果蔬熱物性參數(shù)與其生理生化指標的內(nèi)在關系及神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對新鮮、營養(yǎng)、衛(wèi)生的新鮮食品需求越來越大，因此對生鮮食品的保鮮就提出了更高的要求，而生鮮食品的貯藏、加工、運輸過程中均伴隨著熱量的交換和傳遞，這些加工工藝及其設備的設計，都需了解食品的熱物性參數(shù)，同時食品的熱物性參數(shù)還是食品冷庫和食品加工制冷裝置設計的重要參數(shù)，也是確定食品冷藏、凍結和干燥加工時間的重要依據(jù)。目前國內(nèi)外已有不少研究熱物性的文獻，但是有關果蔬的熱物性與其生理生化指標關系的研究較少

2、，并且在各類文獻上給出的各種食品的熱物性參數(shù)值十分有限，由于食品的熱物性參數(shù)(包括熱導率、比熱容和冰點等)不僅與溫度有關，還與食品材料的含水量、密度、可溶性固形物含量等保鮮理化特性有關，鑒于此，很有必要對這一課題展開深入的研究。
　　 人工神經(jīng)網(wǎng)絡是近年來為工程界廣泛重視的一種系統(tǒng)分析方法，它能解決復雜的非線性問題，并能較大程度上克服統(tǒng)計經(jīng)驗方法的不適應性，善于從大量統(tǒng)計資料中提取分析宏觀統(tǒng)計規(guī)律，其主要特點是非線性映射能力，這

3、種能力使其能夠?qū)θ我夥蔷€性函數(shù)進行很好的逼近，從而得到較為準確的預測模型。
　　 本文以新鮮成熟的上海市場果蔬為研究對象，通過對不同種類的果蔬的熱導率、比熱容、冰點進行測試，來探討果蔬的熱物性參數(shù)與果蔬不同狀態(tài)的生理生化指標包括密度、可溶性固形物含量、含水量的內(nèi)在相關性。對不同種類的果蔬我們擬選取新鮮成熟的上海市場果蔬為研究對象，如紅蛇果、火龍果、香蕉、雪蓮果、白蘿卜、番茄、絲瓜等35種四季果蔬，按照順序測量法同步測量果蔬的熱物

4、性參數(shù)(如熱導率、比熱容、冰點)以及生理生化指標(如密度、含水量、可溶性固形物含量)，其中比熱容、冰點、含水率和可溶性固形物含量的取樣部位為果肉中部，每種果蔬樣品取3個，取其平均值。在得到的大量測試數(shù)據(jù)基礎上，再通過計算機進行數(shù)據(jù)分析和處理，以期發(fā)現(xiàn)影響果蔬組織熱物性參數(shù)的主要因素，進而來確定熱物性參數(shù)與其生理生化指標之間的關系，并得到了影響果蔬熱物性參數(shù)的預測方程。研究結果表明：果蔬的熱導率隨溫度的增大而增大，但是不是很明顯；果蔬的熱

5、導率與含水量、密度呈正相關；果蔬的熱導率與可溶性固形物呈負相關，并分別建立了果蔬熱導率與含水量、密度、可溶性固形物的單因素回歸方程，同時通過DPS軟件分別得到5℃、15℃、25℃條件下含水量、可溶性固形物含量和密度對果蔬熱導率影響的預測方程。5℃、15℃、25℃條件下的預測方程分別為：
　　 λ=-0.5152+0.5771d+0.0044w+0.0014s；
　　 λ=-0.4886+0.5558d+0.0045w+0

6、.0016s；
　　 λ=-0.5275+0.5198d+0.0053w+0.0025s；
　　 果蔬冰點隨著含水量的增大而增大，隨著可溶性固形物含量的增大而減小，與密度沒有明顯的關系，并分別建立了果蔬冰點與含水量和可溶性固形物的單因素回歸方程，同時通過DPS軟件得到含水量和可溶性固形物含量對果蔬冰點影響的預測方程。預測方程為：T=-4.8755+0.0429w-0.3379s。果蔬比熱容隨著溫度升高而緩慢增大，并且隨著

7、溫度的升高，果蔬比熱容的增長率逐漸減小直至比熱容的不再變化，比熱容與含水量呈正相關，與可溶性固形物呈負相關，與密度沒有明顯的關系，并分別建立果蔬比熱容與含水量和可溶性固形物的單因素回歸方程，同時通過DPS軟件分別得到10℃、15℃、20℃條件下含水量和可溶性固形物含量對果蔬比熱容影響的預測方程。10℃、15℃、20℃條件下的預測方程分別為：Cp=1..3070+0.0219w-0.0096s；Cp-1.2475+0.0219w-0.00

8、89s；Cp=1.1674+0.0253w-0.0061s。
　　 最后本文簡要介紹了BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡的建立，并利用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡建立了通過溫度、含水量、密度、可溶性固形物含量等參數(shù)對果蔬熱物性參數(shù)進行預測的模型，經(jīng)過誤差的比較分析得到最優(yōu)的預測模型，再與實際的檢測結果進行比較，來驗證模型的可靠性。結果證明，模型用于果蔬熱物性參數(shù)的預測精度很好，可以應用于果蔬熱物性參數(shù)的預測。在實際應用中，由于溫度、含水率、密