基于LF-NMR弛豫特性的煎炸油总极性化合物含量定量建模方法

将低场核磁共振（low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR）分析技术应用于煎炸油脂总极性化合物（total polar compounds,TPC）含量的预测。采用柱层析方法测定油脂样品的TPC含量作为测定值,采集油脂样品的LF-NMR弛豫特性（峰起始时间T21、T22、T23相应的峰面积比例S21、S22、S23、单组分弛豫时间T2W）,分别利用向后筛选多元回归分析、主成分回归分析和偏最小二乘回归分析建立LF-NMR弛豫特性与TPC含量的回归方程,比较3 种模型的校正集和预测集的决定系数与均方根误差,最终确定最优模型为偏最小二乘回归模型。应用此模型预测预测集样品TPC含量,决定系数R2可达0.928,预测集均方根误差为0.568%,模型稳定。     

生鲜猪肉水分含量的快速无损检测

目的 研究生鲜猪肉水分含量与1000~1680 nm范围内近红外吸收光谱之间的关系, 对生鲜肉的水分含量进行快速无损检测。方法 将原始光谱经中值平滑、多元散射校正和一阶导数复合预处理, 结合多元线性回归和偏最小二乘回归两种建模方法建立生鲜肉水分含量的预测模型。结果 应用所建立的模型对111个实际生鲜猪肉样品的水分含量进行预测, 得到较为满意的预测结果, 两种模型的预测相关系数分别为0.839和0.810。结论 所建模型适合于生鲜猪肉水分的无损快速检测。     

一种基于LF-NMR技术的不同含水量猪肉检测方法研究

研究了一种基于低场核磁共振技术的不同含水量猪肉检测方法。选择猪背部最长肌于宰后5 h内注射肉质量分数分别为0%、8.72%、14.23%和17.03%的蒸馏水,于注水后0、12 h和24 h测定肉色（L*、a*和b*）、低场核磁共振横向弛豫时间（T2）。结果表明,随着注水量的增加,低场核磁共振中T2中第2个峰（T21）的峰时间（t21）增大、峰面积（A21）减小、峰面积比（P21）减小以及色差中的亮度值（L*）增大,其他指标变化相对较小。因此,建议利用t21、A21、P21、L*这4 项指标组合,检测不同含水量的猪肉。     

南疆鲜羊肉水分含量的近红外光谱法无损检测

本文在近红外反射光谱780~1700 nm的波长范围内采集新宰杀的同一品种的羊的后腿肉134个样本的光谱数据,来实现快速无损的南疆生鲜羊肉含水量的检测。这些光谱数据经中值平滑滤波、多元散射校正、一阶导数、标准化处理、中心化变换和S-G平滑等预处理方法对原始光谱进行降噪处理;然后以13:1的比例将样本分为训练集和测试集,并采用PLSR建立预测模型,使用所建模型对生鲜羊肉水分含量进行预测。结果为:训练集的预测相关系数Rc为0.94、标准差MSEC为0.04,预测成功率为97.6%,测试集的预测相关系数Rv为0.89、标准差MSEV为0.07,预测成功率为96.4%。实验结果证实结合中值平滑滤波、多元散射校正、一阶导数、标准化处理、中心化变换和S-G平滑等多种预处理方法建立的基于近红外光谱PLSR模型,可以对南疆鲜羊肉的水分含量进行精确的快速无损评价,并且能为南疆生鲜羊肉水分含量的快速无损检测技术的应用提供理论上的指导。     

基于低场核磁共振横向弛豫谱的注水肉检测模型建立

用直接注射的方式,将猪背最长肌制备成注水比例分别为0、2％、6％、10％和14％的肉样本.利用低场核磁共振(field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术测量肉样本产生的NMR信号,并将反演后得到的横向弛豫谱参数作为自变量,通过判别分析(Discriminant analysis,...     

利用LF-NMR技术分析油桃干燥过程中内部水分的变化

为研究油桃内部水分分布及干燥过程中水分迁移规律,为油桃的保藏及加工提供新思路。利用LF-NMR技术测定了不同含水量油桃的信号强度与水分含量的关系及水分分布情况,并测定了不同干燥方式的油桃片横向弛豫时间(T2)的变化,进而分析了油桃内部水分状态及变化规律。研究结果表明:油桃的含水量与信号强度呈显著正相关,拟合方程为:y=12.415x-596.67(R2=0.9822);MRI图像可以清晰反映油桃的果肉、核壳、核仁儿等结构及其水分分布情况;新鲜油桃中含有三种状态的水,分别是结合水、不易流动水和自由水,其中自由水约为90%,结合水约为1%,剩下的为不易流动水;干燥处理能够降低水分的自由度,T2值减小,且鼓风干燥的T2减小速度比真空干燥的快;鼓风干燥过程中不易流动水向自由水迁移,自由水向外迁移散失,而真空干燥中的自由水一部分向外迁移散失,另一部分向不易流动水迁移。该研究为油桃的保藏与干燥实际产业化生产控制提供理论依据。     

低场核磁共振法测定猪肉中脂肪含量

为避免索氏抽提法使用有机溶剂带来的环境污染与危害,提高猪肉中脂肪含量的检测效率,采用低场核磁共振技术研究测定猪肉中脂肪含量。首先优化回波时间、重复扫描次数等信号采集参数和样品质量、烘干时间、检测温度等样品相关参数,然后对方法重复性和精密度进行考察验证。结果表明,4 g肉糜烘干6 h,在检测温度50 ℃、回波时间0.3 ms、重复扫描次数64 次条件下,以纯猪油为标准样品,检测结果良好,标准曲线R2达到0.999 9,重复性相对标准偏差为1.69%～2.72%,日内、日间精密度分别为3.07%、2.57%。该低场核磁法与GB 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》中索氏抽提法之间相关系数高达0.999 5。因此,该方法可用于猪肉中脂肪含量的准确定量,同时可为其他畜禽肉脂肪含量的测定提供参考。     

基于低场核磁共振技术的大米水分含量及活度快速预测

以直接干燥法和水分活度仪测定的结果作为参考值,采用低场核磁共振仪对大米样品进行测量,获取样品的横向弛豫数据,结合化学计量学算法建立多元校正模型,实现对大米水分含量及活度的快速测定。采用偏最小二乘方法(PLS)和误差反向传播人工神经网络方法(BP-ANN)对160个校正集样品进行训练后,建立多元校正模型,并对90个预测集样本进行预测。结果显示,PLS与BP-ANN 2种方法中预测集样品的水分含量预测值和参考值之间的相关系数分别为0.937 6和0.955 5,预测均方根偏差分别为0.005 8和0.004 6,水分活度预测值和参考值之间的相关系数分别为0.983 0和0.993 4,预测均方根偏差分别为0.009 2和0.006 2,表明2种方法能够快速而准确地对大米的水分含量及活度进行预测。     

基于低场核磁共振技术构建韧性饼干中水分含量无损定量预测模型

目的基于低场核磁共振技术(low-field nuclear magnetic resonance, LF-NMR)弛豫特性建立韧性饼干水分含量的预测模型,探讨LF-NMR无损快速预测韧性饼干水分含量的可行性。方法采用LF-NMR对韧性饼干的CMPG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill)序列信号进行采集,利用直接干燥法检测韧性饼干中水分的实际含量,建立多元回归分析、K最邻值回归分析(K-nearestneighbor,KNN)和高斯过程回归(Gaussianprocess regression,GPR)模型。结果 3种模型中KNN回归模型预测集决定系数最大为0.9932,均方根误差最小为0.2542,因此韧性饼干中水分与低场核磁弛豫特性的分析中, KNN回归分析的模型最优。结论使用LF-NMR分析仪预测韧性饼干中水分含量是一种无损、快速的方法,对于韧性饼干样品中水分快速预测建模结果良好,因此利用低场核磁共振技术快速预测韧性饼干样品中的水分含量方法可行。     

物料水分含量和状态测定技术平台效能分析

为深入了解物料干燥动力学,动态在线跟踪和测试干燥过程水分状态、比例变化和水分运动轨迹等,设计并制造了“物料水分含量和状态在线测定技术平台”。利用该平台可实现物料水分含量、状态、分布的实时、在线、原位检测,获得高精度物料的水分含量,水分结合状态,质子密度分布随时间的动态变化规律及特征等信息。通过对物料干燥中具有代表性的挂面在线干燥过程的检测表明,测定平台干燥介质具有较好的可控性和较高的稳定性,试验重复性良好。该平台可作为食品、药材、木材、挥发性物质等物料干燥动力学研究以及新型干燥设备或工艺设计与制造的有效平台或工具。     

注水肉糜的低场核磁弛豫特性及判别分析

在对不同注水比例肉糜的低场核磁弛豫特性系统分析的基础上,进一步探索了肉糜注水程度定性、定量判别的可行性。结果发现:肉糜注水后,弛豫特性发生显著改变;随注水比例的增大,T2w呈线性增加(R2=0.9118);T22、T22m在注入比例为2%~14%、16%~30%、32%~40%内呈阶梯型增大,且各范围间T22、T22m差异显著(p0.05);S22相对增大,S23相对减小。LF-NMR结合判别分析发现,相同注水程度肉糜相对集中,不同注水程度(原料肉、轻度、中度、重度注水肉)组质心差别明显。注水程度分组正确率、交叉验证正确率分别为85.70%~100%、81.00%~100%。研究表明,可借助LF-NMR的T2w对肉糜注水比例进行有效预测,亦可通过多组分弛豫特性结合判别分析实现对肉糜注水程度的判别。     

低场核磁共振技术检测煎炸油品质

应用低场核磁共振技术对无对象煎炸大豆油油样进行检测,通过对多组分T2弛豫图谱以及峰面积比例S21和单组份弛豫时间T2w分析,煎炸4h后图谱中10ms左右出现明显特征小峰,且S21和T2w与煎炸时间、酸价、黏度、吸光度和极性组分含量呈现良好的规律性,相关系数在0.941～0.997之间,说明可以利用低场核磁共振检测的S21和T2W有效反映煎炸油的品质变化。但与过氧化值之间无明显规律性。结果可为后期煎炸油的低场核磁共振技术快速检测提供基础。     

低场核磁共振研究高压处理对乳化肠特性的影响

以低温乳化肠为材料,对0.1 ～ 400 MPa 压力处理组肉糜进行扫描电镜观察和低场核磁共振检测,评估加热后的感官特性,并进行相关性分析,从显微结构和水分子弛豫特性变化角度揭示高压处理对乳化肠感官特性改善的原因。结果表明：与对照组相比,压力从100 MPa 增大到200 MPa,感官特性得分增加,而200 MPa 到400 MPa得分减小（P ＜ 0.05）;扫描电镜结果显示各组肉糜显微结构存在明显差异;T2 弛豫结果显示,实验组T21 峰面积大于对照组而T22 峰面积小于对照组（P ＜ 0.05）,T21 弛豫时间在压力从100 MPa 增大到200 MPa 过程中升高,而在200 MPa 到400 MPa 降低（P ＜ 0.05）;相关性分析表明,感官特性各指标与T21 弛豫时间及其峰面积正相关,与T22 峰面积负相关（P ＜ 0.05）。因此,高压处理使自由水部分转化为不易流动水,并影响不易流动水与肉糜蛋白的结合程度,而转化比例和结合程度的强弱又会显著影响肉糜微结构及其加热后的感官特性。     

基于不同颜色模型定量预测永川秀芽在制品含水率

为定量预测永川秀芽在制品的含水率,基于不同颜色模型探究在制品的色泽变化,并结合偏最小二乘（partial least square,PLS）法建立含水率的定量预测模型。结果表明：在永川秀芽初制过程中,在制品的红绿度、蓝色通道均值增高,含水率和亮度、黄蓝度、红色通道均值、绿色通道均值、色调均值等15 个颜色模型分量降低,即色泽表现为变暗、变黄;通过热图与聚类分析,可将在制品分为2 个大类、4 个亚类,且理条工序对在制品含水率、色泽的影响最为显著;利用17 个颜色模型分量和PLS方法建立了含水率的定量预测模型,以校正集相关系数（Rc）、交互验证均方根误差（root-mean-square error of cross-validation,RMSECV）、预测集相关系数（Rp）、预测均方根误差（root-mean-square error of prediction,RMSEP）、相对分析误差（relative percent deviation,RPD）为评价指标。模型的Rc、Rp、RMSECV、RMSEP分别为0.979、0.980、0.044 7、0.044 3。RMSECV、RMSEP的差值仅为0.000 4,且RPD达到5.04,表明模型具有极好的预测能力和泛化能力,为实现永川秀芽在制品含水率的在线监测提供了一种新方法。     

盐池滩羊肉脂肪含量的高光谱预测模型构建

本文利用可见-近红外高光谱成像技术预测冷鲜滩羊肉脂肪含量,优选最佳预测模型。测定90个滩羊背最长肌的脂肪含量并采集其光谱图像,对原始光谱进行不同种预处理后,构建了全波段下的偏最小二乘回归(PLSR)和主成分回归(PCR)的光谱预测模型。为减少模型运算次数,在预处理效果最优的全波段模型上采用连续投影算法(SPA)、应用竞争性自适应重加权(CARS)、变量组合集群分析(VCPA)和波长空间迭代收缩(IVISSA)方法提取特征波长,构建脂肪含量的光谱预测模型。结果表明:采用归一化(Normlize)预处理后光谱构建的PLSR全波段模型效果最好,校正集模型相关系数(Rc)达到0.921;采用多元散射校正(MSC)预处理后光谱构建的PCR全波段模型效果最好,其校正集模型相关系数(Rc)达到0.850;在4种提取特征波长过程中,IVISSA算法所提取特征波长的交互验证均方根误差(RMSECV)最低,为0.0072;Normlize-IVISSA-PLSR模型较其他3种算法所构建的PLSR模型效果最优,其校正集相关系数(Rc)和预测集相关系数(Rp)值分别为0.931和0.754,表明利用高光谱技术对盐池滩羊肉脂肪含量进行预测是可行的。研究成果为冷鲜滩羊肉品质在线光谱快速无损检测系统开发提供理论依据。     

低场核磁共振分析冰温牛肉中不同状态水分变化

利用低场核磁共振技术研究冰温贮藏条件下无包装与真空包装牛肉在贮藏过程中水分弛豫参数的变化规律.通过驰豫测定,结果显示新鲜牛肉中有3种不同活动状态的水分,即结合水、不易流动水和自由水,其对应的横向弛豫时间分别是T21、T22、T23.对弛豫参数与常见肉品质指标进行皮尔逊相关系数分析,揭示了两者间的相关性.结果表明:无包装牛肉自由水弛豫参数与其品质指标均有较强的相关性,而真空包装牛肉的弛豫参数与其品质指标的相关性均不强.对冰温贮藏牛肉的品质影响最大的水分是自由水,自由水的弛豫参数能够很好的用于无包装牛肉常规品质指标的研究.