基于神经网络及电子鼻的虾夷扇贝鲜活品质评价及传感器的筛选

追踪检测虾夷扇贝品质变化过程中的存活指标,生理指标以及电子鼻气味图谱的变化,建立保活流通过程中不同等级的活品虾夷扇贝电子鼻气味指纹图谱,购买市场上不同状态的活品虾夷扇贝,分别通过学习向量量化(learning vector quantization,LVQ)、概率(probabilistic neural networks,PNN)、支持向量机(support vector machine,SVM)神经网络对测试样品快速模式分类,最后通过对电子鼻传感器的筛选探索便携式快速品质鉴别设备的可能性。研究结果表明,24 h的极端胁迫环境放置较为完整的模拟了虾夷扇贝在保活流通过程中状态变差的过程;将电子鼻数据主成分分析、聚类分析结果与存活指标(开口率、缩边率以及死亡率)和生理指标(超氧化物歧化酶活性、耗氧率以及海水浊度)相结合可以把品质变化过程中的虾夷扇贝分成5个等级,并分别得到每个等级的扇贝气味指纹图谱;3种神经网络均可以对测试样品等级进行快速测定,其中支持向量机(SVM)神经网络兼具精确和快速的特点,测试样本T全部预测为等级4,测试样本N全部预测为等级3,从交叉验证到仿真预测所用时间仅为7.652 s;筛选得到的8个电子鼻传感器也可以对不同等级鲜活虾夷扇贝气味特征进行有效区分。

采用酸碱提取法对鲢肌肉蛋白分离特性的影响

对酸处理和碱处理过程中鲢肌肉蛋白质的分离特性,包括蛋白质溶解度、回收率和匀浆黏度等进行了比较研究。结果表明:当pH为1.5～12.5时,普通肉溶解蛋白(Solution ordinary muscle protein,SMP-1)与血合肉溶解蛋白(Solution dark muscle protein,SMP-2)溶解度的变化规律无明显差别,酸处理的最大溶解度均在pH为2.5下,碱处理的最大溶解度均在pH为11.5～12.5下,两者等电点均在pH为5.5下;普通肉匀浆(Ordinary muscle homogenate,OMH)和血合肉匀浆(Dark muscle homogenate,DMH)的黏度均随溶解度的增加而增加,但OMH黏度要高于DMH;采用酸碱处理法的蛋白质回收率都非常高,IMP-1最高能达到90.5%,IMP-2也能达到89.5%。

底播虾夷扇贝活品流通前后挥发性成分的对比分析

采用顶空固相微萃取法收集香气成分,通过气相色谱-质谱联用对同一批次刚刚捕捞出水以及干露航空运输后2种状态的虾夷扇贝的蒸制后挥发性香气成分进行分析,并基于各挥发物的感受阈值,以相对气味活性值法确定了2种状态扇贝的关键风味化合物。结果表明:在捕捞出水状态扇贝贝肉中鉴定出55种物质,运输终端扇贝贝肉中鉴定出45种物质;2种状态条件下的扇贝贝肉有着基本相同的关键风味化合物,按贡献大小依次排列为:癸醛、壬醛、三甲胺、辛醛、2-壬烯醛、1-辛烯-3-醇、己醛、庚醛、正庚醇、2,7-辛二烯-1-醇,其中2-壬烯醛为刚刚捕捞出水扇贝单独检出的关键风味化合物;但是起到修饰作用的风味物质种类却相差很大,捕捞出水状态的扇贝风味化合物为辛稀醛、癸烯醛、十一醛、苯乙醛、2-正戊基呋喃、2-乙基呋喃,干露运输后的扇贝风味化合物为2-辛烯-1-醇、辛稀醛、苯乙醛、二甲基硫醚。

GC-MS鉴别保活流通过程中虾夷扇贝气味特征变化

在实验室模拟虾夷扇贝保活流通过程,采用气相色谱-质谱定量分析不同流通时间和阶段的活品虾夷扇贝挥发性成分,利用主成分分析和判别分析鉴别保活流通过程虾夷扇贝气味特征的变化。结果表明:在整个流通链中共分析出生鲜虾夷扇贝的57种挥发性成分,可分为7类,分别是含硫化合物、烷烃类、含氮化合物、杂环化合物、芳香族、醇类以及醛类,对每类化合物相对含量进行分析,发现含硫化合物、含氮化合物以及醛类的相对含量可以作为反映生鲜扇贝生理状态的参考;进一步做主成分分析,保活流通过程中8个时间节点的样品可分为4个阶段,其中第0天为阶段A、第1、2、3天为阶段B,第4、5、6天为阶段C,第7天为阶段D;通过判别分析得出,己烷、三氯甲烷、环己烯以及癸醛这4种挥发性化合物是评判虾夷扇贝流通链不同阶段的最主要因素。

基于活鱼运输的二氧化碳去除装置应用试验研究

为降低高密度活鱼运输水体中CO2的积累对活鱼品质和运输存活率的影响,依据车载活鱼运输工况条件,设计了配置有CO2去除装置的活鱼运输装备系统,以鳙鱼为对象进行车下48 h静态试验,检测分析水体中的CO2浓度及pH随时间的变化规律,且与没有配置CO2去除装置的活鱼运输简易装备进行对比研究。结果表明:活鱼运输简易装备,7月测试组(运载量160 kg)经过6 h运输过程,CO2浓度持续上升最高达169mg/L,pH持续下降最低达5.3;活鱼运输装备系统,8月试验组(2 000 kg),历时48 h,渔箱水体CO2浓度在上升到峰值90 mg/L后逐渐下降,20 h后趋于安全值(50 mg/L),pH与CO2浓度呈现负相关的趋势关系,pH在短时间快速下降后逐渐回升终至6.9以上。CO2去除装置可以有效抑制活鱼运输水体中的CO2积累,能够在较短时间内降低其浓度并到达安全值之下,能够有效提高远距离和长时间车载运输活鱼的品质和存活率。

典型海产小杂鱼机械去头方法研究

针对海产小杂鱼前处理机械化程度低、设备短缺的现状,进行小杂鱼机械去头方法的研究。测量与统计分析深水红娘鱼(Lepidotrigla abyssalis)、叉斑狗母鱼(Synodus macrops)和竹筴鱼(Trachurus japonicus)3种典型小杂鱼的体型特征参数,构建试验平台,对3种小杂鱼分别进行3种加工方式、两种刀具构型、两种刀具旋向以及两种放置形式的鱼身得率和切断面质量效果的试验。结果表明,上述3种小杂鱼去头皆以匹配无齿圆盘刀、直切加工和顺向切割方式的加工方法比较合适;竹筴鱼的去头加工以选择鱼体平放形式更合适;机械去头的生产率是手工方法的6～8倍。

扇贝闭壳肌蛋白对鲢鱼肌肉蛋白凝胶的修饰

以栉孔扇贝闭壳肌蛋白、大豆分离蛋白、谷氨酰胺转氨酶为影响参数,鲢鱼肌肉蛋白凝胶的弹性、咀嚼性和持水性为响应参数,研究这3个因素对鲢鱼肌肉蛋白凝胶的修饰作用。通过单因素方法,分别就扇贝闭壳肌蛋白及大豆分离蛋白各自对鲢鱼肌肉蛋白凝胶的修饰作用进行了研究,结果表明,在一定范围内,添加扇贝闭壳肌蛋白和大豆分离蛋白可以改善鲢鱼肌肉蛋白的凝胶强度。通过中心组合设计,研究3个因素对鲢鱼肌肉蛋白凝胶特性的交互影响,结果表明,3个因素与产品的弹性和咀嚼性存在极显著的关系,扇贝闭壳肌蛋白对产品的弹性和咀嚼性影响显著(P<0.05),谷氨酰胺转氨酶对产品的弹性和咀嚼性影响极显著(P<0.01),且对产品的持水性影响显著(P<0.05),但这三个因素对产品凝胶性能的交互影响不显著(P>0.05)。

挤压蒸煮操作参数对鱼蛋白高水分模拟产物组织化效果的影响

对高水分鱼蛋白的挤压组织化进行研究,以双轴挤压设备操作参数中的进料水分、腔体温度、螺杆转速、进料速率和电机转速为影响参数,挤压模拟产物的纤维化程度、硬度、弹性、咀嚼性和色泽为响应因素,通过中心组合设计及响应面分析法,探讨了高水分挤压重组技术对鱼蛋白模拟肉类产物特性的影响。结果表明:首先,高水分组织化模拟产物具有明显的天然肉类的纤维结构、方向性、弹性和口感。其次,进料水分对产物的纤维化度、硬度和咀嚼性影响相当显著(P<0.01),对模拟物色泽中的L*和a*影响显著(P<0.05),进料水分的增加使产物的纤维化度、硬度、咀嚼性和a*降低,但提升产物L*;腔体温度对产物的咀嚼性和a*影响特别显著(P<0.01),对硬度影响显著(P<0.05),升高腔体温度会增加的产物咀嚼性和a*,硬度则先上升后下降;进料速率对产物的纤维化度影响极其显著(P<0.01)。

高值贝类保活运输车与鲍鱼应用效果分析

针对当前市场对高值贝类保活运输的需求,研制了现代化的高值贝类保活运输车,可实现保活运输过程中对水温、溶氧和水质等关键存活参数的控制需求,保证优良的保活运输效果。高值贝类保活运输车采用冷却海水喷淋的保活方式,海水采用梯度降温模式,该保活运输车具有制冷、循环水喷淋、增氧、杀菌和水质净化等功能。结合保活运输车相关参数,综合评价了其保活环境控制性能,包括喷淋海水的温度、溶氧浓度及海水流率控制等。利用高值贝类保活运输车开展了保活运输鲍鱼的试验,并与传统的保活运输车进行了存活率和经济性能比较。试验结果表明,高值贝类保活运输车相比传统保活运输车,保活运输7 d,鲍鱼的平均存活率为96.57%,提高了0.76%;宁德往返大连运输120 t鲍鱼的年总费用降低了23.07%,具有较好的经济效益。

活品虾夷扇贝在净化过程中菌相及营养成分的变化

在实验室条件下模拟虾夷扇贝的工厂化净化工艺流程,检测分析现有工艺条件下虾夷扇贝细菌总数、大肠菌群、菌相特征、白度及营养成分随净化时间的变化规律。结果表明:净化前虾夷扇贝全组织匀浆液中共鉴定出17种不同属细菌,革兰氏阴性菌占明显优势,净化后共鉴定出9种不同属细菌,其中假单胞菌、肠杆菌、动性球菌、盐球菌、希瓦氏菌、黄杆菌、埃希氏菌芽孢乳杆菌等细菌在净化后期不再检出;细菌总数和大肠菌群随着净化时间延长而逐渐下降;白度、水分含量随着净化时间的延长而逐渐增加;而糖原、粗脂肪随净化时间的延长而逐渐减少;粗蛋白含量随净化时间有少量的上升。通过无菌海水净化,虾夷扇贝的菌相种类趋于简单且营养品质有所降低。

复合天然抗冻剂及冷冻方式对冻藏草鱼肉纳米微观结构的影响

冷冻保藏条件下的冷冻变性会破坏草鱼肌原纤维蛋白质的完整性,导致鱼肉品质和加工性能下降。本研究使用原子力显微镜观察草鱼肉冻藏过程中肌原纤维蛋白质的微观纳米结构变化,探究淡水鱼肉冷冻变性微观结构的研究方法;采用原子力显微镜结合感官、凝胶特性、质构以及其他物理指标分析对茶多酚和壳聚糖的天然复合抗冻剂的实际效果进行验证,并比较研究液氮浸渍(极快)和常规-18℃冰箱(极慢)两种极端冻结方式对鱼肉的冻藏效果。结果表明:在冰晶形成阶段,液氮浸渍样品的肌原纤维蛋白质完整性明显优于常规冷冻,而添加复合抗冻剂的效果并不明显,但在后续的冷冻储存过程中复合抗冻剂对肌原纤维蛋白质起到了一定的保护作用。除气味特征外,感官评价结果与原子力显微镜观察到的肌原纤维蛋白质变化规律基本一致,这应该是因为冻藏条件下微生物和相关化学反应迟缓;鱼肉肌原纤维蛋白质的结构破化和分解可以外在表现出质构及其他物理特性的变化,但硬度、咀嚼性以及持水性对于微观结构变化有一定的滞后性;鱼肉凝胶特性受鱼肉肌原纤维蛋白质完整性的影响最大,但抗冻剂处理对于鱼肉凝胶特性的影响并不显著。

一体化快速电子鼻设计与试验

针对电子鼻成本高昂和烦琐前处理工序问题,设计MOS阵列、前处理以及自吸进样一体化快速电子鼻,快速电子鼻包括自吸式顶空进样前处理模块、MOS传感器阵列及其调试模块、数据采集及分析模块。以快速电子鼻系统样机为平台,首先进行样品前处理、进样以及传感器阵列的稳定性考察,发现手动模式、精确自吸模式以及简易自吸模式的相对标准偏差依次增大,但根据不同样品特点和精度要求可以选择合适的操作模式;其次,进行三类食品气味特征的区分试验,结果表明,不同品牌果汁、掺假白酒以及不同干露时间鲜活文蛤的气味特征均可以进行有效区分,并针对以上三类食品分别筛选出对应的关键区分传感器;最后开展便携式快速电子鼻系统的核心模式识别算法设计,并基于MATLAB进行实例验证,分类准确率为100%。

线上教学中多元混合模式与课堂辩论的探讨与实践——以“食品安全学”为例

针对线上教学发展和普及的同时暴露出的一些问题和弊端,“食品安全学”教学团队利用直播教学软件、独立SPOC课程及QQ群等教学平台将课前预习、互动式的直播教学、课后巩固教学及案例式课下讨论等线上教学环节进行了有机结合,创设了多元化混合、互动式线上课堂教学模式,实现了教学目标,取得了良好的效果。另外,开展了“转基因食品是否应该大规模推广应用”的线上讨论与辩论,分为组织与准备、线上讨论与辩论、教师点评与总结3个部分,讨论与辩论的环节极大地活跃了课堂氛围,学生们参与的积极性和观点的专业性均超出了原本的预期,学生对于转基因食品的理解也更加深入与透彻。

贝柱裙边和内脏的机械化分离装置初步设计及参数试验

扇贝是我国主要养殖经济贝类之一,其闭壳肌亦称“贝柱”,是最主要的扇贝加工产品,但贝柱加工过程需大量人工处理,面临招工难、劳动强度大、效率低等诸多问题。针对贝柱、裙边和内脏团的黏连特点,将弹片挂钩和水射流冲击相结合,2种类型滚筒与筛网离心相结合,提出了一种贝柱、裙边和内脏的机械化分离方法,分析了其分离机理,并初步设计了贝柱、裙边和内脏的机械化分离装置,最后对装置分离参数进行了试验研究。结果表明,在试验条件下,完成裙边贝肉分离所需的力应大于等于约0.5 N,小于约1 N,在此条件下通过受力分析,在喷水管内径大小0.005 m,水流流量为4.62 L/min,滚筒半径为0.5 m,转速为0.87 r/s的条件下,可以实现贝类贝柱、裙边和内脏团的自动化分离,设计和试验结果为扇贝机械化加工技术的开发与推广应用提供参考。

微酸性电解水对活品虾夷扇贝存活率的影响及杀菌效果

以活品虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)为实验对象,用不同理化性质的微酸性电解水(slightly acidic electrolyzed water,SAEW)处理受试扇贝,并用副溶血性弧菌人工浸染经微酸性电解水处理过的扇贝,检测其存活率、微酸性电解水杀菌效果、副溶血性弧菌的变化规律,以及虾夷扇贝在不同电解水处理阶段的菌相。结果显示,微酸性电解水处理1 min、2 min、4 min,扇贝存活率均为80%,处理8 min存活率为82%,均高于染菌组和对照组;电解水处理时间与细菌总数和大肠菌群呈显著负相关(P<0.05),与处理时采用的电解水有效氯浓度没有显著性关系(P>0.05)。采用电解水处理8 min后,活品虾夷扇贝体内染上的副溶血性弧菌数量从>1 100 MPN/g降至28 MPN/g。扇贝初期主要菌群为假单胞菌和弧菌,在经过微酸性电解水处理后,其体内的菌群趋于复杂化,优势菌群有所改变,细菌总数有所下降。24 h后经电解水处理或者未处理的虾夷扇贝体内优势腐败菌均为假单胞菌。研究表明,SAEW在虾夷扇贝净化中具有一定的应用潜力。

差状态活品虾夷扇贝电子鼻指纹图谱的建立

以活品虾夷扇贝为研究对象,研究了采用金属氧化物传感器电子鼻检测虾夷扇贝在常温干露条件下挥发性气味特征与其存活状态的相关性,从而建立了差状态电子鼻指纹图谱。主成分分析能够将A～I批虾夷扇贝进行分类,同一批样品能够很好地聚集在一起,不同批次样品根据其样品的气味品质进行聚类,最后3批样品在散点图中分布非常集中,根据其存活率,将最后3批作为差状态模板建立指纹图谱。通过将未知待测样品T、N与差状态指纹图谱的相似性分析,结果发现它们和差状态指纹图谱与D、E样品之间的标准欧式距离和相关系数指数都比较接近,这与待测样品T、N的存活状态是一致的,表明通过建立活品虾夷扇贝差状态指纹图谱能够对未知待测样品的品质进行判别和评价。

小龙虾头尾定向装置设计及试验

目的:解决小龙虾机械化处理头尾定向难的问题。方法:利用小龙虾头尾形态差异,提出一种小龙虾头尾定向方法,分析小龙虾形态参数以及头尾定向机理,设计并试制小龙虾头尾定向简易试验装置;以定向成功率(头朝下捕获率、尾朝下通过率)为评价指标,探究捕捉网角度、定向槽宽度、网孔大小等参数对小龙虾头尾定向的影响规律。结果:随着捕捉网角度、网孔大小的增加,捕捉率上升,通过率下降;随着定向槽宽度的增加,捕捉率下降,通过率上升;最优参数为捕捉网角度55°、定向槽宽度4 cm、网孔大小12 mm。结论:小龙虾头尾定向装置的设计是可行的。

热处理对南极磷虾品质特性及虾粉得率的影响

热处理是南极磷虾粉加工的一个重要环节,磷虾在热处理过程的特性变化对最终虾粉的得率和品质有较大的影响。为了研究南极磷虾热处理过程中不同中心温度下虾品质变化规律,采用常压水煮加热方式,设置热处理温度固定为100℃对南极磷虾进行热处理,以热处理损失率、固形物含量、脂肪含量、蛋白质组分含量、虾青素为品质评价指标,分别测定当中心温度在30℃~80℃区间范围、温度梯度5℃时南极磷虾的品质变化情况。结果表明:热处理达到不同中心温度对南极磷虾的品质有较大影响(P<0.05)。随着中心温度的升高,磷虾的热处理损失率和固形物含量先逐渐增加后减少并趋于稳定,脂肪含量不断增加;水溶性蛋白和盐溶性蛋白的含量大致呈随着中心温度的上升而减少,仅在55℃~65℃略微升高后继续缓慢下降;虾青素含量在温度30℃~55℃时随温度升高缓慢下降,55℃之后下降速率加快;虾粉得率随温度升高呈不断下降趋势。综合考虑各项指标,认为南极磷虾常压水煮加热时中心温度应尽量控制在55℃~60℃。

“食品标准与法规”课程思政教育的设计及实践

从"食品标准与法规"课程思政建设的背景与目标出发,分析了课程思政在教学中的融入点及元素设计,探讨了思政教育理念融入课程的教学方法,分析了课程思政教育有效实施的途径,细化课程内容,倡导案例式教学,在培养学生专业技术水平的同时,提高学生的职业道德素质,获得了较好的教学效果。

烫漂液水质对西兰花品质的影响

分别以纯净水、自来水、15%海水+85%自来水为烫漂液,在料液比1∶15(g∶mL)、温度95℃、时间60 s的条件下烫漂西兰花,观察水质对烫漂西兰花品质的影响。结果表明,在15%海水+85%自来水中烫漂不但能够较好地保持西兰花脆度,而且烫漂后的西兰花色泽较亮,绿色程度更深;3种水质烫漂的西兰花中维生素C质量分数无明显差别。在自来水中加入适量海水,有助于提高烫漂西兰花的品质,研究结果可为提高西兰花制品质量提供依据。