2O2的含量及活性氧（ROS）代谢相关酶活性呈动态上升的趋势。通过Pearson相关性分析得出：双孢蘑菇采后褐变与多酚氧化酶（PPO）活性、总酚含量、丙二醛含量的变化存在显著相关性，且褐变受到多酚氧化酶、过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性和酚类物质含量变化的影响。其中褐变与多酚氧化酶的相关性最高（R2=0.95），失重率（WL）与丙二醛含量变化有很强的相关性（R2=0.90）。随着贮藏时间的延长ROS不断积累，而抗氧化酶系中虽然PPO酶活性呈上升趋势，而总抗氧化能力呈下降趋势，导致其贮藏品质劣变加速。根据这些规律可更准确预测双孢蘑菇货架期，并为采后冷链流通与货架销售期间品质监测提供一定的理论指导。
关键词： 双孢蘑菇 冷链流通 品质劣变 相关性分析 生理变化 活性氧代谢
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ω-3和ω-6脂肪酸均衡型南瓜籽-亚麻籽混合油精炼前后理化品质和氧化稳定性
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：以新疆籽用南瓜籽为原料、新疆特色油料作物亚麻籽为辅料，采取两者先混合后压榨方式制备ω-3和ω-6脂肪酸均衡型南瓜籽油（混合压榨油）并进行精炼，以直接调和油为对照，研究两者精炼前后理化品质、营养成分、脂肪酸组成和含量以及氧化稳定性的变化。结果表明：混合压榨油和直接调和油的精炼油较毛油在理化品质上显著改善（P<0.05），质量指标都达到食用油国家标准要求，混合压榨油毛油的理化指标与直接调和油的毛油对比差异不显著（P>0.05），精炼油同样如此。精炼前后脂肪酸组成和含量无明显变化（P>0.05），但总生育酚、总酚含量和氧化稳定性变化较大，与毛油相比，精炼后上述指标均显著降低（P<0.05）。与直接调和油相比，混合压榨油的毛油和精炼油的总生育酚、总酚含量均更高，氧化稳定性更佳（P<0.05），这表明混合压榨油与直接调和油相比更具优势。研究结果可为南瓜籽油优质产品的市场开发提供一定的理论依据。
关键词： 南瓜籽油 亚麻籽油 多不饱和脂肪酸 混合压榨 氧化稳定性
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孜然脱粒机风筛式清选装置的设计与试验
《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：由于孜然籽粒粒径小、脱出物外形尺寸相似，且缺少专用的清选装置，导致孜然籽粒的清选含杂率高、清选效率低。该研究在孜然籽粒特有物理特征分析的基础上，结合现有各类清选装置的工作原理，设计了一种风筛式孜然清选装置，开展了具有针对性的清选装置关键部件的设计，包括复合式双层筛、贯流式风机、风挡拦截装置等。通过气固耦合仿真技术对清选流场压力分布、气流速度及清选物料固相运动规律进行分析，验证装置结构设计合理性，确定影响清选效果的主要因素为风速、振动频率、入风角度；将风速、振动频率、入风角度作为试验因素，以损失率及含杂率为评价指标，通过三因素三水平正交试验，得到自变量与清选效果的二次多项式响应面回归模型，并通过多元回归拟合分析得到清选装置最优工作参数为：风速10.27 m/s，振动频率4.07 Hz，入风角度20.26°。根据最优参数自制试验台架进行验证试验，得到孜然籽粒清选后的平均损失率、含杂率分别为3.40%和5.28%，损失率、含杂率的理论预测值与台架试验结果的相对误差分别为0.94%、1.73%，证明回归模型具有较高的准确性，孜然脱粒机清选装置的设计满足孜然籽粒清选作业标准。
关键词： 孜然 清选装置 脱出物 振动风筛式 Fluent-EDEM耦合
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基于红光波段日光诱导叶绿素荧光逃逸率的小麦条锈病遥感监测
《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：小麦条锈病是影响小麦产量的主要病害之一，及时探测到病害信息对小麦条锈病的防控具有重要意义。红光波段日光诱导叶绿素荧光（red solar-induced chlorophyll fluorescence,RSIF）能够敏感反映植物光合生理状态，SIF逃逸率与冠层几何结构、叶片光学特性和植被光能利用率密切相关。为实现小麦条锈病及时准确的探测，该研究基于SIF逃逸率函数计算方式，利用野外实测数据计算不同尺度SIF(冠层尺度SIFCanopy、光系统尺度SIFPS)及其逃逸率(εCP)，分析了RSIF逃逸率(RεCP)监测小麦条锈病的生理基础，探讨了条锈病胁迫下RεCP的响应特性，并将其与SIF及其衍生参数（荧光产率ФF、表观SIF产量SIFy）、归一化植被指数（normalized difference vegetation index,NDVI）、MERIS陆地叶绿素指数（MERIS terrestrial chlorophyll index,MTCI）、简单比值植被指数（simple ratio vegetation index,SR）进行比较。结果表明：RεCP与氮平衡指数（nitrogen balance index,NBI）、叶绿素（chlorophyll,Chl）、类黄酮（flavonoid,Flav）和花青素（anthocyanin,Anth）4个生理参数的相关性均达到了极显著性水平，且优于光系统尺度RSIF和远红光波段SIF（far-red solar-induced chlorophyll fluorescence,FRSIF），与叶面积指数（leaf area index,LAI）的相关性则优于冠层尺度FRSIF,RεCP能够更好地反映病害胁迫引起的作物生理和冠层结构的变化。在冠层尺度FRSIF(FRSIFCanopy)、光系统尺度FRSIF（FRSIFPS）和RSIF（RSIFPS）、红光波段表观SIF产量（RSIFy）及其荧光产率（RФF）、NDVI、MTCI、SR等特征变量中，RεCP与病情严重度(severity level,DSL )的相关性最高。低叶绿素含量（Chl≤30）和中高叶绿素含量（Chl>30）下，RεCP对小麦条锈病胁迫的响应均最为敏感，其与DSL的相关性均优于达到极显著性水平的SIF及其衍生参数和植被指数。RεCP是小麦条锈病遥感监测的适宜因子，研究结果对提高小麦条锈病的遥感监测精度具有重要意义，同时亦对其他作物胁迫的遥感监测具有一定的参考价值。
关键词： 植被 指数 日光诱导叶绿素荧光 红光波段 逃逸率 光合生理 小麦条锈病
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基于SBM模型的额敏灌区农业用水效率时空特征分析
《排灌机械工程学报 》 2024 EI 北大核心
摘要：基于新疆额敏灌区2009—2021年各项数据指标，利用SBM模型、Malmquist指数、多元线性回归分析等方法，综合分析全要素生产率、农业用水效率及其影响因素.研究发现：2009—2021年农业用水效率均值为0.938,处于较高利用状态；灌区全要素生产率年均值均大于1,农业用水效率总体呈现较好的发展趋势，技术进步起重要作用；空间上，农业用水效率按地区排序由大到小表现为东北部、西部、中部，具体为东北部农业用水效率均值为1.499,中部与西部农业用水效率均值分别为0.495和0.540;种植构成、产值构成与年平均气温是影响额敏灌区农业用水效率的主要因素.
关键词： 额敏灌区 农业用水效率 超效率SBM模型 Malmquist指数
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HS-SPME-GC-MS/MS结合非靶向代谢组学分析涪陵榨菜发酵过程中挥发性成分
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究涪陵榨菜在"三腌三榨"加工过程中挥发性成分的差异情况,通过非靶向代谢组学结合气相色谱-串联质谱技术与多元统计学方法,分析并探讨了涪陵榨菜在自发酵过程中挥发性代谢物的变化及其显著差异代谢途径.结果表明,不同腌制阶段榨菜中共检测到627种挥发性成分,主要包括烃类、酯类、杂环化合物、萜类、醛类、酮类、醇类、芳烃、酚类、胺类、含硫化合物、酸类、卤代烃、含氮化合物等.不同腌制阶段榨菜中差异显著挥发性成分存在较大差异,一腌阶段与对照组的特有差异挥发性成分为157个,二腌与一腌阶段组的特有差异挥发性成分为28个,三腌与二腌阶段组的特有差异挥发性成分为1个.经京都基因与基因组百科全书通路分析,差异挥发性成分显著富集的代谢通路包括次生代谢产物的生物合成、二萜类生物合成、单萜类生物合成、咖啡因代谢、脂肪酸生物合成等.本研究从代谢组学的角度分析了发酵榨菜的特异代谢产物,可为涪陵榨菜的标准化生产提供理论依据.
关键词： 涪陵榨菜 气相色谱-串联质谱 非靶向代谢组学 挥发性成分
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低压静电场结合高湿解冻对羊肉保水性的影响
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究低压静电场结合高湿解冻对羊肉保水性的影响，以宰后成熟24 h羊后腿肉为原料，将其置于-18℃冰箱中冷冻24 h后解冻，对比分析低压静电场结合高湿解冻（电流0.2 mA、电压2 500 V、4℃、相对湿度98%）与其他3种解冻方式冰箱解冻（4℃、相对湿度55%）、低压静电场辅助解冻（电流0.2 mA、电压2 500 V、4℃、相对湿度55%）、高湿解冻（4℃、相对湿度98%）对羊肉解冻速率、保水性、水分分布、羰基含量、总巯基含量、溶解度、表面疏水性，蛋白质二级及三级结构的影响。结果表明：4种解冻方式中，低压静电场结合高湿解冻解冻时间（519 min）最短，解冻损失率（3.37%）、蒸煮损失率（30.60%）、羰基含量（3.85 nmol/mg）、表面疏水性（21.90μg）最低，不易流动水相对含量（97.96%）与新鲜肉（98.44%）最接近，总巯基含量（28.55 nmol/mg）及溶解度（29.98%）最高，且蛋白质二级、三级结构最稳定，说明低压静电场结合高湿解冻不仅能够缩短解冻时间、有效抑制蛋白质氧化变性、减少汁液流失，且经过该处理的羊肉蛋白水合能力最高，保水性最好。
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