蘋(píng)果作為果蔬中較耐貯藏的果品之一,其種植面積不斷擴(kuò)大,蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)已成為我國(guó)北方農(nóng)村的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè),蘋(píng)果的產(chǎn)量和面積均居世界首位。但是我國(guó)蘋(píng)果成熟后的采摘作業(yè)自動(dòng)化程度低,主要靠人工來(lái)完成,即耗時(shí)又費(fèi)力,研究開(kāi)發(fā)蘋(píng)果采收機(jī)械具有重要的意義。我國(guó)蘋(píng)果的種質(zhì)資源豐富,但蘋(píng)果在生長(zhǎng)過(guò)程中存在裂果及果面碎裂,嚴(yán)重影響了果實(shí)的商品價(jià)值,降低了果農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益;蘋(píng)果的抗裂性能與果皮的組織結(jié)構(gòu)及果皮的展性等密切相關(guān),通過(guò)對(duì)果皮透濕透氣性、生物力學(xué)性質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)等的試驗(yàn)研究,可為果實(shí)品種的改良提供一些參考依據(jù)。眾所周知,植物果實(shí)的最外層都被果皮所覆蓋,果皮的組織結(jié)構(gòu)特性確定了果實(shí)質(zhì)量的可存儲(chǔ)性和貨架期,因此蘋(píng)果果實(shí)的耐藏性與其果皮的組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān),用材料學(xué)的觀點(diǎn)對(duì)蘋(píng)果果皮結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行深入的研究,測(cè)定果皮結(jié)構(gòu)的微觀指標(biāo),仿真表皮的微觀結(jié)構(gòu),為分析比較不同品種果皮微觀組織結(jié)構(gòu)的差異提供有力的幾何模型支持

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2蘋(píng)果貯藏性與果皮硬度的相關(guān)性試驗(yàn)研究

2.1引言

對(duì)于不同的果蔬品種,其果皮的性狀各不相同,表現(xiàn)為皮的厚與薄、軟與硬、去除難與易等,因而其果皮對(duì)果實(shí)的保鮮保護(hù)特性也有所不同。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)果蔬果皮組織結(jié)構(gòu)與貯藏性關(guān)系的研究主要集中在同一類果蔬不同品種或者同一類果蔬同一品種不同產(chǎn)地微觀組織結(jié)構(gòu)方面的觀察分析和相關(guān)性能指標(biāo)的測(cè)量,根據(jù)得到的結(jié)果從植物生理學(xué)方面來(lái)探討果皮組織結(jié)構(gòu)與耐藏性關(guān)系的機(jī)理。果皮作為活的生物材料,在整個(gè)生命活動(dòng)中貫穿著生物力的相互作用,生物力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)可以預(yù)測(cè)其果皮的品質(zhì),從而更深入地闡述果蔬耐藏性的機(jī)理。因此為探索貯藏性較好的果蔬果皮保鮮保護(hù)特性隨時(shí)間的變化規(guī)律,本試驗(yàn)選取了貯藏性較好的果蔬一蘋(píng)果為研究對(duì)象進(jìn)行貯藏試驗(yàn)。在貶藏試驗(yàn)期間測(cè)定了果實(shí)的失重率、可溶性固形物含量、果實(shí)硬度,并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析比較,獲得果實(shí)的失重率、可溶性固形物含量和硬度隨膽藏時(shí)間的變化規(guī)律,旨在了解不同品種蘋(píng)果貯藏性的差異,為蘋(píng)果果實(shí)貶藏保鮮提供較豐富的試驗(yàn)測(cè)定參數(shù),為研究果皮力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響提供參考。

2.2貯藏試驗(yàn)方案及設(shè)計(jì)

蘋(píng)果果實(shí)在貯藏過(guò)程中會(huì)水分蒸發(fā)使得鮮重下降。一方面是因?yàn)椴珊筇O(píng)果仍然具有生命狀態(tài),進(jìn)行著一系列的生理生化反應(yīng)消耗果實(shí)體內(nèi)的水分;另一方面是因?yàn)樘O(píng)果在室溫下貯藏其體內(nèi)水分隨著外界環(huán)境的變化而變化。但許多研究也表明,果實(shí)體內(nèi)水分蒸發(fā)的快慢與其果皮組織結(jié)構(gòu)有著重要的關(guān)系。在貯藏過(guò)程中對(duì)蘋(píng)果果實(shí)失重率的測(cè)試結(jié)果表明果實(shí)的鮮重隨著化藏時(shí)間的延長(zhǎng)而呈逐漸下降趨勢(shì),如圖2-1所示。

3蘋(píng)果果皮透濕性和透氣性試驗(yàn)研究.....16

3.1引言.....16
3.2果皮含水率的測(cè)定.....16
3.3果皮透濕性試驗(yàn).....17
4蘋(píng)果果皮宏觀力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)研究.....27
4.1引言.....27
4.2果皮拉伸試驗(yàn)研究.....27
4.3果皮撕裂試驗(yàn)研究.....32
5蘋(píng)果果皮流變力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)研究.....63
5.1引言.....63
5.2蘋(píng)果果皮應(yīng)力松弛試驗(yàn)研究.....63
5.3蘋(píng)果果皮蠕變特性試驗(yàn)研究........70

7蘋(píng)果果皮微觀組織結(jié)構(gòu)變位仿真分析

7.1引言

隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展與不斷地完善,微觀組織結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)仿真已成為研究材料科學(xué)的重要手段。人們利用計(jì)算機(jī)幾何算法及結(jié)合計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)結(jié)構(gòu)形態(tài)的可視化表征,使得真實(shí)材料微觀結(jié)構(gòu)的幾何形貌更直觀、逼真的呈現(xiàn)出來(lái)。植物形態(tài)結(jié)構(gòu)可視化仿真的研究起源以20世紀(jì)60年代對(duì)植物分枝模型的研究植物模擬一系統(tǒng)的提出,可相似性地表現(xiàn)出植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及植物生長(zhǎng)的結(jié)構(gòu);隨著植物形態(tài)結(jié)構(gòu)的仿真與可視化研究的飛速發(fā)展,許多學(xué)者建立了植物各個(gè)部位結(jié)構(gòu)的仿真模型,如熱帶樹(shù)分枝幾何模型、根系二維及三維模型、植物器官生長(zhǎng)模型等為了分析赫猴桃果實(shí)的品質(zhì),SmitH等虛擬了果實(shí)與藤架形態(tài)結(jié)構(gòu)三維重建的靜態(tài)模型;基于結(jié)構(gòu)單元的樹(shù)模型LIGNUM的研制,為實(shí)現(xiàn)對(duì)樹(shù)冠結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)及其生理代謝進(jìn)行可視化的描述宋有洪等以建立了玉米植株生長(zhǎng)過(guò)程中各器官形態(tài)變化及植株高度、葉面積動(dòng)態(tài)的仿真模型,呈現(xiàn)出玉米植株生長(zhǎng)的可視化過(guò)程。此外,在20世紀(jì)90年代一些學(xué)者為了獲得采后果蔬微觀組織結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)仿真模型,采用了二維Voronoi模型研究了果蔬隨機(jī)分布的薄壁組織微觀構(gòu)成及細(xì)胞的收縮等。

7.2試樣制備與方法

通過(guò)第六章果皮宏觀力學(xué)性能的細(xì)觀機(jī)理分析知,果皮的表皮層對(duì)果皮的力學(xué)性能貢獻(xiàn)較大,同時(shí)考慮到果皮角質(zhì)層的組成及其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,因此對(duì)果皮進(jìn)行微觀組織結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)仿真分析時(shí)只針對(duì)果皮的表皮層。眾所周知表皮層是由隨機(jī)分布的表皮細(xì)胞和一些孔隙組成,而在本章中表皮上的孔隙可視為表皮細(xì)胞來(lái)進(jìn)行處理。為了理想化果皮的微觀組織結(jié)構(gòu),仿真分析時(shí)假設(shè)可果皮細(xì)觀結(jié)構(gòu)具有連續(xù)性及無(wú)細(xì)觀缺陷,即表細(xì)胞組織層可看作是均勻的連續(xù)體:假設(shè)把每個(gè)表皮細(xì)胞看作二維多邊形,每個(gè)細(xì)胞的面積視為常量
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8結(jié)論與展望

通過(guò)二維Voronoi模型仿真出3種果皮表皮的微觀結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了果皮組織結(jié)構(gòu)形態(tài)的可視化表征,使得果皮表皮微觀結(jié)構(gòu)的幾何形貌更直觀、逼真的呈現(xiàn)出來(lái)。表皮細(xì)胞平面域的面積、重心及周長(zhǎng)的可通過(guò)格林公式獲得,而細(xì)胞的縱橫比和定位方向可以通過(guò)慣性矩和最小二乘楠圓擬合獲得;利用MATLAB軟件的圖像處理功能,使得表皮細(xì)胞的面積及縱橫比、細(xì)胞的定位方向等均數(shù)字化;獲得表皮細(xì)胞面積(不包含孔隙)的分布均近似于正態(tài)分布,表皮細(xì)胞縱橫比的值與其面積的火小無(wú)關(guān),表皮細(xì)胞的實(shí)測(cè)面積與重心Voronoi單元面積差異不顯著,表皮層重心Voronoi單元方向角的分布接近于光鏡顯微圖中細(xì)胞.方向角的分布;為直觀地分析比較不同品種果皮微觀組織結(jié)構(gòu)的差異提供幾何模型。

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參考文獻(xiàn)（略）

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本文編號(hào)：368874