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基于太赫兹时域光谱的大米品种识别研究

食品工业科技 2022年第23期43卷 19-25页

作者：王倩葛宏义蒋玉英张元秦一菲河南工业大学信息科学与工程学院河南郑州450001 河南工业大学粮食信息处理与控制教育部重点实验室河南郑州450001

为实现大米品种的准确鉴别,提出一种基于太赫兹时域光谱(Terahertz Time-Domain Spectroscopy, THzTDS)技术的大米品种识别方法。利用标准差(Standard Deviation, SD)和区间偏最小二乘(Interval Partial Least Square, iPLS)选取0.53~1.21 THz波段的吸收光谱信息作为分类模型的输入数据,再采用决策树模型(Decision Tree, DT)对四种大米吸收光谱进行分类识别,并在模型训练过程中结合网格搜索算法寻找模型最优参数。为增加实验对比度,分别使用逻辑回归模型和支持向量机模型进行对比实验,其模型分类准确率分别为80.75%和88.75%。实验结果表明,太赫兹时域光谱技术结合SD、iPLS和DT方法可以实现大米品种的准确识别,准确率可达95%,为农产品品种识别提供了一种新的鉴别方法。

关键词：太赫兹时域光谱大米品种标准差区间偏最小二乘决策树

不同品种大米发酵紫色红曲霉产色素的特性分析

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现代食品科技 2022年第5期38卷 33-42页

作者：夏欣欣陈迪姜凌刘曼丽孙晶晶郭明伟吴兴泉河南工业大学生物工程学院河南郑州450001

该研究以一株色素产量稳定的紫色红曲菌为试验菌株,采用不同品种的大米(粳米、籼米、糯米)作为基质进行液态摇瓶发酵,通过测定生物量、葡萄糖含量、大米成分,分析红曲霉生长状况,借助高效液相色谱、薄层色谱和色差仪对发酵所产红曲色素... 详细信息

该研究以一株色素产量稳定的紫色红曲菌为试验菌株,采用不同品种的大米(粳米、籼米、糯米)作为基质进行液态摇瓶发酵,通过测定生物量、葡萄糖含量、大米成分,分析红曲霉生长状况,借助高效液相色谱、薄层色谱和色差仪对发酵所产红曲色素的颜色特性及安全性进行评价。结果表明:粳米发酵的胞外色价最高,于505 nm处最高可达19.07 U/mL,是籼米的2.28倍,糯米的2.53倍;发酵3~4 d籼米的红曲菌胞内色价可达947.46 U/g(505 nm),分别是糯米的1.24倍和粳米的1.33倍;发酵6~7 d粳米的胞内色价较高,于505 nm处可达1762.80 U/g,分别是籼米的1.41倍和糯米的1.86倍,粳米的后期发酵更利于M9的色素累积。HPLC分析六种主要红曲色素产量表明,籼米和糯米发酵显著促进了两种橙色素O1、O2在胞内积累,发酵第7 d的产量分别是粳米的5.00倍和6.31倍,粳米发酵更有利于红色素(R1、R2)及黄色素(Y1、Y2)产生;三种大米相比,粳米发酵所产桔霉素最低,安全性更高。总体而言,以粳米为基质发酵更利于M9产红、黄色素,而糯米和籼米更利于红曲菌M9产橙色素。

关键词：红曲霉红曲色素色调大米品种

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大米品种对产地溯源判别正确率影响的研究

大米品种对产地溯源判别正确率影响的研究

作者：张亚婷吉林农业大学

学位级别：硕士

近年来,市场上出现了以假乱真、以次充好的劣质大米现象,具有地域特征性的大米产品遭到了破坏,而大米安全溯源技术有效的解决了这个问题。大米安全溯源技术主要包括稳定同位素指纹技术、近红外光谱技术、矿物元素指纹技术、有机成分指... 详细信息

近年来,市场上出现了以假乱真、以次充好的劣质大米现象,具有地域特征性的大米产品遭到了破坏,而大米安全溯源技术有效的解决了这个问题。大米安全溯源技术主要包括稳定同位素指纹技术、近红外光谱技术、矿物元素指纹技术、有机成分指纹技术、电子鼻技术、液相色谱技术等,这些技术在国内外的大米产地溯源方面都得到了广泛的应用和发展。在大米产地溯源领域中,稳定同位素指纹技术、矿物元素指纹技术以及近红外光谱技术应用的较多,其中矿物元素分析技术因其操作过程简单、分析速度快、分析成本低等优势受到广大科研工作者的青睐,矿物元素作为大米产地溯源的指标,矿物成分由于受到地理环境、品种、水源、土壤等因素的影响,会呈现出一定的地域特征性差异,产地不同,大米的矿物元素含量具有明显的差异性,通过采取检测多种矿物元素含量的综合分析方法,可避免采用单一的矿物元素分析方法对实验结果产生不稳定性和不可靠性的影响。本研究通过原子吸收光谱对吉林省松原市（吉农大809,吉农大838,通禾855）、德惠市（吉农大809,吉农大838,通禾855）以及梅河口市（吉农大809,吉农大838,通禾855）三个产地的45份大米中Ca、Cd、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Pb、Zn矿物元素进行测定,并结合多元统计分析中的差异性分析（ANOVA）、主成分分析（PCA）、线性判别分析（LDA）方法对大米中的矿物元素含量进行综合分析。分别对吉林省松原市、德惠市以及梅河口市的三个不同品种大米进行差异性分析和主成分分析,差异分析结果显示:松原市不同品种大米之间Cu、Fe、Mn、Zn、Ca、Cd、Cr、K、Mg、Na矿物元素含量存在显著性差异;德惠市大米中矿物元素Ca、Cd、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Zn在不同品种之间存在显著性差异;梅河口市矿物元素Ca、Cd、Cr、Cu、Fe、Mg、Mn、Zn、Na、Pb在不同品种大米之间存在显著性差异;主成分分析结果显示每个产地不同品种大米的主成分所包含的矿物元素种类各不相同,具有明显的差异,并通过判别分析可将每个产地不同品种大米正确判别,进一步证明了吉林省松原、德惠以及梅河口产地的大米品种对矿物元素含量有影响。将吉林省德惠、松原以及梅河口的吉农大809、吉农大838、通禾855大米样本进行不同产地不同大米品种的组合,共有六种组合,通过差异性分析和判别分析结果显示:利用不同品种的大米进行产地溯源判别的正确率为80%7.76%之间,不能够将试验中所有组分进行正确判别,得到的判别函数包含元素种类较少,不能反映出原始数据的大部分信息。通过采用松原市、德惠市、梅河口市相同品种大米进行产地溯源判别,其判别分析正确率均达到了100%,能够将所有组分正确判别,且判别函数包括的元素种类较多。综上所述,通过对吉林省松原市、德惠市、梅河口市三个品种大米中矿物元素含量的判别分析,可以得出利用相同品种大米进行产地溯源判别的正确率高于利用不同品种大米进行产地溯源的判别正确率,证明了大米品种对于大米产地溯源判别正确率有影响,为大米的产地溯源判别数据库的建立提供了可靠的依据。

关键词：大米品种产地溯源矿物元素差异分析主成分分析判别分析

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皖南烟区优质粳稻大米品种筛选试验

安徽农学通报 2018年第16期24卷 47-47,50页

作者：李长正安徽皖南烟叶有限责任公司安徽宣城242000

从区域优势及人们饮食习惯出发,进行皖南烟区优质粳稻大米品种开发,以青香软粳和嘉58为供试材料,以人工移栽方式种植,经过取样、蒸煮、检测,发现2种大米直链淀粉含量较低,低于10%,大米食味品质较好,产量较高,胶稠度达到国家标准中一等... 详细信息

从区域优势及人们饮食习惯出发,进行皖南烟区优质粳稻大米品种开发,以青香软粳和嘉58为供试材料,以人工移栽方式种植,经过取样、蒸煮、检测,发现2种大米直链淀粉含量较低,低于10%,大米食味品质较好,产量较高,胶稠度达到国家标准中一等粳稻谷标准,较适合供给江浙沪大米市场开发。

关键词：粳稻大米品种筛选皖南地区

米糠发酵紫色红曲霉的生长繁殖观察和产色素特性分析

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米糠发酵紫色红曲霉的生长繁殖观察和产色素特性分析

作者：夏欣欣河南工业大学

学位级别：硕士

红曲霉(Monascus spp.)作为一种药食两用的丝状真菌,在中国、日本和其他东南亚国家用于食品发酵和药物已有近2000年的历史。中国食品自古讲究色、香、味俱全,着色剂如红曲色素更是自古以来就被用于食品中,以改善食品的外观、风味、口感... 详细信息

红曲霉(Monascus spp.)作为一种药食两用的丝状真菌,在中国、日本和其他东南亚国家用于食品发酵和药物已有近2000年的历史。中国食品自古讲究色、香、味俱全,着色剂如红曲色素更是自古以来就被用于食品中,以改善食品的外观、风味、口感和营养品质。本研究进行了以米糠和糙米为基质发酵紫色红曲霉产色素特性分析,对比分析了不同大米品种产色素的颜色特性,并通过响应面等方法优化了以米糠为基质发酵紫色红曲霉的培养基组分,最后对优化后的培养基进行了形态学和孢子繁殖等研究。具体实验结果如下:1.米糠和糙米液态发酵紫色红曲霉产色素的特性分析经测定,米糠中所有微量元素和粗脂肪的含量都远远高于糙米中微量元素的含量,蛋白质含量也高于糙米,淀粉含量(12.74%)则远远低于糙米,基于米糠的这种特点,米糠发酵紫色红曲霉可产少量色素。经过菌株筛选以色素产量稳定的紫色红曲菌M9为试验菌株,糙米的胞内色价最高是米糠的9.74倍,但两者最高胞外色价接近。视觉上米糠和糙米发酵也呈现不同的色调,米糠胞外色素液呈现紫红色,胞内色素液为粉红色,糙米则均呈现深红色。两者色素组分不同,米糠可产五种色素,其中两种红色素(R1、R2)占比较多;糙米发酵则可产六种色素,黄色素(Y1、Y2)占比较多。以米糠为基质发酵所产色素和桔霉素相较于糙米均较为微量,米糠发酵具有较高的安全性。2.不同品种大米发酵紫色红曲霉产色素的特性分析粳米发酵的胞外色价最高,于505 nm处最高可达19.07 U/mL,是籼米的2.28倍,糯米的2.53倍;发酵3-4d籼米的红曲菌胞内色价可达947.46U/g(505nm),分别是糯米的1.24倍和粳米的1.33倍;发酵6-7 d粳米的胞内色价较高,于505 nm处可达1762.80U/g,分别是籼米的1.41倍和糯米的1.86倍,粳米的后期发酵更利于M9的色素累积。HPLC分析六种主要红曲色素产量表明,籼米和糯米发酵显著促进了两种橙色素O1、O2在胞内积累,发酵第7 d的产量分别是粳米的5.00倍和6.31倍,粳米发酵更有利于红色素(R1、R2)及黄色素(Y1、Y2)产生;三种大米相比,粳米发酵所产桔霉素最低,安全性更高。3.米糠液态发酵紫色红曲霉产色素的营养因子优化以米糠为基质液态发酵红曲色素,选取多种碳源、氮源和无机盐,考察不同营养因子对红曲色素产量的影响,发现甘露醇5.10%、硫酸锌0.40%、硝酸铵1.00%是米糠发酵产色素的最优培养基组分,优化后所得色价为1258.33 U/g(505 nm),与预测值十分接近,是优化前纯米糠发酵色价的12.29倍。优化后培养基发酵所得色价可达大米培养基的70.97%,普通大米发酵所得桔霉素可达143.02 μg/g,是优化后培养基(37.37μg/g)发酵的3.82倍。并通过TLC和HPLC分析色素特性,发现甘露醇有利于米糠发酵产橙色素,硫酸锌和硝酸铵更有利于红色素生成,优化后得到了六种主要红曲色素,其中两种红色素含量最高,其次是两种橙色素和少量黄色素。4.红曲霉以米糠为基质的生长繁殖观察分别以硝酸铵培养基、甘露醇培养基、大米培养基、纯米糠培养基、硫酸锌培养基对M9进行固体平板培养,发现添加无机盐硫酸锌或氮源硝酸铵的米糠培养基产生的色素圈为紫红色,优化后的米糠培养基为红色,大米培养基为橙红色,整体色素圈色泽、菌落正反面颜色与上一章节中的液态分析结果基本一致,相互印证。添加碳源甘露醇的米糠培养基和优化后的培养基菌丝稠密,适合红曲霉菌丝的生长发育。优化后的复合培养基最适合红曲霉菌落的生长,菌落直径最大,其对红曲菌丝的促进作用也最为明显,菌落直径于第9天最高可达6.60cm,是未添加任何外源因子的纯米糠培养基的2.06倍。添加硫酸锌、甘露醇和复合营养因子后对紫色红曲霉在米糠培养基上的生长有较强的促进作用,有利于生物量的积累,硫酸锌培养基、甘露醇培养基、优化后复合培养基更适合紫色红曲霉M9菌丝体的生长发育。硝酸铵培养基和纯米糠培养基更有利于M9的无性繁殖,在米糠培养基上添加甘露醇和复合营养因子(硝酸铵、硫酸锌和甘露醇)后,显著促进了紫色红曲霉M9在米糠培养基上的有性生殖。综上所述,本研究系统地研究了在不同基质上产色素的特性,优化了以米糠为基质产色素的培养基组分,同时研究了以米糠为基质的生长繁殖,通过以上研究为生产多色调红曲色素,综合利用粮食副产物提高红曲色素产量提供了技术参考。

关键词：红曲霉红曲色素大米品种米糠色素组分生长繁殖

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不同种类大米黄酒酿造的差异性分析

食品与生物技术学报 2019年第3期38卷 39-45页

作者：油卉丹毛健周志磊粮食发酵工艺与技术国家工程实验室江南大学江苏无锡214122 江南大学食品学院江苏无锡214122 江南大学食品安全与营养协同创新中心江苏无锡214122 江南大学(如皋)食品生物技术研究所江苏如皋226500 国家黄酒工程技术研究中心浙江绍兴312000

为探究不同种类大米的酿酒特性,以粳糯米、籼糯米、粳米和籼米4种大米为原料,采用绍兴工艺进行了酿酒实验,监测发酵过程中基本理化指标(乙醇体积分数、还原糖、总酸等)的动态变化,并对发酵液中醇、醛、酸、酯类挥发性风味物质的质量浓... 详细信息

为探究不同种类大米的酿酒特性,以粳糯米、籼糯米、粳米和籼米4种大米为原料,采用绍兴工艺进行了酿酒实验,监测发酵过程中基本理化指标(乙醇体积分数、还原糖、总酸等)的动态变化,并对发酵液中醇、醛、酸、酯类挥发性风味物质的质量浓度进行分析。结果表明,采用粳糯米进行酿酒时易糖化,发酵速度较快,产乙醇速率高,后酵结束时醪液乙醇体积分数达到18%,且残糖质量浓度相对较高。发酵结束时,不同种类大米原料黄酒发酵液中的氨基酸主要是甜味氨基酸和苦味氨基酸,甜、苦、鲜、涩氨基酸质量浓度均存在显著性差异(p<0.01);籼米发酵液中氨基酸质量浓度最高,其次是粳糯米;粳糯米发酵液的挥发性风味物质的质量浓度及醇类化合物质量浓度上有明显优势,而籼糯米酿造原酒的酯类化合物质量浓度最高。

关键词：大米品种黄酒风味物质发酵

不同抗老化剂对方便米饭回生及品质影响的研究

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食品工业 2018年第7期39卷 28-31页

作者：夏青曹磊宋玉陶澍刘超安徽省农业科学院农产品加工研究所合肥230031

以大米为原料,研究大米品种、抗老化剂对方便米饭回生及品质的影响。考察市售大米(籼米4种、粳米3种)中直链淀粉含量,以及制成方便米饭后质构、感官等指标,结果表明,普康5号大米较适宜制作方便米饭。在4℃贮藏条件下,以未处理组米饭为对... 详细信息

以大米为原料,研究大米品种、抗老化剂对方便米饭回生及品质的影响。考察市售大米(籼米4种、粳米3种)中直链淀粉含量,以及制成方便米饭后质构、感官等指标,结果表明,普康5号大米较适宜制作方便米饭。在4℃贮藏条件下,以未处理组米饭为对照,考察海藻糖和蔗糖酯对方便米饭在储藏过程中回生的影响。添加0.8%海藻糖的方便米饭在4℃储藏10 d,其回生焓值比对照组降低39.6%;添加0.8%蔗糖酯的在4℃储藏10 d,其回生焓值比对照组降低33%。结果表明,海藻糖和蔗糖酯均显著(p<0.05)减缓米饭的回生进程,改善米饭的质构和感官评定,延长米饭的储藏期,其中添加海藻糖组效果更显著。

关键词：淀粉回生大米品种抗老化剂

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鲜湿米线食用品质控制研究

鲜湿米线食用品质控制研究

作者：王宁河南工业大学

学位级别：硕士

本论文分别研究了大米淀粉的理化性质、大米品种及大米组分对鲜湿米线质构检测品质（剪切应力、剪切面积、拉伸应力和拉伸距离）的影响。研究水分添加量、颗粒度及生熟粉配比对鲜湿米线糊化及质构的影响。结果表明：水分添加量与剪切应... 详细信息

本论文分别研究了大米淀粉的理化性质、大米品种及大米组分对鲜湿米线质构检测品质（剪切应力、剪切面积、拉伸应力和拉伸距离）的影响。研究水分添加量、颗粒度及生熟粉配比对鲜湿米线糊化及质构的影响。结果表明：水分添加量与剪切应力呈显著正相关，颗粒度试验中糊化度与拉伸距离呈显著负相关（p﹤0.05），生熟粉配比试验中糊化度与剪切面积、剪切应力及拉伸距离呈显著正相关（p﹤0.05），与拉伸应力呈极显著正相关（p﹤0.01）。研究水分添加量、回生时间及回生温度对鲜湿米线回生及质构的影响。结果表明：回生时间与剪切应力及拉伸应力呈显著正相关（p﹤0.05），与剪切面积呈极显著正相关（p﹤0.01）。研究不同品种大米的各组分及糊化性质对鲜湿米线质构的影响，得出以下结论：蛋白质含量与剪切应力呈显著正相关（p﹤0.05），脂肪含量与剪切面积呈显著负相关（p﹤0.05），水分含量与剪切应力呈显著负相关（p﹤0.05），胶稠度与拉伸距离呈显著正相关（p﹤0.05），糊化最低粘度与米线的剪切面积和拉伸应力呈极显著正相关（p﹤0.01），最终粘度与拉伸应力呈极显著正相关（p﹤0.01），回生值与拉伸应力呈极显著正相关（p﹤0.01），最终粘度与剪切面积呈显著正相关（p﹤0.05），回生值与剪切面积呈显著正相关（p﹤0.05）。分别将直链淀粉、支链淀粉（糯米淀粉）、蛋白质和脂肪（米糠油）添加到大米粉中检测它们对鲜湿米线质构的影响，得出以下结论：直链淀粉添加量与剪切应力及剪切面积均呈极显著的正相关（p﹤0.01）;支链淀粉添加量与拉伸应力呈极显著负相关（p﹤0.01）。采用eviews对所得数据进行分析，分别建立了不同因素对剪切应力、剪切面积、拉伸应力和拉伸距离的数学预测模型。

关键词：米线糊化回生大米品种大米组分模型

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大米蛋白抗氧化效果比较及作用机制的研究

大米蛋白抗氧化效果比较及作用机制的研究

作者：栾慧哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

大米蛋白是主要膳食蛋白源之一,具有降低机体胆固醇等防病、保健功能。大米蛋白具有其特有的蛋白质组成,具有营养价值高、氨基酸平衡等特点,是一种优良的植物蛋白源。但迄今为止,国内外尚缺乏功能性大米蛋白的系统研究,特别是,缺乏大米... 详细信息

大米蛋白是主要膳食蛋白源之一,具有降低机体胆固醇等防病、保健功能。大米蛋白具有其特有的蛋白质组成,具有营养价值高、氨基酸平衡等特点,是一种优良的植物蛋白源。但迄今为止,国内外尚缺乏功能性大米蛋白的系统研究,特别是,缺乏大米全蛋白抗氧化功能效果比较及作用机制的研究。本课题选取黑龙江省不同地区的18种大米为原料,提取大米蛋白,进行清除自由基的能力、金属螯合能力等体外抗氧化效果的比较研究,并同时研究、探讨大米全蛋白体内抗氧化效果及作用机制,旨在为深入研究、探讨不同品种大米蛋白的抗氧化效果、为全面揭示大米蛋白抗氧化作用机制、有效预防心脑血管疾病以及深入开发功能性大米蛋食品提供理论依据,并为进一步开阔我省大米副产品的精、深、细加工途径提供实践基础。通过研究,得到主要实验结论如下: （1）18种大米粉的水分含量平均在8%左右、灰分在1.5%左右、粗纤维在0.5%左右、脂肪在2.5%左右、蛋白在7.5%左右。通过对大米粉的基本营养成分进行分析发现,大米粉中的脂肪含量很低。18种大米蛋白水分含量平均在6%左右、灰分在0.7%左右、粗纤维在0.3%左右、脂肪含量在23%左右、蛋白含量在60%左右。通过对大米蛋白的基本营养成分的分析发现,经碱法提取的大米蛋白脂肪含量很高,在做功能性试验之前需进行脱脂处理;（2）数据显示,不同干燥方法对大米蛋白的主要常规成分无显著影响。水分、灰分、脂肪和蛋白质等主要营养成分无显著差别,因此,本研究主要选取了烘干的方法进行提取大米蛋白;（3）通过大米蛋白体外抗氧化试验发现,大米蛋白具有清除自由基和金属螯合等体外抗氧化能力。其中,大米蛋白清除ABTS+的能力达到45%左右、清除羟自由基达到24%左右、清除超氧阴离子达到12%左右、大米螯合铁的能力达到17%左右、螯合铜的能力达到20%左右;（4）通过对不同地区的大米蛋白的抗氧化能力进行比较,发现不同地区的大米蛋白清除ABTS+的能力和清除羟自由基的能力没有显著性差异;而不同地区大米蛋白清除超氧阴离子的能力、螯合铁和螯合铜的能力有显著性差异;（5）通过大米蛋白体内抗氧化试验,发现大米蛋白具有体内抗氧化效果。与对照组酪蛋白相比,大米蛋白能够显著增加SOD、GSH-PX的活性,并且能显著降低MDA的含量。但是大米蛋白并不能提高CAT的活力;（6）通过对不同浓度的大米蛋白的抗氧化效果进行比较,发现随着大米蛋白浓度的增加,SOD的活力增加。而GSH-PX的活力随着浓度的增大并不能显著的增大,大米蛋白并不能提高CAT的活力。随着大米蛋白浓度的增加,MDA的含量有所下降;（7）综合以上试验结果,发现大米蛋白可能是通过清除自由基、螯合金属元素、增加SOD和GSH-PX的活力以及降低MDA含量来达到抗氧化目的。

关键词：大米品种大米蛋白体外抗氧化效果体内抗氧化作用抗氧化机制