科研产出
变性淀粉协同非肌肉蛋白对鱿鱼鱼糜制品凝胶特性及其蛋白构象的影响
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为改善鱿鱼鱼糜制品的凝胶特性，优化玉米变性淀粉（乙酰化二淀粉磷酸酯（acetylated distarch phosphate,ADSP））和非肌肉蛋白（蛋清蛋白（egg white protein,EWP）、大豆分离蛋白（soy protein isolate,SPI））的添加量，并分析玉米变性淀粉协同非肌肉蛋白（ADSP-EWP-SPI,AES）对鱿鱼鱼糜制品的质构、分子间作用力、蛋白质二级结构、微观结构的影响，探究AES改善鱿鱼鱼糜制品凝胶品质的机理。结果表明：ADSP、EWP和SPI添加量分别为10%、7%和6%时，鱿鱼鱼糜制品的凝胶特性最好；与对照组相比，添加玉米变性淀粉和非肌肉蛋白后，鱿鱼鱼糜制品中蛋白质的无规卷曲和α-螺旋相对含量下降，β-折叠和β-转角相对含量增加，添加AES有利于热凝胶过程中β-折叠和β-转角结构的保留，促进蛋白质之间的疏水相互作用，形成更加致密的鱼糜凝胶网络结构，提高鱿鱼鱼糜制品的凝胶强度和持水性。相关性分析显示，鱿鱼鱼糜制品的凝胶强度和持水性、疏水相互作用、β-转角及不易流动水相对含量均呈极显著正相关（P＜0.01），与自由水相对含量和无规卷曲相对含量呈极显著负相关（P＜0.01）。因此，添加10%ADSP、7%EWP和6% SPI通过影响鱿鱼鱼糜制品中的蛋白质二级结构和水分分布，改善了鱿鱼鱼糜制品的凝胶品质。
关键词： 鱿鱼鱼糜 玉米变性淀粉 非肌肉蛋白 凝胶特性 蛋白构象
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菜-鱼复合设施种养系统构建与运行试验分析
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对工厂化循环水养殖废弃物资源化利用难题,该研究将传统鱼菜共生技术进行改进,提出并构建一种菜-鱼复合设施种养模式.通过设计3路水循环工艺流程,将工厂化循环水养殖、蔬菜无土栽培(即鱼菜共生系统)与传统土壤种植结合,以促进水产养殖固液废弃物全循环利用.基于质量平衡原理,根据投饲量和养殖尾水排放量提出鱼菜生物量配比和发酵装置体积计算方式,以提高系统营养物质利用效率.建立一套中试系统,使用该系统同时养殖大口黑鲈、种植水培生菜和番茄160 d,结果显示:鱼类生长良好,最终养成密度为41.6 kg/m3,特定生长率为0.42%,存活率99.95%,饵料系数为1.4;蔬菜长势良好,收获水培生菜1205 kg,收获番茄果实2400 kg.水质情况总体稳定:总氨氮平均浓度为(0.83±1.46)mg/L、亚硝酸盐平均浓度为(0.035±0.062)mg/L、硝酸盐平均浓度为(25.1±8.06)mg/L、溶解氧浓度范围为4.25~7.16 mg/L、pH值平均为6.8;水产养殖废弃物发酵后,可使水体中总磷含量提高141%,钾离子含量提高7%;系统经济效益和生态效益较好:年利润约为4.6万元,化肥施用量减少4/5,农药施用量减少3/4,日换水量小于5%.该研究可为推进水产养殖节水减排、促进循环农业发展提供技术支持.
关键词： 设施 蔬菜 鱼 鱼菜共生 循环水养殖 蔬菜无土栽培 土壤种植
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沉积物二氧化氯灭菌对营养盐扩散通量的影响
《中国环境科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用实验生态学方法,研究了ClO2对沉积物的灭菌效果及其对沉积物-水界面营养盐扩散通量等理化指标的影响.结果显示,有效氯添加量为300~900mg/L的ClO2能够杀灭沉积物中73.1%~82.8%的微生物及全部水产病原弧菌,ClO2可显著降低沉积物内微生物菌落数量,不同添加量的ClO2处理组之间微生物菌落数量差异不显著.对沉积物上覆水和间隙水的营养盐等理化指标的分析表明:在沉积物中添加ClO2显著降低沉积物间隙水中NH4+-N、PO43-P、NO3-N、NO2-N的浓度,相同取样时间ClO2处理组与对照组沉积物—水界面的NH4+与PO43扩散通量有显著差异(P<0.05);ClO2处理组与对照组沉积物—水界面的NO3和NO2扩散通量总体无显著差异(P>0.05).各实验组沉积物的净氮矿化速率均为负值,表现为随ClO2添加量的增加,净氮矿化速率呈负增长,各组之间的净氮矿化速率在实验过程中随时间增加差距逐渐缩小.此外,添加ClO2可以降低沉积物的有机质含量和H2S浓度.研究表明,在沉积物中添加300mg/L(有效氯含量)的ClO2足以杀灭其中全部水产病原弧菌,但不能杀灭沉积物内全部微生物,且在300~900mg/L的范围内增加添加量对沉积物的灭菌效果无显著影响;ClO2会降低沉积物间隙水中的主要营养盐浓度,进而对沉积物-水界面之间的营养盐扩散通量产生显著影响.本研究可为海洋沉积环境污染综合治理提供方法参考.
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联合地震初至走时与早至波形的深度学习速度建模
《地球物理学报 》 2023 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：地震初至走时和早至波形数据含有丰富的速度结构信息,被广泛用于地震速度建模.采用初至走时建模稳定,但精度不足;而地震波形速度建模虽然精度较高,但稳定性较低.联合采用初至走时和早至波形可能有助于同时提高速度建模的稳定性和精度,但走时和波形的物理意义不同,在数据结构上存在明显差异,难以直接在常规层析成像或波形反演中联合.本文提出联合地震初至走时与早至波形的深度学习速度建模方法,通过对特征数据集的异构数据进行维度变换,使初至走时和早至波形以不同通道输入到深度神经网络,形成相对应的速度模型映射.数值实验结果表明,该方法实现了初至走时和早至波形在速度建模中的优势互补,其建模精度优于仅采用初至走时及仅采用早至波形的深度学习建模方法和层析成像方法.利用异构数据开展深度学习速度建模的思路,对联合其他数据开展高精度速度建模也具有借鉴意义.
关键词： 地震速度建模 深度学习 早至波 初至走时 地震层析成像 异构数据
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江汉平原长湖浮游植物初级生产力的季节性变化及其驱动因子
《湖泊科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究长江中下游富营养化浅水湖泊的浮游植物初级生产力季节性演替特征及其驱动因子,本研究于2020年4月(春)、8月(夏)、10月(秋)及2021年1月(冬)对湖北长湖浮游植物进行采样调查,同时运用黑白瓶测氧法及VGPM模型估算法分别估算了其浮游植物生产力水平,并探究驱动初级生产力季节性变化的主要环境因子.结果显示,4个季节共鉴定出浮游植物194种,其中绿藻门(95种,49%)和硅藻门(40种,21%)居绝对优势地位;黑白瓶法测得浮游植物水柱总生产力(Pt)季节变化为:夏季((1841.24±345.93)mg C/(m2·d))>秋季((1324.14±208.34)mg C/(m2·d))>春季((847.50±247.72)mg C/(m2·d))>冬季((711.43±133.52)mg C/(m2·d)),其中 M2 站位在夏季采样时(2424.66 mg C/(mi2·d))水柱总生产力最高;在垂直空间上,浮游植物总生产力(GPP)及净生产力(NPP)随水深增加而逐渐变小.基于VGPM 法估算的初级生产力(PPeu)季节性分布为夏季((3713.18±900.30)mg C/(m2·d))>秋季((2643.62±1062.48)mg C/(m2·d))>春季((2477.13±669.75)mg C/(m2·d))>冬季((708.07±390.40)mg C/(m2·d)),空间分布特征呈现海子湖区>马洪台湖区>圆心湖区的趋势.相关性分析结果显示:长湖浮游植物初级生产力(P1和PPeu)相关系数为88.2%,具有极显著相关性,它们与浮游植物密度以及叶绿素a(Chl.a)浓度均具有显著相关性.多元逐步回归分析显示,PPeu主要受Chl.a、水温、pH、总悬浮物和硝态氮的影响,而Pt则可以通过电导率、水温和溶解氧来进行预测.该结果可为长江中下游湖泊水体富营养化以及渔业生产潜力评估奠定基础.
关键词： 长湖 浮游植物生产力 叶绿素a 黑白瓶法 VGPM模型
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微酸性电解水对盐渍海蜇脱铝的效果研究
《中国食品学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：以盐渍海蜇为原料，探究微酸性电解水对盐渍海蜇的浸泡脱铝效果。经单因素实验筛选浸泡时间、料液比、有效氯质量浓度参数，采用响应面模型对浸泡条件进行优化，从色差、质构及显微分析角度评价脱铝处理对海蜇品质的影响。结果显示，最佳脱铝条件为有效氯质量浓度37 mg/L，浸泡时间27 min，料液比1∶4。在此条件下，铝脱除量为120.17 mg/kg，脱除率为30.41%。各因素对脱铝效果的排序为有效氯质量浓度＞时间＞料液比。随着浸泡时间、料液比和有效氯质量浓度的增大，试验组及对照组产品的硬度、咀嚼性逐渐降低，弹性的变化呈先上升后下降的趋势。处理后盐渍海蜇色泽的亮度（L*）与白度（W）均显著增加。用扫描电镜观察发现，处理后海蜇的微观结构无孔隙出现，结构仍较为致密。
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eDNA监测方法标准化框架及未来图景
《湖泊科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：eDNA(environmental DNA)是指从环境样品(水体、土壤、沉积物、空气、混合物等)中提取的DNA,是各种生物的DNA混合物,区别于传统从单物种样品中提取的DNA.eDNA监测是指从环境样品中提取DNA,用物种特异性引物或特定DNA metabarcoding引物对其进行扩增测序、分类学分析、相对丰度分析、功能预测等,以监测环境中是否存在某特定物种,或者获得环境中物种组成、群落结构、生态功能等相关信息.eDNA监测主要应用在特定物种监测检出、生物多样性调查评估、群落结构和功能分析、生态系统过程分析评估等领域.eDNA监测可以应用在陆地、水体、空气、器物表面、生物(内)表面等任何有可能存在不确定DNA的场景.因为eDNA监测的非侵入性、灵敏检出、大类群检出、易标准化方法与结果、低人力物力时间成本、结果可核查等特点,未来很有希望发展成为一种常规的物种监测、群落功能预测、生态过程分析的方法,对象可涵盖所有生境条件下的所有生物类群.但要实现这个图景,需要从普遍性和特殊性层面完成eDNA监测技术链条中10个关键环节的技术标准化:样品重复数设计、采样时间设计、采样点设计、采样方法设计、样品前处理、样品保存、扩增引物选择、DNA提取—扩增—测序—分析程序、序列比对注释、监测结果后评估.目前来看,10个环节的标准化基本不存在理论上的困难,并且一部分支撑标准化的研究已经启动,甚至一部分标准化的组织工作已在推进,在未来数年内有望完成关键知识、关键数据的积累,推动eDNA监测成为长期性周期性常规生态监测内容,支撑渐行渐近的数据驱动型科学研究和生态管理.
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基于微生物菌群调控的枯草芽孢杆菌改善低盐发酵鱼露品质作用机制
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：以高产蛋白酶耐盐菌株Bacillus subtilis B-2作为鱼露发酵剂,研究加菌发酵对低盐鱼露发酵过程中微生物菌群、生物胺和氨基酸态氮(amino acid nitrogen,AAN)的影响.16S rRNA基因高通量测序结果显示,加菌发酵能够显著降低微生物群落的丰富度和均匀度,Bacillus始终占主导地位,腐败微生物丰度显著降低.加菌发酵能够显著抑制组胺、腐胺、尸胺和酪胺的生成,其含量在发酵末期较自然发酵鱼露分别下降了25.9%、35.6%、23.6%和9.3%.加菌发酵可显著增加低盐鱼露的AAN含量,发酵15 d可达1.23 g/100 mL,明显高于自然发酵鱼露(0.79 g/100 mL).相关性网络图分析结果显示,Brevibacterium、Dietzia、Paracoccus、Aequorivita、Brachybacterium丰度的下降是低盐自然发酵鱼露发酵末期微生物菌群多样性下降的主要原因;在低盐自然发酵鱼露和低盐加菌发酵鱼露中,Stenotrophomonas均与多种生物胺呈显著正相关,表明其在低盐鱼露生物胺产生中发挥核心作用.对比两种鱼露发酵末期微生物菌群和品质指标,结果显示,B.subtilis B-2代谢是加菌发酵鱼露腐败微生物种类和丰度下降、AAN含量提高以及关键生物胺含量下降的主要原因.B.subtilis B-2有望开发为鱼露专用发酵剂,用以改善低盐快速发酵鱼露的品质和食用安全性.
关键词： 低盐鱼露 微生物群落 生物胺 氨基酸态氮 相关性网络
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基于帧间深度特征差分的大西洋鲑鱼群活跃度分类模型
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：鱼群活跃度是鱼类健康福利养殖的特征性指标之一，实现鱼群活跃度细粒度分类有利于更精细地描述鱼群健康状况、评估鱼群福利水平。基于工厂化循环水养殖系统，本文建立了水下大西洋鲑鱼群活跃度细粒度分类视频数据集，并提出一种基于帧间深度特征差分的鱼群活跃度分类模型，通过引入残差连接的小型卷积神经网络提取视频帧的特征，进而在相邻帧之间做差分运算和平方运算得到视频帧间特征，最后将其输入基于外部注意力机制的分类网络IFDNet中得到视频类别。试验结果表明，本文提出的CNN-IFDNet模型分类准确率达到97.72%,F1值达到97.42%,以较低的计算复杂度实现了对水下视频鱼群活跃度的三分类。相较于实验室环境，基于真实养殖环境对鱼群活跃度所展开的算法研究实际应用性更强，可以为精细化描述鱼群的活跃度、实现智能监测鱼类健康状况提供参考，帮助养殖人员发现并排除导致鱼群活跃度异常的水质环境、病害等因素。
关键词： 鱼类健康福利养殖 鱼群活跃度 分类模型 视频分类 深度特征
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沙棘籽粕蛋白肽的稳定性及分离纯化
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：以沙棘籽粕蛋白为原料,酶解制备具有抑制胰脂肪酶活性的多肽,通过超滤、大孔树脂分离、超高效液相色谱-串联质谱和分子对接对沙棘籽粕蛋白肽(seabuckthorn seed peptides from alcalase hydrolysates,SSPA)进行分离纯化、结构鉴定和筛选.以猪胰脂肪酶(porcine pancreatic lipase,PPL)抑制率为指标,稳定性分析表明,SSPA具有热稳定性和pH值稳定性,适量Na+和Mg2+可显著提高SSPA的PPL抑制活性,SSPA在短期贮藏过程中不会因暴露于空气而影响PPL抑制活性.超高效液相色谱-串联质谱鉴定得到31种多肽,结合分子对接筛选得到6个肽段,小于3 kDa组分中上述寡肽含量分别为VR(2.90%)、FR(7.40%)、RDR(1.10%)、APYR(1.50%)、NLLHR(1.40%)和EEAASLR(1.10%).固相合成测定其IC50值分别为VR(371.07 μg/mL)、FR(243.07 μg/mL)、RDR(250.50 μg/mL)、APYR(350.41 μg/mL)、NLLHR(220.70 μg/mL)、EEAASLR(510.55 μg/mL).分子对接表明以上多肽通过氢键、π-π堆积与PPL结合.Pearson相关性分析表明,分子对接结合能与SSPA的PPL抑制率之间存在显著正相关(R2=0.865,P<0.05).
关键词： 沙棘籽粕蛋白肽 胰脂肪酶抑制率 稳定性 分离 分子对接
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