科研产出
外源接菌对发酵辣椒微生物群落和挥发性风味化合物的影响
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：利用乳酸克鲁维酵母Km和植物乳杆菌QB3制备了多种发酵辣椒制品，理化指标分析发现QB3发酵辣椒消耗最多还原糖，导致发酵液的pH值下降最快，并且使短链脂肪酸和VA含量分别提高了62.5%和13.8%。发酵辣椒中微生物多样性和挥发性代谢组分析表明，接种QB3发酵具有生长优势并降低了微生物的α多样性；发酵辣椒中共检出73种挥发性化合物，46种挥发性化合物可能对风味具有贡献，相关性分析表明148种微生物可能参与71种化合物的合成，植物乳杆菌和乳酸克鲁维酵母可能参与26种挥发性化合物的合成，并且乳酸克鲁维酵母是风味物质形成的关键，而挥发性化合物的合成多数与植物乳杆菌呈负相关。该研究结果为通过接种乳酸菌和酵母菌发酵制备多种风味发酵辣椒制品提供理论依据和技术支撑，为发酵食品风味的多元化提供参考。
关键词： 发酵辣椒 乳酸克鲁维酵母 植物乳杆菌 多样性 代谢组 相关性
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基于APSIM模型的低纬高原蔗区甘蔗生产潜力
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对中国（云南）低纬高原蔗区甘蔗产业高质量发展受限于不同生态条件下的甘蔗生产潜力缺乏系统评估的问题，该研究基于低纬高原不同生态蔗区17个代表站点1981–2010年的气象资料，采用大田试验数据统计结合APSIM（agricultural production systems simulator）作物模型模拟的方法，分析了典型播期充分灌溉和雨养条件下甘蔗主栽品种的蔗茎产量和糖分差异，并对不同水平的甘蔗生产潜力进行了系统评估。结果表明，无论在灌溉模式还是雨养模式下，不同生态蔗区的甘蔗生产潜力和产量差均存在差异，特别是半湿润蔗区的灌溉模式与雨养模式之间产量差异显著（P＜0.05），增产潜力大；典型春播种植模式下，湿润区的潜在产量为123.1～134.6 t/hm~2，半湿润区的潜在产量为99.3～132.7 t/hm~2，当前农户平均单产已达72.0 t/hm~2，仍有25.2%～45.4%的蔗茎增产潜力，7.4%～11.1%的糖分增产潜力，以及25.5%～49.7%的蔗糖增产潜力。蔗区生态气候、播期水氮管理优化和良种推广是影响和提升甘蔗生产潜力的重要因素。在生态气候上，湿润蔗区降雨充足，灌溉模式与雨养模式之间的潜在产量差小，进行补充灌溉对蔗茎产量的增产效果不明显，还会降低蔗茎糖分，适合采用雨养模式为主，注重高产稳产的种植策略；半湿润蔗区降雨不足，灌溉模式与雨养模式之间的潜在产量差大，灌溉模式较雨养模式增产增糖效果明显，适合采用节水灌溉为主，注重高糖高效的种植策略。在播期和水氮优化上，春植蔗生育期长度适中（360 d），水氮需求适中（施氮120 kg/hm~2，湿润区灌水656 mm，半湿润区灌水970 mm），远低于秋植蔗的生育期时间（480 d）和水氮需求（施氮240 kg/hm~2，湿润区灌水964 mm，半湿润区灌水1 342 mm），但仍可获得较高的产量（122～133t/hm~2），因此，以春植蔗为主的播期和水氮优化种植模式在低纬高原蔗区被广泛接受，是促进甘蔗产业提质增效的有效措施。在良种推广上，云蔗05-51产量表现突出，在湿润蔗区和半湿润蔗区均可作为主推品种；桂柳05-136糖分表现突出，可作为湿润蔗区的主推品种。研究结果为低纬高原蔗区甘蔗产业可持续发展特别是节水抗旱栽培提供依据。
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基于偏最小二乘法判别分析与随机森林算法的牛肝菌种类鉴别
《光谱学与光谱分析 》 2022 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：牛肝菌作为一种著名的野生食用菌,具有较高的食用价值和经济价值.牛肝菌种类繁多,不易区分,建立一种有效、快速、可信的种类鉴别技术,可为牛肝菌提高品质提供一种方法.本研究采集云南不同地区7种野生牛肝菌共计683株,获取样品中红外光谱和紫外光谱,分析不同种类牛肝菌平均光谱图特征.基于多种预处理组合(SNV+SG,2D+MSC+SNV,1D+MSC+SNV+SG,MSC+2D)的单一光谱数据结合两种特征值提取法(PCA,LVs)构建了偏最小二乘法判别分析与随机森林算法并结合数据融合策略对牛肝菌进行种类鉴别,有一定的创新性.结果表明:(1)中红外光谱和紫外光谱的不同种类牛肝菌平均光谱吸收峰差异较小,吸光度具有细微差异.(2)合适的预处理可提高光谱数据信息,偏最小二乘法判别分析和随机森林算法模型的中红外光谱数据和紫外光谱数据最佳预处理组合为2D+MSC+SNV,SNV+SG,2D+MSC+SNV,1D+MSC+SNV+SG.(3)单一光谱模型中,中红外光谱模型优于紫外光谱模型,中红外光谱最佳预处理组合2D+MSC+SNV的偏最小二乘法判别分析模型正确率训练集99.78%,验证集99.12%;随机森林模型正确率训练集93.20%,验证集99%.(4)数据融合策略提高了分类正确率,低级融合的偏最小二乘法判别分析模型训练集和验证集正确率为100%,99.12%.随机森林模型训练集和验证集正确率为92.32%,99.14%.(5)随机森林算法中级数据融合Latent variable(LVs)正确率为训练集92.76%,验证集96.04%;中级数据融合Principal components analysis(CPA)正确率为训练集97.15%,验证集100%.(6)偏最小二乘法判别分析中级数据融合(LVs)正确率为训练集100%,验证集99.56%;中级数据融合(CPA)训练集和验证集正确率均能达到100%.基于偏最小二乘法判别分析和随机森林算法结合数据融合策略对牛肝菌进行种类鉴别,鉴别效果理想.偏最小二乘法判别分析中级数据融合(CPA)可作为一种低成本高效率的牛肝菌种类鉴别技术.
关键词： 牛肝菌;中红外光谱;紫外光谱;偏最小二乘法判别分析;随机森林;数据融合
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云南温光敏两系杂交小麦研究进展与思考
《科学通报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：1992年,湖南农业大学和重庆市农业科学院分别育成小麦光温敏核不育系ES系列和温光敏核不育系C49S系列,为中国小麦杂种优势利用开辟了一条新途径.同年云南省引进ES和C49S进行育性鉴定,筛选出的重庆温光敏不育系C49S-87在云南3个生态区有15~20d的不育期,利用该不育系育成的杂交小麦品种云杂3号于2002年通过云南省审定并实现了较大面积的生产应用.2001年,利用C49S-87育成不育期更长、育性更稳定、异交结实性更好的不育系K78S,以之组配的云杂5号和云杂6号分别于2004、2005年通过云南省审定.借助云南小麦生长期间多风、少雨的有利条件和K78S的优良异交结实习性,研究建立了父、母本带状种植机械化高效制种技术,制种产量可达到4500 kg/ha以上,促进了杂交小麦品种在云南的推广应用.同时还研发了基于小麦玉米杂交的小麦双单倍体技术用于加速不育系、恢复系创制以及亲本提纯.2005年之后,受配合力优良的实用型不育系少、恢复系育种体系不完善、不育系和恢复系的条锈病抗性丧失等因素影响,云南省在强优势杂交小麦品种选育上进展甚微.本文总结了温光敏两系杂交小麦在云南研究30年的成功经验,并对存在的问题及其对策进行了探讨,以期为今后的杂交小麦育种提供参考.
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高原湖泊周边浅层地下水:磷素时空分布及驱动因素
《环境科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：高原湖泊周边农田磷肥的大量施用和城镇村落的聚集造成了土壤剖面磷素不断累积和含磷污染物的大量排放,加剧了湖泊周边浅层地下水的磷污染,磷随湖泊周边区域浅层地下径流入湖也影响着高原湖泊的水质安全.2019~2021年雨季和旱季,通过对云南8个湖泊周边农田和居民区水井进行监测,分析了 452个浅层地下水样中磷浓度的时空差异及驱动因素.结果表明,季节变化和土地利用影响了浅层地下水中磷浓度及其组成,表现为雨季浅层地下水中磷浓度大于旱季,农田大于居民区;溶解性总磷(DTP)是总磷(TP)的主要形态,占75%~81%,溶解性无机磷(DIP)是DTP的主要形态,占74%~80%.8个湖泊周边近30%的样本TP浓度已超过地表水Ⅲ水标准(GB 3838),其中,洱海(52%)、杞麓湖(45%)、星云湖(42%)和滇池(29%)湖泊周边地下水磷的超标率远高于阳宗海(16%)、抚仙湖(13%)、程海(6%)和异龙湖(5%).影响浅层地下水磷浓度的关键因子是土壤剖面中水溶性磷(WEP)、含水率(MWC)、土壤有机质(SOM)、总氮(TN)、pH和浅层地下水中pH、水位(P<0.05).土壤WEP、SOM、TN、MWC和地下水中pH的增加显著增加了浅层地下水中DIP和DTP浓度,而地下水位的降低显著减少了地下水中DTP和DIP的浓度.
关键词： 浅层地下水 磷(P) 时空分布 高原湖泊 驱动因素
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烘焙程度对小粒咖啡5-羟甲基糠醛生成的影响
《中国食品学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：基于液液-分散固相萃取净化和高效液相色谱仪建立烘焙咖啡中5-羟甲基糠醛定量测定方法.采用1%乙酸-乙腈溶液作为提取溶剂,3.0 g氯化钠+1.0 g乙酸钠为盐析剂,50 mg C18粉+20 mg N-丙基乙二胺+200 mg无水硫镁酸为分散固相萃取净化剂.以Shiseido CAPCELL PAK MG C18色谱柱(150 mm×4.6 mm i.d.,5.0μm)为分析柱,实现5-HMF的分离,以甲醇-水溶液为流动相进行梯度洗脱.在优化条件下,5-HMF在0.5~50.0 mg/L线性范围内线性良好,相关系数为0.9991,检出限为0.01 mg/kg,定量限为0.03 mg/kg,在3个加标水平下,5-HMF的加标回收率为85.50%~105.5%,相对标准偏差为4.28%~7.59%(n=5).采用本方法测定了烘焙小粒咖啡中5-HMF含量.结果表明:烘焙温度、烘焙时间和烘焙程度,对小粒咖啡中5-羟甲基糠醛含量影响非常明显.
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铜、碘掺杂碳点过氧化物模拟酶比色探针检测茶叶中痕量Pb(II)
《食品科学 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：基于Pb(II)对铜、碘掺杂碳点模拟酶的活性调节,建立简单、灵敏测定茶叶中Pb(II)的比色探针新方法。铜、碘掺杂碳点的动力学分析结果表明:其模拟酶催化参数符合典型的米氏方程模型。Pb(II)吸附于铜、碘掺杂碳点表面后,可促进底物3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(3,3’,5,5’-tetramethylbenzidine,TMB)的氧化。Pb(II)在0.27～27.02 mg/L范围内呈良好的线性关系。将该方法用于Pb(II)含量的测定,其检出限可达到34.3μg/L,实际茶叶样品的加标回收率在92.41%～101.85%范围内,满足GB 5009.12—2017《食品中铅的测定》中的检测要求。该方法具有简便、稳定、特异性强等特点,其检出限也低于国家规定的食品中Pb(II)含量限值。
关键词： 铅 铜、碘掺杂碳点 过氧化物模拟酶 比色探针 茶叶
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ATR-FTIR和UV-Vis结合数据融合策略鉴别滇黄精产地
《光谱学与光谱分析 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：黄精药材品质优劣与基原植物产地环境因子密切相关,建立简单、快速且能够准确鉴别药材产地的方法对保证其质量可控及用药安全具有重要的理论意义和应用前景。研究中以云南、四川和广西9个产地的133份滇黄精Polygonatum20kingianumcoll.et20Hemsl根茎为试验材料,采集衰减全反射-傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）和紫外-可见光光谱（UV-Vis）数据预处理后分别建立单一光谱随机森林（Random20forest,RF）模型;将ATR-FTIR与UV-Vis数据直接串联完成低级融合,提取两种光谱的主成分数（PCs）和潜在变量（LVs）以实现中级（中级融合PCs和中级融合LVs）和高级数据融合（高级融合PCs和高级融合LVs）,基于不同数据融合策略分别建立RF模型;比较不同模型的正确率（ACC）、灵敏度（SEN）和特异性（SPE）,筛选产地鉴别最佳模型。结果显示,不同产地滇黄精ATR-FTIR和UV-Vis峰型相似,吸光度略有差异,ATRFTIR显示14个共有峰,与糖类、甾体皂苷、黄酮类和生物碱类物质有关,其UV-Vis共有峰主要位于272及327nm处,与黄酮类物质有关;ATR-FTIR、UV-Vis和低级融合的RF模型,训练集和预测集ACC分别为（76.34%,95.00%）,（80.65%,95.00%）和（83.87%,100.00%）,但SEN和SPE值较低,故不宜采用;中级融合PCs和中级融合LVs的RF模型的SEN和SPE分别为大于0.91和0.98,训练集ACC分别为91.40%和97.85%,预测集ACC均为97.50%;高级融合PCs和高级融合LVs的RF训练集ACC分别为77.42%和97.85%,预测集ACC均为95.00%,高级融合PCs的RF模型鉴别效果较差,高级融合LVs的RF模型存在过拟合现象;模型鉴别能力为中级融合LVs>中级融合PCs>低级融合>20UV-Vis>ATR-FTIR>高级融合PCs;提取LVs对产地鉴别的方法优于PCs;中级融合LVs建立的RF模型鉴别ACC最高,SEN和SPE大于0.98,模型性能最佳。该方法可为黄精药用资源的科学评价提供理论依据和技术支撑。
关键词： 滇黄精 产地鉴别 数据融合 数据衰减全反射-傅里叶变换红外光谱 紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）
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应用光谱分析方法测定牛肝菌的产地和不同部位矿物质含量
《光谱学与光谱分析 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：我国是全球最大的牛肝菌出口国,云南则是国内牛肝菌最大产区.美味牛肝菌香郁爽滑、营养丰富,备受消费者青睐,但因不同的地理气候和环境差异,导致品质参差不齐.开展云南省不同产区美味牛肝菌产地鉴别,有利于提高商品质量控制.本研究采集云南省13个产地美味牛肝菌样品124份,使用傅里叶变换中红外光谱(FTIR-MIR)、傅里叶变换近红外光谱(FTIR-NIR)、紫外可见光谱(UV-Vis)和电感耦合等离子体原子发射光谱法测定光谱信息与不同部位矿质元素含量并进行分析,对原始光谱进行平滑(Savitzky-Golay,SG)、二阶导数(SD)、标准正态变换(SNV)等预处理,数据使用Kennard-Stone分类法分为训练集与预测集,通过偏最小二乘辨别分析(PLS-DA)和支持向量机(SVM)建立分类模型后进行对比分析,寻找最佳的产地鉴别方法.结果显示:(1)元素测定方法中茶叶标准物质回收率在91.00% ~106.00% 之间,方法准确可靠;(2)美味牛肝菌富含元素K,P,Mg,Na和Ca且不同部位相同产地,不同产地相同部位元素之间存在差异性,可能与美味牛肝菌不同部位的富集能力和不同产地地理环境差异相关;(3)中级融合通过主成分分析(PCA)提取重要信息,其中FTIR-MIR和UV-Vis光谱数据的累计贡献率达到83.50% 和66.70%,代表重要信息变量;(4)在PLS-DA与SVM模型中,数据融合后的产地鉴别效果基本高于单一数据鉴别,说明数据融合策略在美味牛肝产地鉴别中效果显著;(5)采用Hottelling T2检测法对数据融合进行异常值检验,结果表明模型未超过置信区间,具有准确性与可信性;(6)PLS-DA模型的初级融合和中级融合结果都高于SVM,说明PLS-DA模型中级融合可以作为产地鉴别的最佳方法.多种光谱结合不同部位矿质元素可准确鉴别不同产地美味牛肝菌,为云南美味牛肝菌地域品质差异评价提供有效的分析方法.
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基于光谱和色谱数据融合策略的青叶胆及近似种的鉴别研究
《光谱学与光谱分析 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：青叶胆(Swertia leducii)为獐牙菜属(Swertia)一年生草本植物,在肝炎病治疗方面效果显著.其与同属近似种外观极其相似,加之常以干燥全草入药,仅从形态难以正确鉴别.不同物种有效成分存在明显差异,其药效也有所不同.基于光谱和色谱数据融合建立青叶胆及近似种的鉴别方法,为青叶胆药用真实性与安全性提供科学依据.采集青叶胆及其近似种植物共102份样品的傅里叶变换红外光谱(FTIR)和超高效液相色谱(UPLC)指纹图谱;利用标准正态变量(SNV)、多元散射校正(MSC)、 Savitzky-Golay平滑(SG)、一阶导数(1D)、二阶导数(2D)等方法对原始红外光谱数据进行预处理,通过系统聚类分析(HCA)探讨獐牙菜属不同种类样品化学信息相似性与差异性; Kennard-Stone算法将所有样品按2∶1比例划分为训练集和预测集,训练集基于FTIR, UPLC,低级与中级数据融合建立随机森林(RF)判别模型,预测集用于验证模型预测能力,其中灵敏性(sensitivity)、特异性(specificity)、精密度(precision)和正确率(accuracy)用来评价模型性能.结果显示:(1)采用SNV+SG+2D组合对FTIR数据进行预处理,R~2Y和Q~2最大,分别为91.2%和84.1%,所有类别被正确区分,为最佳预处理.(2)HCA反映了5种獐牙菜属植物样品分类情况与亲缘关系,除紫红獐牙菜外,其余4种獐牙菜植物均分类正确,准确率为93.1%;青叶胆、川东獐牙菜、紫红獐牙菜与西南獐牙菜亲缘关系较近.(3)基于FTIR、 UPLC、低级和中级数据融合策略建立RF判别模型,样品错判总数分别为1, 5, 1和0,中级数据融合效果最佳,所有样品均正确分类,所建模型性能良好.FTIR与UPLC通过中级数据融合策略结合RF判别分析能正确鉴别不同种类獐牙菜属植物,结合HCA分析能够明确青叶胆及其近似种之间的亲缘关系,为獐牙菜属植物资源开发与质量控制提供理论基础.
关键词： 数据融合 物种鉴别 青叶胆 近似种 傅里叶变换红外光谱 超高效液相色谱
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