基于骨蛋白拉曼光谱特异性的肉骨粉种属鉴别方法

为了快速检测肉骨粉的种属来源,该研究开发了一种简便、可靠、科学、高效的肉骨粉种属鉴别方法。以87个肉骨粉(猪,鸡,牛和羊肉骨粉)为研究对象,利用拉曼光谱技术,结合化学计量学方法,建立了基于骨蛋白拉曼光谱特性的肉骨粉种属鉴别分析方法与模型。研究结果表明:根据偏最小二乘判别分析(PartialLeastSquaresDiscriminant Analysis,PLS-DA)模型,发现鸡和哺乳动物(猪,牛和羊)肉骨粉主要在1 659、2 930、2 852、1 246和1 455 cm-1附近的特征谱带具有差异性;猪和反刍动物(牛和羊)肉骨粉主要是在2 852、1 659和1 246 cm-1附近的特征谱带具有差异性;牛和羊肉骨粉主要是在878、853、2 930、2 852、1 246、1 455和1 659 cm-1附近的特征谱带具有差异性,并且PLS-DA模型鉴别肉骨粉的灵敏度和特异度均大于93.8%。研究结果可以丰富肉骨粉种属鉴别方法体系以及为开发便携式拉曼光谱仪提供参考。     

基于脂肪酸组成特征的沙丁鱼油掺伪检测

为了解决鱼油原料市场日益突出的掺伪问题,本研究采用气相色谱法测定沙丁鱼及5种可能掺伪海水鱼的鱼油脂肪酸组成,并运用主成分分析（PCA）探究鱼油中各脂肪酸的变化规律,筛选出可能掺伪的海水鱼鱼油;运用偏最小二乘判别分析（PLS-DA）和多元逐步线性回归分析建立沙丁鱼油的掺伪鉴别模型。结果表明,5种鱼油与沙丁鱼油的脂肪酸组成有不同程度的差异,其中鳀鱼油与沙丁鱼油脂肪酸组成最为接近。PCA分析的总贡献率为89.8%,说明分析结果具有良好的代表性,鳀鱼油可以拟作沙丁鱼的掺伪油。PLS-DA分析认为沙丁鱼掺伪油的6种特征脂肪酸分别是二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）、棕榈酸、棕榈油酸、二十二碳烯酸和油酸。沙丁鱼油掺伪鉴别模型所得相关系数（R2）分别为0.927、0.963、0.987、0.991,各模型平均误差分别为2.20%、1.38%、1.19%、0.83%,表明模型准确性较好。因此,该模型可实现鳀鱼油掺伪沙丁鱼油的定量识别,在鉴别沙丁鱼油掺伪上具有一定的可行性。     

不同生长阶段墨瑞鳕脂肪酸组成及主成分分析

为比较不同生长阶段墨瑞鳕肌肉中脂肪酸组成的变化,本研究通过气相色谱技术测定墨瑞鳕幼鱼、成鱼、亲鱼肌肉中脂肪酸含量,并对脂肪酸组成进行主成分分析。结果表明,3个不同生长阶段墨瑞鳕的不饱和脂肪酸(UFA)总量分别为52.2%、58.2%、60.1%;在高度不饱和脂肪酸(HUFA)中DHA含量均最高。随着鱼体生长,墨瑞鳕棕榈油酸、油酸、亚油酸、亚麻酸含量均呈上升趋势,从高到低依次为亲鱼>成鱼>幼鱼;肉豆蔻酸、花生一烯酸、花生四烯酸、EPA、DHA含量呈下降趋势,从高到低依次为幼鱼>成鱼>亲鱼;UFA总量和单不饱和脂肪酸(MUFA)含量呈上升趋势,从高到低依次为亲鱼>成鱼>幼鱼;多不饱和脂肪酸(PUFA)总量和必需脂肪酸(EFA)总量含量呈先升后降趋势,从高到低依次为成鱼>亲鱼>幼鱼。墨瑞鳕不同生长阶段脂肪酸含量大部分存在显著差异,特别是幼鱼与成鱼的脂肪酸含量(除二十碳三烯酸外)均存在显著差异;肉豆蔻酸、花生一烯酸、花生四烯酸、EPA和DHA等5种脂肪酸是墨瑞鳕的主要特征脂肪酸,这5种主要特征脂肪酸之间均互呈强正相关。随着墨瑞鳕的生长发育应及时提...     

基于氨基酸组成的黄酒酒龄电子舌鉴别

该研究采用电子舌结合化学计量学方法用于黄酒酒龄的快速鉴别。为确证黄酒样品酒龄,采用氨基酸分析仪分析了1年陈、3年陈和5年陈黄酒中20种氨基酸,并利用主成分分析（principal component analysis,PCA）对氨基酸数据进行了分析。采用电位型电子舌采集了不同酒龄黄酒样品的味觉指纹信息,并采用判别分析（discriminant analysis,DA）方法结合味觉指纹信息建立黄酒酒龄快速鉴别模型。采用偏最小二乘法（partial least squares regression,PLSR）建立电子舌响应信号与氨基酸含量之间的相关关系。氨基酸数据结合PCA分析表明所有样品均标注正确;电子舌结合DA所建黄酒酒龄鉴别模型可将3个年份预测集样品正确区分;异亮氨酸（Ile）、天门冬氨酸（Asp）、酪氨酸（Tyr）和缬氨酸（Val）与电子舌相关性高,模型的相对分析误差（Residual predictive deviation, RPD）高于2。研究表明电位型电子舌结合判别分析是黄酒龄鉴别的稳健方法。     

基于多种变量分析方法鉴别食醋种类电子鼻信号特征筛选

为了提高6种食醋的电子鼻鉴别能力,该文提出了一种基于多变量分析的食醋电子鼻信号多特征表征策略。初选不同的特征表征电子鼻信号,构建电子鼻信号的初始特征矩阵。采取载荷分析进行电子鼻传感器阵列优化,优选了12个气敏传感器的响应数据进行后续分析。为消除各传感器响应信号之间的相关性,对优选阵列的特征矩阵进行主成分分析(principal component analysis,PCA),并利用WilksΛ统计量选择鉴别能力最优的主成分子阵。在选择最优主成分子阵的基础上,以生成主成分的每一个原始特征变量为对象,计算每一个原始特征变量在主成分子阵中的贡献系数绝对值之和,且根据系数绝对值之和从大到小排序;同时,根据不同和值的指定,形成了不同容量的原始特征变量集。最后,借助于Fisher判别分析(Fisher discriminant analysis,FDA)探索了不同容量原始特征变量集的鉴别结果,确定了最佳的原始特征变量集。结果表明,特征选择前后传感器信号的表征特征发生了明显变化,最终采用48个特征参量实现了对食醋电子鼻信号的有效表征。在48个特征参量表征条件下,同时运用FDA和BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)对6种食醋进行了鉴别分析,训练集的鉴别正确率分别在93%和98%以上,测试集的鉴别正确率也分别达到了90%和93%以上。另外,利用巴氏距离进一步揭示了样品间的可分离程度及FDA与BPNN结果的可信性。研究结果可为电子鼻信号多特征表征提供了一种新思路。     

基于灰色效果测度和主成分分析的湘西州烟叶物理特性综合评价

为丰富和完善烟叶质量评价体系,以湘西州2011年烟叶样品为材料,应用主成分分析和灰色效果测度理论构建烟叶物理特性指数,对其烟叶物理特性进行综合评价。结果表明,湘西州烟叶的叶片厚度略薄、结构疏松、吸湿性强,但烟叶含梗率较大。不同县烟叶开片度、含梗率、叶片厚度、叶质重差异显著,不同县单叶重、平衡含水率和物理特性指数差异不显著。烟叶物理特性指数大小排序为:花垣龙山泸溪古丈永顺保靖凤凰。烟叶物理特性指数排名前5位的乡镇为:茨岩镇、列夕乡、排碧镇、洛塔镇、茅坪乡。烟叶物理特性指数(PPI)空间分布有从中部分别向东部和西部2个方向递减的分布趋势,其集中于74.00~81.00分。烟叶物理特性指数可对不同样品或产区的物理特性质量进行排序,综合反映烟叶物理特性质量。     

基于主成分分析的饲料级磷酸盐理化特性评价

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。     

基于流变特性的不同品种苹果果皮质地评价

为探究苹果果皮表面碎裂损伤的原因和评价不同品种果皮的质地。采用电子万能试验机对丹霞、红富士和新红星苹果果皮进行拉伸松弛和蠕变特性试验,得到了果皮松弛的初始应力、残余应力、应变保持和蠕变的初始应变、应力保持、蠕变量;建立了苹果果皮松弛和蠕变的数学模型,对松弛和蠕变特性参数进行了相关性和主成分分析。结果表明:松弛和蠕变试验结果揭示出不同品种果皮的流变特性和内部组织结构存在差异。不同品种果皮的初始应力较大时,松弛平衡后的残余应力较大;初始应变较大时,蠕变量较小。新红星果皮的弹性因子贡献率较高,而红富士果皮的黏性因子贡献率较高,反映出红富士果皮表面中较新红星和丹霞果皮表面容易碎裂损伤,在采收、运输等过程中红富士的果皮较新红星和丹霞的果皮易受机械损伤。研究结果可为苹果品种的优育及其质地评价体系的建立和完善提供参考。     

不同有机物料施用对砖红壤团聚体组成和稳定性的影响

通过培养和盆栽试验,研究猪粪、鸡粪、甘蔗叶、稻秆、稻秆生物炭等不同有机物料及其混施对砖红壤团聚体组成特征的影响,并利用团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、分形维数(D)等指标和主成分分析方法(PCA)评价了土壤团聚体的稳定性特征。结果表明:与对照相比,施用有机物料,使土壤 1mm机械稳定团聚体比例提高了2.3%～45.7%,单施鸡粪效果最显著;使 0.5 mm水稳性团聚体比例提高了3.0%～41.4%,鸡粪+稻秆生物炭混施效果最显著。单施鸡粪对团聚体机械稳定性提升效果最好,团聚体MWD和GMD分别提高了36.3%和28.3%;鸡粪与稻秆生物炭混施对团聚体水稳性提升效果最好,团聚体MWD和GMD分别提高了32.1%和27.7%。 2mm团聚体比例分别与机械稳定性和水稳性团聚体MWD、GMD呈极显著正相关,与团聚体D值呈显著负相关,表明 2 mm团聚体对提高砖红壤结构稳定性具有积极意义。综合主成分分析和差异显著性分析结果,可得出鸡粪与稻秆生物炭混施提高砖红壤团聚体稳定性效果最佳的结论。     

基于前表面荧光光谱鉴别新鲜与冻融大黄鱼

为研究反复冻融对水产品品质的影响,通过理化方法检测了不同冻融次数处理对大黄鱼解冻损失、pH 值、色泽、硫代巴比妥酸值、羰基含量等指标的影响,并采用前表面荧光光谱结合主成分分析（principal component analysis,PCA）和 Fisher 线性判别分析法（Fisher linear discriminant analysis,FLDA）对不同冻融次数的大黄鱼进行区分。结果显示随着冻融次数增加,大黄鱼的解冻损失显著增加（P<0.05）;pH 值呈先上升后下降的趋势;L*（亮度）值、b*（黄度）值均有不同程度的增加（P<0.05）,a*（红度）值下降（P<0.05）;羰基含量和硫代巴比妥酸反应物值（thiobarbituric acid reactive substances,TBARS）增加（P<0.05）,反复冻融导致大黄鱼的品质下降。色氨酸和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide,NADH）的荧光光谱分别结合 PCA 和 FLDA 对不同冻融处理组进行分析,结果表明 FLDA 识别效果优于 PCA。通过 FLDA 建立了新鲜大黄鱼与冻融大黄鱼荧光光谱判别模型,发现色氨酸原始判别的准确率和交叉验证的准确率分别为68.3%和66.7%,NADH 原始判别的准确率和交叉验证的准确率均达到100%。由此可见,利用 NADH荧光光谱结合化学计量分析可以鉴别不同冻融处理的大黄鱼。研究结果为水产品新鲜度的快速评价提供参考。     

鱼粉中肉骨粉的可见-近红外光谱快速定性判别方法（简报）

为了能更加快速准确的定性判别鱼粉中是否掺有肉骨粉（MBM）,该文收集中国常用的鱼粉和肉骨粉,制备定标集样品201个,其中111个为掺有不同肉骨粉质量分数（1%～33%）的样品,90个为纯鱼粉,并独立制备113个验证集样品,其中74个为掺有不同肉骨粉质量分数（1%～33%）的样品,39个为纯鱼粉。在400～2 498 nm波长范围内进行光谱扫描,选择合适的光谱预处理方法和光谱范围,采用DPLS方法建立判别分析模型。建立的判别分析模型：数学预处理方法为2-8-6-1,散射校正方法为变量标准化处理（SNV）,光谱范围为全谱（408～ 2 492 nm）,定标模型的正确判断率为95.7%,外部验证正确判断率为95.6%,对于掺入量≥5%MBM时,正确判断率为100%。研究结果证明近红外反射光谱可以提供一种快速鉴别鱼粉中MBM的方法。     

饲料中肉骨粉含量的近红外反射光谱检测方法

收集28份鸡饲料,31份猪饲料,25份牛饲料和肉骨粉7份,在饲料中掺入不同比例(0.5%～6.0%)的肉骨粉,制成分析样本.采用偏最小二乘(PLS)法,分别对光谱进行散射校正、平滑、一阶导数和二阶导数预处理,建立了鸡饲料、猪饲料和牛饲料中肉骨粉含量的近红外定量分析模型.利用验证集样本对定标模型进行了检验,鸡饲料、猪饲料和牛饲料中肉骨粉含量的真值与预测值之间的决定系数分别为0.9694、0.9846和0.9788;标准差分别为0.279、0.252和0.287;相对分析误差分别为5.663、6.865和5.889.结果表明,利用近红外光谱法测定饲料中的肉骨粉含量具有较高的预测精度.     

Potential nitrogen and phosphorus leaching from soils fertilized with meat and bone meal

Abstract

The nitrogen and phosphorus contents of meat and bone meal (MBM) make it a potentially valuable nutrient source in agriculture. Its narrow N:P ratio, however, makes it a potential environmental risk if it is not utilized with caution. A column-leaching experiment was conducted to assess potential nitrogen and phosphorus leaching from bare soils fertilized with MBM. This should give an idea of the efficacy of autumn or early spring MBM application on land devoid of vegetation cover. Earlier greenhouse and field experiments have indicated that nitrogen mineralization after MBM application takes place relatively rapidly. The column experiment conducted here has indicated that spring application of MBM prior to planting can result in the loss of mineral nitrogen, reducing the total amount of N available to the crop. A higher initial loss (up to 47 mg l^?1) of ammonium was found for the MBM treated soils, but this declined to less than 0.1 mg l^?1 by the end of the experiment, 11 weeks later. Nitrate loss was highest at the onset of the experiment for the soils that received mineral N fertilizer. With time, however, the largest nitrate losses were associated with the MBM-treated soils. Nitrate leaching continued to well beyond the end of the experiment. The effect will most certainly be exacerbated when the crop N (rather than crop P) requirement forms the basis for MBM application. The amount of P leached as ortho-P is probably small but may also represent an environmental risk if N remains to be the basis of MBM application. Based on the results presented here and considering the dangers of elevated nutrient losses, autumn and early spring MBM application may not be recommended.     

磁流体改性制备磁性肉骨生物炭及其对Cd2+的吸附特性

病死水产品(以非正常死亡鲤鱼为例)制成肉骨生物炭(Carp meat bone Biochar,CBC)应用于Cd2+污染修复,是实现水产养殖废弃物无害化、减量化和资源化处置的新途径.采用磁流体对CBC进行改性制备磁性肉骨生物炭(Magnetic Carp meat bone Biochar,MCBC),并考察磁流体改...     

精料补充料中肉骨粉含量的近红外光谱检测

为了保证饲料安全,精料补充料中肉骨粉的检测是十分必要的。该文探讨了精料补充料中肉骨粉含量的近红外光谱分析方法,123个样品作为校正集,采用偏最小二乘法(PLS),分别对光谱进行散射校正和卷积平滑、一阶微分、二阶微分预处理建立校正模型,以最大的决定系数(R²)和最小的标准差(RMSEC)为选择依据,通过比较,以多元散射校正和卷积平滑处理与二阶微分相结合的处理效果最好,其预测值与测量值的决定系数(R²)和标准差(RMSEC)分别为0.9751和0.437。34个样品作为检验集进行外部验证,决定系数(r²)和标准差(RMSEP)分别为0.9749和0.420,平均绝对误差和相对误差分别为0.326和13.89％。结果表明,利用近红外分析技术可以检测精料补充料中肉骨粉的含量。     

标准化法和主成分法评估牦牛不同部位分割肉品质

为了研究牦牛不同部位分割肉的品质特征,该研究测定了牦牛辣椒条、上脑、眼肉、外脊、里脊、小黄瓜条、大黄瓜条、米龙、霖肉9个部位分割肉的剪切力、蒸煮损失、失水率、L*、a*、b*、蛋白、脂肪、含水率9项品质特性,并通过方差分析法、标准化法、主成分法研究其品质特征。结果表明,除了脂肪和含水率外,其余7项品质特性均存在显著差异性（P＜0.05）。标准化分析结果表明小黄瓜条、大黄瓜条、米龙、霖肉4个后部肉具有相似特征,具有较好的嫩度、较高的蛋白含量、中等水平的持水能力。主成分分析共提取出3个主成分因子PC1（34.69%）、PC2（25.97%）、PC3（19.12%）,其中PC1可明显区分出中部肉与后部肉差异,根据因子载荷,牦牛肉化学组成（蛋白、脂肪、含水率）与这一差异密切相关。可以得出以下结论：不同部位牦牛肉品质存在差异,这一差异与其在牦牛胴体上的相对位置有关,而牦牛胴体的后部肉品质优于其他部位,因此可以作为开发高档产品的原料来源。     

精氨酸对绵羊胴体品质、肉质特性及瘤胃细菌组成的影响

瘤胃细菌在绵羊骨骼肌脂肪酸沉积中起着重要作用。为研究精氨酸对绵羊胴体品质、肉质特性和瘤胃细菌组成的影响,探究瘤胃细菌变化与脂肪酸沉积之间的关系,利用宏基因组测序、气相色谱技术分析绵羊补饲精氨酸后瘤胃细菌组成和肌肉脂肪酸谱的变化,建立两者间的关联性。选取16只健康且体质量相近的3月龄绵羊,随机分为对照组（基础饲粮）和精氨酸组（基础饲粮+1%精氨酸）,进行90 d的饲养试验。结果表明,与对照组相比,精氨酸组绵羊的背膘厚显著降低（P<0.05）,背最长肌的亮度（L^*）值、黄度（b^*）值及剪切力值均显著减小（P<0.05）,红度（a^*）值显著增加（P<0.05）。精氨酸组背最长肌十五烷酸、十七烷酸和十七碳烯酸的含量显著低于对照组（P<0.05）,二十四碳烯酸、α-亚麻酸、二十二碳六烯酸和n-3多不饱和脂肪酸的含量显著高于对照组（P<0.05）;精氨酸组n-6/n-3多不饱和脂肪酸的比值显著降低（P<0.05）。宏基因组分析显示,补充精氨酸显著提高了瘤胃中梭菌属、月形单胞菌属、瘤胃球菌属和密螺旋体属的丰度（P<0.05）,降低了丁酸弧菌属、副拟杆菌属、解琥珀酸菌属、甲烷短杆菌属和Butyrivibrio proteoclasticus的丰度（P<0.05）。此外,精氨酸组瘤胃中丁酸的含量显著增加（P<0.05）。关联性分析显示,丁酸弧菌属与n-3多不饱和脂肪酸呈显著负相关（P<0.05）与饱和脂肪酸呈显著正相关（P<0.05）;脂肪酸含量对肉的色泽和pH值有较大的影响。综上所述,精氨酸通过降低瘤胃氢化菌的数量,减少氢化的发生,促进肉中有益脂肪酸沉积,进而改善羊肉品质。研究结果为今后通过饲粮营养干预靶向调控瘤胃细菌提高羊肉品质提供参考。     

基于PCA与GA的近红外光谱建模样品选择方法

针对在利用遗传算法进行样品选择(SSGA)时,使用原光谱矩阵运算时间非常长的问题,提出了一种使用丰成分得分矩阵代替原光谱矩阵进行选样的新算法(PCA-SSCA).讨论了PCA-SSGA算法的主成分分解,染色体编码与解码,目标函数与适应度函数确定,选择算子、交叉算子、变异算子等.在Visual C 环境中开发了PCA-SSGA软件系统.通过对131份小麦籽粒样品针对其干基蛋白含量进行PCA-SSGA运算,经过39200代进化,最终找出最佳样品组合:样品数日由131减少为70,通过偏最小二乘留一法交叉验证(PLS-LOO-CV),决定系数(R2)由0.9477增加为0.9841,交叉验证预测均方差(RMSPCV)由0.3938减少为0.1934.从运算时间上看,PCA-SSGA进化一代时间是SSGA的1/2193,整个样品优选过程时间大大缩短,效率得以显著提高.试验结果表明:PCA-SSGA可以方便灵活地调整遗传算法的参数、自动地选择样品,这对优化农产品近红外光谱模型、进一步提高预测精度提供了很好的技术支持.     

基于最小数据集的黄土高原矿区复垦土壤质量评价

矿产开发影响了土壤质量,特别是在黄土高原生态脆弱地区。通过植被恢复能够改善矿区复垦土壤质量。为了揭示矿区复垦土壤质量在植被恢复过程中的变化,该文以黑岱沟矿区排土场不同恢复年限不同植被类型、未复垦地和周边自然植被恢复区为研究对象,选取21项理化生指标作为总数据集(totaldataset,TDS),运用主成分分析(principal component analysis,PCA)结合Norm值构建评价指标最小数据集(minimum data set,MDS),通过非线性(non-Linear,NL)和线性(linear,L)两种评价方法对研究区土壤质量进行了评价。研究表明:黄土高原北部典型矿区复垦土壤质量评价指标MDS包括粉粒百分比、有机质、速效磷、钠吸附比和微生物碳;2种评价方法下,植被恢复均对复垦土壤质量指数(soil quality index,SQI)有了显著提升(P 0.05),复垦20 a灌木SQI高于复垦10 a灌木SQI,复垦12 a草本SQI高于复垦20 a草本SQI,然而所有复垦土壤SQI均未达到自然植被恢复土壤SQI;由于非线性土壤质量评价方法(SQI-NL)具有更大的土壤质量指数变化区间和变异系数,此外,在SQI-NL和线性土壤质量(SQI-L)评价两种方法下,MDS和TDS之间决定系数分别为0.911和0.866,因此,非线性土壤质量评价方法在该区域具有更好的适用性,并且最小数据集能够较准确地进行土壤质量评价。