利用近红外漫反射光谱技术进行苹果糖度无损检测的研究

利用近红外漫反射光谱技术,研究了1300～2100 nm波长范围内无损检测苹果糖度的可行性。采集了每个苹果去皮前、后最大横径上四个点的近红外平均光谱和整个苹果的糖度值。采用主成分回归(PCR)和偏最小二乘法(PLS)对试验数据进行了多元统计分析。结果表明：在1300～2100 nm波长范围内无损检测(即带皮检测)苹果的糖度是可靠的,并且PLS模型的性能更优于PCR模型。本文还对用单测点光谱和多测点平均光谱建立的糖度模型进行了研究,结果表明用单测点光谱预测整个苹果的糖度,其精度明显低于多测点平均光谱。这说明用苹果上一个点的光谱来预测整个苹果的糖度,其精度是不够的。因此,在利用近红外漫反射光谱在线检测苹果糖度时,作者建议采用多个光纤探头来采集多点光谱,然后取其平均值预测。     

高校食品物性学课程教学实践方法的探索

针对我国高校食品物性学课程建设和教学过程中存在的问题,提出从选择教材、借鉴国内外科研成果、联系实际、提高学生实践能力和动手能力、考核方式多样化4方面入手探索提高教学质量,为高校食品物性学的教学提供参考。     

高光谱图像技术快速预测发酵醋醅总酸分布

固态发酵是镇江香醋生产的重要环节之一,直接决定着成品醋的风味和品质。但目前固态发酵的生产控制主要依赖人工经验,难以有效保障镇江香醋的品质。该文分析了总酸（total acid content,TAC）、pH值、含水率在不同阶段的变化规律;采用高光谱图像技术结合联合区间偏最小二乘法（synergy interval partial least squares,siPLS）快速预测固态发酵基质（醋醅）的TAC、pH值和含水率,其最佳模型的相关系数R分别为0.8316、0.9455和0.8503;同时利用主成分分析和逐步多元线性回归模型（stepwise multiple linear regression,SMLR）对醋醅高光谱图像进行分析,研究了总酸在醋醅中的分布情况,以此来快速判断醋醅发酵的均匀性。研究表明,利用高光谱图像技术快速预测醋醅的理化参数及其分布的方法是可行的,结果可为镇江香醋固态发酵的工艺控制提供基础数据和技术手段。     

谷物层内部非稳态温度场的有限元解

利用求解微分方程的边值问题和泛函求极值问题的等价性,进行了谷物干燥过程中谷物层内部非稳态温度场的有限元解尝试。对热传导偏微分方程的泛函形式进行有限元离散、求极值、形成有限元方程的过程。为预测谷物干燥过程中谷层内部温度场随时间的变化情况提供了有效途径。同时进行了实验验证,结果基本吻合。在无人工送风的情况下,流入表层热量的测定和谷物导热系数的选择是影响预测精度的主要因素。该项研究为更复杂情况的模拟打下了基础。     

太阳能干燥设施内的结露及预防系统

解决太阳能干燥设施内高湿条件下的结露问题是应用和推广太阳能谷物干燥技术的难点之一。经研究分析认为,只要能抑制内壁表面结露现象,就可基本上解决干燥设施内的结露问题,在此基础上,建立了太阳能干燥设施内结露预防系统。初步试验表明,该系统利用换气、加温或换气与加温组合的方法来预防太阳能干燥设施内的结露现象,其效果是明显的,而且具有节能、操作简便等优点。该项研究对太阳能干燥技术的改进和完善有一定的意义,且具有潜在的技术价值和应用前景。     

农业物料不规则应力应变关系的分形描述问题

提出了分形几何在农业物料和食品的不规则应力应变关系研究中的应用,指出分维既可以作为应力应变曲线的不规则程度的定量描述的有效手段,而且与物料或食品的结构特征和质构特征密切相关。文中对物料力学特性与微结构的相关性、分形重构以及分形上下尺度界限等有待深入研究的重要方面进行了讨论。     

电子鼻快速检测谷物霉变的研究

针对目前我国在谷物的霉变与否的检测上还有一定的滞后性，研制出一套能快速检测谷物是否霉变的电子鼻装置，该装置能快速、准确地分析所测谷物散发的气味，从而判定所测谷物是否霉变。该电子鼻主要由一组厚膜金属氧化锡气体传感器阵列和RBF神经网络组成。用所研制的电子鼻对小麦、水稻、玉米3种谷物进行检测。整个实验过程如下：首先从每个传感器的反应曲线中提取4个特征值，并对所有特征值进行归一化处理，然后用常规的主成分分析和径向基函数(RBF)神经网络对它们进行分析。实验过程中发现，从主成分分析的结果发现很难将霉变谷物与正常谷     

近红外光谱技术快速无损诊断黄瓜植株氮、镁元素亏缺

为了快速无损诊断黄瓜植株氮、镁元素亏缺,以K-最近邻域法（k-nearest neighbors, KNN）模型识别率作为遗传算法中染色体的适应度值,采用遗传算法（genetic algorithm, GA）优选近红外光谱特征子区间,交互验证优化主成分因子数和K值后建立了特征子区间对应的GA-KNN诊断模型。通过控制营养液中氮和镁的含量,在温室大棚内以无土栽培方式培育氮、镁元素亏缺植株,并用近红外光谱仪采集缺氮、缺镁植株老叶的光谱信息。结果表明：原始光谱经过标准正交变换预处理和子区间总数优化后,均匀划分为     

特征变量筛选在近红外光谱测定绿茶汤中茶多酚的应用

利用化学计量学方法从绿茶汤近红外光谱中提取茶多酚光谱信息,建立茶多酚近红外光谱定量分析模型.光谱采集使用5 mm光程的石英比色皿,利用联合区间偏最小二乘法(siPLS)筛选特征光谱区间,然后在筛选的光谱区间内进一步利用遗传算法(GA)优选特征变量.结果表明,siPLS筛选的特征光谱区间避开了水的强吸收峰影响,利用GA在筛选的特征光谱区间内优选出166个特征变量建立PLS模型,模型预测集均方根误差为0.685％,相对标准差为5.26％,相对分析误差为3.22,所建模型能达到精度要求,可用于实际检测.     

18L罐中使用添加米糠汁和硒的培养基时灰树花的发酵试验

为高值化利用米糠,用灰树花发酵添加米糠汁的培养基生产灰树花多糖或多糖复合硒功能性产品。在摇瓶试验的基础上,使用18L罐进行放大试验,并研究发酵罐中的代谢过程。使用添加米糠汁和硒的培养基,装样量为15L、发酵温度28±1℃、通气量0.8v/v/min、搅拌速度150r/min和罐表压0.05MPa的条件下,发酵培养5d,测定不同时间的菌丝量、多糖量和菌丝中硒的量,绘制代谢曲线。在发酵时间为2d左右时,总多糖含量达到最大值,为631mg/100mL。同时得到了灰树花在添加米糠汁的培养基上富集硒和生产多糖放大试验的代谢过程,为进一步放大提供理论依据。