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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22期返回列表

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蘋果在線分級的多尺度輕量化改進YOLOv8表面缺陷檢測模型

內(nèi)容: 針對果園現(xiàn)場蘋果分級存在的計算資源受限和表面缺陷尺度差異大的問題，本研究構(gòu)建基于機器視覺的改進YOLOv8蘋果表面缺陷識別模型，在提高蘋果表面缺陷檢測效率的同時保證檢測準(zhǔn)確率。采用自搭建的機器視覺系統(tǒng)采集5?500?張?zhí)O果樣本的表面特征及缺陷圖像，涵蓋果柄、花萼的特征與黑點、腐爛、機械損傷、日灼、褐斑和裂紋6?種常見表面缺陷以及1?種環(huán)境雜物并完成特征標(biāo)注。引入RepGhostNeXt和EffQAFPN算法結(jié)構(gòu)，對YOLOv8（You Only Look Once version 8）檢測模型的主干特征提取網(wǎng)絡(luò)和特征金字塔進行改進。在此基礎(chǔ)上，研究訓(xùn)練并比較了YOLOv8、YOLOv8n、YOLOv8＋EffQAFPN、YOLOv8＋RepGhostNeXt和YOLOv8＋EffQAFPN＋RepGhostNeXt 5 種模型，并重點對比模型在蘋果表面瑕疵檢測中的檢測準(zhǔn)確率和模型檢測速度。研究結(jié)果表明，YOLOv8＋EffQAFPN＋RepGhostNeXt模型在綜合檢測性能上表現(xiàn)最佳，其整體識別準(zhǔn)確率為94.9%，且保持了7.81 幀/s的平均檢測幀率。綜上，該模型能夠在計算資源有限的環(huán)境下高效完成蘋果表面缺陷檢測任務(wù)，為實現(xiàn)果園現(xiàn)場高效便捷的蘋果分級提供技術(shù)支撐。

閱讀量: 47 發(fā)表時間: 2025-11-25
基于增強檢索生成框架的食品安全監(jiān)管智能問答系統(tǒng)

內(nèi)容: 為滿足食品安全監(jiān)管問答任務(wù)對模型準(zhǔn)確性、合規(guī)性和可解釋性的高要求，解決現(xiàn)有大語言模型（large language model，LLM）在該領(lǐng)域應(yīng)用面臨的知識召回不精準(zhǔn)、法規(guī)解析能力不足及計算成本高等問題，本研究基于檢索增強生成框架提出了一個智能問答系統(tǒng)，其核心是食品安全監(jiān)管大語言模型（food safety regulation large language model，F(xiàn)SR-LLM）。通過優(yōu)化數(shù)據(jù)庫存儲結(jié)構(gòu)、檢索策略及生成器，提升食品安全監(jiān)管問答的質(zhì)量和效率。首先構(gòu)建了食品安全知識圖譜（knowledge graph，KG）數(shù)據(jù)庫，以結(jié)構(gòu)化方式存儲法規(guī)條款、食品安全標(biāo)準(zhǔn)等數(shù)據(jù)，增強模型對食品領(lǐng)域知識的組織與調(diào)用能力。此外，在檢索階段，設(shè)計一種大模型引導(dǎo)檢索策略，利用LLM智能解析查詢語句，在食品安全監(jiān)管KG中準(zhǔn)確地提取高度相關(guān)的信息，從而減少無關(guān)或誤導(dǎo)性內(nèi)容的召回。對于生成器（Generator）模塊，基于Qwen-7B-Chat模型采用低秩適應(yīng)微調(diào)，使模型更貼合食品安全監(jiān)管問答的需求，同時顯著降低計算成本，使其能夠在單張RTX 4090 GPU上完成訓(xùn)練。在所提食品安全問答數(shù)據(jù)集上的實驗結(jié)果表明，F(xiàn)SR-LLM在BLEU-4、Rouge-L和準(zhǔn)確率指標(biāo)上均優(yōu)于基線模型，展現(xiàn)出更高的精準(zhǔn)度和語義連貫性，為食品安全監(jiān)管智能化提供了一種低成本、高效能、可擴展的解決方案。

閱讀量: 39 發(fā)表時間: 2025-11-25
深度學(xué)習(xí)驅(qū)動的機器視覺技術(shù)用于果蔬品質(zhì)的智能感知：進展、挑戰(zhàn)、展望

內(nèi)容: 準(zhǔn)確的果蔬品質(zhì)分析對于保障食品安全、提升消費者滿意度以及促進果蔬產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。近年來機器視覺技術(shù)在果蔬產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的機器學(xué)習(xí)算法在處理機器視覺技術(shù)產(chǎn)生大量復(fù)雜的圖像數(shù)據(jù)時通常具有局限性，其性能不能滿足實際的需要。機器視覺技術(shù)與深度學(xué)習(xí)算法的融合實現(xiàn)了對復(fù)雜果蔬圖像的高效分析和處理。基于機器視覺和深度學(xué)習(xí)所開發(fā)的果蔬品質(zhì)檢測系統(tǒng)在實際應(yīng)用中取得了顯著的成果，為推動果蔬產(chǎn)業(yè)的智能化升級提供了有力的技術(shù)支持。本綜述總結(jié)了近年來深度學(xué)習(xí)驅(qū)動的機器視覺技術(shù)在果蔬品質(zhì)分析領(lǐng)域的研究進展，并著重探討了目前面臨的挑戰(zhàn)，展望了該領(lǐng)域的未來發(fā)展趨勢，包括公開數(shù)據(jù)集的構(gòu)建、輕量級模型和三維傳感裝置的開發(fā)、多模態(tài)融合、可解釋性模型、便攜化和小型化設(shè)備研發(fā)，以及物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術(shù)賦能的全產(chǎn)業(yè)鏈智能果蔬管理體系的構(gòu)建，以期推動果蔬產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級與協(xié)同創(chuàng)新。

閱讀量: 49 發(fā)表時間: 2025-11-25
計算機視覺和深度學(xué)習(xí)在糧油及其制品無損檢測中的應(yīng)用

內(nèi)容: 糧油安全是重要的食品安全問題之一，在全球范圍受到廣泛關(guān)注。因此，快速、準(zhǔn)確、高效的檢測技術(shù)對于保障糧油安全至關(guān)重要，而傳統(tǒng)糧油檢測方法存在耗時長、主觀誤差大、實時性差等缺點，難以滿足消費者對食品品質(zhì)的高要求，計算機視覺和深度學(xué)習(xí)的結(jié)合為糧油檢測提供了快速、高效、非破壞性的解決方案。本文首先介紹了深度學(xué)習(xí)和計算機視覺的基本原理及其在食品檢測中的優(yōu)勢，重點分析了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、長短期記憶網(wǎng)絡(luò)、生成對抗網(wǎng)絡(luò)等算法在糧油檢測中的應(yīng)用案例，展示了這些技術(shù)在提高檢測精度和效率方面的顯著效果，總結(jié)了計算機視覺和深度學(xué)習(xí)在糧油及其制品無損檢測中的應(yīng)用進展。并從優(yōu)化模型魯棒性和可解釋性、開發(fā)輕量級模型以適應(yīng)資源受限的檢測環(huán)境等方面討論了在糧油安全領(lǐng)域應(yīng)用中存在的局限性和未來發(fā)展趨勢，旨在推動食品檢測技術(shù)向更高效、精準(zhǔn)的方向發(fā)展。

閱讀量: 42 發(fā)表時間: 2025-11-25
基于銀納米顆粒表面增強拉曼效應(yīng)對食品中組胺的快速檢測

內(nèi)容: 基于表面增強拉曼光譜技術(shù)，建立一種快速檢測組胺的方法。該方法采用銀納米顆粒（silver nanoparticles，AgNPs）作為增強基底，NaCl溶液作為聚集劑，以實現(xiàn)對組胺拉曼特征峰的有效增強。結(jié)果表明，所制備的AgNPs具有顯著的拉曼增強效果，組胺分子結(jié)構(gòu)所對應(yīng)的拉曼特征峰分別位于640、936、997、1?029、1?097、1?134、1?257、1?313、1?425、1?563?cm－1處，這些特征峰可作為組胺檢測的定量指標(biāo)。通過優(yōu)化AgNPs的濃縮倍數(shù)、NaCl溶液的添加量以及檢測形式，在最優(yōu)條件下實現(xiàn)了對組胺的快速靈敏檢測。在10～1?000?mg/kg的范圍內(nèi)，1?257?cm－1處的拉曼特征峰與組胺濃度之間呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，檢測限為1.21?mg/kg。此外，對魚肉、蝦肉和葡萄酒3?種實際樣品進行檢測，并與高效液相色譜法進行比較。結(jié)果顯示，本方法的回收率在95.95%～106.26%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.6%～5.9%之間，表明該方法在實際檢測中具有良好的準(zhǔn)確性和精密度。

閱讀量: 48 發(fā)表時間: 2025-11-25
FeSO4與甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌BCN2協(xié)同誘導(dǎo)黃曲霉鐵死亡的機制

內(nèi)容: 為研究FeSO4誘發(fā)黃曲霉鐵死亡的機制，用不同濃度FeSO4處理黃曲霉，通過鐵死亡特征分析、微觀結(jié)構(gòu)觀察等方法進行分析。結(jié)果表明，不同濃度的FeSO4均可以顯著抑制黃曲霉的生長；FeSO4處理后黃曲霉菌絲活性氧水平和丙二醛含量顯著升高（P＜0.05），還原型谷胱甘肽（glutathione，GSH）/氧化型谷胱甘肽水平顯著降低（P＜0.05），促進了黃曲霉孢子的脂質(zhì)過氧化。通過掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)eSO4破壞了黃曲霉細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細胞通透性發(fā)生改變，細胞內(nèi)容物（核酸和蛋白質(zhì)）和離子（Ca2＋、K＋和Mg2＋）泄漏。轉(zhuǎn)錄組學(xué)結(jié)果顯示，F(xiàn)eSO4處理會影響黃曲霉的金屬離子穩(wěn)態(tài)并下調(diào)GSH生成的相關(guān)基因表達水平。以上結(jié)果表明FeSO4會誘發(fā)黃曲霉鐵死亡。同時分析了FeSO4與甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌（Bacillus methylotrophicus）BCN2協(xié)同誘導(dǎo)黃曲霉鐵死亡的機制。結(jié)果表明，F(xiàn)eSO4和B. methylotrophicus BCN2聯(lián)合處理對黃曲霉及其生物膜具有更強的抗真菌活性，聯(lián)合處理顯著破壞了黃曲霉線粒體功能，從而導(dǎo)致三羧酸循環(huán)關(guān)鍵酶和ATP酶活性降低。此外，F(xiàn)eSO4和B. methylotrophicus處理可以顯著抑制藍莓黃曲霉的生長。本研究可為有效防治黃曲霉提供新思路。

閱讀量: 43 發(fā)表時間: 2025-11-25
核黃素敏化二氧化鈦光催化劑的制備及其對新型食源性危害物1,3,6,8-四溴咔唑光催化降解性能

內(nèi)容: 本研究分別采用旋蒸法和吸附法制備兩種核黃素（riboflavin，Rib）敏化二氧化鈦（TiO2）納米復(fù)合光催化劑TiO2@Rib和Rib@TiO2。紫外-可見光譜分析表明，Rib的敏化作用使得兩種復(fù)合光催化劑的光吸收范圍從紫外光區(qū)擴展到了可見光區(qū)。掃描電鏡和紅外光譜分析表明，TiO2@Rib中Rib以非聚集體形式負載于納米孔道內(nèi)，而Rib@TiO2中Rib晶體主要吸附于TiO2表面。此外，TiO2@Rib水溶液貯存5?d內(nèi)未見明顯沉淀，具有極佳的水中分散穩(wěn)定性。且TiO2@Rib表現(xiàn)出最高的單線態(tài)氧（1O2）和羥自由基（·OH）生成能力。在450?nm藍光LED矩陣光源輻照60?min后，TiO2@Rib對新型食源性危害物1,3,6,8-四溴咔唑的光催化降解率達56.41%，是單純Rib的1.64?倍。本研究可為優(yōu)化構(gòu)建低毒、高效食品色素敏化TiO2復(fù)合光催化劑，及其對水產(chǎn)品中新型食源性危害物的光催化降解應(yīng)用提供新思路和實驗依據(jù)。

閱讀量: 35 發(fā)表時間: 2025-11-25
二氧化碳脅迫應(yīng)激誘導(dǎo)聯(lián)合電子束輻照對鮮切蘋果品質(zhì)的提升效應(yīng)

內(nèi)容: 本研究以富士蘋果為原料，將鮮切前CO2脅迫（3%，48 h）與鮮切后電子束輻照（electron beam irradiation，EBI）（2 kGy）處理聯(lián)合，評估二者聯(lián)合對鮮切蘋果品質(zhì)的影響，并初步解析其影響機制。結(jié)果表明，EBI雖能夠有效殺菌但會加速組織損傷與營養(yǎng)流失。與第10天EBI組相比，聯(lián)合處理顯著增加了鮮切蘋果的硬度（35.1%）與脆度（31.8%），同時顯著抑制褐變，抗壞血酸損失率降低72.1%，1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基與2,2’-聯(lián)氮雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)陽離子自由基清除能力顯著增強。風(fēng)味分析顯示聯(lián)合處理能夠有效保留丁酸乙酯、乙酸己酯等特征酯類，顯著抑制己醛、醇類等不良風(fēng)味物質(zhì)生成。影響機制研究表明聯(lián)合處理通過雙路徑調(diào)控：抑制多酚氧化酶和過氧化物酶活性（峰值分別降低53.6%和28.4%），激活苯丙氨酸解氨酶（提高38.0%），顯著提升谷胱甘肽還原酶、過氧化氫酶、超氧化物歧化酶等抗氧化酶活性（提高0.2～0.7?倍）；同時抑制丙二醛積累（降低30.2%）和相對電導(dǎo)率上升（降低26.7%），顯著降低超氧陰離子自由基產(chǎn)生速率和H2O2含量（28.5%、29.3%），減輕氧化損傷，維持細胞膜完整性。綜上，3%?CO2＋2?kGy?EBI聯(lián)合處理緩解了EBI對細胞的氧化損傷，提高了鮮切蘋果品質(zhì)，本研究結(jié)果可為鮮切果蔬加工提供“脅迫應(yīng)激誘導(dǎo)＋物理冷殺菌”的技術(shù)參考。

閱讀量: 36 發(fā)表時間: 2025-11-25
溫壓協(xié)同微環(huán)境對柑橘果膠甲酯酶與抑制劑的影響機制

內(nèi)容: 為解決超高壓處理（high pressure processing，HPP）在橙汁加工中因果膠甲酯酶（pectin methylesterase，PME）殘留導(dǎo)致濁度損失及微生物安全風(fēng)險增加的問題，本研究聚焦微環(huán)境與溫壓協(xié)同效應(yīng)對PME及果膠甲酯酶抑制劑（pectin?methylesterase?inhibitor，PMEI）的調(diào)控機制。通過分子克隆技術(shù)制備重組PMEI，結(jié)合圓二色光譜、熒光光譜及分子動力學(xué)模擬，系統(tǒng)解析多因素交互作用對酶活性及結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，0.1～0.5?mol/L范圍的Ca2＋濃度能夠使HPP/25?℃處理完全抑制PME活性，果膠濃度（0.1%～0.5%）對PME活性無顯著調(diào)控作用，但其高濃度可引發(fā)物理干擾；在pH?7.0時HPP/60?℃處理使PME活性降低95%以上，其二級結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，色氨酸微環(huán)境極性顯著改變；在pH?7.0條件下，通過大腸桿菌異源表達的PMEI（E.PMEI）二級結(jié)構(gòu)由α-螺旋向β-折疊轉(zhuǎn)化并保持穩(wěn)定抑制活性，而通過畢赤酵母異源表達的PMEI（P.PMEI）于酸性條件下α-螺旋結(jié)構(gòu)的相對含量增加且其抑制效率提升。這些結(jié)果從分子層面闡明了溫壓協(xié)同pH值處理通過特異性改變酶及其抑制劑的構(gòu)象動態(tài)調(diào)控其活性，本研究可為開發(fā)精準(zhǔn)控制果膠酶活性的食品加工新技術(shù)提供理論依據(jù)。

閱讀量: 50 發(fā)表時間: 2025-11-25
膳食果糖的代謝特征及其致病機制的研究進展

內(nèi)容: 果糖因其高甜度、低成本被廣泛用作甜味劑，是加工食品及含糖飲料的核心成分。然而，過量攝入果糖已被證實與肥胖、糖尿病、高血壓、癌癥等多種代謝性疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，甚至?xí)@著增加死亡風(fēng)險。果糖在體內(nèi)呈現(xiàn)劑量依賴性雙路徑代謝模式：低劑量果糖主要由小腸上皮細胞頂膜側(cè)的葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白5轉(zhuǎn)運，經(jīng)酮己糖激酶C催化首過代謝為果糖-1-磷酸，從而大幅減輕進入全身循環(huán)的果糖負荷。當(dāng)攝入超載時，果糖突破腸道代謝閾值發(fā)生“溢出”，未經(jīng)代謝的果糖經(jīng)門靜脈進入肝臟，顯著激活新生脂肪生成通路，通過上調(diào)固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1c及碳水化合物反應(yīng)元件結(jié)合蛋白表達從而促進脂質(zhì)合成，最終誘發(fā)肝內(nèi)及全身脂質(zhì)沉積、肥胖和非酒精性脂肪肝，并伴隨胰島素抵抗的發(fā)生。機制研究表明，高果糖飲食可重塑腸道菌群結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致擬桿菌門和變形菌門微生物的豐度上升，同時伴隨緊密連接蛋白（Occludin、Claudin-1、ZO-1）表達顯著下調(diào)，破壞腸黏膜屏障功能，促使脂多糖易位，并激活Toll樣受體4介導(dǎo)的全身低度慢性炎癥反應(yīng)。高果糖攝入還可增加嘌呤代謝中間產(chǎn)物產(chǎn)量，通過促進尿酸合成損傷血管內(nèi)皮功能，進而加劇高尿酸血癥的發(fā)生與發(fā)展。本綜述詳細描述了果糖的代謝吸收機制及其在代謝性疾病中的作用機制，旨在為開發(fā)靶向干預(yù)策略提供理論依據(jù)和新思路。

閱讀量: 53 發(fā)表時間: 2025-11-25

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