月季花的二维相关红外光谱研究

利用傅里叶红外光谱(FTIR)技术、化学计量学(主成分分析、聚类分析)结合二维相关红外光谱对不同品种月季花进行鉴别分析。不同品种的月季花瓣的红外光谱整体相似,主要由脂类、苷类及多糖类化合物的振动吸收组成。二阶导数光谱在1 800~700 cm-1区域有较大差异,选取该范围二阶导数光谱用SPSS软件实现主成分分析(PCA)以及系统聚类分析(HCA)。主成分分析中,前3个主成分占总方差的献率为97.40%;系统聚类分析中,每一种月季花各自聚为一类,准确率达到100%。在二维相关光谱中,在1 330~1 700 cm-1和950~1 300 cm-1范围内,不同品种月季花的自动峰、交叉峰的强度和位置具有显著的差异。结果表明,应用傅里叶红外光谱技术、化学计量学及二维相关红外光谱技术可以快速有效的区分不同品种的月季。     

红外光谱结合相关性分析对番茄病害叶的研究

用傅里叶变换红外光谱结合相关性分析研究番茄正常叶片和3种病害叶片。结果表明,它们的主要物质成分为蛋白质、多糖和脂类物质。正常叶片、叶霉病、晚疫病和煤污病叶片的光谱整体相似,仅在1 750~700 nm,正常叶片与病害叶片光谱的峰位、峰形及吸收强度比有一定差异,吸收强度比A1 102 cm-1/A1 636 cm-1为0.727、0.515、0.591和0.719,表明病害叶片中蛋白质的相对含量升高,而糖类物质的相对含量降低。为提高光谱灵敏度,对光谱进行二阶导数相关性分析,4个样品的二阶导数光谱在1 750~1500 cm-1和1 200~900 cm-1的相关系数差异明显,表明4种叶片样品所含化学成分结构或各成分相对含量各不相同,即病害影响了番茄叶片的化学成分。上述研究结果表明,傅里叶变换红外光谱结合相关性分析在鉴别番茄病害叶片方面具有方便、快捷等优点。     

貉(Nyctereutes procyonoides)和狼(Canis lupus)毛发的红外光谱研究

【目的】了解貉和狼毛发的红外光谱特征。【方法】使用红外光谱对貉的绒毛和针毛、针毛的不同部位进行分析,并对貉和狼针毛的红外光谱进行了比较。【结果】结果表明,貉的绒毛和针毛都反映出该物种毛发的特征性成分,均可作为貉毛发识别的研究对象;貉的毛发中部图谱更能反映出毛发的物种特征,可作为有效的红外光谱检测部位;貉和狼针毛的红外图谱及其二阶导数谱能反映出二者的亲缘关系,也具有明显的种间差异,如655⁶85cm-1和640685cm-1和640⁶24cm-1范围内两种动物的峰形和出峰位置均有较大差异;貉的二阶导数谱在795cm-1位置有一个典型特征性吸收峰,在706624cm-1范围内两种动物的峰形和出峰位置均有较大差异;貉的二阶导数谱在795cm-1位置有一个典型特征性吸收峰,在706⁷69cm-1波数范围内有7个较尖锐的单峰峰强依次减小,而狼的8个单峰的峰强变化较大。【结论】红外光谱分析方法可以应用于动物毛发的检测分析,二阶导数谱可更好地反映种间差异,在毛发的研究领域有广阔的应用前景。     

二维相关红外光谱分析鉴别不同产地黑木耳

不同产地黑木耳的营养成分含量存在差异,因此对黑木耳的产地鉴别具有实用价值。选取8个不同产地的黑木耳,采用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)和二维相关红外光谱(two-dimensional correlation infrared spectroscopy,2D-IR),对不同样本的2D-IR谱图进行处理和分析,并结合系统聚类分析以鉴别黑木耳的不同产地。结果显示,不同产地黑木耳的傅里叶变换红外光谱整体特征极为相似,偏相关系数的最小值为0.955,不能用于区分黑木耳的产地。不同产地黑木耳在1 730～1 400 cm-1、1 350～1 040 cm-1以及1 030～900 cm-1范围内的二维相关红外光谱中自动峰数目不同,它们之间的自动峰和交叉峰的强度也有较大差异;对1 700～950 cm-1范围内的FT-IR光谱进行系统聚类分析,不同产地黑木耳都得到正确归类。结果表明,二维相关红外光谱分析,结合系统聚类分析能够简单、快速、无损地鉴别不同产地黑木耳。     

樟和楠木的木材解剖结构特征和红外光谱比较研究

【目的】以樟科的珍贵木材的樟木和楠木作为研究对象,探讨2种结构相近木材的有效识别方法。【方法】通过光学显微镜和傅立叶红外光谱对二者的解剖结构、红外光谱特征分别进行了比较研究。【结果】2种木材样本的显微结构特征较为相似,差异主要体现在樟木半散孔至散孔材,楠木为散孔材;樟木与楠木管孔平均弦径为(114.529 3±31.564 5)μm、(106.378 8±19.687 2)μm,樟木作为半散孔材平均弦径变化范围比楠木广。通过对6个木材样本的红外光谱比较,产地对樟木和楠木2种木材的红外光谱区域的指纹图谱有一定影响;2种木材的一维红外图谱峰形和出峰位置差异较小,仅在表征纤维素和半纤维素中C-O伸缩振动区域有所区别,樟木在波数1 055 cm-1和1 039 cm-1处形成了峰强度不等的双峰,楠木该位置只形成了波数1 054 cm-1的一个不对称单峰;以1 510 cm-1峰作为内标峰,与1 595 cm-1(樟木)、1 599 cm-1(楠木)的比值分别为1.161 2和0.996 9,说明樟木的木素中愈疮木基比例较高;樟和楠木的木材在波数800~1 800 cm-1范围内的二阶导数谱差异明显,主要体现在吸收峰的数量和形状上,樟木的吸收峰可以分为17组峰簇,而楠木为17个独立吸收峰,全图谱的匹配度只有37.5。【结论】分析产地因素,波数900~3 400 cm-1区域为木材图谱特征稳定的区域,可用于2种木材的图谱区分;在1 055 cm-1和1 039 cm-1范围内吸收峰的形状、1 595 cm-1(樟木)和1 599 cm-1(楠木)和1 510 cm-1峰的相对强度比,可以作为2种木材一维图谱的种间识别特征;2种木材的二阶导数图谱差别较大,可用于2种木材的区分。     

Cd对小白菜萌发生理影响的FTIR-ATR研究

应用傅立叶变换-衰减全反射红外光谱(FTIR-ATR)分析方法,用在一定浓度(0.0、0.1、0.5、1.0、5.0mg·kg-1)Cd胁迫下萌发3d的小白菜做试验材料,揭示了小白菜幼芽和幼根中蛋白质、碳水化合物的含量以及蛋白质二级结构对Cd胁迫的不同响应。结果表明,Cd处理导致幼根和幼芽1632cm-1和1030cm-1吸收峰强度显著增强,且1632cm-1峰的波数降低,说明蛋白质、碳水化合物含量增高以及蛋白质二级结构保持稳定,是小白菜种子萌发过程中抵御Cd毒害的重要原因。幼根FTIR谱未出现1710cm-1峰,说明分泌有机酸螯合Cd并非种子萌发初期幼根抗Cd毒机制。幼根中碳水化合物吸收峰强度,随着Cd处理浓度的增加增大,而幼芽中则先减小后增大,说明幼芽(主要为子叶)中的糖类转运至根部,以提高对Cd的耐受性。FTIR谱主要吸收峰强度与生理指标之间的相关性分析结果表明,小白菜幼根FTIR谱中主要吸收峰的强度与根长、超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)活性、丙二醛(Malondial dehyde,MDA)含量等指标之间显著相关。以上结果说明FTIR-ATR法可用于植物对Cd胁迫的适应过程的生理学研究。     

中国6种地带性土壤红外光谱特性研究

利用土壤原样研究了中国 6种典型地带性土壤的红外光谱特征。结果表明 ,砖红壤、红壤红外光谱属于高岭石型图谱 ,显著的 36 95 ,36 2 0 ,10 35 cm- 1峰以及 35 2 7cm- 1峰可作为用红外光谱判断热带、南亚热带地带性土壤的特征峰。黄棕壤、褐土、黑垆土、黄绵土红外光谱为蒙脱石型图谱 ,较弱的 36 2 1cm- 1峰 ,3435和 10 2 8～10 32 cm- 1的强宽带 ,以及显著的 14 37cm- 1峰可作为温带半湿润 -半干旱地区石灰性土壤红外光谱的特征标志。黄棕壤是石灰性土壤向热带、南亚热带地区过渡的地带性土壤 ,其红外光谱标志为较宽的 3435 ,10 32 cm- 1吸收带和明显的 36 2 0 cm- 1吸收峰 ,以及较弱的 36 95 cm- 1峰 ,但没有 14 37cm- 1峰。中国从南到北 ,土壤红外光谱的36 96 ,36 2 1cm- 1 峰、石英双峰 (798,780 cm- 1 )的 797cm- 1 峰吸收强度逐渐减弱 ,而石英双峰的 780 cm- 1 峰吸收强度逐渐增强。     

红外光谱在研究改性淀粉结晶结构中的应用

 【目的】考察红外光谱分析在研究淀粉及改性淀粉结晶结构中应用的效果，为淀粉结晶结构研究提供一种有效的表征方法。【方法】通过对红外光谱图1300-800cm-1波数段的改性淀粉特征峰进行解卷积处理，得到980、1022和1047cm-1处的峰面积，计算980/1022、980/1047、(980+1047)/1022和980/(1022+1047) cm-1的峰面积比值，研究改性对淀粉结晶结构的影响，并与X-射线衍射分析相比较。【结果】发现醋酸酯化改性会导致淀粉结晶程度降低，结晶形态从A型转变为V型，而三氯氧磷交联对淀粉结晶结构影响不明显。【结论】利用红外光谱研究改性淀粉结晶结构所得的结果与X-射线衍射分析结果相符，说明红外光谱可同时用于表征淀粉改性过程中链结构和聚集态结构的变化。     

不同干燥温度黄芩的红外光谱分析

采用傅里叶变换红外光谱、二阶导数谱和二维相关红外光谱技术对不同干燥温度的黄芩药材进行分析研究。结果表明,不同干燥温度的黄芩药材一维光谱非常相似,相关系数随着温度的升高逐渐加大。黄酮类成分1 614cm~(-1)附近特征吸收峰及糖类成分1 055cm~(-1)附近吸收峰的相对峰强度差别显著。不同干燥温度的黄芩药材二维相关红外光谱存在差异,在糖环振动区域800~1 000cm~(-1)波段内的二维相关谱比较,黄芩采用80℃、100℃和120℃干燥均出现了2个强自动吸收峰,在糖骨架振动区域1 000~1 200cm~(-1),黄芩采用自然干燥和60℃干燥,有3个强自动吸收峰,最强吸收峰在1 094cm~(-1);采用80℃、100℃和120℃干燥,3个样品自动吸收峰强度发生变化,最强吸收峰在1 005cm~(-1)。表明红外光谱法结合二维相关红外光谱技术可为同一批次药材采用不同的干燥温度所存在的细微差别分析与研究提供一种快速方法和手段。     

野生/栽培羊肚菌及毛头鬼伞的红外光谱三级鉴别

为野生/栽培羊肚菌及毛头鬼伞的开发利用和深入研究提供参考,采用傅里叶变换红外光谱、二阶导数红外光谱和二维相关红外光谱,对野生/栽培羊肚菌(Morchella esculenta)及毛头鬼伞(Coprinus comatus)进行鉴别。结果表明:野生/栽培羊肚菌及毛头鬼伞的原始光谱的整体特征基本相同。野生/栽培羊肚菌在1 750~850cm-1区域时和毛头鬼伞在1 700~900cm-1区域时的二阶导数红外光谱均出现差异。野生/栽培羊肚菌在1 694~1 270cm-1、1 240~872cm-1和480~400cm-1区域时的自动峰数目均有差异;野生/栽培毛头鬼伞在1 680~1 380cm-1与1 210~900cm-1区域时的自动峰数目有差异;野生/栽培间的自动峰和交叉峰的强度有差异。红外光谱三级鉴别法能简单、快速、无损地区分野生/栽培羊肚菌及毛头鬼伞。     

野生与栽培天麻的红外三级鉴定

采用红外光谱的三级鉴定法,通过所获得的一维红外光谱、二阶导数谱和二维红外相关谱,可逐步提高红外谱图的分辨率,并从不同的角度上体现其差异性来分析鉴别区分栽培与野生春、冬天麻。结果表明三类天麻样品的一维红外光谱和二阶导数谱整体上十分相似,只是在部分吸收峰略有偏移,对比该区域的二维相关红外光谱,差异主要表现在950-800 cm^-1和相关峰的不同。因此红外三级鉴定法可以对栽培与野生春、冬天麻进行快速、无损、简便的分析与鉴定。     

甜菜红素喷雾干燥粉抗氧化活性及其咀嚼片的研制

【目的】研究甜菜红素喷雾干燥粉(Betacyanins spray-dried powder,BSP)抗氧化作用及其咀嚼片的研制,为开发利用BSP提供参考。【方法】以BSP清除DPPH、ABTS、羟基自由基的能力及BSP总还原力来评价其抗氧化活性;以BSP为原料,采用湿法制粒压片制备咀嚼片,通过单因素试验和感官评价,研究BSP咀嚼片的制备工艺。【结果】BSP的抗氧化活性在40~1 280 μg/mL浓度内有剂量依赖性,当浓度在1 280 μg/mL时,BSP对DPPH、ABTS、羟基自由基的清除率分别为92.23%、83.23%和91.26%,其清除DPPH、ABTS、羟基自由基的IC₅₀分别为109.65、260.49和89.59 μg/mL;当浓度在40~1 280 μg/mL,BSP和VC还原力相当;BSP咀嚼片工艺配方的辅料比例(木糖醇:甘露醇:麦芽糊精:微晶纤维素:山梨糖醇)为4∶4∶3∶1∶1,原料(BSP)与辅料比为1∶2,柠檬酸和硬脂酸镁添加量分别为1%和1.5%,润湿剂为75%乙醇,最终咀嚼片感官评分为90.14分。【结论】BSP的抗氧化能力较强,且其咀嚼片口感良好。     

水稻蛋白质近红外定量模型的创建及在育种中的应用

【目的】研究利用近红外光谱分析法定量分析水稻完整籽粒粗蛋白含量的可行性，初步探讨水稻杂种后代蛋白质含量的分离和变异，以期为水稻的营养品质育种提供参考依据，提高育种效率。【方法】收集蛋白质含量变幅（5.90%～14.50%）较大的191份代表性水稻样品,采用偏最小二乘（PLS）法建立糙米粗蛋白预测的校正模型。【结果】通过比较光谱预处理方法在不同谱区的处理效果：采用一阶导数＋矢量标准化预处理、谱区为 11 998.9cm-1～5 449.8 cm-1和4 601.3 cm-1～4 246.5 cm-1建立校正模型的检验和预测效果最佳，糙米蛋白质的近红外测定值和化学测定值之间有较高的相关性和较低的误差；其决定系数为0.9886，相对标准偏差RSD为0.021，各项误差均在0.4以下。此外，利用该模型快速无破损的测定了水稻蛋白质育种的20个杂交组合的205个F2代单株，203个单株的马氏距离值在0.3以下，达到了试验精度的要求，分析结果表明：F2代群体单株间粗蛋白含量表现出广泛的变异，大部分单株蛋白质含量介于双亲之间，出现了超高亲和超低亲的单株，最高蛋白质含量达到15.3%。【结论】利用建立的各类误差较小近红外定量分析模型，实现了对育种亲本和中间育种材料的筛选鉴定；说明了通过蛋白质含量高的稻种资源与农艺性状优良的水稻品种杂交，低世代借助近红外分析技术辅助测定蛋白质含量可能是水稻高蛋白质育种的一条有效途径。     

柑橘果实油斑病砧穗特异性的FTIR研究

【目的】采用分子光谱技术探讨哈姆林果实油斑病砧穗特异性调控的分子生理机制,为提出果实油斑病综合防治措施,有效降低柑橘果实油斑病发生提供理论基础。【方法】利用果实油斑病发生率及发生程度有显著差异的11年生的3种砧木哈姆林甜橙植株,研究柑橘果实油斑病敏感期砧木对哈姆林甜橙果实油斑病发生率和发生程度的影响及哈姆林甜橙植株叶片和果实傅立叶红外光谱（FTIR）图谱变化。【结果】砧木对哈姆林甜橙果实油斑病发生率和发生程度的影响显著不同。其中,哈姆林/枸头橙果实油斑病发生程度（DO）最高;哈姆林/李齐16-6枳果实油斑病发生率（RO）最高;而哈姆林/印度酸橘有较高的RO值,最低的DO值。FTIR分析结果表明,夏季高温期3种砧木的哈姆林甜橙叶片在3420、2927、1625和1069 cm-1处波峰分别代表了碳水化合物的合成和运输、叶片细胞壁中的组织成分变化、蛋白质稳定程度和叶片内膜质过氧化平衡破坏程度,以枸头橙为砧的哈姆林甜橙植株叶片吸收峰强度最高受影响较小,以印度酸橘为砧的次之,以李齐16-6枳为砧哈姆林甜橙叶片受影响程度最大。相反,果皮红外光谱以印度酸橘和枸头橙为砧的哈姆林甜橙果皮受高温胁迫影响显著高于以李齐16-6枳为砧的哈姆林甜橙果皮。同时,3种砧木果实油斑病发生程度和发生率分别与其果皮和叶片红外光谱变化趋势一致。【结论】柑橘果实油斑病发生率高低可能跟叶片高温逆境响应机制有关,而果实油斑病发生程度高低直接与果皮代谢相关,通过分析夏季高温期叶片和果皮FTIR分别预测本年度油斑病发生率和发生程度是可行的。同时,叶片和果皮FTIR分析有利于揭示柑橘果实油斑病砧穗特异性分子生理机制。     

不同菌种发酵对藜麦蛋白质特性及脂质构成的影响

【目的】 比较不同菌种发酵对藜麦蛋白质水解及脂质变化的影响,为藜麦发酵食品的开发提供理论参考。【方法】 以藜麦为原料,加入不同菌种（酵母菌、植物乳杆菌及其混合菌）进行发酵,通过测定蛋白水解指数、蛋白质各组分、游离氨基酸、游离脂肪酸及脂质构成来判定发酵效果,确认哪种微生物更有利于藜麦营养成分的转化。【结果】 经酵母、植物乳杆菌、酵母和植物乳杆菌混合菌发酵后,藜麦蛋白质水解指数均有所升高,且主要是清蛋白和球蛋白发生了水解。发酵后藜麦中的游离氨基酸含量增加显著,尤其是必需氨基酸。酵母发酵藜麦更有利于蛋白质、多肽等水解成氨基酸。通过发酵处理,藜麦中的游离脂肪酸含量显著增加,且饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸的比例更为接近1﹕1﹕1;甘油三酯、甘油二酯含量降低,但磷脂等功能脂的含量有所提高,且有酵母菌参与更有利于上述转化。【结论】 酵母菌、植物乳杆菌发酵过程中主要水解藜麦清蛋白和球蛋白成氨基酸等小分子化合物,且游离必需氨基酸含量显著升高;两种菌发酵后都有利于增加游离脂肪酸含量,降低甘油三酯、甘油二酯含量,且提高磷脂的含量。经酵母发酵,更有利于改善藜麦营养。     

腊肉加工过程中肌原纤维蛋白结构的变化

【目的】解析肌原纤维蛋白在腊肉加工过程中主链构象及微环境的变化。【方法】运用拉曼光谱,对酰胺Ⅰ、Ⅲ带及S-S、C-C、C-N伸缩振动谱带进行分析,比较I760、 I850/I830的强度变化。【结果】在加工过程中,肌原纤维蛋白α-螺旋的含量显著下降,β-折叠的最终含量显著增加,β-转角及无规则卷曲含量无明显变化,主链C-C的α-螺旋及C-N伸缩振动强度减弱,二硫键天然构象的谱带强度也显著下降;I760归一化强度在干腌2 d后显著降低,而后在风干过程中又显著上升,I850/I830的比值在同时期显著下降。【结论】肌原纤维蛋白的主链及二级结构在整个加工过程中发生了变化,氨基酸残基的疏水性在风干过程中得到了增强。     

化学预处理与傅里叶变换红外光谱相结合分析棉花纤维细胞壁组分

[目的]研究能够与傅里叶变换红外光谱(FTIR)相结合的分析棉花纤维细胞壁组分的化学预处理方法,使棉花纤维细胞壁断裂破碎但不造成其组分结构破坏,为实现应用FTIR分析细胞壁的真实结构组分提供参考.[方法]采用化学试剂巯基乙酸和盐酸预处理棉花纤维,用去离子水清洗游离的化学试剂,再通过FTIR化学预处理后的棉花纤维细胞壁....     

海岛棉一个成花素类似基因的克隆和生物信息学分析

[目的]海岛棉成花素类似基因的克隆及生物信息学分析.[方法]利用RT - PCR技术,从海岛棉中克隆成花素FLOWERING LOCUST(FT)的同源基因,并进行生物信息学分析.[结果]从新海14号花后15 d纤维中,克隆到一个棉花成花素类似基因FLOWERING LOCUS T- LIKE1,命名为GbFTL1.该基因的开放阅读框为525 bp,编码174个氨基酸.蛋白比对表明bFTL1和AtFT的相似性为79.3;,和陆地棉GhFTL1的相似性为99.4;,GbFTL1第37位氨基酸为Asn(N),而GhFTL1第37位氨基酸为Ser(S).GbFTL1含有FT蛋白亚家族两个关键的氨基酸残基及14个保守氨基酸,系统进化树分析表明GbFTL1属于FT亚家族成员.[结论]GbFTL1基因可能为海岛棉中促进开花的基因之一.