基于组成特性的肉骨粉种属鉴别标志性变量挖掘

为了全面表征不同种属肉骨粉的组成特性，并进一步挖掘肉骨粉种属鉴别标志性变量，研究基于166个来源可靠的不同种属肉骨粉样本（猪、鸡、牛、羊源），从基本组分、元素组成、脂肪酸组成和氨基酸组成4个方面全面获取物料组成特性信息。对比分析不同种属肉骨粉的69个组成变量，其中31个组成变量在种属间差异性显著（P<0.05）。主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）结合偏最小二乘判别分析（Partial Least Square-Discriminant Analysis，PLS-DA）对肉骨粉种属间特异性进行探索性分析。结果表明，元素组成和脂肪酸组成可以为猪、鸡、牛、羊肉骨粉提供特异性组成标志变量；氨基酸组成是反刍动物肉骨粉的特异性组成标志变量来源。综合PLS-DA和单因素方差分析结果，以VIP值大于1，P<0.05为指标，研究获取了不同种属肉骨粉之间的特异性组成标志变量，分别为：C10∶0、C18∶0、C18∶2n6c（猪肉骨粉）；Ca、K、Zn、C18∶0、C18∶2n6c（鸡肉骨粉）；Sr、C14∶1、C17∶0、C17∶1、C18∶0、C18∶2n6t（牛肉骨粉）；H、Mg、Sr、C10∶0、C16∶0、C17∶0、C17∶1、C18∶0（羊肉骨粉）；Sr、Ba、C14∶1、C17∶0、C15∶0、C17∶1、C18∶0、C18∶2n6t、C18∶2n6c、丝氨酸（反刍动物肉骨粉）；K、Zn、C18∶0、C18∶2n6c（哺乳动物肉骨粉）。该研究可以为肉骨粉种属鉴别方法及其多元应用机理分析提供数据支持，并可以为肉骨粉多元应用细化至不同种属提供理论基础。     

反刍动物饲料中乳源性成分与牛羊肉骨粉的区分

利用奶粉的溶解性,通过水和0.5%次氯酸钠溶液洗涤混有乳源性成分和牛、羊肉骨粉的饲料样品,去除饲料中的乳粉成分后,再使用16S rDNA PCR方法进行动物源性检测。结果表明,实验所建立的方法能够完全区分饲料中的乳粉与肉骨粉。当乳粉含量分别为25%、50%和75%时,混合饲料中牛、羊肉骨粉的检出限分别为2%、0.5%和0.1%。此方法操作简单,容易掌握,可用于鉴别反刍动物饲料中非乳源性成分的牛、羊源性成分。     

基于SERS的苹果树腐烂病原菌早期侵染检测

为了早期诊断由黑腐皮壳真菌(Valsa mali Miyabe et Yamada)引起的苹果树腐烂病,该研究基于表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman scattering,SERS)技术,以腐烂病菌丝、病原菌丝侵染的苹果树和健康的苹果树枝作为研究对象,结合S-G平滑和迭代自适应加权惩罚最小二乘法进行拉曼光谱预处理,经解析发现病原菌丝与染菌样本在1 598、1 595 cm^-1和2 930、2 925 cm^-1附近敏感谱峰明显区别于健康样本。重复试验分析发现,病原菌侵染可致寄主特征谱峰偏移以及谱峰强度改变：健康样本在1 286 cm^-1附近的特征峰随病原菌的侵染偏移至1 365 cm^-1附近;健康样本在1 286与1 587 cm^-1附近的谱峰强度比值小于0.5,染菌样本在1 365与1 595 cm^-1附近的谱峰强度比值大于0.5,而菌丝在1 327与1 598 cm^-1附近的谱峰强度比值大于1.0;1 5...     

基于拉曼光谱分析寒地水稻叶瘟病害植株特征

稻叶瘟是影响寒地水稻产量的重要病害之一。为了减少病害受灾程度,增加早期检测的手段,该文利用拉曼光谱仪对正常水稻与感染稻叶瘟的水稻叶片进行拉曼光谱采集,指认出了水稻叶片的特征频率。通过对无病害叶片与病害叶片官能团的拉曼特性谱峰和特征频率偏移的对比分析,指出稻叶瘟水稻叶片的特征谱峰和稻瘟病敏感谱线为1 800~2 600 cm-1的频谱区域,分析得到984和994 cm-1的双峰连线的斜率以及828和851 cm-1的双峰连线的斜率随着病害程度的增加而逐渐增大。通过对随机抽取的50个拉曼光谱样本的分析,得到2 000~2 300 cm-1散射截面随着病害程度的加重而增加,说明散射截面的变化与稻瘟病害存在良好对应关系。研究表明拉曼光谱分析为早期检测水稻稻叶瘟病提供了一种有效的手段。     

基于SERS技术的基底增强效应对比及食源性芽孢快速检测

为了实现食源性芽孢的快速识别,该研究利用表面增强拉曼光谱技术,以产气荚膜梭菌芽孢（C.perfringens spores）、艰难梭菌芽孢（C.difficile spores）和生孢梭菌芽孢（C. sporogenes spores）为研究对象,将3种不同纳米溶胶材料AuNPs、AgNPs和Au@AgNPs作为表面增强拉曼散射（Surface-enhanced Raman scattering,SERS）基底对食源性芽孢的增强效应进行对比,确定较佳增强效果的纳米材料,进一步开展基于较优纳米溶胶材料为基底的SERS技术对不同种属食源性芽孢的光谱解析及快速识别研究。结果表明,Au@AgNPs对食源性芽孢的SERS增强效果最较好,其增强因子达3.49×104,且光谱特异性和重现性良好。经拉曼光谱解析,Ca2+-DPA的拉曼峰是三种食源性芽孢的共有标志特征峰,拉曼振动峰在1 017、1 440和1 570 cm-1波段显示且峰强度不同。C. perfringens芽孢在740、787、821、1 203、1 308和1 627 cm-1有独特的拉曼峰,C. sporogenes芽孢在852 cm-1有独特的拉曼峰,在1 017 cm-1（Ca2+-DPA）、1 081 cm-1（DNA、O-P-O）处峰位强度C. perfringens芽孢>C. sporogenes芽孢>C. difficile芽孢,在1 332 cm-1（核酸中腺嘌呤核酸）、1 440 cm-1（Ca2+-DPA）处峰位强度C. perfringens芽孢>C. difficile芽孢>C. sporogenes 芽孢,3种食源性芽孢的SERS图谱出峰位置和峰强度差异明显。结合主成分分析（Principal Component Analysis,PCA）和线性判别分析（Linear Discriminant Analysis,LDA）构建定性识别模型,经 PCA分析,其前三个主成分的累计贡献率达92.90%,然后利用LDA进行分析,其识别率可达到100%。结果表明,以Au@AgNPs为基底的SERS技术检测方法可以实现对食源性芽孢的快速识别,为食源性芽孢检测和食品安全检测提供了有效手段。     

同步检测动物源性成分的五重PCR的条件优化和检出限分析

为获得肉制品中牛、羊、猪、鸡、鸭等动物源性成分的快速高效多重PCR检测方法,利用5对牛、羊、猪、鸭和鸡等动物源性成分特异性PCR引物(靶基因序列来源于线粒体基因组),对多重PCR反应条件引物浓度和退火温度进行优化,并确定该检测方法的检出限。结果表明,多重PCR方法最佳反应条件为鸭源特异性引物浓度0.12μmol·L~(-1),鸡源特异性引物浓度0.16μmol·L~(-1),猪源特异性引物浓度0.16μmol·L~(-1),羊源特异性引物浓度0.32μmol·L~(-1),牛源特异性引物浓度0.24μmol·L~(-1),退火温度58℃,d NTPs浓度0.20 mmol·L~(-1),Taq DNA聚合酶添加量5 U,循环次数40。在最佳反应条件下,所建立的牛、羊、猪、鸡和鸭等5种动物源性成分多重PCR的g DNA检出限达到20 pg。应用优化后的多重PCR方法对21份市售肉制品样本进行盲样检测,验证鉴别方法的准确性,结果与现行标准的检测结果一致,掺假率达42.86%。本试验结果为肉制品中该5种动物源性成分的快速检测提供了技术支撑。     

稻谷壳制备石墨烯纳米片及结构表征

为了充分利用南方丰富的稻谷壳资源,制备附加值较高的石墨烯纳米材料。该文采用稻谷壳可再生资源经高温炭化、过筛、透析等工艺等制备活性炭,将其在高纯氩保护下高温催化石墨化后制备的石墨微晶作为石墨烯的新型碳源。应用具有较大离子半径的硫酸根离子(0.295 nm)为插层剂预处理该石墨微晶,经水热及微波工艺制备石墨烯纳米片。采用透射电镜、扫描电镜、原子力显微镜、红外光谱、拉曼光谱及X射线衍射(X-ray diffraction spectroscopy,XRD)等技术对样品进行了形貌、结构和谱学等表征。原子力图表明,该石墨烯纳米片厚度范围为0.8~1.75 nm,为单层或双层石墨烯;由红外光谱可以观察到1 550 cm-1左右的石墨烯特征碳碳双键骨架振动峰。但未观察到传统Hummers氧化及水合肼法常出现,与石墨烯氧化后缺陷度有关的3 000~3 600 cm-1之间峰及1 250 cm-1左右振动峰。XRD数据显示所制备材料在24.7°亦具有石墨烯特征峰。拉曼光谱分析则显示,该方法所制备材料的与石墨烯层数相关的2D峰峰高接近G带的2倍,而与石墨烯缺陷度有关的D带峰峰高较小。该方法可成功制备单层或双层石墨烯纳米片,研究结果为高效制备基于稻谷壳可再生资源的石墨烯开辟了一条新路。     

基于红外光谱特点的南五味子鉴别

为建立南五味子快速鉴别方法,用粉末直接压片法测定南五味子、五味子对照药材、市售药材及2种自采样品粉末的红外光谱,利用软件绘制红外光谱并进行分析比较,计算400～4000 cm-1范围内不同区域的红外光谱的相似性、观察吸收峰数量及峰形.结果表明,南五味子固体粉末在500～900 cm-1处的红外光谱相似性和1000～17...     

几种常见矿物与硼作用的红外光谱特性研究

对几种常见矿物及其与硼反应的红外光谱比较发现 ,硼在供试矿物上解吸的图谱更接近硼在矿物上吸附的图谱 ,而与无硼矿物图谱相差较大 ,故硼在几种常见矿物上都表现出不同程度的滞后性。针铁矿吸附硼后 ,在 1 40 0～ 1 44 0cm- 1 和 1 0 0 0～ 1 2 0 0cm- 1 范围处谱峰有不同程度的增强 ;水锰矿、三羟铝石和Ca 蒙脱石吸附硼后 ,此处谱峰却减弱 ,而在30 0 0～ 360 0cm- 1 处的谱峰 ,也随硼的吸附而明显减弱 ;Ca 蒙脱、三羟铝石吸附硼后 ,其图谱在 1 40 0～ 1 44 0cm- 1 和 1 62 0～ 1 670cm- 1 处的谱峰变化相似 ;水锰矿吸附硼的图谱在 1 0 0 0cm- 1 和 1 40 0～ 1 44 0cm- 1 处与三羟铝石吸附硼的图谱也有相似之处。     

猫白介素-18基因的克隆、序列分析及其表达

用猫白介素18(interleukin,IL-18)基因特异性引物对刀豆蛋白(ConA)刺激后猫外周血单核细胞(PBMCf)总RNA进行了RT-PCR扩增,并将扩增产物纯化后克隆入pMD18-T中进行核苷酸序列测定。结果该基因全长579bp,编码192个氨基酸(GenBank登录号:DQ100372)。在推导的猫IL-18氨基酸序列中,无信号肽序列和潜在的N-联糖基化位点,但存在4个Cys残基。与不同物种IL-18相比,猫IL-18与犬、羊、牛和猪IL-18核苷酸序列有较高的同源性,分别为89.8%、88.6%、88.4%和88.1%,但与小鼠和鸡IL-18有明显的种属差异。将目的基因片段进一步亚克隆到大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pET28a中构建了重组质粒pETIL-18,转化大肠杆菌BL21(DE3),并用IPTG诱导。结果重组菌菌体裂解物经SDS-PAGE电泳可检测到分子量为27.5kD的重组目的蛋白。经凝胶薄层扫描,目的蛋白表达量可占菌体蛋白的13.6%。     

纳米级兔骨粉球磨法制备工艺优化

为了探索兔骨精深加工的新方法,提高兔骨的利用率和附加值,该文以70日龄伊拉兔的脊骨、肋骨和腿骨为试验原料(其中脊骨和肋骨的总质量与腿骨的质量比为4∶1),经高压蒸煮、蛋白酶酶解、胶体磨研磨、真空冷冻干燥、标准筛过筛、球磨机球磨等处理,采用动态光散射的方法对兔骨粉的平均粒径和分布系数(PDI,particle dispersion index)进行测量,在单因素试验的基础上,用响应面法优化球磨法制备纳米级兔骨粉的工艺参数,并建立二次回归方程。最终得到球磨法的最佳制备工艺为:球磨转速558 r/min,球磨时间4.7 h,球料比为3.66∶1,在此条件下进行3次验证试验,得出兔骨粉的平均粒径为(502.5±11.7)nm,PDI为0.497±0.021,与预测值的相对误差均低于5%,表明回归模型有效。研究结果对兔骨和其他畜禽骨的精深加工具有一定的参考价值。     

Hydrolysis of the amyloid prion protein and nonpathogenic meat and bone meal by anaerobic thermophilic prokaryotes and streptomyces subspecies

Transmissible spongiform encephalopathies are caused by accumulation of highly resistant misfolded amyloid prion protein PrPres and can be initiated by penetration of such pathogen molecules from infected tissue to intact organism. Decontamination of animal meal containing amyloid prion protein is proposed thanks to the use of proteolytic enzymes secreted by thermophilic bacteria Thermoanaerobacter, Thermosipho, and Thermococcus subsp. and mesophilic soil bacteria Streptomyces subsp. Keratins alpha and beta, which resemble amyloid structures, were used as the substrates for the screening for microorganisms able to grow on keratins and producing efficient proteases specific for hydrolysis of beta-sheeted proteic structures, hence amyloids. Secretion of keratin-degrading proteases was evidenced by a zymogram method. Enzymes from thermophilic strains VC13, VC15, and S290 and Streptomyces subsp. S6 were strongly active against amyloid recombinant ovine prion protein and animal meal proteins. The studied proteases displayed broad primary specificities hydrolyzing low molecular mass peptide model substrates. Strong amyloidolytic activity of detected proteases was confirmed by experiments of hydrolysis of PrPres in SAFs produced from brain homogenates of mice infected with the 6PB1 BSE strain. The proteases from Thermoanaerobacter subsp. S290 and Streptomyces subsp. S6 are the best candidates for neutralization/elimination of amyloids in meat and bone meal and other protein-containing substances and materials.     

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。     

基于可见-近红外光谱的鸡只粪便分类判别

鸡只粪便的性状是反映鸡只健康状况的重要特征之一,不同性状的鸡便往往与特定的疾病相关联。针对鸡只粪便性状主要依靠人工监测,存在速度慢且易发生交叉感染等问题,该研究提出一种基于可见-近红外光谱技术的鸡只粪便分类判别模型。首先,通过扫描4类典型的鸡只粪便样本（正常粪便、红血丝粪便、绿色粪便和饲料粪便）在400～900 nm波段范围的光谱数据,对每一类别的鸡便样本按随机性原则以3∶1划分为校正集和测试集。其次,分别采用多元散射校正、SG卷积平滑和标准差标准化进行数据预处理,并建立偏最小二乘判别分析模型,根据模型评价指标确定最优预处理方法。然后,使用主成分分析、竞争性自适应重加权采样、改进的混合蛙跳3种方法对预处理后的样本进行数据降维,并最终建立分类判别模型。结果表明：基于模型评价指标确定最优数据预处理方法后,再采用改进后的混合蛙跳降维方法建立的判别模型区分正常粪便、红血丝粪便、绿色粪便表现最优,测试集判别准确率分别为92.27%、92.59%、100%;而对于饲料粪便,所选3种降维方法建立的判别模型,其测试集准确率均可达100%。因此,通过可见-近红外光谱检测手段,结合特征波长优选与偏最小二乘判别分析,可以有效判别不同类型的鸡只粪便,为实现鸡病智能化监测提供技术支持。     

利用近红外高光谱图像技术快速鉴别西瓜种子品种

为了研究采用近红外高光谱图像技术对西瓜种子品种快速无损鉴别的可行性,该文采用近红外高光谱图像技术,通过提取西瓜种子的光谱反射率,结合Savitzky-Golay (SG)平滑算法,经验模态分解算法（empirical mode decomposition,EMD）和小波分析（wavelet transform,WT）对提取出的光谱数据进行去除噪声处理,采用连续投影算法（successive projections algorithm,SPA）和遗传-偏最小二乘法（genetic algorithm-partial least squares, GA-PLS）进行特征波长选择。基于全波段光谱建立了偏最小二乘判别分析（partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA）,基于特征波长建立了反向传播神经网络（back-propagation neural network,BP NN)判别模型和极限学习机（extreme learning machine,ELM）判别模型。试验结果表明,基于特征波长的BPNN模型和ELM模型的结果优于基于全部波长的PLS-DA模型,基于SG预处理光谱提取的特征波长建立的ELM模型取得最优的判别效果,建模集和预测集的判别正确率均为100%。结果表明应用近红外高光谱成像技术对西瓜种子品种鉴别是可行的,为西瓜种子的品种快速鉴别提供了一种新方法。     

青鳞鱼骨粉的食用营养价值及应用研究

研究了青鳞鱼骨粉的食用营养价值及其在玉米粥、马蹄粉和鸡精中的应用。结果表明：(1)青鳞鱼骨粉是一种蛋白质含量为27.0%、脂肪含量为2.0%的典型的高营养低热能食品；它具有独特的补钙生物学功能的关键因素和优势。(2)青鳞鱼鱼骨粉钙磷比为2.32∶1，钙和铁易于被人体吸收和利用。(3)青鳞鱼骨粉氨基酸总量为24.36 mg/100g，其中必需氨基酸为5.23 mg/100g，占氨基酸总量的21.49%；蛋白质质量优越于猪骨粉，具有更大的利用价值。(4)以10%的比例将超微鱼骨粉分别添加到策友牌玉米粥，互润牌桂花马蹄粉和美极牌鲜鸡精中，可以提高产品的感官质量，达到强化蛋白质和钙磷铁等矿物质元素、改善食品的钙磷比例等目的。     

采用多元统计分析方法构建南极磷虾粉品质评价体系

南极磷虾是一种重要的战略性海洋生物资源，营养价值高，资源量大，开发利用前景广阔。为了构建南极磷虾粉品质评价体系，为南极磷虾粉品质的科学评价提供依据。通过检测15项南极磷虾粉品质指标，采用因子分析筛选品质评价指标，应用概率分布分级品质评价指标，通过层次分析确定品质评价指标权重，利用K-均值聚类分析和判别分析建立南极磷虾粉品质判别函数。结果表明：1）南极磷虾粉品质指标之间离散度有差异，变异系数在8.89%～84.46%；2）从15项指标中选择6项作为南极磷虾粉品评价指标（蛋白质、脂质、盐分、赖氨酸、生育酚、挥发性盐基氮）；3）建立了南极磷虾粉品质评价指标的分级标准和评分标准；4）建立了南极磷虾粉品质判别函数，判别率较高。该研究构建的南极磷虾粉品质评价体系为南极磷虾粉品质评价提供了科学依据，可以用于南极磷虾粉的品质定性判别和评价。