2023年38卷第6期
2023, 38(6): 1-10.
doi: 10.12187/2023.06.001
摘要:
将亚麻籽胶（FG）和沙蒿胶（ASKG）加入精制小麦粉后制备冷冻面团，并进行冻融循环处理，研究这两种亲水胶体对小麦混合粉粉质特性、糊化特性及冻融循环处理后冷冻面团内水分分布及状态、可冻结水含量（FW）和面筋蛋白微观结构的影响；再将冷冻面团蒸制成馒头，研究这两种亲水胶体对馒头比容（SP）、气孔结构、质构特性和感官品质的影响。结果表明：与空白对照组相比，亲水胶体可提高面团形成过程中的吸水率和粉质质量指数，降低小麦混合粉弱化度，且添加ASKG后，面团形成过程中的稳定时间有所延长；亲水胶体可提高小麦混合粉糊化体系的峰值黏度、崩解值和回生值，且ASKG的作用效果较FG显著；亲水胶体可提高冷冻面团中的强结合水含量（A21），降低自由水含量（A23），同等添加水平下，FG调控冷冻面团中水分分布的能力要强于ASKG；亲水胶体可降低冷冻面团中的FW，提高其抗冻性；亲水胶体可增加冷冻面团所蒸制馒头的SP、弹性和回复性，降低其硬度和咀嚼性，即添加亲水胶体可减缓冻融循环处理对面筋蛋白网络结构的破坏，维持其完整性和稳定性，改善馒头的内部结构，赋予其松软、有弹性的质地。
将亚麻籽胶（FG）和沙蒿胶（ASKG）加入精制小麦粉后制备冷冻面团，并进行冻融循环处理，研究这两种亲水胶体对小麦混合粉粉质特性、糊化特性及冻融循环处理后冷冻面团内水分分布及状态、可冻结水含量（FW）和面筋蛋白微观结构的影响；再将冷冻面团蒸制成馒头，研究这两种亲水胶体对馒头比容（SP）、气孔结构、质构特性和感官品质的影响。结果表明：与空白对照组相比，亲水胶体可提高面团形成过程中的吸水率和粉质质量指数，降低小麦混合粉弱化度，且添加ASKG后，面团形成过程中的稳定时间有所延长；亲水胶体可提高小麦混合粉糊化体系的峰值黏度、崩解值和回生值，且ASKG的作用效果较FG显著；亲水胶体可提高冷冻面团中的强结合水含量（A21），降低自由水含量（A23），同等添加水平下，FG调控冷冻面团中水分分布的能力要强于ASKG；亲水胶体可降低冷冻面团中的FW，提高其抗冻性；亲水胶体可增加冷冻面团所蒸制馒头的SP、弹性和回复性，降低其硬度和咀嚼性，即添加亲水胶体可减缓冻融循环处理对面筋蛋白网络结构的破坏，维持其完整性和稳定性，改善馒头的内部结构，赋予其松软、有弹性的质地。
2023, 38(6): 11-17.
doi: 10.12187/2023.06.002
摘要:
以不同加水量（40%、45%、50%和55%）面团为研究对象，研究-18~25℃冻结过程中冻结曲线和水分均匀度的变化规律，并以45%加水量为例，研究冻结过程中冰晶生长对面筋蛋白网络结构及化学作用力的影响。结果表明：冻结过程中，不同加水量面团的水分均匀度整体呈下降趋势，随着加水量的增加，面团的冻结速率先增大后减小，当加水量为45%时，面团的冻结速率最快；随着温度的降低，45%加水量面团的冰晶平均孔隙面积不断增大且在-6℃降温至-9℃阶段快速增大，孔隙数量不断减少，面筋蛋白网络分支率从2.20×10-3逐渐下降到1.90×10-3，终点率从2.10×10-3逐渐升高到2.40×10-3，面筋蛋白的氢键、离子键和二硫键逐渐减弱，面筋蛋白网络结构被破坏。
以不同加水量（40%、45%、50%和55%）面团为研究对象，研究-18~25℃冻结过程中冻结曲线和水分均匀度的变化规律，并以45%加水量为例，研究冻结过程中冰晶生长对面筋蛋白网络结构及化学作用力的影响。结果表明：冻结过程中，不同加水量面团的水分均匀度整体呈下降趋势，随着加水量的增加，面团的冻结速率先增大后减小，当加水量为45%时，面团的冻结速率最快；随着温度的降低，45%加水量面团的冰晶平均孔隙面积不断增大且在-6℃降温至-9℃阶段快速增大，孔隙数量不断减少，面筋蛋白网络分支率从2.20×10-3逐渐下降到1.90×10-3，终点率从2.10×10-3逐渐升高到2.40×10-3，面筋蛋白的氢键、离子键和二硫键逐渐减弱，面筋蛋白网络结构被破坏。
2023, 38(6): 18-27.
doi: 10.12187/2023.06.003
摘要:
为减弱麸皮对全麦粉制品产生的不利影响，采用纤维素酶、木聚糖酶协同担子菌的改性方法处理麸皮，并将其回添至小麦粉中制备重组全麦粉及其挂面，通过测定该全麦粉的粉质特性、动态流变学特性及全麦挂面的力学特性、蒸煮特性、质构特性等，探究菌酶协同改性麸皮对重组全麦粉及其挂面品质的影响。结果表明：与未改性处理麸皮相比，经菌酶协同改性5 d后的麸皮，其组分含量发生显著变化，不溶性膳食纤维（IDF）含量降低了20.5%，蛋白质含量提高了16.1%，可溶性阿拉伯木聚糖（WEAX）含量显著提高了442.6%（P<0.05）；重组全麦粉的质量指数和稳定时间均显著提升（P<0.05），面团黏弹性增加；全麦挂面的蒸煮损失率和断条率降低，折断力和柔韧性提高，硬度显著降低，弹性显著提高（P<0.05）。综上，菌酶协同改性处理通过降解麸皮中的IDF，从而提高可溶性膳食纤维（SDF）含量来提高重组全麦粉的品质，进而改善全麦挂面的品质，且回添酶解后发酵5 d麸皮的重组全麦粉及其挂面的品质较好。
为减弱麸皮对全麦粉制品产生的不利影响，采用纤维素酶、木聚糖酶协同担子菌的改性方法处理麸皮，并将其回添至小麦粉中制备重组全麦粉及其挂面，通过测定该全麦粉的粉质特性、动态流变学特性及全麦挂面的力学特性、蒸煮特性、质构特性等，探究菌酶协同改性麸皮对重组全麦粉及其挂面品质的影响。结果表明：与未改性处理麸皮相比，经菌酶协同改性5 d后的麸皮，其组分含量发生显著变化，不溶性膳食纤维（IDF）含量降低了20.5%，蛋白质含量提高了16.1%，可溶性阿拉伯木聚糖（WEAX）含量显著提高了442.6%（P<0.05）；重组全麦粉的质量指数和稳定时间均显著提升（P<0.05），面团黏弹性增加；全麦挂面的蒸煮损失率和断条率降低，折断力和柔韧性提高，硬度显著降低，弹性显著提高（P<0.05）。综上，菌酶协同改性处理通过降解麸皮中的IDF，从而提高可溶性膳食纤维（SDF）含量来提高重组全麦粉的品质，进而改善全麦挂面的品质，且回添酶解后发酵5 d麸皮的重组全麦粉及其挂面的品质较好。
2023, 38(6): 28-36.
doi: 10.12187/2023.06.004
摘要:
选用中筋小麦粉为主要原料制作小麦发面饼，以感官评分、比容、质构特性和色度为指标，采用单因素试验研究水添加量、高活性干酵母添加量、发酵时间、烤制温度和烤制时间对小麦发面饼品质的影响，并以感官评分为响应值设计响应面试验，优化小麦发面饼的制作工艺。结果表明：小麦发面饼的最佳制作工艺条件为水添加量52%、高活性干酵母添加量1.4%、发酵时间85 min、烤制温度210℃和烤制时间14 min。在此工艺条件下，小麦发面饼色泽金黄、香味浓郁、松软可口，综合感官评分为91.50分。该制作工艺易于调控，可应用于实际生产中。
选用中筋小麦粉为主要原料制作小麦发面饼，以感官评分、比容、质构特性和色度为指标，采用单因素试验研究水添加量、高活性干酵母添加量、发酵时间、烤制温度和烤制时间对小麦发面饼品质的影响，并以感官评分为响应值设计响应面试验，优化小麦发面饼的制作工艺。结果表明：小麦发面饼的最佳制作工艺条件为水添加量52%、高活性干酵母添加量1.4%、发酵时间85 min、烤制温度210℃和烤制时间14 min。在此工艺条件下，小麦发面饼色泽金黄、香味浓郁、松软可口，综合感官评分为91.50分。该制作工艺易于调控，可应用于实际生产中。
2023, 38(6): 37-45.
doi: 10.12187/2023.06.005
摘要:
在简述动物源食品中抗生素常见类型、残留现状及危害的基础上，着重对动物源食品中抗生素残留检测方法与研究进展进行综述，指出：抗生素的主要类型有氟喹诺酮类、β-内酰胺类、大环内酯类、四环素类、硝基呋喃类、磺胺类、酰胺醇类和氨基糖苷类；目前抗生素滥用造成的残留问题严重，体内抗生素积累会引发过敏反应、耐药性等症状；抗生素的检测方法主要有色谱法、光谱法、电化学法、酶联免疫吸附法和化学传感法，这些方法分别存在预处理过程复杂、分析时间较长、易出现假阳性、检测种类少、难以实现多种抗生素同时检测等问题。相比而言，化学传感法在抗生素残留检测中具有过程简便快速、色变反应明显等优势，应用潜力巨大，今后可对抗生素的结构特性进行深入剖析，开发能够同时检测多种抗生素的传感器，从而进一步推动动物源食品中抗生素残留快速准确检测的发展。
在简述动物源食品中抗生素常见类型、残留现状及危害的基础上，着重对动物源食品中抗生素残留检测方法与研究进展进行综述，指出：抗生素的主要类型有氟喹诺酮类、β-内酰胺类、大环内酯类、四环素类、硝基呋喃类、磺胺类、酰胺醇类和氨基糖苷类；目前抗生素滥用造成的残留问题严重，体内抗生素积累会引发过敏反应、耐药性等症状；抗生素的检测方法主要有色谱法、光谱法、电化学法、酶联免疫吸附法和化学传感法，这些方法分别存在预处理过程复杂、分析时间较长、易出现假阳性、检测种类少、难以实现多种抗生素同时检测等问题。相比而言，化学传感法在抗生素残留检测中具有过程简便快速、色变反应明显等优势，应用潜力巨大，今后可对抗生素的结构特性进行深入剖析，开发能够同时检测多种抗生素的传感器，从而进一步推动动物源食品中抗生素残留快速准确检测的发展。
2023, 38(6): 46-51.
doi: 10.12187/2023.06.006
摘要:
针对豇豆多农药残留检测难度不断增大的问题，在移动窗口目标转换因子分析（MWTTFA）算法基础上增加了自适应迭代重加权惩罚最小二乘计算步骤，提出一种优化移动窗口目标转换因子分析（OMWTTFA）算法，结合气相色谱-质谱（GC-MS）联用技术，建立一种豇豆多农药残留非靶向检测新方法。通过建立500种常见农药MS数据库，利用OMWTTFA算法对豇豆GC-MS数据进行高通量解析，采用实际豇豆样品及加标样品对该方法进行验证。结果表明：该方法可在30.00 min保留时间内实现两组豇豆加标样品中所有农药残留的非靶向检测，实际豇豆样品中未检出农药残留；检出组分的匹配度均超过800‰，准确性优于MWTTFA算法，有望成为果蔬多农药残留非靶向高通量检测的新途径。
针对豇豆多农药残留检测难度不断增大的问题，在移动窗口目标转换因子分析（MWTTFA）算法基础上增加了自适应迭代重加权惩罚最小二乘计算步骤，提出一种优化移动窗口目标转换因子分析（OMWTTFA）算法，结合气相色谱-质谱（GC-MS）联用技术，建立一种豇豆多农药残留非靶向检测新方法。通过建立500种常见农药MS数据库，利用OMWTTFA算法对豇豆GC-MS数据进行高通量解析，采用实际豇豆样品及加标样品对该方法进行验证。结果表明：该方法可在30.00 min保留时间内实现两组豇豆加标样品中所有农药残留的非靶向检测，实际豇豆样品中未检出农药残留；检出组分的匹配度均超过800‰，准确性优于MWTTFA算法，有望成为果蔬多农药残留非靶向高通量检测的新途径。
2023, 38(6): 52-61.
doi: 10.12187/2023.06.007
摘要:
为实现烘焙食品中晚期糖基化终末产物（Advanced Glycation End Products，AGEs）的准确、高灵敏测定，建立基于磁性共价有机骨架（Covalent Organic Frameworks，COFs）材料的磁固相萃取（Magnetic Solid Phase Extraction，MSPE）技术，实现烘焙食品中两种主要AGEs，即羧甲基赖氨酸（Nε-（carboxymethyl） lysine），CML）和羧乙基赖氨酸（Nε-（carboxyethyl） lysine，CEL）的选择性、高效富集，并结合高效液相色谱-串联质谱法对其进行定量分析。结果表明：所合成的磁性COFs材料具有较大的比表面积和较高的磁化强度，适合应用于MSPE技术。MSPE的适宜条件为吸附剂用量20 mg，涡旋萃取时间20 min，洗脱溶剂选用5%氨水/甲醇溶液，洗脱溶剂体积4 mL，洗脱时间15 min。CML和CEL的检出限分别为2.05 ng/mL和2.31 ng/mL，定量限分别为6.83 ng/mL和7.71 ng/mL；日内及日间精密度良好（RSD日内≤4.74%，RSD日间≤5.38%）；在饼干、坚果2种典型样品基质中，CML和CEL的加标回收率分别为90.70%~108.74%、85.50%~113.00%。将本文所建立的分析方法应用于市售的26种烘焙食品中CML和CEL的含量测定发现，饼干、糕点类烘焙食品中二者含量分别为（9.60±0.16）~（78.10±1.12） mg/kg、（4.37±0.23）~（26.70±1.27） mg/kg；坚果类烘焙食品中二者含量分别为（6.49±0.13）~（82.00±0.98） mg/kg、（6.65±0.30）~（55.90±0.67） mg/kg，该方法能有效净化样品，显著降低基质效应，定量分析准确性较高，且所合成的磁性COFs材料可再生使用5次，适合烘焙食品中CML和CEL的检测。
为实现烘焙食品中晚期糖基化终末产物（Advanced Glycation End Products，AGEs）的准确、高灵敏测定，建立基于磁性共价有机骨架（Covalent Organic Frameworks，COFs）材料的磁固相萃取（Magnetic Solid Phase Extraction，MSPE）技术，实现烘焙食品中两种主要AGEs，即羧甲基赖氨酸（Nε-（carboxymethyl） lysine），CML）和羧乙基赖氨酸（Nε-（carboxyethyl） lysine，CEL）的选择性、高效富集，并结合高效液相色谱-串联质谱法对其进行定量分析。结果表明：所合成的磁性COFs材料具有较大的比表面积和较高的磁化强度，适合应用于MSPE技术。MSPE的适宜条件为吸附剂用量20 mg，涡旋萃取时间20 min，洗脱溶剂选用5%氨水/甲醇溶液，洗脱溶剂体积4 mL，洗脱时间15 min。CML和CEL的检出限分别为2.05 ng/mL和2.31 ng/mL，定量限分别为6.83 ng/mL和7.71 ng/mL；日内及日间精密度良好（RSD日内≤4.74%，RSD日间≤5.38%）；在饼干、坚果2种典型样品基质中，CML和CEL的加标回收率分别为90.70%~108.74%、85.50%~113.00%。将本文所建立的分析方法应用于市售的26种烘焙食品中CML和CEL的含量测定发现，饼干、糕点类烘焙食品中二者含量分别为（9.60±0.16）~（78.10±1.12） mg/kg、（4.37±0.23）~（26.70±1.27） mg/kg；坚果类烘焙食品中二者含量分别为（6.49±0.13）~（82.00±0.98） mg/kg、（6.65±0.30）~（55.90±0.67） mg/kg，该方法能有效净化样品，显著降低基质效应，定量分析准确性较高，且所合成的磁性COFs材料可再生使用5次，适合烘焙食品中CML和CEL的检测。
2023, 38(6): 62-69.
doi: 10.12187/2023.06.008
摘要:
将阳离子多肽（peptide）与G-四链体DNA酶（G4 DNAzyme）共价组装得到高活性的G4 DNAzyme-peptide复合物，进一步构建新型电化学适配体传感器，研究该复合物对电化学适配体传感器响应性能的影响，并将该传感器用于牛奶中卡那霉素（KANA）的检测分析。结果表明：G4 DNAzyme-peptide可以显著放大电化学信号，明显提高传感器检测灵敏度；在捕获探针序列最优浓度（2.0 μmol/L）下，电流信号强度变化与目标物浓度（0.06 pmol/L~20 nmol/L）对数值呈良好的线性关系，检测限为0.02 pmol/L，优于其他KANA检测方法；该传感器对KANA具有良好的选择性，在实际牛奶样品检测中，KANA的加标回收率为97.1%~105.5%，相对标准差为3.60%~5.74%，且检测结果与ELISA法一致，说明该传感器能够实现牛奶中KANA的高灵敏检测。
将阳离子多肽（peptide）与G-四链体DNA酶（G4 DNAzyme）共价组装得到高活性的G4 DNAzyme-peptide复合物，进一步构建新型电化学适配体传感器，研究该复合物对电化学适配体传感器响应性能的影响，并将该传感器用于牛奶中卡那霉素（KANA）的检测分析。结果表明：G4 DNAzyme-peptide可以显著放大电化学信号，明显提高传感器检测灵敏度；在捕获探针序列最优浓度（2.0 μmol/L）下，电流信号强度变化与目标物浓度（0.06 pmol/L~20 nmol/L）对数值呈良好的线性关系，检测限为0.02 pmol/L，优于其他KANA检测方法；该传感器对KANA具有良好的选择性，在实际牛奶样品检测中，KANA的加标回收率为97.1%~105.5%，相对标准差为3.60%~5.74%，且检测结果与ELISA法一致，说明该传感器能够实现牛奶中KANA的高灵敏检测。
2023, 38(6): 70-77.
doi: 10.12187/2023.06.009
摘要:
以9个产地的薏苡仁为研究对象，通过将激发-发射矩阵（EEM）荧光光谱与改进的随机森林算法结合以实现薏苡仁产地的溯源分析。其中，随机森林算法的改进主要包括两方面：一是通过主成分分析（PCA）方法降低EEM荧光光谱的维度；二是利用网格筛选法找出PCA降维过程中最优保留主成分数及判别模型超参数。结果表明：基于薏苡仁的EEM荧光光谱数据构建的改进随机森林模型（加入标准差标准化和PCA降维模块）可以对9个产地薏苡仁样本进行准确预测，最佳模型由100棵最大深度为3、叶节点最小样本数为1个的决策树结合16个主成分数（PCs）构建，其对验证集和测试集（共108个样品）的准确度均为100%，优于偏最小二乘法构建的PLS-DA模型（96%）。
以9个产地的薏苡仁为研究对象，通过将激发-发射矩阵（EEM）荧光光谱与改进的随机森林算法结合以实现薏苡仁产地的溯源分析。其中，随机森林算法的改进主要包括两方面：一是通过主成分分析（PCA）方法降低EEM荧光光谱的维度；二是利用网格筛选法找出PCA降维过程中最优保留主成分数及判别模型超参数。结果表明：基于薏苡仁的EEM荧光光谱数据构建的改进随机森林模型（加入标准差标准化和PCA降维模块）可以对9个产地薏苡仁样本进行准确预测，最佳模型由100棵最大深度为3、叶节点最小样本数为1个的决策树结合16个主成分数（PCs）构建，其对验证集和测试集（共108个样品）的准确度均为100%，优于偏最小二乘法构建的PLS-DA模型（96%）。
2023, 38(6): 78-84,117.
doi: 10.12187/2023.06.010
摘要:
为挖掘调控烟草糖酯合成的功能基因，采用转录组测序对烟草腺毛细胞和叶细胞的差异表达基因及其功能进行分析，并利用RT-qPCR对分析结果进行验证。结果表明：共获得11 962个腺毛细胞和叶细胞的差异表达基因，其中5145个上调表达基因，6817个下调表达基因；上调表达基因主要包括生物学进程（2265个）、分子功能（1169个）、细胞成分（363个）3大类，可将基因序列定位到122条代谢通路中，其中与糖酯合成相关的糖酵解/糖异生、淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷类生物合成被高度富集，腺毛细胞中酰基糖通路显著上调，有12个基因在功能上与酰基转移酶有关；在腺毛细胞中，分析得到的12个基因中有11个基因的表达量都高于叶细胞，其中gene63826、gene16194和gene37511表达分别上调195.79倍、166.23倍和132.65倍。上述11个基因可能参与调控腺毛细胞合成糖酯，为下一步验证基因功能提供依据。
为挖掘调控烟草糖酯合成的功能基因，采用转录组测序对烟草腺毛细胞和叶细胞的差异表达基因及其功能进行分析，并利用RT-qPCR对分析结果进行验证。结果表明：共获得11 962个腺毛细胞和叶细胞的差异表达基因，其中5145个上调表达基因，6817个下调表达基因；上调表达基因主要包括生物学进程（2265个）、分子功能（1169个）、细胞成分（363个）3大类，可将基因序列定位到122条代谢通路中，其中与糖酯合成相关的糖酵解/糖异生、淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷类生物合成被高度富集，腺毛细胞中酰基糖通路显著上调，有12个基因在功能上与酰基转移酶有关；在腺毛细胞中，分析得到的12个基因中有11个基因的表达量都高于叶细胞，其中gene63826、gene16194和gene37511表达分别上调195.79倍、166.23倍和132.65倍。上述11个基因可能参与调控腺毛细胞合成糖酯，为下一步验证基因功能提供依据。
2023, 38(6): 85-92.
doi: 10.12187/2023.06.011
摘要:
针对烟秆结构致密、尼古丁抑制作用强及纤维质糖类物质转化效率低等问题，采用乳白耙菌预处理烟秆，比较预处理前后烟秆组分和结构变化，研究乳白耙菌预处理对烟秆酶解糖化效果的影响，并进一步比较不同发酵方式下（同步糖化发酵、分批发酵）凝结芽孢杆菌发酵烟秆后乳酸的转化率。结果表明：经乳白耙菌预处理20 d后，烟秆中木质素质量分数较原料烟秆降低了44.90%，乳白耙菌可选择性地破坏木质素大分子结构，木质素苯环及侧链基团均存在不同程度的降解；乳白耙菌预处理后的烟秆纤维素可反应性提升，葡萄糖的产量为260 mg/g，较原料烟秆提高了2.25倍；相较于分批发酵，同步糖化发酵的乳酸产量较高（392.16 mg/g），乳酸转化率达到86.95%，较原料烟秆提高了3.78倍。乳白耙菌预处理可选择性降解烟秆木质素，降低烟秆酶解糖化抗性，提升烟秆乳酸的转化率。
针对烟秆结构致密、尼古丁抑制作用强及纤维质糖类物质转化效率低等问题，采用乳白耙菌预处理烟秆，比较预处理前后烟秆组分和结构变化，研究乳白耙菌预处理对烟秆酶解糖化效果的影响，并进一步比较不同发酵方式下（同步糖化发酵、分批发酵）凝结芽孢杆菌发酵烟秆后乳酸的转化率。结果表明：经乳白耙菌预处理20 d后，烟秆中木质素质量分数较原料烟秆降低了44.90%，乳白耙菌可选择性地破坏木质素大分子结构，木质素苯环及侧链基团均存在不同程度的降解；乳白耙菌预处理后的烟秆纤维素可反应性提升，葡萄糖的产量为260 mg/g，较原料烟秆提高了2.25倍；相较于分批发酵，同步糖化发酵的乳酸产量较高（392.16 mg/g），乳酸转化率达到86.95%，较原料烟秆提高了3.78倍。乳白耙菌预处理可选择性降解烟秆木质素，降低烟秆酶解糖化抗性，提升烟秆乳酸的转化率。
2023, 38(6): 93-101.
doi: 10.12187/2023.06.012
摘要:
为探究贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）对雪茄茄衣烟叶增香提质的作用机制，考查了茄衣烟叶在自然发酵和添加贝莱斯芽孢杆菌H1发酵（实验组）后常规化学成分、挥发性香气物质及微生物群落结构的变化及相关性，并对微生物的代谢途径变化进行分析。结果表明：与自然发酵相比，实验组茄衣烟叶的香气物质种类、常规化学成分（如烟碱、总氮和钾）与挥发性香气物质（如植物醇、香叶基丙酮和新植二烯）的相对含量均发生显著改变，烟气品质得以改善，烟气更醇和；相比自然发酵，实验组茄衣烟叶表面细菌多样性发生明显变化，OTU数目提高，茄衣烟叶优势菌门由厚壁菌门（Firmicutes）变为放线菌门（Actinobacteriota），优势菌属由单一的葡萄球菌属（Staphylococcus）转变为葡萄球菌属、闫逊初氏菌属（Yaniella）、未命名菌（unclassified_fMicrococcaceae）等；优势菌属的改变使微生物代谢途径发生变化，前五种差异代谢途径分别为全局和总览图、碳水化合物代谢、氨基酸代谢、辅因子和维生素代谢和能量代谢；还原糖等常规化学成分受茄衣烟叶细菌群落的影响较大，苯乙醇的生成与葡萄球菌属、棒状杆菌属和海洋芽胞杆菌属等有关，香叶基丙酮的生成与藤黄微球菌属、海洋芽胞杆菌属和肠球菌属密切相关。
为探究贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）对雪茄茄衣烟叶增香提质的作用机制，考查了茄衣烟叶在自然发酵和添加贝莱斯芽孢杆菌H1发酵（实验组）后常规化学成分、挥发性香气物质及微生物群落结构的变化及相关性，并对微生物的代谢途径变化进行分析。结果表明：与自然发酵相比，实验组茄衣烟叶的香气物质种类、常规化学成分（如烟碱、总氮和钾）与挥发性香气物质（如植物醇、香叶基丙酮和新植二烯）的相对含量均发生显著改变，烟气品质得以改善，烟气更醇和；相比自然发酵，实验组茄衣烟叶表面细菌多样性发生明显变化，OTU数目提高，茄衣烟叶优势菌门由厚壁菌门（Firmicutes）变为放线菌门（Actinobacteriota），优势菌属由单一的葡萄球菌属（Staphylococcus）转变为葡萄球菌属、闫逊初氏菌属（Yaniella）、未命名菌（unclassified_fMicrococcaceae）等；优势菌属的改变使微生物代谢途径发生变化，前五种差异代谢途径分别为全局和总览图、碳水化合物代谢、氨基酸代谢、辅因子和维生素代谢和能量代谢；还原糖等常规化学成分受茄衣烟叶细菌群落的影响较大，苯乙醇的生成与葡萄球菌属、棒状杆菌属和海洋芽胞杆菌属等有关，香叶基丙酮的生成与藤黄微球菌属、海洋芽胞杆菌属和肠球菌属密切相关。
2023, 38(6): 102-109.
doi: 10.12187/2023.06.013
摘要:
针对卷烟厂仓储车间在检测烟草粉螟时普遍存在的检测速度慢及检测精度低的问题，研发了一种基于改进轻量化YOLOv5s的卷烟厂烟草粉螟视觉检测方法。该方法利用特征图之间的相关性和冗余性设计EESP-Ghost模块，并以该模块为基础设计融合高效空间金字塔的双重注意力Ghost-bneck模块，将其引入到YOLOv5s模型中以实现深度神经网络模型的轻量化，同时提高检测精度。利用烟草粉螟数据集对该方法进行验证实验，结果表明，该方法在参数量仅为原始YOLOv5s参数量49.88%的情况下，检测平均精度（mAP）提升了4.37%。该方法在真实检测场景下对粘附到粘虫板上的烟草粉螟进行检测时，检测置信度、正确检测数均较高，可实现对卷烟厂烟草粉螟的高精度实时检测，为烟草粉螟的有效防治提供保障。
针对卷烟厂仓储车间在检测烟草粉螟时普遍存在的检测速度慢及检测精度低的问题，研发了一种基于改进轻量化YOLOv5s的卷烟厂烟草粉螟视觉检测方法。该方法利用特征图之间的相关性和冗余性设计EESP-Ghost模块，并以该模块为基础设计融合高效空间金字塔的双重注意力Ghost-bneck模块，将其引入到YOLOv5s模型中以实现深度神经网络模型的轻量化，同时提高检测精度。利用烟草粉螟数据集对该方法进行验证实验，结果表明，该方法在参数量仅为原始YOLOv5s参数量49.88%的情况下，检测平均精度（mAP）提升了4.37%。该方法在真实检测场景下对粘附到粘虫板上的烟草粉螟进行检测时，检测置信度、正确检测数均较高，可实现对卷烟厂烟草粉螟的高精度实时检测，为烟草粉螟的有效防治提供保障。
2023, 38(6): 110-117.
doi: 10.12187/2023.06.014
摘要:
鉴于滚筒烘丝干燥过程的多变量、强耦合、非线性的复杂特征，而传统主成分分析（PCA）过程监测方法不具有非线性表达能力及全局建模无法精确检测故障的问题，提出自动编码器特征提取和多块主成分分析联合驱动的多块建模方法。首先，依据叶丝干燥工作原理对变量进行分块，以突出过程局部特征；其次，使用自编码器提取每个子块的非线性特征；再次，分别建立相应的PCA监测模型；最后，通过贝叶斯推理对多个子空间的监测结果进行融合决策。以两个实际叶丝干燥案例进行验证，结果表明：该方法的报警率分别高达91.67%和98.21%，相比传统PCA和AE-PCA检测方法，该方法能准确揭示并表征干燥过程的整体运行状态及局部特征信息，提高对滚筒叶丝干燥生产过程的异常检测精度，实现对质量异常情况的准确报警，有利于保证滚筒叶丝干燥过程的稳定生产。
鉴于滚筒烘丝干燥过程的多变量、强耦合、非线性的复杂特征，而传统主成分分析（PCA）过程监测方法不具有非线性表达能力及全局建模无法精确检测故障的问题，提出自动编码器特征提取和多块主成分分析联合驱动的多块建模方法。首先，依据叶丝干燥工作原理对变量进行分块，以突出过程局部特征；其次，使用自编码器提取每个子块的非线性特征；再次，分别建立相应的PCA监测模型；最后，通过贝叶斯推理对多个子空间的监测结果进行融合决策。以两个实际叶丝干燥案例进行验证，结果表明：该方法的报警率分别高达91.67%和98.21%，相比传统PCA和AE-PCA检测方法，该方法能准确揭示并表征干燥过程的整体运行状态及局部特征信息，提高对滚筒叶丝干燥生产过程的异常检测精度，实现对质量异常情况的准确报警，有利于保证滚筒叶丝干燥过程的稳定生产。
2023, 38(6): 118-126.
doi: 10.12187/2023.06.015
摘要:
针对烟草生产及加工过程中产生的大量烟草废弃物所带来的环境污染和资源浪费的问解，从燃料存在形态的视角对烟草及其废弃物的燃料化利用现状进行梳理，指出：固体燃料制备简单、使用方便，但对设备的要求较高，其中烟草原料炭化成型燃料更易于运输存储、清洁环保，且燃烧残渣可进行二次利用。液体燃料制备技术较为成熟，直接提取法操作简单，但收率取决于烟草原料中油脂的固有含量，对烟草品种要求较高；热化学转化法耗能高，但创新空间较大，液态燃料的化学组成可调，发展潜力较大；发酵法产品单一，主要是乙醇，效率不高，整个技术链条中可规模应用的原料预处理技术尚未取得突破。气体燃料尚处于探索研发阶段，能耗高、收率偏低，技术经济性欠佳。未来可在烟草炭化成型、烟草发酵制备燃料乙醇、烟草催化热解，以及靶向能源用途烟草新品种的培育等方面进行深入系统研究，以进一步推动烟草多用途的产业化发展。
针对烟草生产及加工过程中产生的大量烟草废弃物所带来的环境污染和资源浪费的问解，从燃料存在形态的视角对烟草及其废弃物的燃料化利用现状进行梳理，指出：固体燃料制备简单、使用方便，但对设备的要求较高，其中烟草原料炭化成型燃料更易于运输存储、清洁环保，且燃烧残渣可进行二次利用。液体燃料制备技术较为成熟，直接提取法操作简单，但收率取决于烟草原料中油脂的固有含量，对烟草品种要求较高；热化学转化法耗能高，但创新空间较大，液态燃料的化学组成可调，发展潜力较大；发酵法产品单一，主要是乙醇，效率不高，整个技术链条中可规模应用的原料预处理技术尚未取得突破。气体燃料尚处于探索研发阶段，能耗高、收率偏低，技术经济性欠佳。未来可在烟草炭化成型、烟草发酵制备燃料乙醇、烟草催化热解，以及靶向能源用途烟草新品种的培育等方面进行深入系统研究，以进一步推动烟草多用途的产业化发展。
