果蔬品质安全近红外光谱无损检测研究进展

我国果蔬产量和销量均居世界首位, 生产和消费正由产量规模型向质量效益型转变, 对果蔬品质安全检测的要求与日俱增。当前, 果蔬采后品质分级、安全检测和货架期评价尚处于人工或简单机械的粗略检测阶段, 果蔬的内在组分和内部缺陷采用破坏性抽检, 货架期采用人工经验式, 效率低且成本高。近红外光谱检测技术具有无损伤、快速绿色、适于现场检测和在线分析等优势, 适于构建果蔬快速、高精度、智能化的检测系统。本文分析了果蔬产业的发展现状及关键技术需求, 阐述了近红外光谱技术的基本原理, 分别从果蔬内部光传输特性、内在组分检测、隐形缺陷判识、货架期评价4个方面论述了国内外近红外光谱技术在果蔬品质安全检测应用中的最新研究进展, 深入分析了近红外光谱技术在果蔬品质安全检测中的存在的问题, 并指出了解决思路和进一步研究的方向。     

应用红外光谱结合化学计量学方法检测阿拉伯胶产地和蛋白质含量

研究利用傅里叶红外光谱结合化学计量学方法来实现对苏丹阿拉伯胶的产地和蛋白质含量的快速无损检测的可行性。采集自6?个不同的产地，每个产地12?个，总计72?个阿拉伯胶样本，作为研究对象，运用线性判别分析（linear discriminant analysis，LDA）和反向区间偏最小二乘（backward interval partial least squares，Bi-PLS）法分别实现对苏丹阿拉伯胶的产地区分和蛋白质含量检测。结果表明，当主成分数为6时，LDA对样本的训练集（48?个样本）和预测集（24?个样本）的识别率都为100%。Bi-PLS法回归联合20?个光谱子区间中的4?个子区间得到最佳的蛋白质预测模型，其预测集相关系数为0.937?3，均方根误差为0.173%。因此，利用傅里叶红外光谱结合化学计量学方法可实现对苏丹阿拉伯胶的产地以及蛋白质的含量的快速无损检测。     

基于离子选择性电极传感器阵列的白酒香型快速鉴别

白酒是中国传统且独有的产品,酿造原料和酿造工艺的不同产生了不同风味及口感的白酒,现阶段白酒的香型主要分为8种。为了实现对不同香型白酒的快速鉴别,本试验组建了由12个不同的离子选择性电极组成的味觉传感器阵列,对8种不同香型的白酒进行检测。在数据分析过程中,利用主成分分析法、聚类分析法和线性判别法对实验数据进行分析与识别。在主成分分析三维图中,8种不同香型的白酒能被很明显得区分开来,前3个主成分的累计贡献率为75.01%;利用聚类分析进一步对数据进行分析,其对8种不同香型白酒的识别率达到了93.75%;最后通过线性判别法对测试样本进行识别,校正集和预测集的识别率均达到了100%。研究表明:此味觉传感器阵列对不同香型的白酒具有较好的鉴别能力。     

高光谱图像技术定量检测香醋醋醅水分分布均匀性

水分含量是影响镇江香醋醋醅发酵的重要因素,探索醋醅中水分分布均匀性的定量描述方法,可为精确调控香醋发酵工艺提供科学依据。利用高光谱图像技术检测醋醅中水分含量的二维分布图,以水分分布图的标准差作为定量指标,首次提出醋醅水分分布均匀性的定量描述方法。首先利用醋醅高光谱图像信息结合遗传算法建立水分含量检测模型;其次提取各像素点对应的高光谱图像信息代入水分含量检测模型,快速计算出所有像素点对应的水分含量,从而描绘醋醅水分含量二维分布图;最后计算水分含量分布图的标准差,以此定量表征各像素点水分含量与所有像素点水分含量均值之间的离散程度,两者之间离散程度越小,水分分布越均匀。研究表明:高光谱图像技术定量分析醋醅水分分布均匀性是可行的,为定量描述固态发酵关键指标的分布均匀性提供了新的检测手段。     

高光谱成像技术检测肴肉新鲜度

连续8 d测定开封后于4℃贮藏的肴肉中挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)含量,并获取430~960 nm波长范围内的高光谱图像,从中提取光谱信息并经标准正态变量变换(standard normal variate transformation,SNV)预处理后,分别采用偏最小二乘法(partial least squares,PLS)、常规区间偏最小二乘法(interval PLS,iPLS)、向后区间偏最小二乘法(backward interval PLS,biPLS)和联合区间偏最小二乘法(synergy interval PLS,siPLS)建立TVB-N含量的预测模型。结果显示:siPLS模型对肴肉TVB-N含量预测结果最佳,其优选出的特征波段为430~461、555~586、929~960 nm,对TVB-N含量的预测相关系数和均方根误差分别为0.854 8、2.47,根据siPLS模型所预测的TVB-N含量值评定肴肉新鲜度等级的总体准确率达到87.5%。结果表明:利用高光谱成像技术对肴肉新鲜度进行快速、无损检测是可行的。     

阿拉伯胶/白色玫瑰茄提取物复合涂膜对低温贮藏蓝莓保鲜效果的影响

为改善低温贮藏蓝莓果实易于腐败的问题,探讨一种可以改善蓝莓贮藏品质的保鲜处理方法。实验以‘兔眼’蓝莓品种为试材,在(4.0±0.5)℃、相对湿度75%的贮藏条件下,采用100 mg/mL阿拉伯胶+体积分数1.5%甘油(M1)、100 mg/mL阿拉伯胶+体积分数1.5%甘油+体积分数1.5%白色玫瑰茄提取物(white roselle extract,WRE)(M2)、100 mg/mL阿拉伯胶+体积分数1.5%甘油+体积分数2.5%WRE(M3)3种可食性涂膜液对蓝莓样品进行涂膜处理,通过分析果实理化性质、抗氧化酶活力和抗氧化物质含量等指标的变化,探讨复合涂膜对低温贮藏蓝莓保鲜效果的影响。结果表明:在低温贮藏的条件下,阿拉伯胶复合涂膜可以显著减缓蓝莓果实质量损失、降低腐烂率和延缓硬度降低(P0.05),并能维持果实较高的总酚、花色苷含量和较好的感官品质,显著抑制多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活力和降低果实表面褐变程度(P0.05);且M3涂膜剂在抑制低温贮藏蓝莓果实PPO活力、维持果实总酚和花色苷含量、改善感官品质方面具有最佳效果。综合分析各项指标可得出,M3涂膜剂对低温贮藏蓝莓的保鲜效果最好。     

高光谱图像技术检测枇杷叶片三萜酸含量及叶面分布

枇杷叶富含三萜酸类化合物,具有较高的药用价值。本研究首先建立枇杷叶高光谱信号与三萜酸含量的对应关系,然后利用高光谱图像包含每个像素点的光谱信号这一独特优势,检测枇杷叶片的三萜酸分布。通过联合区间偏最小二乘法(si PLS)建立三萜酸含量分析模型,结果表明,采用si PLS将全光谱均匀划分11个子区间,选择1、5、6、7联合,主因子数为4 h,建立的si PLS谱区筛选模型预测效果最佳,其交互验证均方根误差(RMSECV)和预测均方根误差(RMSEP)分别为3.392 mg/g和3.731 mg/g,校正集和预测集相关系数分别为0.8449和0.8223。根据si PLS模型计算叶片上所有像素点处的三萜酸含量,并通过伪彩色方法描述叶片中三萜酸含量的分布。研究结果表明,利用高光谱图像技术分析枇杷叶片三萜酸含量及叶面分布是可行的。     

基于超声成像技术的火腿肠等级判别

本研究通过超声成像技术实现火腿肠的等级判别,利用火腿肠的蛋白质、脂肪、淀粉等理化指标,将其分为特级、优级、普通级。分别采集3个等级的火腿肠共120份超声图像信息,提取图像的角二阶矩、熵、平均值等常见纹理特征值。然后利用主成分分析(PCA)结合K-最近邻法(KNN)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)化学计量学方法建立基于纹理特征的火腿肠等级判别模型。结果表明:不同等级火腿肠的超声图像差异明显,且超声图像的纹理特征值差异显著(P0.05)。建立的识别模型中,LS-SVM模型的校正集识别率为100%,预测集识别率为94.87%;KNN模型优于LS-SVM模型,当主成分数为2,K为1时,KNN模型对应的校正集识别率为97.53%,预测集识别率为97.44%。超声成像技术可实现火腿肠等级的快速准确识别,研究结果可为超声成像技术在火腿肠等级判别方面的应用提供参考。     

异形黏胶长丝纤维理化性能研究

以新型异形黏胶长丝为研究对象,通过试验对其物理性能、化学性能进行测试分析。分析得出:异形黏胶长丝具有良好的物理机械性能,同时其干态热性能较好,化学性能稳定,耐日光性强但成纤工艺还需要进一步改进,以提高纤维的湿、热性能。异形黏胶长丝可用于织造性能良好的吸湿透气面料。     

基于酰基化花青素的高稳定性新鲜度可视化指示膜及其应用

本研究将提取的玫瑰茄花青素酰基化,比较分析了酰基化前后花青素在不同温度和光照条件下的稳定性,结果表明酰基化花青素具有较高的光热稳定性。以聚乙烯醇和β-环糊精作为成膜基材,花青素作为指示剂,制备智能指示膜并研究其机械性能、灵敏度和颜色稳定性等。结果显示：酰基化玫瑰茄花青素/聚乙烯醇/β-环糊精(polyvinyl alcohol/β-cyclodextrin/acylated roselle anthocyanin,PCRA)膜的拉伸强度约为玫瑰茄花青素/聚乙烯醇/环糊精(polyvinyl alcohol/β-cyclodextrin/roselle anthocyanin,PCR)膜的3倍,且PCRA膜的微观结构致密,水蒸气透过率较高,为2.06×10^-6 g/(m·h·Pa);同时指示膜表现了较高的稳定性但其灵敏度下降。最后将PCRA膜用于典型高价值牛肉新鲜度的监测,结果表明,在4℃贮藏环境下,牛肉在第6天时的挥发性盐基氮含量为16.81 mg/100 g,表明牛肉已经不新鲜,此时PCRA膜的颜色由粉色变为蓝绿色,可有效反映牛肉的新鲜度;同时将牛肉品质的理化信...