库尔勒香梨冲击损伤数值化表征及对贮藏品质影响
库尔勒香梨作为南疆特色水果,已成为当地经济发展的支柱性产业。库尔勒香梨皮薄肉脆,在采收贮运过程中易遭受机械损伤,其中冲击损伤是主要的机械损伤形式之一。产生冲击隐性损伤的库尔勒香梨肉眼难以辨别,导致有损与无损库尔勒香梨发生混贮现象。贮藏期隐性损伤库尔勒香梨易从隐性损伤部位腐烂并迅速扩散,影响库尔勒香梨贮藏品质。因而鉴别损伤库尔勒香梨、明晰冲击损伤对库尔勒香梨品质的影响是目前亟需解决的问题,可为采后贮运减损以及贮藏工艺调控提供指导,促进库尔勒香梨产业健康可持续发展。以库尔勒香梨冲击损伤量化表征及对贮藏品质的影响为研究目标,构建库尔勒香梨冲击高度与损伤面积的数学模型,基于机械能守恒定律建立库尔勒香梨冲击高度与变形能关系的数学模型,确定库尔勒香梨隐性冲击损伤高度阈值;构建库尔勒香梨冲击损伤面积与电学参数的数学模型,揭示贮藏期内不同损伤程度库尔勒香梨电学参数的变化规律;明晰冲击损伤库尔勒香梨贮藏品质的变化规律,构建基于自适应模糊神经网络（ANFIS）贮藏期库尔勒香梨品质预测模型。主要研究结论如下:（1）探究库尔勒香梨冲击损伤阈值。库尔勒香梨与木板和瓦楞纸板的冲击损伤预测模型均符合二次函数;当接触材料一定时,库尔勒香梨损伤程度与果实质量和冲击高度有关;库尔勒香梨冲击高度—反弹高度关系曲线符合Sigmoidal模型;A级（130g±5）库尔勒香梨隐性冲击损伤临界高度值为37.21cm,B级（110g±5）库尔勒香梨隐性冲击损伤临界高度值为37.77cm,C级（90g±5）库尔勒香梨隐性冲击损伤临界高度值为38.06cm。为库尔勒香梨产业采运减损工艺的实施提供理论参考。（2）提出基于电学特性的库尔勒香梨冲击损伤表征方法。在所选测试频率范围内,电学参数与冲击损伤面积的量化模型与二次函数模型相符,所构建的损伤量化模型R~2值均大于0.9371;并联等效电容（Cp）随着贮藏时间的延长逐渐升高,复阻抗（Z）随着贮藏时间的延长逐渐降低,并联等效电阻（Rp）与贮藏时间的变化相关性较弱。在同一贮藏期内,随着测试频率的升高,并联等效电容、并联等效电阻和复阻抗不断降低。随着冲击高度的增加,并联等效电容逐渐增大,并联等效电阻和复阻抗逐渐减小;贮藏期检测冲击损伤库尔勒香梨最优测试频率为1MHz,最优检测电学参数为并联等效电容。为库尔勒香梨采后贮运损伤鉴别及量化提供理论指导。（3）提出库尔勒香梨贮藏品质预测方法。库尔勒香梨失重率随着贮藏时间的延长而升高,硬度、可溶性固形物含量随着贮藏时间的延长而降低;采用自适应模糊神经网络方法预测损伤库尔勒香梨贮藏品质具有可行性;对于冲击损伤库尔勒香梨失重率的预测可采用隶属函数trimf的自适应模糊神经网络模型,决定系数为0.9876;对于冲击损伤库尔勒香梨硬度的预测可采用隶属函数gaussmf的自适应模糊神经网络模型,决定系数为0.9923;对于冲击损伤库尔勒香梨可溶性固形物含量的预测可采用隶属函数gbellmf的自适应模糊神经网络模型,决定系数为0.9930。为损伤库尔勒香梨贮藏品质预测提供参考。论文研究结论可为库尔勒香梨采后贮运减损以及贮藏工艺调控提供理论实践指导。
- 作者：
- 于世辉
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2022年
- 导师姓名：
- 兰海鹏；刘扬
- 中图分类号：
- TS255.3
- 关键词：
- 库尔勒香梨；冲击损伤；隐性损伤；电学特性；贮藏品质
-
- 基金项目：
- 国家自然科学基金项目“基于成熟度的库尔勒香梨后熟特性及对运贮品质影响数值化研究”（项目编号:31660475）%强青科技创新骨干人才计划项目“香梨隐性损伤评价方法构建及检测装置研发”（项目编号:2021CB039）%兵团科技特派员创新创业计划项目“库尔勒香梨分级与损伤预防鉴别技术研究及推广示范”（项目编号:2019CB037）