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品种及含水率对谷子籽粒力学性质的影响

农业工程学报 2019年第24期35卷 322-326页

作者：邱述金原向阳郭玉明崔清亮武新慧张志勇山西农业大学工学院太谷030801 山西农业大学农学院太谷030801

谷子籽粒群是具有黏弹性性质的生物材料,谷子加工储藏和机械收获等作业环节需考虑其黏弹性,该文研究了不同品种、不同含水率对谷子籽粒群黏弹性力学指标的影响。该试验以不同品种、不同含水率为试验因素,以谷子籽粒群的瞬时弹性模量、... 详细信息

谷子籽粒群是具有黏弹性性质的生物材料,谷子加工储藏和机械收获等作业环节需考虑其黏弹性,该文研究了不同品种、不同含水率对谷子籽粒群黏弹性力学指标的影响。该试验以不同品种、不同含水率为试验因素,以谷子籽粒群的瞬时弹性模量、迟滞弹性模量、松弛时间和黏度系数为试验指标进行蠕变试验,并对试验结果进行方差分析。结果表明:谷子籽粒群的蠕变特性可由四元件Burgers模型描述,不同含水率、不同品种谷子籽粒群的蠕变参数各异。品种对谷子籽粒群的迟滞弹性模量影响显著,晋谷21号谷子籽粒群的迟滞弹性模量均值为0.609 3 MPa,显著高于张杂10号的0.522 2 MPa。含水率对谷子籽粒群的瞬时弹性模量、迟滞弹性模量和黏度系数影响均显著,均呈随含水率升高而降低的趋势,含水率为12.10%的谷子籽粒群的瞬时弹性模量0.752 6 MPa显著高于含水率为16.05%的0.613 6 MPa和20.00%的0.569 7 MPa,含水率为12.10%、16.05%、20.00%的谷子籽粒群的迟滞弹性模量分别为0.706 4、0.583 5、0.407 5 MPa,含水率为12.10%的谷子籽粒群的黏度系数1 234.7 MPa·s显著高于20.00%的796.8 MPa·s,含水率对谷子籽粒群的松弛时间影响不显著。该文通过试验研究了不同品种和不同含水率的谷子籽粒群的蠕变特性,为谷子低损收获、加工储藏及参数优化提供了理论支持。

关键词：含水率力学性能模型谷子籽粒群蠕变特性品种

高压静电场对采后葡萄果实总黄烷-3-醇及隐色花色素还原酶表达的影响

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中国食品学报 2014年第6期14卷 9-18页

作者：温鹏飞王敏高美英牛铁泉郜志栋冀铮春王愈山西农业大学园艺学院山西太谷030801 山西农业大学食品科学与工程学院山西太谷030801

目的：阐明葡萄果实采后用高压静电场（HVEF）处理对总黄烷-3-醇含量和隐色花色素还原酶（LAR）表达的影响。方法：赤霞珠葡萄成熟果实经-2 kV/cm高压静电场处理,分别于30,60,120,240 min取样,采用分光光度计法、蛋白质印迹法和实时荧... 详细信息

目的：阐明葡萄果实采后用高压静电场（HVEF）处理对总黄烷-3-醇含量和隐色花色素还原酶（LAR）表达的影响。方法：赤霞珠葡萄成熟果实经-2 kV/cm高压静电场处理,分别于30,60,120,240 min取样,采用分光光度计法、蛋白质印迹法和实时荧光定量PCR对果实中超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）、总酚、黄烷醇类多酚、总黄烷-3-醇含量及其LAR表达进行分析,从底物、酶活性、酶蛋白含量及基因转录水平揭示HVEF对Vv lar1、Vv lar2表达的影响。结果：HVEF诱导葡萄果实中SOD活性增强,抑制果实中MDA的积累;诱导果实中总黄烷-3-醇含量增加,而对总酚、黄烷醇类多酚含量无明显作用。HVEF处理60 min后,LAR酶活性明显增强。蛋白质印迹法结果表明,HVEF明显诱导LAR1、LAR2新蛋白的合成,特别是在处理后30 min和60 min。实时荧光定量PCR结果表明,HVEF处理后30~60 min,Vv lar1、Vv lar2表达明显增强。结论：HVEF诱导Vv lar1、Vv lar2表达,LAR1、LAR2新蛋白合成,LAR酶活性增强,从而导致葡萄果实中总黄烷-3-醇积累。

关键词：高压静电场葡萄果实总黄烷-3-醇黄烷醇类多酚 LAR

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基于近红外透射光谱的汾阳王酒快速鉴别

农业机械学报 2013年第S1期44卷 189-193页

作者：杨国强张淑娟赵艳茹山西农业大学网络中心太谷030801 山西农业大学工学院太谷030801

为了快速鉴别掺杂与伪劣清香型白酒,利用近红外(NIR)透射光谱分析技术结合化学计量学方法,以酒精度为53%的汾阳王酒为例,建立BP神经网络和最小二乘支持向量机(LS-SVM)鉴别分析模型。分别采集180份掺杂假冒和120份伪劣汾阳王酒样品的光... 详细信息

为了快速鉴别掺杂与伪劣清香型白酒,利用近红外(NIR)透射光谱分析技术结合化学计量学方法,以酒精度为53%的汾阳王酒为例,建立BP神经网络和最小二乘支持向量机(LS-SVM)鉴别分析模型。分别采集180份掺杂假冒和120份伪劣汾阳王酒样品的光谱数据,采用Savitzky-Golay(SG)卷积平滑法对光谱数据进行预处理,应用主成分分析(PCA)法分别提取了7个和11个主成分因子,然后采用BP神经网络和最小二乘支持向量机(LS-SVM)对未知样本进行了判别分析。结果表明,经SG-PCA-BP模型鉴别假冒伪劣的准确率均达到100%,SG-PCA-LS-SVM模型鉴别假冒伪劣的准确率分别为84.4%和83.3%。

关键词：汾阳王酒掺假近红外透射光谱神经网络最小二乘支持向量机

不同温度处理对红芸豆蛋白热稳定性及结构的影响

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农业工程学报 2020年第19期36卷 306-312页

作者：陈振家王晓闻荆旭梁亚萍山西农业大学食品科学与工程学院太谷030801 山西农业大学校医院太谷030801

为探究加热过程中红芸豆分离蛋白(Red Kidney Bean Protein Isolate,KPI)溶解特性和结构特性变化及评估不同温度(50~95℃)处理对KPI溶液热聚集特性的影响,该研究以不同温度处理KPI溶液为研究对象,采用热力学和光谱学对其热聚集特性进行... 详细信息

为探究加热过程中红芸豆分离蛋白(Red Kidney Bean Protein Isolate,KPI)溶解特性和结构特性变化及评估不同温度(50~95℃)处理对KPI溶液热聚集特性的影响,该研究以不同温度处理KPI溶液为研究对象,采用热力学和光谱学对其热聚集特性进行分析。结果表明:随处理温度升高,红芸豆蛋白溶解度呈先升后降趋势,70℃时蛋白溶解度达到最高值82.68%,温度升高至95℃时,溶解度下降至65.63%;电泳结果显示,90℃处理蛋白上清液电泳图谱中出现一条分子量约为135 kDa的新条带。随温度升高,总巯基数量则呈下降趋势,游离巯基呈先升后降趋势。随温度上升,加热造成蛋白α-螺旋结构占比呈下降趋势,不规则结构占比呈上升趋势,β-折叠和β-转角变化幅度不大,而KPI内源荧光的最大发射波长呈红移趋势。研究结果为红芸豆食品热加工工艺优化和质量控制提供了理论基础。

关键词：热处理热稳定性溶解度红芸豆蛋白二硫键二级结构内源荧光发射光谱

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基于二维相关近红外光谱的老陈醋醋龄鉴别

中国食品学报 2023年第8期23卷 389-395页

作者：张志勇韩宁周涛贾丽艳武同辉杜鸿志吴谦山西农业大学农业工程学院山西太谷030801 山西农业大学食品科学与工程学院山西太谷030801

采用二维相关近红外光谱技术与判别分析(DA)方法相结合鉴别不同醋龄的老陈醋样品。选取5个醋龄共100个老陈醋样品,在室温下采集所有样品的一维近红外光谱。以醋龄作为外扰因素,构建各样品在1001~1830 nm波段范围的二维相关同步谱和异步... 详细信息

采用二维相关近红外光谱技术与判别分析(DA)方法相结合鉴别不同醋龄的老陈醋样品。选取5个醋龄共100个老陈醋样品,在室温下采集所有样品的一维近红外光谱。以醋龄作为外扰因素,构建各样品在1001~1830 nm波段范围的二维相关同步谱和异步谱,分析其二维相关谱图的光谱特征。基于二维相关同步谱的对角线数据(即自相关谱),建立不同醋龄老陈醋样品的判别分析模型,模型校正集的识别准确率为97.3%,预测集识别准确率为96%。研究结果表明,所提出的方法可提供随醋龄变化的更多光谱特征信息,为老陈醋醋龄快速鉴别提供一种精度高的分类模型。

关键词：老陈醋醋龄鉴别判别分析二维相关近红外光谱

基于图像分块及重构的菠菜重叠叶片与杂草识别

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农业工程学报 2020年第4期36卷 178-184页

作者：苗荣慧杨华武锦龙刘昊宇山西农业大学信息科学与工程学院太谷030801 山西农业大学农学院太谷030801

针对重叠叶片在识别过程中存在识别率低、形状特征失效等问题,该研究提出一种基于图像分块及重构的方法,实现菠菜重叠叶片杂草识别。采用超绿模型将菠菜RGB图像进行灰度化得到绿色植被前景图像。针对重叠叶片形状特征失效问题,采用图像... 详细信息

针对重叠叶片在识别过程中存在识别率低、形状特征失效等问题,该研究提出一种基于图像分块及重构的方法,实现菠菜重叠叶片杂草识别。采用超绿模型将菠菜RGB图像进行灰度化得到绿色植被前景图像。针对重叠叶片形状特征失效问题,采用图像分块方式得到不同大小的图像块,并提取图像块中作物和杂草的颜色特征、局部二值模式(local binary pattern,LBP)纹理特征、分形盒维数共78维特征,构造支持向量机(support vector machine,SVM)分类器完成图像块的分类识别。该研究提出图像块边缘扩充和投票窗口机制得到重构图实现图像块分类结果可视化。试验结果表明,该研究提出的方法平均识别率达到83.78%,高于K最近邻法(K-Nearest neighbor,KNN)、决策树法等,可以实现重叠叶片的杂草识别,从而为智能除草机的研制提供理论依据。

关键词：图像分块图像重构重叠叶片杂草识别颜色特征 LBP纹理特征分形盒维数

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基于电参数与神经网络的奶牛乳腺炎检测方法

农业机械学报 2011年第1期42卷 193-197页

作者：崔传金古少鹏左月明山西农业大学工学院太谷030801 山西农业大学动物科技学院太谷030801

通过准确测量奶牛新鲜乳汁的温度、电导率、电容和乳汁中的体细胞含量,建立了温度、电导率、电容为输入,体细胞数为输出的四层BP神经网络模型。并将结果与没有电容参数的网络模型结果进行比较。结果表明:电容参数的加入使检测精度有显... 详细信息

通过准确测量奶牛新鲜乳汁的温度、电导率、电容和乳汁中的体细胞含量,建立了温度、电导率、电容为输入,体细胞数为输出的四层BP神经网络模型。并将结果与没有电容参数的网络模型结果进行比较。结果表明:电容参数的加入使检测精度有显著提高,验证集奶牛乳腺炎等级的正确检出率达到100%。

关键词：奶牛乳腺炎电参数神经网络检测

基于近红外-可见光高光谱的堆叠泛化模型褐土有机质预测

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光谱学与光谱分析 2023年第3期43卷 903-910页

作者：张秀全李志伟郑德聪宋海燕王国梁山西农业大学农业工程学院山西太谷030801 山西农业大学谷子研究所山西长治046000

准确预测农田土壤有机质含量有助于评估农田肥力状况,为精准农业提供数据依据。为解决单模型实现快速估测农田土壤表层有机质含量精度较低和泛化能力较弱的问题,以山西省典型褐土农田表层土壤为研究对象,基于近红外-可见光高光谱数据,... 详细信息

准确预测农田土壤有机质含量有助于评估农田肥力状况,为精准农业提供数据依据。为解决单模型实现快速估测农田土壤表层有机质含量精度较低和泛化能力较弱的问题,以山西省典型褐土农田表层土壤为研究对象,基于近红外-可见光高光谱数据,提出了一种堆叠泛化模型(SGM)用于预测有机质含量。首先对原高光谱数据采用小波平滑,对平滑数据进行倒数一阶微分、对数倒数一阶微分变换,采用相关系数与递归特征消除法进行特征波段提取。同时,引入机器学习中的集成学习随机森林Random Forest(RF)、梯度提升决策树Gradient Boosting Decision Tree(GBDT)、极限梯度提升eXtreme Gradient Boosting(XGBoost)、AdaBoost 4个初级机器学习器模型通过5折交叉验证对有机质含量进行预测,在初级学习器预测结果基础上,采用随机梯度下降SGD(stochastic gradient descent)作为元学习器建立SGM堆叠泛化模型。突破单模型精度较低和不稳定的制约,实现有机质含量的快速稳定检测。结果表明:倒数一阶微分变换后的光谱信息与有机质含量具有较好的相关性,相关性最大值达到了-0.611;相比单模型,堆叠泛化预测模型的决定系数(R^(2))和相对分析误差(RPD)分别为0.819和2.256,较其他算法平均决定系数(R^(2))和平均相对分析误差(RPD)分别提高了0.055和0.323;平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)分别为1.742和2.308 g·kg^(-1),较其他算法平均绝对误差(MAE)和平均均方根误差(RMSE)分别降低了0.406和0.389 g·kg^(-1),优化效果明显,可用于农田土壤表层有机质含量的有效估测。研究成果可为农田土壤表层有机质含量的高光谱快速检测提供依据和参考。

关键词：可见光-近红外高光谱预测有机质含量堆叠泛化模型

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山西老陈醋酿造过程中香气成分的动态变化

中国食品学报 2018年第11期18卷 198-210页

作者：许女张天震樊玮鑫史改玲张浩王如福山西农业大学食品科学与工程学院山西太谷030801 山西农业大学实验教学中心山西太谷030801

采用GC-MS法研究山西老陈醋发酵过程中香气成分的动态变化,结果表明:酒精发酵阶段,醇类和酯类物质相对含量随发酵时间的延长而增加,分别由发酵起始阶段(0 d)的23.21%和37.18%上升至末期(14 d)的33.55%和56.53%;酸类含量低且无明显变化... 详细信息

采用GC-MS法研究山西老陈醋发酵过程中香气成分的动态变化,结果表明:酒精发酵阶段,醇类和酯类物质相对含量随发酵时间的延长而增加,分别由发酵起始阶段(0 d)的23.21%和37.18%上升至末期(14 d)的33.55%和56.53%;酸类含量低且无明显变化。进入醋酸发酵阶段,酯类物质含量继续上升,最终达到60.41%;醇类物质因发生酯化反应而呈下降趋势,最终降至8.29%;醋酸菌、乳酸菌等产酸菌代谢活跃,使挥发性酸类物质含量大大提高,从醋酸发酵第0天的1.21%上升至第11天的16.66%。熏醅阶段的挥发作用使得酸类、醇类和酯类化合物的含量逐渐下降,醛类和酚类物质的含量显著提高;另外,两种杂环类化合物——糠醛和四甲基吡嗪的含量上升较快,分别从熏醅第1天的0%和1.04%上升至第5天的20.72%和10.83%。从新淋醋中共检测出18种酯类、5种醇类和3种挥发性酸,相对含量分别为20.08%,7.53%和28.00%,其中对醋风味有重要贡献的为苯乙醇、2,3-丁二醇、乙酸、乙酸乙酯、乙酸苯乙酯和糠醛。

关键词：山西老陈醋酿造过程香气成分