金花茶组叶片生化成分评价及其最佳采收期研究

本研究以26份来源于6种金花茶组植物、不同表型防城金花茶和不同月份采收的防城金花茶的成熟叶片为材料,建立同时测定芦丁、槲皮素、木犀草素、山奈酚4种黄酮成分的HPLC法,以及优化了测定茶多酚、总黄酮、总多糖和总皂苷成分含量的紫外分光光度法,基于以上8种成分含量,结合主成分综合评分和聚类分析的化学计量学方法,对不同来源金花茶叶片生化成分进行综合评价。结果表明：8种成分含量在不同来源金花茶叶片中存在差异,其中无名金花茶8种成分含量均较高,四季金花茶、防城金花茶次之;8年生1—12月份采收的防城金花茶叶片中,总皂苷、总黄酮和总多糖含量均表现为升-降-升-降的变化规律,并在10月含量达到最高;5年生不同种（S1~S14）主成分综合评分顺序为：无名金花茶>四季金花茶>防城金花茶（花蕾大、花多、不抗寒、花黄且大、尖果）>显脉金花茶>凹脉金花茶>小果金花茶;8年生不同月份（S15~S26）主成分综合评分顺序为：10月采>2月采>3月采>4月采>5月采>7月采>6月采>1月采>8月采>12月采>11月采>9月采,其中无名金花茶、四季金花茶及防城金花茶中花蕾大、花多、花黄且大等表型的金花茶叶片与2—4月份和10月份采集的8年生金花茶叶片的多指标综合评分排序位列前10;聚类分析结果将供试26份样品分为5类。综上所述,金花茶叶片的生化成分与金花茶植物种类和采收期有关,无名金花茶、四季金花茶和防城金花茶中花蕾大、花多、不抗寒、花黄且大的表现型的综合生化成分较高,初步确定防城金花茶叶片的适宜采收期为2—4月份和10月份,所建立的多指标定量结合化学计量学分析方法为金花茶组植物叶片的生化成分评价提供依据。     

基于近红外光谱技术的大米掺伪定量判别

针对现在市场上常见的两种大米掺伪现象,利用近红外光谱技术结合化学计量学方法分别建立了大米中掺入低档米和掺入矿物油的定量分析模型。制配不同掺伪比例的大米样品,采集其近红外光谱,并选用标准正态变量变换、最大最小归一化、平滑和一阶导数4种方法对原始光谱进行预处理,分别结合偏最小二乘法建立PLS定量分析模型。通过对比建模结果选出的最优预处理方法是最大最小归一化,建立的掺低档米模型的校正集和预测集相关系数分别为0.9698和0.9845,均方根误差分别为8.66和6.46;掺矿物油米模型的校正集和预测集相关系数分别为0.9739和0.9888,均方根误差分别为0.106和0.0698。模型的预测精度和稳定性均很好,实现了对两种掺伪大米快速、准确的定量判别,为大米的品质监控提供了一种新的方法思路。     

铁皮石斛枫斗加工前后差异成分比较

铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)的传统功效为益胃生津、滋阴清热,在降血糖方面具有较好的作用。前期研究发现,与铁皮石斛鲜条相比,枫斗的α-葡萄糖苷酶抑制率更高,且枫斗中化学成分种类丰富。为明确铁皮石斛枫斗与鲜条的差异性成分,阐明铁皮石斛加工成枫斗的科学内涵,本研究利用超高效液相色谱-四级杆串联飞行时间质谱仪(UPLC-QTOF-MS)在正离子模式下采集二者的代谢物信息,通过主成分分析、偏最小二乘判别分析等算法挖掘差异性化合物,并利用质谱碎片、数据库比对等方式鉴定差异性成分,最后采用聚类分析方法研究差异性成分在铁皮石斛枫斗和鲜条中的含量变化规律。经过筛选和鉴定共得到16种差异性化合物,其中柚皮素、4,4'-二羟基-3,5-二甲基联苄、诺比林A、石斛酚等12种黄酮、联苄类化合物在枫斗中含量较高,而α-亚麻酸、L-苯丙氨酸、草质素等4种脂肪酸、氨基酸类化合物在鲜条中含量较高,这些差异性成分可能是潜在的铁皮石斛枫斗降血糖功能成分。本研究结果为阐明铁皮石斛枫斗降血糖物质基础提供了数据支撑,对进一步促进铁皮石斛精深加工具有重要意义。     

高分辨四极杆飞行时间质谱仪判别复原乳和超高温灭菌乳

采用高分辨四极杆飞行时间质谱仪,结合化学计量学方法,利用非靶向代谢组学方法,对超高温灭菌乳和复原乳进行检测。牛乳样品经过前处理后,经过C18色谱柱分离,采用FullScan模式进行一级全扫描,扫描结果通过数据预处理后,导入SIMCA-P14.1软件中进行主成分分析和偏最小二乘方差判别分析。结果表明:正、负离子模式下共找到14种判别超高温灭菌乳和复原乳的表征因子,进一步通过这14种表征因子建立区分2种乳的判别模型,通过该判别模型能够准确地区分超高温灭菌乳和复原乳,为复原乳的判别提供理论依据。     

红茶感官品质及成分近红外光谱快速检测模型建立

以在发酵过程中小叶种工夫红茶为研究对象,分别建立了基于近红外光谱检测技术的感官品质评分和理化品质指标(茶黄素、茶红素、茶褐素、儿茶素和酚氨比)的定量分析模型。在模型建立过程中,探讨了特征变量优选方法对预测模型的影响。首先,对获取的近红外光谱数据进行标准正态变量变换法(standard normal Z transformation,SNV)预处理,进而采用联合区间偏最小二乘回归(synergy interval PLS,Si-PLS)、随机蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm,SFLA)、竞争性自适应权重取样法(competitiveadaptivereweightedsampling,CARS)和连续投影(successive projections algorithm,SPA),筛选出各品质指标的最优特征波长变量;最后基于优选波长分别建立各发酵品质指标的偏最小二乘法(partial least squares regression,PLS)线性预测模型和支持向量机(support vector regression,SVR)非线性预测模型。模型结果比较表明,Si、CARS、SFLA和SPA等变量筛选方法可有效压缩变量,以及进一步提高模型精度。非线性模型的预测均方根误差值(root-mean-square error of prediction,RMSEP)均明显小于PLS模型,相关性系数(correlation coefficient,R)和相对分析误差(relative percent deviation,RPD)均高于PLS模型。对于红茶发酵品质的检测上,非线性模型性能优于线性模型。感官品质、茶褐素和儿茶素的最优变量SVR预测模型的RPD值分别为3.923、3.234和5.462,酚氨比和茶红素模型的RPD值分别为2.815和2.223。除茶黄素的评价模型外(RPD为1.77),基于最优特征波长的各品质指标SVR模型的RPD值均大于2,表明模型具有极好的预测性能。研究结果为实现工夫红茶发酵品质的近红外光谱快速检测的实际应用奠定理论基础。     

江西烤烟淀粉近红外检测模型的建立

【目的】传统的碘显色法检测淀粉含量需要复杂耗时的前处理和实验准备,近红外检测手段不仅 操作简单、检测快速,且不损耗试剂、样品、标准品,大大降低了检测成本,旨在以江西烤烟样品为依托,建 立一种适用于江西烤烟的淀粉近红外检测模型。【方法】收集了来自江西 21 个区县共 650 个烤烟样品的近红外 光谱和对应的连续流动分析仪检测数据（碘显色法）,将光谱数据和化学分析数据一一对应,使用不同的回归 方法和数据处理方法进行建模,通过比较它们的均方根误差和相关系数确定最佳的模型参数。【结果】建立了 适用于江西烤烟的淀粉含量预报模型,校正均方根误差和预测均方根误差分别达到 0.407、0.490,相关系数为 96.52%,并用外部样品对模型进行了验证,95% 的样品误差在 10% 以内。【结论】该模型可用于快速检测江西 烤烟样品中的淀粉含量,并可在一定程度上取代传统的碘显色测淀粉法,降低了检测成本,提高了分析效率。     

顶空 - 气相色谱 - 质谱联用法结合化学计量学分析赣州烤烟样品中的挥发性化合物

【目的】挥发性香气成分作为烟气组分的前体物质,影响着烟草感官评吸质量,通过对赣州烤 烟样品中的挥发性化合物含量进行分析,挖掘不同产地烟叶中挥发性化合物的含量规律并进行产地预报分类, 从而实现对烟草的质量控制。【方法】通过静态顶空 - 气相色谱 - 质谱联用测定赣州 6 个产烟区县（石城、 瑞金、安远、会昌、兴国、信丰）共 62 个烤烟样品中的 54 种挥发性化合物含量,采用主成分分析（Principal component analysis, PCA）对样品产地进行分类,用遗传算法（Genetic algorithm, GA）进行变量筛选,用线性判 别分析（Linear discriminant analysis, LDA）、反传 - 人工神经网络（Back propagation-artificial neural network, BPANN）、最小二乘 - 支持向量机（Least squares-support vector machines, LS-SVM）3 种有监督模式识别方法进行 产地预报。【结果】直接对样品进行 PCA,分类效果并不理想;采用 GA 对挥发性化合物含量进行变量筛选后 得到 11 个变量,分类效果得到显著改善,结合分类结果分析了来自不同区县的样品中挥发性化合物的含量规律。 BP-ANN 和 LS-SVM 的预报正确率分别达到 96.8% 和 98.4%,展现了较好的实际使用价值,据此建立了赣州烤 烟样品的产地鉴别模型。【结论】该方法可以较为准确地判定赣州烤烟样品的来源,同时可以找到不同产地烤 烟挥发性化合物的含量规律,亦可用于全国各地烤烟的香型风格监测和质量控制。     

Comparative Studies on the Characteristic Fatty Acid Profiles of Four Different Chinese Medicinal Sargassum Seaweeds by GC-MS and Chemometrics

Sargassum seaweeds produce abundant biomass in China and have long been used as herbal medicine and food. Their characteristic fatty acid (FA) profiles and related potential function in promoting cardiovascular health (CVH) have not been systematically investigated. In this study, FA profiles of four medicinal Sargassum were characterized using GC-MS. Principal component analysis was used to discriminate the four medicinal Sargassum, and orthogonal projection to latent structures discriminant analysis was carried out between the two official species HAI ZAO and between the two folk medicine species HAI QIAN. In all of the algae investigated, the major SFA and MUFA were palmitic and stearic acid, respectively, while the major PUFAs were linoleic, arachidonic, and eicosapentaenoic acid. S. fusiforme and S. horneri had higher concentrations of PUFAs. With respect to CVH, all of the studied species, particularly S. fusiforme, exhibited satisfactory levels such as PUFA/SFA ratio and n-6/n-3 ratio. Each species possesses a unique FA profile and is discriminated clearly. Potential key FA markers (between the two Chinese official species, and between the two folk species) are assessed. The study provides characteristic fatty acid profiles of four Chinese medicinal Sargassum and their related potential function in promoting CVH.     

Evaluation of Essential and Toxic Element Concentrations in Buckwheat by Experimental and Chemometric Approaches

The essential and toxic element concentrations in buckwheat were analyzed by inductively coupled plasma optical emission spectrometer（ICP-OES）. The concentration data were subjected to common chemometrics analyses, including correlation analysis（CA）, principal component analysis（PCA） and hierarchical cluster analysis（HCA）, to gain better understanding of the differences among the tested samples. Our results indicated that the essential and toxic element concentrations were not different between Fagopyrum tataricum（L.） Gaertn and F. esculentum Moench. The element concentrations varied among buckwheat samples from different sources. Commercial tartary buckwheat tea contained several essential elements, thus, could be used as the source of essential elements. The detection of toxic heavy metals in commercial tartary buckwheat tea suggested that safety issue of such buckwheat products should be seriously concerned. Our results also revealed that the place of origin and the processing protocol of tartary buckwheat affected the element concentrations of the commercial form. The implications to the quality control and safety evaluation of buckwheat were extensively discussed.     

色季拉山急尖长苞冷杉林及其采伐迹地土壤养分特征研究

【目的】了解西藏色季拉山优势树种急尖长苞冷杉(Abies georgei var.smithii)林地及其采伐迹地的土壤养分状况,为森林管理及采伐迹地的恢复提供理论依据。【方法】以急尖长苞冷杉林地及其采伐迹地土壤为研究对象,采用单因素方差、化学计量比(C/N、C/P、N/P)及主成分分析等方法,对照全国第二次土壤普查标准,对其0～10,10～20,20～40,40～60,60～100 cm土层的pH和8种养分(有机质、全氮、水解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、缓效钾)含量、土壤肥力限制性因素及土壤综合肥力进行比较分析。【结果】(1)急尖长苞冷杉林及其采伐迹地的土壤pH为4.35～5.70,均为酸性土壤。(2)急尖长苞冷杉林及其采伐迹地的土壤有机质、全氮及水解氮含量总体上随土层的加深而递减,其他养分含量变化规律不统一;不同养分含量在各土层间的差异性略有不同;除全磷、全钾外,急尖长苞冷杉林土壤有机质、全氮和水解氮、速效磷、速效钾、缓效钾含量分别为57.19,2.17 g/kg和723.47,22.86,247.83,744.30 mg/kg,采伐迹地中分别为46.50,1.67 g/kg和557.80,10.55,87.87,188.03 mg/kg,均表现为急尖长苞冷杉林大于采伐迹地。(3)除土壤C/N外,急尖长苞冷杉林的土壤C/P(101.64)和N/P(6.15)均高于采伐迹地(55.29和3.05),且急尖长苞冷杉林及其采伐迹地的化学计量比均高于中国陆地土壤平均水平,其中急尖长苞冷杉林及其采伐迹地土壤全磷含量分别为0.45和0.50 g/kg,均处于全国第二次土壤普查分级标准中的较缺水平(0.4～0.6 g/kg)。(4)3个主成分的累计贡献率达79.334%,分别为39.534%,26.347%和13.453%,依次受有机质、全氮、水解氮和速效钾、缓效钾及全磷、速效磷的影响;急尖长苞冷杉林内0～100 cm土层土壤肥力指数均值(0.552)大于采伐迹地(0.278),各土层土壤肥力指数亦均高于采伐迹地。【结论】采伐森林会对土壤肥力造成负面影响,因此采伐过后要及时进行更新恢复,全磷是其土壤肥力的限制性因素。