基于知识图谱的食品领域数智化研究进展

随着大数据和云计算等技术的发展,食品领域的数据规模正在以惊人的速度增长。这些数据不仅来源多样、结构复杂,且缺乏统一的术语标准,给食品数据的有效整合和利用带来了挑战。知识图谱作为实现通用人工智能的重要基石,以其在数据整合和语义理解方面的能力,为食品领域的数据组织、管理与应用提供了支持。通过总结近年来知识图谱在食品领域应用的研究成果,介绍了食品领域知识图谱的构建方法,涵盖本体构建、知识抽取、知识融合和加工等关键环节;重点梳理了当前食品领域知识图谱在食品营养与健康、食品创新与研发、食品安全与溯源3个方面的数智化应用;基于食品领域知识图谱的发展现状,从多模态数据融合技术、大语言模型构建以及食品领域工业设备智能化发展角度展望了食品领域知识图谱的未来发展方向。

Fe^(3+)掺杂聚多巴胺纳米球荧光适配体传感器对小麦中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的检测

目的:构建一种基于荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)原理的荧光适配体传感器,用于检测小麦中的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)。通过掺入Fe^(3+)提高传感器中聚多巴胺纳米球(polydopamine nanospheres,PDANS)对6-羧基荧光素(6-carboxyuorescein,FAM)的猝灭能力。方法:标记有FAM的DON核酸适配体(P_(DON))通过π-π堆积的非共价作用吸附到Fe^(3+)掺杂聚多巴胺纳米球(Fe-PDANS)上,由于FRET,FAM的荧光被Fe-PDANS猝灭。在DON存在的情况下,P_(DON)可以和DON特异性结合,改变P_(DON)的构象,使其难以吸附到Fe-PDANS上,从而增强传感器的荧光信号,实现对DON的检测。结果:该传感器在DON质量浓度0.266 7~133.3 ng/mL范围内具有良好的线性关系,其检出限为0.118 2 ng/mL;同时,对阳性小麦中的DON进行检测,其检测结果与酶联免疫检测法所得结果无显著差异(P>0.05)。结论:所构建的荧光适配体传感器反应快速、灵敏,且具有良好的特异性和重复性,提供了检测小麦中DON的新方法。

干燥玉米品质特性与淀粉得率相关性分析

为了对热风干燥和真空干燥后的玉米品质进行合理评价,分别在两种干燥方式下处理玉米样品并对其理化指标进行测定,并分析干燥玉米品质变化及探究各品质指标与湿法加工淀粉得率的相关性.结果表明:真空干燥玉米的裂纹率、电导率低于热风干燥玉米,而发芽率、过氧化物酶(POD)活性高于热风干燥玉米.干燥玉米的发芽率、过氧化酶活性与玉米淀粉得率呈正相关,裂纹率、电导率与之呈负相关.

面筋对冷冻面团品质的影响

就面筋对冷冻面团品质的影响进行研究,主要考察不同的面筋添加量、不同的时间指标以及成品馒头品质的变化等方面对冷冻面团品质的影响规律。结果表明:面团较好的醒发时间为15min,冷冻时间为4d,面筋添加量为0.9%时,面团的粉质特性较好,成品馒头的评分最高。这为利用面筋来改良冷冻面团的品质,为实际生产实践选取合适的食品添加剂的应用奠定了理论基础。

牛肉丸制品水煮复热品质变化分析

为探讨肉丸制品在水煮复热条件下的品质变化规律,以潮汕牛肉丸为实验对象,采用沸水和冷水复热两种方式,进行了感官评定、营养成分(水分、蛋白质、淀粉)、质构、风味变化和微观结构的测定。结果表明:随着复热时间增加,牛肉丸水分含量先增加后降低;蛋白含量整体呈增加趋势,冷水复热条件下蛋白含量显著性增加,增加14%~29%左右;淀粉含量基本不变。在煮制前后牛肉丸中共鉴定出28种挥发性成分,其中含硫化合物种类和含量均最高,沸水复热后牛肉丸中的挥发性物质含量最高,为11053.24μg/kg。微观结构显示:经水煮烹饪后,肉丸加热收缩,孔径变小。随着烹饪时间增加,孔径变大,更加致密。比较水煮复热模式,发现采用沸水复热肉丸5.5 min,使其中心温度达90℃左右时为最佳水煮烹饪方式,此时牛肉丸水分含量为69.78%,蛋白含量为14.43%,淀粉含量为4.41%,感官评分最高。

低温等离子体技术灭活细菌芽孢的研究进展

芽孢是细菌的一类休眠结构,经常存在于食品当中,抗逆性强,难以灭活,给食品安全带来挑战。低温等离子体技术为近几年来逐渐发展起来的一种新型非热物理杀菌技术,通过激发气体产生多种活性成分对微生物进行灭活,杀菌效率高、作用时间短、环保无污染。本文综述了低温等离子体的产生原理、等离子体对芽孢内外结构的影响及影响芽孢灭活的因素等方面的相关内容,为处理食品中细菌芽孢提供了解决方案和技术支持,有利于推动低温等离子体在食品微生物杀菌领域的工程化应用。

粮食干燥过程水分迁移变化及模型研究进展

粮食干燥是粮食储藏、加工、运输等过程的一个重要环节。干燥的目的就是把粮食中的水分降低到安全水分,确保粮食的优良品质。综述了粮食干燥过程中水分迁移的动态变化特性,探讨了水分迁移的数学模型,提出了几种水分迁移学说,并预测了粮食干燥过程水分迁移的多重因素的交叉影响作用,为干燥动力学研究确定优化的干燥方案提供依据。

DBD低温等离子体处理对多酚氧化酶活力及构象的影响

多酚氧化酶(PPO)会诱导酶促褐变,影响果蔬品质。为进一步阐释低温等离子体对PPO的作用机制,进而控制褐变,文中研究了介质阻挡放电(DBD)低温等离子体处理对PPO活力和构象的影响。结果表明:DBD低温等离子体处理时间达120和180 s时,几乎检测不到PPO的酶活力;DBD等离子体处理破坏了PPO的二级结构,α-螺旋占比从39.92%下降到9.47%,而β-折叠占比从15.32%上升到44.30%(处理180 s时)。荧光发射光谱显示,经处理后PPO的荧光强度从未处理的512.9下降到330.6,最大吸收峰有1.75 nm的红移。3D荧光光谱显示,等离子体破坏了PPO分子的多肽链骨架。原子力显微镜结果表明,DBD等离子体诱导PPO分子先聚集再解聚,从而影响酶活。DBD低温等离子体处理改变了PPO的二级、三级结构,促使蛋白氧化变性、酶活降低。文中研究为低温等离子体技术在果蔬褐变防控方面的应用提供了理论基础。

粮食干燥品质变化及评价方法研究进展

分析和总结了国内外粮食干燥品质变化及评价方法的研究现状,指出了当前的评价标准不适合于干燥粮食品质评价体系。深入研究粮食干燥的品质特征性指标,把握粮食干燥品质变化规律,建立一套科学、合理的粮食干燥品质评价体系,为高水分粮食干燥条件的选取和干燥设备的研制,提供理论支持和技术指导。

浅谈自然辩证法在食品科学研究中的应用

食品科学研究作为一项协调人与自然关系的实践活动,必然要遵循自然辩证法。通过对自然辩证法的内涵及其对科学研究的作用及意义进行分析,阐述了食品科学中所蕴含的自然辩证哲学思想。

热加工与非热加工技术对水产品致敏性的影响研究进展

我国作为水产养殖和消费总量第一大国,水产品引发的过敏问题越来越受到关注,近些年来,因食用水产品而导致的过敏事件日益增多。该研究综述了近年来热加工技术(蒸、煮、高温压力)、非热加工技术(超高压、低温等离子体、超声波和辐照)以及两种加工技术联用对水产品过敏原消减的研究,指出热加工技术主要通过使蛋白质变性来消减过敏原的致敏性,非热加工技术则通过掩盖或破坏过敏原抗原表位来消减过敏原致敏性,为低致敏性水产品开发提供了重要基础和技术参考。不断探究过敏原诱导过敏反应发生的机理,加快推进低致敏性水产品加工技术在实际生产中的应用,有利于控制和降低水产品过敏所带来的风险。

腌制三文鱼高温蒸烹饪过程中的减盐效果分析

减少食盐摄入量已成为人们对健康饮食的一个共识。高温蒸是一种新式的烹饪手段,得到越来越广泛的应用。该研究对腌制三文鱼高温蒸烹饪过程中减盐规律进行研究,建立减盐模型,并通过SEM对三文鱼微观结构进行观察。研究结果表明,在烹饪过程中,蒸煮损失的增加是氯化物总含量减少的主要因素。通过对ln[-ln(1-P)]与lnt1进行线性拟合,发现在180℃~220℃范围内,不加蒸汽以及加入6 min蒸汽,均符合多孔介质的传质传热数学模型,此外,氯化物总量减少百分比P与加入蒸汽时间符合线性关系。在220℃加热总时间18 min,加入6 min蒸汽条件下,腌制三文鱼的氯化物总含量降低达26.44%。通过SEM对三文鱼微观结构进行观察,结果表明,随着烹饪温度升高和时间延长,三文鱼肌纤维间的间隙变小,排列变紧密,且肌纤维长径减小,而加入蒸汽可以加速鱼肉蛋白的变性,并且在一定程度上减缓烹饪过程中鱼肉肌纤维的收缩,可降低盐分在鱼肉中的传质阻力,使盐分更容易被脱除。

等离子体多尺度氧化对展青霉素降解的影响

展青霉素(PAT)残留是果汁产业面临的食品安全问题之一,采用新技术开展PAT的降解机制研究对解决PAT残留具有重要意义。采用介质阻挡放电(DBD)低温等离子体处理PAT溶液,使用光学发射光谱仪检测DBD等离子体产生的活性物质,使用高效液相色谱法检测DBD等离子体对PAT的降解率,采用不同自由基屏蔽剂构建多尺度氧化体系探索低温等离子体处理对PAT的降解机制。结果表明:DBD等离子体会产生大量的活性氧和活性氮,且随着处理时间延长,溶液pH值大幅度下降,PAT的降解率高达(90.92±1.98)%(P<0.05);采用屏蔽剂所构建的多尺度氧化活性物质降解PAT的能力为e_((aq))^(-)>O_(2)^(-)>·OH>H_(2)O_(2),短寿命活性物质的作用大于长寿命活性物质;PAT会抑制大肠杆菌(E.coli O157∶H7)的生长,但PAT降解产物对E.coli O157∶H7的影响较小。DBD等离子体可以有效地降解水中的PAT,放电产生的短寿命活性物质在降解过程中发挥了重要作用,PAT降解产物对大肠杆菌没有明显的毒性作用。

干燥条件对玉米淀粉颗粒形态、色泽和糊化特性的影响

为了能对干燥后玉米的品质进行合理的评价,分别在自然干燥、热风干燥和真空干燥等干燥方式下处理玉米样品并测定了干燥玉米淀粉的颗粒结构、色泽及热学特性。结果表明:自然晾晒玉米、45℃低温干燥玉米淀粉颗粒有明显脐心和偏光十字;90℃高温干燥玉米的淀粉颗粒的脐点和偏光十字出现偏移和模糊。随着干燥温度的升高,玉米淀粉亮度、白度、峰值黏度、崩解黏度下降,最终黏度升高,糊化温度几乎没有明显变化。

高水分玉米微波干燥特性及对加工品质的影响

运用微波干燥试验系统,在不同的干燥功率、干燥时间,对不同水分含量的玉米进行微波干燥,研究玉米微波干燥特性及对玉米加工品质的影响.结果表明:玉米微波干燥过程可分为3个阶段:预干燥阶段、恒速干燥阶段和降速干燥阶段,而微波干燥主要处于恒速干燥阶段,不同的初始水分含量其所处的干燥阶段不同.当单位质量干燥功率在0.2 W/g以下,温度小于55℃,干燥玉米品质较好.在相同的微波干燥功率条件下,随着水分含量的增加,干燥时间延长,颗粒度指数降低,应力裂纹呈增多趋势.

热风和真空干燥条件下玉米应力裂纹变化的研究

借助热风和真空干燥研究了玉米应力裂纹率和裂纹的表现形式,分析了不同干燥方式下玉米应力裂纹的变化规律.结果表明:随着干燥温度升高,热风和真空干燥的玉米裂纹率均升高,热风温度大于80℃时玉米裂纹率大于50%,而真空干燥玉米裂纹率均在48%以下,自然干燥的裂纹率最低为8%.玉米干燥时间较短时主要以单裂为主;随着干燥时间的延长,双裂数、龟裂数逐渐增加,最后以龟裂为主.裂纹数量的发展过程为从单裂到双裂再到龟裂.

鲫鱼营养汤的燃气煲汤工艺

为探究烹制条件中保沸功率与保沸时长对传统菜肴老火靓汤营养健康性的影响,以鲫鱼为原料,选取三种小火火力模式(功率300 W、500 W、700 W),测定了在不同保沸时长(时间0.5 h、2.5 h、4.5 h)下水溶性蛋白质、脂肪、游离氨基酸、肌苷酸等营养成分和风味成分的含量变化。结果表明:保沸时间越长,溶出的营养成分和风味成分也就越多,同时嘌呤含量也增多;相比于700W和500 W,功率300 W有利于水溶性蛋白质、游离氨基酸、肌苷酸等充分析出;至于嘌呤含量,700 W几乎达到500 W的2倍。根据鲫鱼汤营养健康性的需求,确定适宜的制作工艺为保沸功率500 W,煲汤时间为2.5 h。此时,水溶性蛋白含量为0.49 mg/mL,游离氨基酸含量为0.32 mg/mL,肌苷酸含量为0.16 mg/mL,脂肪含量0.63 mg/100 mL,总嘌呤含量10μg/m L,既能保证较佳的营养风味,又能满足痛风病人对嘌呤摄入量的控制。

玉米品质性状计算机视觉识别与评价研究进展

计算机视觉技术是计算机科学和人工智能的重要分支,它作为一种无损检测技术在农业领域有着广泛的应用前景.综述了计算机视觉技术在玉米品质识别与评价中的研究进展,为计算机视觉技术精确测量玉米籽粒特征,建立玉米的特征信息与其品质的相关性,实现对玉米品质检测提供了参考,同时提出了利用计算机视觉技术并结合红外、微波、核磁共振等技术进行农产品内部品质的视觉信息提取与检测、研究快速并行图像处理算法等作为今后的发展趋势.

基于正交试验法优化红小豆色素提取条件研究

通过单因素试验研究了红小豆色素的提取溶剂、提取溶剂的浓度、pH值、料液比、浸提温度、时间和次数的工艺参数,并通过正交试验对红小豆色素提取条件进行了优化,确定了最佳浸提条件:20%乙醇水溶液,料液比1∶60,中性条件下,75℃恒温水浴浸提100 min。

预制食品供应链品质监控与区块链溯源技术研究进展

随着生活节奏的提速,在新消费模式与疫情常态化的影响下,具有种类丰富、方便快捷等特点的预制食品逐渐在市场上普及。近年来,在国内兴起的预制食品,不仅可实现餐饮业标准化生产、降本增效,也提高了消费者烹饪的便捷程度。预制食品的品质、新鲜程度与食品安全风险受到研究人员及公众的广泛关注。本文探讨预制食品品质监控的现场检测装备、品质感知智能标签,以及基于区块链、物联网的溯源技术研究现状与存在问题,并对未来发展方向进行展望。