科研产出
鄱阳湖湿地细菌群落多样性和可培养细菌功能基因丰度
《环境科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：鄱阳湖湿地中蕴含着丰富的微生物资源,参与并维持着湿地生态系统的物质循环和稳定.为探明鄱阳湖湿地土壤细菌分布规律,分析可培养细菌群落结构和功能特征,采用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了鄱阳湖湿地土壤全部细菌(AW)和湿地外围周边土壤全部细菌(AS)群落结构多样性特征;又结合可培养方法和qPCR功能基因芯片技术,分析了湿地可培养细菌(CW)和湿地外围周边土壤可培养细菌(CS)功能基因丰度差异.研究发现鄱阳湖湿地土壤细菌多样性低于湿地外围周边土壤细菌,变形菌门和酸杆菌门是两种土壤环境中共有的细菌优势菌门,放线菌门、厚壁菌门、绿弯菌门和热脱硫杆菌门也是存在于两种土壤中的主要菌门,但相对丰度均差异显著;网络分析显示湿地土壤较周边土壤细菌网络结构更简单.采用可培养方法获得的不同采样点土壤细菌群落多样性差异不明显.但湿地土壤可培养细菌功能基因的拷贝数高于周边土壤,其中参与氮循环的UreC基因和参与碳固定的acsE基因在两种土壤可培养细菌中相对丰度较高.研究结果可为深入挖掘调控、维持湿地土壤养分循环和促进鄱阳湖湿地生态系统功能稳定性的潜在有益微生物提供理论依据.
关键词： 鄱阳湖湿地 细菌多样性 Illumina MiSeq高通量测序 可培养细菌 分子生态网络
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米糠提取物在食品及健康领域中的应用研究进展
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：米糠提取物（rice bran extract,RBE）是从米糠中分离得到的营养物质，由于其含有大量的生物活性成分，具有良好的抗氧化能力，在食品及健康领域能发挥独特优势。此外，所用的米糠原料和制备方法不同，所得到的生物活性化合物的种类和含量不同。本文结合近年来RBE的相关研究，系统论述其常用制备方法、功能特性及应用现状，并提出目前研究所存在的不足，旨在探讨其在食品及健康领域中的潜在应用价值及未来研究热点，以期为米糠精深加工提供参考。
关键词： 米糠提取物 抗氧化能力 食品及健康领域 生物活性化合物
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不同酶处理对多孔大米淀粉性能的影响
《中国食品学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：使用麦芽糖α-淀粉酶（MA）和淀粉葡糖苷酶（AMG）分别处理制备多孔大米淀粉，对其表征特性进行对比分析。通过扫描电镜可知，这两种酶均使淀粉颗粒表面产生蜂窝状多孔结构。经酶处理的大米淀粉颗粒的相对结晶度（25.54%～33.26%）均高于天然淀粉的相对结晶度（23.74%）。MA处理增加了短支链淀粉链的数量，并且随着酶处理时间的延长降低了分子质量。与对照组相比，MA和AMG处理的淀粉颗粒溶胀度、表观直链淀粉含量、峰值黏度、崩解值、最终黏度和回生值均下降。MA处理的淀粉颗粒具有更高的溶解指数（1.46%～2.57%）,AMG处理的淀粉颗粒的溶解指数均小于0.42%。与对照组相比，经酶处理的大米淀粉糊化温度会延迟0.8～6.0℃，焓变增加范围在1.0～3.8 J/g。
关键词： 多孔大米淀粉 麦芽糖α-淀粉酶 淀粉葡糖苷酶 结构表征 特性分析
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基于顶空-气相色谱-离子迁移谱技术分析蒸煮前后不同颜色稻米的挥发性化合物
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用顶空-气相色谱-离子迁移谱对3种不同颜色稻米样品的挥发性成分进行分析，共检测出64个峰，鉴定出44种挥发性物质。白色稻米在蒸煮后释放出高浓度的2-甲基丙烯醛、3-甲基丁醛、庚醛单体、未定性组分2、9、12、15。红色稻米在蒸煮后释放出高浓度的庚醛（单体、二聚体）、戊醛、2-丁基呋喃、（E）-2-庚烯醛（单体、二聚体）、辛醛（单体、二聚体）、反-2-辛烯醛、壬醛（单体、二聚体）、异戊醇、癸醛、乙酸乙酯、2,3-丁二酮、2-戊基呋喃、未定性组分1、3、6、7、8、10、16、17、18、19。黑色稻米蒸煮后释放出高浓度的2-戊酮、2-己烯醛、丁烯腈、3-甲基-1-戊醇、1-辛烯-3-酮、糠醇、2-甲基丁酸乙酯、苯甲醛、苯甲醇、丙二酸二甲酯、未定性组分4、11。3种不同颜色稻米蒸煮后，香味物质增多。综上所述，采用顶空-气相色谱-离子迁移谱技术可以很好地表征不同颜色稻米及蒸煮前后的香气特征，为消费者的选购提供理论依据。
关键词： 稻米 顶空-气相色谱-离子迁移谱 挥发性成分
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基于UPLC-MS技术分析沙棘果肉成熟过程中生物活性成分差异
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了解沙棘果肉成熟过程中重要生物活性成分的合成代谢差异,采用超高效液相色谱-串联质谱技术,对2 个沙棘品系发育期间(绿色和橙色)的果肉进行非靶向代谢组学研究.结果表明:4 组样品存在较大的代谢差异,依据不同品系发育期样品组间变量投影重要度>1且t检验的P<0.05,共筛选到124 个显著差异代谢物,主要包括有机酸、碳水化合物、脂类、黄酮类和次生代谢物等;根据京都基因与基因组百科全书代谢通路分析,分别识别到15、7个和4个显著差异代谢物与脂类、黄酮和5-羟色胺合成代谢相关,以及其他8个与抗癌功能相关的显著差异代谢物.沙棘果肉磷脂酰胆碱(16:0/16:0)和甘油磷酰胆碱的显著上调与油脂高积累密切相关;显著上调的异鼠李素则是果肉富含黄酮的关键;N-乙酰羟色氨、卡培他滨和γ-氨基丁酸等抗癌相关生物活性成分在果肉发育期间呈现出相对较高的含量.这为解析沙棘生物活性成分合成代谢机制以及相关功能产品开发提供科学依据.
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秸秆成型燃料炉具设计与试验
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：以作物秸秆为原料制成的生物质颗粒燃料具有便于储存运输，燃烧热效率高等优点，可以用来替代煤炭作为农村家庭生活炊事与冬季取暖的主要能源。但生物质颗粒燃烧会排放较多的氮氧化物，目前生物质脱氮一般应用于大型工业炉内，农村家用的生物质锅炉基本没有氮氧化物处理装置。根据生物质燃料的燃烧特性，本文首先阐述了所设计秸秆成型燃料专用炉具的结构和关键燃烧技术，对玉米秸秆成型燃料进行燃烧试验研究。采用KM9106型烟气分析仪测量燃烧时烟气中NO、NO2和烟气氧含量。结果表明通过改变二次风的风量比例、进气位置、充气角度，在炉具内形成不同的风压射流，以强化热质传递，确保燃尽效果，有效控制氮氧化物的生成与排放。试验结果表明，当一、二次风量比例为3∶1、扰流形成的风压射流配送二次风时，秸秆成型燃料烧温度最高，燃烧充分，满足高效清洁燃烧要求。
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改进随机蛙跳算法在大豆品种快速鉴别中的应用
《光谱学与光谱分析 》 2023 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：大豆品种快速准确的鉴别，对于鉴定种子品质、净化种业市场以及保障粮食安全具有重要意义。为解决传统农作物品种鉴别方法中存在精度差和效率低等问题，采用拉曼光谱结合特征波长提取方法建立偏最小二乘（PLS）鉴别模型，对黑龙江省4个高蛋白大豆品种（黑农88、黑农98、绥农71以及绥农76）进行快速鉴别。随机蛙跳（RF）算法是一种通过迭代计算变量被选概率，以确定变量重要性的新型特征波长选择算法，可以有效剔除全光谱数据中的冗余信息。该方法存在初始变量集随机性、所需迭代次数大、阈值选取不确定的问题，因此提出一种基于最小绝对收敛与选择算子（LASSO）回归的改进随机蛙跳（MRF）算法。采用LASSO算法提取与属性变量最相关的特征波长点作为RF初始变量集F0，消除初始变量的随机性，在此基础上开始迭代计算，可以减少无用迭代次数，提高模型的预测精确度。RF算法通过设定阈值的方法选择变量，因此提取的特征波长往往具有不确定性。改进如下：首先去除被选概率为0的变量，对于排序后变量以10个波长点为间隔，每次增加1个间隔建立特征波长与大豆品种属性的偏最小二乘回归模型，当交叉验证均方根误差（RMSECV）取最小值时的建模波长为优选特征波长。以MRF优选特征波长作为输入变量建立PLS鉴别模型，并与全光谱以及常用的RF、LASSO和ElasticNet特征波长选择算法建模结果进行对比分析。结果表明，MRF算法提取300个特征波长点，仅占全谱波长的9.37%，有效筛选了关键特征变量，简化了模型复杂度。预测结果中均方根误差（RMSEP）和决定系数（Rp~2）分别为0.246 9和0.951 2，识别准确率达到100%，为所有模型中最优。拉曼光谱结合MRF算法可以实现大豆品种的快速鉴别，同时也为其他农作物品种的快速鉴别提供了一种新思路。
关键词： 拉曼光谱 大豆 特征波长选择 随机蛙跳 最小绝对收敛与选择算子
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低山丘陵坡耕地秸秆覆盖轮耕土壤WSOC的荧光特征
《光谱学与光谱分析 》 2022 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：为了提高坡耕地的秸秆还田效率,增加土壤有机质,探索一种适于坡耕地的基于种养结合的保护性耕作方式.采用田间小区试验,研究了秸秆覆盖轮耕技术(包括当季秸秆覆盖+休闲、上季秸秆覆盖+旋耕)与常规耕作(秸秆移除后旋耕)对土壤水溶性有机碳(WSOC)荧光特征及团聚体有机碳的影响.结果表明:砂质暗棕壤坡耕地秸秆覆盖旋耕(SRT)、秸秆覆盖休闲(SFT)与秸秆不还田的常规耕作(CRT)处理土壤WSOC均解析出C1,C2,C3和C4等4组荧光组分,主要为紫外光区与可见光区类富里酸(Peak A和Peak C)、类胡敏酸(F)和短波类色氨酸(类蛋白B、D峰)等成分.秸秆覆盖旋耕处理提高了类富里酸(Peak A和Peak C)和类蛋白组分C4含量,C1和C2组分较覆盖休闲和常规耕作分别提高112.73%,109.35% 和107.77%,66.07%,C4组分较SFT与CRT处理提高28.26% 和42.31%,差异显著,而常规耕作处理来自于自生源腐殖质组分的胡敏酸C3含量增加,较覆盖旋耕和覆盖休闲处理分别增加16.76% 和49.74%;0~20 cm耕层土壤团聚体有机物主要分布在<0.053 m m的矿物质结合态(M O M)中,平均占比为63.90%,其次为0.25~0.053 mm细颗粒态有机物(oPOM),占比为23.8%,粗颗粒态有机物(>0.25 mm)中含量最低,仅为11.2%;与秸秆不还田比较,坡耕地秸秆覆盖还田增加了植物来源的新鲜有机质的形成,表现为>0.053 mm的闭蓄态有机碳(oPOC)含量的增加,以覆盖旋耕处理oPOC增加较大,而秸秆不还田的CRT处理增加了MOM占比;覆盖旋耕处理FI和HIX值增大,土壤腐殖质积累趋势增强,为低山丘陵区坡耕地实施秸秆覆盖还田的保护性耕作技术提供了科学依据.
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热处理及转谷氨酰胺酶对糖基化燕麦蛋白凝胶性质的影响
《食品科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：对燕麦蛋白及其乳糖糖基化燕麦蛋白进行热诱导和转谷氨酰胺酶诱导凝胶改性,探究2种不同诱导方式对燕麦蛋白及其糖基化产物凝胶性质及结构的影响.结果表明:与燕麦蛋白热诱导凝胶相比,其他3种燕麦蛋白凝胶的弹性、硬度和持水性均显著提高(P<0.05);酶诱导凝胶的质构性质(弹性、硬度、胶黏性)与持水性优于热诱导凝胶;糖基化改性蛋白凝胶的质构性质与持水性显著高于未糖基化改性蛋白凝胶(P<0.05).酶诱导蛋白凝胶的表面疏水性分别高于两种热诱导蛋白凝胶;而糖基化改性蛋白凝胶的表面疏水性分别低于未糖基化改性蛋白凝胶.十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳、傅里叶变换红外光谱、荧光光谱分析、微观结构分析进一步证明了转谷氨酰胺酶能引起燕麦蛋白发生分子间或分子内交联而形成大分子质量的交联产物,转谷氨酰胺酶诱导的燕麦蛋白凝胶具有更为致密的微观三维网络结构.研究表明,与热处理相比,转谷氨酰胺酶更能诱导燕麦蛋白及糖基化产物形成良好的凝胶,为燕麦粉的多元开发提供了一定理论基础.
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长期不同施肥处理对黑土根际土壤有机碳结构组分的影响
《光谱学与光谱分析 》 2022 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：土壤有机碳是农业生态系统的关键驱动和调节者,特别是根际微域有机碳动态对土壤碳素循环和矿质营养元素释放起着重要作用.研究长期不同化肥和有机肥施用下大豆根际土壤有机碳、活性有机碳以及有机碳结构的变化规律,深入了解根际有机碳固持和稳定机制,为完善农田生态系统碳固持和农田可持续发展提供科学依据和理论支撑.该研究依托黑土长期定位试验,采用化学分析、固态13 C-核磁共振(13 C-NM R)等方法研究大豆根际土壤有机碳含量、活性有机碳含量和有机碳结构组分变化规律.结果表明,与非根际土壤相比,大豆根际土壤有机碳含量显著增加,长期施肥处理能够显著增加根际土壤有机碳和低活性有机碳含量,以常量有机肥加氮磷钾(MNPK)处理提升效果最好.核磁共振实验结果表明,与不施肥处理相比,M N PK处理明显增加根际土壤烷基碳、烷氧基碳比例以及烷基碳/烷氧基碳比值,降低芳香基碳和芳香碳/总碳比值,在非根际土壤中尤其显著;常量氮磷钾(N P K)处理增加芳香基碳比例和芳香碳/总碳比值,在根际土壤中烷基碳比例和烷基碳/烷氧基碳比值增加,烷氧基碳比例降低,非根际土壤测试结果相反.综上所述,M N PK处理能够显著提升根际有机碳含量,增加有机碳中烷基碳、烷氧基碳比例以及烷基碳/烷氧基碳比值,促进团聚体形成和增加土粒结构稳定性,而N PK处理增加芳香基碳比例和芳香碳/总碳比值,降低根际烷氧基碳比例,团聚体稳定性降低,同时证明固态13 C-核磁共振技术结合半定量分析能够准确地分析不同有机碳结构组分变化,深刻认识根际土壤有机碳的稳定机制.
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