便携式双档位柑橘多品质无损检测装置设计与试验

为了解决普通检测装置难以覆盖不同果径(25~95mm)柑橘的检测需求问题,研发了覆盖多果径柑橘的便携式双档位多品质无损检测装置。以砂糖橘(果径25.35~48.61mm)和武鸣沃柑(果径53.24~94.71mm)为研究对象,基于研发的双档位探头,在赤道部位每隔120°采集一次光谱,平均光谱作为该柑橘的原始光谱。经标准正态变量变换(standard normal variable,SNV)、多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)预处理,再利用竞争性自适应加权抽样算法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)筛选特征波长,分别建立了沃柑和砂糖橘的可溶性固形物含量(soluble solids content,SSC)和水分的偏最小二乘预测模型。沃柑的SSC和水分预测模型验证集相关系数分别为0.937、0.951,均方根误差分别为0.382°Brix、0.491%;砂糖橘的SSC和水分预测模型验证集相关系数分别为0.921、0.935,均方根误差分别为0.460°Brix、0.673%。为了评估检测装置的准确性和稳定性,使用平均变异系数分析了沃柑和砂糖橘的SSC含量和水分测定结果,并通过预测结果与标准理化值进行残差分析。结果表明,研制的便携式双档位柑橘多品质光谱检测装置对不同果径柑橘内部品质检测稳定性与精度均满足现场实时检测需求。

基于激光诱导荧光光谱的酸奶乳酸菌数快速检测

以市售搅拌型酸奶为研究对象,利用自行搭建的激光诱导荧光(LIF)采集系统,获取不同乳酸菌数酸奶样品的荧光光谱,探讨酸奶中各种荧光物质的荧光峰强度随乳酸菌数变化的响应关系,结合光散射校正算法建立了酸奶中乳酸菌数定量预测模型.结果显示,不同乳酸菌数酸奶样品均在435、485和520 nm附近出现了荧光特征峰,且均随乳酸菌数的变化呈现规律性变化.利用4种光散射校正方法对酸奶原始荧光光谱进行了校正,其中,OPLEC+SR光散射校正算法能够有效消除与波长相关的基线漂移的影响,所建立的PLSR预测模型结果最优,其校正集、验证集相关系数R_(c)、R_(p)分别为0.9654和0.9533,均方根误差C_(RMSE)、P_(RMSE)分别为0.1525 logCFU/mL和0.2362 logCFU/mL.为验证模型的稳定性与可靠性,利用未参与建模的8个酸奶样品对最优模型进行外部验证,实测值与预测值线性拟合后的相关系数R可达到0.9510,拟合残差模为0.8606,说明所建预测模型可以实现酸奶中乳酸菌数的实时监测.

厦门海域有机磷农药污染现状与来源分析

利用SPEGCFPD对厦门附近海域的微表层、表层、底层海水及九龙江入海口高、低潮水中有机磷农药进行了分析.结果表明,有机磷农药的含量范围为:低于检测限～725.54ng·L-1,平均值为136.47ng·L-1.研究海区中马銮内湾有机磷农药污染最为严重(165.77～453.42ng·L-1,平均296.01ng·L-1),九龙江口、西海域和西南海域污染水平接近(16.26～200.65ng·L-1,平均84.59ng·L-1),东部海域有机磷农药污染最轻(10.38～66.01ng·L-1,平均38.14ng·L-1).九龙江入海口高潮水中农药的浓度明显低于低潮水中浓度,说明海域中多数农药污染来源于九龙江流域输入,少数农药来源于海域周边地区或九龙江流域和海域周边地区共同输入,微表层对有机磷农药的富集作用不明显.

小型西瓜果实成熟度的无损定性判别

将与西瓜成熟度相关的10项指标,经聚类分析分为完全成熟和不完全成熟两大类,利用PCADA和PLSDA两种建模方法,通过近红外光谱分析,针对小型西瓜京秀果实成熟度进行了定性判定。其中PCADA模型的效果最好。赤道部位建模的效果优于瓜顶部位。两个模型中均有误判,且存在着共同被误判的样品,果实样品理化成分和结构的不同都会对光谱信息产生影响,从而导致误判。漫透射近红外技术在小型西瓜成熟度检测方面可以获得较好的效果。但是建立预测模型时应选择合适的光谱采集部位和建模方法。

五川流域降雨事件中农田有机磷农药的流失特征分析

利用SPEGCFPD分析了福建五川流域降雨事件中及雨后地表径流、不同土地利用的浅层地下水及雨水中的15种有机磷农药,其中敌敌畏(0.26～42.13ng/L)、甲胺磷(1.56～68.66ng/L)、氧化乐果(ND～694.0ng/L)、乐果(3.57～158.3ng/L)、乙拌磷(ND～79.62ng/L)和甲基对硫磷(ND～68.31ng/L)等6种农药为主要检出组分.研究发现浅层地下水中有机磷农药浓度高于地表径流、雨水中的浓度,降雨过程中地表径流有机磷农药浓度峰值滞后于水流峰值,且与水中总磷(或可溶性磷)没有明显的相关性.

声乐歌剧作品与声乐演唱的分析研究

本论文是从艺术学的角度看声乐歌剧作品与声乐演唱即美声唱法互为艺术创造的基础。从声乐歌剧作品是声乐演唱实现的根本基础及声乐歌剧作品的情感基调决定声乐演唱的音色及视觉化表演姿态两方面进行分析研究。

歌剧演唱的舞台实践

歌剧演唱是声乐演唱学习中最重要的组成部分，在掌握了科学的演唱方法之后，对于学习歌剧演唱的学生来说舞台实践能力的培养是不可或缺十分必要的。

基于高光谱成像技术的猪肉新鲜度评价

该文研究利用高光谱成像技术预测猪肉新鲜度参数,挥发性盐基氮(TVB-N)和pH值。在470～1000nm波长范围内,从高光谱图像中提取的反射光谱,分别经过2次Savitzky-Golay(S-G)平滑、多元散射校正(MSC)处理后,建立PLSR(偏最小二乘法)的预测模型。对TVB-N的预测,使用2次S-G平滑处理、MSC光谱建立的PLSR预测模型相关系数分别为0.90和0.89,预测模型标准差分别为7.80和8.05。对pH值的预测,经过MSC处理比2次S-G平滑处理的结果好,相关系数为0.79,预测模型标准差为0.37。同时综合2个参数利用MSC处理后的预测模型对猪肉新鲜度进行评定,准确率达91%。研究结果表明,高光谱成像技术可以用于猪肉新鲜度快速无损检测。

试论声乐教学中歌唱生理与歌唱心理的关系

歌唱生理和歌唱心理的关系在声乐教学中起着极其重要的作用,通过对歌唱生理的了解和歌唱心理的认识,可以使演唱者获得最好的歌唱状态,发出最动听的声音,达到最佳的水平。

基于高光谱成像技术的苹果内外品质同时检测

结合高光谱图像处理和光谱分析方法,通过一次图像扫描同时对苹果的表面摔伤和糖分含量进行检测。苹果第一主成分图像与794 nm的图像相减后进行去噪和阈值分割处理,摔伤检测的准确率为92.6%。对感兴趣区域的反射光谱曲线进行多元散射校正、一阶导数和SG平滑处理后利用偏最小二乘回归方法建立糖分含量的预测模型,校正集相关系数Rc为0.93,SEC为0.47°Brix,验证集相关系数Rv为0.92,SEV为0.67°Brix。结果表明:利用高光谱成像技术可以实现苹果内部品质和外部品质的同时检测。

中性电解水对鸡蛋表面的清洗灭菌效果

为寻求一种高效、安全、无污染的禽蛋清洗消毒剂,采用无隔膜电解装置电解稀盐酸溶液制备中性电解水(pH值6.0～7.5)考查不同有效氯浓度、处理时间和温度条件下中性电解水对鸡蛋人工接种鸡白痢沙门氏菌(Salmonella pullorum,鸡蛋表面的初始菌落数对数为6.19～6.26log10(cfu/g))和大肠杆菌O157:H7(鸡蛋表面的初始菌落数对数为6.12～6.19log10(cfu/g))的杀灭效果。结果表明,中性电解水对2种病菌均具有较强的杀灭效果,其杀菌效果随着有效氯浓度和处理时间的增加而增强,但温度对中性电解水的杀菌效果影响不显著。对菌悬液的杀菌试验表明:当中性电解水有效氯质量浓度为1.5mg/L时,可以在20℃下3min内完全杀灭鸡白痢沙门氏菌(初始含菌数的对数为8.12log10(cfu/mL));质量浓度为2mg/L时,可以100%杀灭大肠杆菌O157:H7(初始含菌数的对数为7.78log10(cfu/mL))。当中性电解水清洗消毒被人工污染的鸡蛋表面时,有效氯质量浓度为12mg/L、处理3min可将鸡蛋表面的鸡白痢沙门氏菌全部杀灭,大肠杆菌O157:H7菌落数对数降低到1.0log10(cfu/g)以下,且处理废液中没有残存菌,无二次污染问题。因此,中性电解水可以代替化学杀菌剂应用于鸡蛋清洗消毒。

冷却猪肉表面菌落总数的快速无损检测方法研究

研究了4℃冷链条件下,冷却猪肉在1-14 d贮藏期间,表面菌落总数与400-1 100 nm光谱范围内相应高光谱图像的关系,提出了一种基于高光谱技术的冷却猪肉表面菌落总数的快速无损检测方法。并采用多元线性回归和偏最小二乘回归两种统计分析方法分别建立预测模型,均得到较好的预测结果,其预测集相关系数RV分别为0.886和0.863。实验结果表明,利用高光谱技术可以较好地定量分析冷却猪肉表面的菌落总数,应用该技术对冷却猪肉品质安全进行快速无损评价是可行的。

基于高光谱荧光技术的叶菜农药残留快速检测

为了解决现有农药残留检测手段费时、复杂、前处理过程繁琐等不足,结合高光谱成像技术和荧光激发技术,搭建了高光谱荧光成像农药残留检测系统。在400～1100nm范围内获取叶菜表面毒死蜱的高光谱荧光图像,使用ENVI4.3软件提取了农药的荧光光谱信息。研究结果表明,毒死蜱在甲醇溶液中具有较强的荧光特性,在437nm附近产生荧光发射光谱,并且不同浓度的毒死蜱农药具有不同的荧光发射光谱峰值,随着农药浓度的降低其荧光特征峰值也降低。研究结果可为进一步开发和研究快速、精确的农药残留检测仪器提供理论依据。

牛肉嫩度的高光谱法检测技术

为实现对牛肉嫩度的预测和分级,构建了试验用高光谱检测系统,在400-1 000 nm波长范围内获取牛肉表面的高光谱散射图像。从高光谱图像中提取牛肉的反射光谱曲线,用step-wise逐步回归法选择430、496、510、725、760和828 nm 6个波长建立了多元线性回归模型,用全交叉验证法验证模型的预测效果,模型的预测相关系数为0.96,预测标准差为0.64 kg。以嫩度6.0 kg为界将样本分为嫩牛肉和粗糙牛肉2类,特征波长处反射值为变量,建立了正则判别函数对牛肉嫩度分级,用全交叉验证法验证训练的效果。嫩牛肉分级准确率为83.3%,较粗糙牛肉分级准确率为90.9%,总的分级准确率为87.0%。研究表明该预测和分级技术具有一定的可行性。

便携式近红外光谱仪的苹果糖度模型温度修正

样品温度对近红外光谱有很大影响,在近红外技术评价水果品质的实际应用时,需要修正温度变化对模型预测结果的影响。便携式近红外光谱仪采集不同温度下(0～30℃)苹果的漫透射光谱,采用二阶导数和卷积平滑进行预处理。选取20℃下代表性样本的光谱数据,建立基准PLS模型。斜率/偏差法分别计算苹果糖度PLS模型在0,10和30℃下的修正方程。分析结果表明:斜率/偏差法对0,10和30℃下外部样本预测结果进行修正,预测精度得到显著提高,其修正前后的Q值分别为0.525cv 0.810,0.680cv0.822,0.669cv 0.802。温度修正模型可以有效提高预测精度,也扩展了近红外仪器的适用性,为自主研发便携式近红外光谱仪提供参考。

基于高光谱成像的苹果多品质参数同时检测

利用高光谱空间散射曲线的3个洛伦兹拟合参数对苹果的品质(硬度、可溶性固溶物含量)进行同时检测。采用偏最小二乘,逐步多元线性回归和BP神经网络3种方法,对归一化处理和未归一化处理的3个洛伦兹参数组合分别建立苹果品质的预测模型。结果表明:采用偏最小二乘法对未归一化处理参数的组合建立硬度的预测模型其预测结果最好,校正组相关系数Rc=0.93,校正标准差SEC=0.56,验证组相关系数Rv=0.84,验证标准差SEV=0.94。采用偏最小二乘法对归一化处理参数的组合建立可溶性固形物的预测模型其预测结果最好,Rc=0.95,SEC=0.29,Rv=0.83,SEV=0.63。研究结果表明:利用高光谱空间散射曲线的多拟合参数组合可以同时检测苹果的多品质参数。

基于拉曼光谱的苹果中农药残留种类识别及浓度预测的研究

应用拉曼光谱技术结合化学计量学方法能有效的实现果蔬中农药残留的定性定量分析。本研究借助实验室自主研发的拉曼光谱检测系统,对苹果中溴氰菊酯和啶虫脒的快速无损识别和检测进行了探索。定性分析时将拉曼峰574和843cm-1分别作为识别溴氰菊酯和啶虫脒的拉曼指纹,当苹果中的溴氰菊酯和啶虫脒残留的含量分别为0.78和0.15mg·kg-1时,两种农药的特征峰仍清晰可见。定量分析首先对光谱进行多种预处理(Savitzky-Golay平滑、一阶导、二阶导、基线校准、标准正态变量变换),结合偏最小二乘法分别建立苹果中溴氰菊酯和啶虫脒含量的定量模型。结果表明,采用8次多项式拟合进行基线校准的预处理方法效果最好,对于溴氰菊酯,偏最小二乘模型预测值与气相色谱法测定值的相关系数和预测均方根误差分别为0.94和0.55mg·kg-1,对于啶虫脒,其偏最小二乘模型的相关系数与预测均方根误差分别为0.85和0.12mg·kg-1。本研究证实了利用拉曼技术对苹果农残进行无损检测的可行性,使用该方法进行检测时,在光谱测定前不需要进行前处理,光谱测定后样品无任何损伤,该技术实现了果蔬农残的现场检测,可在检测部门、果蔬加工企业、超市、市场等场所得到推广使用,为果蔬品质安全提供了一种无损、快速和环保的检测方法。

表面增强拉曼光谱快速检测生鲜肉中的瘦肉精

为了快速检测生鲜肉中的瘦肉精,该研究利用表面增强拉曼光谱技术,以沙丁胺醇为检测目标物,建立了一种快速检测肌肉组织和肝脏中瘦肉精含量的方法。在碱性环境下利用乙酸乙酯对样品中沙丁胺醇进行提取,采用Savitzky-Golay 5点平滑法和自适应迭代重加权惩罚最小二乘法消除光谱噪声以及荧光背景对分析建模的影响。为检测方法的重复性,对50个相同沙丁胺醇质量分数(1 mg/kg)的肌肉组织样品进行信号采集,对沙丁胺醇特征峰强度进行分析,621、814、1 253、1 489、1 609 cm^(-1) 5个特征峰强度的相对标准偏差(RSD)为6.54%、6.07%、8.65%、7.44%、6.81%,说明该方法具有较好的重复性。建立沙丁胺醇标准溶液的预测模型,沙丁胺醇浓度与其特征峰强度相关性较好,决定系数R^2为0.968。对肌肉组织和肝脏中沙丁胺醇含量进行检测,检测范围分别为0.01~5和0.02~5 mg/kg,检出限分别为0.01和0.02 mg/kg,其含量与预测实测值决定系数为0.912和0.921。研究表明,该方法可以实现肌肉组织和肝脏中沙丁胺醇含量的定量预测。

乳清分离蛋白-多糖乳状液制备与乳化稳定性研究

在pH值7.0时以乳清分离蛋白为乳化剂制备初级乳状液,利用静电自组装技术,通过加入具有不同电性的阴离子型果胶、中性瓜尔豆胶、阳离子型壳聚糖制备具有良好稳定性的乳清分离蛋白-多糖的二级乳状液,并考察pH值、乳清分离蛋白与多糖的比例对乳状液稳定性的影响。结果表明:瓜尔豆胶与乳清蛋白乳状液粒子间无静电作用;在pH值5.0～6.0条件下,壳聚糖能够吸附到乳状液粒子表面,但形成的乳状液稳定性较差;在pH值3.0～5.0、果胶质量分数为0.2%～0.5%条件下,乳清分离蛋白-果胶为乳化界面构建的二级乳状液,稳定性最高。

微量有机磷农药残留近红外光谱快速检测方法

以滤纸作为农药载体,在波数4 000~10 000 cm-1范围内获取其近红外光谱曲线。分别采取偏最小二乘回归法和最佳波段差值回归法建立农药质量比的预测模型。偏最小二乘回归法在经过多元散射校正和变量标准化预处理后得到的预测结果较好,预测相关系数为0.954,通过最佳波段差值回归法得到的预测相关系数为0.904。两种建模方法都得到了较好的预测结果。