玉米籽粒射頻殺菌工藝研究.pdf

1、玉米(Zea mays L.)是中國(guó)第三大糧食作物，其種植面積廣，產(chǎn)量高。玉米用途廣泛，除食用外，還被用作飼料和加工成其他增值產(chǎn)品。玉米籽粒富含淀粉和蛋白質(zhì)，并且含有豐富的微量元素。霉菌感染是玉米儲(chǔ)藏中最主要的問題，嚴(yán)重的污染常常損失了其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在保證儲(chǔ)藏品質(zhì)不受影響的前提下，如何有效地控制玉米中的霉菌，如何提高玉米的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力是我國(guó)糧食行業(yè)面對(duì)的巨大挑戰(zhàn)。
　　本研究以我國(guó)種植面積較大的玉米品種鄭單為研究對(duì)象，利用射

2、頻加熱技術(shù)開展采后玉米滅菌工藝研究，并對(duì)殺菌處理后的玉米樣品進(jìn)行加速儲(chǔ)藏試驗(yàn)，從而驗(yàn)證射頻處理對(duì)玉米貨架期的影響。具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)玉米射頻加熱均勻性評(píng)價(jià)試驗(yàn)。裝有3.0 kg、15.0％(w.b.)玉米樣品的聚丙烯(PP)筐放置在射頻腔內(nèi)，通過(guò)改變極板間距和合適的加熱速率來(lái)確定最佳的極板間距。在最佳極板間距下，將物料放置在射頻上下極板中間，對(duì)比射頻與熱風(fēng)單獨(dú)加熱過(guò)程，并確定合適的冷卻過(guò)程。評(píng)價(jià)射頻單獨(dú)加熱、熱風(fēng)

3、輔助射頻加熱、傳送帶運(yùn)動(dòng)下射頻加熱、一次攪拌、兩次攪拌、熱風(fēng)輔助下傳送帶運(yùn)動(dòng)和一次攪拌的射頻加熱、熱風(fēng)輔助和傳送帶運(yùn)動(dòng)以及兩次攪拌的射頻加熱并在射頻加熱結(jié)束后保溫14分鐘的溫度分布和加熱均勻性指數(shù)。結(jié)果表明相比傳統(tǒng)的熱風(fēng)加熱，射頻能量極大的縮短了加熱時(shí)間，提高了處理效率。在最佳極板間距(11.0 cm)下，熱風(fēng)輔助、傳送帶運(yùn)動(dòng)和攪拌都不同程度改善了射頻加熱均勻性，其中攪拌對(duì)射頻加熱均勻性的影響最大。保溫過(guò)程中物料的平均溫度減少，但是溫差

4、減小，溫度分布更均勻。最終確定射頻加熱均勻性最好的工藝為熱風(fēng)輔助、傳送帶運(yùn)動(dòng)、射頻加熱過(guò)程中兩次攪拌并在加熱結(jié)束后保溫14分鐘，并單層(2 cm)冷卻至室溫。
　　(2)在確定加熱均勻性最好的射頻處理工藝條件下，對(duì)比聚醚酰亞胺(PEI)、聚丙乙烯(PS)和聚丙烯(PP)三種塑料材料筐子下15.0％玉米的射頻加熱均勻性。當(dāng)容器為PP筐子時(shí)，對(duì)比含水率9.1％、12.0％、15.0％、17.9％和20.9％的玉米樣品在最佳射頻工藝下的

5、加熱均勻性。結(jié)果表明三種塑料筐子中玉米的射頻加熱均勻性為:PEI＞PS＞PP。隨著水分含量的增加，玉米樣品的加熱速率增大，但其射頻加熱均勻性變差。
　　(3)驗(yàn)證不同條件下射頻聯(lián)合熱風(fēng)對(duì)寄生曲霉熱抗性的影響。在11.0 cm的極板間距下，3.0 kg、含水率15.0％的玉米樣品放置在PP筐中驗(yàn)證不同的射頻加熱溫度(55℃、60℃、65℃和70℃)、不同的保溫時(shí)間(4、8、12和16 min)以及水分含量(9.1、12.0、15.0

6、和17.9％w.b.)對(duì)寄生曲霉孢子的影響。結(jié)果表明，加熱溫度的升高以及保溫時(shí)間的延長(zhǎng)均能提高射頻的殺菌效果。射頻聯(lián)合熱風(fēng)加熱15.0％的玉米樣品至70℃并保溫至少12 min后樣品中的寄生曲霉減少5-6個(gè)對(duì)數(shù)周期。同樣，樣品水分含量的增加寄生曲霉的熱抗性降低，殺菌效果提高。
　　(4)射頻處理對(duì)玉米儲(chǔ)藏品質(zhì)的影響。射頻處理前后15.0％的玉米樣品在35℃、68％RH條件下加速儲(chǔ)藏17天模擬10℃下儲(chǔ)藏1年。儲(chǔ)藏過(guò)程中0、4、8、

7、12和17天時(shí)分別對(duì)樣品進(jìn)行主要品質(zhì)測(cè)量，以此來(lái)評(píng)價(jià)射頻處理對(duì)玉米樣品品質(zhì)的影響。射頻處理后，玉米的水分含量和水活度均出現(xiàn)一定程度的降低，但是蛋白質(zhì)、淀粉、灰分和脂肪含量幾乎未發(fā)生改變。射頻處理前后樣品中脂肪酸的含量幾乎不受影響，但隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，射頻處理過(guò)樣品中的脂肪酸含量增長(zhǎng)速度明顯低于未處理樣品。玉米的顏色指標(biāo)較為穩(wěn)定，在射頻處理前后及儲(chǔ)藏過(guò)程中均未發(fā)生顯著性變化。電導(dǎo)率和種子發(fā)芽率是玉米種子的重要指標(biāo)，高溫處理后，樣品的電導(dǎo)