电激励信号的频率和电压对果品电特性的影响

采用无损接触检测及交叉试验法研究了电激励信号的频率和电压对果品电特性的影响。研究结果表明：在0.2～2.5 V的电压范围内，苹果电参数存在一电压临界值。若信号电压小于临界值，苹果的电容、电阻以及损耗角正切值保持不变，若电压大于该值，随着电压的增大，电容和电阻值迅速下降，损耗角正切值急剧增大；电压临界值与频率有关，在5～100 kHz的频段内，30 kHz下的电压临界值最大；猕猴桃、梨同苹果电参数的频率特性相同，而且也存在电压临界值；10 kHz下，苹果、猕猴桃和梨的电压临界值分别为0.8、1.8和1.4 V。文中提出了基于电压临界值的果品种类识别方法，验证结果表明，该方法对苹果、猕猴桃和梨的识别率分别为100%，93%和90%。     

温度对火柿电学特性的影响

为了研究温度对完整果实电学特性的影响,利用LCR仪和平行板电极在100Hz～3.98MHz频率范围测试了火柿果实电学参数的温度特性,利用生物学和电磁理论解释了电学参数频率特性和温度特性变化机制。结果表明,果实阻抗、电感和低频电导(f≤15.8kHz)随频率呈幂函数关系变化;电容呈波动性变化。当果实温度从10℃升高至40℃,阻抗下降了28%(3.98MHz)～38%(1kHz),电感下降了30%(3.98MHz)～38%(1kHz),电容升高了43%(3.98MHz)～56%(1kHz),电导呈上升趋势。建立了阻抗、电容、电感与果实温度间的线性关系式,可用于不同温度下果实电学参数预测。该研究频率范围,果实组织结构不均一性、电场对果肉细胞穿透能力差异和介电损耗的主导因素变化是影响果实电参数频率特性的主要原因;离子传导是主导电参数温度特性的主要因素。     

基于电学参数的货架期红巴梨无损检测

以红巴梨为材料,利用HIOKI 3532-50型LCR测量仪和自制平行板铜电极,在100 Hz～5 MHz频率范围,对果实7 d货架期电学参数的变化进行无损伤测定,研究其与果实品质指标硬度、可溶性固形物含量的相关性,基于此找到与红巴梨果实成熟衰老相关的电学参数,并筛选出电指标最佳测试频率。结果表明,随着测试频率升高,果实阻抗和电感呈幂函数递减,电容和电导呈不规则变化。随着货架期延长,果实阻抗和电感显著下降（P=0.01）,电容和电导呈上升趋势。100 Hz～1 MHz范围内,随测试频率升高,果实阻抗、电感和电容与果实硬度相关性逐渐增大,相关系数分别由100 Hz时的0.45、0.45、0.37升高到1 MHz时的0.84、0.83、0.73,高于1 MHz时相关性下降或变化不大。果实阻抗、电容和电感可以作为标志红巴梨果实成熟衰老的电学指标,1 MHz为最佳测试频率。     

苹果内部品质的电特性无损检测研究

利用智能LCR测试仪、圆形平板电极系统和PC计算机及自主开发的水果电特性无损检测软件,用非接触式无损检测方法在线测定了不同内部品质的苹果的电特性的差异。结果表明,在5～100 kHz的频率范围内,有腐烂或损伤的苹果的阻抗比完好的要小,但测试结果受频率漂移影响较大;在33～100 kHz频率范围内,有腐烂或损伤的苹果的相对介电常数比完好的要大,测试频率的变化对相对介电常数基本无影响;损耗因数的变化则无一定的规律性。因此,用相对介电常数来进行水果内部品质的判别是可行的。     

采后苹果电特性与生理特性的关系及其应用

为了了解果蔬的电学特性,并为果蔬品质自动化识别提供新方法,该文从生理特性角度分析了影响采后苹果电参数变化的原因。基于电参数的变化,将BP神经网络技术应用于苹果新鲜等级的识别。研究结果指出：采后红富士苹果相对介电常数的变化规律与乙烯释放量变化规律相似,电阻率与乙烯释放量变化规律相反,在乙烯释放峰出现时,相对介电常数达到最大值,电阻率达到最小值。根据采后苹果可溶性固形物含量和pH值的变化,将苹果分为3个新鲜等级,以相对介电常数和电阻率作为BP神经网络的输入特征参数,在2-20-3的网络结构下,苹果新鲜等级平均识别率达到79%。该研究为了解采后果品电特性变化的原因提供了信息,为基于电特性的新型果品内部品质检测技术的研究提供了基础。     

成熟度对冬枣真空脉动干燥动力学及产品品质的影响

为了揭示成熟度对果蔬干燥特性和品质的影响,以冬枣为试验材料,根据色泽和质构将原料分为白熟期I,半红期II和全红期III 3个成熟度,研究了成熟度对冬枣的理化性质、细胞超微结构、干燥动力学和干燥品质的影响。研究发现：随着成熟度的增加,红绿值a*、可溶性固形物、可滴定酸、总糖及还原糖含量不断增加,而亮度值L*、黄蓝值b*、维生素C含量和硬度不断下降。随着成熟度的增加,冬枣表皮细胞的中胶层逐渐溶解,细胞内容物降解,产生质壁分离现象。与成熟度I和II相比,成熟度III的果实干燥时间分别减少了20%和10%。与新鲜冬枣相比,经真空脉动干燥后的冬枣脆片脆度和褐变指数增加,而维生素C含量、复水能力和总糖、还原糖含量下降。对干燥后冬枣脆片的微观结构观察显示冬枣脆片呈现疏松多孔的结构,且随着成熟度的增加,表面孔隙直径不断增大、排列从有序向无序转变。结果表明,成熟度对冬枣理化性质、干燥动力学和干燥品质有显著（P<0.05）影响;干燥前对冬枣进行不同成熟度分级,综合干燥效率和品质,全红期果实更适于干燥加工。研究结果可为冬枣加工提供参考。     

苹果介电特性对其射频加热均匀性的影响

射频加热作为一种新型的热加工技术,在果蔬烫漂工艺中应用潜力巨大。介电特性是影响果蔬射频加热的主要因素,其大小受到电磁场频率、温度以及水等因素的影响,依据介电特性变化可以对果蔬烫漂工艺进行优化改进。该文选用富士和秦冠2个苹果品种,采用末端开路同轴探头技术测定了不同温度（25、40、60、80、95 ℃）,不同频率（12～3 000 MHz）下,苹果的介电特性的变化规律。采用6 kW、27.12 MHz的射频加热系统在不同极板间距（110、120、130 mm）下,对苹果块进行加热处理,通过荧光光纤测温探头监测样品的中心温度,得到3种不同极板间距下苹果块中心温度从25升至95 ℃的升温曲线和升温速率。用红外热像仪测定加热前后苹果块表面的温度分布,研究了苹果块射频加热均匀性。结果表明：苹果果肉的介电常数和损耗因子在12～3 000 MHz之间随着频率的增大先降低,后增大,再降低;温度对苹果果肉的介电常数和损耗因子的影响没有特定的规律;射频加热苹果块时,极板间距110 mm时升温最快,130 mm时升温最慢,各需要120和150 s。且苹果块中心温度随时间近似线性增长,射频加热过程中,苹果块表面温度分布表现出中心加热现象,即中心温度高,边缘温度低。     

山区土地利用多功能时空分异特征及影响因素分析

射频加热作为一种新型的热加工技术,在果蔬烫漂工艺中应用潜力巨大。介电特性是影响果蔬射频加热的主要因素,其大小受到电磁场频率、温度以及水等因素的影响,依据介电特性变化可以对果蔬烫漂工艺进行优化改进。该文选用富士和秦冠2个苹果品种,采用末端开路同轴探头技术测定了不同温度(20、40、60、80、95 ℃),不同频率（12～3 000 MHz）下,苹果的介电特性的变化规律。采用6 kW、27.12 MHz的射频加热系统在不同极板间距（110、120、130 mm）下,对苹果块进行加热处理,通过荧光光纤测温探头监测样品的中心温度,得到3种不同极板间距下苹果块中心温度从25升至95 ℃的升温曲线和升温速率。用红外热像仪测定加热前后苹果块表面的温度分布,研究了苹果块射频加热均匀性。结果表明：苹果果肉的介电常数和损耗因子在12～3 000 MHz之间随着频率的增大先降低,后增大,再降低;温度对苹果果肉的介电常数和损耗因子的影响没有特定的规律;射频加热苹果块时,极板间距110 mm时升温最快,130 mm时升温最慢,各需要120和150 s。且苹果块中心温度随时间近似线性增长,射频加热过程中,苹果块表面温度分布表现出中心加热现象,即中心温度高,边缘温度低。     

葡萄电学参数与质地特性变化研究

以红地球葡萄为材料,利用HIOKI 3532-50型LCR测量仪和自制平行板铜电极,在0.1 kHz～3980 kHz频率范围内选取24个频率点,对采后冷藏果实进行了电学参数的动态测定,并研究了其与果实质地参数硬度、咀嚼性、黏着性和弹性之间的相关性,筛选出了电学参数最佳测试频率,建立了电抗X与质地参数的二元二次回归方程。结果表明,葡萄果实复阻抗Z、电感Lp、电抗X和电阻Rp随测试频率升高呈指数形式下降;在同一频率下,果实Z、Lp、X和Rp随着贮藏时间的增加呈线性下降趋势。果实质地参数硬度和咀嚼性随着果实的衰老逐渐下降,黏着性绝对值和弹性呈上升趋势。在最佳测试频率0.1 kHz下,电学参数与质地参数呈现较高相关性,其中电抗X与硬度、弹性、黏着性呈现显著相关性（P <0.05）,同时与咀嚼性达到较高相关性,并建立了二者之间的关联方程,为实现葡萄无损检测提供了依据。     

葡萄果实转色过程中线粒体呼吸代谢变化

为明确线粒体呼吸代谢与果实成熟期间颜色形成的关系,本试验探究了3种葡萄果实(夏黑、巨峰和金手指)成熟期间颜色、总花色苷含量、呼吸强度、内源乙烯产生和线粒体呼吸代谢的变化规律。结果表明,夏黑和巨峰葡萄果实的果皮颜色指数(CIRG)值和总花色苷含量随着果实成熟呈上升趋势,而金手指葡萄果实CIRG值在整个成熟期间变化不显著;葡萄果实成熟期间呼吸强度和内源乙烯均呈先上升后下降趋势,在花后63d达到峰值。同时,葡萄果实成熟期间,线粒体膜通透性转换孔(MPTP)逐渐增加,线粒体膜流动性(MMF)持续下降;线粒体琥珀酸脱氢酶(SDH)活性随着成熟进程逐渐下降,而细胞色素氧化酶(CCO)活性在花后63d开始上升。表明盛花63d之后是果实色泽快速形成阶段,可能为葡萄果实色泽形成的关键时期。线粒体呼吸代谢增强促进了果实成熟期间呼吸强度增加和内源乙烯释放,从而使夏黑和巨峰果实中花色苷大量积累,加快了金手指葡萄果实叶绿素的降解和类胡萝素的合成。本研究结果为调控南方葡萄果实着色提供了理论依据。     

后熟过程中植物生长调节剂对猕猴桃电阻抗图谱特性的影响

为了探索植物生长调节剂对后熟过程中猕猴桃电阻抗图谱的影响,检测了膨大果和未处理的对照果的电阻抗图谱,观察了2类猕猴桃果肉组织细胞微观结构的变化,利用Hayden等效电路模型分析了后熟过程中猕猴桃果肉组织细胞外液电阻、细胞内液电阻和细胞膜阻抗的电学特性变化。后熟过程中,低频时膨大果阻值较大但变化较小,高频时2类猕猴桃阻值趋于一致;频率为12k Hz时相位角最大;2类果的Cole-cole图均为一段圆弧,对照果的圆弧半径变化较大;膨大果细胞膜阻抗差异不显著,对照果从第7天开始细胞膜阻抗急剧减小;对照果细胞外液电阻低于膨大果,从第7天开始2类果均呈现减小趋势。电阻抗图谱法揭示了后熟过程中对照果与膨大果的电阻抗特性变化规律,为猕猴桃膨大果的检测识别提供了研究基础。     

损伤苹果微弱光特性的试验研究

为了探索以微弱光特性识别损伤果品的新方法,以富士苹果为试验材料,研究了撞击和静压损伤苹果微弱光值的变化规律.试验结果表明:撞击和静压损伤皆影响果品的微弱光,这种影响存损伤瞬间尤其明显;损伤面积较大以及损伤深度较大的果品,微弱光的变化比较明显;在苹果发生损伤后8 h内,苹果的微弱光值不再保持稳定,出现了一定的跃变,而损伤的程度越严重,波动的幅度越人:破损后储藏期问,撞击损伤苹果的吸光值持续降低并出现缓慢波动;静压损伤苹果的吸光值持续降低后急剧下降,而同期的无损苹果的吸光度的变化则非常缓慢.研究表明:采用微弱光检测数据,能很好的将受损苹果从苹果中区分出来.微弱光作为一种灵敏的检测技术,可以应用于损伤苹果品质检测.     

基于交流阻抗法的豆浆电特性检测

为实现豆浆品质快速检测和通电加热电源频率的优化,该文利用精密阻抗分析仪和DJS-10电导电极通过50 mV的激励电压在20 Hz～12 MHz频率范围内测量了不同温度（30～85℃）和不同固形物含量（1.01%～9.58%）的豆浆的交流阻抗。试验结果表明,豆浆阻抗模值与阻抗相位角随测量频率变化具有明显规律。豆浆的阻抗特性与温度以及固形物含量关系显著,且阻抗Nyquist 图存在明显差异。在全频段,豆浆阻抗模值随着温度和固形物含量的升高而减小;在低频段,豆浆阻抗相位角随温度以及固形物含量的升高而增大;在高频段,豆浆阻抗相位角随温度以及固形物含量的升高而减小。同时,研究提出了豆浆的电阻R、电容C、恒相位元件CPE（constant phase element）三元件等效电路模型,并用ZSimpWin软件进行拟合得到了试验条件下豆浆的等效电路元件参数。基于豆浆阻抗随频率变化规律及豆浆等效电路模型分析得出,豆浆通电加热电源的频率应在300 Hz～300 kHz范围内。豆浆的等效电阻R与温度以及固形物含量之间具有良好的负指数关系。CPE参数Q值随温度的升高而降低,当固形物含量超过3.5%后,Q值随固形物含量的升高迅速增加。CPE参数n值随温度的升高而升高,但在本研究中的固形物含量范围内n值并未随固形物含量的改变发生明显变化。本研究为豆浆通电加热电源的频率选择提供了参考依据,同时为基于豆浆电特性分析实现豆浆品质的快速检测奠定基础。     

Postharvest variation in apple (Malus x domestica Borkh.) Flavonoids following harvest, storage, and 1-MCP treatment

The impact of 1-methylcyclopropene (1-MCP) on the synthesis and retention of flavonoid compounds during storage and ripening of red Delicious (Malus x domestica Borkh.) apples was investigated. Numerous anthocyanins, flavonols, flavan-3-ols, and a hydroxycinnamic acid from three different fruit harvest maturities were monitored after a 120 day storage and 1 week shelf life period using high-performance liquid chromatography/diode array detector analysis. The total flavonoid concentration was 5% greater in fruit treated with 1-MCP, whereas chlorogenic acid levels were 24% lower. All compounds analyzed increased in concentration during fruit harvest; however, the anthocyanins generally declined after storage, while chlorogenic acid levels increased. 1-MCP treatment resulted in the retention of anthocyanins in the latter stages of storage but did not affect the flavonols and flavan-3-ols. Chlorogenic acid biosynthesis from early and optimal fruit harvest maturities was greatly inhibited by 1-MCP during storage and the 1 week shelf life period. However, 1-MCP did not affect chlorogenic acid concentrations in late-harvested fruit. Results suggest that 1-MCP may inhibit the activity of phenylalanine ammonia-lyase and subsequent biosynthesis of flavonoid compounds. However, because very little postharvest biosynthesis of flavonoids occurs in apples, 1-MCP treatment may be useful for maintaining some of the intrinsic flavonoid levels of red Delicious apples, if applied at the proper harvest maturity.     

利用电学阻抗技术检测巴氏杀菌乳的物理特性

阻抗特性作为宏观的电学参数可以实现对牛乳的理化性质评估。在20 Hz～12 MHz频率区间采用带螺旋测微仪的平行板测量系统连接阻抗分析仪研究了3类巴氏杀菌的全脂乳、低脂乳和脱脂乳在不同稀释比例及开封后室温储藏时的阻抗特性。提出巴氏杀菌乳的RC等效电路并采用ZSimpWin软件拟合得到了乳样的电学元件参数,发现低脂乳的稀释比例和其等效电阻呈指数关系,决定系数为0.8337(P<0.05)。各类巴氏杀菌乳的阻抗幅值随频率的提高而降低,相位角则呈现先减少后增加的趋势,其阻抗特性与脂肪含量无明显规律性,但与稀释比例存在显著性关系,20 Hz和1033 Hz时的全脂乳和脱脂乳的相位角与稀释比例具有良好的指数回归关系,决定系数为0.9887和0.9493(P<0.01),而低脂乳于11.4 kHz下相位角与稀释比例呈线性回归,决定系数为0.9846(P<0.01)。室温下开封储藏的乳品内部发生复杂的生化反应且伴随有机物分解,全脂乳和脱脂乳存放时间与其阻抗特性无显著性关系,但低脂乳在207 Hz的激发电场频率下的相位角与储藏时间呈现对数回归关系,决定系数为0.889(P<0.05)。该研究为实现生产中巴氏杀菌乳的浓度和储藏时间分析评估提供了快速而可靠的方法。     

Effect of 1-methylcyclopropene on volatile emission and aroma in cv. Anna apples

The rapidly ripening summer apple cultivar Anna was treated with 0.1 micro L(-1) and 1 microL L(-1) 1-methylcyclopropene (MCP) at harvest and kept at 20 degrees C, or stored for 5 weeks at 0 degrees C and then transferred to 20 degrees C. Total volatiles were not reduced by treatment with 0.1 microL L(-1) MCP, but were 70% lower in fruits treated with 1 microL L(-1) MCP than in untreated fruits. Ethylene production was 50% and 95% inhibited by 0.1 microL L(-1) and 1 microL L(-1) MCP, respectively. The volatiles produced by fruit at harvest were predominantly aldehydes and alcohols, with some acetate esters as well as 2-methyl butyl acetate and beta-damascenone. During ripening, the acetate and butyrate esters increased greatly and alcohols and aldehydes decreased. MCP-treated apples retained more alcohols, aldehydes, and beta-damascenone volatiles than did untreated apples. Sensory evaluation found that control and 0.1 microL L(-1) treated apples developed more fruity, ripe, and overall aromas, but the preference was for the 1 microL L(-1) treated apples with a less ripe aroma.     

苹果内部品质自动化无损检测系统的原理与实现

介绍了一个苹果内部品质自动检测系统的原理性样机，该样机在计算机控制下基于介电特性实现苹果品质检测。待检测苹果的介电参数通过两只电容传感器和LCR(电感-电容-电阻)测量仪进行采样并输入样机内的控制计算机。选择等效电容(介电参数之一)作为苹果等级分类变量。对于一批待检测的苹果，其最佳分类阈值可通过对抽选出的合格和等外样本的在线学习获得。试验结果表明，该样机可获得良好的分类效果。在待检苹果直径为7.0 cm～8.5 cm，坏损部分的直径大于2 cm，电容传感器工作频率为1 kHz时，以学习得到的最佳分类阈值进行分类，分级正确率大于80%，分级效率达到2.5 s分选一个苹果，接近人工分选效率。