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基于拉曼光谱技术的枇杷果实β-胡萝卜素含量无损测定研究

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光谱学与光谱分析 2016年第11期36卷 3572-3577页

作者：王涛裘正军张卫正赵艳茹何勇浙江大学生物系统工程与食品科学学院浙江杭州310058

β-胡萝卜素作为一种重要的营养元素,其在果蔬活体内的测定方法通常必须对样品进行破坏,并且耗时、费力。采用拉曼光谱技术预测活体枇杷果实内β-胡萝卜素含量,以高效液相色谱法(HPLC)检测值作为参考值,采用高斯平滑对光谱数据进行预处... 详细信息

β-胡萝卜素作为一种重要的营养元素,其在果蔬活体内的测定方法通常必须对样品进行破坏,并且耗时、费力。采用拉曼光谱技术预测活体枇杷果实内β-胡萝卜素含量,以高效液相色谱法(HPLC)检测值作为参考值,采用高斯平滑对光谱数据进行预处理,同时使用多项式拟合(PF)的方法对光谱数据进行背景荧光扣除,以标准β-胡萝卜素的拉曼图谱为基础,选取了三个特征频移,以特征频移和截取的光谱建立了MLR模型、PLSR模型以及LS-SVM模型,取得了比较好的预测精度。其中LS-SVM模型的预测精度最高,其预测相关系数R_p^2达到了0.91,表明通过拉曼光谱对活体枇杷内β-胡萝卜素的含量检测是实际可行的。

关键词： β-胡萝卜素枇杷拉曼光谱 HPLC

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植物BRDF研究及应用进展

光谱学与光谱分析 2017年第3期37卷 829-835页

作者：张徐洲杜朋朋何勇方慧浙江大学生物系统工程与食品科学学院浙江杭州310058

植物叶片是植物光合作用的重要器官,直接体现了植物生长及营养状况。植物叶片反射、透射的内部理化信息模型间接反映了植物生长过程中物质、能量交换信息,是植物生长过程精细化管理的前提和基础。植物叶片空间光学特性对基于遥感的作物... 详细信息

植物叶片是植物光合作用的重要器官,直接体现了植物生长及营养状况。植物叶片反射、透射的内部理化信息模型间接反映了植物生长过程中物质、能量交换信息,是植物生长过程精细化管理的前提和基础。植物叶片空间光学特性对基于遥感的作物营养状况诊断、虚拟植物光线传输模拟、计算机图形学场景渲染等领域具有重大意义。双向反射分布函数(BRDF)主要研究物体表面反射光的空间分布特性和光谱特性,通过对作物叶片光学特性的获取和测定,准确、高效地表征作物生长参数,并进行定量分析,在植被遥感、农业等领域的研究与应用中有着极大的优势。为了更好地把BRDF技术应用于农业遥感、数字农业等领域中,将针对BRDF测量装置、模型发展和分类及其在植物遥感检测中的应用等环节展开叙述。最后结合综述内容,分析了BRDF技术在农业遥感领域的局限,并对其应用前景进行了展望。

关键词： BRDF 叶片光学特性测量装置模型

基于支持向量机算法的红外光谱技术在奶粉蛋白质含量快速检测中的应用

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光谱学与光谱分析 2008年第5期28卷 1071-1075页

作者：吴迪曹芳冯水娟何勇浙江大学生物系统工程与食品科学学院浙江杭州310029

蛋白质是奶粉中重要的营养成分,实现对奶粉中蛋白质含量的快速、无损检测十分重要。文章采用近红外及中红外光谱技术检测了不同品种奶粉的蛋白质含量。采用最小二乘支持向量机对光谱透射率值和蛋白质值建模。模型在全波段对样本蛋白质... 详细信息

蛋白质是奶粉中重要的营养成分,实现对奶粉中蛋白质含量的快速、无损检测十分重要。文章采用近红外及中红外光谱技术检测了不同品种奶粉的蛋白质含量。采用最小二乘支持向量机对光谱透射率值和蛋白质值建模。模型在全波段对样本蛋白质含量预测得到了较好的结果,绝对系数(R2p)达到0.9517,预测误差均方根(RMSEP)为0.520 201。预测结果要优于传统的偏最小二乘回归(PLS)的预测结果,说明红外光谱技术能够实现奶粉蛋白质含量的无损检测,且检测过程比传统化学检测方法简单,操作性强。文章同时还研究了分别基于中红外光谱范围和近红外光谱范围的建模。模型预测结果显示中红外光谱区域的建模效果要优于近红外光谱区域。该研究为今后奶粉蛋白质含量快速无损检测提供了新的方法。

关键词：近红外中红外光谱蛋白质奶粉最小二乘支持向量机无损检测

高光谱成像技术的柑橘植株叶片含氮量预测模型

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光谱学与光谱分析 2014年第1期34卷 212-216页

作者：李金梦叶旭君王巧男张初何勇浙江大学生物系统工程与食品科学学院浙江杭州310058

氮素是果树生长发育的一种大量必需元素,及时准确地监控果树的氮营养状况,对果树的合理施肥、增产、优化果实品质以及减缓过量施氮引起的水资源污染具有重要意义。利用高光谱成像技术结合多变量统计学方法,建立了柑橘植株叶片的含氮量... 详细信息

氮素是果树生长发育的一种大量必需元素,及时准确地监控果树的氮营养状况,对果树的合理施肥、增产、优化果实品质以及减缓过量施氮引起的水资源污染具有重要意义。利用高光谱成像技术结合多变量统计学方法,建立了柑橘植株叶片的含氮量预测模型。研究步骤为:高光谱扫描、提取平均光谱曲线、预处理原始光谱数据、采用连续投影法提取特征波段和建立含氮量预测模型。从SG平滑、SNV、MSC、1-Der等11种预处理方法中筛选出的较优预处理方法是SG平滑、Detrending和SG平滑-Detrending。对应这三种最优预处理方法,先采用连续投影法挑选出各自的特征波长,然后将各特征波段下的光谱反射率作为偏最小二乘、多元线性回归和反向传播人工神经网络模型的输入,各自建立三个预测模型。从以上获得的9个预测模型中,得出两个最优模型SG平滑-Detrending-SPA-BPNN(Rp:0.851 3,RMSEP:0.188 1)和Detrending-SPA-BPNN(Rp:0.8609,RMSEP:0.159 5)。结果表明,利用高光谱数据测定柑橘叶片含氮量具有可行性。这为实时、准确地监控柑橘植株生长过程中叶片含氮量的变化以及合理科学的氮肥施加提供了一定的理论基础。

关键词：高光谱成像技术柑橘叶片连续投影法偏最小二乘法反向传播人工神经网络

高光谱成像技术的不同叶位尖椒叶片氮素分布可视化研究

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光谱学与光谱分析 2015年第3期35卷 746-750页

作者：余克强赵艳茹李晓丽丁希斌庄载椿何勇浙江大学生物系统工程与食品科学学院浙江杭州310058

为了快速、准确、直观估测尖椒叶片的营养水平和生长状况,利用高光谱成像技术结合化学计量学方法对不同叶位尖椒叶片氮素含量(nitrogen content,NC)的分布进行了可视化研究。按照叶片位置采摘尖椒叶片,并采集高光谱数据,然后测定相应叶... 详细信息

为了快速、准确、直观估测尖椒叶片的营养水平和生长状况,利用高光谱成像技术结合化学计量学方法对不同叶位尖椒叶片氮素含量(nitrogen content,NC)的分布进行了可视化研究。按照叶片位置采摘尖椒叶片,并采集高光谱数据,然后测定相应叶片的SPAD和NC。提取出叶片的光谱信息后,采用Randomfrog(RF)算法提取特征波段,分别选出5条与10条特征波段。针对选取的特征波段和全波段,分别建立偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)模型,结果表明采用特征波段建立的PLSR模型性能较好(SPAD:R_C=0.970,R_(CV)=0.965,R_P=0.934;NC:R_C=0.857,R_(CV)=0.806,R_P=0.839)。根据预测模型计算尖椒叶片高光谱图像每个像素点的SPAD与NC,从而实现SPAD与NC的可视化分布。事实上叶片的SPAD在一定程度上可以反映含氮量,二者分布图的变化趋势基本一致,验证了可视化结果的正确性。结果表明:运用高光谱成像技术可以实现对不同叶位尖椒叶片氮素分布的可视化研究,这为监测植物的生长状况和养分分布提供理论依据。

关键词：高光谱成像技术 Random-frog 算法叶片叶位氮素含量可视化

油菜叶片的光谱特征与叶绿素含量之间的关系研究

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光谱学与光谱分析 2007年第9期27卷 1731-1734页

作者：方慧宋海燕曹芳何勇裘正军浙江大学生物系统工程与食品科学学院浙江杭州310029

叶绿素是作物生长中的重要因素,是植物营养胁迫、光合作用能力和生长状况的良好指示剂。实时、可靠的作物营养诊断是进行科学施肥管理的基础,也是实践精细农业的关键技术之一。采用便携式可见-近红外光谱仪,在室外自然光照条件下对不同... 详细信息

叶绿素是作物生长中的重要因素,是植物营养胁迫、光合作用能力和生长状况的良好指示剂。实时、可靠的作物营养诊断是进行科学施肥管理的基础,也是实践精细农业的关键技术之一。采用便携式可见-近红外光谱仪,在室外自然光照条件下对不同氮肥水平下油菜叶片的光谱特性进行了研究,并根据作物特有的光谱特征,采用逐步回归分析方法建立了油菜叶片的叶绿素含量与红边位置和绿峰位置之间的定量分析模型。结果表明,将红边位置、绿峰位置二者作为自变量时,建立的模型效果优于采用单一的红边位置为自变量时建立的模型效果。其相关系数分别为0.863和0.848;校正标准偏差SEC分别为5.273和5.459,说明采用红边位置和绿峰位置这两个参数更能很好地预测叶片的叶绿素含量。

关键词：油菜叶绿素可见-近红外光谱逐步回归红边位置绿峰位置

雪里蕻腌菜腌制过程中主要成分的动态变化研究

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中国食品学报 2013年第7期13卷 215-221页

作者：徐娟娣刘东红浙江大学生物系统工程与食品科学学院杭州310058

雪里蕻腌菜是我国一种传统腌制蔬菜,口感、质地和风味独特,深受消费者喜爱。采用水分测定仪、凯氏定氮法、3,5-二硝基水杨酸比色法、酸碱中和法、盐酸萘乙二胺法、间接沉淀滴定法和高效液相色谱仪测定雪里蕻腌菜腌制过程中的水分含量、... 详细信息

雪里蕻腌菜是我国一种传统腌制蔬菜,口感、质地和风味独特,深受消费者喜爱。采用水分测定仪、凯氏定氮法、3,5-二硝基水杨酸比色法、酸碱中和法、盐酸萘乙二胺法、间接沉淀滴定法和高效液相色谱仪测定雪里蕻腌菜腌制过程中的水分含量、粗蛋白、还原糖、总酸、亚硝酸盐、氯化钠、有机酸和游离氨基酸含量的动态变化情况。结果表明,腌制过程中,腌菜中的亚硝酸盐含量均远远低于国家标准规定的酱腌菜亚硝酸盐小于20 mg/kg的要求。还原糖、总酸、有机酸和氨基酸呈一定的变化规律。这些主要成分与腌菜的风味形成有密切联系,还原糖、有机酸和氨基酸含量的增加,可使其口味更为鲜美。为今后雪里蕻腌菜产业化、标准化、营养化生产提供了理论依据。

关键词：雪里蕻腌菜风味有机酸氨基酸动态

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超高压技术在粮食产品加工中的应用

农业机械学报 2015年第10期46卷 247-256,297页

作者：于勇潘芳苏光明詹耀朱松明浙江大学生物系统工程与食品科学学院杭州310058

超高压技术是一种非热加工技术,因具有杀菌、保持食品原有营养成分、护色等特点,在食品行业的应用已越来越广泛。目前,超高压技术在粮食产品加工方面的应用发展较快,随着对该技术研究的不断深入,其在粮食产品加工中所发挥的作用也越来... 详细信息

超高压技术是一种非热加工技术,因具有杀菌、保持食品原有营养成分、护色等特点,在食品行业的应用已越来越广泛。目前,超高压技术在粮食产品加工方面的应用发展较快,随着对该技术研究的不断深入,其在粮食产品加工中所发挥的作用也越来越受关注。阐述了国内外超高压技术在粮食产品淀粉改性、蛋白质改性、成分提取、致敏性降低、贮藏(灭菌灭芽)等方面的研究进展,分析了各方面研究结果的意义、应用价值和前景,并对今后应重点关注的研究方向提出了建议。

关键词：粮食产品超高压应用

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传统发酵食品中乳酸菌多样性及其功能特性

中国食品学报 2013年第9期13卷 174-181页

作者：张国华何国庆浙江大学生物系统工程与食品科学学院杭州310058

传统发酵食品不仅具有较高的营养价值,而且具有独特的风味,因而备受消费者的青睐。如各种泡菜、酸奶、奶酪、馒头、发酵香肠等,这些发酵食品中蕴含着丰富的乳酸菌资源。本文主要阐述我国传统发酵食品中乳酸菌资源的开发及其功能特性的... 详细信息

传统发酵食品不仅具有较高的营养价值,而且具有独特的风味,因而备受消费者的青睐。如各种泡菜、酸奶、奶酪、馒头、发酵香肠等,这些发酵食品中蕴含着丰富的乳酸菌资源。本文主要阐述我国传统发酵食品中乳酸菌资源的开发及其功能特性的研究现状,为充分利用这一天然菌种资源宝库,改善传统发酵食品品质提供理论参考。

关键词：传统发酵食品乳酸菌功能特性