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領(lǐng)學(xué)術(shù)科研之先，創(chuàng)食品科技之新

—— 中國食品雜志社

2020年第41卷10期返回列表

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基于增強視覺Transformer的哈希食品圖像檢索

內(nèi)容: 作為食品計算的一個主要任務(wù)，食品圖像檢索近年來受到了廣泛的關(guān)注。然而，食品圖像檢索面臨著兩個主要的挑戰(zhàn)。首先，食品圖像具有細粒度的特點，這意味著不同食品類別之間的視覺差異可能很小，這些差異只能在圖像的局部區(qū)域中觀察到。其次，食品圖像包含豐富的語義信息，如食材、烹飪方式等，這些信息的提取和利用對于提高檢索性能至關(guān)重要。為解決這些問題，本實驗基于預(yù)訓(xùn)練的視覺Transformer（Vision Transformer，ViT）模型提出了一種增強ViT的哈希網(wǎng)絡(luò)（enhanced ViT hash network，EVHNet）。針對食品圖像的細粒度特點，EVHNet中設(shè)計了一個基于卷積結(jié)構(gòu)的局部特征增強模塊，使網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)W習(xí)到更具有代表性的特征。為更好地利用食品圖像的語義信息，EVHNet中還設(shè)計了一個聚合語義特征模塊，根據(jù)類令牌特征來聚合食品圖像中的語義信息。本實驗提出的EVHNet模型在貪婪哈希、中心相似量化和深度極化網(wǎng)絡(luò)3 種流行的哈希圖像檢索框架下進行評估，并與AlexNet，ResNet50、ViT-B_32和ViT-B_16 4 種主流網(wǎng)絡(luò)模型進行比較，在Food-101、Vireo Food-172、UEC Food-256 3 個食品數(shù)據(jù)集上的實驗結(jié)果表明，EVHNet模型在檢索精度上的綜合性能優(yōu)于其他模型。

閱讀量: 179 發(fā)表時間: 2024-06-24
基于殘差網(wǎng)絡(luò)模型的速溶全脂奶粉分散性與堆積密度檢測方法

內(nèi)容: 針對傳統(tǒng)的奶粉品質(zhì)國際標(biāo)準(zhǔn)檢測方法中存在的主觀性和滯后性等問題，本研究提出了一種基于殘差網(wǎng)絡(luò)（residual network，ResNet）的奶粉分散性和堆積密度的快速分類檢測方法。在本研究中，使用的數(shù)據(jù)集包括499 張在10 倍光學(xué)顯微鏡下拍攝的速溶全脂奶粉顆粒微觀分布圖像，這些圖像來自10 個不同的樣本組。首先，按照國際標(biāo)準(zhǔn)方法檢測這10 組樣本的分散性和堆積密度，進而基于測試結(jié)果劃分不同的分散性和堆積密度級別。隨后，利用這些微觀圖像對ResNet模型進行訓(xùn)練，以實現(xiàn)對不同樣本的有效分類。最終，通過分類結(jié)果預(yù)測速溶全脂奶粉的分散性、松散密度和振實密度。此外，本研究還對比了ResNet、EfficientNetV2和Swin Transformer等不同深度學(xué)習(xí)模型的預(yù)測效果。結(jié)果表明，基于ResNet 152的深度學(xué)習(xí)模型在預(yù)測速溶全脂奶粉的分散性、松散密度和振實密度方面表現(xiàn)最佳，其在測試集上的準(zhǔn)確率分別達到97.50%、98.75%和95.00%。這些深度學(xué)習(xí)模型在奶粉品質(zhì)檢測中的出色性能不僅證明了該方法能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確地預(yù)測奶粉的分散性和堆積密度，同時也為奶粉品質(zhì)的在線檢測提供了新的技術(shù)途徑。

閱讀量: 161 發(fā)表時間: 2024-06-24
基于低場核磁弛豫特性的油茶籽油支持向量機摻偽鑒別模型的建立與評價

內(nèi)容: 油茶籽油商業(yè)價值高，有必要開發(fā)快速準(zhǔn)確的油茶籽油摻偽鑒別方法。本實驗研究低場核磁共振（low-field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）弛豫特性結(jié)合支持向量機（support vector machine，SVM）鑒別油茶籽油摻偽的可行性。在比較了油茶籽油、3 種其他種類的正常/氧化的食用油及多種二元摻兌油樣的LF-NMR弛豫特性的基礎(chǔ)上進行主成分分析，設(shè)計了具有二叉樹結(jié)構(gòu)的SVM多分類器，采用ReliefF算法進行特征篩選，建立并驗證了油茶籽油摻偽的SVM鑒別模型。研究表明，油脂種類、氧化程度及摻兌比例均會影響油樣的LF-NMR弛豫特性。當(dāng)特征數(shù)為9時，SVM多分類模型性能最佳，準(zhǔn)確率可達90.77%，對油茶籽油、摻兌類型及比例的平均召回率為90.87%、精確率為90.83%、F1分?jǐn)?shù)為0.90。這表明基于LF-NMR弛豫特性的SVM模型可用于油茶籽油的摻偽鑒別。

閱讀量: 165 發(fā)表時間: 2024-06-24
機器學(xué)習(xí)在食品風(fēng)味領(lǐng)域的研究進展與未來趨勢

內(nèi)容: 隨著生活水平不斷提高，人們除了關(guān)心食物是否美味外，其健康要素和良好風(fēng)味的結(jié)合也越來越受到重視。食品風(fēng)味成分不僅是影響食品感官品質(zhì)的重要因素，也是影響食品營養(yǎng)水平的關(guān)鍵指標(biāo)。目前，傳統(tǒng)方法對食品風(fēng)味成分進行分析及預(yù)測費時費力，且無法處理大量數(shù)據(jù)。相比之下，機器學(xué)習(xí)是人工智能的核心，在區(qū)分差異性以及尋找共同性上具有傳統(tǒng)分析技術(shù)難以比擬的優(yōu)勢，在食品風(fēng)味分析領(lǐng)域已取得了良好的應(yīng)用。基于此，本文圍繞機器學(xué)習(xí)在食品風(fēng)味領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，介紹常用的機器學(xué)習(xí)方法的原理和優(yōu)點，及其在食品風(fēng)味預(yù)測及調(diào)節(jié)中的最新應(yīng)用與前景。重點探討現(xiàn)代智能感官檢測技術(shù)結(jié)合機器學(xué)習(xí)在食品風(fēng)味分析領(lǐng)域研究的優(yōu)勢與未來趨勢，以期為食品風(fēng)味分析與預(yù)測領(lǐng)域研究提供新思路和理論基礎(chǔ)。

閱讀量: 236 發(fā)表時間: 2024-06-24
秦川牛宰后成熟期間基礎(chǔ)免疫球蛋白對其肉品質(zhì)變化的影響

內(nèi)容: 為探究宰后成熟期間基礎(chǔ)免疫球蛋白（basal immunoglobulin，BSG）表達對肉品質(zhì)的影響，測定4 ℃條件下秦川牛在不同貯藏期（0、2、4、6、8 d）內(nèi)pH值、蒸煮損失以及肌原纖維小片化指數(shù)（myofibril fragmentation index，MFI）等品質(zhì)指標(biāo)、能量物質(zhì)變化以及BSG的含量變化。并利用4D-非標(biāo)記定量組學(xué)技術(shù)分析蛋白質(zhì)組學(xué)的變化情況。結(jié)果表明：在秦川牛宰后貯藏期內(nèi)，BSG表達量總體呈先上升后下降趨勢；能量基本物質(zhì)ATP、ADP、AMP、NADH水平均呈下降趨勢；pH值、蒸煮損失呈先降低后升高的趨勢；MFI呈持續(xù)上升趨勢；相關(guān)性分析結(jié)果表明，秦川牛在宰后成熟期BSG的表達量與蒸煮損失呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；與pH值、ATP和NADH水平呈顯著負相關(guān)（P＜0.05）；而與ADP含量、AMP含量無顯著相關(guān)性。故秦川牛背最長肌在成熟期間BSG表達量變化與牛肉的品質(zhì)及能量代謝存在密切關(guān)系。蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定出BSG及其相關(guān)差異蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)具有催化活性、水解酶活性、質(zhì)子轉(zhuǎn)運ATP合酶活性，并與ATP、核糖核苷酸、碳水化合物衍生物結(jié)合，同時參與分子功能的調(diào)節(jié)、氫離子跨膜轉(zhuǎn)運等，以上生物功能的作用造成線粒體損傷，通過能量代謝過程參與肉品嫩度的變化。

閱讀量: 192 發(fā)表時間: 2024-06-24
辣椒素與槲皮苷通過EGFR/PI3K/Akt信號通路調(diào)節(jié)HepG2細胞脂質(zhì)代謝作用機制

內(nèi)容: 為探究辣椒素與槲皮苷協(xié)同調(diào)節(jié)肝臟脂質(zhì)代謝的分子機制，本實驗利用油酸誘導(dǎo)的HepG2高脂細胞模型，研究辣椒素單獨處理及辣椒素與槲皮苷聯(lián)合處理對HepG2細胞存活率的影響，采用油紅O染色法觀察HepG2細胞脂質(zhì)積累情況，同時測定細胞內(nèi)總甘油三酯、總膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、總膽汁酸的含量水平，采用免疫印跡法測定表面生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）、磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）、蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）及法尼醇X受體1（farnesoid X receptor 1，F(xiàn)XR1）、膽固醇7α羥化酶（cholesterol 7α-hydroxylase，CYP7A1）、成纖維細胞生長因子19（fibroblast growth factor 19，F(xiàn)GF19）的表達量。結(jié)果顯示，各處理組HepG2細胞的增殖率均大于75%，表明藥物對細胞沒有明顯毒性，可進行后續(xù)實驗。油紅O染色結(jié)果表明，加藥處理組細胞內(nèi)脂質(zhì)積累減少。辣椒素與槲皮苷處理可降低細胞內(nèi)總甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇含量，提高高密度脂蛋白膽固醇和膽汁酸含量；同時各實驗組上調(diào)了EGFR、PI3K、Akt及FXR1、FGF19蛋白的表達水平。綜合來看，辣椒素與槲皮苷在調(diào)節(jié)肝臟脂質(zhì)代謝方面具有協(xié)同效應(yīng)，二者在高劑量水平以3∶1比例混合效果最佳。

閱讀量: 185 發(fā)表時間: 2024-06-24
不同貯藏溫度下半胱氨酸氧化位點鑒定及對灘羊肉嫩度的影響

內(nèi)容: 以寧夏灘羊肉為材料，借助半胱氨酸氧化修飾蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，對－80 ℃（對照）和－2、－18、4 ℃條件下貯藏7 d灘羊肉的品質(zhì)指標(biāo)（剪切力和質(zhì)構(gòu)特性（硬度、彈性和咀嚼性））進行測定，同時對半胱氨酸氧化修飾位點進行鑒定，結(jié)合Pearson法對顯著差異氧化位點（significantly differential oxidation sites，SDOS）的氧化強度與冷藏灘羊肉品質(zhì)指標(biāo)進行相關(guān)性分析。結(jié)果表明，與對照組相比，3 個貯藏組的剪切力和質(zhì)構(gòu)特性均顯著下降（P＜0.05），25 個SDOS對應(yīng)的蛋白（10個結(jié)構(gòu)蛋白、8 個代謝酶、2 個降解酶和5 個其他蛋白）與至少1 個品質(zhì)指標(biāo)顯著相關(guān)（P＜0.05），可作為羊肉貯藏期間嫩度和質(zhì)構(gòu)變化的潛在生物標(biāo)志物。

閱讀量: 167 發(fā)表時間: 2024-06-24
糖熏色素5-(葡萄糖基-α-1-6-葡萄糖)-羥甲基糠醛形成機理的量子化學(xué)計算

內(nèi)容: 為探究糖熏色素5-(葡萄糖基-α-1-6-葡萄糖)-羥甲基糠醛（5-(α-D-glucopyranosyl-(1-6)-α-D-glucopyranosyloxymenthyl)-2-furancarboxaldehyde，5-GGMF）的形成途徑，采用量子化學(xué)計算對蔗糖的熱分解反應(yīng)位點、葡萄糖與5-羥甲基糠醛（5-hydroxymethylfurfural，5-HMF）及兩分子葡萄糖間的脫水反應(yīng)方式、5-HMF和5-GGMF的形成路徑進行分析。結(jié)果表明：蔗糖熱分解的初始位置為果糖基-氧鍵的裂解；葡萄糖與5-HMF或兩分子葡萄糖間發(fā)生相互作用時，均是范德華力在復(fù)合物中起主導(dǎo)作用，且都會因為強氫鍵作用促進分子間脫水反應(yīng)的發(fā)生；蔗糖形成5-HMF時，其熱解后形成的葡萄糖部分比果糖部分生成5-HMF需要更大的活化能且反應(yīng)速率更低，因此果糖部分更容易形成5-HMF，而在果糖部分形成5-HMF的兩條路徑中，路徑5比路徑4更容易發(fā)生，因為路徑5在能量上和反應(yīng)動力學(xué)上都表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢；在蔗糖形成5-GGMF的途徑中，轉(zhuǎn)糖基化路徑能壘總體較低，相較于二糖脫水路徑和三糖脫水路徑都更加有利，其中路徑C2，即蔗糖熱解生成果糖和葡萄糖，然后葡萄糖與5-HMF反應(yīng)先生成5-葡萄糖氧甲基糠醛，后者再與一分子游離的葡萄糖生成5-GGMF，此路徑最有利于5-GGMF的生成，無論是從能壘角度，還是動力學(xué)上的可行性。本研究結(jié)果可為今后控制和干預(yù)糖熏產(chǎn)品的色澤提供理論依據(jù)和參考。

閱讀量: 194 發(fā)表時間: 2024-06-24
甜蕎全谷物粉對小麥面團流變特性及鮮濕面條品質(zhì)的影響

內(nèi)容: 本實驗探究并分析甜蕎全谷物粉對小麥面團流變學(xué)特性及鮮濕面條質(zhì)構(gòu)特性、水分分布、蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)及分子質(zhì)量分布、微觀結(jié)構(gòu)和色澤的影響。結(jié)果表明：當(dāng)甜蕎全谷物粉添加量為30%時，面團具有較高的G’（5.3×105 Pa），且tan δ值達到最小值0.50；在此添加量下，鮮濕面條彈性達到最大值（0.97），α-螺旋相對含量最高（28.30%），面條內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)更加致密均勻。十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳結(jié)果顯示，隨甜蕎全谷物粉的添加量增加，蕎麥蛋白特有的亞基條帶也隨之加深。與對照組相比，甜蕎全谷物粉可使部分緊密結(jié)合水向弱結(jié)合水和自由水狀態(tài)遷移，且隨添加量的增加，面條L*值顯著下降，a*和b*值均不同程度地提高，整體呈紅黃色。綜上所述，當(dāng)甜蕎全谷物粉添加量為30%時，可賦予鮮濕面條良好的機械性能及加工品質(zhì)。

閱讀量: 174 發(fā)表時間: 2024-06-24
β-乳球蛋白-多酚納米顆粒穩(wěn)定的百香果籽油Pickering乳液及其性質(zhì)

內(nèi)容: 本研究以β-乳球蛋白負載3 種多酚（阿魏酸、槲皮素、香草酸）制備的β-乳球蛋白三配體復(fù)合物納米顆粒（β-lactoglobulin triple ligand complex nanoparticles，β-LGCNPs）作為乳化劑，采用超聲波破碎法制備百香果籽油Pickering乳液，考察Pickering乳液在不同粒子質(zhì)量分?jǐn)?shù)和油相比例條件下的粒徑、穩(wěn)定性、微觀結(jié)構(gòu)、抗氧化性、消化性、流變特性及脂質(zhì)氧化產(chǎn)物。結(jié)果表明，百香果籽油Pickering乳液是由β-LGCNPs吸附在油水界面穩(wěn)定的水包油型（O/W）乳液，其粒徑與顆粒含量呈正比，與油相比例呈反比，當(dāng)顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%、油相比例為30%（體積分?jǐn)?shù)）時，乳液平均粒徑達到（5.78±0.10）μm。在不同離子強度和pH值條件下乳液穩(wěn)定性好，展現(xiàn)出比百香果籽油更強的抗氧化性，且自由基的清除作用與顆粒含量呈劑量依賴關(guān)系。腸道消化2 h后，乳液中游離脂肪酸釋放率達到（65.17±1.52）%，較百香果籽油提高了26.65%。流變學(xué)分析展現(xiàn)剪切變稀現(xiàn)象，表明該乳液屬于非牛頓流體，隨著剪切頻率的提高，彈性模量和黏性模量都增大。在15 d儲藏期內(nèi)，Pickering乳液中脂質(zhì)氧化產(chǎn)物（氫過氧化物和丙二醛）的生成量和脂質(zhì)氧化速率降低。綜上所述，由β-LGCNPs穩(wěn)定的Pickering乳液改善了百香果籽油的穩(wěn)定性、抗氧化活性、消化性及脂質(zhì)氧化，有利于拓寬百香果籽油在食品領(lǐng)域的應(yīng)用。

閱讀量: 194 發(fā)表時間: 2024-06-24

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