基于X射线无损研究霉变对小麦籽粒三维结构的影响

食品微观结构在确定其最终产品性能方面起着至关重要的作用,霉菌又是粮食储藏期危害非常严重的微生物类群,目前对粮粒感染霉菌后的研究多是间接的、破坏性的,无损的研究食品感染霉菌后内部微观结构的变化非常困难。X射线断层扫描技术提供了一个极好的工具来无损的评估食品内部的组分,本文利用X射线断层扫描法实现了小麦籽粒发霉后内部特征的三维可视化和定量分析。利用图像滤波、阈值分割、重建算法对X射线断层扫描获取的图像进行重建和渲染,实现了感染籽粒及内部孔隙的三维可视化,除了可视化还获取了如籽粒体积、籽粒内部孔隙率等参数。X射线断层扫描是一种强有力的工具,可以用于粮食储藏期间易发霉部位如(粮仓墙壁附近、粮粒表层)以及粮食在深加工前是否霉变的区分检测,用于无损检测单颗小麦籽粒等生物材料的损伤和微观结构组织的变化。     

射线辐照对粮食微观结构及其萌发特性的影响

分别采用0～10 kGy的电子束和γ射线辐照小麦、稻谷、玉米和大豆,对其微观结构进行观察。结果发现,不同种类不同剂量射线辐照粮食后,其微观结构均受到不同程度的影响。电子束辐照后,小麦胚乳淀粉和蛋白质基质结合松散,稻谷胚乳中出现裂纹,玉米和大豆种胚细胞组织遭到破坏,细胞内含物外渗;γ射线辐照粮食后,粮粒微观结构变化趋势和电子束辐照相似。随着两种射线辐照剂量的升高,射线对粮粒内部微观结构的损伤、破坏程度增大。粮食发芽率的试验结果发现,辐照处理后粮食发芽率均降低,不同粮种随射线种类和辐照剂量不同,其发芽率降低程度有所不同。辐照剂量越大,发芽率越低,当两种射线辐照剂量达到10 kGy时,4种粮食发芽率均为0。比较发现,同剂量的γ射线辐照对粮食微观结构和发芽率的影响大于电子束辐照。     

主要粮食品种储藏期间霉菌活动特性研究

研究了稻谷、玉米和小麦在25℃,相对湿度分别为75%、85%和95%储藏,以及在高于安全水分2%的相似水活度条件下储藏期间霉菌的活动特性.结果表明,小麦最易出现霉菌生长活动,稻谷的抗霉菌生长作用最强,玉米介于小麦和稻谷之间;其中85%相对湿度下储藏至28 d,小麦的微生物活性值升高了475 u,分别是稻谷和玉米同期升高值的5.6和3.5倍.储粮中霉菌活动特性的不同表现与各粮种的吸湿性能及粮粒外皮(颖壳或种皮)的霉菌可生长性差异有关,但将相同霉菌活动强度的储粮样品作相关品质指标的检测,发现小麦的黏度、发芽率变化不明显,而玉米和稻谷的脂肪酸值和发芽率则有较大的变化.因此,对于储藏品质较稳定但易滋长霉菌的小麦应该重点关注霉菌活动的状况,仅仅监测品质指标变化难以准确判断储藏的安全性和粮食相关的食品安全性.     

图像分析技术在谷物食品研究中的新应用

介绍了近几年来图像分析技术在谷物食品结构研究中的应用新进展。其中利用磁共振成像技术对面包孔洞组织进行2D平面的非侵入性扫描研究，分辨率高，并且可以对面包生产过程中气孔动态变化进行追踪和统计；X光计算机微观断层扫描技术在计算机辅助下可以将物体不同角度X光扫描图像进行重建组合，将物体内部3D立体结构重现，并对任意平面进行非侵入性统计研究。     

基于X射线断层扫描的小麦籽粒模型构建及离散元参数标定

为构建精准的离散元模型,标定离散元仿真参数,本文以小麦为研究对象,基于X射线断层扫描技术获取1024张不同灰度值的二维切片,采用图像滤波、图像分割等算法构建小麦籽粒的三维外轮廓模型;在EDEM中导入小麦外轮廓模型,构建了4种不同数量的填充球模型来拟合小麦籽粒的真实形状;通过休止角实际实验与EDEM仿真实验,运用Plackett-Burman实验、最陡爬坡实验、响应面优化实验标定了小麦离散元仿真参数;最后对标定的离散元参数进行仿真分析并与实际实验进行对比,发现仿真值与实际值相对误差小于1.30%,表明本文方法构建的离散元模型及标定的参数可用于仿真实验。     

粮食储藏生理性变质研究进展

粮食是人类赖以生存的物质基础,粮食储藏变质对农业生产及食品加工影响巨大。粮食生理劣变是一个复杂、渐进的物理、化学与生物学过程,与其籽粒的生理活动密切相关。研究表明,粮食籽粒酶活性降低,呼吸作用下降,生命力减弱等是其生理变质的外在表现,储粮生理活动是引发其生理劣变的本质要素。深入了解粮食籽粒在储藏过程中生理活动及其变化规律对揭示储藏生理变质机理具有重要意义。本文主要介绍了粮食籽粒储藏衰老过程中种胚微观结构、营养物质转化、线粒体呼吸作用、细胞抗氧化系统、遗传物质变异等的研究现状,并对粮食储藏保鲜原理进行讨论,以期为提出延缓和预测粮食储藏劣变的方法提供参考。     

基于计算机视觉的粮粒内部害虫检测的研究进展

计算机视觉技术检测粮粒内部害虫,具有快速、准确、可视化等优点,近10年来一直是粮虫领域的研究热点,国外学者做了大量的研究工作.为了充分利用国外的最新研究成果,该文分近红外图像、软X射线和CT成像三个方面,综述了国外在应用计算机视觉技术自动检测粮粒内部害虫中的研究进展,分析了各种方法的优缺点,并提出了需要进一步解决的问题,以供我国研究人员做同类研究时参考.     

黄曲霉毒素的去除方法

对于己被黄曲霉毒素污染的食品或怀疑含有黄曲霉毒素的发霉食物,用下列方法处理后均可收到较好的杀菌去毒效果.剔选、辗磨法:霉菌毒素的污染,往往集中于部分粮食、特别是霉坏的粮粒中,因此剔选可以部分去毒.有人试验,经人工挑选后,可使花生黄曲霉毒素     

浅析小麦面粉储藏技术

小麦面粉是直接食用的粮食,由于失去皮层的保护,营养物质暴露,氧化作用旺盛,且极易遭到害虫和霉菌感染。为了做好小麦面粉的储藏,延缓其食用品质下降,就必须了解小麦面粉的储藏特性及其在储藏期间的变化,以探索出适合本地区小麦面粉储藏的技术,确保小麦面粉安全储藏。     

浅析小麦面粉储藏技术

小麦面粉是直接食用的粮食,由于失去皮层的保护,营养物质暴露,氧化作用旺盛,且极易遭到害虫和霉菌感染。为了做好小麦面粉的储藏,延缓其食用品质下降,就必须了解小麦面粉的储藏特性及其在储藏期间的变化,以探索出适合本地区小麦面粉储藏的技术,确保小麦面粉安全储藏。     

软X射线技术对核桃内部品质的无损检测研究

针对传统方法对核桃内部品质检测的破坏性问题,尝试利用软X射线技术进行核桃内部品质的无损检测。首先采用软X射线技术获取核桃图像,对图像进行去噪和分割;而后提取核桃的轮廓特征,采用面积阈值法对核桃的正常果、空壳果、破损果进行判别区分。实验结果表明,各类核桃总体识别正确率达88.9%,为核桃内部品质无损检测提供了可行的方法。     

软X射线技术对核桃内部品质的无损检测研究

针对传统方法对核桃内部品质检测的破坏性问题,尝试利用软X射线技术进行核桃内部品质的无损检测。首先采用软X射线技术获取核桃图像,对图像进行去噪和分割;而后提取核桃的轮廓特征,采用面积阈值法对核桃的正常果、空壳果、破损果进行判别区分。实验结果表明,各类核桃总体识别正确率达88.9%,为核桃内部品质无损检测提供了可行的方法。      

粮食中为什么会生虫?储粮害虫的来源有哪些?

正粮食中的害虫大致有三个来源:一是粮食收获时就感染了害虫。有些害虫在高气温季节常飞往距村落数百米以外的田间,将虫卵产在还未收获的水稻、小麦、玉米、豆类等农作物的穗上,孵化出来的幼虫随即钻进粮粒内部取食生活、生长、发育,并随着收获的粮食进入仓内。在入仓前的曝晒中,绝大部分害虫已被晒死,只有少数幸存的个体,在储藏1～2个月内不易被发现,结     

基于X射线的小麦三维精准模型的构建

利用X射线断层扫描显微成像技术完成了整个小麦籽粒精准模型的构建,准确将小麦胚乳、胚芽及果皮部分区分出来,统计并计算了小麦各部分体积含量和相对表面积。这些参数和模型,可以作为计算小麦基本物理参数如外形尺寸﹑密度﹑孔隙率等的依据,可以用于小麦在农业机械设备中的颗粒碰撞,流固耦合等的运动仿真模型。小麦精准模型的构建对于粮食科学的发展应用具有重要意义。     

基于CiteSpace与VOSviewer的粮食储藏科学知识图谱分析（网络首发、推荐阅读）

为研究粮食储藏科学的现状和发展趋势,检索CNKI和Web of Science两大论文数据库,利用可视化软件完成文献计量分析。结果表明:粮食储藏科学发文数量波动上升且美国、中国两国占比达40%。国内主要以国家资助和地方资助为主,形成了由河南工业大学、南京财经大学、国家粮食和物资储备局科学研究院等科研院所为研究主体的,以储藏时间、温湿度、储藏品质、虫霉等为学科方向的多个研究团队;国外主要以科技机构资助为主,形成了以粮食储藏、产能分析、小麦特性、大豆微观结构性质、食品特性、油脂研究等六大聚类主题的研究机构,但是不同国家之间的作者合作较少。学科成果在《中国粮油学报》和Journal of Stored Products Research两种期刊的发文量最大。     

近红外光谱技术在小麦品质检测中的应用进展

小麦作为中国三大粮食作物之一,也是制作各种面类食品的初级原料。小麦品质检测对农业生产和食品加工有重要影响,是小麦生产和小麦籽粒加工的重要环节。近年来,近红外光谱技术已广泛应用于小麦品质检测,相比其他检测方式,近红外光谱检测具有快速、无损、精确的特点,符合现代加工产业和科研单位对小麦籽粒的储存,品质测定和加工的需求。文章主要综述了近红外光谱技术应用于小麦品质检测方面的研究现状,以及近红外光谱技术应用于检测小麦品质时存在的问题,以期为今后无损化小麦籽粒品质检测和优化近红外检测粮食技术提供理论依据。     

小麦籽粒显微CT图像重建与可视化研究

应用Micro-CT数据采集系统采集小麦籽粒的原始投影数据,利用FDK算法进行二维切片图像的重建,分析比较了应用不同滤波器时的二维切片图像的FDK算法重建效果,应用面绘制的方法实现了麦粒立体结构的构建。通过麦粒切片图像清晰地分辨出麦粒与样品管轮廓,面绘制结果全方位地表征麦粒表面形态特征,真实地展现麦粒内部显微结构的变化,为虫态、虫道演变规律的研究以及麦粒三维特征信息的提取提供重要的依据。     

层-层正交角联锁机织物及其复合材料的结构及其层切破坏机制研究

采用无损高分辨率X射线成像(显微X-CT)技术对层-层正交角联锁机织物以及复合材料内部结构进行分析,并研究了层间剪切强度与结构之间的关系;通过三维重构展现了机织物的层-层正交角联锁的微观结构,观察到机织物内部的单丝扭转、挤压现象;依据机织复合材料中孔隙和高密度杂质在三维空间的分布,计算了其相应的占比。结果表明：层间剪切实验后的机织复合材料虽然宏观形貌保持了良好的完整性,但内部存在孔隙变形、分层、纤维弯曲、片层断裂等现象;层-层正交角联锁机织结构有效提高了复合材料的层间力学性能,内部的缺陷对复合材料的力学性能有较大的影响;无损高分辨X射线成像技术是研究纤维增强复合材料内部复杂结构特性的有利手段。     

高温、高湿条件下模拟仓储小麦品质与微生物群落结构的变化

研究小麦从入库储藏到发现菌丝体过程中,其品质和微生物群落结构的变化趋势。以天津市实仓储藏的硬质白小麦籽粒为研究对象,以三角瓶为储藏容器,分别在30 ℃、60%RH,40 ℃、80%RH条件下对小麦进行模拟仓储,储藏时间为0~120 d。通过监测小麦籽粒的水分、色差、蛋白质、脂肪、淀粉、脂肪酸等品质指标变化,以及霉菌总数、高通量测序结果评估模拟粮库中小麦在不同储藏阶段的品质与真菌群落结构变化。结果表明,在30 ℃、60%RH条件下,储藏120 d内,小麦品质呈缓慢下降趋势,80~120 d曲霉属相对丰度迅速增加。在40 ℃、80%RH条件下,小麦品质劣变更快,在60 d时曲霉属相对丰度达100%,小麦产生可见菌丝体。研究表明随着储藏温度与相对湿度的升高,小麦品质变化速度明显加快,菌丝体产生速度加快。     

小麦采用高温密闭储藏技术总结

粮食在储藏过程中,有许多变化的基本规律是相同的。但是,由于不同粮种其籽粒结构、化学成份与生理机能不同,又各有其特点。所以保管粮食就必须根据不同粮种的保管特性,分别采取不同的方法和措施使之达到安全保管的目的。 一、小麦保管特性 1.吸湿性强易生虫。小麦种皮较薄,含有大量亲水物质。极易吸湿和感染虫害,小麦吸湿后,易受微生物的侵害,引