基于气流与多点激光技术的牛肉新鲜度检测装置研发

为了提高气流-激光技术在冷鲜肉品质检测方面的预测性能,该研究根据牛肉黏弹性与其品质的相关性,基于气流与多点激光技术研发了牛肉新鲜度检测装置。该装置硬件系统主要包括气流控制模块、位移信息采集模块、载物台升降模块和气室。基于该检测装置获取不同新鲜度牛肉样本的黏弹性信息,采用S-G卷积平滑（Savitzky-Golay smooth, S-G）、一阶导数处理（First derivative, FD）、一阶导数处理结合S-G卷积平滑（Savitzky-Golay smoothing after the first derivative pre-processing, FD+S-G）对样品黏弹性信息进行预处理,并测定牛肉新鲜度指标挥发性盐基总氮（Total Volatile Basic Nitrogen, TVB-N）含量, 建立了牛肉TVB-N含量的较佳预测模型。模型验证集的相关系数与均方根误差分别为0.859和1.337 mg/100 g。基于QT应用程序开发框架设计完成了检测装置控制软件,并将预测模型植入软件内部,实现了该检测装置的一键式操作。为验证检测装置稳定性进行了外部验证试验,结果表明该检测装置预测值与国标测量参考值间相关系数为0.887,均方根误差为1.385 mg/100 g。该检测装置基于黏弹性原理实现了牛肉新鲜度的无损检测,预测性能较好,可以为肉品新鲜度检测提供参考。     

基于动力学模型的高油大豆储藏期间品质指标变化规律

为了解高油大豆在储藏过程中品质指标的变化规律,为高油大豆的科学储藏及储藏期间的品质变化预测提供理论依据。选取河南与内蒙古产地的高油大豆为研究对象,调节至不同含水率13.00%和15.00%后分别在25℃和35℃下密闭储藏180 d,每隔30 d取样一次,对其品质指标进行测定分析,并进一步对其电导率、丙二醛（Malonaldehyde, MDA）两项指标的变化趋势进行动力学分析。结果表明,随储藏时间的延长,两种高油大豆中过氧化氢酶（Catalase, CAT）、过氧化物酶（Peroxidase, POD）及多酚氧化酶（Polyphenol oxidase, PPO）活性均呈下降趋势,电导率和MDA含量均呈上升趋势,且含水率和储藏温度越高,变化幅度越大。不同指标的相关性分析结果表明,储藏时间与两种高油大豆的各理化指标的变化均有显著或极显著相关性,储藏时间与河南大豆的MDA和PPO相关系数分别为0.82和-0.90,与内蒙大豆的MDA和PPO相关系数分别为0.81和-0.92。初始含水率与两种大豆的CAT活性呈极显著负相关,相关性系数分别为-0.63和-0.74;储藏温度与两种大豆电导率的变化存在较强相关性,相关性系数分别为0.60和0.59。不同储藏温度下两种高油大豆的电导率和MDA含量的变化均符合零级动力学模型,两项指标在储藏过程中的变化均属于需能反应,零级动力学反应系数随大豆初始含水率和储藏温度的升高而增大,同时具有较高粗脂肪含量的河南大豆的电导率和MDA的零级动力学活化能均高于内蒙古大豆,并且在相同含水率条件下,MDA的活化能均小于电导率的活化能,表明高油大豆储藏过程中,温度、水分和粗脂肪含量越高,电导率和MDA含量变化越快,且MDA含量较电导率更易发生变化。因此在高油大豆储藏过程中,要根据大豆的脂肪含量,严格控制储藏时的温度和水分,尤其高含水率的大豆要严格控制温度条件,以延缓其品质劣变,同时在高油大豆在储藏过程MDA含量较其他指标更易发生变化,可作为其储藏品质变化的早期预测参考指标。     

加热温度和时间对牛肉嫩度影响的主成分分析评价

为研究加热温度及时间对不同部位牛肉嫩度的影响,该研究以夏南牛肩肉、外脊和米龙3个部位肉为例,分别代表牛胴体前、中、后躯部位肉,提出了一种基于主成分分析的高熟度牛肉嫩度综合评价方法。利用剪切力测定法和质构剖面分析测定了6头夏南牛3个部位(肩肉、外脊、米龙)4个加热温度(70、80、90、100℃)6个保温时间(0、30、60、90、120、180 min)的剪切力值和质构指标,对不同加热处理牛肉的蒸煮损失、剪切力值、硬度、黏附性、弹性、内聚性、胶着性、咀嚼性和回复性等9个指标进行主成分分析,从中提取了3个主成分,方差贡献率分别为56.53%、24.43%、8.62%,分别代表牛肉的咀嚼特性、抗压特性和剪切特性,累积方差贡献率达89.58%,并建立了综合评价模型。试验结果表明,在高熟度牛肉的评价过程中,以剪切力值作为主要载荷的第3主成分在肉品嫩度综合评价中仅占很小的比例,并不能代表肉品嫩度的全部信息,因此不能把剪切力值作为高熟度牛肉嫩度评价的主要指标,在评价过程中应综合考虑与内聚性、胶着性、咀嚼性和回复性等与肉品质地相关的指标进行分析评价;加热温度和时间对牛肉嫩度综合得分影响较大,当肉块中心温度小于80℃时,随着加热时间的延长,牛肉嫩度综合得分整体变化比较平稳;而当肉块中心温度高于80℃时,随着加热时间的延长,牛肉嫩度品质综合得分整体呈下降趋势,且中心温度越高,加热时间越长,得分值越低。运用主成分分析减少了牛肉嫩度品质的评价指标,简化评价流程,为高熟度牛肉嫩度评价提供理论依据。     

不同贮藏温度对茄子冷害发生及质构特性的影响

为了探讨不同温度对茄子冷害发生程度及质构特性的影响,以长茄子与圆茄子为试材,分别置于2、5和8℃条件下贮藏,测定茄子的冷害指数、相关生理生化指标及质构指标。结果表明,2℃下2种茄子在贮藏第3天时出现冷害症状,5℃下在第6天时出现冷害症状。2℃下茄子的冷害指数和MDA含量均极显著高于5℃,细胞膜透性和粘附性均显著高于5℃,弹性极显著低于5℃;8℃贮藏的茄子在18d不发生冷害,并且较好地保持了茄子的粘附性、内聚性、弹性与咀嚼性。在相同贮藏温度下,长茄子冷害程度较圆茄子严重。本研究为了解茄子采后冷害发生的机制提供了一定的理论依据。     

常温真空包装对保持小米储藏品质的影响

为了探究一种有效的小米储藏方法,以晋谷42号小米为试材,采用0.08 mm厚尼龙(polyamide,PA)复合聚乙烯(polyethylene,PE)袋包装,常温((20±2)℃)环境中储藏,研究小米在常规、常规密闭和真空包装储藏120 d品质指标的变化规律。结果表明:相对于常规包装,真空包装储藏有效降低脂肪氧合酶的活性(P<0.05),延缓小米脂质的氧化分解(P<0.05),抑制小米游离脂肪酸含量的升高(P<0.05),较好地保持了小米的水分(P<0.05),延缓了小米黄色素的损耗(P<0.05),较好地保持了小米的亮度(P<0.05)、米黄色(P<0.05)以及弹性(P<0.05)和黏附性(P<0.05);常规密闭包装具有一定的储藏效果,但不及真空包装。因此,常温下真空包装储藏可以有效延缓小米的陈化,保持小米的储藏品质。研究结果为小米储藏,提升小米储藏品质提供了理论依据和技术支持。     

东北地区稻谷储藏期间脂肪酸含量的预测模型

粮食储备是保障国家粮食安全的重要物质基础,谷物中脂肪酸含量是粮食储藏过程中品质变化的敏感性指标。为了实现绿色储粮安全管理,该文采用多元线性回归(multiple linear regression,MLR)、人工神经网络(artificial neural network, ANN)、支持向量回归(support vector regression, SVR)、最小二乘支持向量回归(least square support vector regression,LSSVR)等机器学习算法模型,对东北地区稻谷储藏过程中的脂肪酸含量(以KOH计)进行预测。通过主成分分析(principal component analysis,PCA)方法筛选稻谷关键储藏参数,得到4个影响稻谷脂肪酸含量的关键因子,分别为稻谷入仓水分、入仓脂肪酸含量、储藏有效积温、检测粮温。然后,将得到的关键因子进行归一化处理,再分别输入到MLR、ANN、SVR、LSSVR模型,采用决定系数R2、平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)、均方根误差(RMSE)等评价指标对不同模型的预测性能进行对比,探讨稻谷脂肪酸含量预测的最优模型算法。研究结果表明,LSSVR模型的决定系数R2、MAE、MAPE、RMSE分别为0.911、0.275 mg/100 g、1.604%、0.348 mg/100 g,预测效果略优于MLR,明显优于ANN和SVR,LSSVR和MLR模型可作为稻谷储藏期间脂肪酸含量预测的方法。该研究实现了稻谷脂肪酸含量的预测,为科学储粮、安全绿色储粮提供参考。     

储藏稻谷品质指标的变化及其差异性

为了探讨储藏稻谷品质的变化规律及其影响因素,该文对国内不同储藏区域、储藏年限的180个商品稻谷样品的电导率(ECR)、丙二醛含量(MDAC)、脂肪酸值(FAV)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性等品质指标进行了测定,然后,采用SPSS10.0统计软件对这些测定数据进行差异分析。结果表明:随着稻谷储藏时间的延长和陈化程度的加深,ECR、MDAC、FAV逐渐增大,而CAT、POD、PPO的活性逐渐降低,这些指标在一定程度上反映不同储藏年限间稻谷品质的差异,其中显著影响稻谷新鲜度的指标是FAV、ECR、MDAC和PPO活性,尤以FAV的差异最大;而不同储藏地域的气候条件以及稻谷类型上的差异也将对储藏稻谷品质指标的变化产生显著的影响。     

基于自组织神经网络模型与质构特性的牛肉嫩度评定方法

为了实现对牛肉嫩度品质的快速无损检测和评价。该文选取60头牛的眼肌部位作为试验样本,经在75~80℃的水浴中加热并煮至肉的内部温度达到70℃后取出,冷却至室温(20℃)。利用质构仪测得牛肉黏力、黏性、弹力、弹性长度、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性等质构特性参数,并分析各参数与牛肉嫩度等级之间的相关性,黏力和黏性与牛肉嫩度的相关性较低,相关系数为0.246和0.096;弹力、弹性长度、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性与牛肉嫩度相关性较大,且成负相关,说明上述流变学参数值会随着牛肉嫩度等级的增大而下降,相关系数为-0.92、-0.939、-0.771、-0.776、-0.815、-0.882。结合感官评定法构建BP网络模型、RBF网络模型和自组织竞争神经网络模型,用其预测牛肉嫩度等级,3种模型训练误差均为1×10-6。另选取20头牛的背最长肌中间部位作为测试样本,对3种网络模型进行比较分析。研究结果证明,自组织竞争神经网络预测模型较为准确,预测牛肉嫩度等级的准确率达到90%,说明此方法能够准确地对牛肉嫩度等级进行评定,研究结果为未来牛肉嫩度评定方法提供参考。     

干切牛肉冷冻干燥中高速率升华条件的动态研究

该文研究了干切牛肉冷冻干燥中使升华干燥速率最大化所需要的操作条件.通过建立升华过程中冻结物料温度在Ti时冰晶以最大速率升华所允许的升华层厚度δis、升华时间tis及升华所需物料表面温度Tis的计算模型,计算了预冻终温-30、-29、-28、-26、-24、-22℃的冻结物料以最大速率升华所允许的物料厚度分别为18、15、12、8、6 mm时,升华过程中物料含水率、升华所需物料表面温度Tis;进而预测了干切牛肉冷冻干燥升华过程中制品含水率、物料中心温度随时间发生的动态变化及升华所需物料表面温度的动态值.设定干燥室压强为10 Pa,以物料表面温度预测值控制加热搁板温度开展验证实验,结果表明:物料厚度分别为15、12、8、6 mm的干切牛肉在升华干燥过程中预测含水率与实测含水率相对误差±10%,物料中心温度计算值与实测值的绝对误差±5℃,说明所建立的物料表面温度预测模型可用于6、8、12、15 mm 干切牛肉冷冻升华干燥中搁板加热温度的优化控制,比较不同厚度干切牛肉冷冻升华干燥实验的平均升华速率、脱除水分耗能,6mm厚物料在升华干燥中升华速率最大、能耗最低.     

储藏条件对糙米理化特性影响的研究

储藏条件是影响糙米储藏品质变化的关键因素，研究了糙米在5℃、20℃、30℃及自然室温下，分别以真空加脱氧剂、真空、CO₂气体封入、自然空气封入、纸袋包装五种包装(气体)条件下，储藏6个月，糙米及其精米和米饭的有关理化学特性变化情况。结果表明，30℃储藏区米饭品质劣化严重， 储藏中糙米过干燥也可能影响米饭品质，真空与脱氧剂并用、真空、CO₂气体封入、空气封入四种包装条件对糙米储藏品质的影响差异不明显，该研究结果对稻米的储藏有一定的参考价值。     

胡萝卜贮藏过程中电容与新鲜度的关系研究

新鲜植物组织的介电特性与其新鲜度具有一定的相关性,本文采用两平行平板电极,对胡萝卜组织贮藏过程中介电特性的特征值之一电容与新鲜度的关系进行了研究,结果表明：随着胡萝卜的贮藏时间的延长,果肉组织表现为硬度增加、光泽消退、表皮皱缩、新鲜度下降;在0.1～100 kHz测试频率段内,胡萝卜的电容与新鲜度的判定指标色泽、硬度、水分含量之间具有明显的线性相关性。因此,可以根据胡萝卜电容值的变化来评价其新鲜度,为蔬菜无损自动化鲜度检测提供理论依据。     

保鲜剂对红地球和巨峰葡萄呼吸强度和贮藏品质的影响

为了探讨保鲜剂贮藏条件下红地球和巨峰葡萄的贮藏特性，在0℃低温下，采用加CT-2保鲜剂和不加保鲜剂两种方法贮藏红地球和巨峰葡萄，并定期对其生理生化指标进行了测定。结果表明，在贮藏过程中，红地球和巨峰葡萄果穗、果粒的呼吸为非跃变型，而果梗的呼吸为跃变型，红地球葡萄的呼吸强度低于巨峰葡萄；红地球和巨峰葡萄中还原糖、可滴定酸、维生素C含量逐渐减少，其中可滴定酸和维生素C含量变化与贮藏时间呈显著的负相关；保鲜剂处理能明显抑制葡萄的呼吸，延缓还原糖、可滴定酸、维生素C的降解和损失。红地球葡萄的耐藏性明显好于巨峰葡萄，在0℃低温加保鲜剂条件下，巨峰葡萄贮藏至135 d好果率为87.8%，而红地球葡萄贮藏至150 d好果率仍达92.7%。     

牛肉部分玻璃化转变温度研究

利用调制式差示扫描量热仪(MDSC)对牛肉糜和牛肉肌动球蛋白的部分玻璃化转变温度进行了测定，得出平均转变温度约为－52.54℃。实验研究了明胶、海藻酸钠和羧甲基纤维素钠对牛肉糜部分玻璃化转变温度的影响，结果表明3种添加剂对牛肉糜部分玻璃化转变温度均无显著影响。利用程序降温仪对牛肉糜进行冻结与解冻实验，结果表明在本实验的降温速率1～5℃/min范围内，降温速率越高，所需的冻结终温越低。     

果品冷凉库库温波动原因分析及控制

果品冷凉库库温波动,特别是大幅度波动,严重影响了中长期贮藏的果品保鲜质量。该文采用自行设计的简易方法对温控仪表的温度漂移和库温进行检测,结果表明温控仪表的温度漂移是库温发生大幅度波动的主要原因。根据检测结果,通过对温控仪表电路进行改进,使温控仪表的温度漂移得到有效控制,从而降低了库温误差。温控仪表温漂误差幅度由3.5℃下降到0.3℃,库温波动幅度由5.3℃下降到1.4℃。温控仪表漂移误差得到有效控制,对提高果品贮藏保鲜质量具有重要意义。     

毛白杨与珠美海棠试管苗低温贮存技术初探

林木试管苗通过0～10℃的自然低温贮存后,具有较高的成活率且抗冷性明显提高。观察和分析不同贮存阶段的试管苗形态和生理指标的变化,结果表明,试管苗随着贮存温度的降低,淀粉呈下降趋势,而可溶性糖相应上升,粗蛋白含量波动起伏略有升高,这是试管苗适应低温和弱光照的生理反应。贮存165 d的分化苗和120 d的生根苗污染损失率均低于10.0%;分化苗的有效苗数显著增加,生根率在95.5%以上,生根苗的移栽成活率为93.5%～98.5%。     

蒜苔低温、限气、保鲜剂联用贮藏技术研究

蒜苔贮期老化腐烂的主要原因是呼吸强度过高和病原菌侵染,该文研究了噻苯咪唑(thiabendazole,TBZ)熏蒸、硅窗袋包装、低温贮藏对蒜苔呼吸强度、叶绿素含量、粗纤维含量和腐烂的影响。试验结果表明：用含TBZ 3%的FK熏剂8 g/m³熏蒸,硅窗面积为100 cm²,装量20 kg的硅窗袋包装,在温度0～-1℃、相对湿度95%的条件下贮藏,可有效地抑制霉菌孢子的繁殖,降低呼吸强度,减缓粗纤维增加,叶绿素得到较好的保存。低温、硅窗袋和TBZ熏蒸联用,可使陕西栽培的苍山蒜苔贮藏280 d,好苗率达96%, 贮后的蒜苔色泽鲜绿,质地脆嫩,口感俱佳。     

明胶涂膜保持猪背最长肌冷藏期间新鲜度

与传统的包装材料相比,冷鲜肉的明胶涂膜处理具有众多优势,这也决定其具有广阔的发展前景。为研究明胶涂膜处理对生鲜肉冷藏期间氧化稳定性和新鲜度的影响。该文以猪背最长肌为材料,研究其经过不同浓度(0%、10%、20%)明胶涂膜处理后冷藏期间的加压失水率、脂肪氧化、蛋白质氧化、血红素铁、挥发性盐基氮以及肉色的变化情况。结果表明:猪背最长肌在4℃条件下冷藏第3、5和7 d时,明胶涂膜处理组的硫代巴比妥酸反应值、蛋白质羰基、血红素铁质量分数、挥发性盐基氮值、红度值以及高铁肌红蛋白质量分数分别与对照组比较,结果均存在显著性差异(P0.05)。此外,在冷藏时间相同的条件下,10%与20%明胶涂膜处理组之间均差异不显著(P0.05)。试验证实,明胶涂膜处理有益于提高冷藏期间肉品的氧化稳定性,维系理想的肉品色泽及延长其货架期。     

低温贮藏对控制菠萝黑心病和保持品质的影响

为了控制黑心病的发生、保持鲜食菠萝的品质,考察了低温贮藏对主栽品种“巴厘”菠萝黑心病和主要品质指标的影响及其相关机理。将菠萝分别贮藏于(8±1)℃和(12±1)℃,以室温（26～30℃）为对照。与常温贮藏相比,在23 d贮藏期内,2种低温贮藏均显著降低了菠萝黑心病的发病程度,减少了菠萝果实的质量损失,提高了菠萝果实的维生素C（Vc）和可滴定酸（TA）含量,延缓菠萝果实的可溶性固形物（TSS）含量的下降。以(8±1)℃贮藏效果较好。低温贮藏还降低了贮藏期间超氧阴离子（O2－）产生速率,抑制菠萝果实中脂氧合酶（LOX）活性的升高和丙二醛（MDA）的积累。这些结果表明,低温贮藏抑制菠萝黑心病、保持果实品质与降低膜脂过氧化程度及延缓衰老有关。     

低温预贮处理对冷藏水蜜桃冷害和品质的影响

为探索低温预贮处理减轻水蜜桃果实冷藏冷害的作用及适宜条件,研究了不同温度与时间组合的预贮模式对霞晖5号桃果实冷害和品质的影响。该研究先将果实置于4、8、12℃下分别预贮2、4、6、8和10 d,然后转入0℃冷藏28 d,冷藏结束后移至20℃货架贮藏3 d。货架期结束后进行果实质地多面分析和品质感官评定,并测定果实颜色、可溶性固型物、可滴定酸、褐变指数和出汁率等品质和冷害指标。结果表明,采后直接在0℃下冷藏28 d的果实出现了明显的冷害症状,主要表现为果实质地絮败和果肉发生褐变。4℃预贮果实出现严重的木质化冷害症状,8℃预贮果实褐变严重,而采用12℃、6 d预贮可最显著地减轻果实质地絮败和果肉褐变等冷害症状的发生,保持较好的感官品质。这些结果表明,12℃、6 d预贮处理在桃果实贮藏中具有较好的应用前景。