参数估算法在气调包装果蔬呼吸速率测定中的应用

根据果蔬呼吸作用与薄膜透气特性的相互关系,建立了果蔬薄膜包装数学模型，在此基础上运用参数估算法测算出番茄呼吸速率值。新方法克服了传统密闭法的缺点，适用于包括非平衡状态的整个贮藏阶段，因而更能客观地反映果蔬呼吸速率的真实值。另外，根据已建立的果蔬自发气调包装(MAP)数学模型，通过仿真模拟出不同温度条件下袋内气体浓度和体积变化的情况，为实际果蔬MAP设计和系统内气体控制提供了依据。     

薄膜包装中果蔬呼吸强度的测定

对薄膜包装果蔬的呼吸强度提出了新的测定方法,并与传统的密闭测定法进行了比较。新的测定法将包装系统中果蔬的呼吸与薄膜的气体透过同时加以考虑,先假设一系列的呼吸强度,并逐一代入气体收支平衡式,用计算机计算气体分压,并将计算值与包装中气体分压实测值比较,用最小二乘法算出两者差的平方和最小时,所对应假设的呼吸强度为测算得值。结果表明,密闭法算得的结果低于新法测算的呼吸强度值。可以认为新方法能适用于包括非平衡状态的整个贮藏阶段,并能更客观地反映薄膜包装条件下果蔬的呼吸强度     

薄膜气调包装对枇杷果实冷藏期间呼吸和品质性状的影响

通过对呼吸速率、总可溶性固形物、可滴定酸、pH值、果肉硬度、维生素C、失重率和品质及感官指标的变化进行分析，研究了薄膜气调包装对枇杷(Eriobotrya japonica Lindl.，品种：解放钟）果实冷藏期间呼吸和品质特性的影响，气调包装用的薄膜为低密度聚乙烯薄膜(LDPE，厚度20 μm)，以打孔的低密度聚乙烯薄膜包装为对照。结果表明，低密度聚乙烯薄膜包装枇杷果实后，3～4 d后可维持一个相对稳定的适宜枇杷贮藏的O₂和CO₂的气体浓度，即CO₂(4.8±0.67)%，O₂(11.5±0.85)%；薄膜气调包装结合低温可明显地降低枇杷果实的呼吸速率；薄膜气调包装可以最大限度地减小冷藏期间的枇杷果实的失重率、果肉硬度、维生素C、总可溶性固形物、可滴定酸和固酸比的变化，维持枇杷的新鲜品质，延长货架期。因此，低密度聚乙烯薄膜（LDPE，厚度20 μm）气调包装可用于枇杷的贮藏保鲜。     

切片莲藕臭氧保鲜呼吸模型的研究

为了研究臭氧保鲜包装理论,根据果蔬呼吸作用与薄膜透气特性的相互关系,建立了以臭氧作为保鲜气体的果蔬呼吸数学模型,并以切片莲藕作包装物、聚乙烯尼龙复合（PA/PE）膜作包装袋为例,利用遗传算法（GA）对呼吸模型中的参数进行了识别。另外,根据已建立的呼吸模型,通过仿真模拟出不同温度条件下袋内气体浓度的变化。结果表明7.5℃下模拟值与实测值能够很好地吻合,从而模拟值可为臭氧对果蔬保鲜包装设计提供理论指导。     

果蔬微孔膜气调包装模型与试验验证

建立微孔膜气调包装的理论模型是保证气调包装质量、进行微孔膜气调包装系统设计的关键。基于孔径与分子平均自由程的关系,应用Fick扩散定理,结合果蔬呼吸速率模型,建立微孔膜果蔬气调包装内外气体交换的数学模型。以香菇为对象,利用密闭系统法确定其呼吸速率;采用硬质罐加PE膜封合包装香菇并在25℃、50%RH下储藏50 h以上,测定不同初始气体组分、微孔孔数与孔径条件下包装内气体浓度变化,对香菇微孔膜气调包装模型进行试验验证。结果表明,模型预测值与试验数据吻合度较高,所建模型能较准确地预测香菇微孔膜气调包装内外气体交换过程。     

适宜气调包装延缓冷藏鲳鱼品质变化延长货架期(英文)

该文主要研究了不同气体比例组分的气调包装处理对冷藏鲳鱼贮藏期间品质变化及货架期的影响,从中找出能使鲳鱼冷藏货架期延长的适宜气体比例。将新鲜鲳鱼以冰藏方式快速运至实验室,将样品经去头、去尾、去内脏处理后,分别置于3种气体组分条件(MAP1:20%CO2/80%N2,MAP2:50%CO2/50%N2,MAP3:80%CO2/20%N2)的气调包装袋内冷藏(4±1)℃保鲜,以空气包装样品作为冷藏对照组(AIR),其中包装袋内的气体与样品体积比为3∶1,在12 d内隔天测定各组样品的感官指标、微生物指标(菌落总数)与化学指标(挥发性盐基氮值、K值、三甲胺值与p H值)变化。冷藏后的第4天,对照组与气调处理组的感官分值、菌落总数、挥发性盐基氮值与三甲胺值差异显著(P0.05),冷藏对照组样品的各项指标首先达到新鲜限值,其冷藏货架期仅为4-5d。经过气调处理后的鲳鱼样品,其菌落总数达到二级鲜度的速度明显缓于冷藏对照组,其他各项指标的变化也证实了气调包装的潜在优点。其中,80%CO2+20%N2处理组能明显延缓样品p H值、挥发性盐基氮值、菌落总数、三甲胺值与K值的升高(P0.05),较冷藏对照组相比,其冷藏货架期能延长6~8 d。同时,气调处理组贮藏期间的p H值未呈现先降后升的变化规律,表明p H值不适用于评价气调包装鲳鱼贮藏期间的品质变化。气调包装样品的菌落总数在贮藏前期略有下降,表明CO2对样品菌落总数的升高有较好的抑制作用。在CO2≤80%条件下,各项微生物与理化指标的测定结果显示出不同气体比例的气调包装处理对冷藏鲳鱼的保鲜效果,CO2浓度越高,其保鲜效果越显著,气调处理能使鲳鱼样品的冷藏保鲜期由4 d延长至6-12 d,其中80%CO2+20%N2的气调处理组对鲳鱼样品的冷藏货架期延长效果较佳。     

果蔬气调包装理论研究进展

气调包装是一种可延长新鲜水果货架寿命的重要技术。气调包装的质量主要取决于包装内气体成分、温湿度的调节。建立气调包装的理论模型是保证气调包装质量、进行气调包装系统设计的关键。该文综述了国内外这方面的研究成果，着重论述了果蔬呼吸模型、呼吸速率的测定方法、包装内外气体交换模型、包装内温度与湿度变化数学模型，并分析了目前研究存在的不足，为果蔬气调包装的深入研究提供参考。     

三疣梭子蟹不同包装方式保鲜效果的比较

三疣梭子蟹属宁波名特优水产养殖品种,但三疣梭子蟹在保藏加工中容易发生褐变,哪种包装方式可抑制梭子蟹褐变并有效延长产品保鲜期,是一个值得探讨的问题。该文对三疣梭子蟹真空包装、气调包装和涂膜包装的保鲜效果进行比较。结果表明：气调包装气体配比为CO2 50%,N2 50%的保鲜效果较好;但真空包装与气调包装和涂膜包装的保鲜效果相比,0～4℃下,真空包装可有效抑制梭子蟹腮部和足部褐变并延长三疣梭子蟹保鲜期,保鲜效果好于气调包装和涂膜包装。     

包装方式和材料对调理脆肉鲩鱼片冷藏过程品质的影响

为延缓脆肉鲩鱼片贮藏过程中腐败变质,并延长货架期。以紫苏叶水提物浸泡腌制的新鲜脆肉鲩鱼片为原料,研究包装方式和包装材料在4℃条件下对鱼片品质的影响。结果表明:气调包装鱼片菌落总数最少、普通包装菌落总数增长最快,气调包装样品冷藏15 d菌落总数平均为5.61 log[CFU/g],未超过水产品规定的货架期终点;冷藏末期气调包装样品汁液流失率、挥发性盐基氮(total volatile base-nitrogen,TVB-N)值和硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)值均低于真空包装和普通包装,其中PVC材料气调包装样品汁液流失率第15天达到5.07%,TVB-N值为13.91 mg/100 mg,低于国家规定的二级鲜度,TBA值比真空包装和普通包装分别低16.40%和46.46%。气调包装样品质构降低程度比其他组慢,其中,冷藏末期硬度较另外2组分别高出26.41%和27.08%;不同包装材料样品硬度、汁液流失率、TBA值、感官分值差异显著(P0.05),其中高阻隔性NY/EVOH/PET复合材料保鲜效果最好。综合各指标变化,气调包装和高阻隔性材更有利于调理脆肉鲩鱼片冷藏过程的品质保持。研究结果为调理脆肉鲩鱼片冷藏包装应用提供理论参考。     

果蔬气调包装内相对湿度的预测模型与试验验证

包装内相对湿度调节控制是保证果蔬产品气调保鲜包装质量的重要技术环节。该文较完整地考虑果蔬包装内外热量交换和气体质量传输，依据质量与能量守恒定律，建立包装内质量与能量平衡关系。在此基础上，导出气调包装内产品呼吸－蒸发模型，得到包装内相对湿度变化的预测模型。以香菇产品为研究对象，测定表征香菇呼吸速率，设计3种工况(不同质量、初始气体组分)，对香菇气调包装内的湿度进行预测与验证测试。结果表明，理论预测与试验结果总体上吻合，在包装的初始阶段理论结果稍有偏高；初始气体组分对包装内相对湿度影响较大，低氧高二氧化碳组分显著降低了相对湿度上升的速率，同时延长了达到饱和状态的时间。     

辉光放电低温等离子体改性大豆分离蛋白可食膜工艺优化

为制备具有良好性能的可食膜,该文采用大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)为成膜基材,利用辉光放电等离子体作用对可食膜进行改性,并研究等离子体处理时间、丙三醇质量浓度、pH值对可食膜水蒸气透过系数(water vapor permeability,WVP)、氧气透过率(oxygen permeability,OP)抗拉强度(tensile strength,TS)、断裂伸长率(elongation,E)的影响。利用响应面法对工艺参数进行优化,得到各因素对可食膜性能影响的大小依次为pH值丙三醇质量浓度等离子体处理时间。试验结果表明:丙三醇质量浓度为0.02 g/mL、等离子体处理时间为11.31 min、pH值为11,可食膜性能综合得分S为0.90。此时可食膜的断裂伸长率为273.77%、抗张强度为3.46 MPa、水蒸气透过系数为1.81×10~(-12) g/(cm·s·Pa)、氧气透过率为1.43×10~(-5) cm~3/(m~2·d·Pa)。通过原子力显微镜和接触角测量仪对可食膜表面进行观察,结果表明:经低温等离子体处理的可食膜表面物理结构发生改变,粗糙度增加,水接触角变小,有效提高大豆分离蛋白膜的机械性能和表面润湿性。     

The role of packaging film permselectivity in modified atmosphere packaging

Modified atmosphere packaging (MAP) is commercially used to increase the shelf life of packaged produce by reducing the produce respiration rate, delaying senescence, and inhibiting the growth of many spoilage organisms, ultimately increasing product shelf life. MAP systems typically optimize O(2) levels to achieve these effects while preventing anaerobic fermentation but fail to optimize CO(2) concentrations. Altering film permselectivity (i.e., beta, which is the ratio of CO(2)/O(2) permeation coefficients) could be utilized to concurrently optimize levels of both CO(2) and O(2) in MAP systems. We investigated the effect of modifying film permselectivity on the equilibrium gas composition of a model MAP produce system packaged in containers incorporating modified poly(ethylene) ionomer films with CO(2)/O(2) permselectivites between 4-5 and 0.8-1.3. To compare empirical to calculated data of the effect of permselectivity on the equilibrium gas composition of the MAP produce system, a mathematical model commonly used to optimize MAP of respiring produce was applied. The calculated gas composition agreed with observed values, using empirical respiration data from fresh cut apples as a test system and permeability data from tested and theoretical films. The results suggest that packaging films with CO(2)/O(2) permselectivities lower than those commercially available (<3) would further optimize O(2) and CO(2) concentration in MAP of respiring produce, particularly highly respiring and minimally processed produce.     

Stacking集成模型模拟膜下滴灌玉米逐日蒸散量和作物系数

为准确模拟膜下滴灌玉米逐日蒸散量和作物系数,该研究以4个经典机器学习模型:随机森林(Random Forest,RF)、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、BP神经网络(Back Propagation Neural Network,BP)和Adaboost集成学习模型(Adaboost,ADA)为基础,基于Stacking算法建立了集成学习模型(Linear Stacking Model,LSM)对膜下滴灌玉米逐日蒸散量和作物系数进行模拟。并将LSM的模拟精度与RF、SVM、BP和ADA模型的模拟精度相比较,结果表明:1)RF、SVM、BP和ADA模型模拟膜下滴灌玉米的逐日蒸散量和作物系数时的相对均方根误差均大于0.2;2)相比RF、SVM、BP和ADA模型,LSM模型提高了玉米逐日蒸散量和作物系数模拟精度。LSM模拟的膜下滴灌玉米的作物系数相比于FAO推荐值更接近实测值;3)日序数、平均温度、株高、叶面积指数和短波辐射5个特征对玉米膜下滴灌玉米日蒸散量和作物系数影响最高,基于这5个特征建立的LSM模型模拟膜下滴灌玉米的蒸散量和作物系数的R2分别为0.9和0.89,相对均方根误差分别为0.23和0.16。因此,建议在该研究区使用日序数、平均温度、株高、叶面积指数和短波辐射5个特征参数建立LSM模型模拟膜下滴灌玉米蒸散量和作物系数。该研究可为高效节水条件下作物蒸散量和作物系数的精准模拟和合理制定灌溉制度提供参考。     

甲醛交联碱木质素-聚乙烯醇薄膜的透光性和透气性

为了提高工业碱木质素的利用价值,扩大碱木质素的应用范围,以工业碱木质素和聚乙烯醇为原料,以甲醛为交联剂,利用流延法制备了碱木质素-聚乙烯醇交联反应膜。通过单因素实验探索了碱木质素加入量、甲醛加入量、溶液pH值对碱木质素-聚乙烯醇(PVA,poly vinyl alcohol)反应膜透光性和透气性的影响。采用紫外可见分光光度计分析了薄膜的光学性能,压差法测定薄膜的透气性。采用SEM(scanning electron microscopy)和FTIR(Fourier transform infrared spectroscopy)方法分析反应膜的表面形貌和化学结构,利用静态接触角测量仪测定薄膜的接触角。结果表明:碱木质素加入后,在紫外光区200～400 nm薄膜的透过率为零,对紫外线全吸收,在可见光区400～800 nm薄膜透过率降低,当碱木质素与PVA质量比为1:4时,在600 nm处薄膜的透过率为16.12%;随着甲醛加入量的提高,薄膜可见光区的透光率逐渐增大;随着pH值增大,木质素逐渐溶解,pH值为9时,薄膜600 nm处薄膜透过率为20.85%。与纯PVA薄膜相比较,碱木质素加入后薄膜二氧化碳和氧气的透气性都减小;经甲醛交联后,薄膜的氧气和二氧化碳的透过量都增大;pH值由小到大变化时,碱木质素-聚乙烯醇反应薄膜对二氧化碳和氧气的透气量先增大后减小。FT-IR表征说明碱木质素-聚乙烯醇薄膜结构中有醚键生成,碱木质素和PVA发生了交联反应;电镜图片显示碱木质素-聚乙烯醇反应薄膜表面较光滑;接触角分析说明碱木质素的加入增大了薄膜与水的接触角,薄膜表面亲水性降低,并且交联反应薄膜的接触角大于共混薄膜的接触角,交联提高了薄膜的耐水性。与戊二醛相比甲醛做交联剂时碱木质素和PVA之间的交联反应程度更大,交联薄膜在可见光区的透光性更大。薄膜对紫外线吸收主要是受碱木质素的影响。碱木质素-聚乙烯醇反应膜可作为良好的紫外吸收材料,应用于地膜中。     

冻融作用对膨润土防渗毯防渗特性的影响

为研究膨润土防渗毯(Geosynthetic Clay Liner)在寒旱区渠道衬砌应用中的防渗性能,该文采用室内模拟方法对3种膨润土防渗毯(分别为韩国、中国生产,编号为1#、2#、3#)的抗冻特性进行了研究,结果表明:采用黄河水水化31次冻融后,1#、2#、3#膨润土防渗毯自由膨胀体积增加了16.7%、4.5%、8.0%,滤失量降低了31.1%、28.9%、27.0%,屈服值增加了200.0%、23.3%、90.6%。31次冻融循环后滤出液EC值分别降低27.3%、27.0%、31.0%,渗透系数均增加了1个数量级,但渗透系数仍较小,仅为渠床土壤渗透系数的0.35%～0.72%;研究表明,膨润土防渗毯可用于西北干旱盐渍化地区渠道衬砌。     

天然花青素提取物与壳聚糖明胶复合膜的制备和表征

为了开发天然的抗氧化活性包装材料,以紫甘蓝、黑米、玫瑰、蓝莓为原料制备天然花青素提取物与壳聚糖明胶的复合膜,比较分析了不同天然花青素提取物对复合膜的物理、机械、抗氧化活性及形貌结构的影响。结果表明：天然花青素提取物的加入,增加了膜的厚度,显著（P<0.05）影响膜的含水率、水溶性及外观形貌。壳聚糖明胶复合膜的水蒸汽透过率（water vapor permeability,WVP）为10.69×10-11 g/(m·s·Pa)。玫瑰花青素提取物的加入使得WVP值降低,而其他花青素提取物的加入使得WVP值增大。玫瑰复合膜的拉伸强度最大,达到27.03 MPa,断裂伸长率最小,黑米花青素提取物可增加复合膜的延展性,断裂伸长率最大为57.67%。傅里叶红外光谱表明天然花青素提取物的羟基基团与壳聚糖的氨基基团产生相互作用。扫描电镜结果表明花青素提取物影响微观结构,而且生物相容性较好。加入天然花青素提取物后,复合膜抗氧化活性均显著（P<0.05）提高,且玫瑰复合膜有着较高的抗氧化活性,1,1-二苯基-2-苦基肼（DPPH）自由基清除能力达到95.47%。结果表明：玫瑰花青素提取物更有利于开发阻湿性能好,水溶性低,抗拉伸和抗氧化活性高的包装材料,具有良好的应用前景。     

不同孔隙度土壤气体扩散系数测定

土壤气体扩散系数是研究土壤气体传输过程的一个重要参数,它随土壤质地、容重和孔隙的改变而变化,难以估算,为准确测定和研究其特征,依据气体扩散原理设计并研制了土壤气体扩散系数测定装置。以石英砂和砂质壤土为试验材料,利用该装置研究了气体扩散系数与不同含水量和容重下的充气孔隙度间的关系。结果表明:砂质壤土原状土和装填土的气体扩散系数差别很小;土壤相对扩散系数随土壤总孔隙度减小而变小,且粒径较小的土壤具有相对较小的气体扩散系数;原状和装填砂质壤土的相对扩散系数与充气孔隙度之间的关系均可以用幂函数方程来拟合,方程中的参数与土壤质地密切相关,原状土非活性孔隙度为0。Buckingham模型的预测值与实测结果基本一致(均方根误差=0.008),但Millington and Quirk模型(均方根误差=0.032)和SWLR模型(均方根误差=0.023)的预测结果偏差较大。