灵武长枣贮藏过程中电物性变化的生物电学机理研究

为了解灵武长枣在贮藏过程中内在品质、组织结构、组成成分等的变化程度，分析变化机理，为其采后处理技术的开发应用提供理论基础，本课题将以宏观电物性参数检测作为长枣无损检测的方法，以理论和方法研究为主线，通过特征提取，筛选出最能反应长枣生理特征的电物性参数与特征频率，以PLS等统计方法对长枣贮藏过程中复介电常数、松弛频谱、阻抗的变化进行数据处理、相关性分析，找出与长枣成熟衰老及品质密切相关的敏感性电物性参数，探索长枣电物性随其内在品质变化而变化的规律。利用BP人工神经网络及混沌理论建立与其特征参数高度相关的长枣生理变化非线性等效模型，建立电磁方程，分析长枣内部所发生的离子迁移、电解质极化、松弛现象、能量损耗，从微观分子学角度分析贮藏过程中长枣构造、力学性质和生化性质变化，探讨长枣贮藏过程中生物电学变化机理，以宏观电物性参数间接反应长枣内在品质变化，为灵武长枣采后的贮藏保鲜、无损检测提供理论依据.

灵武长枣世宁夏优势特色农产品之一。为了了解灵武长枣在贮藏过程中内在品质、组织结构、组成成分等的变化程度，分析变化机理，为其采后无损检测技术、保鲜技术的开发应用提供理论基础，本课题检测分析了长枣贮藏过程中相对介电常数、介电损耗因子、等效电容和阻抗角等电物性参数的变化规律，探讨了长枣贮藏期中的呼吸强度、可滴定酸、可溶性固形物、果实失重率、乙烯释放率、保护酶等生理参数的变化规律，探索出了长枣电物性参数随其内在品质变化而变化的规律。以遗传算法（GA）、主成分分析(PCA)等统计方法对长枣贮藏过程中电学参数的变化进行数据处理、相关性分析，筛选出了最能反应长枣生理特征的特征频率，找出与长枣成熟衰老及品质变化密切相关的敏感电参数。利用长枣介电频谱，以统计方法实现了长枣外在品质、品种、损伤等的鉴别；获得了长枣可滴定酸、丙二醛、呼吸强度、乙烯释放速率、保护酶（POD、SOD、CAT）的回归方程；利用BP人工神经网络、PLS等建立了长枣果肉坚实度、脆度、水分、可溶性固形物含量等的预测模型，并实现了长枣新鲜度与成熟度的预测。基于长枣介电频谱进行了有效信息提取，结合支持向量机（SVM）、主成分回归（PCR）等化学计量学方法进行了长枣品质建模方法的研究，建立了更为精确、稳定、可靠的长枣品质预测模型。根据长枣介电频谱在不同频率段所表现出的α、β、γ弛豫现象，从微观分子学角度分析了长枣内部所发生的离子迁移、电介质极化、松弛现象、能量损耗，探讨了生物组织细胞生理状态的变化，膜的结构，以及离子通道的传输机制。根据长枣介电频谱曲线变化趋势，依据Bruggeman-Hanai理论，建立了Havriliak-Negami介电模型，获得了长枣非线性电磁方程：ε*=εh+Δε/[1+(ｊω)0.87]0.65，解析获得了长枣内部电学参数（自由水导电率κa值为0.58，细胞体积分数Ф为0.32，细胞介电常数εi为184.2，细胞电导率κi值为0.36），为基于介电特性的长枣采后的贮藏保鲜、无损检测提供理论依据。