夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的研制及血糖生成指数研究

这是一篇关于夹江叠鞘石斛,马铃薯,代餐粉,GI值,质量评价的论文, 主要内容为背景:近年来随着我国居民生活方式和膳食结构的改变,糖尿病(Diabetes)患病率逐年上升,严重危害居民健康,是我国当前面临的重要公共卫生问题。其中90%以上的糖尿病都是二型糖尿病(Type 2 Diabetes Mellitus,T2DM)。T2DM的病因及发病机制复杂,有遗传因素、饮食因素、年龄因素、妊娠因素等,患者需长期服药来稳定血糖波动,改善血糖指标,因此T2DM的防治的显得尤为重要。血糖生成指数(Glycemic index,GI)是饮食干预的重要指标,在T2DM防治中发挥了重要作用,并在各个国家得到广泛认可。GI值食品可分为高GI(>70)、中GI(55～70)和低GI(≤55)值食品,研究表明,食用低GI食品对T2DM进行饮食干预防治可达到显著的效果,且推荐30%-60%的能量摄入来自于代餐食品。近年来,代餐食品中代餐粉因快捷方便,效果显著、营养均衡受到广大消费者的青睐。针对T2DM人群选用优质碳水及具有功效的天然产物作为低GI代餐粉的开发原料是目前的研究热点。我国作为薯类生产大国,马铃薯是优质碳水食品加工的重要原料。石斛(Dendrobium)作为一种药食同源中药材,种类丰富,具有抗氧化、降血脂、降血糖、抗肿瘤、增强免疫力等功效,是各类食品开发的重要原材料。地处于四川西南的夹江县,石斛种植历史悠久,当地夹江叠鞘石斛(Dendrobium chryseum)这一品种是川产石斛的特色资源之一,在2013年成为国家地理标志保护产品,也是当地贫困户获取经济效益的重要来源,但与经济效益所对应的却是这一特色资源相关产品开发的匮乏。本课题组前期研究表明,夹江叠鞘石斛富含膳食纤维,其主要活性成分为多糖,联苄类,生物碱类,氨基酸类,香豆素、石斛酚等,具有明显的降血糖,调节肠道菌群,抗结肠癌等功效。因此,为进一步开发这一特色川产石斛资源,可将夹江叠鞘石斛作为低GI代餐粉研发的特色原料。目的:本研究充分利用夹江叠鞘石斛的降血糖功效和马铃薯的优质碳水化合物特性,在前期课题组对夹江叠鞘石斛主要成分及功能的研究以及相关预实验基础之上,以感官评分和估计血糖生成指数(Expected glycemic index,e GI)为核心评价指标,采用单因素及响应面实验进一步优化夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的研制工艺,并参照标准对其体内GI值以及质量进行测定和评价。本研究结果不但是对夹江叠鞘石斛这一特色川产石斛资源代餐食品的新开发,也为T2DM的饮食防治提供了基础数据。方法:1.夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉工艺配方优化以前期预实验为基础,通过单因素实验和响应面实验,以感官评分和估计血糖生成指数(Expected glycemic index,e GI)为评价指标,得到一组感官评价高、e GI值低的夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的最佳工艺配方。2.夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉体内GI值测定参照中华人民共和国卫生行业标准WS/T 652—2019《食物血糖生成指数测定方法》,以葡萄糖为对照观察受试者的餐后血糖波动情况,分析受试者食用夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉餐后血糖应答水平及血糖应答曲线下面积,得出最佳配方下夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的体内GI值。3.夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉质量评价参照中国营养学会团体标准T/CNSS 002—2019《代餐食品》,对标准中要求的食品中能量及必须成分(蛋白质、脂肪、水分、灰分、膳食纤维、维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素C、烟酸、叶酸、钙、镁、铁、锌)、污染物限量指标(铅、镉、汞、砷、亚硝酸盐)、真菌毒素限量指标(黄曲霉素B1、黄曲霉素M1)和致病菌限量指标(菌落总数、大肠杆菌、霉菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌)进行测定,确保夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的质量达到标准要求。同时从溶解性、冻融稳定性、结块率、湿润下沉性对夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的冲调特性进行评价。结果:1.获得夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉最佳工艺配方(1)单因素实验结果:当夹江叠鞘石斛、马铃薯、木糖醇、魔芋粉、奶粉添加量分别为1.30 g、26.00 g、12.99 g、0.61 g、3.46 g时,其感官评分最佳。(2)响应面实验的结果:以Design-Expert 8.0.6.1.软件设计出46组配方进行实验,实验结果进行方差分析,分别得到感官评分和e GI值的方差分析表,结果显示,夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉感官受到五种因素影响程度从大到小依次为:夹江叠鞘石斛添加量>魔芋粉添加量>木糖醇添加量>奶粉添加量>马铃薯添加量;夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉e GI值受到五种因素影响程度从大到小依次为:夹江叠鞘石斛添加量>马铃薯添加量>魔芋粉添加量>木糖醇添加量>奶粉添加量。(3)最佳配方:软件分析得出感官评分最大值及e GI最低值的配方为夹江叠鞘石斛添加量1.51 g,马铃薯添加量27.75 g,木糖醇添加量13.06 g,魔芋粉添加量0.63 g,奶粉添加量3.23 g,并进行验证实验得出结果与预测值接近,说明模型拟合度较高。2.证实夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉为低GI值食物(1)血糖应答分析:受试者在餐后2h的血糖变化显示,0 min时,葡萄糖与夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉两者的餐后血糖无明显变化,随着时间增加,30 min时,葡萄糖的餐后血糖值上升到最高点,45 min时夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的餐后血糖值上升到最高点。且葡萄糖的餐后血糖值骤然上升,峰值明显高于代餐粉。两者血糖值分别与30 min和45 min之后开始下降,葡萄糖的血糖值下降速率明显高于代餐粉,而代餐粉的餐后血糖下降速度较缓慢,并于90 min后趋于稳定。(2)血糖曲线下面积:葡萄糖和夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的餐后血糖应答明显不同,餐后15 min葡萄糖的血糖水平呈骤然上升趋势,而夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的餐后血糖水平上升缓慢,明显低于葡萄糖。二者血糖应答曲线下面积于90 min时上升缓慢,且于120 min时趋于平稳状态。(3)GI值计算:GI值为AUC代餐粉/AUC葡萄糖×100=43.88<55,属于低GI食物,。3.夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉质量符合标准且冲调特性良好(1)能量、蛋白质、脂肪等成分含量:所含能量为545.5 KJ,蛋白质8.62 g,脂肪0.68 g,水分3.52 g,灰分1.18 g,膳食纤维18.93 g,得到碳水化合物的量为13.08 g。(2)其他必须成分:维生素A 267μg、维生素B1 0.43 mg、维生素B2 0.52mg、维生素C 32 mg、烟酸4.64 mg、叶酸115μg、钙262 mg、镁54 mg、铁6.45mg、锌4.47 mg。(3)代餐粉污染物限量指标(5项)测定结果:铅≤0.1 mg/kg、镉≤0.02 mg/kg、汞≤0.01 mg/kg、砷≤0.1 mg/kg、亚硝酸盐≤0.1 mg/kg。(4)代餐粉真菌毒素限量指标(2项)测定结果:黄曲霉毒素B1未检出、黄曲霉毒素M1未检出。(5)代餐粉致病菌限量指标(5项)测定结果:菌落总数1000 CFU/g、大肠杆菌21 MPN/g、霉菌12 CFU/g、沙门氏菌未检出、金黄色葡萄球菌未检出。(6)冲调特性:溶解度82.05%、冻融稳定性31.65%、结块率13.25%、湿润下沉性185 s/45 s。结论:通过单因素实验与响应面实验,得到一组以感官评价和e GI值为核心指标的夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉最佳工艺配方:夹江叠鞘石斛添加量1.51 g,马铃薯添加量27.75 g,木糖醇添加量13.06 g,魔芋粉添加量0.63 g,奶粉添加量3.23 g。通过体内GI测定方法验证所研制的夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉为低GI值(43.88)食品。代餐粉中的能量及必须成分(蛋白质、脂肪、水分、灰分、膳食纤维、维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素C、烟酸、叶酸、钙、镁、铁、锌)、污染物限量指标(铅、镉、汞、砷、亚硝酸盐)、真菌毒素限量指标(黄曲霉素B1、黄曲霉素M1)和致病菌限量指标(菌落总数、大肠杆菌、霉菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌)均满足中国营养学会团体标准T/CNSS 002—2019《代餐食品》中的要求,且冲调特性良好。本研究可为低GI代餐粉的研发以及夹江叠鞘石斛资源的开发利用提供参考资料。

马铃薯育种管理平台中服务端的设计与实现

这是一篇关于马铃薯,育种试验,信息管理系统,REST,Spring的论文, 主要内容为马铃薯是世界上最重要的农作物之一,它是除小麦、稻谷、玉米之外全球第四大重要的粮食作物。发展马铃薯生产,有助于改善民众膳食结构、促进相关产业链经济发展。通过信息技术辅助马铃薯育种试验的进行,可以解放试验研究员的生产力,提高育种试验的效率。这对于我国推行的马铃薯主粮化战略有着极为重要的推动意义。因此本文开发了一个马铃薯育种信息管理平台,并对其中服务器端的功能进行了设计与实现。本文首先介绍了马铃薯产业的发展概况及其重要性,并点出了相关研究工作所面临的一些困难,阐明了本课题的研究意义。随后,结合对马铃薯育种试验生产一线真实状况的调研,对该系统的用户角色、功能性需求以及非功能性需求做了分析。然后基于系统各个模块的需求,本文对该试验信息管理系统的进行了概要设计。包括网络结构设计、软件层次结构设计、关系型数据库设计以及系统RESTFUL风格接口的设计等。并在此基础上对系统中的验类型信息管理模块、试验信息管理模块、工作计划管理模块以及认证与鉴权管理模块等进行了详细设计与实现。本系统的后台服务采用的是J2EE架构,使用了 Spring、Mybatis等技术。而系统数据的持久化主要使用了 MySQL关系型数据库,而对于图片等资源的存储使用了第三方提供的对象存储服务。另外使用Spring Security框架与JWT辅助实现系统的认证与鉴权功能。该系统目前已应用于某马铃薯育种科研机构的日常工作中,为马铃薯育种工作提供了信息化支持。

基于机器视觉的马铃薯外部品质分级方法研究

这是一篇关于马铃薯,外部缺陷,图像检测,分级分等的论文, 主要内容为马铃薯是我国第四大粮食作物,其中鲜食消费占比约70%。分级是提高马铃薯商品化程度、满足消费者个性化需求、增加综合经济价值的重要手段。影响马铃薯商品等级的外部品质因素包括:外形、大小、发芽及表面损伤等。因此以马铃薯的外形、大小、发芽与表面损伤为研究对象,开展基于机器视觉的鲜食马铃薯外部品质检测分级方法研究,主要内容与结论如下:(1)研究基于形状描述子的马铃薯外形与大小检测方法,实现基于机器视觉的马铃薯外形与大小的快速检测分级。结合马铃薯外形、大小特征及分级分等要求,提出基于形状描述子的马铃薯外形与大小检测;通过试验构建马铃薯图像预处理方法;选择圆形度、偏心率、凸度、长宽比为检测形状描述子,通过试验确定形状描述子组合与判断阈值;试验验证了马铃薯外形与大小检测算法。试验结果显示,马铃薯畸形、圆形或卵圆形、长形或长椭圆形检测精确率分别为95.19%、98.13%、98.82%;圆形或卵圆形马铃薯茎轴≤4.5 cm、4.5 cm<茎轴<9.5 cm、茎轴≥9.5 cm的平均检测准确率为96.60%、95.24%、95.24%,长形或长椭圆形马铃薯茎轴≤7.5 cm、7.5 cm<茎轴<17.5 cm、茎轴≥17.5 cm的平均检测准确率为94.20%、94.87%、94.44%。(2)建立基于改进Faster R-CNN的马铃薯发芽与表面损伤检测模型,实现基于机器视觉的马铃薯发芽与表面损伤检测分级。分析马铃薯发芽与表面损伤特征,采集不同发芽及表面损伤程度的马铃薯图像构建数据集;基于Faster R-CNN神经网络构建马铃薯发芽与表面损伤检测模型,使用残差网络Res Net50与池化金字塔网络FPN(Feature Pyramid Network)多尺度融合的特征提取网络改进模型;最后对模型进行性能验证与检测试验。结果显示,改进后的模型对马铃薯发芽与表面损伤检测精确率分别到达97.51%、92.94%,比改进前模型分别提升8.67%、59.14%;模型对发芽与表面损伤数量检测准确率分别为92.63%、94.59%,并能对马铃薯发芽大小与表面损伤程度进行有效检测与评估。(3)构建马铃薯外部品质综合试验系统,实现对马铃薯外形、大小、发芽与表面损伤的检测分级验证。提出马铃薯分级策略,开发马铃薯外部品质检测软件,构建综合试验系统,并验证分级方法有效性。结果表明,马铃薯发芽、表面损伤、畸形的分级准确率分别为96.30%、91.67%、94.87%;圆形或卵圆形马铃薯茎轴≤4.5cm、4.5 cm<茎轴<9.5 cm、茎轴≥9.5 cm的分级准确率分别为94.87%、94.44%、91.67%,长形或长椭圆形马铃薯茎轴≤7.5 cm、7.5 cm<茎轴<17.5 cm、茎轴≥17.5cm的分级准确率分别为90.00%、91.67%、93.33%。

夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的研制及血糖生成指数研究

这是一篇关于夹江叠鞘石斛,马铃薯,代餐粉,GI值,质量评价的论文, 主要内容为背景:近年来随着我国居民生活方式和膳食结构的改变,糖尿病(Diabetes)患病率逐年上升,严重危害居民健康,是我国当前面临的重要公共卫生问题。其中90%以上的糖尿病都是二型糖尿病(Type 2 Diabetes Mellitus,T2DM)。T2DM的病因及发病机制复杂,有遗传因素、饮食因素、年龄因素、妊娠因素等,患者需长期服药来稳定血糖波动,改善血糖指标,因此T2DM的防治的显得尤为重要。血糖生成指数(Glycemic index,GI)是饮食干预的重要指标,在T2DM防治中发挥了重要作用,并在各个国家得到广泛认可。GI值食品可分为高GI(>70)、中GI(55～70)和低GI(≤55)值食品,研究表明,食用低GI食品对T2DM进行饮食干预防治可达到显著的效果,且推荐30%-60%的能量摄入来自于代餐食品。近年来,代餐食品中代餐粉因快捷方便,效果显著、营养均衡受到广大消费者的青睐。针对T2DM人群选用优质碳水及具有功效的天然产物作为低GI代餐粉的开发原料是目前的研究热点。我国作为薯类生产大国,马铃薯是优质碳水食品加工的重要原料。石斛(Dendrobium)作为一种药食同源中药材,种类丰富,具有抗氧化、降血脂、降血糖、抗肿瘤、增强免疫力等功效,是各类食品开发的重要原材料。地处于四川西南的夹江县,石斛种植历史悠久,当地夹江叠鞘石斛(Dendrobium chryseum)这一品种是川产石斛的特色资源之一,在2013年成为国家地理标志保护产品,也是当地贫困户获取经济效益的重要来源,但与经济效益所对应的却是这一特色资源相关产品开发的匮乏。本课题组前期研究表明,夹江叠鞘石斛富含膳食纤维,其主要活性成分为多糖,联苄类,生物碱类,氨基酸类,香豆素、石斛酚等,具有明显的降血糖,调节肠道菌群,抗结肠癌等功效。因此,为进一步开发这一特色川产石斛资源,可将夹江叠鞘石斛作为低GI代餐粉研发的特色原料。目的:本研究充分利用夹江叠鞘石斛的降血糖功效和马铃薯的优质碳水化合物特性,在前期课题组对夹江叠鞘石斛主要成分及功能的研究以及相关预实验基础之上,以感官评分和估计血糖生成指数(Expected glycemic index,e GI)为核心评价指标,采用单因素及响应面实验进一步优化夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的研制工艺,并参照标准对其体内GI值以及质量进行测定和评价。本研究结果不但是对夹江叠鞘石斛这一特色川产石斛资源代餐食品的新开发,也为T2DM的饮食防治提供了基础数据。方法:1.夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉工艺配方优化以前期预实验为基础,通过单因素实验和响应面实验,以感官评分和估计血糖生成指数(Expected glycemic index,e GI)为评价指标,得到一组感官评价高、e GI值低的夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的最佳工艺配方。2.夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉体内GI值测定参照中华人民共和国卫生行业标准WS/T 652—2019《食物血糖生成指数测定方法》,以葡萄糖为对照观察受试者的餐后血糖波动情况,分析受试者食用夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉餐后血糖应答水平及血糖应答曲线下面积,得出最佳配方下夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的体内GI值。3.夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉质量评价参照中国营养学会团体标准T/CNSS 002—2019《代餐食品》,对标准中要求的食品中能量及必须成分(蛋白质、脂肪、水分、灰分、膳食纤维、维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素C、烟酸、叶酸、钙、镁、铁、锌)、污染物限量指标(铅、镉、汞、砷、亚硝酸盐)、真菌毒素限量指标(黄曲霉素B1、黄曲霉素M1)和致病菌限量指标(菌落总数、大肠杆菌、霉菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌)进行测定,确保夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的质量达到标准要求。同时从溶解性、冻融稳定性、结块率、湿润下沉性对夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的冲调特性进行评价。结果:1.获得夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉最佳工艺配方(1)单因素实验结果:当夹江叠鞘石斛、马铃薯、木糖醇、魔芋粉、奶粉添加量分别为1.30 g、26.00 g、12.99 g、0.61 g、3.46 g时,其感官评分最佳。(2)响应面实验的结果:以Design-Expert 8.0.6.1.软件设计出46组配方进行实验,实验结果进行方差分析,分别得到感官评分和e GI值的方差分析表,结果显示,夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉感官受到五种因素影响程度从大到小依次为:夹江叠鞘石斛添加量>魔芋粉添加量>木糖醇添加量>奶粉添加量>马铃薯添加量;夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉e GI值受到五种因素影响程度从大到小依次为:夹江叠鞘石斛添加量>马铃薯添加量>魔芋粉添加量>木糖醇添加量>奶粉添加量。(3)最佳配方:软件分析得出感官评分最大值及e GI最低值的配方为夹江叠鞘石斛添加量1.51 g,马铃薯添加量27.75 g,木糖醇添加量13.06 g,魔芋粉添加量0.63 g,奶粉添加量3.23 g,并进行验证实验得出结果与预测值接近,说明模型拟合度较高。2.证实夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉为低GI值食物(1)血糖应答分析:受试者在餐后2h的血糖变化显示,0 min时,葡萄糖与夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉两者的餐后血糖无明显变化,随着时间增加,30 min时,葡萄糖的餐后血糖值上升到最高点,45 min时夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的餐后血糖值上升到最高点。且葡萄糖的餐后血糖值骤然上升,峰值明显高于代餐粉。两者血糖值分别与30 min和45 min之后开始下降,葡萄糖的血糖值下降速率明显高于代餐粉,而代餐粉的餐后血糖下降速度较缓慢,并于90 min后趋于稳定。(2)血糖曲线下面积:葡萄糖和夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的餐后血糖应答明显不同,餐后15 min葡萄糖的血糖水平呈骤然上升趋势,而夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉的餐后血糖水平上升缓慢,明显低于葡萄糖。二者血糖应答曲线下面积于90 min时上升缓慢,且于120 min时趋于平稳状态。(3)GI值计算:GI值为AUC代餐粉/AUC葡萄糖×100=43.88<55,属于低GI食物,。3.夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉质量符合标准且冲调特性良好(1)能量、蛋白质、脂肪等成分含量:所含能量为545.5 KJ,蛋白质8.62 g,脂肪0.68 g,水分3.52 g,灰分1.18 g,膳食纤维18.93 g,得到碳水化合物的量为13.08 g。(2)其他必须成分:维生素A 267μg、维生素B1 0.43 mg、维生素B2 0.52mg、维生素C 32 mg、烟酸4.64 mg、叶酸115μg、钙262 mg、镁54 mg、铁6.45mg、锌4.47 mg。(3)代餐粉污染物限量指标(5项)测定结果:铅≤0.1 mg/kg、镉≤0.02 mg/kg、汞≤0.01 mg/kg、砷≤0.1 mg/kg、亚硝酸盐≤0.1 mg/kg。(4)代餐粉真菌毒素限量指标(2项)测定结果:黄曲霉毒素B1未检出、黄曲霉毒素M1未检出。(5)代餐粉致病菌限量指标(5项)测定结果:菌落总数1000 CFU/g、大肠杆菌21 MPN/g、霉菌12 CFU/g、沙门氏菌未检出、金黄色葡萄球菌未检出。(6)冲调特性:溶解度82.05%、冻融稳定性31.65%、结块率13.25%、湿润下沉性185 s/45 s。结论:通过单因素实验与响应面实验,得到一组以感官评价和e GI值为核心指标的夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉最佳工艺配方:夹江叠鞘石斛添加量1.51 g,马铃薯添加量27.75 g,木糖醇添加量13.06 g,魔芋粉添加量0.63 g,奶粉添加量3.23 g。通过体内GI测定方法验证所研制的夹江叠鞘石斛马铃薯代餐粉为低GI值(43.88)食品。代餐粉中的能量及必须成分(蛋白质、脂肪、水分、灰分、膳食纤维、维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素C、烟酸、叶酸、钙、镁、铁、锌)、污染物限量指标(铅、镉、汞、砷、亚硝酸盐)、真菌毒素限量指标(黄曲霉素B1、黄曲霉素M1)和致病菌限量指标(菌落总数、大肠杆菌、霉菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌)均满足中国营养学会团体标准T/CNSS 002—2019《代餐食品》中的要求,且冲调特性良好。本研究可为低GI代餐粉的研发以及夹江叠鞘石斛资源的开发利用提供参考资料。

乐陵市马铃薯主粮产业化发展研究

这是一篇关于马铃薯,马铃薯产业化,粮食生产,主粮化的论文, 主要内容为粮食安全是影响现代经济社会稳定的压舱石,更是保证国家安全的基石,尤其是在日益复杂的国际环境和新型冠状病毒疫情蔓延、经济发展受挫的影响下,提高粮食供给能力、增加粮食产量是当务之急。在当前保障国家粮食安全、巩固脱贫攻坚成果、实施乡村振兴战略的大背景下,马铃薯作为全球第四大主粮,在种植产量、营养成分、深加工价值、保存时间等方面优势突出,是公认的具有良好发展前景的高产经济作物之一。我国发展马铃薯主粮化时间较短,还存在着优质种薯覆盖率低、高品质种薯少、产品深加工技术低、产品少、不适合人民群众饮食习惯等诸多问题,影响了马铃薯主粮化的推广进程。本文以山东省乐陵市马铃薯主粮产业化发展为研究对象,采用实地调查法、问卷调查法、文献研究法等方法开展研究。首先,乐陵市虽不属我国马铃薯主产区,但当地政府把马铃薯产业作为转方式、调结构的特色主导产业重点培育,不断加大政策支持和科技研发力度,建立了马铃薯良种繁育、规模化种植、产品深加工、衍生食品开发推广等相对完整的特色产业链条。其次,在乐陵市发展马铃薯产业主粮化过程中,存在着种植规模小、生产水平低、加工能力弱、销售链条不完善、主食化产品成本较高、高营养价值品种较少等诸多问题,影响和制约着马铃薯主粮化发展。最后,建议在政策支持、生产环节、企业参与、宣传引导四方面进一步发展推动马铃薯主粮化。在政策支持上,进一步完善政策支持和产业引导的针对性,不局限于种薯繁育和规模化种植进行补贴支持,而是在制定规划、加强监管、全产业链财政金融支持、机械化推广、引进高科技人才方面进行支持;在生产环节,推广有机生态和绿色种植,强化种植和储存技术指导,加大产品深加工研发力度,打造地域特色优势品牌;在企业参与上,建立“企业+合作社+农户”为中心的三方利益联结机制,搭建集收购、批发、贮藏、电商为一体的马铃薯销售网络;在宣传引导上,按照“营养引导消费,消费引导生产”的理念,大力促进主粮化产品开发,转变饮食结构和观念,驱动马铃薯主食消费,营造良好的马铃薯主食产品消费市场。建议乐陵市始终以农民增收为目标,以市场需求为导向,以育种研发、精深加工、市场营销为突破口,发挥马铃薯产业的科技、品牌、销售优势,实现马铃薯主粮化新突破和马铃薯产业跨越发展。鉴于现阶段马铃薯主粮化尚处于起步阶段,在政策落实上还存在“真空期”和“制度差”,亟需进一步完善政策支持和科技研发。本文创新性地以农业产业化理论为基础,将经济理论应用于马铃薯主粮化的具体实践中,综合化、系统性地分析了马铃薯主粮化的现状、存在的问题,在良种繁育、推广种植、生产存储、产品开发及多样性等方面系统地提出了发展马铃薯主粮化具体措施及政策支持的关键环节和领域,以期为推进马铃薯主粮化提供参考和借鉴。

马铃薯育种管理平台中服务端的设计与实现

这是一篇关于马铃薯,育种试验,信息管理系统,REST,Spring的论文, 主要内容为马铃薯是世界上最重要的农作物之一,它是除小麦、稻谷、玉米之外全球第四大重要的粮食作物。发展马铃薯生产,有助于改善民众膳食结构、促进相关产业链经济发展。通过信息技术辅助马铃薯育种试验的进行,可以解放试验研究员的生产力,提高育种试验的效率。这对于我国推行的马铃薯主粮化战略有着极为重要的推动意义。因此本文开发了一个马铃薯育种信息管理平台,并对其中服务器端的功能进行了设计与实现。本文首先介绍了马铃薯产业的发展概况及其重要性,并点出了相关研究工作所面临的一些困难,阐明了本课题的研究意义。随后,结合对马铃薯育种试验生产一线真实状况的调研,对该系统的用户角色、功能性需求以及非功能性需求做了分析。然后基于系统各个模块的需求,本文对该试验信息管理系统的进行了概要设计。包括网络结构设计、软件层次结构设计、关系型数据库设计以及系统RESTFUL风格接口的设计等。并在此基础上对系统中的验类型信息管理模块、试验信息管理模块、工作计划管理模块以及认证与鉴权管理模块等进行了详细设计与实现。本系统的后台服务采用的是J2EE架构,使用了 Spring、Mybatis等技术。而系统数据的持久化主要使用了 MySQL关系型数据库,而对于图片等资源的存储使用了第三方提供的对象存储服务。另外使用Spring Security框架与JWT辅助实现系统的认证与鉴权功能。该系统目前已应用于某马铃薯育种科研机构的日常工作中,为马铃薯育种工作提供了信息化支持。

马铃薯自动捡拾装置研发

这是一篇关于马铃薯,分段收获,捡拾作业,机器视觉,机械臂的论文, 主要内容为马铃薯是世界第四大粮食作物,我国生产规模居世界首位。其中西北地区作为马铃薯种植的主要产区之一,目前主要收获方式为分段收获,在捡拾过程中存在人工成本高、劳动强度大、捡拾机械化水平低和机械适应性差等问题。为了提高西北地区马铃薯分段收获中的捡拾作业机械化水平,本文进行了马铃薯自动捡拾装置研发并对其开展了功能验证试验,具体研究内容和结果如下:(1)马铃薯自动捡拾装置整体方案设计。通过实地调研了宁夏固原市分段收获中马铃薯捡拾作业环境,分析了马铃薯自动捡拾装置在结构和功能等方面的技术要求,设计并确定了马铃薯自动捡拾装置的整体方案。通过Solid Works对装置整体方案进行三维建模,完成了行走装置、马铃薯捡拾机械臂、末端执行器和输送装置等部件的结构设计与参数优化,确保了各部件之间不发生干涉且可以实现对马铃薯的捡拾功能。结合捡拾作业环境与马铃薯自动捡拾装置的工作原理,设计了单目相机与光电传感器信息融合的识别与定位方法,采用单目相机对马铃薯进行识别并获取马铃薯的水平位置信息,结合光电传感器获取马铃薯的深度信息。(2)马铃薯自动捡拾装置行走系统与机械臂控制系统设计。根据马铃薯自动捡拾装置四轮独立驱动的结构,建立了行走系统的差速运动控制模型,使用PWM波驱动轮毂电机实现了对行走装置的控制。设计了基于笛卡尔坐标系的马铃薯捡拾机械臂,结合机械臂关节构型,建立了机械臂的正逆运动学模型。根据机械臂的逆运动学模型,实现了对机械臂的运动控制;通过对光电传感器状态信息变化的判断,实现了对末端执行器抓取马铃薯的控制,完成了机械臂控制系统的设计。(3)基于YOLO v3的马铃薯识别与定位系统设计。采用YOLO v3对获取的马铃薯图像进行训练实现了马铃薯的识别,其Loss值为0.0819,平均准确率为92.58%,召回率为82.99%,F1值为0.86。通过张正友标定法,对单目相机进行内参标定,获取单目相机的内参矩阵、横向畸变和纵向畸变等参数并对比分析了MATLAB与ROS(Robot Operating System)标定参数的结果。基于ROS系统,使用Aruco标定板采用眼在手外的方式进行手眼标定,求解变换矩阵。由于单目相机对深度信息判断存在误差,通过光电传感器辅助判断深度信息。结合坐标转换,实现了马铃薯的识别与定位。(4)马铃薯自动捡拾装置功能验证试验。分别在实验室和田间环境对马铃薯自动捡拾装置功能进行了验证。田间环境相对于实验室更加复杂,在识别过程中存在一定误判,造成误捡,实验室和田间环境马铃薯识别成功率分别为91.67%和82.50%,马铃薯捡拾成功率分别为85.00%和77.50%;在捡拾作业过程中,机械臂运动到水平指定位置平均时间约为4.4 s,竖直方向伸缩平均时间约为1.3 s,捡拾动作时间为2.0 s,返回放置点平均时间约为4.5 s,完成一套捡拾动作平均时间约为12.2 s。

马铃薯育种管理平台中服务端的设计与实现

这是一篇关于马铃薯,育种试验,信息管理系统,REST,Spring的论文, 主要内容为马铃薯是世界上最重要的农作物之一,它是除小麦、稻谷、玉米之外全球第四大重要的粮食作物。发展马铃薯生产,有助于改善民众膳食结构、促进相关产业链经济发展。通过信息技术辅助马铃薯育种试验的进行,可以解放试验研究员的生产力,提高育种试验的效率。这对于我国推行的马铃薯主粮化战略有着极为重要的推动意义。因此本文开发了一个马铃薯育种信息管理平台,并对其中服务器端的功能进行了设计与实现。本文首先介绍了马铃薯产业的发展概况及其重要性,并点出了相关研究工作所面临的一些困难,阐明了本课题的研究意义。随后,结合对马铃薯育种试验生产一线真实状况的调研,对该系统的用户角色、功能性需求以及非功能性需求做了分析。然后基于系统各个模块的需求,本文对该试验信息管理系统的进行了概要设计。包括网络结构设计、软件层次结构设计、关系型数据库设计以及系统RESTFUL风格接口的设计等。并在此基础上对系统中的验类型信息管理模块、试验信息管理模块、工作计划管理模块以及认证与鉴权管理模块等进行了详细设计与实现。本系统的后台服务采用的是J2EE架构,使用了 Spring、Mybatis等技术。而系统数据的持久化主要使用了 MySQL关系型数据库,而对于图片等资源的存储使用了第三方提供的对象存储服务。另外使用Spring Security框架与JWT辅助实现系统的认证与鉴权功能。该系统目前已应用于某马铃薯育种科研机构的日常工作中,为马铃薯育种工作提供了信息化支持。