电化学传感器水果释放芳香烃气体成熟度评价方法研究
未成熟的水果释放芳香烃气体很少，但随着果实成熟，水果释放芳香烃气体越来越多。水果释放芳香烃气体与水果成熟度密切相关，对于香蕉来说，挥发出来芳香气体有关物质的重量不足水果鲜重的0.01％，释放乙烯气体占芳香烃气体70％，芳香烃气体合成也依赖于乙烯气体，苹果释放芳香烃气体和乙烯气体具有相同的变化规律。呼吸作用与水果释放芳香烃气体浓度密切相关，通常来说，不同水果释放乙烯气体浓度不一样，水果呼吸作用与水果类型有关，水果释放芳香烃气体越多，乙烯气体释放量也越多。乙烯气体同时也是一种植物内源激素，它对于水果的生长、发育、开花、结果和衰老都起着非常重要的作用。由于不同成熟度水果相互混合，每年给我国水果产业造成大量损失，检测水果释放的芳香烃气体进而判断水果成熟度等级对于水果采摘、加工和存储具有非常重要的意义。目前针对水果释放芳香烃气体探测技术主要有气相色谱技术和电子鼻技术。气相色谱技术操作复杂，而电子鼻技术所构成的仪器价格昂贵，且无法实现对水果释放芳香烃气体的在现场实时测量。为了解决现场实时测量水果释放芳香烃气体的问题，论文利用电化学乙烯气体传感器来探测水果释放芳香烃气体，试图探索一种通过水果释放芳香烃气体来判断水果的成熟等级。论文构建了两种检测装置，分别是基于嵌入式系统和迷你主板集成系统，实验装置主要由电化学传感器、微型真空泵、微控制器、气管、气瓶和气室组成，论文设计了探测水果释放芳香烃气体的硬件电路，用C和C＃语言开发了两种测试软件。嵌入式便携式检测系统装置主要由控制电路、电化学传感器、微型真空泵和气室组成，装置尺寸为200mm×300mm;迷你主板集成系统具有较大的存储空间，可以实时获得水果释放芳香烃气体与时间关系曲线，自动根据水果释放芳香烃气体浓度与成熟度关系模型给出水果成熟度评判结果。 论文采用富集方式收集水果释放芳香烃气体，然后以一定流速流进电化学传感器气室。当气体流速为0.5L/min时，电化学传感器对氮气和空气响应值为零。应用标准乙烯对电化学传感器的线性特性进行了校验，测试标准乙烯气体浓度分别为2.99mg/L、4.99mg/L、8.01mg/L和10mg/L，相关系数为0.99814，最低检出限为0.86mg/L。测试成熟的苹果、猕猴桃和梨释放芳香烃气体平均浓度分别为5.29mg/L，1.38mg/L和0.45mg/L，最大相对偏差分别为0.3mg/L，0.59mg/L和0.27mg/L，测试采摘未成熟青苹果的响应值为零，苹果成熟等级可以划分为三级。当测试的芳香烃气体浓度低于1mg/L时，苹果未成熟，测试芳香烃气体浓度为1～6mg/L时，苹果成熟，测试芳香烃气体浓度高于6mg/L，苹果过成熟。水晶富士苹果释放芳香烃气体的浓度与苹果质量、大小、形状、含糖量和含酸量有关，论文利用主成分分析方法对水晶富士苹果测试结果矩阵进行降维处理，用Fisher判别法对水晶富士苹果进行分析，结果显示两者有很少的交叉区域，可以很好区分不同成熟度的水晶富士苹果。电化学水果释放芳香烃气体评价成熟技术是一种新颖的水果成熟度评价方法，可以指导水果加工、运输和存储中的水果品质保护，从而减小山于水果变质而产生的损失，对于提高我国水果产业的发展具有非常重要的意义。
水果;成熟度;芳香烃气体;检测装置;电化学传感器
河南农业大学
硕士
农业电气化与自动化
胡建东
2017
中文
S66;S609
64
2018-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）