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山药内部品质无损快速检测装置设计与试验

农业机械学报 2024年

作者：王威李永玉彭彦昆马劭瑾吴继峰张悦湘中国农业大学工学院国家农产品加工技术装备研发分中心

山药作为一种药食同源的块茎类作物，越来越受到人们的青睐。随着山药加工产业的发展，山药品质的快速无损检测分级对产业链的健康发展具有重要实用意义。以研发山药多品质无损快速检测装置为目的，基于可见/近红外局部漫透射原理，根... 详细信息

山药作为一种药食同源的块茎类作物，越来越受到人们的青睐。随着山药加工产业的发展，山药品质的快速无损检测分级对产业链的健康发展具有重要实用意义。以研发山药多品质无损快速检测装置为目的，基于可见/近红外局部漫透射原理，根据山药特殊外观特点设计了山药专用检测探头，通过对比试验设计光路，研制了一种手持式山药多品质无损检测装置。装置整体尺寸为150mm×80mm×150mm，质量约590g。基于研发装置采集了150个山药的光谱信息，采集的光谱经多元散射校正（Multiplicative scatter correction，MSC）后再利用随机蛙跳算法(Shuffled frog leaping algorithm ，SFLA)筛选特征波长建立了山药干物质、淀粉、蛋白质含量的偏最小二乘回归（Partial least squares regression，PLSR）预测模型，其干物质、淀粉、蛋白质的验证集相关系数分别为0.9653、0.9675、0.9563，均方根误差（Root mean square error，RMSE）分别为1.09％、 0.83％、0.15%，剩余预测偏差（Residual predictive deviation，RPD）分别为3.67、3.50、3.37。基于Qt开发工具利用C语言编写了实时分析控制软件，并将预测模型植入装置中，进行了外部验证。利用研发装置对50个未参与建模的山药样品的干物质、淀粉、蛋白质含量进行了5次重复检测，其平均变异系数分别为1.11%、1.63%、1.53%；50个山药样本的干物质、淀粉、蛋白质的装置检测结果和标准理化值最大残差绝对值分别为1.83%、1.64%、0.26%。结果表明，研发的手持式山药多品质无损检测装置可以满足现场实时检测需求。

关键词：山药局部漫透射品质参数无损检测

CNTs@T321微囊制备的纳米流体与砂轮磨削时的双重润滑增效机制

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机械工程学报 2024年第9期60卷 351-363页

作者：关集俱祝正兵徐正亚栾志强许雪峰常熟理工学院机械工程学院苏州215500 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室杭州310023

磨削时,由于砂轮气流屏障的作用,磨削液难以渗入磨削区发挥作用,导致传统的磨削液强化浇注、微量润滑等方法难以实现理想的润滑、冷却效果。为此,提出利用分子内部填充硫化异丁烯(T321)的碳纳米管(CNTs)微囊(CNTs@T321)为添加剂,分别制... 详细信息

磨削时,由于砂轮气流屏障的作用,磨削液难以渗入磨削区发挥作用,导致传统的磨削液强化浇注、微量润滑等方法难以实现理想的润滑、冷却效果。为此,提出利用分子内部填充硫化异丁烯(T321)的碳纳米管(CNTs)微囊(CNTs@T321)为添加剂,分别制备微囊砂轮和纳米流体磨削液,磨削时纳米微囊可直接将润滑剂释放至磨削区域起自润滑作用。首先,制备纳米微囊并对其进行表征,然后制备以纳米微囊为添加剂的砂轮和纳米流体,开展了微量润滑条件下磨削GCr15钢的实验,揭示纳米微囊释放T321并生成自润滑膜的机制。结果表明,与传统砂轮及其磨削工艺比,微囊砂轮在纳米流体磨削条件下的磨削力、磨削温度、表面粗糙度值分别降低41%、37%、17%,而磨削比提高23%。磨削时,砂轮中的微囊可首先释放T321产生自润滑作用,纳米流体的介入进一步强化了磨削区的润滑和冷却作用,这种双重润滑增效机制提高了整个工艺系统的磨削性能。

关键词：碳纳米管纳米微囊砂轮磨削液自润滑

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纳米微囊砂轮磨削工件表面自润滑层的形成

中国表面工程 2024年第1期37卷 254-266页

作者：关集俱徐正亚杨兰玉夏雨许雪峰常熟理工学院机械工程学院苏州215500 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室杭州310014

在磨削时磨削液难以有效渗入磨削区域起冷却润滑作用。提出利用润滑剂油酸(OA)填充碳纳米管(CNTs)制备CNTs@OA纳米微囊,并以其为填充剂制备树脂砂轮,磨削时随着纳米微囊的破裂,油酸可释放到磨削区形成自润滑层起润滑作用,从而提高砂轮... 详细信息

在磨削时磨削液难以有效渗入磨削区域起冷却润滑作用。提出利用润滑剂油酸(OA)填充碳纳米管(CNTs)制备CNTs@OA纳米微囊,并以其为填充剂制备树脂砂轮,磨削时随着纳米微囊的破裂,油酸可释放到磨削区形成自润滑层起润滑作用,从而提高砂轮的磨削性能。首先,制备纳米微囊并对其进行表征,分析微囊在砂轮中的存在形式,考察微囊的填充对其力学性能的影响;其次,研究砂轮磨削GCr15钢时纳米微囊的含量和磨削速度对磨削力、磨削温度、磨削比和表面粗糙度的影响,分析磨削过程中纳米微囊释放润滑剂油酸并产生自润滑作用的机制。结果表明,纳米微囊具有较好的热稳定性,能够抵抗树脂砂轮的固化温度并保护其中的油酸,当微囊的填充量小于16%时,砂轮的力学性能可以满足使用需求。与普通砂轮比,纳米微囊砂轮磨削时的磨削力可减小40%,磨削温度降低45%,工件表面粗糙度减少15%,磨削比可提高30%。磨削过程中,砂轮中的纳米微囊可将其空腔中的润滑剂油酸不断被释放到磨削界面上形成自润滑层,使砂轮具有了较好的自润滑作用,从而提高了其磨削性能。研究成果可为解决磨削过程的润滑问题提供一种可行的技术路线。

关键词：碳纳米管油酸纳米微囊砂轮自润滑磨削性能

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牛肉宰后成熟过程中细胞自噬的变化分析

食品科学 2024年第15期45卷 214-221页

作者：李叶鲁文洁王海蓉杨啸吟刘昀阁梁荣蓉毛衍伟张一敏朱立贤山东农业大学食品科学与工程学院国家牛肉加工技术研发专业中心山东泰安271018

本研究分析宰后牛肉成熟14 d过程中细胞自噬的变化规律及其与牛肉品质间的关系。牛肉宰后成熟过程中,肉色方面,L*值随成熟时间延长而升高,a*值、b*值均呈现先升高后降低的趋势;嫩度随成熟时间延长不断提高,剪切力与肌间线蛋白(Desmin)... 详细信息

本研究分析宰后牛肉成熟14 d过程中细胞自噬的变化规律及其与牛肉品质间的关系。牛肉宰后成熟过程中,肉色方面,L*值随成熟时间延长而升高,a*值、b*值均呈现先升高后降低的趋势;嫩度随成熟时间延长不断提高,剪切力与肌间线蛋白(Desmin)表达量均呈现下降趋势(P所述,宰后牛肉成熟336h过程中可能通过AMPK-mTOR-ULK1通路激活细胞自噬进而对牛肉品质起到一定的调控作用。

关键词：牛肉宰后成熟细胞自噬品质

白藜芦醇通过SIRT1/PGC-1α影响牛肌管细胞线粒体生物发生和肌纤维类型转化

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食品科学 2024年第4期45卷 1-9页

作者：张静月董鹏程左惠心梁荣蓉毛衍伟张一敏杨啸吟罗欣朱立贤山东农业大学食品科学与工程学院国家牛肉加工技术研发专业中心山东泰安271018

以牛肌管细胞为研究对象,通过添加白藜芦醇探究其对牛肌管细胞肌纤维类型转化的影响及其作用机制。通过噻唑蓝法和比色法对细胞活力和相关代谢酶活力进行测定,对成肌调节因子、肌球蛋白重链(myosin heavy chains,MyHCs)以及线粒体生物... 详细信息

以牛肌管细胞为研究对象,通过添加白藜芦醇探究其对牛肌管细胞肌纤维类型转化的影响及其作用机制。通过噻唑蓝法和比色法对细胞活力和相关代谢酶活力进行测定,对成肌调节因子、肌球蛋白重链(myosin heavy chains,MyHCs)以及线粒体生物发生相关分子的基因和蛋白表达量进行测定。结果表明,白藜芦醇处理显著提高了Myf5、Myf6、MyoG和MyoD的基因表达水平(P所述,白藜芦醇通过激活SIRT1/PGC-1α信号通路促进线粒体生物发生,进而促进牛肌管肌纤维类型的转化。

关键词：白藜芦醇牛肌管细胞沉默信息调节因子1/过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α 肌纤维类型转化线粒体生物发生

冷等离子体处理的面筋蛋白对鸡肉糜凝胶品质特性的影响

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食品工业科技 2024年第6期45卷 84-90页

作者：韩西平计红芳张莹李丹丹张令文马汉军河南科技学院食品学院河南新乡453003 国家猪肉加工技术研发专业中心河南新乡453003

以鸡肉为原料,向其添加不同功率(350、500、650、800、950 W)冷等离子体处理的面筋蛋白,制得鸡肉糜凝胶,探究不同处理面筋蛋白对鸡肉糜凝胶蒸煮损失、保水性、流变特性、质构、化学作用力、微观结构和水分迁移等品质特性的影响。结果表... 详细信息

以鸡肉为原料,向其添加不同功率(350、500、650、800、950 W)冷等离子体处理的面筋蛋白,制得鸡肉糜凝胶,探究不同处理面筋蛋白对鸡肉糜凝胶蒸煮损失、保水性、流变特性、质构、化学作用力、微观结构和水分迁移等品质特性的影响。结果表明:添加冷等离子体处理的面筋蛋白均可提高凝胶的保水性、降低蒸煮损失,650 W时保水性最高为96.47%、蒸煮损失最低为5.43%,与其它组相比均差异显著(P<0.05);面筋蛋白的添加显著提高了凝胶不易流动水的比例(P<0.05),降低了自由水的比例,T_(21)、T_(22)在0~650 W时向短方向移动,650 W时T_(21)、T_(22)最短。随冷等离子体处理功率的增加,储能模量G′先升高后下降,650 W时最高;硬度与咀嚼性持续上升,而弹性和回复性先上升后下降,二者均在650 W时达到最高,分别为0.954和0.367;添加冷等离子处理的面筋蛋白提高了凝胶的疏水作用和二硫键。冷等离子体处理的面筋蛋白可提高凝胶的形成能力、改善品质,650 W时凝胶的空间网状结构致密有序,品质最佳。

关键词：冷等离子体面筋蛋白功率鸡肉凝胶品质

基于改进YOLO v5的皮蛋裂纹在线检测方法

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农业机械学报 2024年第2期55卷 384-392页

作者：汤文权陈灼廷王东桥范维王巧华华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070 国家蛋品加工技术研发分中心武汉430070

为了解决裂纹皮蛋分选中存在的效率低、人力成本高等问题,提出了一种基于改进YOLO v5的皮蛋裂纹在线检测方法。使用EfficientViT网络替换主干特征提取网络,并采用迁移学习对网络进行训练,分别得到YOLO v5n_EfficientViTb0和YOLO v5s_Eff... 详细信息

为了解决裂纹皮蛋分选中存在的效率低、人力成本高等问题,提出了一种基于改进YOLO v5的皮蛋裂纹在线检测方法。使用EfficientViT网络替换主干特征提取网络,并采用迁移学习对网络进行训练,分别得到YOLO v5n_EfficientViTb0和YOLO v5s_EfficientViTb1两个模型。YOLO v5n_EfficientViTb0为轻量化模型,相较于改进前参数量减少14.8%,浮点数计算量减少26.8%;YOLO v5s_EfficientViTb1为高精度检测模型,平均精度均值为87.8%。采用GradCAM++对模型可视化分析,得出改进模型减少了对背景区域的关注度,证明了改进模型的有效性。设计了视频帧的目标框匹配算法,实现了视频中皮蛋的目标追踪,依据皮蛋的检测序列实现了对皮蛋的定位和裂纹与否的判别。轻量化模型的判别准确率为92.0%,高精度模型的判别准确率为94.3%。研究结果表明,改进得到的轻量化模型为运算能力较差的皮蛋裂纹在线检测装备提供了解决方案,改进得到的高精度模型为生产要求更高的皮蛋裂纹在线检测装备提供了技术支持。

关键词：皮蛋裂纹检测 YOLO v5 EfficientViT 目标跟踪 GradCAM++

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溏心卤蛋杀菌工艺优化及其贮藏期间品质变化

食品工业科技 2024年第4期45卷 142-150页

作者：王蒙蒙吕晓慧靳皓博金永国华中农业大学食品科技学院国家蛋品加工技术研发分中心湖北武汉430000

为了开发高品质溏心卤蛋,本文利用水浴模拟巴氏杀菌条件,优化溏心卤蛋巴氏杀菌工艺,使其更有利于工业化生产销售。研究了单因素条件下质构、感官评分和菌落总数的变化。在单因素实验基础上采用响应面优化杀菌条件,并在最佳杀菌条件下测... 详细信息

为了开发高品质溏心卤蛋,本文利用水浴模拟巴氏杀菌条件,优化溏心卤蛋巴氏杀菌工艺,使其更有利于工业化生产销售。研究了单因素条件下质构、感官评分和菌落总数的变化。在单因素实验基础上采用响应面优化杀菌条件,并在最佳杀菌条件下测定了溏心卤蛋的贮藏品质。结果表明,杀菌温度65℃,杀菌时间20 min时,杀菌效果最佳,此时菌落总数为(0.37±0.025)×10^(3)CFU/g。贮藏实验结果表明,随着贮藏时间延长,硫代巴比妥酸值和挥发性盐基氮含量整体呈增加趋势。pH、含水量、色泽和感官评分均逐渐下降。贮藏期为16 d时,菌落总数值达到(1.47±0.063)×10^(4)CFU/g,已超出国家标准中微生物可接受水平限量值1×10^(4)CFU/g,其贮藏期在16 d以内。综上,巴氏杀菌技术可用于溏心卤蛋的生产加工。

关键词：溏心卤蛋巴氏杀菌工艺优化理化指标贮藏期

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藤黄果对腌制草鱼鱼刺的软化作用

食品科学 2024年第12期45卷 236-242页

作者：王晓芸 Mahabaduge Chandika NIROSHAN JAYASOORIYA 熊善柏毋鑫汪慧婷高霞刘茹华中农业大学食品科学技术学院国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心(武汉)湖北武汉430070

以草鱼鱼刺为研究对象,采用藤黄果腌制液对其进行腌制,研究不同温度(5、10、25、40℃)腌制过程中草鱼鱼刺硬度的变化规律,同时测定鱼刺的组成、结构以及腌制液的酸度和pH值等的变化,以探究藤黄果对草鱼鱼刺的软化作用和机理。结果表明,... 详细信息

以草鱼鱼刺为研究对象,采用藤黄果腌制液对其进行腌制,研究不同温度(5、10、25、40℃)腌制过程中草鱼鱼刺硬度的变化规律,同时测定鱼刺的组成、结构以及腌制液的酸度和pH值等的变化,以探究藤黄果对草鱼鱼刺的软化作用和机理。结果表明,随着腌制时间延长,草鱼鱼刺硬度逐渐下降。与新鲜鱼刺相比,腌制25 d时硬度下降71.51%~79.43%(P<0.05),灰分含量下降11.90%~16.65%(P<0.05),水分含量下降4.23%~13.08%(P<0.05)。微观结构由致密有序变得疏松多孔,这是由于H+与鱼刺中羟基磷灰石反应使骨钙溶出,同时腌制液中H+的消耗使其酸度降低、pH值升高,对鱼刺软化起主要作用的有机酸是苹果酸。红外光谱显示鱼刺中的胶原蛋白三螺旋结构未被破坏,但胶原蛋白酰胺A带吸收峰向高波数移动,表明鱼刺中的氢键减少,这可能与鱼刺中羟基磷灰石的流失有关。

关键词：藤黄果草鱼鱼刺软化腌制条件