季節(jié)凍土區(qū)水工建筑物抗凍技術

前言

第1章　緒論

1.1　凍土的一般概念

1.2　我國的凍土分布

1.3　季節(jié)凍土與水工建筑物的關系

第2章　凍土的組成及物理特性

2.1　凍土的基本成分和組構

2.2　土凍結過程中的溫度特征

2.3　土中水的基本分類

2.4　凍土中水的相成分

2.5　凍土的物理特性

第3章　土體凍脹及其影響因素

3.1　有關指標與概念

3.2　水分遷移的機制

3.3　影響土體凍脹的因素2100433B

本書基于黑龍江省水利科學研究院等單位從20世紀80年代以來在水工建筑物抗凍技術研究方面的科研成果，對季節(jié)凍土地區(qū)水工建筑物抗凍技術研究的實際經驗和技術理論進行了較為完整的系統總結。內容包括：凍土的物理力學性質，土的凍脹性影響因素，樁（柱）基礎、平板基礎、擋土墻、襯砌渠道及土壩（堤）護坡的凍害防治技術等。書中涉及的科研成果、數據圖表、工程實例及技術方法可為相關工程提供寶貴的經驗，具有很高的參考價值。

本書可供從事季節(jié)凍土區(qū)水工建筑工程設計、施工、工程管理人員以及大專院校相關的師生參考。

抗凍標號是表示混凝土抗凍性強弱的指標。

以28天齡期的標準試件在水飽和狀態(tài)下所能承受的凍融循環(huán)(其抗壓強度降低不超過25%，質量損失率不超過5%)次數來表示。

常用的抗凍劑主要有四類：糖類抗凍劑、復合磷酸鹽抗凍劑、蛋白水解產物型抗凍劑和抗凍蛋白。利用抗凍劑來防止凍藏過程發(fā)生冷凍變性的水產品有：南美白對蝦、鯉魚、鳙魚、白鰱魚、文蛤、扇貝、狗母魚等，研究主要針對抗凍劑的種類和濃度、水產品凍結速度、凍藏條件以及抗氧化劑的濃度等對于水產品蛋白質冷凍變性的影響，試驗表明水產品經抗凍劑處理后再凍藏可提高Ca² -ATPase 活性、增加樣品的pH；較好的保持了物料的營養(yǎng)成分；抑制冰晶的生長，降低肌肉組織受到機械損傷，較好的保護了細胞的完整性，具有抑制蛋白質發(fā)生冷凍變性的效果。

1.糖類抗凍劑

南美白對蝦在低溫凍藏過程中冰結晶生長所受到的機械損傷，使蛋白質發(fā)生了冷凍變性，降低了對蝦的彈性、嫩度、剪切力等物性指標，增加了汁液的流失，造成對蝦營養(yǎng)價值的降低。添加寡糖、海藻膠及海藻多糖等糖類抗凍劑能有效保護冷凍蝦仁品質，抑制蝦仁蛋白質發(fā)生冷凍變性。其中0.5%的海藻糖處理對降低南美白對蝦解凍汁液流失效果最為顯著。

甲殼類物質的水解產物對水產品肌原纖維蛋白冷凍變性有顯著效果。將帝王蟹蟹殼的水解產物添加到岐須科魚的肌原纖維蛋白中，有效抑制了Ca² -ATPase 活性的降低，較好的保持了凍品的保水性?？箖鰟┑膽靡种票У纳L，降低肌肉組織受到機械損傷，具有抑制蛋白質發(fā)生冷凍變性的效果，從而較好的保持冷凍魚的品質。

1%海藻糖處理后對抑制魚糜蛋白質變性的效果不如5%和10%，5%和10%海藻糖溶液浸漬后的鯉魚魚糜鹽溶性蛋白的溶出量差別不顯著。經5%海藻糖溶液浸漬處理后的鯉魚魚糜組，凍藏7周后鹽溶性蛋白含量比對照組高出16.16%；其肌原纖維蛋白Ca² -ATPase酶活力明顯高于對照組。

2.復合磷酸鹽抗凍劑

焦磷酸鈉和三聚磷酸鈉復合抗凍劑能有效防止貝類組織結構的變形，不同抗凍劑配比對波紋巴非蛤蛋白質變性程度是不一致的，其中經0.4%的復合磷酸鹽處理的波紋巴非蛤凍藏2個月后的Ca² -ATPase活性達到87.9%，凍藏效果最好。

研究了不同焦磷酸鈉和三聚磷酸鈉復合抗凍劑配比對海灣扇貝閉殼肌蛋白質變性及組織結構的影響。研究表明：在添加抗凍劑條件下，凍藏6個月后的海灣扇貝的閉殼肌鹽溶性蛋白含量高于對照組；氨基酸損失率顯著降低；抑制了冰晶的生長，降低肌肉組織受到機械損傷，較好的保護了細胞的完整性。添加復合磷酸鹽抗凍劑破壞了貝類肌肉蛋白質的網狀結構，使得包埋在結構中的極性基團被釋放出來，提高了肌肉的保水性能，顯著改善了其冷凍品的品質和耐藏能力。

3.蛋白水解產物型抗凍劑

添加超過5.0%的魷魚水解物，可以有效抑制狗母魚Ca² -ATPase酶活性和保水性的降低。添加10%的蛋白水解物樣品ATP酶活性可保持在79.5%，肌肉組織的機械損傷明顯減少，可有效防止蛋白質的冷凍變性。

蛋白水解產物可顯著抑制肌原纖維蛋白ATP 酶活性和持水性的降低，大大減少了冷凍水產品蛋白質變性的程度，大大改善了其冷凍品的品質和耐藏能力。

研究經不同的蛋白酶酶解紅魚魚排后的酶解產物對防止鳙魚魚糜蛋白質冷凍變性效果的影響。結果表明：添加抗凍劑的魚糜在解凍之后其Ca² -ATPase 酶活性較未添加抗凍劑的樣品要高，添加抗凍劑的魚糜K值明顯下降，且解凍后TVB-N值較對照組有明顯降低，添加抗凍劑可抑制解凍后魚糜發(fā)生腐敗，較好的保持魚糜的鮮度和彈性。

4.抗凍蛋白

添加抗凍蛋白能在魚糜內部形成成致密、均勻的凝膠網絡結構，抑制水分的流失，添加5%的抗凍蛋白對抑制失水率升高效果顯著。此外，添加抗凍蛋白可改善魚糜凝膠的特性，能較好的維持鳙魚魚糜的破斷強度、凝膠強度和凹陷度。與傳統的商業(yè)抗凍劑相比，抗凍蛋白能有效改變鳙魚魚糜肌球蛋白的結構，使其變得更穩(wěn)定，具備更好的凍藏穩(wěn)定性。

向凍藏的魚肉中添加脯氨酸可有效抑制Ca² -ATPase 活性的降低，較好的保持了凍品的保水性，可見脯氨酸具有較好的抗凍效果。這可能是因為脯氨酸使得包埋在蛋白質結構中的極性基團被釋放出來，提高了肌肉的保水性能，顯著改善了其冷凍品的品質和耐藏能力，防止冷凍變性的發(fā)生 。