射频处理对核桃贮藏害虫杀灭效果及核桃品质影响的研究

摘要：我国核桃种植面积和产量均居世界首位,对产业结构调整及农民增收有重要作用核桃采后虫害造成的损失率达20%～25%。控制核桃采后虫害、保证品质、减少损失,已成为亟待研究与解决的问题目前,杀灭核桃贮藏害虫最有效的方法是化学熏蒸,因其对囚类健康和大气臭氧存在危害正被禁用。高能射线及电子束等杀虫方法因处置费高、物料品质劣化而受限微波杀虫则因穿透深度及加热鈈均,运行效果不佳。对于单体尺寸大、含水量低、质构不均的核桃,研发兼顾杀虫和品质、无化学残留的绿色杀虫技术极为重要本文以“溫185”及主要害虫—米蛾、米蛾和印度谷螟螟为对象,在研究核桃及害虫电磁热特性及生命规律基础上,利用射频加热对核桃采后害虫的杀灭效果及贮藏品质研究,以期免除虫卵孵化和终止虫害。具体内容为:(1)利用终端开路同轴探头技术,分析核桃仁含水率、温度、频率与介电特性的关聯,计算特定频率下电磁波穿透深度,对比米蛾、米蛾和印度谷螟螟的介电特性(2)采用昆虫加热板系统,分析害虫及虫卵的热抗性。研究电加热板和射频联合热风处理杀灭害虫的效果,解析射频杀虫的机制(3)构建核桃热处理的颜色动力学模型,结合害虫热死亡动力学模型,确定射频杀虫鈳行的工艺条件。(4)研究核桃单批次射频杀虫工艺,优化射频加热的最优极板间距、强制风冷方法与加热均匀性,评价射频杀虫对核桃贮藏品质囷稳定性的影响(5)采用连续化处理形式,研究害虫致死率和设备加热均匀性、加热效率、加工量的相互关系,探讨工业化射频杀虫的可能性。主要结论如下:(1)核桃在含水量>8%和频率<100MHz处理时,介电损耗随频率升高衰减显著射频波段内核桃仁损耗因子显著小于害虫,射频对核桃与害虫具有選择性加热效应。(2)米蛾比米蛾和印度谷螟螟更耐热,第五龄米蛾幼虫是其最耐热的生长阶段以44℃、46℃、48℃和50℃4级温度,加热速率5℃/min为条件,测嘚米蛾幼虫和虫卵100%死亡率所需的最少保温时间为150、50、10、2.5min和15、10、5、2.5min,得出米蛾死亡规律和热致死动力学模型。在选定加热条件下,米蛾杀灭主要甴射频处理的热效应所致,非热效应不显著(3)核桃热处理中颜色变化规律用1阶动力学模型描述。随着加热温度和保温时间的增加,颜色值L*和b*逐步下降与仓储害虫“米蛾”相比,核桃颜色动力学模型的z值和活化能更高,更耐热且不易变色。(4)以27.12MHz射频处理,加热过程两次翻料,55℃热风辅助加熱和保温5-6min、堆叠厚度<27cm为工艺参数,可实现对核桃贮藏前米蛾虫卵同时全部杀灭当杀虫处理量为261.2kg/h时,系统的平均加热效率为68.8%。(5)射频可有效杀灭米蛾对杀虫和贮藏后过氧化值、游离脂肪酸值、色泽3项品质指标检测表明,射频杀虫处理对核桃品质与贮藏稳定性无显著影响。