科研产出
基于抗氧化能力的牛血红蛋白的分步酶解工艺参数优化
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究牛血加工利用新技术，提高牛血蛋白资源利用率。该研究采用分步酶解法提取牛血红蛋白的抗氧化肽粗提物，从6种蛋白酶中筛选出最适蛋白酶组合，通过单因素试验优化温度、pH值、料液比、酶添加量和酶解时间，并通过响应面设计进一步优化酶添加量和酶解时间，得到牛血红蛋白抗氧化肽粗提物的最佳酶解工艺。结果表明：牛血红蛋白分步酶解的最佳工艺为：料液比40 g/L，一次酶解：风味蛋白酶添加量3 800 U/g、时间130 min、温度50℃、pH值7.5；二次酶解：碱性蛋白酶添加量2 900 U/g、时间60 min、温度40℃、pH值9.0。此工艺条件下的牛血红蛋白抗氧化肽粗提物的ABTS自由基清除能力为（333.62±6.29）μmol/g，具有优良的抗氧化活性，可作为食源性抗氧化肽的来源。该研究为牛血等副产物的综合加工利用提供了新思路，同时为食源性抗氧化肽的研发提供理论基础。
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融合无人机光谱信息与纹理特征的棉花叶面积指数估测
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：农田尺度下作物叶面积指数（Leaf area index, LAI）的精准监测，对于研究群体结构对产量和管理措施的响应具有重要意义。目前普遍采用无人机光谱特征反演作物的LAI指数，作为长势和冠层结构诊断的重要依据，其估测精度的准确性是否可以提高仍有待研究。作物表面特征，如灰度和颜色，在不同生育阶段会发生变化。为此，本研究考虑到LAI的影响因素，设置不同的种植密度和氮素水平营造差异化的冠层结构，利用搭载多光谱传感器的无人机获取主要生育时期棉花的冠层图像得到植被指数（Vegetation indexs, VIs）,基于二阶概率统计滤波（Co-occurrence measures）方法获取均值（MEA）、方差（VAR）、协同性（HOM）、对比度（CON）、相异性（DIS）、信息熵（ENT）、二阶矩（SEM）和相关性（COR）等8个纹理特征值（Texture features, TFs）。最后，采用支持向量机回归（SVR）、偏最小二乘法（PLSR）、深度神经网络（DNN）分别建立基于光谱特征、纹理特征以及二者结合的棉花LAI的估算模型，并比较差异。试验结果表明：VI（nir/green）、VI（nir/red）、GNDVI、OSAVI和均值与LAI具有较高的相关性；采用SVR建立的LAI估测精度最高（R~2=0.78,RMSE为0.22,RRMSE为0.10）;在3种估算模型中，植被指数与纹理特征相结合的SVR模型，较VIs、TFs模型精度分别提高7.89%和32.26%。因此，融合无人机光谱信息和图像纹理的LAI估算模型为密植作物棉花冠层结构的诊断提供了一种可行、准确的方法。
关键词： 棉花 叶面积指数 无人机 多光谱 纹理特征 机器学习
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BioSuee膜和硅酸盐对鲜杏采后果实转色的抑制作用
《食品科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了研究电商物流包装贮运期间BioSuee膜和硅酸盐材料对新疆鲜杏果实色泽转变速率的影响,以新疆小白杏、赛买提杏和李广杏为试材,分别采用PE膜(CK)、BioSuee膜(T1)和BioSuee膜结合微孔晶体硅酸盐保鲜剂(T2)进行商业化包装,在(10±1)℃条件下运输后,置于(25±1)℃的环境中贮藏,测定包装盒内O2/CO2体积分数、乙烯释放量及其合成代谢相关酶活力、色素含量、类黄酮和总酚水平的变化.结果表明,T2组形成了高体积分数CO2和低体积分数O2的包装环境,推迟了乙烯高峰出现时间并降低其峰值,延缓鲜杏果皮和果肉叶绿素降解,抑制类胡萝卜素、类黄酮、花色苷和总酚等物质的积累.T2显著延缓赛买提杏色泽由绿转黄再转红的进程,对杏果的转黄衰老具有显著抑制作用,能保持鲜杏在包装贮运期间的生理品质.本研究结果可为新疆鲜杏的电商物流贮运保鲜技术的研发提供支持.
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一氧化氮熏蒸工艺对鲜杏制干品质的影响
《食品科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对硫化方法易导致杏干果实发生漂白、异味及二氧化硫(sulfur dioxide,SO2)残留量高等问题,本研究以新疆吊干杏为材料,利用NO对杏果实进行制干前、后熏蒸工艺处理;研究在常温((25±1)℃)贮藏条件下,杏干生理指标、NO残留情况及感官品质的变化.结果表明,NO熏蒸能较好维持杏干的水分质量分数和水分活度(water activity,aw),抑制杏干贮藏期褐变度和总色差的升高,减缓可溶性固形物(total soluble solids,TSS)、可滴定酸(titratable acid,TA)、抗坏血酸(vitamin C,VC)和还原糖(reducing sugars,Rs)水平的下降,显著抑制杏干表面微生物的生长,较好地维持杏干的色泽和营养品质,其中NO-NO处理能更好地保持杏干的贮藏品质.杏干中NO3-和NO2-残留量均低于GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》要求.本研究可为NO气体熏蒸技术在杏干贮藏产业化应用提供理论和技术支撑.
关键词： 一氧化氮;熏蒸;鲜杏制干;贮藏品质
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无芯卷膜式残膜打包装置设计与试验
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对残膜打包装置工作中存在残膜包密度不合适、打包室空间不合理、结构复杂、残膜成包率低等问题，该研究设计了一种无芯卷膜式残膜打包装置，利用V字形布置的前后打包带代替辊筒构成打包室，结构简单，解决了辊筒缠膜的问题。建立了机具完成一行作业时打包装置生成的残膜包直径与农田每行长度的理论模型，并进行田间验证试验，结果表明合理的打包室空间应满足完成一行作业时打包装置生成的最小残膜包直径大于0.45m。通过分析打包室内残膜包成型过程和运动过程，设计以残膜包密度和成包率为指标，打包前角、打包带表面状态和打包带线速度为因素的正交试验，试验结果表明：机具较优作业参数组合为打包前角35°，打包带表面状态为粗糙面，打包带线速度1.167m/s。利用较优参数组合进行田间验证试验，残膜成包率为100%，残膜包密度平均值为121.137 kg/m~3，满足设计要求，该研究结果可为残膜打包装置的设计与研究提供参考。
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中国西部地区水-能源-粮食系统耦合协调度的时空特征
《中国环境科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：在2005~2018年中国西部地区水-能源-粮食系统综合发展评价的基础上,运用耦合协调度模型和地理加权回归模型对水-能源-粮食系统耦合协调度的时空特征及其影响因素进行实证研究.结果表明:(1)中国西部水-能源-粮食系统及其各子系统的综合发展指数总体呈波动上升趋势,其中,水资源和能源子系统在2011年后长期滞后于粮食子系统,成为西部地区水-能源-粮食系统耦合协调发展的短板.(2)2005~2018年,中国西部水-能源-粮食系统耦合协调度从勉强耦合协调进入初级耦合协调阶段,且耦合协调度呈现"南高北低"的时空特征.(3)居民消费水平和人口规模对甘肃、内蒙古等西北地区的系统耦合协调度具有正向影响,对重庆、云南等西南地区具有负向影响,影响程度在地理空间上均呈现出"北正南负"的空间特征;地方财政环保投入的影响程度从北到南逐渐增大,广西、贵州、四川、陕西的系统耦合协调度受该因素的影响最大;R&D投入强度对系统耦合协调的推动作用相对较小,影响程度呈现"北高南低"的空间特征.基于上述分析结果,提出了多资源系统联合发展视角下的区域资源管理方式,减少对有限资源间的依赖性,改善人口规模及环保科技投入等因素,构建具有西部区域特色、体现资源优势、富有竞争力的水-能源-粮食系统耦合协调发展策略.
关键词： 中国西部 水-能源-粮食系统 耦合协调度 影响因素
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基于光谱分析探讨磷酸与焦磷酸改性生物炭的磷素形态
《光谱学与光谱分析 》 2022 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：通过磷酸(H3 PO4)和焦磷酸(H4 P2 O7)对生物炭改性能够使其更适于农业应用.探明H3 PO4和H4 P2 O7改性生物炭的P赋存形态与结合方式,将有助于揭示其表面P的生物有效性.以麦秆生物炭(WBC)与棉秆生物炭(CBC)为原料,分别通过H3 PO4和H4 P2 O7制备了H3 PO4改性生物炭(P-WBC和P-CBC)和H4P2O7改性生物炭(PA-WBC和PA-CBC).利用拉曼光谱(Raman)与扫描电镜能谱(SEM-EDS)对改性生物炭结构与P分布变化进行表征,采用傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)探究改性生物炭表面P结合方式,并结合Hedley磷分级方法与可见分光光度法,定量分析改性前后生物炭中P形态及含量变化.结果表明,H3 PO4和H4 P2 O7改性后生物炭IG/ID值增大,石墨化结构增强,形成了含P颗粒状结构.H3 PO4和H4 P2 O7改性促进了生物炭表面羧基(—COO H)、P—O—P和P—H等酸性官能团与含P基团的形成,且H3 PO4改性生物炭和H4 P2 O7改性生物炭表面官能团种类相似.XPS结果显示,与WBC和CBC相比,改性处理中的O(1s)峰相对含量显著增加了13.15% ~32.44%,P(2s)峰相对含量显著增加了18.54% ~27.02%(p<0.05).反褶积分峰将P(2s)与O(1s)分为C—P—O,C—O—P,O=P-O,C=O与(或)P=O,C—O—C与(或)P—O—C和P—O—P六类.较H3 PO4改性而言,H4 P2 O7改性能够促进更多C—O—P,O=P-O,C—O—C与(或)P—O—C和P—O—P键的形成.改性也使得生物炭中总P含量显著增加,且PA-WBC和PA-CBC中P含量显著高于P-WBC和P-CBC.与WBC和CBC相比,改性处理中活性P含量显著提高2.36~14.77 g·kg-1,稳定态P含量显著降低0.06~0.17 g·kg-1(p<0.05).与P-WBC和P-CBC相比,PA-WBC和PA-CBC的活性P、中等活性P分别显著增加了5.27~15.66和0.53~0.64 g·kg-1,稳定态P含量减少了0.03~0.34 g·kg-1(p<0.05).H3 PO4和H4 P2 O7改性改变了P在生物炭表面的结合方式,同时增加了P的活性.H3 PO4和H4 P2 O7改性生物炭间,不同形态P含量和结合方式的差异对进一步探究P的生物有效性具有重要意义.
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应用于日光温室墙体的相变材料热物性优化研究
《太阳能学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：建立日光温室计算传热模型,以室内空气温度和墙体内表面温度为指标,通过实验方法验证了所建立的传热模型准确性,最后分析相变材料相变温度、相变焓、导热系数、密度等热物性对室内最低温度和相变蓄热率的影响规律,确定被动式相变蓄热墙体和主-被动式相变蓄热墙体的最佳相变材料热物性,阐明了实际应用时相变材料选择原则.研究结果表明,所建立的日光温室传热模型具有较高准确性,可用于日光温室墙体相变材料热物性优化;主-被动式相变蓄热墙体最佳相变材料的相变温度为27℃,相变焓为200 kJ/kg,导热系数为0.35 W/(m·K),密度为440 kg/m3,被动式相变蓄热墙体最佳相变材料的相变温度为26℃,相变焓为200 kJ/kg,导热系数为0.35 W/(m·K),密度为792 kg/m3;最佳相变材料热物性应用时,2种墙体室内最低温度均可达到15.0℃,但是被动式相变蓄热墙体的相变蓄热率较主-被动式相变蓄热墙体减小29.5%.本研究可为相变材料在日光温室的高效利用提供参考.
关键词： 太阳能建筑 蓄热 相变材料 墙体 热物性 日光温室
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二氧化硫调控亚硫酸盐代谢对葡萄采后灰霉病的抑制作用
《中国食品学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了探明二氧化硫（SO2）调控亚硫酸盐代谢途径对鲜食葡萄采后灰霉病的抑制作用，以新疆木纳格葡萄为试材，采用200μL/L SO2熏蒸处理后损伤接种灰葡萄孢，测定贮藏期间果实品质相关参数，分析亚硫酸盐代谢途径中代谢物含量、相关酶活性变化趋势及相关基因的表达量，研究外源SO2处理对葡萄采后亚硫酸盐代谢途径的作用方式，探讨亚硫酸盐代谢水平与果实抗灰霉病之间的关系。结果表明：SO2熏蒸能延缓果实的发病率，降低贮藏期间果实的失重率，保持其硬度，延缓可溶性固形物和可滴定酸含量的下降，诱导亚硫酸盐含量的上升。外源SO2显著提高了果实中硫化氢（H2S）和半胱氨酸（Cys）的含量，增强了亚硫酸盐还原酶（SiR）、丝氨酸乙酰转移酶（SAT）和乙酰丝氨酸裂解酶（OAS-TL）的活性，并诱导了VvSiR1、VvSAT1、VvSAT2、VvSAT5和VvOAS-TL基因的表达，说明外源SO2通过对亚硫酸盐代谢途径的调控来增强葡萄采后对灰霉病的抗性。
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巴旦木物料壳仁风选装置试验及参数优化
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了研究巴旦木壳仁物料的空气动力学特性,确定较优的壳仁风选参数,提高清选率,该研究采用理论计算与试验相结合的方式对巴旦木物料的空气动力学特性进行研究,根据悬浮速度研究结果设计巴旦木壳仁风选装置并对破壳后的巴旦木壳仁混合物料进行风选试验,基于响应面法优化求解得出风选装置较优参数组合.巴旦木壳仁混合物料的空气动力学特性试验结果表明,大壳、中壳、小壳和仁的悬浮速度变化范围分别为:9.92~11.03、8.86~9.66、8.27~8.85、13.10~13.96 m/s,控制气流速度在8.27~11.03 m/s范围内可较好地分离壳和仁.风选装置流场仿真分析结果表明,风选装置筛面风速分布呈中心高、四周低的特点.巴旦木壳仁风选试验结果表明,风选装置工作参数对清选率的影响从大到小排序为:筛体振动频率、清选风机转速、波纹筛倾角、风选装置喂入量、离心风机转速,结合壳仁风选试验与软件优化求解得出清选率较高的较优参数组合为:风选装置喂入量6 kg/min、清选风机转速1160 r/min、筛体振动频率为47 Hz、波纹筛倾角3°、离心风机转速1275 r/min,采用优化参数组合进行验证试验,清选率达99.144%.研究结果可为巴旦木壳仁风选设备研发与优化提供理论依据.
关键词： 机械化;优化;悬浮速度;壳仁风选;清选率
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