The application of near-infrared spectra micro-image in the imaging analysis of biology samples

In this research,suitable imaging methods were used for acquiring single compound images ofbiology samples of chicken pectorales tissue section,tobacco dry leaf,fresh leaf and plantglandular hair,respectively.The adverse effects caused by the high water content and thethermal effect of near infrared(NIR)light were effectively solved during the experiment procedures and the data procesing.PCA algorithm was applied to the NIR micro-image of chickenpectorales tissue.Comparing the loading vector of PC3 with the NIR spectrum of dry albumen,the information of PC3 was confimmed to be provided mainly by protein,i.e.,the 3rd score imagerepresents the distribution trend of protein mainly.PCA algorithm was applied to the NIR micro-image of tobacco dry leaf.The information of PC2 was confimed to be provided by carbohydrateindluding starch mainly.Compared to the 2nd score image of tobacco dry leaf,the comparedcorelation image with the reference spectrum of starch had the same distribution trend as the 2nd score image.The comparative correla tion images with the reference spectra of protein,glucose,fructose and the total plant alkaloid were acquired to confirm the distribution trend ofthese compounds in tobacco dry leaf respectively.Comparative correlation images of fresh leafwith the reference spectra of protein,starch,fructose,ghucose and water were acquired to confim the distribution trend of these compounds in fresh leaf.Chemimap imaging of plant glandularhair was acquired to show the tubular structure clearly.

Correlations between Quality Index and Content of Cellulose and Lignin in Upper Leaves of Fluecured Tobacco in Wulin Mountain Area

In order to study the correlations among quality indexes of tobacco leaf and contents of cellulose and lignin in upper leaves of flue-cured tobacco, 48 B2F flue-cured tobacco samples in seven counties of Wulin mountain area in 2011 and 2012 were used as test materials to measure the contents of cellulose and lignin in tobacco leaves and analyze the differences among varieties and between years. Meanwhile, correlations among contents of cellulose and lignin and appearance quality, physical characteristics, general chemical components and indexes of senso- ry quality were studied. The results showed that the contents of cellulose and lignin had no significant difference among years and varieties. Cellulose content was sig- nificantly correlated with some indexes of appearance qualities, physical indexes, general chemical compositions and sensory qualities. Lignin content was significantly correlated with grayness and oil content but not other quality indexes of tobacco leaf. It could be seen that the differences of cellulose and lignin contents between different years and among varieties were not significant. Cellulose content was closely correlated with quality indexes of tobacco leaf while lignin content had a small effect on tobacco leaf quality.

基于单料烟的加热卷烟与传统卷烟香气成分释放差异分析

将10种单料烟分别制备成加热卷烟和传统卷烟两种类型卷烟样品,采用GC-MS分析和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)模型评价加热卷烟气溶胶和传统卷烟主流烟气中香气成分的释放差异。结果表明:加热卷烟气溶胶和传统卷烟主流烟气中分别鉴定出53种和77种香气成分;两者共有香气成分47种,其中13种香气成分在加热卷烟气溶胶中的释放量较为突出,除乙酸、γ-丁内酯外,其他11种均是醛酮类化合物;筛选出两种卷烟中存在显著释放差异的香气成分53种,包含吡嗪吡啶类7种、酮类12种、呋喃类4种、酸类9种、酯类3种、酚类8种、烃类9种、醇类1种,从差异性香气成分在该类别总鉴定成分的占比来看,酚类香气成分在两种卷烟中的释放差异性最为显著,其余依次为烃类、吡嗪吡啶类、酸类、酯类、酮类、呋喃类、醇类。

基于ADAMS的烟叶运输车自主校正机构仿真与试验

丘陵山区烟田地形复杂,烟叶运输车在垄沟行驶时方向易发生偏离。针对福建丘陵烟区地形,通过对设计的烟叶运输车自主校正机构进行力学分析,并结合ADAMS仿真对比有自主校正机构与无自主校正机构两种情况下烟叶运输车在垄沟行驶的偏离程度,仿真结果表明:有自主校正机构的烟叶运输车比无自主校正机构烟叶运输车偏离程度小了10%。最后通过田间试验进一步验证了该机构发挥了自主校正的作用。该研究对丘陵烟田烟叶运输机械的研发具有一定的借鉴参考作用。

烟叶精益生产模式的建设路径及实践成效探析——以普洱市景东县为例

近年来精益生产正逐步向农业生产领域渗透,为农业生产的结构转型提供了良好契机。为推动景东产区烟草农业的现代化建设,解除烟叶发展中不平衡、不协调、不可持续等因素的制约,实现烟叶生产降工减本、提质增效、可持续发展的核心目标,以广东中烟优质基地单元建设为载体,通过对景东产区烟叶生产现状的分析,结合实际探索烟叶精益生产模式的建设路径,以及对其实践成效进行评价分析。通过实践建设,初步建立了良性发展的管理机制,取得了良好的经济效益,逐步完善了广东中烟普洱基地单元高端烟叶原料定制化生产技术体系,提升了烟农收益水平以及基地原料保障水平,并对于持续推进景东县烟叶精益生产模式建设的思考进行了进一步的探析。

改善低次烟叶品质的生物发酵工艺优化

为改善低次烟叶吸食品质,提升烟叶可用性,优选3种酶系、菌系(蛋白多肽酶系、木质酶系、增香菌系)配制成复合生物发酵制剂,以品质改善程度为评价指标,采用单因素法和均匀设计法优化了烟叶生物发酵工艺。结果表明:(1)最佳发酵工艺条件为,发酵制剂/烟丝质量比4%、物料含水量22%、发酵温度37℃、发酵时间42 h。(2)发酵工艺各因素中,发酵温度对品质改善程度大于物料水分、发酵时间。(3)在最佳发酵条件下,烟叶品质改善程度为1.04,杂气减少、刺激性降低,感官质量大幅提升,发酵后烟叶蛋白质、淀粉、果胶、木质素分别降低9.17%、15.59%、16.67%、7.84%,醛类、酮类、醇类等物质较原样分别增加了23.70%、15.33%、41.03%。通过发酵工艺优化,烟叶化学成分更协调,烟叶可用性提升。

全国烟叶等级质量监督抽检方法的有效性分析

【目的】为评价烤烟监督抽查过程中有关抽检方法的有效性,【方法】本文利用20多年全国烟叶工商交接等级质量监督抽查的相关资料进行了分析。【结果】1999-2018年历年抽检的烟叶基本涵盖了全国主要种烟省份和地市产区,抽检产区覆盖面和样品数量具有较强的代表性。成对双样本方差分析显著性检验结果表明,2003—2020年,尽管一些等级的抽检比例与收购比例存在一定差异,但下等烟、上部烟和4级烟的等级抽检比例与收购比例非常吻合,并且不同大等级、部位、质量档次的抽检比例与相应的收购比例历年走势具有极显著相关性,【结论】说明抽检等级比例和抽检方法基本上是科学合理有效的。

基于PCA-SSA-BP神经网络的烟叶分级方法

基于机器视觉检测的烟叶分级方法,存在识别效率低、识别稳定性差等问题。针对这些问题,该文基于主成分分析(PCA)、麻雀搜索算法(SSA)、BP神经网络提出一种烟叶分级方法,首先对采集到的烟叶图像进行分析提取17个图像特征进行PCA降维处理,以消除冗余信息,结合烟叶分级标准并平衡烟叶分级的识别正确率和分级效率确定最佳降维的维数为七维;然后,将七维特征向量作为BP神经网络的输入,利用SSA对BP网络模型的权值和阈值进行优化,完成网络模型的训练。实验结果表明,PCA-SSA-BP模型的平均识别率达到96%以上,总运行时间为97.99 s,因此该方法能有效提高小样本烟叶分级的识别效率和识别稳定性。

甘油对雪茄烟叶加热状态下热失重及碱性香味成分释放的影响

【目的】分析甘油对两种国外雪茄烟叶在加热状态下的热失重特性以及气溶胶成分释放行为的影响。【方法】采用热重分析技术考察不同甘油施加量(0%~15%)的两种国外雪茄烟叶在线性升温-恒温烘焙过程中的热失重特征,基于自建的程序控温加热耦连烟气捕集装置,结合气质联用分析研究烟叶加热状态下的碱性香味成分等释放行为。【结果】(1)在脱水干燥阶段,施加甘油缩窄了失重温度区间,且高含量甘油雪茄烟叶的最大失重速率温度显著降低。(2)施加甘油对挥发性成分脱除阶段的失重行为影响显著,在降低该阶段最大失重速率温度的同时明显提升了样品失重率,且甘油对不同产地雪茄烟叶的影响程度有差异;在纤维素分解及恒温烘焙阶段,施加甘油的影响主要表现为降低了对应阶段的失重率。(3)不同甘油施加量的雪茄烟叶加热释放的碱性香味成分总量差异显著,总体上为多米尼加雪茄烟叶大于巴西雪茄烟叶;不同种类碱性香味成分的释放量整体表现出吡啶类>喹啉类>吡嗪类;碱性香味成分释放总量和烟碱释放量随甘油施加量的增大均整体呈现增大的趋势,气溶胶中甘油释放量随烟叶甘油施加量的增大而增加。【结论】施加甘油对两种雪茄烟叶的热失重和热释放特性有显著影响,且施加甘油可促进雪茄烟叶在加热状态下的碱性香味成分释放。

遮荫栽培条件下茄衣烟田微气候特征及其对烟株生长发育和烟叶质量的影响

【目的】探究遮荫栽培条件下茄衣烟田微气候特征对烟株生长发育和发酵后烟叶质量的影响,以期为国产茄衣遮荫栽培提供理论依据。【方法】以雪茄烟品种云雪1号为试验材料,设透光率100%(CK)、75%(T1)和65%(T2)3个处理,分析不同处理下的烟田微气候特征及其对烟株农艺性状、生物量积累与分配及发酵后烟叶主要品质特征的影响。【结果】遮荫处理能降低烟田的气温、光照强度、昼夜温差及≥10℃有效积温,提高相对湿度。遮荫对烟株株高、茎围、最大叶面积、生物量积累等生长发育指标均有显著影响(P<0.05,下同)。其中,株高、最大叶面积、叶生物量均以T2处理最高,且在遮荫后40 d时增幅最大,而茎围则以CK最大。T2处理烟叶的叶片结构、油分、颜色均匀度、支脉粗细等外观质量指标得分最高,其拉力强度也显著高于其他处理。遮荫处理茄衣产量和茄衣产出率均显著高于CK,与CK相比,T1和T2处理茄衣产量分别显著增加5.87%和13.78%,茄衣产出率分别显著增加8.56%和18.56%。相关分析结果表明,遮荫条件下温度(积温、≥10℃有效积温和平均气温)的降低是烟株叶厚、茎围和根茎生物量积累减少的主要原因;平均光照强度降低和平均相对湿度增加是提升烟叶外观质量和物理特性的关键因素。【结论】遮荫能降低茄衣烟田的环境温度和光照强度,提高相对湿度,使烟株的形态发育和物质积累产生改变,从而提高茄衣产量和茄衣产出率,也使发酵后烟叶的外观和物理指标更符合工业使用。综合来看,在豫西南遮荫种植茄衣时以65%透光率较适宜。

甘油对不同部位烤烟香味成分释放行为的影响

为探究甘油对不同部位烤烟在低温加热状态下(350℃)香味成分释放行为的影响,利用自主设计的程序控温耦联烟气捕集装置,分别研究不同甘油含量(0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%)对上、中、下部烤烟烟叶香味成分释放量的影响。结果表明,烟叶在加热状态下的香味成分释放总量及烟碱释放量随甘油含量升高均呈现先升高后略有降低的趋势;不同部位烟叶各类香味成分释放总量随甘油含量升高(0%~15%)分别表现出不同幅度的提升,下部叶中性香味成分释放总量升高最为显著,增幅达95.11%,上部叶碱性、酸性香味成分释放总量升高最为显著,分别增加36.82%、43.92%。多因素方差分析表明,甘油含量和部位对烟叶各类香味成分的释放总量均有极显著影响,且部位与甘油含量的交互效应也呈极显著水平。综上,施加15%含量的甘油可在一定程度上促进烟叶在低温加热状态下香味成分的释放。

烤烟上部叶带茎采烤技术SWOT分析

与常规采烤方式相比,采用烤烟上部叶带茎采烤技术,烟叶质量明显提升,经济性状表现优良,中上等烟比例上升,杂色烟叶明显减少。本文运用SWOT模型,分析了烤烟上部叶带茎采烤技术的优势、劣势、机会和威胁,并提出了优势—机会、弱点—机会、优势—威胁、弱点—威胁一系列发展策略,以期为烤烟上部叶带茎采烤技术的发展提供参考。

多个化学成分指标烟叶样品的聚类分析研究

对 4 8个不同烟叶样品的化学成分性状按欧式距离类平均法进行聚类分析并对类间进行特征差异分析。结果表明 ,4 8个烟叶样品可以聚为 4个类别 ,各类别化学成分的平均值和变异系数等特征数存在差异 ,不同类别在主要化学成分间存在显著性差异。这些结果或许可供深入开展计算机产品设计的个别环节参考。

烟叶质量评价指标间的相关性研究

依据初步建立的烟叶外观质量、评吸质量量化评价体系和对湖南主产烟区烟叶外观质量、物理特性、化学成分、评吸质量等评价指标进行的评定和检测,研究了烟叶质量指标间的相互关系,探索了烟叶质量评价指标间的定量相关关系,探讨了关于烟叶质量评价指标间的一些定性和定量描述。

基于主成分分析和聚类分析的烟叶物理特性区域归类

为了对烟叶物理特性进行区域归类,选取安徽、福建、河南等13个产地的烤烟C3F等级烟叶,分析烟叶的厚度、叶面密度、填充值等8个物理特性指标,采用主成分分析法提取了5个主成分,并基于综合得分对13个产地烟叶进行聚类。结果表明:1提取的5个主成分累计贡献率达到84.02%,厚度、叶面密度、单叶质量和含梗率4个指标是烟叶物理特性的特征指标;2若以平方欧氏距离5.0作为分类标准,可以把所有样品分为4类,第一类为黑龙江和山东;第二类为河南和安徽;第三类为福建、湖北和湖南;其他产地归为一类。

成熟度与烟叶质量的量化关系研究

根据初步建立的量化烟叶外观质量指标体系,定量分析烟叶成熟度与烟叶外观质量、化学成分、物理性状、评吸品质的关系,明确了烟叶成熟度与烟叶质量的定量相关关系;验证了关于烟叶成熟度方面的许多定性描述,定量验证了烟叶成熟度越好,烟叶质量越高的结论。

基于颜色分形的不同产地烟叶聚类分析

对较高精度的烟叶数字图像进行背景去除和分割预处理,计算烟叶颜色各分量(红色、绿色、蓝色、亮度)的计盒维数,绘制各颜色分量的计盒维数变化曲线,进行烟叶颜色系统聚类分析。结果发现不同产地烟叶的颜色各分量计盒维数变化曲线存在较明显差异;采用颜色分形维数作为聚类参数得到了最好的分类结果。这表明颜色分形维数可以作为按颜色分类的特征指标,能更准确地描述图像颜色的分形分布特征。

基于灰色关联分析的云南烟叶化学成分适宜性评价

为了提高云南烟叶在"利群"牌卷烟中的使用效率,对2009年云南8个主产烟区44个烟叶样品的烟碱、钾、氯、总氮、总糖、糖/碱比和钾/氯比与"利群"牌卷烟的烟叶原料要求进行了灰色关联分析和感官质量评价。结果表明:各个产区烟叶样品与"利群"牌卷烟烟叶原料要求的灰色关联度分别是0.84,0.80,0.72,0.71,0.68,0.67,0.59和0.53,此灰色关联度与评吸结果基本一致。

基于主成分分析和聚类分析的烤烟烟叶外观特征区域归类

为有效进行烤烟烟叶产地识别和分类使用,对烤烟烟叶外观特征进行区域归类。选取福建南平、四川凉山、湖南郴州、河南许昌、贵州遵义、云南曲靖等43个产地的烤烟C2F等级烟叶,分析了烟叶的底色、厚度、蜡质感、柔韧性、叶面叶背颜色差、叶尖叶基身份差、光泽、叶面组织等15项外观特征指标,并采用主成分分析法提取了7个主成分,基于综合得分对43个产地烟叶进行聚类。结果表明:(1)提取的7个主成分累计贡献率达到83.476%,确定叶面组织、柔韧性、色度、油分、厚度、底色、叶尖叶基身份差、成熟度、颜色、叶面叶背颜色差10项指标为烤烟烟叶外观特征的评价指标。(2)若以平方欧氏距离10作为分类标准,可以将所有烟叶样品分为8类,第一类为云南、贵州、四川、湖北(恩施和宜昌);第二类为河南(驻马店和南阳)、陕西(安康);第三类为福建、湖南(湘西);第四类为重庆(黔江);第五类为河南(许昌和平顶山);第六类为湖南(郴州和永州)、江西;第七类为黑龙江、辽宁、吉林、陕西(商洛)、山东;第八类为河南(漯河)、安徽(宣城)。

初烤烟叶25种化学成分与焦油的相关、逐步回归及通径分析

测定了182份初烤烟叶样品的烟气焦油量和25种烟叶化学成分,建立了初烤烟叶化学成分与烟气焦油的多元逐步回归方程,并采用相关分析、逐步回归分析和通径分析等方法分析了焦油含量与烟叶化学成分的相关关系。结果表明:①总糖、钾、水分、纤维素、丁二酸、苹果酸、棕榈酸、油酸、亚麻酸、硬脂酸与焦油呈极显著的负相关,总氮、烟碱、挥发碱、蛋白质、芸香苷、丙二酸与焦油呈极显著正相关。②丙二酸、硬脂酸、总糖、烟碱、钾和苹果酸为影响焦油的重要指标;丙二酸、硬脂酸、总糖与焦油的相关是由直接作用和间接作用共同影响的,但直接作用的影响要大于间接作用;烟碱、苹果酸、钾与焦油的相关主要取决于直接作用。