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近年来,新兴的非油炸浆果类膨化食品被广大消费者所接受。本课题选用微波真空膨化树莓脆片作为研究对象,提出一种定量分析孔隙率的方法。通过单因素和响应曲面法对其质构特性和内部孔隙结构进行了研究,并根据近红外光谱的不同光谱值预测出膨化脆片的孔隙率,主要研究结论如下:
(1)采用机器视觉技术,对树莓膨化脆片的孔隙结构进行特征提取,对脆片图像进行边缘检测应选用Sobel算法和Roberts算法;对噪声的处理选用线性滤波和中值滤波两种方法;阈值为0.4的二值图像满足试验要求;脆片内部的孔隙结构存在明显的分形特征,脆片具有良好的自相似性,其中间切面的孔隙结构可以代表整个脆片。
(2)通过单因素试验,研究树莓脆片的微波真空膨化硬度、脆性和孔隙率,结果表明:1)随膨化时间的增加,硬度先增大后减小,脆性减小,孔隙率先增大后减小。2)随着真空压强的增加,硬度先减小后增大,脆性和孔隙率先增大后减小。3)随着初始含水率的增加,硬度先减小后增大,脆性和孔隙率先增大后减小。
(3)应用响应曲面法,分析了微波真空膨化工艺参数对树莓脆片质构特性的影响,工艺参数包括:微波强度、宾空压强、膨化时间和初始含水率。反应脆片质构特性的指标有:硬度、脆性和孔隙率。结果表明:1)各工艺参数对脆片硬度的影响程度依次为膨化时间、真空压强、初始含水率、微波强度。膨化时间的一次项、真空压强的二次项对硬度的影响极显著,初始含水率的二次项对硬度的影响显著,其余项均不显著。2)各因素对脆片脆性的影响程度依次为膨化时间、微波强度、真空压强、初始含水率。初始含水率的一次项和膨化时间的一次项对脆性的影响极显著,初始含水率和膨化时间的交互项、初始含水率和真空压强的交互项对脆性的影响显著。
(4)利用SPSS(Ver.17.0)软件,采用多元线性回归的逐步回归算法,建立了孔隙率定量分析数学模型,经方差分析后,结果表明:1)孔隙率与膨化时间的数学模型极显著(R2为0.984,相关系数为0.999)。2)孔隙率与真空压强的数学模型极显著(R2为0.959,相关系数为0.983)。3)孔隙率与初始含水率的数学模型极显著(R2为0.996,相关系数为0.996),该模型可以准确预测孔隙率。