科研产出
不同干燥温度对金针菇菇根挥发性特征和口感特性的影响
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究不同干燥温度对金针菇菇根挥发性特征和口感特性的影响，采用电子鼻、电子舌、顶空固相微萃取气相色谱-质谱联用技术（headspace solid-phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry,HSSPME-GC-MS）对室温及40、50、60℃干燥处理的金针菇菇根挥发性特征和口感特性进行分析。结果表明，干燥温度对金针菇菇根中的游离氨基酸、可溶性蛋白质、粗多糖和5’-核苷酸含量具有显著影响，其中50℃干燥处理的金针菇菇根整体品质最好。不同干燥温度处理的金针菇菇根之间存在明显差异，通过主成分分析（principal component analysis,PCA）结合电子鼻、电子舌、HS-SPME-GC-MS指纹图谱可以清楚区分不同干燥温度处理的样品。层次聚类分析结果（欧氏距离为6.5）与主成分分析结果一致。本研究可为食用菌和其他类似热敏农产品的干燥提供理论支撑。
关键词： 干燥温度 金针菇菇根 电子鼻 电子舌 顶空固相微萃取气相色谱-质谱联用技术
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面筋蛋白咸味肽的分离纯化及结构鉴定
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了明确面筋蛋白酶解液中的咸味肽序列，对面筋蛋白咸味酶解物进行了分离纯化和结构鉴定。对酶解物脱盐处理后进行分离纯化。经过分级超滤，选择咸味最高、分子质量1 000 Da以下的组分进行葡聚糖凝胶Sephadex G-15过滤层析，结合感官评定结果筛选出咸味最强的组分，并利用液相色谱-串联质谱鉴定其氨基酸序列。最终得到面筋蛋白中咸味肽氨基酸序列为PFGQQ、PFSPQ、QPFP、PDFP、FDDP，分子质量分别为576.28、575.28、488.25、475.22、493.21 Da。本研究为面筋蛋白咸味肽的开发提供了一定理论依据。
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红油香椿生长期主要活性物质及挥发性成分动态变化规律
《食品科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：研究不同生长期红油香椿中主要活性成分及挥发性成分的动态变化规律,采集4-10月的红油香椿作为研究对象,采用常规理化方法测定香椿叶中总黄酮、总多糖、总皂苷、总生物碱含量,利用气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)联用法和气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)联用技术分析红油香椿叶中的挥发性成分变化,并结合聚类分析及主成分分析对不同生长期香椿挥发性成分进行比较区分.结果 表明:红油香椿中的主要活性物质随生长期呈现出明显的累积趋势,其中总黄酮、总多糖和总生物碱含量均在10月达到最高,总皂苷含量在9月达到最高.而挥发性成分随生长期发生显著变化,GC-MS和GC-IMS技术在不同月份的红油香椿中分别鉴定出109种和49种挥发性成分,主要为萜烯类、醛类、含硫类和醇类等化合物.GC-MS技术检测出的大多为大分子(C6~C20)且含量较高的挥发性成分,而GC-IMS检测出的大多为小分子(C4~C10)、挥发性强且含量低的挥发性成分.2种技术结合扩大了红油香椿样品中挥发性成分的检测范围,并且更加全面地反映红油香椿样品中挥发性成分随生长期的变化情况,为红油香椿的种植、品质评定以及综合开发利用提供科学依据.
关键词： 红油香椿;活性物质;挥发性成分;气相色谱-质谱联用;气相色谱-离子迁移谱联用;聚类分析;主成分分析
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融合多源时空数据的冬小麦产量预测模型研究
《农业机械学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为提高大尺度冬小麦产量预测精度,以2005—2019年河南省遥感数据、气象数据、土壤含水率等多源时空数据为特征变量,分析其与小麦单产的相关性,并基于随机森林算法对特征变量进行了重要性分析,构建了融合多源时空数据的冬小麦产量预测模型。结果表明:增强型植被指数(Enhanced vegetation index, EVI)、日光诱导叶绿素荧光(Solar-induced chlorophyll fluorescence, SIF)与高程为小麦产量预测的重要因子,与小麦产量呈高度正相关,对小麦产量预测的重要性指标均超过0.45,远大于土壤含水率、降水量、最高温度、最低温度等因子;基于随机森林算法构建的小麦不同生长阶段产量预测模型中,以10月—次年5月和10月—次年4月为特征变量的产量预测模型精度较高,R~2分别为0.85和0.84,RMSE分别为821.55、832.01 kg/hm~2,在空间尺度上,豫西和豫南丘陵山地模型预测相对误差高于平原地区。该研究结果可为大尺度作物产量预测提供参考。
关键词： 冬小麦 产量预测 遥感 多源时空数据 随机森林算法
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基于GF-1数据的夏玉米FPAR遥感动态估算
《农业机械学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探索高分一号卫星(GF-1)估算农作物光合有效辐射吸收比率(Fraction of absorbed photosynthetically active radiation,FPAR)的潜力,以田间小区与大田夏玉米为对象,基于GF-1卫星的16 m空间分辨率宽视场(Wide field view,WFV)传感器光谱响应函数对地面实测冠层高光谱反射率进行重采样,获取GF-1 WFV的模拟反射率,构建宽波段植被指数,利用与FPAR极显著相关且具有较高相关系数的植被指数,建立不同生育期夏玉米FPAR的一元与多元逐步回归模型,筛选FPAR估算的最适模型,并在此基础上实现县域尺度不同生育期的FPAR动态估算.结果表明:模拟宽波段光谱反射率与GF-1 WFV光谱反射率间的相关系数|R|为0.967~0.985,决定系数R2为0.935~0.969;基于模拟反射率构建3波段植被指数与FPAR的相关性优于2波段植被指数,增强型植被指数(EVI)、土壤调节植被指数(MTVI2)、可见光大气阻抗植被指数(VARI)、综合植被指数(TCARI/OSAVI)等3波段植被指数与FPAR均呈极显著相关性(P<0.01),且|R|为0.813~0.925;基于优选3波段植被指数估算FPAR的多元逐步回归模型效果优于一元回归模型,估算模型决定系数R2为0.762~0.843,验证模型决定系数R2为0.839~0.880,相对误差RE为7.037%~9.571%,说明多元逐步回归模型能更好地估算FPAR;以优选模型对区域尺度的FPAR进行空间分布及动态估算,并以实测值进行验证,估算值与实测值间决定系数R2为0.819~0.856,相对误差RE为8.41%~13.37%,说明基于GF-1 WFV估算区域夏玉米FPAR与实际空间分布及动态变化规律一致,为基于GF-1 WFV高分辨率遥感数据估算区域玉米FPAR及生产潜力提供了科学依据.
关键词： 夏玉米 高光谱 高分一号 光合有效辐射吸收比率 动态变化
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基于太赫兹时域光谱技术的烟草组分识别
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了准确识别不同烟草配方组分,利用太赫兹时域光谱技术,针对烟草工业常用的叶丝、梗丝和再造烟叶丝3种烟草配方组分开展太赫兹光谱特性分析和分类识别方法研究.对0.35~1.50 THz范围内3种烟丝的吸收系数谱和折射率谱进行分析,通过低方差滤波结合主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)进行光谱特征提取和降维,分别建立针对吸收谱和折射谱的支持向量机(Support Vector Machine,SVM)分类模型、最邻近分类(K-Nearest Neighbor,KNN)模型和袋装树(Bagged trees)分类模型.结果表明,基于吸收系数谱的分类模型准确率最高,低方差滤波结合PCA的特征提取算法能显著提高分类效果,其中KNN模型准确率达到98.3%.对频域光谱使用连续投影算法(Successive Projections Algorithm,SPA)特征提取并结合SVM模型,分类准确率也在90%左右.研究表明太赫兹时域光谱技术可应用于不同烟草组分的分类判别,为太赫兹技术在烟草物料无损检测的应用提供参考.
关键词： 光谱 模型 烟草组分 太赫兹时域光谱 分类识别 最近邻分类 低方差滤波
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基于深度学习的无人机遥感小麦倒伏面积提取方法
《农业机械学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为及时准确地提取小麦倒伏面积,提出一种融合多尺度特征的倒伏面积分割模型Attention_U2-Net.该模型以U2-Net为架构,利用非局部注意力(Non-local attention)机制替换步长较大的空洞卷积,扩大高层网络感受野,提高不同尺寸地物识别准确率;使用通道注意力机制改进级联方式提升模型精度;构建多层级联合加权损失函数,用于解决均衡难易度和正负样本不均衡问题.Attention_U2-Net在自建数据集上采用裁剪方式提取小麦倒伏面积,查准率为 86.53%,召回率为 89.42%,F1 值为 87.95%.与 FastFCN、U-Net、U2-Net、FCN、SegNet、DeepLabv3 等模型相比,Attention_U2-Net具有最高的F1值.通过与标注面积对比,Attention_U2-Net使用裁剪方式提取面积与标注面积最为接近,倒伏面积准确率可达97.25%,且误检面积最小.实验结果表明,Attention_U2-Net对小麦倒伏面积提取具有较强的鲁棒性和准确率,可为无人机遥感小麦受灾面积及评估损失提供参考.
关键词： 小麦 无人机遥感 倒伏面积提取 深度学习 U2-Net
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高灵敏度磁荧光免疫层析试纸模式构建及在呕吐毒素检测中的应用
《食品科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：构建基于磁荧光纳米材料的免疫层析试纸模式,弥补现在免疫层析技术的不足,为更灵敏的免疫学快速检测提供技术支撑.以呕吐毒素(deoxynivalenol,DON)为靶标,采用溶剂热法制备羧基修饰的超顺磁颗粒,碳二亚胺法将磁颗粒、绿色荧光蛋白及DON单克隆抗体进行偶联,一步法制备磁荧光抗体探针,以DON人工抗原(DON-BSA)为检测线建立磁荧光免疫层析试纸.同时用胶体金标记DON单克隆抗体,以DON-BSA为检测线建立胶体金免疫层析试纸;制备的磁荧光抗体探针具有很好的磁性、荧光特性及抗体反应性,基于该探针成功制备了DON磁荧光免疫层析试纸,该试纸回归方程为y=-0.562x+0.921,R2=0.990,IC50为5.611 ng/mL,检出限为1.089 ng/mL;制备了DON胶体金免疫层析试纸,该试纸裸眼检测灵敏度为500 ng/mL;定量检测回归方程为y=-0.543x+1.485,R2=0.991,IC50为65.16 ng/mL,检出限为11.94 ng/mL.DON磁荧光免疫层析试纸的灵敏度是胶体金免疫层析试纸的10.96倍.本实验建立的磁荧光免疫层析试纸模式可以同时实现样品的富集及荧光信号检测,提高检测灵敏度,并成功用于DON的检测,为磁荧光纳米颗粒广泛应用于免疫层析领域提供参考.
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金银花营养品质评价体系的构建
《中国食品学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：构建金银花营养品质评价体系,对筛选和发掘金银花优异资源及金银花药食同源综合利用具有重要意义.本研究以138份不同产地的金银花为试验材料,采用高效液相色谱法测定金银花中的绿原酸、芦丁、木犀草苷、异绿原酸A、异绿原酸C、木犀草素的含量;采用紫外分光光度法测定和计算金银花中总黄酮的含量.采用熵权法、灰色关联度分析和主成分分析建立金银花营养品质综合评价函数,通过概率分布建立金银花营养品质综合评分标准.结果表明,138份参试材料的7种营养成分含量各有差异,变异系数为8.32%~71.23%.7种成分均受环境的影响,然而影响程度不同.相关性分析表明,木犀草苷与绿原酸和芦丁均表现出极显著正相关;异绿原酸A与异绿原酸C表现出极显著正相关;木犀草素与异绿原酸A和异绿原酸C均表现出极显著负相关;总黄酮与异绿原酸A和异绿原酸C均表现出极显著正相关,与木犀草素表现出极显著负相关.PCA将7个营养组分指标简化为3个主成分因子,PC1包括异绿原酸A、异绿原酸C和木犀草素;PC2包括绿原酸和木犀草苷;PC3包括芦丁和总黄酮.3个主成分贡献率分别为44.339%,23.930%和18.382%,累计贡献率为86.651%.在此基础上,建立了金银花营养品质综合评价函数和金银花营养品质综合评分6级标准.利用评价体系对金银花资源营养品质进行综合分析,可以得到更加客观的营养评价结果,为筛选营养品质最优的金银花材料提供依据.
关键词： 金银花 营养品质 多元统计分析 灰色关联度分析 评价体系
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基于动网格的白萝卜热风干燥热质传递研究
《农业机械学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对果蔬干燥过程模拟时未能考虑收缩对几何模型及热质传递的影响而导致求解精度较差的问题，采用动网格技术优化果蔬热风干燥过程中热质传递的数学模型。选择结构均匀、干燥过程收缩率较明显的白萝卜作为代表性物料，试验结果表明：样品长度对收缩特性具有显著影响，当样品长径比为10时，干燥收缩的各向同性率最优，此时Hatamipour模型是最适合描述白萝卜热风干燥收缩规律的模型。基于动网格技术将收缩方程与热质传递方程耦合后探究白萝卜热风干燥的热质传递规律，结果表明：考虑收缩后由于迁移路径变短，物料内部水分脱除速率加快且表层水分梯度降低；与未考虑收缩情况相比，干燥前中期水分蒸发量较大而后期含水率较小，使得物料温度先迅速升高至30℃后缓慢提升至60℃的平衡温度，该趋势更接近试验值；考虑收缩方程后，物料内、外部含水率和温度模拟结果的偏差分别从17%～8%、12～2℃降低至14%～3%、3～2℃。结果表明：基于动网格的数值模拟具有更高的计算精度，为分析热风干燥过程中的热质传递规律提供了可靠的模型。
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