科学数据支撑国家重大战略需求的若干思考

郭华东; 邹自明; 陈刚; 周国民; 石蕾; 胡晓彦; 《科学通报 》 2024 EI 北大核心 CSCD

摘要：党的二十大报告指出,科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力,发出了深入实施创新驱动发展战略,开辟发展新领域新赛道,不断塑造发展新动能新优势的号召.科技创新是农业强国、制造强国、贸易强国、航天强国、海洋强国、网络强国和健康中国、美丽中国、平安中国等国家重大战略的核心动能,在全面建设社会主义现代化国家中发挥关键作用,而数据则是实施创新驱动发展战略的关键要素.联合国发布的《我们的共同议程》~([1])提出,

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融合多尺度特征和注意力机制的油菜倒伏分类

郑权; 乔江伟; 李婕; 秦涛; 涂静敏; 李礼; 蒋琦; 《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD

摘要：倒伏是限制油料作物高产、稳产、优产的主要因素,对油菜倒伏类型的实时监测与评估对于油菜预产和品种选育至关重要。该研究提出一种无人机可见光影像下融合多尺度特征和注意力机制的油菜倒伏分类方法,对绿熟期和黄熟期的倒伏级别进行分类鉴定。首先,设计一种图像分类模型NGnet(nam-ghost network),用于对角果期的油菜倒伏程度进行分类。该网络采用改进的GhostBottleNeck模块,融入利用权重因子来体现重要特征的注意力机制模块NAM(normalization-based attention module),再将不同尺度的注意力特征进行融合,以降低模型参数量、提高准确率;其次,构建使用无人机高空遥感正射影像的油菜倒伏数据集(rape lodging dataset, RLD),该数据集由5 789张分辨率为3×255×255且人工标注倒伏级别的小区影像构成;最后,将NGnet模型在RLD数据集上的进行验证,准确率达到85.10%,比T2T-VIT、SwinTransformerV2、MobileNetV3、Res2Net、RepVGG和RepLKNet分别高出15.6、11.92、7.01、6.22、6.08、2.37个百分点。试验结果表明,NGnet模型对油菜倒伏分类任务是有效的,可为基于无人机RGB影像的油菜倒伏鉴定和良种选育等提供参考。

关键词： 遥感 农作物 分类 无人机遥感影像 倒伏识别 深度学习

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基于矿物元素指纹图谱对新疆皮山红羊真实性鉴别

赵莱昱; 张鸿儒; 王晶; 张春晖; 《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD

摘要：利用矿物元素与多元统计分析相结合的方法,对新疆皮山红羊进行真实性鉴别.以36只新疆皮山红羊与36只湖羊作为实验对象,利用电感耦合等离子质谱仪测定其背最长肌及半腱肌中51种矿物元素.结果表明,皮山红羊肌肉中矿物元素表现出明显的指纹特征,以稀有元素为主.以矿物元素为基础构建了线性判别分析模型,结果显示,矿物元素对皮山红羊的判别效果较好,且在背最长肌中的判别效果更显著,品种和肌肉部位判别模型准确率分别为100%和99.29%.La、Zn、Cs、Sn、Ho、Fe、Rh、Co、Se、Te、Mo、Al、Sb 13种矿物元素可作为鉴别皮山红羊的主要矿物元素,其中,Rh、Te、Ho元素对皮山红羊的鉴别贡献度最高,且这3种元素仅在红羊肌肉中检出,因此可作为鉴别皮山红羊的关键矿物标志物.特征元素的累积与地域特征有关.

关键词： 皮山红羊 矿物元素 判别分析 真实性

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基于纳米银负载的SERS拭纸制备与果蔬表面农残无损检测应用:以福美铁为例

张超凡; 赵亚楠; 王诗瑶; 张奇; 陈益胜; 《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD

摘要：通过简单的浸泡方法制备可以得到柔性的滤纸表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)拭纸,本研究通过改变其合成和保存条件使其SERS检测性能得到优化.优化后的SERS基底在果蔬表面福美铁残留的快速无损检测中表现出优异性能.研究表明:将滤纸基底在不同浓缩倍数的纳米银中分别浸泡不同的时间,并采用不同的干燥方法,可对SERS基底的检测性能产生显著影响.其中,将滤纸于5倍浓缩纳米银溶胶中浸泡8 h制备所得SERS基底性能明显优于浸泡其余不同时长和浓缩倍数纳米银溶胶制备的基底.采用真空干燥所制备的SERS基底相较于其他干燥方式所得的基底性能更加优秀.在-20 ℃保存条件下,优化后的基底在保存9 d后信号值仍能达到原始峰值的50%左右.同时优化后的滤纸基底具有良好的灵敏性、均匀性和重复性,在玻璃板上检测福美铁的检出限(limit of detection,LOD)可达4.07× 10-6 mg/mL,在菠菜、油桃表面对福美铁的LOD分别是0.043 mg/kg和0.062 mg/kg.该研究可为滤纸SERS基底的开发利用提供有效依据.

关键词： 柔性基底 表面增强拉曼散射 农药残留 福美铁

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脯氨酰内肽酶水解不同来源畜禽骨胶原蛋白的特性分析

周娇娇; 郭玉杰; 齐立伟; 张鸿儒; 李娟; 张春晖; 《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD

摘要：为探究脯氨酰内肽酶（prolyl endopeptidase,PEP）在骨胶原蛋白肽酶法制备过程中的应用潜力，分别以牛骨胶原蛋白（bovine bone collagen,BBC）、猪骨胶原蛋白（porcine bone collagen,PBC）、鸡骨胶原蛋白（chicken bone collagen,CBC）为原料，对比分析3种不同来源骨胶原蛋白的序列特征，预测不同骨胶原蛋白潜在的酶解作用位点和理论水解度。在55℃、pH 8.0条件下，利用PEP水解处理3种不同来源骨胶原蛋白，通过水解度、分子质量分布测定和扫描电子显微镜观察等方法进行表征。利用红外光谱、X射线衍射和圆二色光谱等方法探究酶解过程中胶原蛋白结构变化。结果表明，PEP对3种不同来源骨胶原蛋白均有显著水解效果，PBC的水解度最高，为51.35%，其次分别为CBC（29.81%）和BBC（22.81%）。3种骨胶原蛋白酶解产物分子质量多分布在500 Da以下。光谱学分析表明PEP破坏了胶原蛋白的三螺旋结构，从而使胶原蛋白降解，达到制备胶原蛋白肽的效果。PEP可以高效酶解骨胶原蛋白制备小分子蛋白肽，本研究可为功能性骨胶原蛋白肽的酶法制备提供依据。

关键词： 脯氨酰内肽酶 骨胶原蛋白 酶解 高值化利用

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双金属催化剂在生物质焦油催化蒸汽重整领域的研究进展

胡婷霞; 赵立欣; 姚宗路; 霍丽丽; 贾吉秀; 谢腾; 《化工进展 》 2024 EI 北大核心 CSCD

摘要：综述了双金属催化剂在生物质焦油及其模型化合物催化蒸汽重整领域的研究现状，梳理了常用双金属催化剂的类型及不同催化剂催化焦油重整的性能，总结了影响双金属催化剂性能的主要因素，探讨了焦油催化重整的反应机理，并阐释了催化剂失活-再生反应机制。文中指出：双金属催化剂丰富的活性位点和双金属之间的协同作用促进了催化剂性能的提升，双金属活性相和载体之间适宜的相互作用增强了催化剂的稳定性；双金属催化剂在焦油蒸汽重整方面具有潜在的应用前景。目前双金属催化剂的活性、稳定性仍然无法满足焦油催化重整的产业化应用需求。下一步需开发催化剂的精准调控技术，深入阐释其催化反应机理，为焦油催化蒸汽重整产业化发展提供技术指导。

关键词： 生物质焦油 催化重整 蒸汽重整 双金属催化剂 再生

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基于电子舌和代谢组学评价不同等级滇红茶汤非挥发性差异组分

谢佳灵; 陈佳瑜; 袁海波; 王立磊; 杨艳芹; 江用文; 《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD

摘要：茶汤滋味是评价茶汤品质以及划分茶叶等级的重要因子之一。为了探明不同等级滇红工夫红茶茶汤差异的关键组分，本研究采用感官审评、电子舌和超高效液相色谱-四极杆静电场轨道阱高分辨质谱技术，对不同等级滇红工夫红茶汤品质进行研究。结果表明：依据感官审评12个滇红茶汤可分为优质组、良好组、劣质组3组。电子舌分类结果与感官审评相一致，且电子舌对应不同滋味属性的传感器对3组茶汤的响应度各有不同。采用超高效液相色谱-四极杆静电场轨道阱高分辨质谱技术对其进行代谢组学研究，共检出116个化合物，包括氨基酸及其衍生物类26个，儿茶素类及其聚合物类15个，酚酸类16个，核苷酸及其衍生物类15个，黄酮（醇）及其糖苷类20个，生物碱类6个，有机酸类11个，糖类2个以及其它类5个。利用正交偏最小二乘回归分析，3组滇红茶汤得到良好区分（R²Y=0.985,Q²=0.902）。此外，基于VIP>1.2和显著性P<0.05，共筛选出7个影响不同等级茶汤的关键差异性组分，即：精氨酸、没食子儿茶素、表儿茶素、尿酸、脱落酸、烟酸、腺苷-5'-二磷酸。研究结果为不同等级的滇红茶汤品质评价和质量控制提供一定的理论支撑。

关键词： 电子舌 代谢组学 滇红茶汤 非挥发性组分

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矿石浸泡水对绿茶茶汤风味的影响

刘钰懿; 徐龙杰; 汪芳; 雷晶; 赵凯; 曹青青; 陈建新; 许勇泉; 《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD

摘要：泡茶用水的离子种类及含量是影响绿茶茶汤风味品质的关键因素。为了开发泡茶专用水及其相应设备，以不同种类矿石（石英石、麦饭石、富锶滤料、弱碱滤料、高总溶解固体（TDS）滤料）为研究对象，探究矿石浸泡水对绿茶茶汤风味品质的影响。矿石浸泡水研究结果显示，石水比、浸泡时间、浸泡温度对不同种类矿石浸出规律的影响有显著差异，高TDS滤料浸泡水所含离子含量最高，石英石的溶出稳定性最佳，矿石浸泡水的最佳处理为室温下石水比1∶50，浸泡时间5 min。矿石浸泡水水质分析结果显示，5种矿石浸泡水煮沸后电导率均增大而变化幅度小于10μs/cm,pH值之间存在显著差异（P＜0.05），表明矿石浸泡水电导率受温度影响小，而pH受温度影响大。矿石浸泡水所含阳离子(K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Ca²⁺)中Ca²⁺是引起矿石浸泡水电导率增大的主要阳离子，随着电导率的增加绿茶茶汤涩味显著增强，其中Ca²⁺含量与茶汤涩味强度呈极显著相关性（P＜0.01）。通过主动添加试验表明，Ca²⁺可以显著增强绿茶茶汤及儿茶素溶液的涩味强度。综上，Ca²⁺是影响茶汤涩味的关键离子，通过调节泡茶用水中Ca²⁺含量可有效调控绿茶茶汤的风味品质。

关键词： 绿茶 矿石浸泡水 风味品质 涩味 感官评价

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果胶-蛋白质复合体系形成机制及影响因素

谢晋; 吕健; 王凤昭; 吕明月; 毕金峰; 《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD

摘要：果胶和蛋白质是广泛存在于食品体系中的天然大分子,果胶和蛋白质复合体系的相行为决定了两者所形成的聚合物的理化特性、宏观质构特征及微观结构.本文综述果胶-蛋白质复合体系的形成机制、影响因素及应用,旨为构建具有特定微观结构和功能的果胶-蛋白质复合物提供参考.

关键词： 果胶 蛋白质 相互作用 复合体系 应用

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基于主成分分析的饲料级磷酸盐理化特性评价

廖莹; 刘巍; 李军国; 李俊; 杨洁; 沈水宝; 张玉柱; 李悦伊; 李春; 《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD

摘要：该研究旨在探究不同饲料级磷酸盐理化特性指标的差异,分析其相关性,找出关键理化特性指标,并建立饲料级磷酸盐的评价体系。选取常用的5种磷酸氢钙、4种磷酸二氢钙和3种磷酸一二钙为试验材料,测定分析水分、比表面积、滑动摩擦角、休止角、松散密度、振实密度、压缩度、吸水性指数、水溶性指数及溶胀度等理化特性指标,运用主成分分析法精简理化特性指标,并计算各样品的综合得分。结果表明:1)不同饲料级磷酸盐理化特性存在一定差异,也存在不同程度的相关性。饲料级磷酸盐的休止角与比表面积呈极显著正相关(r=0.919,P<0.01);压缩度与休止角呈极显著正相关(r=0.926,P<0.01);溶胀度与吸水性指数呈极显著正相关(r=0.930,P<0.01)、与水溶性指数呈极显著负相关(r=-0.987,P<0.01)。2)运用主成分分析,提取了3个有效主成分,累积方差贡献率达到88.27%,确定休止角、比表面积、松装密度、压缩度及水溶性指数为关键的理化特性指标。饲料级磷酸盐理化特性得分排序由大到小依次为磷酸氢钙、磷酸一二钙、磷酸二氢钙,粒状磷酸盐得分较低。综合分析,从饲料级磷酸盐的理化特性考虑,为改善多元化配方的加工性能和颗粒饲料质量,可优先选用磷酸氢钙,研究为不同饲料级磷酸盐在饲料中的应用提供数据基础及参考依据。

关键词： 饲料 理化特性 主成分分析 饲料级磷酸盐 综合评价

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