科研产出
草豆蔻果挥发油代谢组及抑菌活性时空特异性分析
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：研究不同成熟期（花后29、47、73 d）果皮（P1～P3）和种子（S1～S3）挥发油的得率、代谢组与抑菌活性。采样时种子颜色分别为绿色、浅褐色、黑褐色。用超临界CO2萃取法提取挥发油，通过气相色谱-质谱联用技术结合保留指数进行定性和定量分析，再进行多元统计分析，同时测定抑菌活性，最后通过谱效关联分析筛选抑菌活性的潜在质量标志物。结果表明，种子含油率极显著高于果皮。代谢组学共鉴定到代谢物125个，果皮和种子代谢物种类相似，均以萜类为主，但含量差异显著，果皮中含氧二萜烯类代谢物含量极显著高于种子。层次聚类和主成分分析结果显示果皮和种子显著分离，且随着成熟分离扩大。用正交偏最小二乘判别分析筛选到组间差异代谢物（differentially accumulated metabolites,DAM）124个。在花后29、47、73 d，果皮与种子间DAM分别有91、94、96个，均以含氧单萜烯类、倍半萜烯类、含氧倍半萜烯类为主。对DAM进行京都基因与基因组百科全书通路分析发现，差异通路多与抗逆性有关，可能影响抑菌活性。抑菌实验结果显示，果皮对枯草芽孢杆菌、单核细胞增生李斯特菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌抑菌活性显著高于种子。谱效关联分析筛选到果皮抑菌活性的潜在质量标志物30个，以含氧单萜烯类、倍半萜烯类、含氧倍半萜烯类为主。综上，草豆蔻果挥发油代谢组和抑菌活性具有显著时空特异性，突出了果皮作为中药废弃物具有潜在利用价值，并为草豆蔻在食品、药品的研发及应用提供参考。
关键词： 草豆蔻 果皮 种子 挥发油 代谢组 抑菌活性 农业废弃物
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脱氢醋酸钠处理对澳洲坚果果实保鲜效果及内生菌群落组成的影响
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：本研究设定0、0.1、1 mmol/L和10 mmol/L共4种浓度的脱氢醋酸钠(sodium dehydroacetate,SD)溶液,分析其延长澳洲坚果果实货架期的效果。结果表明,0 mmol/L SD溶液处理的澳洲坚果果实采后贮藏过程中呈现质量下降、质量损失率和腐烂率明显上升的趋势,贮存时间不宜超过16 d。贮藏16 d时,1 mmol/L SD溶液处理澳洲坚果果实腐败率显著下降23.34%。微生物学组学分析表明,1 mmol/L SD溶液会使澳洲坚果果实样品内生细菌芽孢杆菌属(Bacillus)失去优势菌群地位,果实内生细菌群、内生真菌群拮抗关系减少,从而抑制果实腐烂。综上,1 mmol/L SD溶液可以抑制澳洲坚果果实腐烂,提升其品相并延长保存时间。
关键词： 澳洲坚果 脱氢醋酸钠 腐烂率 内生菌 微生物多样性
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护色剂对全组分芒果汁高温灭菌过程的品质和风味影响
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：研究5种护色剂（β-环糊精、柠檬酸、氯化钙、植酸、抗坏血酸）对全组分芒果汁（whole?mango?juice,WMJ）高温杀菌过程中色泽和风味（滋味、挥发性物质）的影响，并全面分析5-羟甲基糠醛、还原糖、游离氨基酸、类胡萝卜素、总酚的变化以揭示其护色机理。结果表明，5种护色剂都能减少WMJ在高温杀菌过程中的色泽劣变，其中抗坏血酸的护色效果最好。抗坏血酸减缓了美拉德反应的发生，减少了类胡萝卜素和酚类物质的降解，其中类胡萝卜素和总酚含量比无添加组分别高26.85%和39.68%；添加柠檬酸和氯化钙也能减缓美拉德反应的发生；β-环糊精可以抑制类胡萝卜素降解。高温灭菌后，WMJ的酸味减弱、鲜味和咸味增加且出现苦味，添加5种护色剂均能提升WMJ的酸味，降低苦味和鲜味，且氯化钙增加了WMJ滋味的丰富度。高温杀菌处理会导致WMJ的挥发性香气损失，β-环糊精和抗坏血酸的使用可以减少挥发性香气的损失。本研究可为全组分芒果汁的生产及护色剂的选择提供理论参考。
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嗜热多聚半乳糖醛酸酶AfPGA性质表征及其在果胶低聚糖制备中的应用
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase,PGA）在食品加工领域中具有良好的应用前景。本研究旨在实现烟曲霉（Aspergillus fumigatus）HBFH5来源的嗜热多聚半乳糖醛酸酶AfPGA的异源表达及性质表征，并探究其制备菠萝皮果胶低聚糖（pectin oligosaccharides,POS）的应用潜力。结果表明，多聚半乳糖醛酸酶AfPGA属于GH28家族，蛋白分子质量为39.2kDa，最适温度为70℃，在55℃处理1h酶活力基本维持稳定；最适pH值为5.0，在pH2.0～12.0范围内处理1h能维持80%以上活力；对多种金属离子和化学试剂具有较强的抗性。以多聚半乳糖醛酸为底物时，重组酶AfPGA的Km为1.05 mg/mL,Vmax为52.6μmol/（min·mg）。分子动力学模拟分析发现，常温多聚半乳糖醛酸酶ADPG2的均方根偏差和均方根波动均高于嗜热多聚半乳糖醛酸酶AfPGA，除此以外，重组酶AfPGA制备的菠萝皮POS具备较强的抗菌活性，能够明显抑制沙门氏菌（Salmonella）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、大肠杆菌（Escherichia coli）和志贺氏菌（Shigella）生长，同时菠萝皮POS还具备良好的抗氧化性能。本研究丰富了嗜热半乳糖醛酸酶资源，可为该酶在POS的制备应用中提供一定的理论支撑。
关键词： 多聚半乳糖醛酸酶 嗜热酶 分子动力学模拟 果胶低聚糖 抑菌活性 抗氧化性
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可印刷柔性传感器在人体健康监测中的研究进展
《材料导报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：随着可穿戴技术的迅速发展，可印刷柔性传感器作为一种创新的传感器制备方法，已在人体健康监测领域取得了显著的研究进展。本文综述了可印刷柔性传感器在人体健康监测中的研究现状，从印刷方式、传感机制以及材料性质等角度出发，并结合可印刷柔性传感器的灵敏度、稳定性、重现性等方面对目前的可印刷柔性传感器展开了系统的总结。最后，进一步讨论了可印刷柔性传感器在新型可穿戴电子设备和人体疾病防控等领域的应用，并展望了可印刷柔性传感器在实际应用和发展过程中面临的一些挑战。
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化肥与有机物料配施对砖红壤有机碳矿化的影响及其驱动因素
《环境科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究化肥与不同有机物料配施对砖红壤有机碳矿化的影响,以海南省典型砖红壤为研究对象,采集辣椒-玉米轮种植制度下,连续5 a不同处理的田间土壤,即不施肥对照(CK)、化肥(NPK)、化肥配施玉米秸秆(NPK+S)、化肥配施生物炭(NPK+B)和化肥配施羊粪(NPK+M),开展室内矿化试验,并通过测定碳转化相关酶活性及 13C核磁共振方法分析土壤有机碳结构特征来揭示土壤有机碳矿化的驱动因素.结果表明,与NPK处理相比,配施不同有机物料后土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)的含量分别提高了3.32%~75.08%、219.32%~477.30%和5.12~52.78%.其中,NPK+B处理对SOC含量提升幅度最大,而NPK+M处理对MBC和DOC含量提升效果更显著.与NPK处理相比,配施有机物料显著增加了86.83%~280.94%的有机碳累计矿化量,其增幅顺序为:NPK+M>NPK+S>NPK+B.与NPK处理相比,NPK+B处理显著增加疏水碳/亲水碳比值和芳香度,其增幅分别为48.31%和105.89%(P<0.05).此外,NPK+M显著增加了土壤β-葡萄糖苷酶(BG)、纤维素酶(CL)和蔗糖酶(SC)活性(P<0.05),NPK+S显著提升了土壤CL和SC活性(P<0.05),而NPK+B处理的土壤BG、POD(过氧化物酶)和SC活性相对较低.结构方程模型表明,土壤活性碳组分和碳转化酶直接调控土壤有机碳累计矿化量(P<0.05).冗余分析与相关分析进一步表明土壤有机碳累计矿化量与土壤MBC和DOC含量及BG和SC活性呈极显著正相关(P<0.05).因此,化肥配施生物炭能够更加有效增加砖红壤有机碳含量,本研究结果为优化热带农田施肥策略和提升砖红壤碳汇功能提供了科学依据.
关键词： 有机物料 有机碳矿化 土壤性质 酶活性 固态 13C核磁共振(NMR)
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不同绿肥覆盖对幼龄橡胶园土壤团聚体及其有机碳分布的影响
《环境科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：豆科绿肥覆盖是改善土壤质量、增加农业生态系统碳固存的关键管理措施.以海南幼龄橡胶园为研究对象,设置爪哇葛藤(GT)、山毛豆(SMD)、柱花草(ZHC)、猪屎豆(ZSD)覆盖及自然生草(CK)这5个处理.采用湿筛法和重铬酸钾外加热法分别测定0~20 cm和20~40 cm土层水稳性团聚体和土壤有机碳(SOC)含量,并分析了团聚体稳定性与SOC间的关系.结果表明,与CK处理相比,SMD处理0~20 cm和20~40 cm土层SOC分别显著增加19.8%和25.3%,GT处理20~40 cm土层SOC含量显著增加26.7%,ZHC和ZSD处理对各土层SOC含量无显著影响.与CK处理相比,GT和SMD处理显著增加团聚体稳定性[平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)]、>2 mm团聚体占比及其SOC含量,而ZHC和ZSD显著降低了20~40 cm土层MWD和GMD以及>2 mm团聚体占比;GT处理显著增加0~20 cm土层中0.25~2 mm各粒级以及20~40 cm土层中1~2 mm粒级SOC富集系数,SMD处理显著增加 20~40 cm土层 1~2 mm粒级SOC富集系数;GT和SMD处理显著增加>2 mm粒级SOC贡献率,0~20 cm增幅分别为 65.7%和105.5%,20~40 cm增幅分别为58.6%和79.1%,而显著降低<0.25 mm粒级SOC贡献率.Spearman相关性分析表明,土壤SOC含量与团聚体MWD及GMD均呈极显著正相关关系.综上所述,幼龄胶园间作爪哇葛藤和山毛豆多年生豆科绿肥可显著提高土壤SOC含量以及大团聚体的比例,改善土壤团聚体稳定性.研究结果为我国热带植胶区推行多年生绿肥覆盖模式、土壤肥力提升及抗侵蚀的防治提供理论依据.
关键词： 间作绿肥 灌木 藤本 团聚体分布 土壤有机碳(SOC)
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五倍子单宁对澳洲坚果鲜食果仁的保鲜效果
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：本研究分析五倍子单宁的脱氧性和吸湿性，并将其应用于澳洲坚果鲜食果仁的冷藏和室温保鲜，检测果仁理化指标的变化。结果显示，五倍子单宁具有良好的脱氧性和吸湿性。在冷藏和室温条件下，五倍子单宁均能显著降低澳洲坚果鲜食果仁包装盒内的氧气含量；保持果仁的白度，延缓果仁颜色加深；维持果仁较高的挤压硬度、穿刺硬度和含水率（>5%），保证了果仁的鲜食口感；同时能够明显抑制果仁的酸价、过氧化值和黄曲霉毒素B1含量升高。综上，五倍子单宁能够降低包装盒内的氧气含量，从而抑制澳洲坚果鲜食果仁的油脂氧化酸败和黄曲霉菌生长，保持果仁的品质和鲜食口感，延长鲜食果仁的保鲜期，本研究结果可为解决澳洲坚果鲜食产品保鲜难题提供新思路，有助于开发鲜食果仁产品，填补澳洲坚果鲜食行业空白。
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长期加气渗灌提升土壤环境与玉米增产机理研究
《农业机械学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：研究长期加气渗灌技术对红壤土玉米连作体系下土壤肥力变化和玉米产量影响,探明该技术下玉米增产机理,可为加气渗灌技术下作物提质增产提供理论依据.本研究于2017-2023年在国家土壤质量湛江观测实验站开展加气渗灌试验,设置传统地下渗灌(CK)和加气渗灌(OI)2个处理,测定不同处理下土壤通气性、土壤肥力、根系生长、生理特性及产量指标.结果表明,连续实施7 a的OI处理相比CK提高土壤通气性及土壤肥力指标,可以显著和极显著提高土壤含氧量、土壤呼吸速率、土壤细菌生物量及土壤脲酶活性,增幅分别为2.13%~22.89%、1.86%~26.67%、28.71%~49.51%及13.59%~103.93%,在改善土壤通气性及肥力的基础上,OI处理下根系长度、根系表面积及根干质量较CK分别提升28.08%~55.69%、24.92%~73.00%及17.16%~44.86%(P<0.05),同时可以提高玉米农艺性状及生理特性,OI处理下玉米产量较CK提高1.16%~14.42%(P<0.01).进一步通过结构方程模型(Structural equation modeling,SEM)分析表明,土壤通气性和土壤肥力指标对根系指标有积极正向影响,经由土壤肥力指标到根系指标改善对产量造成影响的路径系数为0.455(P<0.01),是玉米产量提高的关键.研究结果可为补充完善加气渗灌技术下作物增产提质机理及该技术的推广应用提供理论基础和实践依据.
关键词： 玉米 土壤呼吸速率 加气渗灌 根系生长 结构方程模型 增产机理
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基于计算机模拟模型的林木冠层太阳短波辐射定量分析方法
《林业科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：【目的】定量模拟和刻画林木冠层太阳短波辐射的分布和截获情况,于时空变换下反演太阳短波辐射在不同林木冠层内的辐射通量变化,为林木培育经营和提质增效提供理论依据。【方法】首先,以公共数据集和真实扫描的校园内林木激光点云数据为例,结合设计的机器视觉算法,对林木激光点云进行枝叶分离和单叶分割,并用合适大小的椭圆形和圆柱体几何单元分别拟合每片叶片和骨架,开展林木真实模型重建;其次,运用计算机图形学方法,结合研究地点的经纬度和时刻,模拟太阳入射光线,并引入物理学的双向反射和透射分布函数及蒙特卡洛光线追踪算法,开展反射和透射光线与冠层内叶片的碰撞模拟;最后,根据仪器测量得到的不同树种叶片平均粗糙度和折射率,结合光线追踪算法,实现林木冠层内短波辐射分布计算和木林冠层光截获效率评估。【结果】利用本研究方法计算时空变换下不同树种（芒果、橡胶、紫薇、樱花）4株树冠及一片香樟树林的直射、反射和透射太阳辐射通量,其中直射辐射通量占比约86%、反射辐射通量占比约5%、透射辐射通量占比约9%。叶面积指数高的树冠会拦截更多直射和透射光线;在太阳高度角较小时刻（上午或下午）,斜射的太阳光线反射后易与树冠中其他叶片发生二次求交,产生较多反射辐射通量。同时,由于林木的趋光性,中午树冠光线拦截率高于上午和下午10%左右。比对采用本研究方法计算的树冠辐射通量拦截比值和样地手持光电仪器实测结果,绝对误差小于6%。【结论】在测绘科学、计算机图形学及林学多学科视角融合下,本研究基于激光点云重建树木真实表观形态结构,并将蒙特卡洛光线追踪算法与物理学的双向反射和透射分布函数相融合,真实模拟光线在树冠中的传播过程,可准确获取林木冠层内太阳短波辐射分布与树冠辐射通量拦截值,对研究时空变换下林木太阳辐射吸收、光强与树冠形态结构的耦合关联及不同表型参数的林冠辐射传输模型均有重要启示意义。
关键词： 太阳短波辐射 激光点云 计算机模拟模型 树木三维重建 林木辐射传输
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