基于主成分分析与偏最小二乘法建立芒果成熟度判定指标体系

为建立“台农1号”芒果成熟度判定指标体系,并确定代表性成熟度判定指标,以不同采收期、不同产地的“台农1号”芒果为研究对象,分析果实后熟生理指标果肉和果皮色泽、质构(硬度、胶着性、弹性、咀嚼性)、可溶性固形物、可滴定酸的变化,基于主成分分析与偏最小二乘法方法进行果实后熟生理指标系统研究。结果表明:在以商户初始采收成熟度相同的条件下,各批次“台农1号”芒果果实后熟生理指标间存在差异。应用偏最小二乘法方法与主成分分析方法确定了果肉b*、可滴定酸、硬度作为评判果实成熟度的一、二、三级最终指标,通过三个指标的成熟度判定准确率验证一级指标为94.34%,二级指标为87.21%,三级指标为68.09%。综上所述,基于主成分分析与偏最小二乘法建立芒果成熟度判定指标体系是可行的,该研究为各地区“台农1号”芒果适时采收及销售提供理论指导和实用价值。

解淀粉芽孢杆菌GSBa-1对佛手香橼多酚合成和苯丙烷代谢的影响

为探讨解淀粉芽孢杆菌GSBa-1(Bacillus amyloliquefaciens,GSBa-1)对在常温贮藏环境条件下佛手贮藏品质、多酚合成和苯丙烷代谢的影响,采用浓度为1×10^(8)CFU/mL的解淀粉芽孢杆菌GSBa-1浸泡处理佛手香橼,在常温贮藏环境观察测定果实的总可溶性固形物、可滴定酸、乙烯释放量、呼吸强度、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除能力、H2O2含量、多酚含量和苯丙烷代谢途径相关酶活力指标。结果表明:解淀粉芽孢杆菌GSBa-1处理可降低佛手的乙烯释放量和呼吸强度,抑制佛手果皮的转色和软化,有效诱导果实中苯丙烷代谢途径中苯丙氨酸解氨酶和肉桂酸-4-羟化酶活性的提高,并快速促进没食子酸和咖啡酸为代表的酚酸类多酚合成,诱导橙皮苷、圣草次苷、地奥司明等黄酮、黄烷醇类多酚的后续积累,增加果实总酚和总黄酮的含量,提高果实中的DPPH自由基清除能力和H_(2)O_(2)含量,增强了果实的抗性。结论:解淀粉芽孢杆菌GSBa-1处理能够通过激活佛手中苯丙烷代谢途径,刺激多酚合成累积,从而延缓佛手的后熟衰老,提升贮藏品质。

食源拮抗菌-壳聚糖涂膜对采后芒果活性氧代谢和货架期发病的影响

为了明确植物乳杆菌PC11,NMGL2(Lactobacillus plantarum PC11,NMGL2)对采后芒果活性氧代谢和货架期发病的影响,采用1010CFU/mL的PC11、NMGL2发酵液结合壳聚糖涂膜处理芒果,常温贮藏环境下观察并测定芒果呼吸强度、病情指数、活性氧、清除活性氧酶、清除活性氧非酶物质、酚类物质等含量并分析。结果表明,植物乳杆菌PC11发酵液-壳聚糖复配处理组(chitosan-PC11,CH-PC11)的H2O2和O2-·含量在第8天分别比CK组低3.6%、22.6%,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)及谷胱甘肽(glutathione,GSH)活力在第8天分别比CK组高60.9%、14.9%、27.4%、11.4%,说明CH-PC11处理能有效降低芒果活性氧的积累,提高活性氧代谢APX、SOD、过氧化氢酶(catalase,CAT)和过氧化物酶(peroxidase,POD)活力和GSH的含量。植物乳杆菌NMGL2发酵液-壳聚糖复配处理组(chitosan-NMGL2,CH-NMGL2)的H2O2含量在第4天比CK组高7.7%,POD活力在第8和12天分别比CK组低28.01%、35.07%,说明CH-NMGL2处理会加快芒果活性氧的累积,降低POD活力,降低芒果的抗病性。CH-PC11处理能够使芒果保持较高的活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生与清除水平,从而通过调控活性氧/谷胱甘肽途径增强芒果抗病性,有效抑制芒果炭疽病发病。

不同生物源助冻剂结合渗透脱水处理对蓝莓冻融品质的影响

为探究植物乳杆菌PC11(Lactobacillus plantarum PC11)发酵代谢物、葡聚糖和冬小麦蛋白组合糖液浸渍处理对蓝莓冻融品质的影响。该研究以冷冻和糖液浸渍(65 g/mL)冷冻为对照组,以PC11发酵菌代谢物(10 g/mL)、葡聚糖(1 g/mL)和冬小麦蛋白(0.1 g/mL)结合糖液浸渍预处理后冷冻为试验组,比较分析蓝莓的抗氧化能力、活性物质含量、质构特性、冷冻特性、汁液流失率、色差和细胞膜透性等指标。结果表明:单一糖液浸渍处理不如添加助冻剂结合糖液浸渍的效果理想,其中添加PC11发酵菌代谢物(10 g/mL)的处理组可以有效维持蓝莓冻融后的各项指标,此处理组胶着性、硬度、咀嚼性和弹性分别为0.89 N、1.22 N、0.56 N和0.65 mm,总花色苷和原花青素含量与其他组相比具有显著差异(P<0.05),含量分别为2.59和0.54 mg/g,总花色苷的保留率比糖液浸渍组提高了1.78倍。该研究提出的冷冻预处理办法为针对蓝莓原料不同加工方式的冷冻贮藏技术的发展提供了新思路。

超微粉碎辅助制备菜籽饼活性肽工艺优化及其抗氧化活性分析

本文引入超微粉碎前处理技术,以菜籽饼超微粉为原料直接酶解制备活性肽,利用单因素实验和响应面试验优化其制备工艺,酶解液经膜分离和Sephadex G-15凝胶分离后获得活性肽,并对其抗氧化活性和结构进行分析研究。结果表明,菜籽饼活性肽的最佳制备条件为:超微粉碎处理30 min、料液比1:20、加酶量6300 U/g、酶解pH2.94、酶解温度55℃、酶解时间2.25 h,此条件下活性肽得率为83.28%;菜籽饼酶解液中分子量低于1000 Da的F-2组分具有较好的抗氧化活性,1 mg/mL下对ABTS+自由基的清除率为71.62%,从中鉴定出PF、SF、TF、IAIPF和PLDLL五条预测活性最高的肽段。本研究结果可为以菜籽饼为原料直接开发活性肽提供一定的理论依据。

粉碎强度对菜籽粕理化性质及其蛋白质溶出效果的影响

为探究粉碎强度对菜籽粕理化特性及其蛋白质溶出效果的影响,本研究采用低温超微粉碎技术制备了不同粉碎强度的菜籽粕粉(SGR-5、SGR-10、SGR-15、SGR-20、SGR-30、SGR-40、SGR-60),并以常规粉碎为对照(GR)。结果表明,与常规粉碎相比,超微粉碎可明显破坏菜籽粕粉的形貌结构,降低其粒径分布、不溶性膳食纤维含量及持水性、持油性,提高蛋白质溶出率,但对总膳食纤维含量影响较小;随着粉碎强度的增大,菜籽粕粉的粒径分布(D50)最小可达约16μm,过度粉碎(时间>40 min)则会引起菜籽粕粉团聚;超微粉碎处理30 min为碱溶法提取菜籽粕蛋白的最佳粉碎强度。此外,菜籽粕蛋白溶出效果还主要依赖于其提取pH。

脱水预处理对冷冻紫薯花色苷损失的影响

为提升冷冻紫薯块的功能性和品质,分别采用渗透脱水(osmotic dehydration,OD)、自然干燥、热风干燥和冷冻干燥(freeze drying,FD)对冷冻紫薯块进行预处理,探究不同脱水预处理方式对其花色苷损失的影响,明确减小紫薯花色苷在冻融过程中损失最有效的预处理方式。结果表明:冷冻融化后,OD处理组总色差值显著低于其他处理组(P<0.05),色泽与鲜样最接近。与其他处理组相比,OD、FD预处理可以显著抑制紫薯在脱水后的多酚氧化酶和过氧化物酶活力(P<0.05),而冻融后OD处理组多酚氧化酶和过氧化物酶活力最低。与其他处理组相比,OD、FD处理组1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除能力、总抗氧化能力维持在较高水平。冷冻融化后紫薯块的27种花色苷均出现损失。与其他预处理相比,OD预处理可以将紫薯块脱水后和冻融后的花色苷损失率降到最低。因此,OD预处理是对冷冻紫薯块花色苷保护最有效的方式,适用于以花色苷提取为目的的紫薯冷冻贮藏。

中国农民专业合作社粮食收储典型技术模式构建与评价

针对中国农民专业合作社粮食产后收储过程存在的损失率高、能耗高、技术不匹配等现状,该研究结合实地调研资料和数据,运用文献研究和工程技术集成法等构建了农民合作社粮食收储技术集成方案,并利用层次分析法等构建了粮食收储技术模式评价体系;考虑经营主体、粮食种类、全环节等因素,从模式内涵、适宜范围、模式方案等进行设计,分别构建了东北玉米清洁能源机械干燥模式、中原两熟区绿色能源自然干燥模式、南方稻谷机械化干燥分类收储模式。以辽宁省某农民专业合作社收储模式为例,优化后其评价值从中等级跃升到优等级别,实际运行结果显示:收储环节的损失率由初始的9%降低到5%左右,玉米霉变率从4%~8%降低到2%以内,干燥能耗降低30%以上。表明用构建的收储模式来指导特定区域农民合作社粮食收储技术方案优化改造是可行的,可以为促进中国粮食产后减损保质、农民增收等提供参考。

电解水技术在果蔬采后保鲜和商品化处理中的研究应用进展

电解水技术是果蔬采后保鲜和商品化处理的热点技术,该研究对电解水抑制微生物、去除农药残留和提质延时保鲜3个方向开展技术总结和机理研究综述,并从电解水技术在采后果蔬的处理方式和专利申请方面对其应用性开展应用分析。总结发现,1)不同类型的电解水在果蔬采后保鲜领域研究不完善,酸性电解水较碱性电解水研究更丰富;2)酸性电解水是有效去除食源性致病细菌的农产品加工工程技术,但酸性电解水对果蔬腐烂真菌的抑制研究还不充分;3)电解水可以有效去除果蔬表面农药残留,在机磷农药上阐明了具体机理,对于有机氯、菊酯农药的降解研究不足;4)电解水处理可以有效提升果蔬的抗性、缓解果蔬低温贮藏冷害并抑制鲜切果蔬褐变;5)目前电解水应用方式较为单一,不适宜所有果蔬保鲜处理流程,技术专利申请较少。通过本文梳理归纳以期为电解水技术的工程技术应用拓展提供理论依据和参考。

低共熔溶剂提取黄精多糖工艺优化及抗氧化活性研究

选用不同离子组合的低共熔溶剂提取黄精多糖,筛选确定尿素-氯化胆碱低共熔溶剂提取黄精多糖效果最好,随后在单因素考察的基础上,采用响应面分析法优化尿素-氯化胆碱低共熔溶剂提取黄精多糖的工艺条件,并进行了低共熔溶剂重复利用对多糖提取率和含量的影响研究。通过测定总抗氧化能力、超氧阴离子(O-2)自由基和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除率考察黄精多糖体外抗氧化活性。结果表明:低共熔溶剂提取黄精多糖的优化工艺参数为温度70℃、尿素-氯化胆碱物质的量比1.19、时间42.30 min、液料比20.75 mL/g,此条件下的多糖提取率为18.55%,较预测值相对误差为2.69%,比传统的热水浸提法增加了139.97%。低共熔溶剂重复利用不仅对黄精多糖提取率没有影响,在重复利用第3次时提取率最高,较新鲜溶剂提高了83.9%;而且黄精多糖含量随重复次数增加呈不断增加后趋于稳定的趋势,重复利用4、5次后多糖含量基本趋于稳定,达到63.48%、64.12%,说明其纯度不断提高。黄精多糖的O-2自由基清除能力、DPPH自由基清除能力、总抗氧化能力随质量浓度的增加而增加;在测定的质量浓度范围内,清除O-2自由基和DPPH自由基的IC50分别为0.524、0.951 mg/mL,总抗氧化能力最高为241.2μg/mL。因此,低共熔溶剂法是一种效率高、清洁环保的新型黄精多糖提取方法。

LED光照对青熟香蕉贮运中后熟调控的影响

为了解决香蕉贮运过程中常温运输品质劣变较快、贮运后乙烯催熟程度不可控制的问题。该研究以低成熟度香蕉为模拟贮运试材,研究红、橙、黄、绿、蓝、紫色LED单色光在常温(20℃)模拟贮运过程中延缓保鲜和催熟调控作用,以确定香蕉在不同波段光色照射下的后熟和品质变化。结果表明,蓝、紫光可以通过抑制香蕉呼吸强度和乙烯释放量,与无光照相比有效延长香蕉2 d的贮藏期、减少纤维素分解为果胶、防止硬度软化、抑制色泽转黄和淀粉-糖转化,蓝光的延缓后熟能力比紫光更好。红、橙光LED照射可以促使呼吸和乙烯高峰提前2 d,促进表皮转色,增加蔗糖、果糖和葡萄糖累积,从而有效促进香蕉成熟,橙光比红光照射的催熟效果更缓慢,可以达到精准催熟的效果。黄、绿光照射会扰乱香蕉的后熟进程,缩短2 d贮运期,在表皮转色程度较低的情况下累积更多丙二醛,并抑制呼吸、乙烯释放、淀粉-糖转化和纤维素降解作用,使香蕉在未完全后熟的情况下提前进入衰老腐烂阶段。总体来说,不同波段的6种LED光色处理香蕉,可以表现出延缓后熟、促进后熟和扰乱后熟3种不同的效果。研究结果为LED光照技术被更多的应用和研究在果蔬采后保鲜领域提供基础数据,也为节能保鲜和可调控催熟技术应用于香蕉实际生产提供参考依据。

黄精水解液制备工艺优化及新型黄精黄酒的酿制

通过单因素和正交试验优化高速剪切、超声酶解两步水解黄精工艺,并用黄精水解液和糯米混合发酵酿制新型黄精黄酒。结果表明,黄精原料高速剪切工艺参数为剪切时间50 min、剪切pH 2、剪切速率14 000 r/min、料液比1∶50(g∶mL);黄精滤渣水解工艺参数为纤维素酶添加量2%、超声功率200 W、料液比1∶20(g∶mL)、超声时间60 min。在此优化条件下,黄精多糖溶出率达52.5%,水解率为81.3%。黄精水解液与糯米结合发酵的新型黄精黄酒呈淡黄色、清亮透明、酸甜适中,具有黄精中药原有的特殊香味;其中,经检测新型黄精黄酒多糖含量为5.01 mg/mL,远高于传统黄精黄酒、传统黄酒。

高温短时热激处理对甘薯块根愈伤组织形成的影响

甘薯采后贮藏过程中受机械损伤,极易被病原微生物侵害,使得甘薯腐烂变质造成极大的经济损失。基于采后高温预处理可加快果蔬受损组织的愈伤速度,该研究采用不同热激条件处理对甘薯块根,并探究其对愈伤组织形成的影响。以人工损伤甘薯为材料,采用热空气对甘薯块根进行55~70℃温度和10~20 min时间的高温短时愈伤热激处理(High Temperature Short Time Callus,HTSTC)。在13℃条件下贮藏7 d后,对甘薯块根的外观色泽、木栓层厚度、木质素含量和失重率进行测定,并观察愈伤后软木脂沉积情况。结果表明,65℃热激15 min处理后甘薯伤口部位木质素积累和软木脂沉积现象良好,木质素含量、木栓层厚度比冷库内(35±0.5)℃进行愈伤2 d的传统愈伤方式分别高出12.27%和19.41%。并且和传统愈伤相比,由于愈伤速度快,愈伤层厚度较高,使得热激处理组能有效降低损伤甘薯块根的失重率。通过响应面优化探究热激愈伤甘薯的最佳条件,计算得出最佳热激处理条件为67.01℃热激12.69 min,且此条件下愈伤效果与65℃热激15 min十分接近。综上,HTSTC处理不仅可以达到比传统愈伤更好的效果,还可以保证较低的失重率,保持外观品质,能够成为一种新型的块根类作物愈伤处理方式。

Research progresses in technological innovation and integration of agricultural engineering

Based on the technical characteristics of agricultural engineering,this research developed a theoretical system and methodology on the integration of agricultural engineering technology by studying the classification of constituent technologies,technological evaluation and integration,and optimization of agricultural engineering patterns.Thirty-two integrated agricultural engineering patterns are proposed according to the methodology for different regions with different local industry backgrounds,operating scales and objects.This research provides a solid foundation for the study of the agricultural engineering technical scheme,patterns and construction standards,which can help to provide a comprehensive solution to problems relevant to modern agriculture.