科研产出
采用多元统计分析方法构建南极磷虾粉品质评价体系
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：南极磷虾是一种重要的战略性海洋生物资源,营养价值高,资源量大,开发利用前景广阔。为了构建南极磷虾粉品质评价体系,为南极磷虾粉品质的科学评价提供依据。通过检测15项南极磷虾粉品质指标,采用因子分析筛选品质评价指标,应用概率分布分级品质评价指标,通过层次分析确定品质评价指标权重,利用K-均值聚类分析和判别分析建立南极磷虾粉品质判别函数。结果表明:1)南极磷虾粉品质指标之间离散度有差异,变异系数在8.89%～84.46%;2)从15项指标中选择6项作为南极磷虾粉品评价指标（蛋白质、脂质、盐分、赖氨酸、生育酚、挥发性盐基氮）;3)建立了南极磷虾粉品质评价指标的分级标准和评分标准;4)建立了南极磷虾粉品质判别函数,判别率较高。该研究构建的南极磷虾粉品质评价体系为南极磷虾粉品质评价提供了科学依据,可以用于南极磷虾粉的品质定性判别和评价。
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改进型支持度函数的WSN水质监测数据融合方法
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：无线传感网络已被广泛应用到水质监测领域中,针对水质监测中对传感器数据高精度的要求,该研究提出一种基于支持度函数的数据融合算法.首先,对各传感器采集的数据进行一致性检测,保证数据的准确性;其次,采用改进的动态时间弯曲距离(Improved Dynamic Time Warping Distance,IDTW)对支持度函数(Support Function,SF)进行优化,实现水质参数时间序列数据间的互支持度计算;最后,通过加权算法完成数据的融合过程,实现错误数据的校正,获得高质量融合数据.该算法在水质监测平台中进行了试验,结果表明,IDTW-SF融合算法的平均绝对误差值为0.2792%,融合精度较其他对比算法更高,且运行速度较快.IDTW-SF支持度融合算法能够有效弥补现有水质监测系统数据采集准确率低、效率低等缺陷,基于此方法的水质监测系统提高了溶解氧数据准确率,在降低水产养殖风险,提高养殖效率等方面发挥重要作用.
关键词： 水质 监测 数据融合 无线传感器网络 支持度函数 动态时间弯曲距离
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磁性纳米粒子的制备及环糊精葡萄糖基转移酶的固定化
《功能材料 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用化学共沉淀法制备Fe3O4纳米粒子,并依次以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源、以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为硅烷偶联剂对磁性纳米粒子进行表面修饰,最终得到氨基硅烷化的磁性纳米粒子(Fe3O4@SiO2-NH2).采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和热重分析仪(TGA)对磁性纳米粒子的形态、结构进行表征.结果表明,氨基硅烷化的磁性纳米粒子具有良好的超顺磁性,结晶度高,稳定性好,粒径约为22 nm.利用该磁性材料固定化海洋环糊精葡萄糖基转移酶(CGTase)得,固定化酶热稳定性,对酸碱的耐受性和储存稳定性明显优于游离酶.
关键词： 磁性材料 3O4','') >Fe3O4 氨基硅烷化 环糊精葡萄糖基转移酶 固定化
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源自轻腌大黄鱼的特定腐败菌特性及腐败能力
《食品科学 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究轻腌大黄鱼优势腐败菌的基本特征和腐败能力,以源自冷藏轻腌大黄鱼的普通变形杆菌和蜂房哈弗尼菌为对象,分析两株菌的表型、生理生化、碳源代谢和细胞磷脂脂肪酸组成等特征;将其分别接种到无菌轻腌鱼块中,分析冷藏(5℃)过程中感官、微生物和理化等指标变化,评价和比较两者的腐败能力。结果表明,两株菌在低盐(NaCl质量分数不大于4%)和pH 5～7下均能够生长,对碳源的总体利用情况和优势磷脂脂肪酸成分相似。接种普通变形杆菌和蜂房哈弗尼菌的鱼块货架期分别为12 d和14 d,腐败终点菌落总数分别为(8.90±0.73)(lg(CFU/g))和(8.70±0.92)(lg(CFU/g)),产量因子Y_(TVB-N/CFU)分别为3.61×10~(-8) mg/CFU和3.71×10~(-8) mg/CFU,尸胺含量均大于腐胺含量,醇类和醛类为腐败鱼块的主要挥发性成分。综上,普通变形杆菌和蜂房哈弗尼菌生理生化特征存在一定差异,普通变形杆菌的腐败能力强于蜂房哈弗尼菌。本实验可为轻腌大黄鱼的工艺优化、靶向抑菌及延长产品货架期提供理论依据。
关键词： 轻腌大黄鱼 特定腐败菌 普通变形杆菌 蜂房哈弗尼菌 腐败能力 挥发性物质
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基于稳定同位素和矿质元素的中华绒螯蟹产地鉴别潜力评价
《食品科学 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究中华绒螯蟹的产地溯源,对黄河和辽河3个产地的中华绒螯蟹进行采样,结合稳定同位素比、矿质元素分析以及化学计量学方法分析和探讨不同产地之间差异因子和分类模型。单因素方差分析及Duncan多重比较检验结果显示,在这3个产地间,元素Na、Mg、Al、K、Zn、Sr、Ba以及同位素δ13C和δ15N含量在产地间有显著差异(P<0.05)或极显著差异(P<0.01),而元素Ca、Mn、Cu在不同产地螯蟹中的含量差异不明显(P>0.05)。自组织映射神经网络聚类分析可视化显示,单独利用矿质元素或结合利用稳定同位素和矿质元素的最佳聚类效果均将位于黄河口的山东东营中华绒螯蟹样本聚为一类,辽河的盘锦和营口的样本聚为另一类。线性判别分析的结果显示,结合利用稳定同位素和矿质元素或单独利用矿质元素的初始验证的正确率均高于95%,且稳定同位素和矿质元素的结合具有更高的产地区分潜力。
关键词： 中华绒螯蟹 稳定同位素 矿质元素 自组织映射 线性判别分析 产地溯源
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海带自然晾晒与热泵烘干级联干燥自动控制系统研制
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：干燥是海带加工过程中的工序之一,为进一步解决海带干燥过程中劳动强度大、能耗高等问题,该研究设计了自然晾晒与热泵烘干级联的干燥模式并研制了海带全程自动搬运、协调工作的码垛自动控制系统,其由晾晒棚、热泵房、码垛装置、桥接装置与控制室组成.采用USS协议与G120变频器通讯,采集信号通过485通讯口送到可编程逻辑控制器PLC的寄存器,PLC对行走电机进行加减速判断;同时利用Profibus协议实现PLC与Sick条码定位传感器通讯,实现晾晒杆准确定位;然后编程控制气动抓手,实现海带晾晒杆的自动抓放等动作;利用限位开关作为数据传递的触发信号,晾晒棚与热泵房导轨自动对接,实现海带自然晾晒与热泵烘干结合.试验结果表明,该控制系统总运行时间为5.7 h,晾晒杆定位误差±1 cm,高速运行速度20 m/min,晴天自然晾晒可减少海带含水率至60%,烘干后海带含水率为15.2%左右,泥沙、杂质率为0%,为一级品.系统运行稳定,节约人工,保证海带干燥的品质.该研究有助于为藻类加工产业提供高品质、低能耗、绿色环保新模式与样板.
关键词： 烘干 加工 控制系统 海带 自然晾晒 热泵烘干 级联系统
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浙江省近海海洋捕捞渔船异地停靠信息提取与分析
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：根据船籍港管理制度要求,所有渔船必须在休渔期返回船籍港停靠休渔,渔船不能到非船籍港停靠。为调查渔船异地休渔情况,该研究提出一种基于北斗卫星导航系统的船位数据提取渔船异地停靠信息的方法。首先查找出渔船停船时段,选择停船时间较长的时间段,获得该停船时段内渔船停靠地的经度和纬度,利用高德地图提供的逆地址查询Web服务,获取停船地点所属的省、市、区县,然后将停船地址与船籍港对比,判断渔船是否属于异地停靠。以浙江省为例,选用2018年北斗卫星导航系统的船位数据,提取浙江省渔船异地停靠的信息,并进行统计分析,得到跨省停靠休渔的渔船占比为2.60%,省内跨市停靠的占比为5.53%,市内夸区县停靠的占比为14.74%,该方法能够快速提取和统计渔船的异地停靠信息,为休渔期渔船管理的信息化提供技术支持。
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基于水下机器视觉的大西洋鲑摄食行为分类
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：根据鱼群摄食行为状态进行水产养殖精准投喂控制,是有效提高饵料利用率降低水体污染的关键技术.目前,大多数基于机器视觉的鱼类摄食行为研究都是在实验室对真实养殖环境进行模拟并采用水上摄像机获取数据,由于光照条件和养殖环境的影响,该数据无法反映大西洋鲑在实际生产状况下的摄食行为,因此应用范围有限.为解决此问题,该研究提出一种基于真实工厂化养殖环境的鱼类摄食行为分类算法.该算法使用水下观测方式并采用视频序列作为样本,首先利用变分自动编码器对视频序列样本进行逐帧编码以产生所有帧对应的高斯均值和方差向量,分别联立所有均值和方差向量得到均值特征矩阵和方差特征矩阵.然后将特征矩阵输入到卷积神经网络中,实现对鱼群的摄食行为分类.试验结果表明,在真实的工厂化养殖环境下,该研究所提出的方法综合准确率达到了89%,与已有的基于单张图像的鱼类摄食行为分类方法相比,综合准确率提高了14个百分点,召回率提高了15个百分点.研究结果可为基于鱼类摄食行为的鱼饵精准投喂控制提供参考.
关键词： 水产养殖 机器视觉 鱼群摄食行为 视频分类 变分自动编码器
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间歇式双循环工厂化养殖系统构建及其养殖效果
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：为改善工厂化循环水养殖系统水质净化效果,提高养殖密度和成活率,构建了间歇式双循环工厂化养殖系统.通过间歇运行生物膜反应器增加水力停留时间,充分降解含氮污染物;连续运行弧形筛及时去除固体颗粒物.考察了该系统的启动过程及石斑鱼高密度养殖效果.启动初期,将硝化型生物絮团与海绵填料混合培养,生物膜22 d即可挂膜成功.以30.03 kg/m~3为初始养殖密度开展石斑鱼养殖试验,经66 d养殖,石斑鱼平均质量从(273.00±12.22)增至(552.52±107.04) g,最终养殖密度达到60.78 kg/m~3,成活率为100%.养殖过程中,生物膜逐渐适应养殖环境,氨氮、亚硝酸盐氮去除率从13.33%、14.84%增至93.73%、93.50%.此外,在弧形筛进水槽增加曝气形成曝气式弧形筛,可进一步除去细小颗粒物,有效控制养殖水体浊度.
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珠江下游浮游细菌群落结构的时空分布特征
《湖泊科学 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：浮游细菌群落对河流变化具有高度响应性,并可能影响河流生境的生物地球化学过程.因此,了解浮游细菌群落的时空特征,阐明其在河流生态系统中的生态功能具有重要科学意义.于2016年6月和12月对珠江下游浮游细菌群落结构的时空特征进行调查研究,并采用16S rRNA高通量测序技术对样品组分进行分析.结果表明细菌群落主要由变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、抗微菌门(Verrucomicrobia)和蓝细菌门(Cyanobacteria)组成.其中变形菌门相对丰度最高,主要包括β-变形菌纲(Betaproteobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria).季节上,丰水期Shannon-Wiener和Chao 1多样性指数高于枯水期其中芽孢杆菌纲(Bacilli)和黄杆菌纲(Flavobacteriia)差异显著;空间上,珠江下游可分为西江沿线、珠三角河网中部和广州市周边3个区域.采用RDA分析表明水温(WT)、溶解氧(DO)、磷酸盐(PO_4~(3-)-P)、硅酸盐(SiO_4--Si)、总磷(TP)和透明度(SD)是驱动细菌群落变化最显著的环境因子,可影响细菌的增殖代谢.其中WT和SD是影响季节差异的重要因素将丰水期和枯水期区分开;而DO、化学需氧量(COD)和营养盐(PO_4~(3-)-P、SiO_4~(2-)-Si、TP)是影响空间差异的重要因素将西江沿线、珠三角河网中部和广州市周边区分开.PICRUSt功能预测分析表明,转运体(Transporters)、ABC转运体(ABC transporters)、DNA修复和重组蛋白(DNA repair and recombination proteins)等是珠江下游浮游细菌群落所表达的主要功能其中转运体和ABC转运体功能丰水期明显高于枯水期.研究结果可为珠江下游生态环境保护提供科学参考依据.
关键词： 浮游细菌 珠江下游 高通量测序 时空分布 群落结构
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