河南科技大学食品与生物工程学院, 河南 洛阳 471023
为利用3D荧光技术实现基于贮藏室气体荧光信息的香蕉腐败早期预警, 选取两批不同贮藏日期的香蕉贮藏室气体进行三维荧光数据采集。 首先对荧光数据进行了预处理: 为消除三维荧光仪整体漂移现象, 对得到的三维荧光数据进行去除漂移处理; 利用matlab中eemscat工具包对瑞利与拉曼散射进行去除处理, 有效消除了瑞利散射和拉曼散射的不利影响; 运用Savitzky-Golar(SG)进行数据平滑处理, 减少了噪声对荧光信号的干扰。 同时, 对三维荧光数据进行初步筛选, 去除了荧光强度接近于0的发射波长, 以及利用三阶高斯混合分布对不同激发波长下的发射光谱进行拟合去除了离散性较大的激发波长。 然后针对荧光数据的特征表征, 提出了一种基于Wilks Λ统计量融合间隔偏最小二乘法(iPLS)的荧光数据特征选择策略。 具体是: 用Wilks Λ统计量进行特征激发波长的选取, 初步选出了5个特征激发波长; 根据初选的特征激发波长用iPLS结合pH值及相对电导率进行了特征发射波段的选取, 结果每个特征激发波长下均选出包含14个波长的特征发射波段。 为进一步减少分析变量个数, 根据选出的特征发射波长, 运用Wilks Λ统计量再次进行特征激发波长反选, 最终得到了3个特征激发波长。 考虑到各特征激发波长下对应14个特征发射波长, 故可选出42个特征发射波长。 最后基于香蕉在贮藏中其品质变化具有时变特点, 根据42个特征发射波长使用系统聚类分析法(SCA)进行香蕉腐败基准界定, 得到两批香蕉均在贮藏的第5天出现品质突变。 因此选用第5天贮藏室气体荧光信息来表征香蕉的腐败情况。 另外, 利用主成分分析(PCA)初步探索了用第1主成分实现香蕉早期腐败的预警。 结果表明: 文中提出的三维荧光数据特征波长的选择策略是能够有效降低光谱数据的复杂度, 同时给出的早期腐败预警方法是可行的。
香蕉 腐败预警 三维荧光 Wilks Λ统计量 间隔偏最小二乘 系统聚类分析 Banana Spoilage warning Three-dimensional fluorescence Wilks Λ statistic Interval partial least squares Systematic cluster analysis
河南科技大学食品与生物工程学院, 河南 洛阳 471023
为了实现香蕉在贮藏过程中的腐败预警, 对不同贮藏时间的香蕉进行高光谱数据采集。 应用Savitzky-Golar(SG)平滑对原始光谱进行降噪处理, 以获得少噪声干扰的光谱数据。 提出一种基于Wilks Λ统计量结合主成分信息融合的高光谱特征波长提取方法。 该方法可描述为: 先对降噪后的高光谱数据进行主成分分析(PCA), 然后对获取的主成分数据分别构建Wilks Λ统计量, 进而可选出Wilks Λ值最小的主成分变量(第3主成分, PC3), 绘制出该主成分对应于原始变量(各波长)下的组合权重系数图, 将权重系数图中的波峰、 波谷所对应的波长变量提取出来即为该法提取出的特征波长。 按此方法共提取出9个特征波长。 同时, 对香蕉的色差数据进行分析, 通过分析测试样本的L*, a*, b*, ΔE值随贮藏时间的变化趋势, 找到数据异常点(拐点)所在位置, 并结合实际感官情况初步确定了腐败基准为第6个贮藏日。 为了进一步说明所确定的腐败基准的合理性, 应用特征光谱数据做出不同贮藏时间样本平均光谱反射值曲线, 对比发现在不同特征波长下光谱反射值均在贮藏第6天达到最小值, 与色差指标分析结果一致, 进一步证明了腐败基准选取的正确性。 所以, 可用第6个贮藏日的特征光谱信息来表征基准信息, 以生成腐败基准的特征光谱表征向量及其对应的协方差矩阵。 最后, 以表征腐败基准的光谱特征向量为基点, 采用马氏距离(MD)构建了香蕉贮藏过程中基于高光谱特征波长信息的腐败预警模型, 并对模型进行了验证。 结果表明: 随着香蕉贮藏时间的延长, 该预警模型给出的测试样本与腐败基准的距离越来越近, 吻合香蕉腐败的实际进程。 因此, 所提出的高光谱特征波长提取方法、 腐败基准的确定及其表征方法以及腐败预警高光谱模型是合适的, 能有效地预警香蕉腐败。
香蕉 色差 高光谱 Wilks Λ统计量 马氏距离 预警模型 Banana Color difference Hyperspectral Wilks Λ statistic Mahalanobis distance Early warning model 光谱学与光谱分析
2020, 40(12): 3871
1 中国热带农业科学院海口实验站/海南省香蕉健康种苗繁育工程技术研究中心, 海口 571101
2 贵州省农业科学院亚热带作物研究所, 兴义 562400
我国是世界产蕉大国, 香蕉总产量已居世界第2位, 香蕉产业已成为我国南亚热带地区农民脱贫致富的重要支柱产业。但目前我国香蕉品种更新缓慢, 现有品种的高产性、抗寒性、抗病性均存在一定程度的缺陷, 而物理诱变技术在培育改良品种特性上具有独特的优势。本文综述了物理诱变技术及其在香蕉育种中的研究进展, 包括物理诱变定义、种类及应用等方面, 以期对香蕉诱变研究及新品种选育实践提供参考。
香蕉 物理诱变 育种 banana physical mutation breeding
山东大学机械工程学院 高效洁净机械制造教育部重点实验室, 山东 济南 250061
随着全球对食品安全性重视的提高, 对水果实现产品追溯成为必然要求。目前, 对于水果追溯大都是通过在水果表面粘贴纸质标签实现, 然而, 由于纸质标签粘贴强度稳定性差, 有些容易脱落, 造成信息丢失; 有些又难以去除, 给广大消费者带来麻烦。针对此问题, 利用激光技术在水果表面直接标刻二维条码成为新的研究热点。为此, 本文以香蕉为研究对象, 利用CO2-S100XP激光器在香蕉表面标刻Data Matrix(DM)二维条码, 研究了直接标刻二维条码在香蕉表面应用的可行性, 分析了激光参数对二维条码颜色和对比度的影响, 同时, 分析了影响条码识读的各个因素。实验表明: 激光功率和标刻速度是影响条码质量主要因素; 香蕉划痕、黑斑和标刻位置会影响条码的质量和条码的识读。
激光标刻 二维条码 香蕉 追溯 laser marking 2D-barcodes banana traceability
1 中国热带农业科学院农产品加工研究所, 广东 湛江524001
2 农业部热带作物产品加工重点开放实验室, 广东 湛江524001
3 国家重要热带作物工程技术研究中心, 海南 海口571700
4 海南大学, 海南 儋洲571737
在香蕉果肉可溶态Ca含量分析过程中, 引入体外消化模型进行预处理, 采用AA700型火焰原子吸收分光光度计测量Ca含量。 结果表明: (1)八成熟香蕉果肉中Ca含量为1.479 mg·g-1, 平行分析实验结果RSD为4.12%; (2)八成熟香蕉果肉经过体外消化模型处理后, 可溶态和不溶态Ca含量分别为1.108和0.412 mg·g-1, Ca溶解率和残留率分别为74.9%和27.8%, Ca主要以可溶态形式存在; (3) Ca溶解率和残留率平行实验结果的RSD分别为2.56%和9.10%, 说明体外消化模型的引入并没有对实验方法精密度产生显著影响, 且溶解率和残留率之和与理论值的误差仅为2.7%, 进一步说明在食品微量元素形态分离分析过程中引入体外消化模型可行; (4)Ca测试方法的精密度和回收实验表明, 样品回收率为99.2%, RSD为0.11%(n=9)。
微量元素 香蕉 体外消化模型 Trace element Banana Digestion model in vitro 光谱学与光谱分析
2010, 30(4): 1120
云南师范大学 物理与电子信息学院, 云南 昆明650092
通过有机合成, 获得了香蕉形分子液晶材料1,3-phenylene bis(4-butyloxy-benzylideneamine)。用核磁共振谱仪、紫外光谱仪、元素分析仪、偏光显微镜、差热扫描量热分析仪、激光衍射实验等分析技术, 对所合成的香蕉形液晶材料进行了细致的表征。结果表明：这些香蕉形分子能够通过分子自组装技术而形成各种各样的、双折射率周期性变化的规整结构。尽管无刻痕, 氦氖激光衍射实验表明, 由香蕉形液晶分子自组装而成的光栅能够像有刻痕光栅那样对红光进行有效衍射。
香蕉形液晶 自组装 无刻痕光栅 衍射花样 banana-shaped liquid crystals self-assembly groove-free gratings diffraction
云南师范大学 物理与电子信息学院,云南 昆明 650092
通过脂肪酸和三苯环化合物1,3-phenylene bis(4-hydroxybenzylideneamine) 的酯化反应合成了对称的同系物三苯环香蕉形分子化合物N,N-bis(4-(alkylcarbonyloxyl) benzylidene)benzene-1,3-diamine,其末端酯基尾链中的碳原子数为1~12。用偏光显微镜和差示扫描量热分析法对所合成的三苯环香蕉形分子化合物进行了细致的表征。结果表明:这些三苯环香蕉形分子化合物在第二次升温和第二次降温过程中均能够形成液晶相,其香蕉相分别在187-218 ℃(升温)和120-179 ℃(降温)之间形成。
香蕉形液晶 三苯环 弯曲中心 香蕉相 banana-shaped liquid crystal three-benzene rings bent core banana phase
1 南阳理工学院 电子与电气工程系,河南 南阳 473004
2 南阳理工学院 机电工程系,河南 南阳473004
用舒克紧束缚法计算了一种新型香蕉型液晶1,3-phenylene bis [4-(4′-nonyloxy) phenyliminomethyl] benzoate 的电子结构,结果表明:LUMO和HOMO的能量差别主要是受到香蕉型液晶的中心核、桥键(—COO—)的影响,而烷基尾对香蕉型液晶电子结构的影响不大;在6种可能跃迁中,只有能量最低的两种(π→π*,n→π*)在200~800 nm可见光范围内是经常发生的。对于这种香蕉型液晶,电子激发主要发生在4.0 eV (310 nm)和 1.7 eV (730 nm)处。
香蕉型液晶 电子结构 电子跃迁 光学吸收 banana-shaped liquid crystal electronic structures excitation optical absorption
1 云南师范大学物理与电子信息学院, 云南 昆明 650092
2 云南师范大学现代教育技术中心, 云南 昆明 650092
通过有机合成获得了香蕉形分子化合物1,3-phenylene bis(4-methoxy-benzylidene amine)。将少量的香蕉形分子化合物夹在两块玻璃衬底之间, 加热到150 ℃使其熔化, 然后自然冷却至室温, 香蕉形分子可自组装成有机无刻痕光栅。偏光显微镜分析表明, 这些香蕉形分子能够在两块玻璃衬底之间通过分子自组装技术而形成平行且等间距、折射率呈周期性变化的条纹。氦氖激光衍射实验表明, 香蕉形分子自组装而成的光栅与有刻痕光栅相比同样可对红光进行有效衍射。从香蕉形分子的立体结构出发, 探讨了香蕉形分子自组装成有机无刻痕光栅的形成机制, 并导出了有机无刻痕光栅的衍射光强分布公式。
光栅 香蕉形分子 自组装 衍射花样
1 中国科学院,等离子体物理研究所,安徽,合肥,230031
2 炮兵学院一系,安徽,合肥,230031
3 华南理工大学,应用物理系,广东,广州,510641
从负径向电场产生的电漂移改变荷电粒子运动的极向运动速度着手,推导出在负径向电场存在时安全因子的表达式,分析了安全因子对荷电粒子漂移位移和运动轨迹的影响.建立了在负径向电场条件下,荷电粒子在梯度磁场和曲率磁场中运动数学模型.通过数值模拟,获得了通行粒子、香蕉粒子的漂移位移和运动轨迹所呈现出的新特点和规律:负径向电场改变了荷电粒子的最大漂移位移.当荷电粒子的极向运动速度增加时,最大漂移位移减小,反之增大;改变了荷电粒子的运动轨迹,通行粒子的轨亦可能变为香蕉粒子的轨迹,香蕉粒子的轨迹可能变为通行粒子的轨迹,当电场达到足够的强度时,均成为在极向上顺时针运动的通行粒子轨迹.
负径向电场 梯度与曲率漂移 安全因子 通行粒子 香蕉粒子 Negative radial electric field Curvature and gradient drift Assurance coefficient Transit ions Banana ions
