科研产出
壳聚糖调节膜透性和能量代谢减缓沃柑果实采后品质劣变
《中国食品学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：壳聚糖是一种具有多重生物活性的天然多糖，可参与生物体多种生理活动。本文研究了2%壳聚糖涂膜处理，对采后沃柑果实在25℃贮藏期间，果实贮藏和营养品质、膜透性及能量代谢的影响。结果显示：壳聚糖有效延缓了采后沃柑果实在贮藏期间可溶性固形物含量、总可滴定酸含量的下降，失重率和固酸比的上升；有效抑制了类胡萝卜素、抗坏血酸、总酚和类黄酮含量的下降。研究表明，壳聚糖显著抑制了膜透性上升，表现为贮藏期间果实组织更低的相对电导率和丙二醛含量。此外，壳聚糖通过诱导H+-ATPase、Ca2+-ATPase、琥珀酸脱氢酶、细胞色素C氧化酶活性，使沃柑果实在贮藏期间维持较高的能量状态，表现为三磷酸腺苷和能荷水平上升。结论：壳聚糖能通过调节膜透性和能量代谢，有效维持采后沃柑果实贮藏和营养品质，延缓其采后衰老进程。
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协同遥感与统计数据的粤西甘蔗种植分布提取及时空分析
《地球信息科学学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：粤西是我国甘蔗三大主产区之一，开展粤西甘蔗种植分布遥感提取，分析甘蔗种植区分布时空特征，对制定甘蔗种植管理政策、优化甘蔗生产布局、推进甘蔗集约化生产具有重要价值。本文协同Landsat遥感时间序列数据和甘蔗种植面积统计数据，利用时间加权的动态时间规整（TWDTW）模型，分别获取2000、2008、2020年甘蔗种植空间分布信息；基于核密度估算方法分析甘蔗种植区的空间聚集特征；采用景观格局分析方法，分析甘蔗种植斑块的空间分布特征；结合DEM数据，分析甘蔗种植区的地形特征。研究表明，（1）协同遥感时序和统计数据，基于TWDTW模型可实现较高精度的甘蔗识别，2000、2008、2020年3年平均甘蔗制图精度达87.62%；（2）粤西甘蔗主要分布在湛江市遂溪县、雷州市、徐闻县，遂溪县和雷州市甘蔗种植区呈现多中心、高密度聚集的发展趋势；（3） 2000—2020年遂溪县和雷州市的甘蔗种植斑块平均面积增大、斑块密度降低、聚集指数增长，表明发生了较显著的甘蔗种植布局调整，甘蔗生产呈现集约化、规模化趋势；（4）遂溪县和雷州市甘蔗大多种植在地势平坦的区域，具有较大的机械化作业潜力。
关键词： 甘蔗 遥感 作物识别 时间序列 物候特征 空间分布 景观格局 多源数据
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基于叶片匹配的作物植株图像分离与计数方法
《江苏大学学报(自然科学版) 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：构建了从连续采集的田间图像中提取作物植株的算法，为图像采集植株微观生长信息提供算法支撑.首先，从图像中分割出叶片，根据叶片距离分离出单个植株；将连续相邻的两幅图像进行拼接获得拼接变换，并将两幅图像中各植株图像与空图像按照获得的拼接变换计算出植株拼接变换图；其次，求出各株拼接变换图的叶片图像质心，采用距离门限的方法判断两植株图像是否为同株作物；在此基础上，采用传递闭包获得各株作物在不同图像中的集合，并用距离中心最小的方法从各株集合中选择出最佳图像，用5种作物对该算法进行验证，结果表明：株数检测准确率达到了100%,提出的方法也成功地将各植株图像精确地提取出来，同时算法显示出高效的计算效率.
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天然富硒区广西壮族自治区桂平市水稻土壤线虫群落结构特征及其指示意义
《科学通报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：发展富硒农业对改善人体健康状况具有重要意义,但目前尚未开展富硒土壤中生态安全评估相关研究.土壤生物是土壤物质循环和能量流动过程的主要调节者,线虫是土壤中数量最丰富的后生动物,其群落结构和多样性对于土壤生态系统的能流通道和环境质量等均具有重要的指示意义.本研究选取广西壮族自治区桂平市水稻土壤(总硒为100~900 μg/kg)为研究对象,将其分成低硒组、中硒组和高硒组,对其中的线虫群落进行了分析.结果 显示,不同硒含量土壤中,线虫群落结构差异显著;相比于低硒组,中硒组及高硒组线虫密度显著增大,cp-2线虫及食真菌线虫相对丰度显著减小,F/B值和结构指数SI值显著减小;随土壤总硒及有效硒含量的增加,线虫密度、连胃属(Chronogaster)线虫相对丰度、棱咽属(Prismatolainus)线虫相对丰度增大,拟丽突属(Acrobeloides)线虫相对丰度、食真菌线虫相对丰度(Fu)、F/B值和结构指数SI减小.硒抑制了群落中的硒敏感线虫,简化了土壤食物网结构.在野外条件下线虫群落对于水稻土壤硒元素具有敏感的响应,可作为水稻土壤硒素水平的生物指示者.本研究为科学评价天然富硒水稻土壤的生态安全提供了数据参考.
关键词： 水稻土壤;硒;线虫;结构指数;拟丽突属;生物指示者
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多酶级联系统制备蒜糖醇的细胞工厂构建及工艺优化
《食品科学技术学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：蒜糖醇是一种在食品、医药等领域具有较大应用前景的新型功能性甜味剂.为实现蒜糖醇的绿色生物合成,基于稀有糖转化策略通过共表达葡萄糖异构酶、D-阿洛酮糖3-差向异构酶及核糖醇脱氢酶,在大肠杆菌体内建立了利用廉价底物D-葡萄糖生产蒜糖醇的多酶级联系统;并通过偶联甲酸脱氢酶构建辅因子循环系统,提高胞内还原型辅酶Ⅰ的再生效率.为平衡多酶级联系统中的个体表达差异,以全细胞催化活性为指标,对细胞工厂的发酵条件和催化条件进行了优化.结果表明:重组菌在20℃、1.00 mmol/L异丙基-β-D-硫代半乳糖苷的发酵条件下,诱导24 h可得到较佳的蛋白质表达量;在40℃、50 mmol/L Tris-HCl(pH值8.0)及5.0 g/L甲酸钠的催化条件下,全细胞可在15 h内转化25.00 g/L的D-葡萄糖生成19.33 g/L蒜糖醇.通过表达系统的优化进一步降低了底物和中间产物的残留量,蒜糖醇的产量提高至21.12 g/L.研究旨在为全细胞生物转化法实现蒜糖醇的规模化合成提供理论依据,探索以预处理甘蔗糖蜜为底物生产蒜糖醇的可行性,希望对延长糖产业链,提高糖产品附加值起到积极作用.
关键词： 蒜糖醇 全细胞催化 多酶级联系统 细胞工厂 甘蔗糖蜜
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燕麦β-葡聚糖-槲皮素复合物的制备及其对秀丽隐杆线虫寿命的影响
《食品科学技术学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究糖酚复合物的结构及功能特性,采用自由基催化、氢键吸附技术分别制备燕麦β-葡聚糖与槲皮素共价(COGQ)及非共价复合物(NOGQ),利用高效排阻色谱、红外光谱和核磁波谱等方法分析其结构特性,以秀丽隐杆线虫(简称线虫)为模型,研究复合物的抗衰老活性.高效排阻色谱显示,NOGQ和COGQ的相对分子质量分别为354、349 kDa,两者相差不大;红外光谱显示,复合物在1660、1562、1243 cm-1处有新的红外吸收峰,呈非晶态相,无定型状态;核磁波谱表明,复合物在化学位移为6.5~8.5处可产生3个属于苯基质子的新质子信号,有3个单糖残基;抗衰老活性研究表明,与空白组相比,COGQ与NOGQ均能显著提高秀丽隐杆线虫的平均寿命(P<0.05),且两组中线虫体内的超氧化物岐化酶和过氧化氢酶活性均显著提高(P<0.01),揭示两种复合物可能通过提高机体的抗氧化能力,进而发挥其延长寿命的功效.研究结果旨在为糖酚复合物的制备及新型食品抗氧化剂的开发提供参考.
关键词： 燕麦β-葡聚糖 槲皮素 糖酚复合物 寿命 秀丽隐杆线虫
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广西澳洲坚果果实品质分析与综合评价
《食品科学 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探明广西澳洲坚果果实主要品质特征,建立果实经济性状综合评价方法.对14个广西主产地澳洲坚果果实优果判别指标以及果仁脂肪酸、氨基酸、矿质元素组成与含量等品质指标进行测定,运用因子分析、聚类分析和正交偏最小二乘判别分析对其品质进行综合评价.结果 表明:广西不同产地澳洲坚果果实品质存在明显差异,42.9%的果园好果率低于97%,需要加强果园管理工作.广西澳洲坚果果仁中不饱和脂肪以油酸、棕榈油酸为主,水解氨基酸以药效氨基酸为主,磷、钙含量相对其他矿物质元素含量较多.系统聚类分析显示广西澳洲坚果可以分为3类,好果率、脂肪、蛋白质、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、花生酸、油酸、亚麻酸、二十碳三烯酸、天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、磷22个指标是不同产地澳洲坚果样品间的差异指标.利用因子分析法建立澳洲坚果经济性状评价模型,逐步回归分析验证模型具有非常高的预测准确性;第3类(12、14号)品质相对最优,第1类(1、2、3、6、7、8、9、10、11、13号)次之,第2类(4、5号)再次之.该研究为准确了解广西澳洲坚果果实品质、品质评价标准建立及品质调控提供参考和依据.
关键词： 澳洲坚果;果实;品质分析;综合评价
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离子液体催化乙酸和乙醇酯化反应动力学的分析
《高校化学工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对传统催化剂浓硫酸腐蚀性强、无法回收等问题,以绿色环保的离子液体1-磺酸丁基-2-甲基吡啶硫酸氢盐为催化剂,探讨离子液体对乙酸和乙醇酯化反应合成乙酸乙酯的动力学性能影响。在温度为313.15～333.15 K、催化剂浓度在0.07～0.27 mol·L~(-1)、初始乙酸和乙醇的量比为0.56～1.5的条件下,考察各因素对反应转化率的影响。根据二级可逆反应机理建立酯化反应动力学的溶液非理想均相(NIH)模型,并采用溶液理论中非随机双液体模型方程(NRTL模型)修正混合液体的非理想性质。通过动力学数据拟合获得模型中的动力学常数、反应活化能和指前因子等参数。随着温度和离子液体催化剂浓度上升,乙酸的反应速率逐渐增大,但平衡转化率基本不变,当初始乙酸和乙醇的量比为1时,乙酸乙酯产量最高。正反应活化能为49.48 k J·mol~(-1),逆反应活化能为53.78 k J·mol~(-1);正反应指前因子为7.25×10~5L~2·mol~(-2)·min~(-1),逆反应指前因子为3.87×10~5 L~2·mol~(-2)·min~(-1)。结果表明模型预测值与实验值一致,证明了NIH模型适用于该离子液体催化乙酸乙酯反应动力学体系。
关键词： 离子液体催化剂 1-磺酸丁基-2-甲基吡啶硫酸氢盐 动力学模型 酯化反应
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时空协同的地块尺度作物分布遥感提取
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：地块尺度作物分布信息清晰直观地反映了农田位置、空间形态等空间细节和种植类型信息,对精准农业管理、种植补贴发放和农业资源调查等具有重要价值.虽然遥感时空协同思路为地块尺度作物分布提取提供了解决方案,但在农田地块提取和时序特征构建方面尚存在不足.该研究基于遥感时空协同的思路,以Google Earth高空间分辨率影像为底图,利用擅于学习影像视觉特征的D-LinkNet深度学习模型,快速、精准提取农田地块形态;以地块为观测单元,利用Landsat8和Sentinel-2多源遥感的"碎片化"无云数据构建地块时序数据集,基于加权Double-Logistic函数重建地块归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)时序曲线;提取地块物候特征和多时相光谱特征,经过特征优选和随机森林分类模型构建,开展地块尺度作物分布制图.以广西扶绥县为研究区开展试验,共提取地块43.7万个,边界准确率为84.54%,相较于常规基于多尺度分割的地块提取,基于D-LinkNet的地块提取方法直接排除了非农田地物的干扰,地块形态与现实情况符合度更高;地块NDVI时间序列重建结果能够较好地捕捉作物开始生长、旺盛期、成熟收获期的动态变化趋势;分类特征重要性评价结果显示,红边特征、与时间相关的物候特征在分类中发挥重要作用,当联合物候特征和光谱特征时分类效果最佳;根据特征重要性分析不同特征数量情况下的分类精度,当特征数量大于40维时,作物分类精度和Kappa系数保持稳定,总体分类精度维持在88%左右;对扶绥县地块尺度作物分布进行制图,提取甘蔗地块277421个、水稻地块33747个、香蕉地块4973个、柑橘地块102055个,分别占农田地块总数的63.48%、7.72%、1.14%、23.35%,种植面积占比分别为69.78%、7.12%、1.71%、18.06%.该研究在理论上构建了遥感时空协同的地块尺度作物分类模型,为大范围、地块尺度作物分布遥感提取提供了实用化方案.
关键词： 作物;遥感;分布提取;时空协同;地块尺度;时间序列;物候特征
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基于多时相遥感植被指数的柑橘果园识别
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：柑橘普遍种植于中国南方地区,受天气多云多雨、种植类型复杂等因素影响,利用光谱信息直接识别柑橘果园信息存在一定困难。该研究根据柑橘特有的物候特征,提出了"柑橘在其果实生长膨大过程中柑橘果园的植被信息可能减弱"的假设。根据此特征提出柑橘果园信息识别方法,确定关键时间窗口的阈值,并以广西壮族自治区南宁市武鸣区为研究区,开展柑橘果园信息遥感识别实证研究。首先,获取2018年研究区多时相Sentinel-2遥感影像,构建归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）、绿色归一化植被指数（Green Normalized Difference Vegetation Index,GNDVI）、差值植被指数（Difference Vegetation Index,DVI）和红边波段指数（Sentinel-derived Red-edge Spectral Indices,RESI）等多个植被光谱指数;其次,根据地面样本点信息,对比不同植被类型在不同时期的遥感植被信息差异,进而确定柑橘果园识别的最优特征。研究结果表明,柑橘果园与研究区其他主要作物类型（如甘蔗、香蕉、玉米、水稻等）没有明显的光谱特征差异,但研究区多时相遥感植被指数显示10月的柑橘果园NDVI相比11月出现明显低值0.47,且明显低于其他作物类型;10月的柑橘果园GNDVI也出现了低值0.43,但与其他月份相比差异不明显;而柑橘果园DVI的离散程度低,分离性不强。根据作物物候历,9—10月为柑橘果实迅速膨大期,这验证了该研究提出的科学假设,即该时期柑橘果园的植被信息会减弱。柑橘果实膨大期不同植被指数的离散程度差异明显,NDVI离散程度最高,差异性最强。根据10月柑橘果园NDVI的物候特征,进一步构建归一化指数,通过阈值法识别研究区柑橘果园空间分布,该识别方法的总体精度达到82.75%,优于其他植被指数的识别结果,研究结果可为柑橘果园信息遥感识别研究提供较好的理论与实践支撑。
关键词： 遥感 分类 物候 柑橘 植被指数 Sentinel-2 Google Earth Engine
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