柵欄效應(yīng)

在肉制品加工中的應(yīng)用

將柵欄技術(shù)應(yīng)用于我國肉制品的研究與應(yīng)用起步較早，報(bào)道也較多。Leistner等對(duì)中國傳統(tǒng)肉制品依據(jù)于柵欄因子的產(chǎn)品特性進(jìn)行了長期研究。王衛(wèi)等以肉干、醬鹵、腌臘等肉制品加工中對(duì)決定產(chǎn)品感官和可貯性的主要特性指標(biāo)進(jìn)行的大量研究為基礎(chǔ)，通過柵欄因子的設(shè)計(jì)和調(diào)控，為傳統(tǒng)產(chǎn)品加工技術(shù)提升、質(zhì)量改進(jìn)和新產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)行了富有成效的探索，其在新型肉干等制品的開發(fā)中，通過對(duì) Aw、pH、F 等柵欄因子及其互作效應(yīng)的研究，使產(chǎn)品在盡可能保持特有風(fēng)味的同時(shí)，感官質(zhì)量和貨架壽命均優(yōu)于傳統(tǒng)肉干。馬儷珍等研究了 Aw、Eh（真空包裝、添加脫氧劑）和微波殺菌等柵欄因子對(duì)羊肉脯的保藏效果的影響。孫衛(wèi)青等采用多種柵欄因子科學(xué)合理的組合（原料減菌化處理、Press.、H、t），使低溫羊肉火腿的貨架期達(dá) 6 個(gè)月。趙志峰等研究了 Aw、紫外線殺菌、H和t作為柵欄因子，作用于新型調(diào)理食品土豆燒排骨的加工保藏過程，其研究結(jié)果能殺滅有害菌且不會(huì)對(duì)產(chǎn)品的風(fēng)味和口感造成不良影響。趙靜等將柵欄技術(shù)與HACCP結(jié)合應(yīng)用于牦牛腱子制品、牦牛肉腸、牦牛肉干和牦牛肉發(fā)酵香腸制品的加工生產(chǎn)中，通過微波殺菌、H、t等柵欄有效延長了產(chǎn)品的貨架期。李宗軍在冷卻羊肉的生產(chǎn)過程中，通過原料減菌化處理、Press.、Eh、t 等柵欄因子，使冷卻分割羊肉的貨架期達(dá)到30天。

在果蔬加工中的應(yīng)用

孫來華等對(duì)櫻桃番茄設(shè)置 Aw、pH、Press.、Eh和紫外線處理等柵欄因子，使產(chǎn)品的保質(zhì)期達(dá)到了規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。蔣家新等研究了 Press.、pH 和 Aw3 種柵欄因子對(duì)引起軟包裝榨菜“脹袋”的微生物的抑制情況。汪艷群等在低糖脆梅的加工中，研究發(fā)現(xiàn)ClO₂濃度、ClO₂浸泡時(shí)間、山梨酸鉀添加量和650 W微波處理時(shí)間4個(gè)因子對(duì)殺菌效果均有極顯著的影響，其中以微波處理時(shí)間為最主要影響因素，柵欄因子結(jié)合應(yīng)用的效果優(yōu)于單個(gè)因子。余元善等研究了在低糖、半干型涼果生產(chǎn)中調(diào)控Aw、pH、Press.、起始微生物和包裝等柵欄因子控制涼果貨架期內(nèi)微生物的穩(wěn)定性。

在水產(chǎn)品中的應(yīng)用

汪濤等在新型即食高水分調(diào)味半干魚片的研發(fā)中，采用多種柵欄因子科學(xué)合理的組合（pH、Press.、t、H），使制品在 4 ℃冷藏條件下可保藏 8 個(gè)月以上，并較好地保持其優(yōu)良品質(zhì)。古應(yīng)龍等通過對(duì)4個(gè)主要的柵欄因子（Aw、H、Press.和 pH）的研究，提高了南美白對(duì)蝦即食加工制品的品質(zhì)和貯藏性。裘迪紅等對(duì)一種生食水產(chǎn)品熗蟹的原料蟹用臭氧水減少其初始菌，并用飽和鹽水腌制后進(jìn)行氣調(diào)包裝，使微生物和常見致病菌得到了有效的控制，產(chǎn)品符合最新國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，且口感舒爽，在- 20℃下貯藏其保質(zhì)期達(dá) 7 個(gè)月。吳燕燕等運(yùn)用柵欄效應(yīng)理論，確定了高水分型即食調(diào)味珍珠貝肉食品的柵欄模式（原料減菌化處理、pH、Aw、H、VP、t）。李瑩等研究了 Aw、pH、Press.及殺菌方式等柵欄因子對(duì)調(diào)味蝦制品感官品質(zhì)及貯藏穩(wěn)定性的影響，確定出最優(yōu)的保質(zhì)柵欄組合使產(chǎn)品在4 ℃下可保存 9 個(gè)月以上。

在乳品、食用菌等加工中的應(yīng)用

楊文俊等研究認(rèn)為巴氏殺菌和 UHT 殺菌是依據(jù)于 H 柵欄因子的柵欄技術(shù)在乳品工業(yè)中成功應(yīng)用的典型實(shí)例。此外，牛乳是一個(gè)較為復(fù)雜的包含真溶液、高分子溶液、膠體懸浮液、乳濁液及其過渡狀態(tài)的分散體系，其 pH 的變化直接關(guān)系到整個(gè)體系的穩(wěn)定性，所以pH 是乳品質(zhì)量的另一個(gè)重要衡量指標(biāo)。在乳品加工過程中還常采用益生菌菌株來開發(fā)相關(guān)的發(fā)酵乳制品。其他一些柵欄因子(如輻照、壓力、氣調(diào)和包裝等）在乳品工業(yè)中的應(yīng)用以及各種柵欄因子的復(fù)合交互應(yīng)用都還需要進(jìn)行大量的研究。在柵欄技術(shù)應(yīng)用于食用菌方面，徐吉祥等探討了如何從原料選擇到包裝等各方面將柵欄技術(shù)應(yīng)用到食用菌的保鮮貯藏中，結(jié)果顯示食用菌一般水分含量高，營養(yǎng)豐富，質(zhì)地柔嫩，生理生化活動(dòng)強(qiáng)烈，通過調(diào)控柵欄因子對(duì)食用菌進(jìn)行保鮮，可最大限度地保存它的營養(yǎng)價(jià)值。

在食品添加劑和包裝等中的應(yīng)用

隨著國家相關(guān)部門及消費(fèi)者對(duì)食品安全的日益重視，食品生產(chǎn)商對(duì)食品添加劑的使用要求也日趨嚴(yán)格，如何在盡可能少使用甚至不使用 Press.因子的情況下，保證產(chǎn)品的安全已成為一個(gè)重要研究課題。袁霖等研究出在膏狀肉類香精防腐中，Aw、包裝、t、輻照和Press. 均應(yīng)作為柵欄應(yīng)用，Aw為主要柵欄因子。嚴(yán)奉偉研究指出，食品包裝本身就是構(gòu)建Eh柵欄因子一個(gè)非常重要的方式，但是包裝材料很少具有防腐性、抗氧化性或能吸收 C2H4、O2、水蒸氣等，因此可把具有這些功能的有機(jī)物或無機(jī)物作為柵欄因子添加到包裝材料中去做成可發(fā)揮該柵欄功效的包裝，再在包裝過程中調(diào)節(jié)溫度、壓強(qiáng)等柵欄因子以增強(qiáng)其柵欄功效。在必須抵御外界危害的情況下，食品包裝中包含防腐劑具有優(yōu)越性，而且采用合適的方法完全可以阻止防腐劑向食品內(nèi)遷移。將這些柵欄因子用于食品包裝可達(dá)到良好的防腐、保藏功效 。

柵欄技術(shù)最早應(yīng)用于肉制品加工，大多是簡單且憑經(jīng)驗(yàn)式的，如意大利傳統(tǒng)的蒙特拉香腸、德國的布里道香腸、荷蘭的格德斯香腸等 。發(fā)達(dá)國家在食品行業(yè)的多個(gè)領(lǐng)域都廣泛應(yīng)用了柵欄技術(shù)，通過這種技術(shù)加工和貯存的食品也稱為柵欄技術(shù)食品。在發(fā)展中國家，這種技術(shù)在許多傳統(tǒng)食品加工時(shí)，已經(jīng)或多或少的被無意識(shí)的用到。在肉制品工業(yè)中，有意識(shí)的使用柵欄技術(shù)可以極大的提高產(chǎn)品貨架期。在拉丁美洲，柵欄技術(shù)食品在食品市場中占有很重要的位置。北美和歐洲各國對(duì)柵欄技術(shù)進(jìn)行了深入的研究和應(yīng)用，并將其廣泛應(yīng)于香腸、干肉制品、軍需肉制品等的加工控制、產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以及產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)等，該技術(shù)在印度等發(fā)展中國家的研究應(yīng)用也展現(xiàn)出廣闊的前景。

DFT 和 FFT 都是通過“加窗” 的方法來對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理的 , 由于信號(hào)被窗口所截?cái)?, 這將引起信號(hào)在頻域的頻譜泄漏 。 本來信號(hào)的真實(shí)頻譜為一個(gè)單一的脈沖信號(hào) , 現(xiàn)在頻域的能量不集中 ,而是泄漏到每個(gè)頻率點(diǎn)上。采樣非同步情況下, 各次諧波成分之間、諧波和間諧波之間 、各間諧波之間的頻譜之間都會(huì)發(fā)生相互干擾。即使采樣同步, 間諧波對(duì)諧波的干擾依然存在 。

設(shè)信號(hào)的頻率范圍為( 0 , ω max),其中 ω max 對(duì)應(yīng)信號(hào)中的最大數(shù)字角頻率 。 在此區(qū)間內(nèi)信號(hào)有無窮多個(gè)的頻率成分 ,而離散傅里葉變換只計(jì)算有限個(gè)頻率點(diǎn)上的值 , 它把( 0 , ω max)的區(qū)間分為 N 等分 ,每等分之間的頻率間隔為 Δω , Δω= ω max/ N , 只取其離散頻率點(diǎn){ 0 , Δω , 2Δω , … , ( N -1) Δω }的值 ,其余頻率點(diǎn)就好像是被柵欄擋住一樣 , 無法看見 。而通過離散傅里葉變換得到的每一個(gè)離散頻譜值都是信號(hào)中各個(gè)分量在那點(diǎn)值的疊加 , 在非同步采樣下 ,其他頻率成分的頻譜泄漏使得測量得到的結(jié)果不是信號(hào)各頻率分量的真實(shí)結(jié)果 。

頻率響應(yīng)函數(shù)（FRF）估計(jì)是目前應(yīng)用最廣泛的線性系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能測試方法。然而，激勵(lì)畸變、頻譜泄漏、假頻、混頻、柵欄效應(yīng)等非線性干擾是影響FRF估計(jì)準(zhǔn)確度的主要瓶頸。本項(xiàng)目采用理論分析與實(shí)驗(yàn)測試相結(jié)合的方法，研究如何減少FRF估計(jì)中非線性干擾、提高FRF估計(jì)的準(zhǔn)確度和自適應(yīng)性，具體包括：1）研究梯形卷積優(yōu)化窗及參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，建立離散頻譜自適應(yīng)處理算法，以降低頻譜泄漏、假頻、混頻、柵欄效應(yīng)的影響；2）研究非線性誤差等效折算關(guān)系，確定改進(jìn)FRF估計(jì)的誤差界及魯棒收斂條件，闡明復(fù)雜激勵(lì)下FRF估計(jì)準(zhǔn)確度與穩(wěn)定性的內(nèi)在關(guān)系；3）以電流互感器動(dòng)態(tài)傳遞特性測試為對(duì)象，對(duì)改進(jìn)FRF估計(jì)方法進(jìn)行嵌入式移植，利用電流互感器動(dòng)態(tài)傳遞性能測試平臺(tái)檢驗(yàn)理論研究成果的準(zhǔn)確性和有效性，最終建立梯形卷積優(yōu)化窗與高準(zhǔn)確度自適應(yīng)改進(jìn)FRF估計(jì)方法。項(xiàng)目研究成果可應(yīng)用于復(fù)雜信號(hào)分析、數(shù)字信號(hào)處理、模式識(shí)別和故障診斷等領(lǐng)域。

諧波檢測關(guān)鍵問題有 : ( 1)如何準(zhǔn)確對(duì)信號(hào)進(jìn)行同步采樣 ; ( 2)非同步采樣情況下如何抑制頻譜泄漏和柵欄效應(yīng) ; ( 3)如何在采樣窗口長度盡量小的前提下提高測量精度 ; ( 4)在同步采樣下如何抑制間諧波和噪聲信號(hào)頻譜對(duì)諧波頻譜的干擾 。

間諧波檢測除了有上述 4 點(diǎn)問題外還有 4 點(diǎn) :( 1)含量小 , 對(duì)頻譜泄漏影響較敏感 , 易被諧波頻譜所淹沒 , 如何準(zhǔn)確檢測間諧波的頻率特征值 ;( 2)當(dāng)間諧波數(shù)量較多時(shí) ,如何抑制其頻譜之間的干擾 ;( 3)當(dāng)間諧波頻率與諧波頻率特別是基頻非常接近時(shí) ,一定的采樣窗口長度下 , 如何區(qū)分出間諧波的成分 。