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本科教学实验室智能管理平台建设的研究与实践——以山西农业大学食品科学与工程学院为例

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食品工业 2022年第12期43卷 200-203页

作者：张素敏张宇波朱俊玲刘志宗冯翠萍山西农业大学太谷030801

实验教学作为教育教学的重要组成部分,是实现素质教育和创新人才培养目标的重要环节,在培养学生能力和综合素质提高方面有着其他教学手段无法比拟和替代的独特作用。高校本科教学实验室作为大学生进行实践教学和技能训练的主要场所,在... 详细信息

实验教学作为教育教学的重要组成部分,是实现素质教育和创新人才培养目标的重要环节,在培养学生能力和综合素质提高方面有着其他教学手段无法比拟和替代的独特作用。高校本科教学实验室作为大学生进行实践教学和技能训练的主要场所,在培养大学生创新意识、创新能力、培养高校复合型人才方面发挥重要作用。实验室管理水平直接影响实践教学的开展、科研成果的产出和人才培养的质量。剖析食品学院本科教学实验室管理的现状和问题,针对这些问题,打造一个集实验室使用管理、综合管理和安全管理等功能为一体的智能实验室管理平台,解决传统管理模式中的信息滞后、职能交叉、被动管理等问题,实现各种信息资源共享,提高本科教学实验室的管理水平,促进本科人才培养质量提升。通过实践,整个智能化管理平台有效地提高了实验室的使用效率和管理效率。

关键词：本科教学实验室智能化管理

产脂肪酶木糖葡萄球菌YCC3全基因组测序及序列分析

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食品科学技术学报 2024年第3期42卷 126-138页

作者：刘莹蒙志明席越阳朱迎春山西农业大学食品科学与工程学院山西太谷030800

木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus,***)YCC3是从发酵肉制品中分离筛选到的1株产脂肪酶活性高的菌株,为研究该菌株在香肠发酵过程中的代谢机理和功能,采用PromethION和Illumina HiSeq测序平台对*** YCC3进行完成图测序分析。结果表明... 详细信息

木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus,***)YCC3是从发酵肉制品中分离筛选到的1株产脂肪酶活性高的菌株,为研究该菌株在香肠发酵过程中的代谢机理和功能,采用PromethION和Illumina HiSeq测序平台对*** YCC3进行完成图测序分析。结果表明,*** YCC3基因组为1套含有3个质粒的环状分子,基因组序列总长度为2773035 bp,GC含量(鸟嘌呤和胞嘧啶占基因组序列的比率)为32.88%。基因组中预测到2540个编码基因,编码基因总长度为2742136 bp,平均长度为1079.58 bp,占基因组的83.24%。*** YCC3的编码基因通过GO(Gene Ontology)数据库注释,预测到与抗氧化活性相关的基因3个;COG(Cluster of Orthologous Groups of Proteins)数据库注释到与脂质运输和代谢相关的基因中有8个含有脂肪酸合成基因、4个含有脂肪水解酶基因;KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)数据库注释到与脂肪酸合成相关的基因16个,与脂肪酸降解相关的基因10个,与不饱和脂肪酸合成相关的基因3个。***菌株的基因组基本功能注释和代谢通路基因信息注释旨在为菌株作为发酵剂在香肠发酵中的应用提供一定的理论依据。

关键词：木糖葡萄球菌脂肪酶全基因组测序基因功能注释发酵香肠

褐土全氮含量Vis/NIRS组合预测模型的构建

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光谱学与光谱分析 2024年第8期44卷 2310-2317页

作者：张秀全马世兴李志伟郑德聪宋海燕山西农业大学农业工程学院山西太谷030801 山西农业大学信息科学与工程学院山西太谷030801

准确掌握农田土壤全氮含量对于评估土壤肥力,合理施用氮肥具有重要意义。为综合利用各个单预测模型的优势,提升整体预测性能、降低模型方差,提高鲁棒性,以农田褐土土壤为研究对象,基于近红外-可见光高光谱数据,提出了一种基于标准差的... 详细信息

准确掌握农田土壤全氮含量对于评估土壤肥力,合理施用氮肥具有重要意义。为综合利用各个单预测模型的优势,提升整体预测性能、降低模型方差,提高鲁棒性,以农田褐土土壤为研究对象,基于近红外-可见光高光谱数据,提出了一种基于标准差的预测有效度组合预测模型(CPM),用于预测土壤全氮含量。对原高光谱数据采用Savitzky-Golay平滑和一阶微分变换,采用树模型进行特征波段提取,利用决策树回归(DTR)(模型1)、高斯核回归(GKR)(模型2)、随机森林回归(RF)(模型3)、LASSO回归(模型4)、多层感知器回归(MLP)(模型5)5个单预测模型,通过单预测模型的线性组合建立组合预测模型。结果表明:(1)通过广义简约梯度优化算法求得组合预测模型中5个单预测模型的权重分别为ω*1=0.407,ω*2=0.378,ω*3=0.215,ω*4=0,ω*5=0;(2)对于所有数据,基于5种单预测模型和组合预测模型对土壤全氮含量预测的预测有效度分别为M1=0.855,M2=0.856,M3=0.847,M4=0.785,M5=0.796,MCPM=0.880;与单模型预测有效度最大值相比,组合预测模型预测有效度提高了2.924%;(3)对于所有数据,基于5种单预测模型和组合预测模型对土壤全氮含量预测的预测精度和标准差分别为E(A1)=0.924,σ(A1)=0.075,E(A2)=0.928,σ(A2)=0.077,E(A3)=0.923,σ(A3)=0.082,E(A4)=0.882,σ(A4)=0.109,E(A5)=0.889,σ(A5)=0.104,E(ACPM)=0.937,σ(ACPM)=0.066,与单模型预测精度最大值相比,组合预测模型预测精度提高了0.970%,模型稳定性提高了12.000%,且为优性组合预测。组合预测模型可用于可见光-近红外光谱数据的农田褐土土壤全氮含量的有效估测,可为农田土壤全氮含量的快速监测提供依据和参考。

关键词：可见光-近红外高光谱预测全氮含量组合预测模型

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黄菜即食肉丸配方优化及贮藏特性

食品工业科技 2024年第14期45卷 175-183页

作者：贺伟春刘亚平狄建兵宋支萱山西农业大学食品科学与工程学院山西晋中030801

为获得黄菜即食肉丸最优配方并对其贮藏特性进行研究,以感官评分为考察指标,利用Plackett-Burman试验筛选出了对黄菜即食肉丸感官评分影响显著的3个因素,并通过最陡爬坡试验和Box-Behnken试验,优化了黄菜即食肉丸配方;对比了黄菜即食肉... 详细信息

为获得黄菜即食肉丸最优配方并对其贮藏特性进行研究,以感官评分为考察指标,利用Plackett-Burman试验筛选出了对黄菜即食肉丸感官评分影响显著的3个因素,并通过最陡爬坡试验和Box-Behnken试验,优化了黄菜即食肉丸配方;对比了黄菜即食肉丸与普通肉丸以及两种不同包装下(玻璃瓶、脱氧剂+PET易拉罐封装)黄菜即食肉丸37℃贮藏过程中色差、质构、菌落总数、大肠菌群、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、过氧化值、硫代巴比妥酸值等指标的变化。结果表明:黄菜即食肉丸最佳配方为肉:黄菜比为1:1、鸡蛋添加量9%、食盐添加量0.9%。在该配方下制得的黄菜肉丸清香柔和,富有弹性,形状饱满,色泽诱人,感官评分为23.58分。在贮藏过程研究中,黄菜肉丸较普通肉丸pH显著降低(P<0.05),抑制了菌落总数(P<0.05),大肠菌群和致病菌的生长;脱氧剂+PET易拉罐封装更好的保持了黄菜肉丸的色泽,显著延缓了菌落总数的上升(P<0.05),延长了产品贮藏期,抑制了大肠菌群以及金黄色葡萄球菌等致病菌的生长繁殖。本研究对黄菜即食肉丸配方开发及其在不同包装下贮藏特性的研究具有一定参考意义。

关键词：黄菜即食肉丸配方优化贮藏特性包装

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基于YOLO v7-ST-ASFF的复杂果园环境下苹果成熟度检测方法

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农业机械学报 2024年第6期55卷 219-228页

作者：苗荣慧李港澳黄宗宝李志伟杜慧玲山西农业大学信息科学与工程学院太谷030801 山西农业大学农业工程学院太谷030801 山西农业大学基础部太谷030801

针对复杂果园环境下目标检测算法参数量大、鲁棒性差等问题,本文提出一种改进的YOLO v7网络模型用于苹果成熟度(未成熟、半成熟、成熟)检测。以YOLO v7为基线网络,在特征提取结构中引入窗口多头自注意力机制(Swin transformer,ST),极大... 详细信息

针对复杂果园环境下目标检测算法参数量大、鲁棒性差等问题,本文提出一种改进的YOLO v7网络模型用于苹果成熟度(未成熟、半成熟、成熟)检测。以YOLO v7为基线网络,在特征提取结构中引入窗口多头自注意力机制(Swin transformer,ST),极大地降低网络参数量与计算量;为提高模型对远景图像中小目标的检测能力,在特征融合结构中引入自适应空间特征融合(Adaptively spatial feature fusion,ASFF)模块优化Head部分,有效利用图像的浅层特征和深层特征,加强特征尺度不变性;采用WIoU(Wise intersection over union)代替原始CIoU(Complete intersection over union)损失函数,在提高检测准确率的同时加快模型收敛速度。试验结果表明,本文改进的YOLO v7-ST-ASFF模型在苹果图像测试集上的检测速度和准确率均有显著提高,不同成熟度检测精确率、召回率和平均精度均值可达92.5%、84.2%和93.6%,均优于Faster R-CNN、SSD、YOLO v3、YOLO v5、YOLO v7以及YOLO v8目标检测模型;针对多目标、单目标、顺光、逆光、远景、近景以及套袋、未套袋苹果目标的检测效果都较好;本文网络模型内存占用量为53.4MB,模型平均检测时间(Average detection time,ADT)为***,均优于其他目标检测模型。改进的YOLO v7-ST-ASFF模型能够满足复杂果园环境下苹果目标的检测,可为果蔬机器人自动化采摘提供技术支撑。

关键词：苹果成熟度检测复杂果园环境 YOLO v7 窗口多头自注意力机制 ASFF

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应用型高校“124N专业实践育人模式”探讨——以山西农业大学食品科学与工程学院为例

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教书育人（高教论坛） 2020年第12期 22-24页

作者：白锦霞程刚贾丽艳山西农业大学食品科学与工程学院

实践育人因为具有培养学生专业实践技能、社会责任感和创新创业、团结协作、人际沟通等多方面能力的特征,在全球化竞争日渐激烈与高等教育综合改革不断深化的今天,已经成为高校育人的核心环节。本文围绕实践育人过程中存在的问题,以山... 详细信息

实践育人因为具有培养学生专业实践技能、社会责任感和创新创业、团结协作、人际沟通等多方面能力的特征,在全球化竞争日渐激烈与高等教育综合改革不断深化的今天,已经成为高校育人的核心环节。本文围绕实践育人过程中存在的问题,以山西农业大学食品科学与工程学院的“124N专业实践育人模式”为例,提出了加强顶层设计、学校牵头管总、专业课教师负责实践内容、辅导员参与思想政治引领等方面的改革措施,以期对高校的实践育人工作有所启发,更好地承担起高校培养中国特色社会主义事业建设者和接班人的根本任务。

关键词：实践育人 “124N专业实践育人模式” 大学生素质提升

灰霉病早期胁迫下花椰菜多酚氧化酶活性的高光谱研究

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 534-541页

作者：王凯薛建新李尧迪张明月山西农业大学农业工程学院山西晋中030801

利用高光谱技术实现灰霉病早期胁迫下花椰菜多酚氧化酶(PPO)活性的快速无损检测。为了使预测效果更好,在900~1700 nm光谱范围内采集253个健康花椰菜样本及257个染病花椰菜样本的光谱信息,并使用分光光度计法对样本中多酚氧化酶活性进行... 详细信息

利用高光谱技术实现灰霉病早期胁迫下花椰菜多酚氧化酶(PPO)活性的快速无损检测。为了使预测效果更好,在900~1700 nm光谱范围内采集253个健康花椰菜样本及257个染病花椰菜样本的光谱信息,并使用分光光度计法对样本中多酚氧化酶活性进行测定。对健康及染病花椰菜样本PPO活性均值进行分析,发现健康花椰菜PPO活性均值(10.257 U·g^(-1))小于染病花椰菜PPO活性均值(12.324 U·g^(-1))。利用光谱-理化值共生距离(SPXY)算法对样本进行校正集(健康样本193个,染病样本197个)和预测集(健康样本60个,染病样本60个)的划分,对划分后的样本集进行六种单一预处理(卷积平滑算法SG、去趋势算法DT、中值滤波MF、归一化处理NOR、标准正态变量变换SNV、基线校正Baseline)。利用相关系数(R)和均方根误差(RMSE)作为模型评价指标,发现预处理能够有效提高模型的精度和稳定性,其中健康样本经NOR预处理后的预测集建模效果最好;染病样本经DT预处理后的预测集建模效果最好。采用连续投影算法(SPA)与回归系数法(RC)提取特征波长,建立PPO活性值的偏最小二乘回归(PLSR)、最小二乘支持向量机(LS-SVM)及BP神经网络三种预测模型,探究不同特征波长提取方法对模型精度的影响,比较不同建模方式对花椰菜PPO活性预测的准确度。结果说明提取特征波长可以优化光谱信息,SPA和RC对两种样本提取的波长个数分别为9,12,7和11,其中SPA优化后的光谱数据对健康样本PPO活性预测效果较好,RC优化后的光谱数据对染病样本PPO活性预测效果较好。对比分析模型效果,发现LS-SVM模型对两种样本和其对应的酶活性产生了很好的拟合效果。最终发现,SPA-LS-SVM模型对于健康花椰菜PPO活性预测效果较好,其预测相关系数(Rp)为0.832,预测均方根误差(RMSEP)为1.676;RC-LS-SVM模型对于染病花椰菜PPO活性预测效果较好,其Rp为0.848,RMSEP为1.156。研究结果表明高光谱技术可以实现灰霉病早期胁迫下花椰菜多酚氧化酶活性的测定,为快速检测花椰菜多酚氧化酶活性及便携式仪器开发提供了科学依据。

关键词：花椰菜灰霉病多酚氧化酶高光谱无损检测

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毛建茶茶汤色差与感官品质的相关性分析

中国食品学报 2024年第3期24卷 298-305页

作者：王腾飞裴淑芳杨佳丽霍梅俊山西农业大学食品科学与工程学院山西晋中030801 山西农业大学规划合作部山西晋中030801

目的:通过统计分析建立一种可靠、准确和客观评价毛建茶茶叶品质的方法。方法:测定并分析毛建茶茶样的色差值、吸光度值、水浸出物含量与茶汤感官审评评分之间的相关性和线性回归关系。结果:毛建茶感官评分与明暗度表征量L值存在显著正... 详细信息

目的:通过统计分析建立一种可靠、准确和客观评价毛建茶茶叶品质的方法。方法:测定并分析毛建茶茶样的色差值、吸光度值、水浸出物含量与茶汤感官审评评分之间的相关性和线性回归关系。结果:毛建茶感官评分与明暗度表征量L值存在显著正相关关系,与红绿色度表征量a值和黄蓝色度表征量b值存在显著负相关关系,并与色差衍生值Cab和色差ΔE呈显著正相关关系。因此,可用色差参数L、a、b、Cab和ΔE来反映毛建茶品质。感官审评总分(Y_(1))与明亮度L(X_(1))、色度a(X_(2))和色度b(X_(3))间的线性关系为Y_(1)=24.93+6.78X_(1)-66.55X_(2)-21.35X_(3)(P<0.05,R^(2)=0.62)。毛建茶茶汤吸光度值与各项感官评分项目存在极显著正相关关系,吸光度值(Y_(2))与外观(X_(1))、香气(X_(2))、汤色(X_(3))、滋味(X_(4))、叶底(X_(5))、总分(X_(6))间的线性关系为Y_(2)=-0.008-5.43×10^(-5)X_(1)+7.33×10^(-5)X_(2)+0.001X_(3)+0.001X_(5)-0.001X_(6)(P<0.01,R^(2)=0.96)。毛建茶水浸出物含量与各项感官评分项目存在极显著正相关关系,水浸出物含量(Y_(3))与外观(X_(1))、香气(X_(2))、汤色(X_(3))、滋味(X_(4))、叶底(X_(5))和总分(X_(6))间的线性关系为Y_(3)=-0.036+6.21×10^(-5)X_(1)+0.002X_(2)+0.005X_(3)-4.61×10^(-5)X_(4)-0.003X_(5)+0.001X_(6)(P<0.05,R^(2)=0.87)。结论:本研究建立了一种毛建茶品质的评价方法,为代用茶的生产和加工提供借鉴。

关键词：毛建茶色差值感官品质相关性

产学研结合助推食品学科学生创新创业能力提升培养模式研究——以山西农业大学食品科学与工程学院为例

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大学教育 2021年第6期 189-191页

作者：白锦霞贾丽艳郝林山西农业大学食品科学与工程学院山西晋中030801

随着时代发展的需要和国家政策的鼓励,提升食品学科学生的创新创业能力很重要。文章通过问卷调查的方式发现食品学科学生在创新创业能力提升方面普遍存在实践机会少、没有专业教师指导、实践和课程冲突等问题,针对这些问题构建了能满足... 详细信息

随着时代发展的需要和国家政策的鼓励,提升食品学科学生的创新创业能力很重要。文章通过问卷调查的方式发现食品学科学生在创新创业能力提升方面普遍存在实践机会少、没有专业教师指导、实践和课程冲突等问题,针对这些问题构建了能满足学生需要的产学研结合助推食品学科学生创新创业能力提升的培养模式,并对该模式的含义和运行进行了详细的论述。

关键词：校企合作产学研结合实践食品学科创新创业