科研产出
基于顶空固相微萃取-气相色谱-质谱的糟辣椒挥发性物质非靶标代谢组学分析
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了探究不同品种辣椒制作的糟辣椒风味特征差异，选取在贵州地区广泛种植的4个辣椒品种成熟果实制作成糟辣椒，采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法检测分析其挥发性物质。结果表明：黄平线椒（HP）、林卡辣椒（LK）、黔椒8号（Q4）和辣研101(LY)分别含有60、71、55种和65种挥发性物质，其中HP、LK和Q4含量最高的挥发性物质是乙酸，LY含量最高的挥发性物质是香叶醇，4种糟辣椒含有24种共有物质。通过相关性分析发现，糟辣椒中醇类与烷烃类、烯烃类物质，酯类与酮类物质均呈显著负相关（P<0.05），烯烃类和烷烃类物质呈显著正相关（P<0.05）；正交偏最小二乘判别分析表明，4种糟辣椒组间的差异挥发性物质种类均在10种以上，其中HP vs Q4和LK vs Q4最主要的差异物质为乙酸-2-苯乙酯，LY vs Q4和LK vs LY最主要的差异物质为乙酸、LK vs HP最主要的差异物质为苯代丙腈。基于糟辣椒9类挥发性物质建立综合品质评价模型，最终得出4种糟辣椒挥发性风味品质由高到低的顺序：HP>LY>LK>Q4。本研究对了解不同品种辣椒制作的糟辣椒挥发性风味差异具有一定意义，可为糟辣椒的原料选择等提供一定参考依据。
关键词： 糟辣椒 挥发性物质 相关性分析 差异物质 综合评价
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基于X射线荧光光谱法快速鉴定贵州不同地区林下土壤的无机元素
《光谱学与光谱分析 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：无机元素通过改变农作物生长过程中的次生代谢途径而对农作物的产量和质量造成至关重要的影响。贵州环境特点复杂，不同地区林下土壤的无机元素差异大，因此，寻找一种快速有效的方法来鉴定贵州不同地区林下土壤无机元素差异，为林下种植农作物的品种选择以及种植要求提供理论依据十分必要。研究针对贵州7个地区的12份林下土壤，采用X射线荧光光谱法（XRF）对其中无机元素进行检测，并选择了SiO2、 Al2O3、 Fe2O3、 CaO、 MgO、 Ti、 K2O、 Co、 P、 Zn、 Cl这11个与植物生长发育息息相关的无机元素对土壤种植农作物的适应性进行评价，结果表明：贵州不同地区林下土壤中共含有23种元素成分，其中Si、 Al、 Fe等常量元素占据了土壤中的70%左右，甚至有些地区超过了90%以上；聚类分析发现土壤中无机元素与地区有一定的相关性，当欧氏距离为6时，可聚为4类；主成分分析的结果显示，毕节市大方县与黔东南州黎平县的土壤的得分更高，有利于林下作物的种植，可能为林下种植类产业重点发展的区域。X射线荧光光谱法能够快速、简便、有效地鉴定土壤中多种无机元素的成分，探究贵州林下土壤的元素特征差异，为林下农作物种植提供参考依据。
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基于离散小波-微分变换算法定量反演火龙果茎枝叶绿素含量的研究
《光谱学与光谱分析 》 2023 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：作为一种仙人掌科植物,火龙果植株无叶,主要依靠肉质茎进行光合作用、蒸腾作用等生理功能,火龙果的肉质茎与常见绿叶类植物叶片在组织结构、形态等方面存在明显差异,且二者在植株冠层结构方面也存在明显差异,该差异会直接影响植株冠层光谱特征,进而影响基于与光谱技术的光合色素监测.为探寻提升火龙果茎枝叶绿素含量估测精度的方法,研究以贵州省罗甸县龙坪镇烟山火龙果种植基地为试验区,先采集火龙果茎枝光谱及光谱测定部位的组织,并采用乙醇萃取法测定此组织的叶绿素含量,然后选用传统数学变换、连续小波变换、离散小波变换、离散小波-微分变换方法分别处理分析光谱数据,并采用相关性分析算法提取、筛选敏感特征波段,最后选用偏最小二乘算法构建火龙果茎枝叶绿素含量估测模型,分析结果如下:(1)采用离散小波-微分变换算法,高频信息与低频信息的峰、谷交替依次呈现,且可用信息分部具有较强的稳定性,可用信息随尺度的增加,曲线振幅加大、频率降低.(2)数学变换内的微分变换、连续小波变换、离散小波变换与离散小波-微分变换方法均能明显提升光谱对火龙果茎枝叶绿素含量的敏感性,其中以离散小波-微分变换方法最优,经处理后光谱与火龙果茎枝叶绿素含量的决定系数最高可达0.565(位于H1分解尺度737.5 nm处).(3)离散小波-微分变换最能有效提升光谱对火龙果茎枝叶绿素含量的估测能力,并且基于离散小波-微分变换H2尺度构建的估测模型为最优模型,其验证精度的R2=0.769,RMSE=0.040,RPD=1.739.研究分析了四类光谱处理算法在提升光谱对火龙果茎枝叶绿素含量敏感性与估测能力方面的效果,表明离散小波-微分变换算法能有效提升光谱对火龙果茎枝叶绿素含量的估测能力,为火龙果茎枝叶绿素含量的无损估测提供了基础技术支撑.
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外源菌剂联合柠檬酸强化龙葵修复土壤镉污染
《环境科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：设置对照(CK)、摩西球囊霉菌(GM)、摩西球囊霉菌+柠檬酸(GM+CA)、摩西球囊霉菌+巨大芽孢杆菌(GM+BM)和摩西球囊霉菌+巨大芽孢杆菌+柠檬酸(GM+BM+CA)这5个处理,通过测定土壤全Cd、有效Cd和植株Cd吸收量及微生物群落变化,分析了外源菌剂和柠檬酸添加对龙葵修复Cd污染效果的影响.结果表明,相对于CK处理,GM处理龙葵根、茎和叶生物量显著增加35.67%、41.35%和65.38%,GM+BM+CA处理龙葵根和茎生物量显著增加73.38%和75.38%.GM处理提高了龙葵各部位Cd含量但差异不显著,GM+BM+CA处理龙葵叶部的Cd含量显著提高79.34%.GM处理龙葵茎和叶Cd累积量显著提高47.51%和89.58%.GM+BM+CA处理龙葵叶部Cd累积量显著提高226.84%.GM+BM+CA处理显著增加了 Cd由龙葵茎向叶的转运系数,增幅为52.47%.GM+BM+CA处理显著增加了叶的富集系数,增幅为120.53%.此外,联合修复对根际微生物群落结构也产生了影响,特别体现在诱导某些关键微生物类群,如变形菌门、放线菌门、球囊菌门和油壶菌门相对丰度增加2.00%~5.77%、0.76%~9.96%、2.11%~3.63%和0.54%~2.98%.RDA分析发现变形菌门和放线菌门与土壤全Cd呈显著负相关,球囊菌门和油壶菌门与土壤全Cd呈负相关.关键微生物的变化增强了龙葵吸收根际养分和抗Cd胁迫的能力,提高龙葵Cd累积能力,有效降低土壤全Cd含量.综上,摩西球囊霉菌、柠檬酸与巨大芽孢杆菌通过共接种的方式活化了土壤中的难溶态Cd,有助于龙葵富集更多的Cd,同时也与摩西球囊霉菌产生联合修复的效果.富集植物-微生物联合修复Cd污染土壤有较好的应用潜力.
关键词： 镉(Cd) 龙葵 微生物菌剂 根际微生物群落 联合修复
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醋酸预处理对马铃薯炸片含油率的影响
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：探讨醋酸预处理对马铃薯炸片含油率及品质的影响，以及引起变化的可能机制。对鲜切马铃薯片醋酸预处理1～8 h后水分分布变化，以及醋酸预处理后马铃薯炸片的水油含量、油脂组分、油脂分布以及孔直径、色泽和质构等参数的变化进行了测定和分析。醋酸预处理后，马铃薯炸片的含水率和含油率都显著降低（P＜0.05）。当预处理时间延长至4 h，马铃薯炸片的含油率最低（17%）。对马铃薯炸片细胞结构进行显微观察，结果表明经过醋酸预处理后，细胞壁间果胶发生胶凝化，细胞结构相对完整且有着较少的空隙。此外，醋酸预处理后薯片的感官特性显著提升，有着更鲜艳的色泽和酥脆性，为低脂薯片的生产提供了新的策略和思路。
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地质高背景与污染叠加区不同土地利用方式下土壤重金属分布特征
《环境科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：黔西北喀斯特地质高背景和历史遗留土法炼锌污染叠加,导致土壤重金属污染严重.为了解不同土地利用方式对土壤重金属分布的影响,选择威宁县某在产锌粉厂小流域为研究区域,共采集表层和剖面土壤样品126件,对农用地、荒地和林地土壤重金属(Cd、As、Pb、Cu和Zn)的空间分布、来源和生态风险进行分析和评价.结果表明,研究区表层土壤ω(Cd)、ω(As)、ω(Pb)、ω(Cu)和 ω(Zn)平均值为8.14、45.07、263.97、41.36和716.98 mg·kg-1,是背景值的 1.29~12.33倍,除Zn外,土壤重金属表现为:农用地>荒地>林地;从空间分布上看,重金属含量高的土壤集中分布在锌粉厂和矿渣堆放点周边;在土壤剖面上,表层重金属普遍高于底层,荒地分布达显著差异水平,底层土壤重金属均高于背景值,表现出地质高背景的特征.相关分析和主成分分析结果显示,3种土地利用方式下表层土壤的Pb、Zn和As主要受到矿业和交通等人类活动的影响,Cd和Cu污染是地质高背景和人类活动共同作用的结果.土壤重金属Cd的单项生态风险系数最高,达到很强或极强风险,As、Zn、Cu和Pb达轻微或中等风险,研究区综合潜在生态风险指数总体表现为强生态风险,农用地风险强度高,荒地和林地相对较低.在喀斯特地质高背景区,铅锌冶炼对区域土壤重金属分布和累积的影响大于土地利用方式,土壤重金属污染叠加严重,生态风险高,应加强对重金属污染土壤的严格管控.
关键词： 地质高背景;铅锌冶炼;土壤重金属;土地利用方式;潜在生态风险指数
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动态高压微射流对刺梨果渣膳食纤维及其抑制淀粉消化和葡萄糖扩散的影响
《食品科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：本实验以刺梨果渣为原料,采用酶法制备可溶性膳食纤维(soluble dietary fiber,SDF)、不可溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber,IDF)和全膳食纤维(total dietary fiber,TDF),并采用动态高压微射流(dynamic high pressure microfluidization,DHPM)对刺梨果渣SDF进行改性处理,初步探索了刺梨果渣膳食纤维及DHPM处理SDF(DHPM-SDF)的理化特性及其对淀粉酶活力和葡萄糖扩散的影响.结果表明,IDF和SDF都能通过吸附葡萄糖、抑制葡萄糖扩散以及改变胰淀粉酶二级结构来减缓葡萄糖的流动进程和淀粉消化速率,其中,IDF对葡萄糖的吸附能力和抑制葡萄糖扩散能力分别是SDF的1.28倍和1.99倍,而SDF的胰淀粉酶活力抑制率是IDF的1.73倍,并且,SDF对胰淀粉酶活力的抑制作用主要通过改变胰淀粉酶的α-螺旋和无规卷曲结构.TDF表现出与IDF相似的葡萄糖吸附能力和抑制淀粉酶活力的能力.与SDF相比,DHPM-SDF平均粒径增加了2.08倍,使得其葡萄糖吸附能力和抑制葡萄糖扩散能力分别提高了28.13%和62.09%,并且DHPM-SDF能显著减少胰淀粉酶的α-螺旋和无规卷曲结构相对含量(P<0.05),其对淀粉酶活力的抑制能力是SDF的1.44倍.因此,刺梨果渣膳食纤维,尤其是SDF可作为降血糖产品开发的潜在优良资源,并且DHPM是提高刺梨果渣可溶性膳食纤维降血糖活性的有效改性处理手段.
关键词： 刺梨果渣 膳食纤维 动态高压微射流 淀粉消化 葡萄糖扩散
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基于Raman和FTIR揭示避雨栽培甜樱桃叶片光合色素变化的光谱学分析
《光谱学与光谱分析 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为提高甜樱桃果实的品质和产量,中国南方地区普遍采用了避雨栽培甜樱桃果树来避免其坐果率低、落果以及果实畸形等问题,但同时也导致了其光合作用受到影响。植物或藻类中的叶绿素和类胡萝卜素等光合色素在光收集和介导对各种内源性刺激的应激反应中起着不可替代的作用。为便捷快速检测果树光合作用中叶片的光合色素变化,采用拉曼光谱（Raman spectra）和傅里叶红外光谱（FTIR）对避雨和露地栽培的甜樱桃叶片进行了研究。经测定和分析甜樱桃叶片200～3 500cm-1范围的Raman光谱,对400～800,800～1 250和1 250～1 650cm-1三个波数段特征峰值的标定和指认,结果表明:甜樱桃叶片对拉曼散射较敏感区主要在500～1 700cm-1波段内。960～1 800cm-1范围类胡萝卜素（番茄红素、β-胡萝卜素和叶黄素）的Raman光谱包含4条主要峰,分别为1 526,1 157,1 005和960cm-1;露地栽培的甜樱桃叶片Raman强度明显低于避雨栽培。1 157和1 526cm-1同样还是叶绿素的Raman光谱特征峰,总体分析表明露地比避雨栽培甜樱桃叶片中的光合色素含量更低。1 157,1 520和1 526cm-1特征谱线对应C—C单键和CC双键的对称伸缩振动,其相对强度可以作为甜樱桃叶片内叶绿素、类胡萝卜素等光合色素以及纤维素含量的判断依据。FTIR表征叶绿素的振动峰位振动强度弱,振动耦合复杂,难以指认。通过对甜樱桃叶片化学组分FTIR光谱图进行二阶导数求导处理凸显了峰的位置,提高了图谱的分辨率。峰位在1 437和1 551cm-1的β-胡萝卜素的特征峰明显,露地栽培相比避雨栽培甜樱桃叶片这两个特征峰的吸光度偏小,表明露地栽培甜樱桃叶片中的β-胡萝卜素含量比避雨栽培要少。该研究为不同栽培模式下植物叶片光合色素的光谱学研究提供了参考。
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基于生态位模型的岷江上游典型县域乡村聚落用地适宜性评价
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：乡村聚落用地适宜性研究不仅有利于揭示人类活动与生态环境、社会经济之间的匹配程度,亦能为乡村聚落重构及国土空间优化提供科学依据.该研究基于乡村地理学、景观生态学及生态位理论方法,以岷江上游典型县域理县为研究区,采用遥感影像、社会经济统计、土地利用现状等多源数据,通过景观格局分析、数理统计分析、GIS空间分析等技术手段,首先判识了理县乡村聚落用地适宜性研究的最佳空间尺度,然后借鉴生态位适宜度测算模型,对理县乡村聚落用地适宜性进行评价.结果表明:1)根据8个乡村聚落景观指数对20种乡村聚落空间粒度的响应变化情况,综合8个景观指数的第一尺度域判识得到理县乡村聚落景观格局及适宜性研究的最佳空间尺度为60 m;2)在60 m最佳空间尺度下,利用GIS空间叠加分析得到理县乡村聚落适宜性土地面积占县域国土面积的4.58%,主要集中分布于东部、东北部乡镇及杂谷脑河下游、317国道沿线;3)理县乡村聚落低度适宜区主要位于水源保护区、生态保护区及地质灾害多发区,不适于人类长期生存发展;中度适宜区在自然资源、区位等方面具有相对优势,特色产业突出,具备现代农业发展潜力;高度适宜区在区位、经济、自然与文化资源等方面具有明显优势,乡村发展功能较齐全,应作为乡村人口和产业的主要聚集区;中、高度适宜区是理县乡村振兴战略的主要支撑空间.
关键词： 乡村;聚落;用地适宜性;最佳空间尺度;生态位模型;岷江上游
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火龙果周年液流特征及其对环境因子的响应
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探明火龙果蒸腾规律,采用田间大棚试验,研究了4 a生火龙果树主茎的液流速率,并同步监测相关环境因子,分析其液流特征及其与各因子间的关系.结果表明:火龙果单日液流以春季(3—5月)最高(平均值11.95 g/h),其次是冬季,最小是夏季,呈显著性季节变化;单日液流主要呈单峰曲线,峰值出现频率最多的时段是在10:00-13:00,谷值主要出现在17:00-20:00,随后至24:00液流呈增长趋势,零点到日出前液流速率变化平缓;白天(日出-日落期间)的液流量占全天的49.60%~71.51%,夜间则降低.伴随春季火龙果新梢的大量生长,白天的液流峰值和日液流总量为四季中最高,说明生育期起主导作用,但春季的夜间液流占比(平均31.05%)显著低于其他季节(P<0.01);夏季峰值出现的时间分散在上午或者下午,且液流量较低,说明高温和强光产生了抑制作用;其余季节峰值则集中在中午.白天与夜间液流总量呈显著正相关,相关系数为0.917(R2=0.841,n=84).瞬时尺度下液流速率与光合有效辐射(Photosynthetically Active Radiation,PAR)呈正相关(P<0.01),但与饱和水汽压差(Vapor Pressure Deficit,VPD)等呈负相关(P<0.01).昼夜间液流对空气相对湿度(Relative Humidity,RH)和气温的响应相反.研究结果为火龙果水分及营养管理提供科学依据,在火龙果大棚生产的周年水肥管理中,满足春季需求是重中之重.
关键词： 传感器;液流;火龙果;液流速率;环境因子
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