第一篇：光触媒技术在粮食防虫防霉保鲜上的应用
光触媒技术在粮食防虫防霉保鲜上的应用 生虫和霉变现象是粮食储备中的老大难问题。由于长期得不到较好解决，已造成粮食相当大的浪费。当今世界上有许多国家投入了大量的人力和物力，从事这方面专门技术的研究和开发。其中，光触媒技术是一项引人注目的高科技成果，在实用中也取得了突出的效果。下面就将光触媒技术从粮食储藏的角度，向广大农村科技工作者和农民朋友做一个简明扼要的介绍。
一、光触媒技术概况
光触媒是应用钛合金(TIYANIUM)，二氧化硅(SILICA)等半导体作为触媒，并被搀入聚乙烯薄膜中。由于这类搀入的金属物在触媒磷和光的作用下，可发生触媒反应和光化学反应。利用该材料制成的包装袋盛入大米等粮食后，因半导体电子被光能激活处于极高的非平衡状态，在袋内形成温度上升趋势，促使大米等粮食体内水分子分解，从而达到防虫，防霉和保鲜的效果。
作为粮食包装袋，首先要在光照的条件下使用，而且处于强光条件下的防治效果要大大高于弱光条件下的防治效果。
采用光触媒技术做粮食防虫防霉包装袋，首先是从日本开始使用的。1978年日本丸正公司率先把光触媒技术应用于大米包装的纸袋和聚乙烯袋上。根据日本谷物鉴定协会中央研究所1995年7月的研究成果：光触媒聚乙稀袋的虫害发病率为0，霉菌粒数发生率也是0。
据日本农业新闻1997年8月10日报道，日本谷物鉴定协会对1992年储藏的稻谷进行调查发现，采用光触媒防虫袋保存2年后的稻谷发芽率为84％，霉菌发病率是0，而且稻谷也未生虫。在日本，一般农户是用不起低温仓库的。为了保证储藏的粮食卖一个好价格，这种即不生虫，又不发霉，还能保持与新米一样香味的实用技术，为他们提供了很大方便。这种袋子开始被广泛关注和大量使用。
二、光触媒技术应用的前景
人们发现光触媒反应不但能有效的利用自然界各种光源，有效地防止细菌，霉菌和病毒，还具有防臭、消臭、保温、净化、不易结污和不产生云雾现象的效果。特别是光触媒反应后，会不断产生二氧化碳(CO2)气体，可延长各类新鲜食品的保存期限。
由于光触媒产品全部采用无公害原料，达到了不使用药物，不污染环境和粮食本身就可防虫防霉，保持食味和香味的目的。在常温下即可保存，无须维持费用，不用设备。光触媒包装袋实际上是一种投资小、保粮好、易操作、成本低的高科技产品。
第二篇：低温储粮在粮食保鲜方面的应
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第三篇：低温储粮在粮食保鲜方面的应用与发展
粮食储藏工作与人类生存质量的优化和提高有着十分密切的关系。随着人类社会进步和物质生活水平不断提高，人们对减少粮食品质及其产品中有害残留物的要求也越来越高，给粮食安全控制提出了更高的要求。粮食在常温下储藏，随着时间延长和夏季气温升高，粮食的陈化氧化会日益严重，此外粮食在储藏过程中还常遭受虫、霉、鼠等有害生物的侵害，除造成重量和品质的损失以外，还受熏蒸杀虫剂等化学因素影响，使粮食或多或少带有一定量的药剂残留，造成化学污染。因此，实施绿色储粮具有极其重要的意义，它不仅是社会发展的需要，也是粮食储藏发展和人们生活水平提高的需要，绿色保质保鲜储粮是确保储粮安全、卫生、环保的必然选择，是粮食储藏可持续发展的趋势。为社会提供放心粮、保鲜粮、优质粮，保障人民身体健康，促进绿色消费，适应粮油市场需求，是我国粮食储藏行业目前所面临的一项迫切任务。
保质保鲜储粮是以储粮生态学理论为指导，以现代电子技术、计算机粮情检测分析控制系统等高新科技手段实现的现代化储粮技术。国内外对粮食新鲜程度衡量的检验指标主要有水分、脂肪酸、还原糖、粘度、色泽、香味、酶活性和带菌量等，这些指标中最能反映粮食新鲜度的是香味和酶活性，影响粮食香味和酶活性的最主要因素之一是粮食的水分含量，粮食水分含量不仅影响粮食的安全储藏，而且影响粮食的香味保持。目前我国粮食的储藏水分，主要是以能保证粮食在常规储藏条件下不生虫、不发霉和不酸变为标准，这样很难保证粮食的口感和新鲜度。西北地区气候干燥以及采用机械通风等原因，粮食的水分散失特别严重，粮食成份中的活性生理因子和营养物质、维生素等随着粮食水分的散失而减少。粮食水分降的过低，不但会影响到粮食的品质和食味口感，由于粮食籽粒中的蛋白质由凝胶状态转化为干胶状态，凝胶空间结构受到破坏，失去粮食品种固有的活性光泽，并且是不可逆转的。因此要保证粮食的新鲜程度，就应在安全前提下适当提高储藏粮食中的水分标准，始终保持粮食在储藏期间有适宜的活性水分含量。在低温储粮时，粮堆内的湿度和储粮水分含量标准可适当放宽,虽然粮堆生态活性较旺盛，但由于温度较低，虫害、微生物不易繁殖扩大，粮食的生态活性营养物质得到保存，减少了粮食在储藏期间干物质、维生素和粮食固有风味的损耗，最大限度地保持粮食原有新鲜品质，达到粮食保质保鲜的目的。大量实验表明，粮食表层的霉菌带菌量在20℃以下大为减少，10℃以下可以完全抑制害虫、霉菌的繁殖，这时粮食的呼吸和酶活性极为微弱，脂肪酸、还原糖、粘度、色泽、香味等粮食的化学成分变化缓慢，有效地保证了粮食的原始品质和原有的食味，并延缓储粮陈化速度，是粮食最有效最为理想的绿色保质保鲜储藏途径
国外粮食储藏是以水分活度来分析粮堆生态安全状况，水分活度=相对湿度/100，表示湿度与粮堆生态活性的关系，即粮堆湿度大，表明粮堆生态活性旺盛。在对库存粮食生态安全状况检测方面，我国现有的计算机粮情检测系统，由于技术原因目前只能检测粮堆温度和仓内空间湿度，一些其它工作（查虫、查霉、化验粮食水分等）则需要仓库管理人员进仓扦样检查。春夏季节气温较高，工作人员进仓会破坏粮堆的密闭效果，引起虫害霉菌感染，因此现有的粮情检测分析控制系统仅此温度和空间湿度数据，并不能全面的检测分析储粮状况，远不能满足现代化绿色保质保鲜粮食储藏管理的需求。
采用低温准低温储藏粮食，粮堆内尚存少量的虫害，微生物活动迟缓并不繁育发展，但粮食储藏水分的提高，粮堆生态保持着潜在的活跃旺盛状态，因此必须完善对库房粮堆进行严密及时的生态检测分析和控制。
温度和湿度是生态储粮中粮情分析的两个主要因素,粮情检测系统中,粮堆温度的检测已趋完善,粮食水分和粮堆湿度的检测尚需加强和完善,理论上讲粮食和粮堆的一些物理指标与电特性和电介质有关联，通过检测粮食和粮堆的电导介质可以较准确测出粮食水分含量，但相关的补偿因素较多，粮食和粮堆电导介质参数极不确定。不同的测量手法及不同农户、不同品种、不同区域、不同土壤、不同成熟度、不同杂质含量，其粮食形状、大小、密度都不同，粮堆的疏松紧密压力及储藏期限不同、季节温差等都会具有不同测量数据的差异，使用中粮食的导电性能电介质等因素千差万别，其准确性、重复性、稳定性均达不到理想要求。加之电路、器件结构、测量方式及测量距离的限制，很多技术问题至今也没得到真正解决。粮食籽粒是具有生命生理作用的物质，水分子可以通过毛细管的呼吸作用进入粮粒内部，在毛细管内壁凝聚成多层分子，靠分子间的作用力而吸附的这部分水称为游离水，它具有普通水的性质，能导电。由于游离水与粮粒质体结合不牢固，其含量是不稳定的，如果外界环境温度、湿度变化频繁，粮食籽粒毛细管内的水蒸气也频繁的与周围环境中的水蒸气进行交换达到平衡，环境湿度大时粮食处于吸湿状态，粮食水分增加，反之则相反。若外界气候干燥, 粮粒内部的游离水分逸出散失, 进而粮粒内部结合水也散失，因此检测粮堆各部位湿度的变化即可间接知道储粮水分的变化。
国内外粮食科研部门和历来的储藏实践对粮食水分和空气湿度的相互关系都作了充分的验证：粮食的水分含量始终与空气中(粮堆内)的湿度进行交换，相互间通过呼吸对流达到一定的平衡，形成不同空气湿度下与粮食水分的一种平衡关系。由于密闭粮堆内的湿度主要由粮食含水率决定，粮食在入仓储藏一段时间后，密闭粮堆粮食水分和粮堆湿度变化基本处于相互稳定的平衡状态，因此准确检测粮堆湿度即可作为粮堆含水率的分析依据。由于粮食本身的生命特征及各类杂质、虫、霉的不同特性活动参与变化、加之粮堆气体和外界气温季节变化，形成了独特的缓变粮堆生态环境。粮食自身与周围环境时刻进行着温度、湿度、水分、气体的交换平衡，一般来说粮食水分总是滞后粮堆湿度的变化，这就要运用粮食储藏理论，把检测的粮堆湿度、粮堆温度、气温气湿等粮质的相关数据，用平衡梯度模式算法，以及由此建立的粮堆生态气候分析模型模式对库房粮情进行分析,以此掌握粮堆安全状况.温度湿度是粮食安全储藏和进行粮情分析的两个主要参数，也是一切生物赖于生存活动的主要因素。霉菌、微生物、虫害、粮食籽粒等在适宜的温度湿度环境中，生存繁衍活动旺盛，粮堆随时处于消耗劣变的境地。
准确及时的检测粮堆各部位温度湿度两项生态因子，即可得到粮堆内部多种生态环境变化数据，准确的反映和显示粮堆内部各处温度、湿度、粮食水分、绝对湿度、饱和湿度、露点温度、气体、气流等粮堆气
象状况，结合外温外湿、仓温仓湿及粮质，计算机粮情检测系统就可较全面的分析粮堆内虫害霉菌的繁衍活动规律，以及粮堆内外生态环境状况等储粮相关数据，实时控制指导粮仓密闭、机械通风、降温制冷等设备运行，以控制粮堆的温度。同时通过大量检测的数据进行统计、综合、预测分析，控制粮仓设备等处于安全运行状况，对粮食不用药不熏蒸，确保储粮品质，实现绿色保质保鲜储粮
现在的电子技术、计算机技术及空间湿度检测、传感器技术已相当成熟，经过我们对湿度传感器件的筛选，以及对湿度传感技术的改进应用，在粮堆检测多年实验探索的基础上，开发了的专利产品“温湿度检测电缆”，它可以解决以往粮堆各部位温度湿度检测中存在的一致性、稳定性、准确性、耐用性、性价比等关键性问题,完全可在现有的计算机粮情检测分析控制系统的基础上增设完善
为了保持粮食品质和避免粮食水分减量的损失，就要保证有一定的储粮水分和粮堆湿度，而水分和湿度又是影响粮质变化、虫害、微生物生存敏感的基本因素，所以必须时刻掌握粮堆内部和粮面、四周温度、湿度及粮食水分变化，以此分析储粮品质、调控合适的粮堆现状，因此，电子粮情检测控制系统准确完善的安装配备，将是控制储粮安全的可靠保证。在粮食绿色保质储藏中，粮堆湿度的检测是必不可少的配备。准确检测粮堆各部位的湿度和温度，并结合粮食收购入库、储藏期间采集的各种数据，用不同温湿度平衡梯度的模式算法进行换算，结合地理气候和储藏条件等各种内外因素、数据，就能通过为此开发的计算机储粮管理分析处理软件，达到全面综合分析储粮的品质变化、粮堆生态活性状况、安危情况、适宜存放期限等多种相关数据，预测粮情、实时监测，并控制机械设备按绿色保质保鲜储藏管理模式运行调控。同时最大限度的利用粮食生态储藏理论，充分运用国家近几年新建的仓房和配备的储粮机械设备、计算机粮情检测控制系统等条件，应用低温或准低温绿色保质保鲜储藏管理模式运行调控，极大的增强粮食保质保鲜安全储藏的可控能力，保管好国家储粮
绿色保质保鲜储藏管理应具备一定切实可行的仓房或粮堆保温保湿措施，储藏期间有效的保持仓内或粮堆基本不受外界气候的影响, 粮食入仓适宜选择低温天气入仓为宜, 这样粮食在入仓时已处于低温或准低温状态，可最大限度的节省能源，预期效果较好。储藏管理期间，运用粮情检测分析控制系统准确检测分析粮堆生态状况, 调控储粮通风或降温机械设备按绿色保质保鲜储藏管理模式运行
实现粮食绿色保质保鲜储藏管理, 是粮食可持续性发展的方向和社会的需求，是21世纪粮食储藏工作者为之努力的职责。做好对粮堆温度和湿度的检测控制，是推广绿色生态储粮的基本保证。在采用低温储藏、适当提高粮食中的水分标准、推行切实可行的粮堆保温保湿措施的同时，提升目前粮情测控系统的功能，完善对粮堆温度和湿度的检测控制，并根据相应的检测数据，建立粮堆生态环境分析数学模型，实时对粮堆各项生态指标监控，保证储粮安全。
第四篇：生物保鲜技术在食品方面的应用微生物学课程论文
微生物学课程论文
课题：生物保鲜技术在食品方面的应用
姓名：
学号：
所在学院：
生物与食品工程学院
专业班级：
食品科学与工程学院
指导老师：
完成日期：
****年**月**日
生物保鲜技术在食品方面的应用
摘要：微生物多种多样，从上个世纪起老一代的人对微生物的利用已经十分广泛，而今人类对它的应用也涉及到各个领域，这次我们主要讨论下微生物在食品保鲜技术方面的应用。因为生物保鲜材料无毒、可降解、无副作用等特点已经成为了人们关注的重点。此次文中将简述微生物保鲜的特点，介绍微生物保鲜的一般机理及在食品保鲜中的应用，以及人们如何利用微生物这个点对食品进行储存保鲜。
关键词：微生物保鲜技术
食品
安全
应用
前言：目前，微生物保鲜是微生物在食品应用方面的一种重要领域。现在我国大部分食品安全质量的控制，食品货架期的延长最常用的方法还是停留在机械低温贮藏和化学药剂处理。但是在使用中低温贮藏耗能大、成本高、质量不是很稳定。而且像类似于茄子等这类原产热带、亚热带的果蔬是不能在低温下贮藏，只能在亚低温下贮藏，否则会容易发生冷害冻烂，从而造成重大损失，然而病菌在亚低温下繁殖速度较快，导致食品在亚低温贮藏期间通常会发生严重腐烂。化学制剂的种类有限，虽可较比较有效的控制食品质量，但大多数化学药剂会对人体的健康造成危害和对农业生态的严重破坏，这使人们深感担扰。采用生物制剂对食品进行贮藏保鲜，不但没有化学制剂处理带来的健康危害和环境污染等问题，而且生物保鲜贮藏环境小，贮藏条件好控制，处理有明确对象，处理费用低。随着生活水平的提高，人们对食品卫生的要求越来越高。因此，食品微生物保鲜技术的研究和开发显得更为迫切和重要。
1.现在常用食品保鲜保存方法
1.1
低温保存
低温环境下可以抑制微生物的生长繁殖，减缓食物的腐坏速度，但这并不能完全杀死微生物。而且在低温储存时要注意对温度的控制，一般来说，温度越低，保存的时间就越长久。但是温度过低会造成生物组织的破坏，致使食物的营养流失。
1.2
高温灭菌
通过让食物经过高温条件下处理，把大部分的细菌和酶类杀灭掉。在这程度上如果以真空、密闭、迅速冷却处理，可以有效延缓食物的腐坏变质，延长保存时间。但高温条件下会使蛋白质的性状发生改变，也就改变了食物原先的营养价值。
1.3
脱水干燥
脱水干燥就是让食物中所含的水分降到一定限度以下，让微生物的生长环境中缺少水这一因素，这样微生物就不容易生长繁殖，酶的活性也会受到抑制从而达到食物保鲜的效果。但是食物中的营养成分也会随着水的流失而流失，也在一定程度上破坏了食物的营养价值。
2.生物保鲜的一般机理
从上边介绍的现代常用食品保鲜方法中可以看出，保存方法有很大的弊端和缺陷，而生物保鲜技术则在一定程度上减少了这一方面的缺陷。而
生物保鲜技术的一般机理为隔离食品与空气的接触、延缓氧化作用,或是生物保鲜物质本身具有良好的抑菌作用,从而达到保鲜防腐的效果。生物保鲜物质无毒无害,可用于食品防腐保鲜。
如：壳聚糖[1]无味、无毒无害。有比较好的成膜性,对水果蔬菜而言可起到“微气调”的作用,它可以在一定程度上抑制果蔬的呼吸,并且该膜可将食品与空气隔离,减缓起氧化速度;
壳聚糖除此之外还具有比较好的抑菌作用,它对致病菌、腐败菌均有一定的抑制作用;
而在壳聚糖分子中的羟基与氨基可以结合多种重金属离子形成稳定的鳌合物,例如铜、铁等金属离子与其结合可以延缓脂肪的氧化酸败。
普鲁兰多糖是无色、无味无臭的高分子物质,其可塑性极强,通过在物体表面喷雾涂层或涂抹均可紧贴物体形成薄膜,它能够有效的阻挡氧、氮、二氧化碳。
木霉发酵液可以对果实表面分泌的抗菌物质和病菌之间的营养竞争产生抗菌作用。
茶多酚[2]可以和蛋白质进行络合,使蛋白质的性状相对稳定,使之不易降解;
还可以抑制微生物的生长;茶多酚除此之外还是一种优良的抗氧化剂,它可以使脂肪的氧化速度降到最低,并能够有效清除自由基。
3.生物保鲜的特点和优点
3.1
生物保鲜的特点
化学防腐剂会对人体起毒副作用和其致癌性，已经让人们意识到它对人体的危险性。物理保鲜存储方法要求技术性强、设备维修比较难、成本
较高，平常小资用户消耗不起。而生物保鲜技术的来源是生物体自身组成成分或其代谢产物,其具有无毒、无味、安全等特点。此外生物保鲜物质一般都是可降解的有机物一般都可被生物降解,不会造成二次污染。
3.2
生物保鲜的优点
(1)
保鲜范围广
对水产品类、粮食类、食品类、根茎类、果蔬类、肉制品类、动植物标本类等都有比较理想的保鲜成效。
(2)
成本低
例如在夏季因阴雨连绵的季节，收割含水量大的小麦无法进行晾晒，我们可以通过使用保鲜剂（每吨小麦只需0.5kg
每公斤保鲜剂的成本仅8元），从而对小麦进行储存。
(3)
保鲜有效期长
例如使用保鲜剂保鲜已破损的薯类可以使其保鲜1年左右，而保鲜动植物标本可达数年，保鲜果蔬可达3个月至1年，根据不同品种其保鲜时间不同。
(4)
保鲜方法简单
其不需任何电器、仪器和设备，只需将保鲜的产品装入不透气的保鲜袋内，将保鲜剂放入袋的下方，然后对其密封，存于干燥的地方即可。
(5)
保鲜方法灵活多变
不同保鲜剂有不同的保鲜效果，可根据不同产品选用不同类型保鲜剂。
(6)
保鲜效果好
保鲜剂不会使食物发生性状改变，其食物的营养成分等不会流失或变性，经保鲜后的产品品质不变、口感风味不变；
其它优点
(1)
生物保鲜技术符合绿色环保要求，达到“三绿工程”，即开辟绿色通道、培养绿色市场、进行绿色消费。并能够节约资源，减少能源的消耗，防止环境二次污染；这项技术克服了以往传统的保鲜方法的各种不利因素和缺陷，它的问世无疑将给社会和人类带来极大的福音。
(2)
生物保鲜剂采用了许多对人体有益的菌种，并通过以食品类为载体，添加部分天然抗氧化防腐植物和微生物，具有极强的抑菌和杀菌、降低酶活性等功效，从而达到了保鲜的目的。
4.生物保鲜技术的种类
4.1
菌体次生代谢产物保鲜
微生物的发酵受生产周期短、地域、不受季节和病虫虫害条件的限制。因此在微生物的次生代谢产物中研制生物保鲜剂具有良好广阔的发展前景。
4.2
多糖类物质保鲜
细菌、真菌和蓝藻类等微生物所产生的微生物多糖,因其特性具有安全无毒、理化性质独特等而受各领域专家的关注。微生物产生大量的多糖,且容易与其菌体分离,更具这一特性可通过深层发酵实现大规模的工业化生产加工。微生物多糖现在在市面上已经作为保鲜剂、成膜剂广泛应用于食品、制药等多个领域。例如普鲁兰多糖是无色、无味无臭的高分子物质,其可塑性极强,通过在物体表面喷雾涂层或涂抹均可紧贴物体形成薄膜,它能够有效的阻挡氧、氮、二氧化碳。
4.3
生物酶保鲜
生物酶的保鲜主要是通过营造一种有利于食品保鲜的环境。它可以根据不同类型食品中所含的酶的种类不同而选用相应的生物酶,使其食品中所含的不利于食品储存的酶受到抑制,最后生物酶保鲜的作用。
4.4
利用抗菌肽进行保鲜
乳链菌肽的组成是由34个氨基酸残基组成的小肽，其人们食用后在消化道内可被A-胰凝乳蛋白酶等蛋白酶所酶解,其物质不会对人体安全构成伤害[3]。除此之外乳链菌肽还能够有效的抑制梭菌及芽孢杆菌的繁殖、生长;
可以使产品保存期延长4～6倍,还有利于产品的贮存和运输。因此乳链菌肽在食品储存中可作为一种无毒、高效的天然食品防腐剂。
5.生物保鲜技术在食品中的应用
5.1
生物保鲜技术在果蔬保鲜中的应用
5.1.1
菌体次生代谢产物保鲜果蔬
微生物的发酵受生产周期短、地域、不受季节和病虫虫害条件的限制。因此在微生物的次生代谢产物中研制生物保鲜剂具有良好广阔的发展前景。
赖健，张渭等专家[5]研究了木霉的发酵液对茄子的保鲜作用效果，通过研究表明经哈茨木霉发酵液处理过的茄子果实，在20-25℃的贮藏温度
下，贮藏
20天后，茄子果实仍然十分新鲜。
5.1.2
直接利用微生物菌体保鲜果蔬
虽然现在在市场上还没有这类保鲜产品的出现，但是目前有许许多多的学者专家正在进行直接用微生物菌体对果蔬类食物保鲜的研究，刘绍军等专家[6]对此进行了啤酒酵母菌对草莓保鲜的研究，研究结果表明，啤酒中啤酒酵母菌对草莓的后熟能够起到推迟的效果，从而延长了草莓的腐烂周期，达到保鲜效果。
5.2
生物保鲜技术在水产品保鲜中的应用
5.2.1
酶法保鲜
酶法保鲜是近几年水产品保鲜技术的新方法,是指利用酶的催化作用,防止或消除外界因素对水产品的不良影响,从而保持水产品的新鲜度,延长储藏期。目前,水产品的酶法保鲜技术已经广泛引起研究者的兴趣,而且国内对这方面的研究较多。应用于水产品保鲜中的酶主要有葡萄糖氧化酶、溶菌酶、谷氨酰胺转胺酶、脂肪酶等。
5.2.2
微生物保鲜
通常,微生物的抗菌主要是通过其产生细菌素、抗生素、溶菌酶、蛋白酶和过氧化氢以及产生有机酸来改变pH等。而在水产品中作为生物控制剂的微生物主要是乳酸菌(乳酸杆菌、Carnobacterium等)、弧菌(鳗弧菌等)、假单胞菌和芽孢杆菌等。目前，国外研究较多的是乳酸菌和假单胞菌等。
结论
随着经济的快速发展，人们生活水平越来越高,人们越来越注重生活质量。食品的保鲜、保存与防腐一直是顾客、商家、厂家、专家十分关注的问题。近年国外食品保鲜技术有微波杀菌,感应电子杀菌、高压电场杀菌、核辐射杀菌、高压低温保藏、磁力杀菌、静电杀菌、红外杀菌,X射线杀菌等，其主要集中在物理方法的研究,然而,生物保鲜这一技术的研究在日本、美国正受到重视。生物保鲜技术正逐步被人们所认识，伴随着基因工程、发酵工程、蛋白质工程和细胞固定化技术等的发展生物保鲜技术在食品的保鲜中将有巨大的发展潜力以及广阔的应用前景。
参考文献
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曾名勇,林洪,刘树青等.海洋生物保鲜OP-Ca抗菌特性的研究[J]中国海洋药物,2002,4:
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赖健,张渭.采后茄子的生物保鲜研究[J].农业工程学报,2000,16（5）:138-140.[6]
刘绍军,林学岷,周丽艳等啤酒酵母菌对草莓保鲜作用研究初报
[J].河北农业大学学报，1996,19（3）:72-75.
第五篇：浅谈多媒体技术在军事领域上的应用
浅谈多媒体技术在军事领域上的应用
〔内容摘要〕
科学技术在军事上的运用是推动军事变革和发展的主要因素，20世纪70年代以来兴起的信息技术革命势不可挡地推动着世界军事的发展。“军事多媒体牵引技术的发展”是世界各主要军事强国长期坚持的一项政策，多媒体技术的主要作用是缩短用户与计算机之间的距离，提高最终用户的使用能力。其在部队的作战、训练和武器装备管理等方面显得日益重要。文章主要对其在军事信息分析、武器装备研制生产和应用、军事模拟仿真训练、作战指挥、军事部队教育训练、武器库保安监控等方面的作用进行了简要的分析。
〔关键词〕多媒体技术,CI,多媒体系统，多媒体技术军事发展前景
前言：
自从1984年APPLE公司推出世界上第一台具有多媒体特性的计算机一一MACINTOSH计算机以来，多媒体技术就一直活跃地发展着。在十七次中央政治局集体学习中，总书记提出要“改变机械化战争的思维定势，树立信息化战争的思想观念”使“信息化”成为军事创新和变革的核心，也使得计算机多媒体技术发展成为军事发展的核心，其在军事上的应用已经成为军事信息革命的新热点。正文：
多媒体技术是当今信息技术领域发展最快、最活跃的技术，是新一代电子技术发展和竞争的焦点。融计算机、声音、文本、图像、动画、视频和通信等多种功能于一体,能够方便、实时、有效地处理数据、文字、图
[1]
3形、声音等多种信息。
目前,多媒体技术在军事领域中的应用主要有以下几方面: 1多媒体技术在军事信息分析中的应用
在现代战争中，信息能成为一个非常重要的概念，主要得益于全世界信息产品的广泛应用和信息技术的不断进步。而信息在军事中代表什么呢？与民用的信息概念有所区别，大范围意义上军事中的信息包括：双方的军事情报、战场上的各种数据参数、双方的资源配置。从某一个具体的场合来看，信息包括有各种武器具体的参数、动态获得的参数、探测设备所获得的信息等。这些原始的信息在运用多媒体处理之前，指挥员分析起来较为困难，有时会因此而耽误战机，而运用多媒体技术对所获得的数据、文字、图形、声音等多种介质信息参数进行方便实时有效地综合处理，抽象的信息就会变得具体明了，一目了然，指挥员就能更好地分析敌情，并迅速作出正确的判断，定下战斗决心。
现在许多国家都在努力实现国防部门对本国现有的许多大型数据库的现代化和集成化，为此，人机对话的“灵境环境”成为了一个重要的方面。例如：军事地理系统中，如果在地图的屏幕上移动军标，那么便可以在另一个窗口上看到实际的相应的地理情况，还可以听到实际的声音。这种全景化的、交互化的地理系统既不同于3D生成的技术环境，也不同于平面抽象的地图，真正使军事人员有“身临其境”的感觉。美军将多媒体应用在地理信息系统上，该系统能够从不同的方面和角度观察实际地形和地貌，一方面是军事侦查，利用高分辨率遥感影像获取热点地区的情报，另一方面是军事地图，利用测绘卫星获取的遥感影像进行立体测图，获得军事地图。数字化地图库与传感器图像相结合，能快速而精确地确定目标位置以及各种地形地貌条件。此外，在多媒体装备信息管理系统、多媒体后勤支援系统、情报信息管理系统、和科研信息管理系统中，都采用了多媒体技术，从而大大提高信息管理工作的质量。[2]2多媒体在武器装备的研制、生产及应用中的应用
多媒体制导技术在现代战争中是一种主要的作战技术，已成为打击对方目标的主要方式［3］，多媒体技术能使制导武器与所获取的信息紧密结合在一起，大大增强打击的威力。在武器装备研制生产过程中,由于采用了多媒体数据和模型可视化技术,使武器的研制与生产周期大大缩短,产品质量得到提高,差错率大大降低。比如在巡航导弹防御第一论证阶段，通过演示来探索对付超视距巡航导弹的作战能力；美国陆军在推出著名的“爱国者”导弹的时候也大量采用了多媒体技术，大大提高了这种导弹在实战中的可靠性。在战斗机驾驶员座舱中，由于采用了多媒体综合控制技术，有效地减小了驾驶员的紧张心理，提高了作战反应能力。
再比如多媒体技术和人工智能技术相结合, 给第三代机器人一一军用智能型机器人的研制技术带来新的突破。这种机器人的模式识别能力得到很大的提高, 可以自动识别战场环境、武器类别, 并能听懂人的声音。由于机器人在恶劣环境(如核、生、化)监侧、深海作业、排雷等急、难、险、重任务中能够发挥常人所无法替代的作用, 因此世界各国都很重视发展智能型机器人。
3多媒体在军事模拟和仿真中的应用
所谓军事模拟和仿真，就是在军事方面进行建模，然后利用仿真的技术进行模拟战局、战略、战术的方法。这种方法应用系统论的观点，并且利用数学建模和多媒体技术等多种建模方法。在实践中的军事模拟对于军事作战的指挥有着很大的指导作用。这方面的典型应用有作战指挥自动化(CI)系统,其它如多媒体作战对抗模拟系统、多媒体作战指挥远程会议系统、虚拟战场环境等也都大量采用了多媒体技术。3.1多媒体在CI系统中的重要应用
CI是指挥（Command）、控制（Control）、通信（Communication）、情报（Intelligence）等词的英文缩写，这个系统也就是军队自动化指挥33
3[4]系统［5］。该系统产生于20世纪70年代，是一个以计算机为核心的，集收情报、传递信息、指挥决策与战术控制为一体的高效作战指挥系统。因为现代高技术战争使战场成为陆、海、空、电、磁五位为一体的战场，战场上各种兵种及武器系统之间就需要密切联系、协同作战。而多媒体应用于CI系统中，可以有效、迅速地向各级指挥官提供丰富的信息，以保证指挥人员正确做出决策，有效实施指挥控制。这使得CI系统在现代战争中成为军队的神经中枢，它与电子战装备、精密制导武器一起构成了克敌制胜的三大法宝。它主要由侦察探测系统、通信系统、指挥系统和战术控制系统等四个部分组成。侦察探测系统借助于卫星等高技术手段，探测和跟踪监视敌方飞机、导弹和军队，为国家军事指挥机构提供所需要的准确情报；通信系统凭借数字化技术，建立一个上至国家最高军事指挥机构下至基层作战组织的通信网络，使战场上的联络、调动、指挥简单易行快捷准确；指挥决策系统是一种自动处理信息系统，能够快速将搜集到的情报分类、比较、判定，并制定出作战方案，为指挥机构提供高效率的参谋服务。战术控制系统则以前3个系统为依托，能在极短的时间内使有关的力量进入战备状态，并将部队部署到一个特定的区域，使决策指挥与作战几乎同步。
CI除了可以实时地将战场的态势形象直观地表现出来，供指挥官分析以便做出决断，还可以利用多媒体网络实现异地协同工作的环境，从而使处于不同地点的不同指挥所的指挥官能够“面对面”地商讨协同作战的问题，共同制定完善的作战方案，并实施作战指挥。最后还可以利用多媒体技术来方便地进行战场的管理。它可以真实地记录作战全过程的指挥控制情况，以备查询、检索，用来总结作战经验和教训。对于一个国家来说，应用CI系统，使得各种兵种和武器系统之间的作战协同更加完善、周密，使部队的行动节奏和反应能力大幅度提高，使武器装备的打击能力更为强大，从而在整体上有效地提高了国家军事力量的水平。以美国全球战略的CI系统为例，一旦有国家发射洲际导弹，它的预警卫星系统能在60-90s33
333内探测到，并在3-5min之内判断是否对自己构成威胁，如果判定威胁存在，其指挥决策系统将迅速制定作战方案并进行作战模拟，而且可以在1min内使所有的武器力量进入战备状态。3.2美军作战仿真网络SIMNET 该系统是一个分布式广域网多媒体仿真系统。这个系统将分布在美国和德国11个城市的设备和人员用计算机网络联接成一个大的系统。该系统包括了约260个地面装甲车辆仿真器和飞机飞行模拟器以及通信网络、指挥所和数据处理设备等。之后又在SIMNET的基础上研发了分布式交互仿真技术,范围扩展到包括陆、海、空各军兵种武器平台综合仿真环境,实现了体系对抗仿真。
系统在分布交互仿真、网络接口与通信、仿真客体的表现形式和数据传输、火力与兵力的计算生成等方面大量采用了多媒体技术与虚拟现实技术。使“作战”参与者可以看到在地面行进的坦克和装甲车,在空中飞行的直升机、歼击机和导弹,在水面和水下游弋的舰艇，可以看到坦克行进时后面扬起的尘土和被击中时燃烧的浓烟，可以听到飞机或坦克的隆隆声由远而近,并能从声音辨别出目标的方向和速度。总之,在作战或实战演习中的各种能被人感知的信息均被系统以多媒体综合处理与表现形式再现出来,形成了一个逼真的战场环境。4多媒体是作战指挥的“倍增器”
伴随着战争指挥形态的进化，军队的指挥体制也发生了根本性的变革，多媒体技术在军队通信领域所引发的最大变化是使军事通信实现了从“传话筒”到“倍增器”的质变。在火力制胜的战争中，军事通信始终只是战争中独立于武器装备之外的一种保障手段，是作为战场情报和指挥信息的“传话筒”，虽然重要，却不起主导作用；而在信息制胜的战争中，[6]军事通信已经发展成为一体化信息武器装备的重要组成部分，成为直接融入指挥控制系统的重要元素，以网络为代表的军事通信无疑成了军队战斗力的“倍增器”。比如在军事指挥中，利用电子白板模拟军事环境，既可以插入地图并对其编辑、放大、缩小，也可以插入视频、图像等军事资料，超清晰图像显示结合非凡互动功能精确无误传递各环节信息；同时以印天电子白板精准的定位和在复杂环境下同样稳定的特性，对军事指挥非常有利，即便突遇变化或因客观条件急需调整方案，也可即时在动态的摸拟阵地上划出多种行军路线进行讨论分析，从中挑选出最佳策略。如图1所示：
图1 再比如纪元液晶交互式一体机集电脑、电子白板、液晶电视、功放音响功能为一体，这种互动平台将传统的地图数字化，使指挥员能够更直观地了解地形、水文情况，辅助以各种标号，为指挥员完成战略部署讨论、战术设定提供了强大的技术支撑。
4.1作战指挥系统中多媒体调度系统的重要作用
军队的整体指挥体系逐渐地趋向扁平化，改变了过去指挥命令层层下达的方式，而是一步到位的将指挥命令传递到最前端。这就对现代通讯系统提出了新的要求，使指战员的战斗指令能够安全、清晰、快捷地传递到阵地的最前沿。多媒体调度系统，在军队的整体作战指挥系统起着愈加重要的作用，成为军队传达指挥命令的重要手段和工具。从军队的具体应用来看，多媒体指挥调度系统主要具备以下特点：
（1）实战和演习中可将指挥调度控制网反馈出的图片、视频、数据供给指挥中心或其他人员了解情况，实现多控制中心的协同可视化调度。
（2）突发情况下，单兵可通过配备车载调度系统的应急通信车配备的车载卫星系统或发射出的无线网络直接或间接(以应急通信车为中介)地将所获得的信息传给指挥中心。或配备车载调度系统的通信车自身组成临时指挥中心，方便及时了解处理现场情况。
（3）在军队驻地分散的情况下通过IP网络开展通讯与监控完美融合的视频化军事会议。
（4）可以进行营房/边防的视频监控与在哨岗监控、边防巡检遇到突发情况时的视频联动功能。5多媒体在教育及训练中的作用 5.1多媒体技术在教学方面的应用
运用多媒体技术导入课目，一方面能调动官兵的学习训练兴趣。比如根据教育训练的内容，在上课前若把本节课的重要内容和上次的教育训练课目，用PowerPoint等工具制作成动画幻灯片，用多媒体电脑演示出来，不仅节约时间，而且给官兵以极大的吸引力，加深官兵的印象，特别是那些需要简单提示一下的教育训练内容，若把简单的问题以设问等题型展示出来，官兵的兴趣就能被调动起来了。另一方面利用多媒体技术可展示动态效果，增强教育训练的效果。通过精心设计的动画、插图和音频等，能使抽象深奥的内容以简单明了、直观的形式表现出来，更好地帮助官兵思考各内容间的联系，加深官兵对本内容的理解。计算机的动态变化还可以将形与武器装备有机结合起来，把运动和变化展现在官兵面前，使官兵由形象的认识提高为抽象的概括，这对官兵掌握各种新式武器的使用、操作和维护或各种战术的运用，将起到事半功倍的效果。例如，在组织官兵学习军用地形学时，把河流、山脉、平原地、丘陵地等地形用多媒体技术制作成动画，官兵就能很快地掌握有关的地形地貌的名称和形状，在实地也能很快判断各种地形。
比如，1992年，英国皇家海军推出了一套“护卫舰教学演示系统”，它供人们参观学习。该系统可以演示护卫舰的各个部位和舱室，见习者可以“走进”需要参观的舱室或者“登上”某层甲板的某个位置，当需要讲解细节的时候，则可以从菜单上请出一位军官做详细的讲解。在这个系统中，见习者还可身临其境地查看各类武器的结构组成与性能指标，以及控制武器系统的运动与发射，还能充当指挥员调出敌方的资料。这个系统在训练新兵或者是参观介绍方面都成倍地提高了效率，而且其功能大大超过了传统的教学。而现在，多媒体的教学训练系统技术更加完备，功能也更加强大，成为各国军方重点发展的一项多媒体技术。5.2军队院校中的多媒体网络教学系统
采用多媒体技术和网络技术,适应现代教育思想、教育理论和教育模式的“军队院校多媒体网络教学系统”,已投入运行。系统采用交换式以太网、多级树状星型拓扑结构,由三部分组成:(1)控制台子系统是整个系统的指挥调度部件,教师用其控制课堂的教学活动,系统的大部分功能都是通过它来完成的。
(2)教师机子系统是系统的主体用户--教师操作的部件,主要用于完成教学演示课件的运行,以及诸如实物投影仪、电子白板等工具的运行。
(3)学生机子系统是系统的客体用户--学生操作的部件,主要完成教学信息的接收及电子举手功能等。
该系统从全面培养人才素质入手,设计并实现了网络教学平台、网上常用操作、课件管理等三个方面的系统功能。系统通过网络将传统机房或电脑教室的微机、各专业教室的电化教学设备联成一个整体,从而实现了各种软件教学资源共享。网络与全军和国家教育科研网联网后还可以利用网络上各院校、科研单位和友邻单位的教学成果，进行网上远程教学和异地同步训练。
5.3军事训练中飞行模拟器的作用
多媒体技术使以往许多只有在战场和实兵实装训练场上才能获得的训练经验与训练效果，可以在作战仿真实验室中取得，促使了作战理论、训练实践和最后战斗力的形成。比如现代军用飞机是多种高科技技术集于一身的武器装备,其高性能的动力装置、精确的导航系统及复杂的电子系统要求飞行员必须具备精湛的驾驶技术，但是在真实飞机上训练驾驶员耗资大,又受到空域场地的限制,多年来人们都采用飞行模拟器代替真实飞机来训练飞行员。
如图2所示是多媒体飞行模拟器运行的效果图，它既能够达到预期的训练效果，同时还能够节省开支、保障飞行训练的安全。
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图2飞行模拟器
它由下列四部分组成:(1)座舱系统 具有和真实飞机(所仿真的飞机)一样的布局。(2)视景系统
为飞行员提供座舱外的前视景象,包括机场跑道、田野、建筑物、灯光、河流、道路、地形地貌等。还能模拟天气的能见度、雨、雪、云等气象条件以及昼夜景象、空中及地面的活动目标的图像,使飞行员有身临其境的感觉。
(3)运动系统
为飞行员提供了动感。通常采用六自由度伺服液压系统将整个座舱托起,模拟飞机飞行中的各种姿态。
(4)计算机系统
是飞行训练系的核心,其模拟训练软件具有对多媒体信息进行综合、实时交互、控制、表现等多种处理的功能,是一个典型的高档多媒体计算机系统。
飞行模拟器是最早,也是最全面地运用多媒体技术的典型系统之一，由于其巨大的经济和军事效益而得到了迅速发展，目前我国有关单位也已研制出了多种型号飞机的飞行训练系统。5.4多媒体导弹仿真训练系统
它充分体现了多媒体技术的集成性和交互性,使操作手摆脱了第一代训练仿真器单调乏味、以字符文本为主的交互方式,代之以生动逼真的实弹仿真操作控制台和操作训练环境,使训练人员能以更直观生动、方便的方式完成教学训练任务。该系统由三部分组成:(1)操作模拟子系统
采用触摸屏模拟实际操作面板。模拟面板上显示了实际操作面板的各种开关、按钮与扳键等操作部件和系统的各种仪表、指示灯等反应体部件的图像。
(2)环境仿真子系统
逼真地显示或再现了实际操作现场的场景及各种音响效果。(3)导弹原理与结构子系统
以多媒体形式供教员和指挥员对部队战士进行基础知识训练,是交互式课件系统。系统研制中采用了面向对象的设计方法,所研制的系统软硬件稍加修改即可用于其它以操作面板为主的训练器材中去。6多媒体在部队武器库管理中的保安监控作用
多媒体视频监控报警技术的成功开发，出现了新一代智能化视频监控系统，成为众多传统电视监控系统更新换代的目标，更是新装保安监控系统的必要选择［7］，如图3所示为连接多媒体智能视频监控报警系统示例图。利用多媒体视频监控报警系统来管理部队武器库，较好地防止武器被盗，有效地增强了武器管理的安全系数。
图3 多媒体视频监控技术一方面实了现最适合人们需求的人.机界面，即在处理图像、数据、声音等信息时使人们的感觉极其自然，从根本上改变了人与系统设备的交互操作方式。运用多媒体技术将电视监控系统的传统设备和计算机完整地结合在一起，不仅大大增强和完善了系统的监控功能，而且彻底改变了武器管理、官兵传统的工作条件与工作方式。另一方面，多媒体数字视频报警是智能化信息处理技术在电视监控领域的应用，如上图所示，它是多媒体视频监控报警技术的典范，它将多媒体监控和数字视频报警完整地集成在一起，还可以复合多种传统的传感器报警技术，真正成为安全防范的高度智能化系统。它除了可采用传感器报警以外，特别利用数字图像处理技术，进行数字视频报警。它采用摄像机作为报警探头，首先将摄像机获得的视频信号进行数字化，然后采用实时数字图象处理技术对数字化图像进行分析、处理。当检测到监视区域内有动目标时给出报警信号，采用计算机多媒体技术和语音合成技术，对报警现场图像进行存储并给出报警地点的语音提示，大大提高了报警的可靠性，方便了报警后的处理工作，增强了部队武器库的管理。7军事娱乐与游戏
随着多媒体技术的发展,许多高档的军事型电子游戏光盘软件纷纷出现。操纵各种战斗机的空战、驾驭舰艇的海上大战、反空袭的地空大战、两军对峙的坦克大战等,栩栩如生的画面、绘声绘色的场景使人们在消闲中学到了现代军事技术和知识。发展前景：
在军事领域中,多媒体技术的应用已从武器模拟仿真领域发展到作战指挥、军事信息工程、教育训练、武器装备革新至办公自动化等各个方面,在图像制导、智能武器方面也有很多关键性的应用。并且我们应看到,多媒体技术还是一门新兴技术,无论在其基础理论技术还是开发方法或工具平台等方面都还处于逐步发展完善之中,也还有许多难题需要攻关解决。随着越来越多的军事技术人员投身于多媒体技术的理论研究和实际应用中来,在不远的将来,多媒体技术在军事领域中的应用水平必将迈上一个新的台阶,多媒体技术必将全面渗透到军事技术中去。〔参考文献〕
[1]多媒体技术发展现状及未来发展趋势浅淡.情报理论与实践.国防工业出版社.王军，韩强 [2]冷战结束后世界军事斗争争什么.瞭望.上海文艺出版社.苗德忠 [3]美军战场敌我识别系统的发展趋势.国防科技大学出版社.张英杰，宋彤
[4]多媒体计算机技术基础及应用.高等教育出版社.钟玉琢
[5]C3I情侦预警系统的能力评估方法.军事科学出版社.吴巨红，张最良 [6]刘晓健，王召福.分布式交互仿真的军事应用[N]解放军报,2001-04-18 [7]视频会议系统与远程监控.测控技术.电子工业出版社.鲁宏伟
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