豆腐中库特氏菌生长动力学模型和货架期预测

以引起豆腐腐败的特定腐败菌库特氏菌为研究对象,研究不同温度对其生长的影响,定量评价温度对豆腐货架期的影响,为货架期快速有效的估测提供有效的手段。将库特氏菌接种到豆腐表面,在4、12、20、30℃条件下贮藏,由此建立一级和二级生长动力学模型以及剩余货架期预测模型。结果表明,Gompertz函数能够很好的描述豆腐中的微生物生长动态,建立了4种温度下豆腐的微生物生长动力学模型。采用平方根模型(Belehradek)描述温度对最大比生长速率(μmax)和延滞时间(Lag)的影响,结果表明呈现良好的线性关系。用豆腐在8℃和25℃的库特氏菌实测值进行验证,偏差度(Bf)和准确度(Af)分别为1.04、1.02和1.20、1.18。获得的剩余货架期的预测模型为:SL=Lag-[(8.6-N0)/(μmax·2.718)]·{ln[-ln(7.14-N0)/(8.6–N0)]-1},用豆腐贮藏在8℃和25℃的货架期实测值验证建立的模型,预测值和实测值的相对误差分别为-3.47%和4.89%,说明建立的模型能够快速可靠的预测豆腐的微生物学品质和剩余货架期。     

红烧卤牛肉货架期预测模型的建立

为了探究红烧卤牛肉在不同温度下的货架期,本试验将加工好的红烧卤牛肉真空包装,进行二次沸水煮制杀菌(中间相隔48 h)。以菌落总数为指标建立货架期预测模型,将二次杀菌后的红烧卤牛肉产品分别贮藏在4、10、15、20、25℃的恒温培养箱中,测定贮藏期间菌落总数的变化。结果表明,随着贮藏温度的升高,微生物的最大生长比率增大,迟滞期和货架期缩短;建立一级模型(修正Gompertz模型)与二级模型(Belehradek模型),修正Gompertz模型除4℃下微生物生长曲线无法拟合之外,其余4个温度拟合效果良好(相关系数R²>0.9),并通过了模型验证(准确因子Af与偏差因子Bf的范围分别在1.1～1.9与0.75～1.25之间);结合一、二级模型建立红烧卤牛肉货架期预测模型,模型通过了验证(预测值与实测值相对误差在10%以内),预测得到的10、15、20、25℃贮藏的红烧卤牛肉货架期分别为185.76、64.05、31.00、15.08 d。本研究获得了红烧卤牛肉在10～25℃的货架期预测模型,为红烧卤牛肉在不同温度下的贮藏时间选择提供了理论依据。     

不同贮藏温度下养殖大黄鱼货架期预测模型的构建

为探讨不同温度范围内导致产品腐败的原因和开发货架期预测模型,通过对低温(0～10℃)、室温(25℃)和变温贮藏下养殖大黄鱼感官、理化和微生物质量指标和细菌种群的研究,确定上述温度条件下的货架期和特定腐败菌,开发出3种货架期预测模型,并用恒温和波动温度下的货架期进行验证。结果表明,养殖大黄鱼低温下的货架期为5.4～17.8d,特定腐败菌为腐败希瓦氏菌和假单胞菌,室温下货架期仅1.1d,特定腐败菌为弧菌和肠杆菌。依据相对腐败速率与温度的相关性,开发出Exponential、School-field和Square-root货架期预测模型,模型参数表观活化能Ea、最小温度Tmin和温度特性系数a分别为74kJ/mol、-10℃和0.11,并用3、7、10℃恒温和变温下的货架期对模型进行验证,相对误差分别为0%～13.8%、-0.9%～9.8%和-0.2%～-22.1%,表明School-field和Exponential货架期模型性能优于Square-root货架期模型,能快速有效预测0～25℃范围的大黄鱼品质。该文将为进一步研发集包装、贮藏和流通等为一体的水产品品质智能化预警系统提供依据。     

冷却猪肉不同贮藏温度的货架期预测模型

为了建立冷却猪肉货架期的预测模型,把特定腐败菌接种到无污染的冷却猪肉表面,托盘包装分别置于0℃,4℃,7℃,10℃,14℃和20℃的温度下贮藏,分别测定不同贮藏时间的细菌总数,同时对4℃贮藏的不同企业冷却猪肉进行品质分析,确定腐败限控量.结果表明,冷却猪肉腐败限控量为7.23 lg(cfu/g).应用修正的Gompertz函数能很好的描述特定腐败菌在不同温度下的生长动态,建立了6种温度下其在猪肉中的生长模型.温度对最大比生长速率和延滞时间等动力学参数的影响,采用平方根模型呈现良好的线性关系,模型残差值的绝对值均小于0.1,上下浮动于零左右,表明该模型描述的温度与比生长速率和延滞时间是可信的,由此建立了0～20℃范围内冷却猪肉贮藏过程中货架期的预测模型.     

基于绿色荧光蛋白的冷鲜猪肉中大肠杆菌预测模型的构建

为了预测和监控冷鲜猪肉储存过程中腐败细菌大肠杆菌的变化规律,评估产品货架期,建立微生物生长预测模型。该研究将绿色荧光蛋白质粒pGFP转入大肠杆菌DH5α,构建GFP的标记大肠杆菌。基于绿色荧光蛋白报告基因和氨苄青霉素抗性,采用稀释平板法定量追踪检测0～24℃条件下冷鲜猪肉中DH5α生长变化。采用Gompertz模型、平方根模型和响应面方程进行数据拟合,构建数学预测模型。结果表明Gompertz模型拟合效果良好,0～20℃条件下决定系数R2为0.96～0.99。温度与最大比生长速率平方根、延迟期倒数平方根模型R2分别为0.862、0.948。响应面模型揭示时间、温度对大肠杆菌的生长影响显著(P0.05),二者交互作用明显,响应面模型R2为0.815。模型能够有效拟合冷鲜猪肉中与温度、时间相关的大肠杆菌的生长变化规律,研究结果为产品储存过程中细菌变化预测提供理论依据。     

BP神经网络结合有效积温预测速冻水饺变温冷藏货架期

为了解决速冻食品在温度波动贮藏过程中的货架期预测问题,准确监测其品质变化趋势,该文以速冻水饺为研究对象,将其在-28℃～-12℃进行冷藏,测定酸价、过氧化值、饺皮水分含量、亨特白度等理化指标,并结合感官评价与有效积温理论,应用BP神经网络技术预测速冻水饺的货架期。并与动力学模型预测结果进行比较。结果表明,测试集样本的距货架期终点积温的预测值与实际测定值拟合度较好,最大误差为3.29%,模型验证最大误差为2.74%。BP模型的距货架期终点时间的最大误差为3.45%低于传统动力学模型预测的误差(5.62%)。BP神经网络预测模型为速冻食品货架期预测提供了一种新途径。     

Biolog-Eco解析垦殖与自然恢复黑土微生物群落代谢功能季节变化

为动态比较土壤垦殖前后微生物群落代谢功能是否发生变化,利用Biolog-Eco技术对不同季节自然恢复(NR)和垦殖不同施肥处理[不施肥(NoF)、施化肥(CF)和化肥配施有机肥(CFM)]黑土微生物在4℃、15℃和28℃培养温度下的代谢功能多样性进行了研究。结果表明:4种处理在同一采样时期不同培养温度下,Biolog微孔板的单孔平均颜色变化率(Average Well Color Development,AWCD)值均表现为28℃>15℃>4℃,即微生物代谢活性随培养温度的升高而升高;同一采样时期样品在相同培养温度下黑土微生物对碳源的代谢能力总体呈现为NR>CFM>CF>NoF。微生物在积雪融化期和积雪覆盖期对碳源的利用能力高于植物生长季节。主成分分析(Principle Component Analysis,PCA)结果显示,不同采样时期NoF样品和其它3种处理相比微生物功能多样性差异较大;NR、CF和CFM在作物非生长季节(3月、4月和12月)的样品在PCA图中分散度小于在作物生长季节(6月)的样品。该研究结果综合表明,垦殖处理较自然恢复降低了土壤微生物群落对碳源的代谢能力,但并未改变微生物群落功能;不同季节土壤微生物功能多样性存在差异,NR、CF和CFM细菌群落在作物生长的夏季对碳源的利用能力差异最大。     

东北地区农作物生长期内温度变化的时空特征

利用温度变化的实际历史资料，并与主要农作物生长期相结合，研究了50-90年代东北地区作物生长期内平均温度变化趋势。结果表明，本区各省作物生长期内温度均呈上升趋势，上升幅度随地理纬度减小趋于下降，其中以黑龙江省的克山温度增幅最大，达1.55-2.09℃，辽宁省的本溪温度增幅最小，仅为0.06-0.33℃。从全区平均来看，春小麦生长期内温度增幅大于春玉米，前者增加1.35℃，后者增加0.93℃，60年代和90年代是本区作物生长期内温度快速上升的时期。     

基于电子鼻的带鱼货架期预测模型

为探索通过气味分析判断海产品贮藏品质的方法,利用电子鼻对带鱼在不同贮藏温度与贮藏时间下的挥发性气味变化进行了分析,对所获数据进行了主成分分析与货架期分析,并与理化品质指标值挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen,TVBN）相联系,建立了带鱼在273～283 K下的货架期预测模型。结果表明：电子鼻18个金属传感器能很好地将贮藏于273与283 K下的带鱼随着贮藏时间变化的气味进行区分。贮藏于不同温度条件下的带鱼的TVBN值与菌落总数值均随着贮藏时间的增加而增长,且均符合一级化学动力学模型（R2＞0.9）。基于电子鼻货架期分析获得的273～283 K下的气味变化结果与该温度下理化品质指标变化具有较好的对应关系,采用Arrhenius动力学模型推导公式求得带鱼在（273～283 K）温度段内TVBN的Q10（温差为10 K的货架寿命之比）值,对照该温度段下电子鼻货架期分析获得的气味变化货架期分析值,得到带鱼在该温度段内的Q10货架期预测模型,经验证,其预测误差小于20%。可根据获得的货架期预测模型对带鱼在273～283 K条件下的货架期进行预测。     

猪肉剩余货架期快速预测电化学设备的设计与试验

针对生鲜猪肉等短货架期食品对微生物快速检测的巨大需求,该研究依据微生物呼吸作用的电子传递规律,采用原电池的工作原理,结合构建的微生物生长预测模型(4~30℃)决定系数R2为0.9954以上,试制了操作简单、方便快捷的生鲜猪肉剩余货架期的电化学预测设备,并采用Labview编程语言开发了信号采集和数据分析软件。结果表明该设备检测时间为20 min,可预测4~30℃范围内生鲜肉的剩余货架期,预测准确度为1.02~1.06,研究结果为采用电化学方法预测食品中微生物含量及其货架期提供理论参考。     

鲜猪肉冷藏过程中沙门氏菌生长预测模型的选择

本文选择修正的Gompertz模型和BaranyiRoberts模型两种初级模型,分别通过Origin8.0软件和DMFit软件,将沙门氏菌在4、7、10、12和15℃鲜猪肉上的生长曲线进行拟合。以平方根方程为基础建立二级模型,描述猪肉冷藏温度对沙门氏菌最大生长速率的影响,通过偏差因子(Af)、准确因子(Bf)及均方根误差(RMSE)分析进行检验,选取最适生长模型。结果显示,在4℃条件下,沙门氏菌在鲜猪肉上未见生长,无法进行生长曲线拟合。其余温度条件下的生长情况,均能通过修正的Gompertz模型和BaranyiRoberts模型进行很好地描述。通过对二级模型的验证,结果显示,基于BaranyiRoberts模型所建立起的二级模型的偏差因子(Af)1.03、准确因子(Bf)0.97及均方根误差(RMSE)0.0035均优于修正的Gompertz模型所建立的二级模型的偏差因子(Af)1.12、准确因子(Bf)0.90及均方根误差(RMSE)0.0483。因此可以得出,BaranyiRoberts模型比修正的Gompertz模型能更好地预测7~15℃冷藏温度下鲜猪肉中沙门氏菌的生长情况。     

养殖鱼类货架期预测系统的设计与评估

以自然污染养殖罗非鱼贮藏在0℃、5℃、10℃、15℃过程中的特定腐败菌-假单胞菌生长动态数据,建立假单胞菌在0～15℃温度范围的生长动力学模型,选用Visual Basic为程序编写工具,建立了用于罗非鱼冷却链鲜品流通品质监控和剩余货架期预测的专家系统(FSLP)。剩余货架期预测值与实测值的可靠性评估表明,相对误差在±10%以内,显示建立的预测系统可以快速可靠地实时预测养殖罗非鱼的鲜度和剩余货架期。该研究采用以自然污染鱼得到试验数据建立特定腐败菌生长动力学模型的方法,增加了预测的准确度,并较好地解决了在波动温度下预测微生物生长相对困难的难题,提高了预报系统的实际应用价值。该预测系统为设计和评估生鲜鱼品冷却链的技术参数,预测和监控冷却链生鲜鱼的鲜度品质提供一种迅速而有效的工具。     

贺兰山东麓不同种植年限酿酒葡萄林生物量分配及估算模型

通过对贺兰山东麓同一立地类型不同种植年限的人工酿酒葡萄林形态指标和生物量的测定,研究了葡萄林生物量随时间的分配格局,同时利用主要构件形态指标与各构件生物量建立了生物量估测模型。结果表明:1)供试林地葡萄树株高(H)、主蔓长(SH)、新梢长(YSH)、分枝数(BN)及茎粗(D)均基本上随林龄增加而逐渐增大。2)葡萄林各构件生物量随林分年龄的增加而增加。3)葡萄树地上部各构件生物量分配表现如下,1~4 a林分为叶生物量>新梢生物量>主蔓生物量,4~12 a林分为主蔓生物量>新梢生物量>叶生物量,2~12 a林分为地上生物量>地下生物量。4)以茎粗与株高结合的D2H作为自变量建立模型,各组分生物量最优估测模型均为幂函数W=a×(D2H)b(其中,W为生物量,D2H为茎粗D2与株高H的乘积,a和b为估测参数):叶生物量与D2H拟合模型为W=12.909×(D2H)0.825 9(R2=0.849 9,P=0.000),主蔓生物量与D2H拟合模型为W=3.963 4×(D2H)1.344 9(R2=0.938 1,P=0.000),新梢生物量与D2H拟合模型为W=6.190 6×(D2H)1.051 7(R2=0.804 7,P=0.000),地上生物量与D2H拟合模型为W=23.017×(D2H)1.076 6(R2=0.938 5,P=0.000),地下生物量与D2H拟合模型为W=27.126×(D2H)0.689(R2=0.892 4,P=0.000)。各预测模型精确度较高。     

猪肉货架期理化预测指标筛选及阈值确定

为筛选能够预测猪肉货架期的理化指标,并确定相应阈值,采集24 h排酸猪肉,分别测定0、2、4、6、8和10℃贮藏温度下猪肉的感官品质、挥发性盐基氮(TVB-N值)、p H值、水分活度(Aw)、色差L*值、a*值和b*值,并记录达到感官可接受终点时的贮藏时间。结果表明,不同温度下TVB-N值、p H值随贮藏时间的延长而升高,Aw、L*值、a*值随贮藏时间的延长而降低,b*值无明显变化;不同温度下感官评定货架期分别为216、168、144、120、96和48 h。TVB-N值、p H值、Aw和a*值能够有效反映猪肉货架期期间品质变化,可作为猪肉货架期的指示指标,各指标阈值分别为22.87 mg·100g-1、6.13、0.9903和6.11。本研究结果为猪肉物流和贮藏期间货架期预测模型建立提供了技术支撑。     

基于时间序列Landsat影像的棉花估产模型

为提高棉花遥感估产精度,该文选取加州San Joaquin Valley地区2个棉花地块作为研究区,利用时间序列Landsat_5_TM、Landsat_7_ETM遥感影像数据,结合野外实测产量数据,进行棉花产量遥感预测模型研究。结果表明：基于Landsat影像纯像元的植被指数时间序列准确地揭示了棉花整个生长期的长势情况,不同长势的棉花植被指数随时间变化在花铃期差异比较显著;整个花铃期植被指数与产量之间的相关系数均大于0.80,最大相关系数达0.90,花铃期NDVI平均值建模决定系数为0.82,均方根误差为463.69,证明花铃期比其他生长期更适用于棉花产量预测;单一时期最优模型为第206天（7月25日）,多时期最优模型以NDVI最大值前三期NDVI平均值为自变量;整个花铃期NDVI最大值建模决定系数为0.81,均方根误差为477.82,该模型具有普适性。该文的研究成果为基于MODIS_NDVI最大值合成法的相关研究提供了理论依据,并且为其他农作物的估产模型建立提供借鉴。     

贮存温度对超高温灭菌乳黏度的影响

为了确定贮存温度对超高温灭菌乳黏度的影响,从而达到在较短的时间内评价超高温灭菌的货架期目的。该文采用TA AR-G2型流变仪测定了20～45℃温度变化范围内超高温灭菌乳的黏度变化,利用1stOpt1.5 Pro软件对试验数据进行拟合处理,探索Arrhenius模型对该过程的适用性,以期建立可描述温度对超高温灭菌乳黏度影响的精确模型,并结合Stocks方程为建立超高温灭菌乳货架期加速试验模型奠定基础。试验结果表明,κ-卡拉胶与酪蛋白形成的弱凝胶会显著影响Arrhenius模型对提高温度改变超高温灭菌乳黏度的拟合度,但随着温度升高至25℃会使得弱凝胶体系变弱,从而使得黏度随温度的变化与Arrhenius模型高度吻合（R2=0.908）;降温会导致黏度逐渐升高,此过程与Arrhenius模型拟合度较好（R2=0.942）。因此,Arrhenius模型适于描述温度对超高温灭菌乳黏度的影响。     

冰温贮藏对梭子蟹品质影响及其货架期模型的建立

为延长梭子蟹的保存期,以即死三疣梭子蟹为研究对象,以冷藏及冰藏为对照,研究冰温(272K)贮藏对梭子蟹品质的影响,并结合梭子蟹的理化指标变化和零级化学动力学模型与Arrhenius方程,建立梭子蟹货架期预测模型,对其剩余货架期进行预测。结果表明,冰温保鲜可有效缓解梭子蟹品质劣变,在贮藏过程中,总挥发性盐基氮(TVB-N)、菌落总数(TVC)及K值的变化速率均较冷藏、冰藏缓慢,货架期延长了1~2 d;建立的梭子蟹货架期预测模型具有较高的拟合精度,预测值和实测值之间的相对误差小于10%,表明该模型能够准确地预测梭子蟹在特定条件下的剩余货架期。本研究结果为冰温技术在梭子蟹保鲜中的应用及梭子蟹剩余货架期的预测提供了理论依据。     

北京山区典型植被枯落物和土壤层水文功能

[目的]研究枯落物和土壤层水文功能,从而明晰北京山区不同植被的水源涵养能力,可为当地植被建设提供借鉴。[方法]使用室内浸泡法、环刀法、定水头法等对北京山区不同植被的枯落物与土壤层水文功能进行了定量分析,并通过相关性分析明确了有机碳与土壤层水文功能之间的关系。[结果](1)枯落物最大持水率、最大拦蓄率、有效拦蓄率为侧柏(Platycladus orientalis)×灌木混交林>五角枫(Acer elegantulum)纯林>五角枫×侧柏混交林>侧柏纯林。最大持水量、最大拦蓄量、有效拦蓄量均为五角枫纯林>侧柏×灌木混交林>五角枫×侧柏混交林>侧柏纯林,且均为半分解层大于未分解层。(2)土壤饱和持水量和毛管持水量排序为侧柏纯林>五角枫纯林>侧柏×灌木混交林>五角枫×侧柏混交林。土壤非毛管持水量大小排序为五角枫×侧柏混交林>五角枫纯林>侧柏×灌木混交林>侧柏纯林。土壤饱和导水率沿剖面向下逐渐减小,平均饱和导水率最大的植被类型为侧柏×灌木混交林。(3)土壤有机碳含量表现为沿剖面向下逐渐减小,且土壤有机碳含量与容重、总孔隙度...     

黄土丘陵区刺槐对不同立地环境的适应机制

[目的]分析刺槐在黄土丘陵区不同立地条件下的适应机制及适应成本,为该区的植被恢复提供理论依据。[方法]采用野外调查方法,对黄土高原丘陵区不同坡向和坡位的刺槐群落功能性状、生长状况差异进行研究,分析影响刺槐生长的主要因素。[结果]①阳坡刺槐的叶氮含量、叶磷含量、叶有机碳含量、根磷含量、根有机碳含量、根组织密度均大于阴坡;根氮含量、叶厚度、叶组织密度、比叶面积、比根长均小于阴坡。随坡位上升,叶氮含量、叶磷含量、叶有机碳含量、根磷含量、根氮含量、比叶面积、叶厚度均呈减小趋势;根有机碳含量和叶组织密度呈增大趋势。②刺槐功能性状与环境因子间响应关系显著;性状间的协变和权衡关系在同一器官和不同器官间均存在。③刺槐的株高、胸径、地径、冠幅均表现为阳坡大于阴坡,且随坡位升高而显著减小;其生长状况与功能性状间关系显著。[结论]刺槐在阳坡和下坡位适应成本较低,能够发挥相对大的生态效益。     

不同林龄顶坛花椒人工林土壤肥力变化规律

[目的]探究顶坛花椒(Zanthoxylum planispinum var.dintanensis)人工林土壤肥力随林龄的变化,为林分培育措施的优化提供理论依据。[方法]以5～7,10～12,20～22,28～32 a的顶坛花椒人工林为对象,运用Pearson相关性分析与主成分分析,结合Norm值,建立最小数据集以评价其土壤肥力。[结果]不同林龄差异主要表现在土壤有机碳、全磷、全钙、真菌、微生物生物量氮、微生物生物量磷(p<0.05)。Pearson相关分析表明,有效钾与放线菌、微生物生物量磷呈显著正相关,微生物生物量氮与全磷、有效镁、有效锌呈显著正相关,表明土壤营养元素的积累可为微生物生长提供物质基础。不同林龄林分土壤肥力限制因子不同,5～7 a和10～12 a主要受有效钾、细菌、放线菌、微生物生物量磷支配;20～22 a主要受有机碳限制;28～32 a则为有效磷、全钙、真菌。土壤肥力综合指数为20～22 a(1.06)>5～7 a(-0.05)>10～12 a(-0.42)>28～32 a(-0.58)。[结论]20～22 a及以后的林分养分吸收能力下降,...