科研产出
基于UPLC-MS/MS和GC-IMS技术分析采前套袋与未套袋油?果实品质差异
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用超高效液相色谱-串联质谱（ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS）和气相-离子迁移谱（gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS）技术结合多元统计分析方法，分析采前套袋对油?果实代谢产物、代谢途径以及挥发性成分的影响。结果表明，采前套袋后油?果皮和果肉着黄色。基于UPLC-MS/MS技术鉴定到604个油?果实代谢物，采前套袋改变果实代谢特征和代谢途径，筛选出显著差异代谢物58个，上调物质22个，下调物质36个；其中，与滋味相关的糖类和有机酸等物质含量差异不显著，而与滋味相关的氨基酸部分差异显著。基于GC-IMS技术鉴定到油?果实含有醛类14种、酯类5种、醇类4种、酮类3种和其他1种共27个挥发性物质，多数酯类物质在未套袋果实中含量较高，多数醇类物质在套袋果实中含量较高。采前套袋与未套袋油?果实挥发性成分具有不同的指纹图谱。基于中药数据库和已鉴定代谢物查询到199个活性成分，根据筛选标准得到37个关键活性成分，其中，采前套袋果实的槲皮素含量下调。由此说明，采前套袋可提高油?果实外观品质，对果实滋味、香气和功效成分等部分有影响。
关键词： 油? 套袋 超高效液相色谱-串联质谱技术 气相-离子迁移谱技术 品质
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茶鲜叶萎凋过程中摊青工艺对白茶品质的影响
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探明茶鲜叶萎凋过程中摊青工艺对白茶风味品质和生化成分的影响，在控温除湿环境中以基于静态摊晾于水筛加工而成的白茶为对照，在不同茶鲜叶减重率（65%、70%和75%）时对在制品进行并筛或堆青处理。结果表明，各处理制成的白茶呈现出较为相似的感官品质特征，但堆青处理相较并筛处理及对照茶样的香气鲜度下降而滋味甜度提高。在并筛处理中以在减重率为70%时并筛略优于在减重率为65%时并筛的白茶品质，且二者均以薄并筛处理较优于对照茶样。在减重率达75%时对在制品进行相同时长不同厚度的堆青处理（堆青方式：2～6筛并1筐）以厚堆处理的白茶品质较优，而不同时长相同厚度的堆青处理（堆青时长：2～6 d）则以短时堆青的白茶品质为佳。不同摊青处理白茶的儿茶素类、生物碱和主要氨基酸组分无明显规律性差异。相较静态/并筛工艺组，堆青工艺组茶样中呈甜味的脯氨酸和苯乙醇、橙花醇、香叶醇等花果香成分显著降低（P＜0.05）。基于茶样生化组成的模式识别可将全部供试茶样划分成静态/并筛工艺组与堆青工艺组2种类群。堆青处理可通过促进脂肪酸代谢，增加烷烃类、降异戊二烯类和醛类化合物含量来有效调节白茶样品的生化组成；橙花醇、橙花醛和香草醛等23种化合物可视为其与静态/并筛工艺组茶样相互区分的主要特征标识物（群）。研究结果可为基于摊青方式的白茶风味品质工艺技术调控提供参考依据。
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多孔富缺陷半导体应用于光催化降解废水有机污染物
《材料导报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：多孔半导体材料具有大的比表面积、反应物与产物的择优选择性、光子与电子的传输微通道，极利于促进光催化反应进程，提升催化效率，在废水有机物的吸附与光催化方面有着重要应用。多孔半导体独特的结构在废水有机物处理过程中可发挥出光化学、动力学及电子学上的优势:大孔结构可作为光扩散与传输路径增加光子的吸收率;介孔孔道对物质具备特定的选择性，对复杂反应体系显得尤为重要;微孔能为电荷传导与迁移提供微观通路。结构缺陷以往被认为是光催化反应中的不利因素，会成为电子-空穴对的复合中心，缩短光生载流子的寿命，降低反应效率。近来研究者提出了新观点:结构缺陷能为光催化过程提供更多的反应场所和活性位点，表面缺陷的储氧作用可促进光催化氧化反应进程，晶格缺陷可作为光生电子迁移的微观通道。将缺陷位引入多孔构架设计成多孔缺陷结构，缺陷位的引入可显著增强多孔结构的光电及催化性能，在废水有机物光催化反应中突显出储氧作用、载流子分离与传输效应及优良的的催化性能。半导体多孔结构协同缺陷活性位极大地促进了光催化反应进程，提升了废水有机物光催化氧化分解效率，缺陷活性位与多孔结构相结合将是光催化剂设计的一个新方向。本文概述了多孔半导体材料在光催化反应中的结构优势、多孔半导体微纳结构的“导向合成”与缺陷位设计、多孔缺陷半导体在光降解废水有机物过程中的光电效应及作用机制，并提出结构缺陷作为光生载流子复合中心的负面效应是应用研究中需要克服的问题，分析及展望了多孔缺陷结构光催化剂的应用前景，为制备高效降解废水有机物的高活性光催化材料提供设计思路。
关键词： 多孔半导体 缺陷活性位 导向连接 储氧作用 电荷传输 废水有机物 光催化机理
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木豆种子和荚的化学成分及其抗氧化、抗炎活性
《林业科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：[目的]对木豆种子和荚部位的化学成分进行分离鉴定,并研究这些化学成分的抗氧化、抗炎活性,以期为发现新的天然抗氧化、抗炎活性成分以及木豆资源的开发利用提供科学依据.[方法]分别采用95%乙醇回流提取木豆种子和荚,提取液过滤后减压浓缩得到木豆种子和荚的浸膏.浸膏分别用不同有机溶剂萃取,对乙酸乙酯萃取部继续采用硅胶、凝胶等柱层析色谱分离技术进行进一步的分离、纯化.利用MS、NMR等技术鉴定分离得到的化合物的结构.通过测定化合物DPPH自由基清除能力评价化合物的抗氧化活性,采用Griess法测定化合物对脂多糖诱导小鼠巨噬细胞RAW 264.7产生NO的抑制能力评价化合物的抗炎活性.[结果]从木豆种子乙酸乙酯萃取部中分离出4个化合物,通过ESI-MS、NMR等技术鉴定为对苯二酚(S1)、1–亚油酰–3–棕榈酰甘油(S2)、胡萝卜苷亚油酸酯(S3)、豆甾烷–3β,6α–二醇(S4).从木豆荚乙酸乙酯萃取部中分离出5个化合物,根据理化性质初步鉴定为黄酮类化合物,通过ESI-MS、NMR等技术鉴定为2',5,7–三羟基–4'–甲氧基异黄酮(P1)、毛蕊异黄酮(P2)、大豆苷元(P3)、2'-羟基染料木素(P4)、染料木素(P5).化合物S1~S4、P1~P2为首次从木豆属植物中分离得到,其中化合物S2为新化合物.抗氧化和抗炎活性研究表明,化合物S1、P1、P2、P4具有较强的DPPH自由基清除活性,EC50值分别达到(63.10±0.15)、(64.97±0.67)、(79.63±1.14)和(79.43±1.29)μmol·L?1,化合物S1~S2、P1~P5具有较强的NO抑制活性,IC50值分别为(31.36±0.44)、(52.08±1.11)、(30.66±0.83)、(46.30±0.90)、(55.18±2.07)、(44.11±0.79)和(44.92±2.24)μmol·L?1.化合物P1的抗氧化和抗炎活性以及化合物P4的抗炎活性为首次报道.[结论]木豆种子中主要含脂肪酸及甾醇衍生物,抗氧化和抗炎活性较弱,木豆荚中含有的多种异黄酮类成分具有较好的抗氧化和抗炎活性.因此,木豆荚更具有开发利用价值,可作为天然抗氧化及抗炎成分的提取原料来源.
关键词： 木豆种子 荚 化学成分 异黄酮 抗氧化活性 抗炎活性
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基于UPLC-Q-Exactive/MS的不同烘焙处理岩茶化学成分差异分析
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探明不同烘焙处理条件对岩茶品质与化学成分的影响，以肉桂品种（Camellia sinensis （L.） O. Kuntze cv.Rougui）岩茶毛茶为研究对象，设置不同烘焙温度（低火：100℃、中火：120℃、高火：140℃）与烘焙时间（2、4、6、8、10 h），采用基于超高效液相色谱-四极杆-静电轨道阱质谱（ultra-high performance liquid chromatography-quadrupole orbitrap mass spectrometry,UPLC-Q-Exactive/MS）的代谢组学方法对其非挥发性化学成分进行系统研究并结合感官审评对其品质进行鉴定。本研究共鉴定出144种化合物，包括生物碱类、儿茶素类、二聚儿茶素类、氨基酸类、酚酸类、N-乙基-2-吡咯烷酮取代的儿茶素（N-ethyl-2-pyrrolidinone-substituted flavan-3-ols,EPSF）类、香气糖苷类、黄酮糖苷类及脂质类等11类化合物。偏最小二乘法判别分析和热图分析结果表明，不同烘焙处理岩茶化学成分存在较大差异，共得到84种具有组间显著性差异的化合物（P＜0.05），其中绝大部分为氨基酸类物质，以及大部分儿茶素类、二聚儿茶素类（茶黄素、聚酯型儿茶素）、生物碱类（5’-甲硫腺苷、磷酸腺苷等）、酚酸类（异绿原酸、小木麻黄素、茶没食子素等）及大部分黄酮糖苷类等化合物在温度达到120℃（中火）后随着焙火时间的延长含量逐渐下降。而大部分脂质类（甘油单酯（18:3）、溶血磷脂酰胆碱（18:3）、棕榈酸等）、小部分黄酮糖苷类化合物（杨梅素、山柰苷、槲皮素等）、部分有机酸类物质（焦谷氨酸、5-羟甲基-2-糠醛）等呈相反的变化趋势；绝大部分EPSF类化合物含量随着焙火温度升高和时间的延长而呈线性增加，但在温度达到140℃（高火）后随着烘焙时间的延长含量逐渐降低。感官审评鉴定表明，低温长时（100℃、8～10 h）或中温短时（120℃、2～4 h）烘焙有利于肉桂岩茶品质的提升。本研究采用UPLC-Q-Exactive/MS方法较为系统全面地阐明了肉桂岩茶在不同烘焙条件下样品化学物质的差异，为武夷岩茶品质研究及焙火工艺提供理论依据。
关键词： 武夷岩茶 烘焙 化学成分 超高效液相色谱-四极杆-静电轨道阱质谱联用 代谢组学 感官评价
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质子转移反应-飞行时间质谱法鉴定6种家畜原乳气味物质及特征分析
《分析化学 》 2022 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：家畜乳气味物质主要包括酸类、酯类、酮类、醛类和烷烃类等,但原乳气味物质的具体构成可能与物种、饲草料及代谢异常等复杂因素有关.本研究采集蒙古马、双峰驼、荷斯坦牛、萨能山羊、麦洼牦牛和摩拉水牛6种原乳样品共53份,用质子转移反应-飞行时间质谱检测鉴定乳的气味物质,进行多变量统计分析观察6种原乳以其气味物质自然聚类的特征.构建SIMCA和PCA-Class判别模型,评价气味鉴定家畜原乳物种、地区(地方品种)真实性的可行性.在蒙古马、双峰驼、荷斯坦牛、萨能山羊、麦洼牦牛和摩拉水牛乳中分别鉴定出27、23、16、21、21和18种气味物质,主要为酮类、酸类、醛类、醇类和含硫化合物等.多变量统计分析结果表明,6种家畜原乳以物种聚类,并且距离符合物种分类学规律,蒙古马乳和双峰驼乳均以产地分开聚类,同产地阿拉善驼和新疆驼乳聚类分离,但不影响地区聚类.对6种家畜原乳物种来源的判别,SIMCA和PCA-Class模型外部验证正确率分别为92.72% 和98.38%;对不同地区和品种的蒙古马乳和双峰驼乳外部验证准确率大于83.00%.本研究结果表明,原乳气味质谱指纹建模可用于判别物种、地区/地方品种,为家畜乳物种、地区/地方品种的真实性判别提供新的策略和方法.
关键词： 原乳 质子转移反应-飞行时间质谱 气味物质 主成分分析 偏最小二乘判别 软独立建模分类
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基于生物脱腥的扇贝挥发性风味成分解析
《中国食品学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：目的:解析扇贝微生物发酵对其主要挥发性风味成分的影响,阐明生物脱腥作用机制.方法:结合臭氧减菌预处理,分别采用单菌(乳杆菌RP38)和混菌(乳杆菌RP38+酿酒酵母JJ4)对扇贝进行生物脱腥,顶空固相微萃取与气-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)法解析挥发性风味成分,通过多元统计学方法及相对气味活度值(ROAV)法明确生物脱腥扇贝的主体风味活性成分.结果:臭氧处理使菌落总数降低约1个数量级,减少48.4%的挥发性盐基氮(TVB-N),对风味影响不大.扇贝生物脱腥前、后的差异风味由醛类和醇类物质构建,生物发酵主要降解低级饱和醛类和烯炔类,增加不饱和脂肪醛、醇类和酮类物质.主成分分析显示:单菌发酵特征产物为正庚醇、红没药醇和(2E)-2-壬醛等,混菌发酵特征产物为1-戊醇、苯甲醛、反-2-辛烯醛和新铃兰醛等,混菌发酵带来更丰富多样的挥发性风味成分.ROAV分析表明:扇贝主体挥发性风味活性成分是正辛醛、(2E)-2-壬醛、壬醛、1-壬醇、庚醛和癸醛,正庚醇、2-壬酮、(2Z)-2-庚烯醛和反-2-辛烯醛是生物脱腥后风味的重要修饰成分.结论:臭氧处理能较好地保持扇贝鲜度;生物脱腥主要通过降解腥味特征的低级醛类物质,生成清新特征的不饱和醛类和醇类成分;混菌发酵可实现脱腥增效.
关键词： 扇贝 生物脱腥 挥发性成分 相对气味活度值 气-质谱联用 臭氧处理
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水化氯铝酸钙与传统钝化剂降低土壤镉生态及健康风险的对比研究
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对红壤、棕壤、褐土、黑土4种中国典型的Cd污染土壤，应用Ca（OH）2、Ca（H2PO4）2以及层状双金属氢氧化物（Layered Double Hydroxides,LDHs）、水化氯铝酸钙（Ca Al-Cl LDH）开展钝化修复，并从土壤Cd的生态风险和健康风险角度进行修复效果对比研究。分析钝化剂对土壤p H值、土壤Cd的赋存形态以及土壤Cd直接经口摄入的生物可给性的影响，并对修复机理进行深入探究。结果表明，在Ca（OH）2、Ca（H2PO4）2和Ca Al-Cl LDH各自相对最优施用量下，3种钝化剂均可显著降低土壤Cd的活性系数（P＜0.05），平均降幅分别为16.1%、56.9%和29.2%，可降低土壤Cd的作物吸收量及Cd对周边生态环境的风险。此外，施用Ca Al-Cl LDH能显著且更为有效地降低土壤Cd的生物可给性（P＜0.05）及Cd对人体的健康风险，在胃和小肠阶段的平均降幅为19.2%和33.0%，其中胃阶段分别达到施用Ca（OH）2和Ca（H2PO4）2的3.11和1.99倍，小肠阶段为5.99和2.72倍。该研究为Cd污染土壤钝化修复剂的开发、改进和选择提供了科学依据和参考。
关键词： 土壤 污染 修复 镉 层状双金属氢氧化物 赋存形态 生物可给性
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基于GC-Cascade R-CNN的梨叶病斑计数方法
《农业机械学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为提高梨叶片病害发生程度诊断的效率和准确性,本文提出基于全局上下文级联R-CNN网络(Global context Cascade R-CNN,GC-Cascade R-CNN)的梨叶病斑计数方法.模型的主干特征提取网络嵌入全局上下文模块(Global context feature model,GC-Model),建立有效的长距离和通道依赖,增强目标特征信息.引人特征金字塔网络(Feature pyramid network,FPN)融合浅层细节特征和深层丰富语义特征.使用ROI Align替换ROI Pooling进行区域特征聚集,增强目标特征表达.最后利用多层级联网络对目标区域进行边框回归和分类,完成病斑计数任务.在梨叶病斑图像测试中,模型的各类病斑平均精确率均值(Mean average precision,mAP)达89.4%,检测单幅图像平均耗时为0.347 s.结果表明,模型能够有效地从梨叶片病害图像中检测出多类病斑目标,尤其对叶片炭疽病斑检测效果提升显著;不同种类梨叶片病害病斑计数值与真实值回归实验决定系数R2均大于0.92,表明模型病斑计数准确率较高.
关键词： 梨树叶片 病斑计数 级联网络 全局上下文特征 注意力机制 小目标检测
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水稻黄绿叶突变体w08(YGL)基因精细定位与功能分析
《科学通报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：水稻黄绿叶突变会显著影响水稻产量和稻米品质.研究黄绿叶突变体叶绿素变化机理对选育高光效品种,促进水稻增产具有重要意义.本研究以甲基磺酸乙酯（ethylmethylsulfone, EMS）诱变处理粳稻云引（YY）后发现的一个黄绿叶突变体w08（YGL）为材料,研究叶色突变对主要农艺性状、叶绿素含量、光合参数变化、水稻生理及亚显微结构的影响,并对该突变性状进行遗传分析、基因定位和功能验证.研究表明,突变体全生育期均表现为黄绿色.与野生型云引（YY）相比,突变体w08单株有效穗、结实率、千粒重分别降低46.7%、50.1%和18.3%,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别下降41.2%、98.7%、17.5%.光合速率检测结果表明,突变体净光合速率（Pn）显著降低,而细胞间CO2（Ci）显著增加.对叶片叶绿体进行超微结构电子显微镜观察,结果发现,叶绿体内的类囊体基粒片层数目在突变体中明显减少.遗传分析结果表明,突变体黄绿叶性状为单基因遗传,受一对隐性核基因控制.利用突变体与雷蒙特（Lemont）杂交构建F2遗传群体,将该基因定位在10号染色体长臂GL8和T258两个标记之间,物理距离为60.2 kb,该区间包含14个候选基因.基因测序发现,该区间内的编码叶绿素酸酯氧化酶1（chlorophyllide a oxygenase1）蛋白的候选基因OsCAO1编码区CDS序列第957位碱基发生突变,形成一个终止密码子,使蛋白翻译提前终止.通过构建过表达和敲除载体进行转基因功能验证,进一步证实了OsCAO1基因功能.分析突变体中的激素含量和分蘖调控相关基因的表达,结果表明,突变体中水稻分蘖相关基因表达水平明显下降,生长素合成基因表达水平显著提高,水稻分蘖芽的生长素含量显著提高,从而证实OsCAO1基因突变抑制了水稻分蘖生长,使单株有效穗显著减少.
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