科研产出
产氨肽酶芽孢菌的筛选及酶学性质研究
《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：氨肽酶作为一种蛋白质水解酶被广泛应用于食品发酵加工领域。筛选高产氨肽酶菌株，并对菌株中风味酶的酶学性质进行研究，对开发高质量豆制品发酵剂具有重要意义。本文利用以L-亮氨酸-对硝基苯胺（L-Leu-PNA）为底物的分离培养基筛选出1株产氨肽酶的芽孢菌XYY1，通过形态特征观察、生理生化试验和16S rDNA技术对其进行鉴定，采用单因素实验和响应面方法优化产酶培养条件，并对菌株XYY1所产氨肽酶Lap-Y的酶学性质进行研究。结果表明，菌株XYY1经鉴定为地衣芽孢杆菌，起始pH值为6.5，置36℃条件下恒温培养35.5 h时，氨肽酶含量高达（4 132.75±11.94）U。酶学性质研究表明反应温度为55℃时Lap-Y的相对活性最高，且热稳定性良好；最适pH值为9.0，在中性偏碱环境下稳定性较好，属于偏碱性酶；金属离子Mg2+、Fe2+、Co2+和Ca2+可激活Lap-Y活性，其中Mg2+为1.0 mmol/L时对氨肽酶Lap-Y的激活作用最显著，乙二胺四乙酸（EDTA）、二硫苏糖醇（DTT）、十二烷基硫酸钠（SDS）对Lap-Y都有较强的抑制作用。地衣芽孢杆菌XYY1所产的氨肽酶Lap-Y适合工业化生产，对食品、医疗等行业具有极高的应用价值。
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基于UPLC-MS/MS方法分析绿茶非挥发性代谢物在常温贮藏中的动态变化（英文）
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究非挥发性代谢物在绿茶贮藏中的动态变化，本研究将贮藏温度设定为37℃以处理绿茶样，后通过超高效液相色谱-三重四极杆离子阱串联质谱联用技术分析在不同贮藏时间条件下（15、40、80、120 d）非挥发性代谢物的变化过程。结果表明，以-80℃贮藏绿茶为对照，37℃贮藏40 d后绿茶干茶、茶汤色泽开始转变。儿茶素类物质在37℃贮藏40 d内，变化不显著，而游离氨基酸含量则显著降低。超高效液相色谱-串联质谱方法共鉴定出684种化合物，其中77种化合物在绿茶贮藏中有显著变化，为特征性差异化合物，且主要是多酚类、脂类及有机酸类物质。与鲜味相关的化合物十八二烯-6-炔酸在贮藏40 d后极显著降低；在贮藏80 d的绿茶中已经无法检测到该化合物。与茶汤色泽、滋味相关的茶黄素-3-儿茶素随着贮藏时间的延长而显著上升。类黄酮代谢分析显示，黄酮糖苷类物质在贮藏过程中呈现上升趋势。脂质代谢分析表明，脂类物质中的三酰基甘油类和二酰基甘油类物质在贮藏15 d即发生显著变化；游离脂肪酸类物质随着贮藏时间延长而上升。本研究结果表明黄酮类和脂质类化合物在绿茶贮藏进程中变化较为显著，对绿茶的品质下降起重要作用。
关键词： 绿茶 贮藏 非挥发性代谢物 超高效液相色谱-串联质谱联用技术 类黄酮代谢 脂质代谢
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太平猴魁茶栽培品种‘柿大茶’品系间代谢物及遗传进化分析
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：‘柿大茶’为有性系茶树品种，其嫩梢是加工太平猴魁绿茶的主要原料。本研究为探究‘柿大茶’品系（高家早、黄种、柿大茶2号、柿大茶6号和广阳早）与非‘柿大茶’茶树品种（凫早2号和舒茶早）加工绿茶品质以及遗传进化的差异，对7个茶树品种绿茶中的挥发性及非挥发性代谢物进行分析，同时基于RNA-seq技术分析7个茶树品种中全基因组转录水平及遗传背景差异。结果显示，除舒茶早绿茶外，儿茶素类物质及游离氨基酸总量在其余品种绿茶中差异不显著；咖啡碱在各品种绿茶中有显著性差异。‘柿大茶’绿茶茶汤中芳樟醇、芳樟醇氧化物、香叶醇、茉莉酮等呈花香类化合物的含量较高。RNA-seq分析结果显示，‘柿大茶’品系广阳早与凫早2号、舒茶早中的全基因组转录水平变化较为接近，在主成分分析中与其他‘柿大茶’品系分布在不同象限。遗传进化树分析表明，非‘柿大茶’凫早2号和舒茶早亲缘关系更接近，并与‘柿大茶’品系广阳早、黄种亲缘关系较接近，而与高家早、柿大茶2号和6号亲缘关系相对较远。进一步分析显示，与花香类化合物生物合成相关的关键酶基因普遍在‘柿大茶’品系中有较高的转录水平。本研究结果为选育优异‘柿大茶’品种提供了重要理论支撑，同时为后续分析茶树花香类化合物形成机制提供了理论参考。
关键词： ‘柿大茶’ 太平猴魁绿茶 挥发性成分 非挥发性成分 转录分析
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店埠河农业小流域水体溶解性有机质光谱时空分布特征
《光谱学与光谱分析 》 2023 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：店埠河农业小流域是南淝河最大的支流,探究该流域水体溶解性有机质(DOM)的时空演变机制对于了解其水生生态系统至关重要.该研究结合水体的三维荧光光谱和紫外-可见光谱,采用平行因子分析(PARAFAC)方法对测定的三维荧光光谱矩阵进行组分提取,分析该流域特定时段的水体DOM荧光组分及比例,结合荧光参数(荧光指数 FI、自生源指标 BIX以及腐殖化指标 HIX)和紫外-可见光谱吸收特征参数(α254、E2/E3)分析店埠河农业小流域水体DOM时空特征.实验结果显示:店埠河农业小流域在该特定时段(2020 年 9 月—2021 年 4 月)水体DOM包含 2 个有效的荧光组分,分别为 1 种类腐殖质物质(类富里酸组分)和 1 种类蛋白质物质(低激发类色氨酸组分),两个组分各占比例分别为 53.9%和 46.1%;水体三个荧光参数(FI、BIX、HIX)在不同季节(9 月秋季、1 月冬季和 4 月春季)之间的荧光参数呈现显著的季节变化差异,指明DOM总体上受陆源和内源物质的综合影响,具有强腐殖化、弱自生源特征;紫外-可见光谱吸收特征参数(α254、E2/E3)表明 1 月冬季水体的DOM相对浓度和分子量大小均低于其他两个季节(9 月秋季和 4月春季),而各采样点DOM分子量大小和相对浓度从河流上游到下游均未呈现明显的区域变化趋势.该研究综合流域水体三维荧光光谱特征和紫外-可见光谱吸收特征,示踪了店埠河农业小流域水体特定时段DOM的组分来源,分析了其时空分布特征,从而为该流域的生态环境综合治理提供可靠的理论依据.
关键词： 店埠河流域 溶解性有机质(DOM) 三维荧光光谱(EEMs) 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)
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茎和叶对祁门红茶品质的贡献分析
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究叶片、茎对祁门红茶品质的贡献,本研究以'凫早2号'茶树品种为实验材料,将其嫩叶、嫩茎、单芽和完整芽叶(一芽二叶为主)分别制成红茶,通过气相色谱-质谱、液相色谱-质谱结合感官审评、喜好度评价,深入分析4种红茶的香气、滋味品质及代谢物差异.结果表明,4种红茶香气类型均为甜香型,一芽二叶红茶甜香较高;芽红茶滋味鲜爽度较高;嫩茎加工红茶喜好度评价得分最高.代谢物分析显示,儿茶素类物质含量在芽红茶中最高,在茎红茶中最低;游离氨基酸在茎红茶中显著富集,达到80mg/g;槲皮素及其芸香糖苷在茎红茶中含量较高,而山柰酚-3-O-葡萄糖苷及其芸香糖苷在叶片红茶中含量最高.4类红茶的茶红素类/茶黄素类比值分别为11.6(一芽二叶红茶)、9.4(芽红茶)、14.6(叶红茶)和8.2(茎红茶)..挥发性代谢物分析显示,茎红茶中的挥发性物质总量(32.37 μg/g)显著低于芽红茶(100.01 μg/g)、叶片红茶(95.67 μg/g)及完整芽叶红茶(92.42 μg/g);苯甲醛、苯乙醛及吲哚在茎红茶中含量较高,而β-紫罗兰酮、α-紫罗兰酮及芳樟醇氧化物在叶片红茶中的含量较高.本研究结果表明,嫩茎富含游离氨基酸及叶片中丰富的糖苷类香气前体物质对祁门红茶品质形成具有重要作用.
关键词： 祁门红茶 感官审评 滋味成分 挥发性化合物 糖苷类香气前体
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安徽省稻米气候品质评价方法
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为科学评价区域稻米气候品质提供技术支撑，该研究基于2008—2018年安徽省区域性试验稻米品质资料及对应站点气象数据，采用数理统计方法，明确了稻米品质形成关键期和最佳温度，建立了中籼和中粳稻米气候品质评价模型，并利用2018年分期播种试验稻米品质资料对模型进行验证。结果表明：中籼和中粳稻米品质形成关键期分别为齐穗后33 d和36 d，稻米品质形成的适宜温度分别为24.8℃和23.0℃。将稻米气候品质划分为“特优”“优”“良好”“一般”4个等级，对应中籼稻米气候品质指数(IACQ)范围分别为：IACQ≥3.40、3.09≤IACQ＜3.40、2.73≤IACQ＜3.09、IACQ＜2.73，中粳稻米气候品质指数范围分别为：IACQ≥3.36、3.08≤IACQ＜3.36、2.68≤IACQ＜3.08、IACQ＜2.68。经验证，与实际等级相比，模型计算得到的中籼和中粳稻米气候品质等级准确率均为80%。该研究建立的评价模型可用于中籼和中粳稻米的气候品质评价工作。
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低压静电场辅助冷冻对竹笋品质的影响
《食品科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究低压静电场辅助冷冻对竹笋冻结特性的影响，以冻结曲线、硬度、水分损失率、水分迁移、冰晶形态和组织微观结构为指标，探究低压静电场辅助冷冻（-35℃）和普通冷冻（-35℃）条件下竹笋品质的变化规律。结果表明：低压静电场辅助冷冻提高了冻结效率，改变了冰晶形态及分布，减轻了组织微观结构破损程度，改善了解冻汁液流失情况。与静电板间距10、20、30、40 cm处的冷冻竹笋解冻后水分损失率分别为14.16%、12.58%、9.73%、10.44%，显著低于对照组（21.01%）（P＜0.05），硬度分别为461.19、507.48、496.65 g和455.31 g，显著高于对照组（350.70 g）（P＜0.05）。低场核磁共振分析结果表明，在低压静电场辅助冷冻下竹笋解冻后汁液流失减少，扫描电子显微镜观察结果显示，竹笋纤维排列整齐，组织微观结构保持较好。低压静电场辅助冷冻可有效改善竹笋品质，可为利用低压静电场进行果蔬的冷冻贮藏和冷链运输提供参考。
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基于无人机高光谱遥感的冬小麦全氮含量反演
《光谱学与光谱分析 》 2022 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：氮素是作物生长发育必需的营养元素之一,作物的全氮含量是表征其氮素状况的主要指标.田块尺度的冬小麦全氮含量空间分布监测可以辅助其精准定量追肥,减少环境污染.无人机高光谱遥感具有分辨率高、时效性高、成本低等优势,可为作物长势信息反演提供重要数据源.XGBoost(extreme gradient boosting)作为一种新兴集成学习算法,运行效率高,泛化能力强,可以有效的应用于构建冬小麦全氮含量遥感反演模型,预测田块尺度冬小麦全氮含量空间分布.以农业部蒙城砂姜黑土生态环境站内拔节期冬小麦为研究对象,开展以下工作:(1)以低空无人机搭载高光谱成像仪获取冬小麦拔节期冠层成像光谱影像,结合地面采样数据,获取126个样点全氮含量数据;(2)分析拔节期冬小麦冠层光谱特征,并根据Person相关系数分析176个波段的光谱反射率与全氮含量之间的相关性;(3)构建基于XGBoost算法的不同土壤肥力条件下拔节期冬小麦全氮含量无人机高光谱反演模型.结果表明:(1)176个波段(400~1000 nm)的光谱反射率与冬小麦全氮含量之间具有较强的相关性,除了735.5 nm外其他波段光谱反射率与全氮含量之间的相关系数均大于0.5;(2)基于XGBoost算法构建的拔节期冬小麦全氮含量无人机高光谱遥感反演模型具有较高的反演精度(R2=0.76,RMSE=2.68);(3)基于XGBoost算法的冬小麦全氮含量反演模型可以获取不同土壤肥力条件下田块尺度的全氮含量空间分布图,总体上呈现较为显著的空间差异.该研究可为冬小麦精准定量追肥提供一定的科学依据,也为发展无人机高光谱遥感的精准农业应用提供了参考.
关键词： 冬小麦全氮含量 无人机高光谱 XGBoost 遥感反演
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高湿高雾环境下红茶发酵图像实时采集系统研制
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为解决高湿高雾的红茶发酵场景下,无法实时采集图像的问题,该研究基于加热除雾防潮装置与工业相机系统,设计了高湿高雾环境下红茶发酵叶图像实时采集系统.系统主要由工业相机、镜头、加热除雾防潮装置、面光源、固定支架、控制软件与电脑组成.利用该系统采集单芽、叶片、茎、一芽二叶的发酵进程图像,通过图像处理技术,可以有效提取发酵叶的颜色特征信息;利用茶叶感官审评、发酵叶色泽与气味变化的方法,将采集的1564张图像分为发酵轻、偏轻、适度、过度4个带有红茶品质标签的数据集,数据集按照7:3的比例划分为训练集和测试集,训练集通过MobileNetV3+Vision Transformer技术搭建深度学习模型,模型预测准确率达到95.68%;开发的可视化红茶发酵程度判别软件,可以实现红茶发酵程度有效预测与结果输出.研究结果表明,设计的图像实时采集系统可为红茶发酵程度智能化判别装备研发提供数据基础和技术支持.
关键词： 可视化 发酵 图像分析 红茶 氧化铟锡镀膜玻璃 加热除雾 图像实时采集系统
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猪粪厌氧发酵的有机酸代谢与微生物群落相关性分析
《分析化学 》 2022 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：有机酸代谢和微生物菌群结构稳定性是维持厌氧消化系统高效运行的关键.为研究该理化物质代谢与微生物群落变化之间的关系,本研究以猪粪发酵体系为例,设置3个搅拌梯度(0、80和200 r/min),分别代表无搅拌、适度搅拌和过度搅拌条件,监测猪粪厌氧发酵过程中挥发性脂肪酸等理化性质的变化,再结合高通量测序技术,进一步分析微生物种群多样性变化.结果表明,发酵体系以厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)和广古菌门(Euryarchaeota)为优势菌.适度搅拌可在一定程度上促进微生物分解有机质的效率,形成稳定高效的微生物群落,其中,总固体、挥发性固体和化学需氧量去除率分别达到79.15%、63.63%和87.89%.有机质分解代谢产物以乙酸和丙酸为主,其浓度与拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度呈正相关性,与变形菌门(Proteobacteria)呈负相关性.过度搅拌使产氢产乙酸菌(如互养菌门(Synergistetes))丰度增加,引起耗氢产乙酸菌酸杆菌门(Acidobacteria)丰度随之增加,导致乙酸和丙酸浓度分别提高21.09%和6.44%,氢营养型产甲烷菌甲烷粒菌属(Methanocorpusculum)丰度随之增加31.95%,但甲烷产量反而下降,说明过度搅拌显著提高了乙酸和丙酸浓度,促进产甲烷途径由乙酸裂解型向低效的乙酸氧化产甲烷转化.本研究结果对于理解猪粪厌氧消化过程的有机酸代谢与产甲烷途径的调控具有重要的参考意义.
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