超声波辅助提取黑薯皮中花青素的工艺研究

以黑薯皮为提取原料、酸化甲醇为提取溶剂,采用超声波辅助提取黑薯皮中的花青素。以花青素的提取率为考察指标,首先研究提取温度、料液比、超声功率、超声时间、酸化甲醇浓度等单因素对黑薯皮中花青素提取率的影响。在单因素研究的基础上采用正交实验法进行优化和组合,最终确定黑薯皮中花青素提取的最佳工艺条件如下:提取温度55℃、料液比1∶25(g:mL)、超声功率270 W、超声时间25 min、酸化甲醇浓度50%,在此条件下,黑薯皮中花青素的提取率为10.90%。研究还表明,影响黑薯皮中花青素提取率的因素顺序为:料液比>提取温度>酸化甲醇浓度>超声功率>超声时间。

基于图像特征识别的马铃薯薯皮粗糙度分级研究

【目的】马铃薯薯皮粗糙度分级研究可以提供块茎外观品质性状无损检测方法,为客观评价品质质量和高通量筛选品种提供理论和实践基础。【方法】以79份马铃薯品种(系)为供试材料,利用相机采集有/无芽眼的薯皮图像。基于MATLAB R2016a软件对薯皮图像预处理,随机选择8份材料用相关函数指标比较图像灰度化、增强及去噪效果。利用灰度共生矩阵(gray level co-occurrence matrix,GLCM)提取图像特征参数角二阶矩(angular second moment,ASM)、熵(entropy,ENT)、对比度(contrast,CON)和相关度(correlation,COR),并确定矩阵最适像素距离(d)。比较两类薯皮图像特征参数间的差异,选择差异较小的薯皮图像特征集进行统计分析和分类识别。构建支持向量机(support vector machines,SVM)和BP神经网络(backpropagation neural network,BPNN)模型对薯皮粗糙度分级分类,模型分级精度评价指标为准确率、精准率、召回率及调和平均数。【结果】加权平均值法进行灰度处理后的薯皮图像纹理结构清晰,图像清晰度评价值为2.5698±0.5959,显著高于平均值法(1.8035±0.4856)和最大值法(1.0535±0.4088);直方图均衡化增强后的薯皮图像灰度级范围由100—200扩大为0—200,灰度分布更加广泛;中值滤波对3×3窗口下的薯皮图像椒盐噪声去噪效果明显,峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)最大((28.6250±3.9784)Bp),显著高于3×3和5×5窗口下对高斯噪声去噪后的PSNR。通过GLCM(d=4)提取的两类薯皮图像特征参数间差异显著,选择其中差异较小的无芽眼薯皮图像特征集进行统计分析和分类识别,结果表明该特征集变异系数差异明显,对比度变异系数最大(0.40),其次是角二阶矩(0.24)和相关度(0.23),熵变异系数最小(0.18)。将该特征集作为分类模型输入变量用于薯皮分类,相较于BP神经网络,SVM对马铃薯薯皮粗糙度的整体分类性能较高,准确率为87.5%。其中,对光滑皮和重麻皮的预测准确度和识别能力最高,精准率均为100%,召回率分别为85.7%和100%,调和平均数分别为92.3%和100%。【结论】综合利用本研究提出的图像处理技术及GLCM提取的纹理特征参数能有效表征马铃薯块茎薯皮粗糙度差异;通过构建SVM分类模型可实现基于机器视觉的马铃薯薯皮粗糙度分级,且准确率达87.5%。

响应面法优化超声提取紫色马铃薯皮花色苷工艺的研究

研究了超声辅助提取紫色马铃薯皮中花色苷的工艺,并用响应面分析对工艺进行优化。结果发现,超声辅助使薯皮花色苷提取时间缩短为20min,提高了提取效率,响应面分析获得最优工艺为:超声时间25.5min、提取温度63℃、料液比1:11(m:v),提取2次,花色苷的产量为50.48mg/100g(干重),比单因素组合49.00mg/100g(干重)提高了3.02%。

二倍体马铃薯皮绿原酸含量的研究

绿原酸(Chlorogenic acid,CGA)在马铃薯风味、营养及抗性品质方面具有重要的作用,绿原酸含量的研究在马铃薯品质、育种等方面具有重要的意义,马铃薯薯皮是绿原酸含量最高的组织.研究采用不同亚种二倍体马铃薯为研究对象,利用超声波辅助的方法提取薯皮中的绿原酸,利用紫外-可见光分光光度计(UV-VIS)对绿原酸含量进行测定分析.结果表明,不同亚种马铃薯薯皮中的绿原酸含量具有较大差距,所测样品中薯皮绿原酸含量最低为2422.70μg/g,最高为8579.45μg/g;进化程度相对较高的Phureja亚种中的绿原酸含量明显高于Substenotomum和Goniocalyx 2个亚种的绿原酸含量,符合3个亚种的基因组进化树分析,表明马铃薯绿原酸的代谢调控过程可能受到了驯化选择.

紫薯皮中花色苷提取工艺研究

采用pH示差法对紫薯皮中的花色苷含量进行了测定,并用正交实验法和树脂吸附分离法对最佳提取条件进行了优化。结果显示:当乙醇浓度为50%、液料比为6∶1、提取温度60℃、提取时间2h的条件提取时,花色苷的含量最高;乙醇浓度对花色苷的含量有显著影响,而液料比、提取温度、提取时间对花色苷的提取含量没有乙醇浓度的影响显著。

紫薯皮豆渣膳食纤维蛋糕配方的研究

以紫薯皮、豆渣为辅助原料,研制紫薯皮豆渣膳食纤维蛋糕。通过单因素试验和正交试验,采用感官评定、硬度、弹性对紫薯皮豆渣膳食纤维蛋糕进行配方优化。结果表明,紫薯皮豆渣膳食纤维蛋糕的最优配方(以低筋面粉、紫薯皮粉和豆渣粉总量100 g计):紫薯皮豆渣添加量为20%(紫薯皮∶豆渣=1∶1,质量比),绵白糖添加量为140%,大豆油添加量为22%,泡打粉添加量为2%,蛋糕的感官评分为92.7分,硬度为205.5 g,弹性为12.18 mm。

双酶法制备紫薯皮膳食纤维的工艺研究

为了确定酶法制备紫薯皮膳食纤维的最优工艺参数,以膳食纤维的得率为指标,采用单因素和正交优化试验对酶法制备紫薯皮膳食纤维的工艺进行研究。结果表明,将紫薯皮粉以料液比1∶15调成浆,糊化后冷却至75℃,先以紫薯皮粉1.0%的量加入中温α-淀粉酶,保温处理90min;再以紫薯皮粉0.8%的量加入糖化酶,60℃保温处理60min。在此工艺条件下,膳食纤维的得率达49.86%。

响应面试验优化紫薯皮色素提取工艺及其稳定性分析

通过Box-Behnken试验设计和响应面分析法,对紫薯皮色素的提取条件进行了优化,并且研究了各种物理及化学因素对紫薯皮色素稳定性的影响。结果,得出最佳提取条件为:酸醇体积比1∶1(0.5%柠檬酸酸化)、料液比1∶60(g/m L)、提取温度50℃、提取时间20 min。在此优化方案条件下,理论吸光度预测值为0.843,实际吸光度为0.838。紫薯皮色素的稳定性研究结果显示:日光暴晒条件下光稳定性比较差,自然光和避光条件下,稳定性良好;4~60℃的温度范围内具有非常好的热稳定性;紫薯皮色素在含有K^+、Ca^(2+)、Na^+、Zn^(2+)等金属离子的溶液中表现比较稳定的状态,在含有Mg^(2+)、Cu^(2+)、Mn^(2+)、Fe^(3+)等金属离子的溶液中产生沉淀;酸性条件有利于紫薯皮色素的稳定性,而碱性条件不利于紫薯皮色素的稳定性;最大安全使用范围内,紫薯皮色素稳定性几乎不会受到苯甲酸、山梨酸等一系列常用食品添加剂溶液的影响,可作为食品着色剂。

微肥对马铃薯产量、品质、薯皮超微结构及块茎耐贮性的影响

近年来,微肥在内蒙古马铃薯生产中发挥了重要作用。试验目的是施用微肥后,研究其对马铃薯块茎产量、品质、薯皮超微结构及耐贮性的影响,从而为马铃薯生产上大面积推广提供理论依据。在5种微肥处理中,处理2(干拌+叶面喷3次微肥+滴灌钙镁肥2次)的多项生物学特性如株高、茎粗、单株结薯数、单薯重、商品薯率、块茎产量、薯皮厚度、薯皮粗纤维含量、薯肉可食部分不溶性膳食纤维均高于对照,分别增加11.2 cm、0.4 cm、1.7个、17.1 g、14.59个百分点、13 926 kg/hm^2、50.501μm、2.25个百分点和0.41个百分点;而贮藏损失率较对照低1.93个百分点。

木薯块根不同部位的营养成分研究

【目的】研究木薯块根中营养成分的分布规律，以提高木薯的综合利用价值。【方法】分别取6份木薯种质全薯、薯肉、薯皮的头、中、尾3段，测定其8一胡萝h素含量及干物质、粗淀粉、粗蛋白、可溶性糖和粗纤维6种营养成分的质量分数，并分析不同部位营养成分的相关性。【结果】薯肉的干物质、粗淀粉质量分数分别是薯皮的1．3-1.8倍和I．2-2．8倍，表现为薯肉〉全薯〉薯皮；薯皮的β一胡萝卜素含量及粗蛋白、可溶性糖、粗纤维质量分数分别是薯肉的1．2-15．3，2．4-6．7，1．2-2．2和3．4-7．5倍，表现为薯皮〉全薯〉薯肉；薯皮干样的粗淀粉质量分数为27．1%-69．0％，是薯肉的32．8％-93．3％；6份木薯种质的全薯、薯肉、薯皮的头、中、尾3段粗蛋白、干物质质量分数均表现为头段〉中段〉尾段，且差异均达到极显著水平。【结论】木薯薯皮营养成分丰富，应重视木薯薯皮的综合利用。

木薯块根不同部位的矿质元素研究

为进一步研究木薯块根中矿质元素的分布规律,提高木薯的综合利用价值,采用等离子发射光谱法,测定了6份木薯种质全薯、薯肉、薯皮的头、中、尾3段7种矿质元素的含量。结果表明：薯肉的K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu含量（干基）分别为333.1-620.8、28.7-150.7、45.0-132.3、1.08-4.10、0.36-1.05、0.47-1.81、0.12-0.32 mg/100g,部分矿质营养价值优于马铃薯、糙米,不亚于甘薯和小麦;薯皮的Ca、Mn、Zn、Fe、K、Cu含量分别为薯肉的2.4-16.2、3.1-7.8、1.8-7.7、1.1-6.5、1.1-2.6、1.1-2.5倍,部分矿质营养价值优于或不亚于红枣、核桃、杏仁,值得重视薯皮的综合利用;不同段的薯肉和薯皮Ca、Mn、Zn元素存在较密切的相关关系。

施用杀菌剂后贮藏期甘薯的食用安全性分析

为评估贮藏期鲜食甘薯的安全性,采用高效液相色谱法检测施用杀菌剂后不同贮藏期薯皮和薯肉中的农药残留量,并对其食用安全性进行比对分析.结果表明:当分别用药剂1000倍和500倍液浸泡薯块时,不同贮藏期薯皮中的多菌灵、咪鲜胺、粉唑醇和百菌清(1000倍液浸除外)残留量均超标,粉唑醇在各时期(低剂量的施用1个月除外)的残留量均超过2000μg·L^(-1);而去皮0.5 cm的薯肉中均未检测到4种药剂残留,表明鲜食用甘薯施用这4种杀菌剂后去皮0.5 cm食用是安全的.研究为甘薯贮藏期合理用药和安全食用提供了科学的理论依据.

马铃薯块茎不同部位的矿质元素分布规律

为了进一步研究马铃薯块茎不同部位的矿质元素分布规律,提升马铃薯的综合利用价值,采用火焰原子吸收光谱法和酸溶—火焰光度法等国标方法,分别测定了3个马铃薯品种块茎芽眼、薯皮和薯肉共9个部位的干物质和7种矿物质含量。结果表明:采用削皮刀手工去皮时,除芽眼外削掉薯皮占薯块重量的比值平均为8.83%;3个马铃薯品种块茎不同部位的干物质在鲜薯中的含量为107.89~236.39 g/kg,K、Ca、Mg、Zn、Mn、Cu、Fe含量分别为2.32~6.50 g/kg、11.36~237.41 mg/kg、38.56~105.79 mg/kg、3.03~16.46 mg/kg、0.94~3.32 mg/kg、1.12~2.22 mg/kg、6.43~51.31 mg/kg,其中K、Ca、Mg、Mn、Fe含量均表现为薯皮>芽眼>薯肉,Zn和干物质含量均表现为芽眼>薯肉>薯皮,Cu含量表现为芽眼>薯皮>薯肉;不同矿质K、Ca、Mg、Zn、Mn、Cu、Fe元素之间存在一定的正向相关性,除脐部薯皮矿质元素含量与顶部和环髓区薯肉的相关性不显著外,其余不同部位的矿质K、Ca、Mg、Zn、Mn、Cu、Fe元素含量之间相关性均为显著或极显著。马铃薯块茎的薯皮和芽眼周围比薯肉部位含有更丰富的矿质元素,其矿质元素的综合利用更值得研究。

秧苗移栽期对甘薯种薯萌芽性的调控效应

为研究秧苗移栽期对甘薯种薯萌芽性的调控效应,在大田条件下,以萌芽性差异显著的甘薯品种烟薯25和泰中6号为材料,设置6月19日(CK)、7月1日(T1)和7月12日(T2)3个秧苗移栽期处理,同时收获、贮藏,翌年在小拱棚排种育苗。在排种育苗前,调查各处理种薯的平均单薯重和薯皮特征;在育苗期,调查单位面积采苗数以及秧苗百株重等秧苗素质指标。结果表明,随秧苗移栽期延后,2个品种种薯的薯皮厚度和平均单薯重显著降低,平均单薯根眼数变化不大,单位重量种薯根眼数显著增加。在育苗期,移栽期较晚处理的种薯采苗数增加,秧苗株高增加,茎粗和百株鲜重降低;但是,T2处理的百株鲜重在500 g以上,有5个以上的展开叶节,符合壮苗标准。因此,本研究认为,在黄淮海地区,甘薯繁殖田以7月12日前后移栽为宜。