科研产出
β-乳球蛋白-多酚纳米颗粒稳定的百香果籽油Pickering乳液及其性质
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：本研究以β-乳球蛋白负载3种多酚(阿魏酸、槲皮素、香草酸)制备的β-乳球蛋白三配体复合物纳米颗粒(β-lactoglobulin triple ligand complex nanoparticles,β-LGCNPs)作为乳化剂,采用超声波破碎法制备百香果籽油Pickering乳液,考察Pickering乳液在不同粒子质量分数和油相比例条件下的粒径、稳定性、微观结构、抗氧化性、消化性、流变特性及脂质氧化产物.结果表明,百香果籽油Pickering乳液是由β-LGCNPs吸附在油水界面稳定的水包油型(O/W)乳液,其粒径与颗粒含量呈正比,与油相比例呈反比,当颗粒质量分数为1.5%、油相比例为30%(体积分数)时,乳液平均粒径达到(5.78±0.10)μm.在不同离子强度和pH值条件下乳液稳定性好,展现出比百香果籽油更强的抗氧化性,且自由基的清除作用与颗粒含量呈剂量依赖关系.肠道消化2 h后,乳液中游离脂肪酸释放率达到(65.17±1.52)%,较百香果籽油提高了26.65%.流变学分析展现剪切变稀现象,表明该乳液属于非牛顿流体,随着剪切频率的提高,弹性模量和黏性模量都增大.在15 d储藏期内,Pickering乳液中脂质氧化产物(氢过氧化物和丙二醛)的生成量和脂质氧化速率降低.综上所述,由β-LGCNPs稳定的Pickering乳液改善了百香果籽油的稳定性、抗氧化活性、消化性及脂质氧化,有利于拓宽百香果籽油在食品领域的应用.
关键词： Pickering乳液 β-乳球蛋白 多酚 百香果籽油 抗氧化活性 消化性
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咖啡豆品质评价体系构建及国产咖啡豆品质评价
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探索我国咖啡豆用于现磨咖啡和速溶咖啡两种用途时的品质评价方法，筛选评价指标，首先通过Delphi评价法和序关系分析法从基本品质指标中筛选主要品质指标，构建品质指标体系。随后测定采自云南和海南不同产区53个咖啡豆样品的主要品质指标成分差异，基于相关性分析、主成分分析和聚类分析筛选不同用途咖啡豆的特征性品质指标，基于样品的主成分综合得分进行逐步多元线性回归。最终筛选出粒度、口感、香味、碳水化合物含量为速溶咖啡用咖啡豆特征性品质指标；粒度、口感、香味、咖啡因含量为现磨咖啡用咖啡豆的特征性品质指标，确定适用于速溶咖啡的主栽品种为卡蒂姆和铁皮卡，主产区为云南；适用于现磨咖啡的咖啡豆主栽品种为卡蒂姆，主产区为云南。
关键词： 咖啡豆 品质评价 主成分分析 特征性指标 指标筛选
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香草兰精油Pickering乳液制备、性质及功能性研究
《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为对植物精油进行有效保护,控制其缓慢释放并扩大其应用范围,以香草兰精油为原料,通过剪切超声技术制备以辛烯基琥珀酸淀粉(OSA淀粉)为固体颗粒的Pickering乳液,测定其在贮藏期间的稳定性及香气释放速率,探究乳液消化过程中的变化,并对精油及乳液的抗炎性和MCF-7细胞抗增殖性进行对比.结果表明,香草兰精油Pickering乳液液滴表面光滑,颗粒完整,最小粒径为0.54μm.Pickering乳液可有效提高精油贮藏稳定性.与香草兰精油相比,乳液有效降低内部精油的香气释放率约100倍.Pickering乳液具有显著的抗消化能力,游离脂肪酸释放率在120 min内达到22.35%.香草兰精油制备Pickering乳液后依旧保持较高的抗炎活性,与未经处理的MCF-7细胞相比,二者均具有较强抗增殖作用.结论:用OSA淀粉稳定香草兰精油制备的Pickering乳液可有效增加精油溶解度,提高稳定性,扩大应用范围.本试验可为香草兰精油的应用,特别是功能性物质的应用提供理论依据.
关键词： 香草兰精油 Pickering乳液 抗炎活性 MCF-7抑制
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多腔室秸秆原位炭化还田设备设计
《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：原位炭化还田技术可将田间秸秆就地直接转化为生物炭,改善土壤结构,解决秸秆直接还田腐解慢、出苗率低、病虫害严重等问题。但目前炭化还田设备仍存在炭化不均匀,运行稳定性差,生产效率低等问题。该研究基于精准控氧控温炭化要求,在前期样机基础上,创新研发了立式多腔限域式炭化反应器,研制强化物料定向流动的多翅片型扰动部件,并运用ANSYS Workbench进行仿真模拟和结构优化,研制热解气清洁燃烧及高温烟气换热回用系统,集成秸秆捡拾粉碎系统及田间作业机具,研制立式多腔室秸秆原位炭化还田设备。以玉米秸秆为原料进行炭化试验,设备秸秆处理量为500 kg/h,生物炭产率为125 kg/h,固定碳含量为50.30%,系统能量利用率为70.66%,产出的炭达到Ⅰ级生物炭还田标准,燃烧烟气中颗粒物、NO_x、SO_x等排放均满足国标要求,整机系统运行稳定,满足设计标准,为秸秆直接炭化还田提供了技术及装备支撑。
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考虑倒伏与粮仓容积的再生稻头季机收路径规划
《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为提升机具作业效率和质量、减少土壤碾压等，该研究提出一种同时考虑作物倒伏状态、碾压面积和收获机粮仓容积的路径规划算法（harvester grain bin capacitated arc routing problem,HGBCARP）。该算法由作业信息处理模块和作业路径规划模块组成，作业信息处理模块将农田边界、卸粮点位置、作物倒伏方向及面积、位置等信息转化成可处理的数据形式并传输给路径规划模块，然后由路径规划模块进行作业行方向划分、作业行遍历顺序寻优、转弯方式生成、碾压面积计算等，最终得到最优路径规划结果。采用改进遗传算法，分别以3种再生稻收获机、2种传统水稻收获机和3种不同田块为对象，以行驶路径长度、碾压面积、收获粮食量为评价指标，采用回转式收获路径和HGBCARP式收获路径规划开展对比试验。结果表明，HGBCARP式比回转式收获路径碾压面积每公顷减少11.79%～27.20%，可使倒伏的机收头季稻增收1.64%～1.95%；同时在3种不同田块条件下进行仿真试验，HGBCARP式比回转式收获路径可使碾压面积每公顷减少7.25%～20.09%。使用电动无人履带式底盘对不同收获路径进行田间模拟收获试验，HGBCARP式收获路径与传统牛耕往复式及回转式收获路径相比，碾压面积减少约11.21%～28.03%，在路径长度减少约6.81%～23.46%，验证了HGBCARP式路径规划方法的有效性，研究结果可为智能化作业路径规划研究提供参考。
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不同覆盖对圣女果秸秆简化静态堆肥与腐殖化进程的影响
《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：热带圣女果种植分布广,产生的秸秆废弃物难收储.在热带高温多雨气候条件下,如何高效、简单、低成本实现圣女果秸秆的就地无害化与腐殖化还田,是热带圣女果秸秆废弃物处置利用面临的重要难题之一.该研究以构建秸秆简化、就地的静态堆肥工艺为目标,模拟了polytetrafluoroethylene(PTFE)分子膜、polyvinyl-chloride(PVC)塑料膜、无覆盖(即干秸秆原料)3种不同覆盖所形成的静态环境对堆肥理化性质与腐殖化进程的影响,结合冗余-相关性分析与二维相关傅立叶红外光谱阐明腐殖化的影响规律及其关键组分的分子结构演化机制.结果表明:3种覆盖下≥50℃高温期持续时间均超过 5d;促进产热-蓄热-保温能力上,由高到低顺序依次为:分子膜、无覆盖、塑料膜.秸秆堆肥过程中酸碱度、电导率、氮磷钾、容重升高,大颗粒破碎,小颗粒占比提高.覆盖塑料膜堆肥有效积温相对较低,有机碳损失相对较低,堆肥后有机碳降幅分别为 20.12%(分子膜)、4.63%(塑料膜)与 16.13%(无覆盖).相比于无覆盖,分子膜覆盖可以显著加快堆肥腐殖化进程;塑料膜覆盖堆肥虽能实现一定程度腐殖化,但腐殖化率最低.3种处理下腐殖化指数分别为 15.61%(分子膜)、9.95%(无覆盖)、6.17%(塑料膜).二维相关光谱表明木质纤维素分解产生的醌、醛、酮、多酚类化合物与氨基聚合,多酚缩合可能是秸秆腐殖酸合成的主要途径.分子膜与塑料膜覆盖下,重点调控物料结构与养分,并提高温度,是提高腐殖化效果的关键.
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氮添加与凋落物处理对橡胶林砖红壤有机碳组分及酶活性的影响
《环境科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：研究氮添加与凋落物处理对土壤有机碳组分及酶活性的影响对调控人工林生态系统恢复具有重要意义.于海南岛西部橡胶林地开展野外微区模拟试验，采用二因素完全随机设计，设置4个氮水平[不施氮(CK,0 kg·hm-2·a-1，以N计，下同)，低氮(LN,50 kg·hm-2·a-1)，中氮(MN,100 kg·hm-2·a-1)和高氮(HN,200 kg·hm-2·a-1)]以及2种凋落物处理[凋落物去除（LR），凋落物保留（L）]，分析0～10 cm和10～20cm土层的土壤理化性质、总有机碳（SOC）及其组分、酶活性等指标.结果表明，土壤pH随N添加量增加以及凋落物的去除呈显著降低的趋势（P ＜0.05）.土壤NO3--N和NH4+-N含量随N添加的增加显著增加，N添加和凋落物处理对NO3--N和NH4+-N含量有显著的交互效应.与L处理相比，LR降低了土壤SOC及其各组分含量，其中轻组有机碳（LFOC）含量降幅最大，在0～10 cm和10～20 cm土层降幅分别为29.0%～81.4%和23.5%～58.4%.不同凋落物处理条件下，SOC及其各组分含量随N添加量的增加均呈先增加后降低的趋势，LN处理显著高于HN处理.N添加和凋落物处理对SOC、 LFOC（0～10cm）和重组有机碳（HFOC）含量有极显著的交互作用（P ＜0.01）.与L处理相比，LR处理在CK和LN处理条件下的土壤多酚氧化酶（PPO）活性显著降低，而在MN和HN条件下，LR处理的PPO含量显著增加；方差分析显示，N添加和凋落物处理对PPO和0～10 cm土层的纤维素酶（CBH）活性有极显著影响的交互作用，土壤酶活性[β-葡萄糖苷酶（BG）、 PPO、 CBH]对N添加处理的响应程度均大于对凋落物处理的响应.相关性分析表明，SOC含量与微生物生物量碳（MBC）、颗粒态有机碳（POC）、 LFOC以及HFOC含量之间呈极显著正相关关系.总体来看，凋落物保留与低N输入对橡胶林地土壤碳库以及酶活性具有较好的协同作用.
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益智精油化学成分分析及其对单核细胞增生李斯特氏菌的抑菌机理
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：以姜科植物益智果实为原料,采用水蒸气蒸馏法提取其精油,采用气相色谱-质谱联用技术分析益智精油的化学成分;通过滤纸片法和微量对倍稀释法分别测定益智精油对单核细胞增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes)的抑菌圈、最低抑菌质量浓度(minimal inhibitory concentration,MIC)及最低杀菌质量浓度(minimum bactericidal concentration,MBC),评价其抑菌活性,利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察益智精油对菌体微观形态的影响,并通过测定菌体的生长曲线、电导率变化、大分子物质泄漏、超氧化物歧化酶(super oxide dismutase,SOD)活力和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量探究益智精油对单核细胞增生李斯特氏菌的抑菌机理.结果表明:从益智精油中共鉴定出45种化合物,以萜烯类、芳香烃及萜类含氧衍生物为主,其中巴伦西亚橘烯、圆柚酮、2,6,10,10-四甲基双环[7.2.0]十一烷-1,6-辛二烯、(2S,4aR,8aR)-4a,8-二甲基-2-(丙-1-烯-2-基)-1,2,3,4,4a,5,6,8a-八氢萘、(2R,8R,8aS)-8,8a-二甲基-2-(丙-1-烯-2-基)-1,2,3,7,8,8a-六氢萘和对伞花烃为相对含量较高的化合物;此外,益智精油可显著抑制单核细胞增生李斯特氏菌活性,其抑菌圈直径为14.20 mm,MIC和MBC分别为0.195、0.781 mg/mL,生长曲线测定发现,益智精油抑菌活性呈浓度依赖性;扫描电子显微镜和透射电子显微镜显示益智精油可破坏单核细胞增生李斯特氏菌细胞形态结构,改变菌体细胞膜的通透性,造成细胞内大量电解质、大分子内容物(核酸和蛋白质)泄漏,破坏菌体内SOD系统原有的动态平衡状态,导致SOD活力变化,同时诱导大量自由基生成,导致菌体细胞内脂质氧化程度升高,使MDA含量增加.综上,益智精油作用于单核细胞增生李斯特氏菌导致菌体细胞一系列变化,从而抑制菌体的生长并导致其凋亡,是益智精油中多种成分、多靶点协同作用的结果,初步分析萜烯类、芳香烃类和酮类物质是其抑菌的主要有效成分,为益智作为食品行业天然抑菌剂的开发利用提供了科学理论依据.
关键词： 益智精油 化学成分 单核细胞增生李斯特氏菌 抑菌机理
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褪黑素对冷藏后芒果果实冷害和后熟的影响及生理机制
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：以采后‘贵妃’芒果为试材，在0.5 mmol/L褪黑素（melatonin,MT）溶液中浸泡1 h，晾干后置于4℃贮藏28 d，随后转移至室温（25℃）贮藏4 d，探究MT对冷藏后芒果果实冷害（chilling injury,CI）和成熟的影响及相关机理。结果显示，MT处理有效降低了芒果果实的CI指数，提高了可溶性固形物含量、呼吸速率和乙烯释放量并加速了色相值和硬度下降；MT处理促进了水溶性果胶和螯合性果胶含量升高，提高了多聚半乳糖醛酸酶、β-半乳糖苷酶和纤维素酶活性，加速了果胶甲酯酶活性下降，从而导致细胞壁降解和果实软化。此外，MT处理提高了果实1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶和1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶活性及其编码基因MiACS和MiACO的表达水平，同时上调了MiETR1、MiERS1、MiERF1、MiEIN2、MiCBF1和MiICE1并下调MiCTR1基因的表达。上述结果表明MT能有效改善冷藏后芒果果实后熟恢复能力并减轻其CI。
关键词： 芒果 褪黑素 冷害 货架期 细胞壁代谢 乙烯生物合成
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菠萝蜜多糖在DSS肠炎大鼠血液中的代谢标志物分析
《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用超高液相串联四极杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF-MS/MS）分析菠萝蜜多糖（JFP-Ps）在DSS肠炎大鼠血清中代谢物全谱的变化，代谢组学分析技术探究JFP-Ps在DSS肠炎大鼠血液中的差异代谢标志物。结果表明，JFP-Ps主要引起氨基酸、多肽及其类似物、嘌呤和嘧啶及其衍生物、脂类和类脂分子等代谢物的变化。大鼠血清中与肠炎相关的代谢通路有5条，分别为精氨酸的生物合成、D-精氨酸和D-鸟氨酸代谢、苯丙氨酸代谢、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢途径。结论：JFP-Ps可通过调节氨基酸代谢及影响相关通路，改善DSS肠炎大鼠的症状。
关键词： 菠萝蜜多糖 肠炎大鼠 血液 超高液相串联四极杆飞行时间质谱 代谢组学
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