





中国农业科学 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (11): 2484-2498.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2026.11.013
侯晨梓1(
), 李小平1, 王晓龙1, 郭来春2, 任长忠2, 胡新中1(
)
收稿日期:2025-11-06
接受日期:2026-01-09
出版日期:2026-06-01
发布日期:2026-06-03
通信作者:
联系方式:
侯晨梓,E-mail:19829890629@163.com。
基金资助:
HOU ChenZi1(
), LI XiaoPing1, WANG XiaoLong1, GUO LaiChun2, REN ChangZhong2, HU XinZhong1(
)
Received:2025-11-06
Accepted:2026-01-09
Published:2026-06-01
Online:2026-06-03
摘要:
【目的】划分燕麦和面阶段,分析不同和面阶段燕麦面絮调控产品品质的机制,构建判断燕麦和面阶段的识别模型,为提高燕麦面制品加工的自动化程度提供理论依据和技术支持。【方法】以燕麦粉和面过程中面絮图像为数据集,提取图像形态学信息,据此划分燕麦和面阶段。从面絮的糊化度、直链淀粉含量、分子间作用力、质构特性、流变学特性、水分分布状态揭示各阶段面絮调控产品品质的机制。利用卷积神经网络(ResNet-50)结合支持向量机(SVM),建立简易高效的燕麦和面阶段预测模型。【结果】依据面絮图像阴影面积变化结合聚类分析,将燕麦和面过程可划分为吸水粘连、团聚成体、动态平衡、破裂分散4个阶段。和面过程中,燕麦面絮的糊化度逐渐升高并在动态平衡阶段趋于稳定,直链淀粉含量逐渐下降并在动态平衡阶段保持稳定;二硫键、氢键、离子键、疏水键作用逐渐增强。质构分析表明,从吸水粘连到动态平衡阶段,燕麦面絮的硬度、耐嚼性、弹性均增加并达到最大值,在破裂分散阶段硬度开始降低。流变学特性分析中,K值在吸水粘连到动态平衡阶段呈现上升趋势,燕麦面絮的面团强度和稳定性都得到提升。低场核磁共振分析表明,水分从游离态向结合态(A22-1、A22-2)迁移,并在动态平衡阶段达到稳定状态。基于ResNet-50-SVM的燕麦面絮图像阶段预测模型识别准确率达90%。【结论】根据面絮图像阴影面积将燕麦和面过程划分为4个阶段,各阶段面絮品质变化显著,淀粉糊化可作为燕麦和面过程中面絮的重要特征,燕麦面絮在动态平衡阶段颗粒均匀程度和加工特性最优,适合作为燕麦面条加工的最佳条件,建立的深度学习模型可以满足对和面阶段的稳定识别与划分。
侯晨梓, 李小平, 王晓龙, 郭来春, 任长忠, 胡新中. 燕麦和面阶段面絮图像及理化特性分析与深度学习识别模型构建[J]. 中国农业科学, 2026, 59(11): 2484-2498.
HOU ChenZi, LI XiaoPing, WANG XiaoLong, GUO LaiChun, REN ChangZhong, HU XinZhong. Analysis of Dough Floc Images and Physicochemical Properties During Oat Dough Mixing Stage and Construction of Deep Learning Recognition Model[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2026, 59(11): 2484-2498.
表1
6种燕麦粉的基础指标(干基)"
| 样品 Sample | 水分含量 Moisture Content (%) | 脂肪含量 Fat content (%) | 蛋白质含量 Protein content (%) | β-葡聚糖含量β-Glucan content (%) | 淀粉含量 Starch content (%) | 初始糊化度Gelatinization degree (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| HN | 4.32±0.12f | 6.98±0.12b | 15.30±0.19a | 3.89±0.34b | 54.48±1.98e | 30.58±0.44f |
| LB | 8.76±0.06b | 6.49±0.16c | 12.95±0.05c | 2.19±0.18d | 58.86±1.03d | 35.56±0.28e |
| XB | 4.50±0.08e | 7.46±0.12a | 12.12±.0.02d | 2.53±0.19c | 63.30±1.81c | 38.01±0.53d |
| SZ | 8.58±0.08c | 7.23±0.12b | 13.83±0.12b | 4.23±0.22a | 62.94±1.10c | 39.36±0.36c |
| WC | 11.36±0.13a | 6.28±0.05d | 12.17±0.07d | 1.46±0.09e | 72.54±1.69a | 41.15±0.64b |
| YS | 6.62±0.17d | 5.90±0.17e | 10.68±0.13e | 1.63±0.21e | 68.19±1.72b | 42.95±0.38a |
| 平均值Average value | 7.36 | 6.72 | 12.84 | 2.66 | 63.39 | 37.94 |
| 变异系数 CV | 0.37 | 0.09 | 0.12 | 0.44 | 0.10 | 0.15 |
表2
不同和面阶段燕麦面絮流变学特性分析"
| 和面时间 Dough-kneading time | z | K (×105) | R2 | 硬度 Hardness (g) | 内聚性 Resilience (g.s) |
|---|---|---|---|---|---|
| 阶段 1 Stage 1 | 0.090±0.002a | 1.44±0.02c | 0.992 | 18105.29±101.74c | 0.28±0.01c |
| 阶段 2 Stage 2 | 0.094±0.001a | 1.65±0.04b | 0.993 | 21627.88±159.69b | 0.31±0.01b |
| 阶段 3 Stage 3 | 0.094±0.003a | 1.72±0.04a | 0.994 | 23201.24±231.29a | 0.35±0.03a |
| 阶段 4 Stage 4 | 0.090±0.004a | 1.55±0.01b | 0.992 | 21739.69±894.81b | 0.29±0.02c |
| 不同小写字母表示差异显著(P<0.05) Different lowercase letters indicate significant difference (P<0.05) | |||||
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