柵欄效應(yīng)國內(nèi)技術(shù)應(yīng)用

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，報道也較多。Leistner等對中國傳統(tǒng)肉制品依據(jù)于柵欄因子的產(chǎn)品特性進行了長期研究。王衛(wèi)等以肉干、醬鹵、腌臘等肉制品加工中對決定產(chǎn)品感官和可貯性的主要特性指標(biāo)進行的大量研究為基礎(chǔ)，通過柵欄因子的設(shè)計和調(diào)控，為傳統(tǒng)產(chǎn)品加工技術(shù)提升、質(zhì)量改進和新產(chǎn)品開發(fā)進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 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，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 6 個月。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對產(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到30天。

在果蔬加工中的應(yīng)用

孫來華等對櫻桃番茄設(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浸泡時間、山梨酸鉀添加量和650 W微波處理時間4個因子對殺菌效果均有極顯著的影響，其中以微波處理時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 個月以上，并較好地保持其優(yōu)良品質(zhì)。古應(yīng)龍等通過對4個主要的柵欄因子（Aw、H、Press.和 pH）的研究，提高了南美白對蝦即食加工制品的品質(zhì)和貯藏性。裘迪紅等對一種生食水產(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 7 個月。吳燕燕等運用柵欄效應(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)用的典型實例。此外，牛乳是一個較為復(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)系到整個體系的穩(wěn)定性，所以pH 是乳品質(zhì)量的另一個重要衡量指標(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，生理生化活動強烈，通過調(diào)控柵欄因子對食用菌進行保鮮，可最大限度地保存它的營養(yǎng)價值。

在食品添加劑和包裝等中的應(yīng)用

隨著國家相關(guān)部門及消費者對食品安全的日益重視，食品生產(chǎn)商對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物或無機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、壓強等柵欄因子以增強其柵欄功效。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)達國家在食品行業(yè)的多個領(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，已經(jīng)或多或少的被無意識的用到。在肉制品工業(yè)中，有意識的使用柵欄技術(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。北美和歐洲各國對柵欄技術(shù)進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，以及產(chǎn)品質(zhì)量改進等，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” 的方法來對信號進行分析處理的 , 由于信號被窗口所截斷 , 這將引起信號在頻域的頻譜泄漏 。 本來信號的真實頻譜為一個單一的脈沖信號 , 現(xiàn)在頻域的能量不集中 ,而是泄漏到每個頻率點上。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發(fā)生相互干擾。即使采樣同步, 間諧波對諧波的干擾依然存在 。

設(shè)信號的頻率范圍為( 0 , ω max),其中 ω max 對應(yīng)信號中的最大數(shù)字角頻率 。 在此區(qū)間內(nèi)信號有無窮多個的頻率成分 ,而離散傅里葉變換只計算有限個頻率點上的值 , 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{ 0 , Δω , 2Δω , … , ( N -1) Δω }的值 ,其余頻率點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離散頻譜值都是信號中各個分量在那點值的疊加 , 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)果不是信號各頻率分量的真實結(jié)果 。

頻率響應(yīng)函數(shù)（FRF）估計是目前應(yīng)用最廣泛的線性系統(tǒng)動態(tài)性能測試方法。然而，激勵畸變、頻譜泄漏、假頻、混頻、柵欄效應(yīng)等非線性干擾是影響FRF估計準(zhǔn)確度的主要瓶頸。本項目采用理論分析與實驗測試相結(jié)合的方法，研究如何減少FRF估計中非線性干擾、提高FRF估計的準(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FRF估計的誤差界及魯棒收斂條件，闡明復(fù)雜激勵下FRF估計準(zhǔn)確度與穩(wěn)定性的內(nèi)在關(guān)系；3）以電流互感器動態(tài)傳遞特性測試為對象，對改進FRF估計方法進行嵌入式移植，利用電流互感器動態(tài)傳遞性能測試平臺檢驗理論研究成果的準(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FRF估計方法。項目研究成果可應(yīng)用于復(fù)雜信號分析、數(shù)字信號處理、模式識別和故障診斷等領(lǐng)域。

諧波檢測關(guān)鍵問題有 : ( 1)如何準(zhǔn)確對信號進行同步采樣 ; ( 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頻譜對諧波頻譜的干擾 。

間諧波檢測除了有上述 4 點問題外還有 4 點 :( 1)含量小 , 對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 ,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 ,一定的采樣窗口長度下 , 如何區(qū)分出間諧波的成分 。