科研产出
醋酸预处理对马铃薯炸片含油率的影响
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：探讨醋酸预处理对马铃薯炸片含油率及品质的影响，以及引起变化的可能机制。对鲜切马铃薯片醋酸预处理1～8 h后水分分布变化，以及醋酸预处理后马铃薯炸片的水油含量、油脂组分、油脂分布以及孔直径、色泽和质构等参数的变化进行了测定和分析。醋酸预处理后，马铃薯炸片的含水率和含油率都显著降低（P＜0.05）。当预处理时间延长至4 h，马铃薯炸片的含油率最低（17%）。对马铃薯炸片细胞结构进行显微观察，结果表明经过醋酸预处理后，细胞壁间果胶发生胶凝化，细胞结构相对完整且有着较少的空隙。此外，醋酸预处理后薯片的感官特性显著提升，有着更鲜艳的色泽和酥脆性，为低脂薯片的生产提供了新的策略和思路。
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地质高背景与污染叠加区不同土地利用方式下土壤重金属分布特征
《环境科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：黔西北喀斯特地质高背景和历史遗留土法炼锌污染叠加,导致土壤重金属污染严重.为了解不同土地利用方式对土壤重金属分布的影响,选择威宁县某在产锌粉厂小流域为研究区域,共采集表层和剖面土壤样品126件,对农用地、荒地和林地土壤重金属(Cd、As、Pb、Cu和Zn)的空间分布、来源和生态风险进行分析和评价.结果表明,研究区表层土壤ω(Cd)、ω(As)、ω(Pb)、ω(Cu)和 ω(Zn)平均值为8.14、45.07、263.97、41.36和716.98 mg·kg-1,是背景值的 1.29~12.33倍,除Zn外,土壤重金属表现为:农用地>荒地>林地;从空间分布上看,重金属含量高的土壤集中分布在锌粉厂和矿渣堆放点周边;在土壤剖面上,表层重金属普遍高于底层,荒地分布达显著差异水平,底层土壤重金属均高于背景值,表现出地质高背景的特征.相关分析和主成分分析结果显示,3种土地利用方式下表层土壤的Pb、Zn和As主要受到矿业和交通等人类活动的影响,Cd和Cu污染是地质高背景和人类活动共同作用的结果.土壤重金属Cd的单项生态风险系数最高,达到很强或极强风险,As、Zn、Cu和Pb达轻微或中等风险,研究区综合潜在生态风险指数总体表现为强生态风险,农用地风险强度高,荒地和林地相对较低.在喀斯特地质高背景区,铅锌冶炼对区域土壤重金属分布和累积的影响大于土地利用方式,土壤重金属污染叠加严重,生态风险高,应加强对重金属污染土壤的严格管控.
关键词： 地质高背景;铅锌冶炼;土壤重金属;土地利用方式;潜在生态风险指数
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动态高压微射流对刺梨果渣膳食纤维及其抑制淀粉消化和葡萄糖扩散的影响
《食品科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：本实验以刺梨果渣为原料,采用酶法制备可溶性膳食纤维(soluble dietary fiber,SDF)、不可溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber,IDF)和全膳食纤维(total dietary fiber,TDF),并采用动态高压微射流(dynamic high pressure microfluidization,DHPM)对刺梨果渣SDF进行改性处理,初步探索了刺梨果渣膳食纤维及DHPM处理SDF(DHPM-SDF)的理化特性及其对淀粉酶活力和葡萄糖扩散的影响.结果表明,IDF和SDF都能通过吸附葡萄糖、抑制葡萄糖扩散以及改变胰淀粉酶二级结构来减缓葡萄糖的流动进程和淀粉消化速率,其中,IDF对葡萄糖的吸附能力和抑制葡萄糖扩散能力分别是SDF的1.28倍和1.99倍,而SDF的胰淀粉酶活力抑制率是IDF的1.73倍,并且,SDF对胰淀粉酶活力的抑制作用主要通过改变胰淀粉酶的α-螺旋和无规卷曲结构.TDF表现出与IDF相似的葡萄糖吸附能力和抑制淀粉酶活力的能力.与SDF相比,DHPM-SDF平均粒径增加了2.08倍,使得其葡萄糖吸附能力和抑制葡萄糖扩散能力分别提高了28.13%和62.09%,并且DHPM-SDF能显著减少胰淀粉酶的α-螺旋和无规卷曲结构相对含量(P<0.05),其对淀粉酶活力的抑制能力是SDF的1.44倍.因此,刺梨果渣膳食纤维,尤其是SDF可作为降血糖产品开发的潜在优良资源,并且DHPM是提高刺梨果渣可溶性膳食纤维降血糖活性的有效改性处理手段.
关键词： 刺梨果渣 膳食纤维 动态高压微射流 淀粉消化 葡萄糖扩散
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基于生态位模型的岷江上游典型县域乡村聚落用地适宜性评价
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：乡村聚落用地适宜性研究不仅有利于揭示人类活动与生态环境、社会经济之间的匹配程度,亦能为乡村聚落重构及国土空间优化提供科学依据.该研究基于乡村地理学、景观生态学及生态位理论方法,以岷江上游典型县域理县为研究区,采用遥感影像、社会经济统计、土地利用现状等多源数据,通过景观格局分析、数理统计分析、GIS空间分析等技术手段,首先判识了理县乡村聚落用地适宜性研究的最佳空间尺度,然后借鉴生态位适宜度测算模型,对理县乡村聚落用地适宜性进行评价.结果表明:1)根据8个乡村聚落景观指数对20种乡村聚落空间粒度的响应变化情况,综合8个景观指数的第一尺度域判识得到理县乡村聚落景观格局及适宜性研究的最佳空间尺度为60 m;2)在60 m最佳空间尺度下,利用GIS空间叠加分析得到理县乡村聚落适宜性土地面积占县域国土面积的4.58%,主要集中分布于东部、东北部乡镇及杂谷脑河下游、317国道沿线;3)理县乡村聚落低度适宜区主要位于水源保护区、生态保护区及地质灾害多发区,不适于人类长期生存发展;中度适宜区在自然资源、区位等方面具有相对优势,特色产业突出,具备现代农业发展潜力;高度适宜区在区位、经济、自然与文化资源等方面具有明显优势,乡村发展功能较齐全,应作为乡村人口和产业的主要聚集区;中、高度适宜区是理县乡村振兴战略的主要支撑空间.
关键词： 乡村;聚落;用地适宜性;最佳空间尺度;生态位模型;岷江上游
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火龙果周年液流特征及其对环境因子的响应
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探明火龙果蒸腾规律,采用田间大棚试验,研究了4 a生火龙果树主茎的液流速率,并同步监测相关环境因子,分析其液流特征及其与各因子间的关系.结果表明:火龙果单日液流以春季(3—5月)最高(平均值11.95 g/h),其次是冬季,最小是夏季,呈显著性季节变化;单日液流主要呈单峰曲线,峰值出现频率最多的时段是在10:00-13:00,谷值主要出现在17:00-20:00,随后至24:00液流呈增长趋势,零点到日出前液流速率变化平缓;白天(日出-日落期间)的液流量占全天的49.60%~71.51%,夜间则降低.伴随春季火龙果新梢的大量生长,白天的液流峰值和日液流总量为四季中最高,说明生育期起主导作用,但春季的夜间液流占比(平均31.05%)显著低于其他季节(P<0.01);夏季峰值出现的时间分散在上午或者下午,且液流量较低,说明高温和强光产生了抑制作用;其余季节峰值则集中在中午.白天与夜间液流总量呈显著正相关,相关系数为0.917(R2=0.841,n=84).瞬时尺度下液流速率与光合有效辐射(Photosynthetically Active Radiation,PAR)呈正相关(P<0.01),但与饱和水汽压差(Vapor Pressure Deficit,VPD)等呈负相关(P<0.01).昼夜间液流对空气相对湿度(Relative Humidity,RH)和气温的响应相反.研究结果为火龙果水分及营养管理提供科学依据,在火龙果大棚生产的周年水肥管理中,满足春季需求是重中之重.
关键词： 传感器;液流;火龙果;液流速率;环境因子
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基于Raman和FTIR揭示避雨栽培甜樱桃叶片光合色素变化的光谱学分析
《光谱学与光谱分析 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为提高甜樱桃果实的品质和产量,中国南方地区普遍采用了避雨栽培甜樱桃果树来避免其坐果率低、落果以及果实畸形等问题,但同时也导致了其光合作用受到影响。植物或藻类中的叶绿素和类胡萝卜素等光合色素在光收集和介导对各种内源性刺激的应激反应中起着不可替代的作用。为便捷快速检测果树光合作用中叶片的光合色素变化,采用拉曼光谱（Raman spectra）和傅里叶红外光谱（FTIR）对避雨和露地栽培的甜樱桃叶片进行了研究。经测定和分析甜樱桃叶片200～3 500cm-1范围的Raman光谱,对400～800,800～1 250和1 250～1 650cm-1三个波数段特征峰值的标定和指认,结果表明:甜樱桃叶片对拉曼散射较敏感区主要在500～1 700cm-1波段内。960～1 800cm-1范围类胡萝卜素（番茄红素、β-胡萝卜素和叶黄素）的Raman光谱包含4条主要峰,分别为1 526,1 157,1 005和960cm-1;露地栽培的甜樱桃叶片Raman强度明显低于避雨栽培。1 157和1 526cm-1同样还是叶绿素的Raman光谱特征峰,总体分析表明露地比避雨栽培甜樱桃叶片中的光合色素含量更低。1 157,1 520和1 526cm-1特征谱线对应C—C单键和CC双键的对称伸缩振动,其相对强度可以作为甜樱桃叶片内叶绿素、类胡萝卜素等光合色素以及纤维素含量的判断依据。FTIR表征叶绿素的振动峰位振动强度弱,振动耦合复杂,难以指认。通过对甜樱桃叶片化学组分FTIR光谱图进行二阶导数求导处理凸显了峰的位置,提高了图谱的分辨率。峰位在1 437和1 551cm-1的β-胡萝卜素的特征峰明显,露地栽培相比避雨栽培甜樱桃叶片这两个特征峰的吸光度偏小,表明露地栽培甜樱桃叶片中的β-胡萝卜素含量比避雨栽培要少。该研究为不同栽培模式下植物叶片光合色素的光谱学研究提供了参考。
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高光谱定量反演火龙果茎枝叶绿素含量的研究
《光谱学与光谱分析 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：火龙果是近年来引进我国的营养价值高、经济效益好的新型水果,肉质茎枝是其主要光合器官,与常见果树具有较大差异.为探索以茎枝为光合作用器官的植被的光谱特征及其生化组分的估测方法,以火龙果为研究对象,在贵州省典型种植区罗甸县开展了4个氮肥梯度田间试验,同步测定不同养分丰缺程度下的火龙果茎枝高光谱和相应叶绿素含量数据;然后分析火龙果茎枝光谱数据的演化规律,并采用数学变换、连续小波变换算法并结合相关性分析算法处理分析火龙果茎枝光谱数据,提取并筛选特征波段;最后利用偏最小二乘算法构建火龙果茎枝叶绿素含量估测模型.研究结果表明:(1)火龙果肉质茎枝的原始光谱曲线整体趋势与常见绿叶植物相似,但随施氮量的增加,火龙果近红外处的光谱反射率逐渐降低,变化趋势与常见绿叶植物相反,茎枝光谱的吸收峰(谷)随施氮量的增加呈升高(加深)的趋势.(2)数学变换中的一阶微分与在L1—L5尺度内的连续小波变换能有效提升光谱对叶绿素含量的敏感性,火龙果茎枝原始光谱与叶绿素含量的敏感区域主要位于730~1400 nm,数学变换与连续小波变换均能提升光谱对叶绿素含量的敏感性.与常见绿叶植物相比,火龙果茎枝敏感波段分布相对分散,且多位于730 nm附近与近红外区域(1100~1600 nm).(3)数学变换和连续小波变换能明显提升光谱对火龙果茎枝叶绿素含量的估测能力,其中基于一阶微分的估测模型与基于连续小波变换L1与L4的估测模型分别为数学变换与连续小波变换的最优模型,其验证精度分别为R2验证=0.625,RMSE=0.048,RPD=1.238(一阶微分);R2验证=0.678,RMSE=0.037,RPD=1.652(连续小波变换);表明高光谱技术可以作为火龙果茎枝叶绿素含量和营养诊断的无损监测手段.该研究为完善不同植被类型基于高光谱指数的叶绿素反演提供了补充.
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主动微波光谱影像对新疆天山山脉区域地表形变的监测研究
《光谱学与光谱分析 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：全球气候变暖已导致多年冻土发生严重的退化,现已威胁到许多区域的生态安全,特别是作为五大畜牧业生产基地的天山地区.当前区域内的研究多针对冰川进行分析,较少对多年冻土深入挖掘.通过39景ENVISAT ASAR影像(覆盖时间从2003年6月17日到2010年6月15日),利用SBAS-InSAR方法监测区域内多年冻土区的地表形变现状.详细介绍算法原理,生成ASAR数据集单视复数影像的连接图时,以空间和时间基线距分别小于500 m和550 d为原则,生成126幅差分干涉图.其中因基线和多普勒质心差的原因, 6景ASAR影像没有进行配对.生成连接图后,配合STRM V4版本的DEM数据,经过干涉图去平、自适应滤波、相干系数图生成、相位解缠后,再对这126对干涉图进行质量较差52对的移除.利用地面控制点,进行轨道精炼和重去平等操作,估算形变速率和残余地形,经过相关系数阈值控制和奇异值分解(SVD)方法,再结合空间低通滤波和时间高通滤波方法,计算得到研究区时间序列地表形变反演.反演结果共包括33期形变影像,涉及时间从2004年至2010年.根据研究区形变结果可知,虽然区域内有不同程度的沉降和抬升,但整体的形变速率在±5 cm·yr-1之内,平均形变速率为(-0.07±3.38) mm·yr-1,说明研究区内地表存在轻微的沉降现象.此外以3 000 m海拔为界,分别探讨分布季节冻土和多年冻土的平原地区和山地区域形变规律发现,平原地区的形变主要表现为抬升,仅北方接近城市的区域表现出强烈的沉降现象.而山区的形变结果则较为零散,整体形变基调以沉降为主,大体上在西部和东部地区分别呈现出沉降和抬升现象.海拔高于3 000 m的形变点存在15 198个,利用温度和降水数据,探讨形变点不同形变间隔和总体样本的温度和降水年变化规律后得知,总体和不同变形速率间隔的形变样本点基本都呈现出逐步变暖的趋势.并且研究区的山区地表形变速率小于-2.0 cm·yr-1、在-2.0~2.0 cm·yr-1之间和大于2.0 cm·yr-1的样本点数量依次为6 364, 6 449和2 385个,山区地表负值的区域多于正值的区域,体现出该区域的沉降位置多于抬升位置,也同全球变暖,冻土退化,地表发生沉降的规律相一致.利用主动微波波谱段的ASAR数据,成功反演了2004年至2010年间的研究区地表形变结果,并从地表形变反演结果的空间角度、时间角度和冻土变化的时间滞后性进行了讨论和展望.以上研究结果期望能为天山区域多年冻土区的地表形变监测提供新的途径和参考.
关键词： 短基线集合成孔径雷达干涉测量技术 冰冻圈 多年冻土 全球变暖 地面沉降
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NIRS法定量分析多年生苦荞叶片蛋白质与GABA含量
《光谱学与光谱分析 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：为满足多年生苦荞育种工作的需要,采用近红外光谱分析技术结合定量偏最小二乘法对多年生苦荞叶片蛋白质和γ-氨基丁酸(GABA)含量进行了快速测定研究,实验使用了222份多年生苦荞材料,扫描光谱后测定其化学值.研究发现样品蛋白质含量的平均值、最大值和最小值含量分别是164, 331和121 mg·g-1;样品GABA含量的平均值、最大值和最小值含量分别是2.489, 3.968和1.439 mg·g-1.蛋白质建模结果:采用不同光谱区建模时,建模集的平均决定系数(R2)、校正标准差(SEP)和平均相对误差(RSD)分别是93.46%, 0.63和3.82%,检验集的平均R2, SEP和RSD分别是91.77%, 0.88和5.28%.采用不同比例的建模样品和检验样品时,建模集的平均R2, SEP和RSD分别是93.55%, 0.63和3.82%,检验集的平均R2, SEP和RSD分别是92.18%, 0.87和5.20%.采用4 000~9 000 cm-1光谱范围,二阶导数(13)预处理光谱,建模集与检验集的比例为4∶1,模型最优,其建模集内部交叉R2, SEP和RSD分别是93.57%, 0.55和3.38%,检验集内部交叉R2, SEP和RSD分别是93.35%, 0.73和4.40%.GABA建模结果:采用不同光谱区建模时,建模集的平均R2, SEP和RSD分别是86.28%, 0.21和8.30%,检验集的平均R2, SEP和RSD分别是84.35%, 0.22和8.76%.采用不同比例的建模样品和检验样品时,建模集的平均R2, SEP和RSD分别是88.51%, 0.20和8.04%,检验集的平均R2, SEP和RSD分别是86.80%, 0.21和8.40%.4 000~10 000 cm-1光谱范围,原始光谱,建模集与检验集的比例为4∶1,模型最优,其建模集内部交叉R2, SEP和RSD分别是93.28%, 0.15和6.10%,检验集内部交叉R2, SEP和RSD分别是91.49%, 0.17, 6.68%.证明了使用近红外光谱技术定量测定多年生苦荞叶片蛋白质和GABA含量的可行性以及模型的稳定性.
关键词： 近红外光谱 多年生苦荞 模型 蛋白质 γ-氨基丁酸
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稻田土壤和稻米中重金属潜在污染风险评估与来源解析
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：该文选择贵州省典型城市(都匀市)周边水稻种植区为研究区,系统采集了稻田土壤和稻米样品各110个,测定土壤和稻米中Cd、Hg、As、Pb和Cr含量,基于多元统计分析和污染风险评价等分析方法,揭示了研究区稻田土壤重金属污染的主要来源及土壤和稻米中重金属存在的潜在风险.结果表明,与贵州土壤重金属背景值相比,稻田土壤中Cd、Hg、As、Pb和Cr超标率分别为14.55%、40.00%、16.36%、22.72%和13.64%,主要以Hg污染问题最为突出.稻米中只存在3.64%Cd超标,Hg、As、Pb和Cr平均含量均低于国家食品安全标准限定值(GB 2762-2017),说明当地居民食用稻米存在最大的潜在威胁为Cd污染稻米.稻田土壤重金属来源分析结果表明,稻田土壤中Cd、Hg、As和Pb之间呈显著正相关关系,说明土壤中Cd、Hg、As和Pb具有相同的来源,主要来源于当地铅锌矿冶炼、火电厂等污染点源排放的污染物;Cr与其他元素相关性不显著,主要来源于成土母质,为自然来源元素.
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