小麦及其制品加工过程主要真菌毒素含量的变化

脱氧雪腐镰刀菌烯醇和玉米赤霉烯酮是小麦感染赤霉病后产生较多的两种真菌毒素,综述了这两种真菌毒素的产生条件、理化特性、毒理效应、形成的危害和分布范围,以及在小麦清理、研磨以及烘焙和蒸煮等加工过程中含量的变化情况,以期对小麦及其制品生产过程中毒素含量的变化情况做出进一步探究。

基于TPH-YOLO的无人机图像麦穗计数方法

在无人机上安装光学传感器捕捉农作物图像是一种经济高效的方法,它有助于产量预测、田间管理等。该研究以无人机小麦作物图像为研究对象,针对图像中麦穗分布稠密、重叠现象严重、背景信息复杂等特点,设计了一种基于TPH-YOLO(YOLO with transformer prediction heads)的麦穗检测模型,提高无人机图像麦穗计数的精度。首先,为了减小光照不均匀对无人机图像质量造成的影响,该研究采用Retinex算法进行图像增强处理。其次,在YOLOv5的骨干网络中添加坐标注意力机制(coordinate attention,CA),使模型细化特征,更加关注麦穗信息,抑制麦秆、麦叶等一些背景因素的干扰。再次,将YOLOv5中原始的预测头转换为Transformer预测头(transformer prediction heads,TPH),该预测头具有多头注意力机制的预测潜力,可以在高密度场景下准确定位到麦穗。最后,为了提高模型的泛化能力和检测精度,采用了迁移学习的训练策略,先使用田间采集的小麦图像数据集对模型进行预训练,接着再使用无人机采集的小麦图像数据集对模型进行参数更新和优化训练,并在无人机采集的小麦图像数据集上进行了试验。结果表明,该研究方法精确率、召回率及平均精确率分别为87.2%、84.1%和88.8%,相较于基础的YOLOv5平均精确率提高4.1个百分点,性能优于SSD、Faster-RCNN、CenterNet、YOLOv5等目标检测模型。此外,该研究利用公开数据集Global Wheat Head Detection(GWHD)在不同目标检测模型上进行对比试验,该数据集的小麦样本是多样的和典型的,与SSD、Faster-RCNN、CenterNet和YOLOv5等模型相比,平均精确率分别提升11.1、5.4、6.9和3.3个百分点,进一步验证了该研究所提方法的可靠性和有效性,研究结果可以为小麦的产量预测提供支撑。

制粉对小麦中脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的迁移作用

以自然污染脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的小麦为材料,通过筛理、水洗、制粉等加工工艺处理后,对小麦中的DON含量进行测定,得到了DON在小麦籽粒中的分布情况及小麦加工对其中DON迁移的影响。实验结果表明:1小麦中的DON主要分布在皮层,虽然小麦粉中DON含量有随染病程度增加而上升的趋势,但就总体而言,小麦粉中DON含量明显低于全麦粉;2筛理和水洗都能不同程度地降低小麦粉中DON的含量。筛理对于降低小麦粉中毒素的作用较明显,水洗对于降低麸皮中DON含量的作用较明显;3由于心粉和皮粉之间,粗麸和细麸之间的DON含量差异微小,因此,提高加工精度或控制出粉率对进一步降低小麦粉中DON含量的作用不大;4当小麦的DON含量在1.56mg/kg以下时,经筛理、水洗、制粉加工后的含量有较大可能性达到限量值1mg/kg以下。

食品加工对小麦制品中DON含量的影响

以脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)含量超标的赤霉病小麦为原料,采用免疫亲和层析净化—高效液相色谱法,检测小麦籽粒、研磨后各组分及面制品中DON的含量,比较和分析DON含量的变化。结果表明,剔除呆白粒后的小麦籽粒可食用部分的DON含量大幅度下降;经过煮制的面条中DON含量下降较大,而蒸制的馒头中则下降较小;同是烘焙产品,曲奇中的DON含量降低幅度远远高于面包。

不同加工方法对小麦粉中呕吐毒素的影响

比较使用不同加工方法对小麦籽粒不同部位呕吐毒素(DON)含量的影响,结果表明:皮粉、芯粉中DON的含量低于全麦粉中DON的含量,DON主要分布于小麦的表皮附近。小麦制粉前进行筛杂或清洗对降低DON的效果不同。筛杂对降低皮粉、芯粉中DON的效果更好,清洗对降低粗麸、细麸中的DON效果更好。使用不同加工方法产生的小麦粉或麦麸中DON含量几乎相同。当全麦粉的DON含量低于1.56 mg/kg时,通过筛杂、清洗、磨粉后芯粉的DON含量可能会低于1 mg/kg的规定值。

水分胁迫下冬小麦光合产物分配与转移的模拟研究

水分胁迫对光合产物的积累与分配的模拟研究是作物栽培及灌溉管理的重要依据。基于山西霍泉灌溉试验站连续三年(2018年、2019年、2020年)水分胁迫试验资料,利用分配系数和分配指数两种方法进行冬小麦光合产物分配与转移的模拟研究,以确定性系数R2、相对误差RE为指标,对其模拟结果进行了评价。结果表明:①水分胁迫对作物生长相关性有一定的影响,会导致茎叶比减小,穗茎比、根冠比增大;②水分胁迫对分配系数有影响,对分配指数影响不明显;③两种方法对地上干物重模拟结果没有影响,但对作物产量的模拟,分配指数法优于分配系数法;④水分胁迫使茎光合产物转移率增大,对叶光合产物转移率无明显影响。在作物生长过程的模拟中,分配系数法、分配指数法模拟效果均很好,从整体上看,分配指数法优于分配系数法。但是,分配系数法机理性强,有助于理解冬小麦生长过程。

小麦中呕吐毒素的分布规律及加工影响

采用自然污染不同程度呕吐毒素的小麦为材料,通过检测制粉工艺过程中不同产物如麸皮、细麸、皮粉、心粉中呕吐毒素含量,探索小麦不同部位呕吐毒素的含量分布及制粉工艺中去除DON的效果。结果表明:呕吐毒素在小麦中的污染程度从外到内逐步递减;经过小麦制粉加工工艺后,存留在面粉中的DON浓度仅为原来小麦中DON浓度的49.17%~77.68%,而粗麸及细麸中DON浓度为原来小麦中DON浓度的132.00%~185.96%。另外,小麦中呕吐毒素的含量跟赤霉病粒的含量不存在完全的一一对应的线性关系,赤霉病粒含量的多少不能完全反应小麦中呕吐毒素的含量。

超滤处理小麦粉酶解液纯化制取谷朊粉

以小麦粉酶解液为对象,采用超滤纯化手段分离制备高纯度谷朊粉。通过正交试验研究了压力、pH、谷朊粉质量分数、温度对蛋白质截留率、透过液总糖浓度和膜通量的影响,得到了最优的组合条件为压力0.25MPa,pH 6.0,谷朊粉质量分数3%,温度25℃,通过验证试验得到谷朊粉纯度为83.23%。对超滤传质过程进行研究,采用回归拟合得出了传质方程为:J=-17.947lnC b+44.851,分析传质方程可知,当超滤主体液中谷朊粉质量分数达到12.17%时,膜通量就会变得很小,如若继续增大主体液中谷朊粉质量分数已无太大的价值。