六个品种苹果采后品质变化表征因子及低温货架期预测模型研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:spls108
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本研究以陕西省广泛种植的中熟苹果“乔纳金”,“澳洲青苹”,“金冠”,和晚熟苹果“富士”,“瑞阳”和“秦冠”为研究对象,采集其在低温货架期的理化品质变化数据,以及不同阶段出库于室温货架(25℃)下存放的“乔纳金”和“富士”苹果的品质变化数据。分析比较不同品种间各品质变量变化趋势与变化速率的差异性;利用相关分析,主成分分析和聚类分析来选择品质变化表征因子;采用递归特征消除,特征选择Relief F和稀疏主成分分析对品质指标进行排序,分别建立品质指标组合,品质表征因子与低温贮藏不同品种苹果货架期之间的误差反向传播-人工神经网络(BP-ANN)货架期预测模型,以模型预测值和实验值的平均相对误差,均方根误差和决定系数作为模型准确性的评价标准,并从中选取准确性高的模型来构建软件,主要研究结果如下:(1)六个品种苹果“澳洲青苹”,“金冠”,“乔纳金”,“富士”,“瑞阳”和“秦冠”,其在0~1℃,85%~90%的相对湿度条件下贮藏,以感官打分法评定货架寿命终点,6者的最大货架期分别为120,180,180,270,270和270d,晚熟苹果的最大货架寿命均高于中熟品种苹果。(2)低温贮藏的6个品种苹果,其由失重率,硬度,可滴定酸,C值和淀粉含量建立的随货架时间变化的一元线性拟合方程,拟合优度均显著。淀粉含量的变化速率(斜率)在3个晚熟品种苹果(“富士,“瑞阳”,“秦冠”)之间无显著差异,共同显著低于中熟品种“乔纳金”和“金冠”,后两者又显著低于“澳洲青苹”。其它各品质变量的变化速率(斜率)均呈现4-6个级别的显著差异。(3)中熟品种(“澳洲青苹”,“金冠”,“乔纳金”)内部的失重率(约4%)可以作为其低温货架寿命终点的评判标准。主成分分析和聚类分析得出,固酸比,a*值,L*值和C值这4个指标可以作为低温贮藏6个品种苹果(“澳洲青苹”,“金冠”,“乔纳金”,“富士”,“瑞阳”和“秦冠”)的共同品质表征因子。(4)“乔纳金”,“富士”苹果分别在0~1℃,85%~90%的相对湿度条件下贮藏0、40、80;0、170、270 d后置于货架温度25℃下贮藏,其最大货架寿命分别为48,48,42;54、42和7 d。苹果的出库时间越晚,其货架寿命越短。(5)不同时间出库的“乔纳金”和“富士”苹果在25℃货架期,其各理化品质变量的变化速率受出库时间的影响均不相同,不同时间出库的“乔纳金”苹果,呈现出库越晚,a*值的变化速率(斜率的绝对值)越大,可滴定酸,C值和△E值的变化速率(斜率的绝对值)越小的规律。不同出库时间的“富士”苹果,其△E值,固酸比呈现出库越晚,变化速率(斜率)越大的规律。其余指标未表现出库时间的规律性影响。(6)不同出库时间的“乔纳金”苹果在货架期间品质表征因子可选用失重率或可滴定酸或淀粉或硬度,固酸比,L*值,a*值或b*值和△E值这5个指标,或者固酸比,失重率或可滴定酸或淀粉或硬度,a*值或b*值,△E值和C值这5个指标。不同出库时间的“富士”苹果的品质表征因子可选用失重率或可滴定酸或淀粉或硬度或△E值,固酸比,a*值或b*值这3个指标,或者固酸比,L*值,a*值或b*值,失重率或可滴定酸或淀粉或硬度或△E值这4个指标。(7)采用稀疏主成分分析对品质指标进行排序,所得到的部分品质指标组合作为BP-ANN的输入变量所构建的6个品种苹果(“澳洲青苹”,“金冠”,“乔纳金”,“富士”,“瑞阳”和“秦冠”)的货架期预测模型,其验证集准确率高于90%,这些指标组合分别是1.(a*值,淀粉,L*值,失重率,硬度,可溶性固形物)、2.(a*值,淀粉,L*值,失重率,硬度,可溶性固形物,可滴定酸)、3.(a*值,淀粉,L*值,失重率,硬度,可溶性固形物,可滴定酸,b*值)、4.(a*值,淀粉,L*值,失重率,硬度,可溶性固形物,可滴定酸,b*值,固酸比,△E值,C值)。(8)为了方便模型的后续使用,将预测准确性高的模型内嵌在APP中,共4种模型,用户可自行选择,由于本研究仅是1年的数据,为了使其预测准确性更高,后续如果条件允许还应采用多年的数据进一步对模型的内部参数进行调整。
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