在不同温度和湿度条件下对完整粗麦粉进行温拌处理时对其吸水性能的建模研究

《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》：Modeling Water Absorption of Intact Bulgur During Tempering at Different Temperatures and Moisture Levels

　　水分吸收动力学模型及参数研究，通过Peleg模型（R2=0.968–0.995）最佳拟合大麦回润过程，发现温度升高显著加速水分扩散（1.04×10??–1.93×10?? m2/s），活化能随初始含水率升高而降低（10.41–21.13 kJ/mol）。

　　

摘要

本研究探讨了不同温度和初始含水量对 Bulgur 在回火过程中水分吸收动力学的影响。通过建立三种数学模型（Peleg 模型、改进的 Page 模型和对数模型）来拟合实验数据，以描述其水分吸收行为，并评估了这些模型的预测性能。最佳拟合模型是 Peleg 模型（$R^2$ = 0.968–0.995），其次是改进的 Page 模型（$R^2$ = 0.9510–0.9914），以及对数模型（$R^2$ = 0.9407–0.9943）。水分吸收动力学分析显示，在回火开始时（p ≤ 0.05），水分吸收速率发生了显著变化，这与小麦结构中毛细通道的开启相吻合。随着回火的进行，含水量逐渐增加直至达到平衡状态，较高的温度（25–45°C）加速了物质传递过程。实验在初始含水量为 15% 至 27% 的范围内进行，在每个含水量水平下，较高的温度都伴随着更高的有效水分扩散率（$$），其值范围为 1.04 × 10^?9 至 1.93 × 10^?9 m²/s，这是根据菲克第二扩散定律对线性化的水分比（MR）-时间关系求得的斜率得出的。Bulgur 水合的活化能（$$）介于 10.41 至 21.13 kJ mol^?1 之间，且随着含水量的增加而降低，表明在较低的初始含水量下，Bulgur 对温度变化的敏感性更强。这些结果证明了数学建模在优化回火条件、提高水分吸收效率以及改进 Bulgur 生产过程控制方面的有效性。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

本研究产生的数据可应请求通过通讯作者获取。