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γ射线辐照对稻谷小麦干燥特性及品质的影响

于勇  
【摘要】:谷物采用传统热风干燥时存在干燥速度慢、干品质降低等缺点,而γ射线辐照除有效的灭菌功能外,还可以提高辐照物料的水分活性,进而促进水分的迁移扩散。然而目前国内外对γ射线辐照与热风干燥技术联合作业的研究还很少。论文将γ射线辐照作为热风干燥前的预处理工艺,由此探讨稻谷小麦经辐照后的干燥特性及加工、食用、种用品质变化。通过预备实验,选择辐照预处理后热风干燥工艺中对稻谷小麦干燥特性和加工、食用、种用品质影响较显著的辐照剂量、热风温度、初始含水率为贯穿整个研究的三个实验因素,并采用单因素及多元分析方法,进行三因素对稻谷小麦干燥特性和加工、食用、种用品质影响规律的实验研究,并从显微结构、理化特性、生理特性等角度探讨实验结果产生的原因。论文得到以下结论: 1.辐照预处理稻谷小麦薄层干燥特性的研究: (1)实验研究发现,三因素(辐照剂量、热风温度、初始含水率)对稻谷小麦的内部微观组织结构、水分活度和热学特性有显著影响,而这些影响使得稻谷小麦薄层连续热风干燥过程中的失水速率和表面温度随三因素变化而改变。 (2)单因素实验和基于三元二次回归旋转组合实验设计的多元统计分析发现,三因素对干燥所需时间和平均失水速率等指标都有显著影响,并建立上述指标受三因素影响的三元二次多项式经验模型,该模型可以有效地预测实验条件范围内稻谷小麦干燥特性受三因素的影响规律。 (3)实验研究发现,辐照剂量对稻谷小麦吸附-解吸附平衡含水率和薄层连续热风干燥水分扩散系数都有显著的影响。在常用平衡含水率和水分扩散系数模型的基础上,建立了受三因素影响的新的稻谷小麦平衡含水率吸附-解吸附模型和薄层连续热风干燥水分扩散模型。 (4)以常用的谷物薄层干燥半经验模型为基础,选择较优的基础模型,通过数据拟和获得模型系数,建立受三因素影响的稻谷小麦热风失水过程模拟半经验模型。 2.辐照预处理稻谷小麦加工和食用品质的研究: (1)显微观察实验及分析发现,由于辐照加工处于热风加工之前,辐照对稻谷组织结构的破坏在后面的热风干燥中随着颗粒收缩而更加致密,抵消了辐照对组织结构的破坏作用,这使得辐照预处理对稻谷加工品质(整精米率)没有影响。而由于不同的热风温度和初始含水率使得热风干燥过程中稻谷内部温度梯度和水分梯度不同,由此产生的应力裂纹程度也不同,使得热风温度和初始含水率对稻谷加工品质的影响比较明显。此外,由于小麦碾磨出粉几乎不受干燥过程中的组织破坏和应力裂纹的影响,因此三因素对小麦加工品质(出粉率)没有明显的影响。 (2)通过显微观察实验及分析发现,γ射线辐照对稻谷淀粉、小麦蛋白质、脂肪等大分子有较强的破坏作用,而热风温度和初始含水率的不同会使得淀粉、蛋白质、脂肪水解酶活性发生变化,因此三因素对所选稻谷小麦食用品质指标都有不同程度的影响。 (3)通过单因素实验和基于三元二次回归旋转组合实验设计的多元统计分析发现,三因素对稻谷直链淀粉含量、胶稠度、碱消值和小麦湿面筋含量、面筋持水率、脂肪酸值等指标都有显著影响,并建立上述指标受三因素影响的三元二次多项式经验模型,该模型可以有效地预测实验条件范围内稻谷小麦食用品质指标受三因素的影响规律。 (4)由于稻谷小麦粘度特性与其所含淀粉的结构密切相关,辐照剂量、热风温度和初始含水率对稻


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