栅栏效应国内技术应用

在肉制品加工中的应用

将栅栏技术应用于我国肉制品的研究与应用起步较早，报道也较多。Leistner等对中国传统肉制品依据于栅栏因子的产品特性进行了长期研究。王卫等以肉干、酱卤、腌腊等肉制品加工中对决定产品感官和可贮性的主要特性指标进行的大量研究为基础，通过栅栏因子的设计和调控，为传统产品加工技术提升、质量改进和新产品开发进行了富有成效的探索，其在新型肉干等制品的开发中，通过对 Aw、pH、F 等栅栏因子及其互作效应的研究，使产品在尽可能保持特有风味的同时，感官质量和货架寿命均优于传统肉干。马俪珍等研究了 Aw、Eh（真空包装、添加脱氧剂）和微波杀菌等栅栏因子对羊肉脯的保藏效果的影响。孙卫青等采用多种栅栏因子科学合理的组合（原料减菌化处理、Press.、H、t），使低温羊肉火腿的货架期达 6 个月。赵志峰等研究了 Aw、紫外线杀菌、H和t作为栅栏因子，作用于新型调理食品土豆烧排骨的加工保藏过程，其研究结果能杀灭有害菌且不会对产品的风味和口感造成不良影响。赵静等将栅栏技术与HACCP结合应用于牦牛腱子制品、牦牛肉肠、牦牛肉干和牦牛肉发酵香肠制品的加工生产中，通过微波杀菌、H、t等栅栏有效延长了产品的货架期。李宗军在冷却羊肉的生产过程中，通过原料减菌化处理、Press.、Eh、t 等栅栏因子，使冷却分割羊肉的货架期达到30天。

在果蔬加工中的应用

孙来华等对樱桃番茄设置 Aw、pH、Press.、Eh和紫外线处理等栅栏因子，使产品的保质期达到了规定的标准。蒋家新等研究了 Press.、pH 和 Aw3 种栅栏因子对引起软包装榨菜“胀袋”的微生物的抑制情况。汪艳群等在低糖脆梅的加工中，研究发现ClO₂浓度、ClO₂浸泡时间、山梨酸钾添加量和650 W微波处理时间4个因子对杀菌效果均有极显著的影响，其中以微波处理时间为最主要影响因素，栅栏因子结合应用的效果优于单个因子。余元善等研究了在低糖、半干型凉果生产中调控Aw、pH、Press.、起始微生物和包装等栅栏因子控制凉果货架期内微生物的稳定性。

在水产品中的应用

汪涛等在新型即食高水分调味半干鱼片的研发中，采用多种栅栏因子科学合理的组合（pH、Press.、t、H），使制品在 4 ℃冷藏条件下可保藏 8 个月以上，并较好地保持其优良品质。古应龙等通过对4个主要的栅栏因子（Aw、H、Press.和 pH）的研究，提高了南美白对虾即食加工制品的品质和贮藏性。裘迪红等对一种生食水产品炝蟹的原料蟹用臭氧水减少其初始菌，并用饱和盐水腌制后进行气调包装，使微生物和常见致病菌得到了有效的控制，产品符合最新国家卫生标准，且口感舒爽，在- 20℃下贮藏其保质期达 7 个月。吴燕燕等运用栅栏效应理论，确定了高水分型即食调味珍珠贝肉食品的栅栏模式（原料减菌化处理、pH、Aw、H、VP、t）。李莹等研究了 Aw、pH、Press.及杀菌方式等栅栏因子对调味虾制品感官品质及贮藏稳定性的影响，确定出最优的保质栅栏组合使产品在4 ℃下可保存 9 个月以上。

在乳品、食用菌等加工中的应用

杨文俊等研究认为巴氏杀菌和 UHT 杀菌是依据于 H 栅栏因子的栅栏技术在乳品工业中成功应用的典型实例。此外，牛乳是一个较为复杂的包含真溶液、高分子溶液、胶体悬浮液、乳浊液及其过渡状态的分散体系，其 pH 的变化直接关系到整个体系的稳定性，所以pH 是乳品质量的另一个重要衡量指标。在乳品加工过程中还常采用益生菌菌株来开发相关的发酵乳制品。其他一些栅栏因子(如辐照、压力、气调和包装等）在乳品工业中的应用以及各种栅栏因子的复合交互应用都还需要进行大量的研究。在栅栏技术应用于食用菌方面，徐吉祥等探讨了如何从原料选择到包装等各方面将栅栏技术应用到食用菌的保鲜贮藏中，结果显示食用菌一般水分含量高，营养丰富，质地柔嫩，生理生化活动强烈，通过调控栅栏因子对食用菌进行保鲜，可最大限度地保存它的营养价值。

在食品添加剂和包装等中的应用

随着国家相关部门及消费者对食品安全的日益重视，食品生产商对食品添加剂的使用要求也日趋严格，如何在尽可能少使用甚至不使用 Press.因子的情况下，保证产品的安全已成为一个重要研究课题。袁霖等研究出在膏状肉类香精防腐中，Aw、包装、t、辐照和Press. 均应作为栅栏应用，Aw为主要栅栏因子。严奉伟研究指出，食品包装本身就是构建Eh栅栏因子一个非常重要的方式，但是包装材料很少具有防腐性、抗氧化性或能吸收 C2H4、O2、水蒸气等，因此可把具有这些功能的有机物或无机物作为栅栏因子添加到包装材料中去做成可发挥该栅栏功效的包装，再在包装过程中调节温度、压强等栅栏因子以增强其栅栏功效。在必须抵御外界危害的情况下，食品包装中包含防腐剂具有优越性，而且采用合适的方法完全可以阻止防腐剂向食品内迁移。将这些栅栏因子用于食品包装可达到良好的防腐、保藏功效 。

栅栏技术最早应用于肉制品加工，大多是简单且凭经验式的，如意大利传统的蒙特拉香肠、德国的布里道香肠、荷兰的格德斯香肠等 。发达国家在食品行业的多个领域都广泛应用了栅栏技术，通过这种技术加工和贮存的食品也称为栅栏技术食品。在发展中国家，这种技术在许多传统食品加工时，已经或多或少的被无意识的用到。在肉制品工业中，有意识的使用栅栏技术可以极大的提高产品货架期。在拉丁美洲，栅栏技术食品在食品市场中占有很重要的位置。北美和欧洲各国对栅栏技术进行了深入的研究和应用，并将其广泛应于香肠、干肉制品、军需肉制品等的加工控制、产品设计，以及产品质量改进等，该技术在印度等发展中国家的研究应用也展现出广阔的前景。

DFT 和 FFT 都是通过“加窗” 的方法来对信号进行分析处理的 , 由于信号被窗口所截断 , 这将引起信号在频域的频谱泄漏 。 本来信号的真实频谱为一个单一的脉冲信号 , 现在频域的能量不集中 ,而是泄漏到每个频率点上。采样非同步情况下, 各次谐波成分之间、谐波和间谐波之间 、各间谐波之间的频谱之间都会发生相互干扰。即使采样同步, 间谐波对谐波的干扰依然存在 。

设信号的频率范围为( 0 , ω max),其中 ω max 对应信号中的最大数字角频率 。 在此区间内信号有无穷多个的频率成分 ,而离散傅里叶变换只计算有限个频率点上的值 , 它把( 0 , ω max)的区间分为 N 等分 ,每等分之间的频率间隔为 Δω , Δω= ω max/ N , 只取其离散频率点{ 0 , Δω , 2Δω , … , ( N -1) Δω }的值 ,其余频率点就好像是被栅栏挡住一样 , 无法看见 。而通过离散傅里叶变换得到的每一个离散频谱值都是信号中各个分量在那点值的叠加 , 在非同步采样下 ,其他频率成分的频谱泄漏使得测量得到的结果不是信号各频率分量的真实结果 。

频率响应函数（FRF）估计是目前应用最广泛的线性系统动态性能测试方法。然而，激励畸变、频谱泄漏、假频、混频、栅栏效应等非线性干扰是影响FRF估计准确度的主要瓶颈。本项目采用理论分析与实验测试相结合的方法，研究如何减少FRF估计中非线性干扰、提高FRF估计的准确度和自适应性，具体包括：1）研究梯形卷积优化窗及参数优化设计方法，建立离散频谱自适应处理算法，以降低频谱泄漏、假频、混频、栅栏效应的影响；2）研究非线性误差等效折算关系，确定改进FRF估计的误差界及鲁棒收敛条件，阐明复杂激励下FRF估计准确度与稳定性的内在关系；3）以电流互感器动态传递特性测试为对象，对改进FRF估计方法进行嵌入式移植，利用电流互感器动态传递性能测试平台检验理论研究成果的准确性和有效性，最终建立梯形卷积优化窗与高准确度自适应改进FRF估计方法。项目研究成果可应用于复杂信号分析、数字信号处理、模式识别和故障诊断等领域。

谐波检测关键问题有 : ( 1)如何准确对信号进行同步采样 ; ( 2)非同步采样情况下如何抑制频谱泄漏和栅栏效应 ; ( 3)如何在采样窗口长度尽量小的前提下提高测量精度 ; ( 4)在同步采样下如何抑制间谐波和噪声信号频谱对谐波频谱的干扰 。

间谐波检测除了有上述 4 点问题外还有 4 点 :( 1)含量小 , 对频谱泄漏影响较敏感 , 易被谐波频谱所淹没 , 如何准确检测间谐波的频率特征值 ;( 2)当间谐波数量较多时 ,如何抑制其频谱之间的干扰 ;( 3)当间谐波频率与谐波频率特别是基频非常接近时 ,一定的采样窗口长度下 , 如何区分出间谐波的成分 。