解冻方式对牦牛肉蛋白氧化、功能特性及新鲜度的影响

以冻结牦牛肉背最长肌为试验对象,探究不同解冻方式对牦牛肉蛋白质氧化、功能特性及新鲜度的影响。结果表明,空气解冻方式牦牛肉肌原纤维蛋白（MP）总羰基含量最高,其质量摩尔浓度为9.80nmol/mg,表面疏水性指数最高,为48.53μg,总巯基含量最低,其质量摩尔浓度为41.73nmol/mg,Ca2+-ATPase活性最低,为0.245U/mg;空气解冻与其他解冻方式之间均存在显著差异（p＜0.05）,说明空气解冻后肌肉蛋白质氧化程度最严重,其他解冻方式导致的蛋白质氧化程度由轻到重顺序依次为冷藏解冻、静水解冻、微波解冻、室温解冻。空气解冻牦牛肉的全蛋白溶解度为109.28mg/g、MP溶解度为69.16mg/g、乳化活性指数为31.51m2/g,均显著低于其他解冻方式（p＜0.05）,说明空气解冻对肌肉蛋白质溶解和乳化能力最为不利。冷藏解冻牦牛肉脂质过氧化程度最低,微波解冻牦牛肉挥发性盐基氮（TVB-N）含量和菌落总数最低。同时,解冻牦牛肉蛋白质氧化和脂质氧化之间存在极显著相关性,蛋白溶解度与蛋白乳化能力之间也存在极显著相关性（p＜0.01）。研究表明,空气解冻方式对牦牛肉品质最为不利,其次是室温解冻,而冷藏解冻、微波解冻和静水解冻可在不同层面有效延缓肌肉品质的下降过程,在一定程度上维持解冻肉的品质。     

牦牛肉成熟前后差异蛋白质组学分析

宰后成熟是改善肉类品质的重要方法。通过测定p H值确定牦牛肉成熟终点,研究新鲜牦牛肉与宰后成熟牦牛肉的差异蛋白质组学,为改善牦牛肉品质提供理论依据。选取青海大通牦牛,取背最长肌采用超速离心、双向凝胶电泳(2-DE)分离蛋白,应用PDQuest 8.0软件分析寻找差异蛋白质斑点,并经高效液相色谱串联离子阱质谱鉴定。结果表明:从背最长肌蛋白质组2-DE图谱中筛选出54个差异表达的蛋白质斑点,质谱鉴定出18个差异表达的蛋白质,其中14个蛋白质在成熟肉中表达量下降,1个只在新鲜肉中表达,3个只在成熟肉中表达,筛选出的差异表达蛋白质包括代谢酶、结构蛋白以及应激蛋白,说明青海大通牦牛肉成熟过程中代谢酶、结构蛋白及应激蛋白发挥了重要作用。实验结果对进一步阐明牦牛肉的成熟机制具有重要参考意义。     

蛋白分离方式对鱼肉蛋白质组成和功能特性的影响

为了研究2种不同蛋白分离方式对蛋白质组成和功能特性的影响,以白鲢背部肌肉、漂洗鱼糜蛋白和ISP分离蛋白为研究对象,研究其氨基酸组成、蛋白质模式、粒径分布、Zeta电位、保水性、乳化性和表面疏水性的差异。结果表明,与白鲢背部肌肉相比,ISP分离蛋白的总氨基酸含量没有损失,而漂洗鱼糜蛋白的总氨基酸含量减少;SDS-PAGE凝胶电泳表明,与背部肌肉的蛋白质组成相比,漂洗方式会使鱼肉的40 kDa原肌球蛋白(TM)、50 kDa肌钙蛋白(TN)和25 kDa肌球蛋白轻链(MLC)消失,而ISP蛋白分离法没有造成明显的组分损失。在蛋白质的功能特性方面,ISP提取蛋白的粒径分布范围较漂洗鱼糜蛋白广,而Zeta电位二者间没有显著性差异(p0.05);漂洗鱼糜蛋白其持水性显著高于ISP提取蛋白(p0.05);ISP提取蛋白乳化活性指数(EAI)显著低于漂洗鱼糜蛋白,但其乳化稳定指数(ESI)显著高于漂洗鱼糜蛋白(p0.05);ISP提取蛋白的表面疏水性(S0-ANS)显著高于漂洗鱼糜蛋白(p0.05)。综合分析可知,蛋白分离方式会显著影响鱼肉蛋白质的组成,且ISP蛋白分离方式一定程度上改善了鱼肉蛋白的功能特性。     

乳液中柔性界面蛋白构效关系研究

乳液的稳定性取决于形成的水油界面处蛋白膜的稳定性,研究界面蛋白的构效关系对蛋白工业化生产十分重要。提取了不同品种大豆蛋白乳液的界面蛋白,分析了界面蛋白的结构特征,并通过对界面蛋白溶解性和乳化性质的分析,解析蛋白质柔性结构对功能性质的影响机制。结果表明,柔性较高的蛋白可以更快吸附到油滴表面,结构更易伸展;柔性较高的界面蛋白中疏水性氨基酸含量较高,表面疏水性增加,其二级结构中α-螺旋结构含量较低,无规则卷曲结构含量较高;紫外光谱和荧光光谱分析表明,界面蛋白质分子在解折叠后暴露出更多的疏水性基团,其溶解性降低,在水油界面处易形成稳定的蛋白膜,从而增加乳液的稳定性。     

宰后牦牛肉水分分布变化与持水性能关系研究

为探讨牦牛背最长肌宰后保水性机理,研究其宰后成熟过程中持水性变化规律、不同水分群的水分分布情况,以及相互之间的关系,选取了10头青海公牦牛,宰后在4℃环境中成熟,选择成熟过程的不同时间点(0、0. 5、1、3、5、7 d)进行加压损失率、滴水损失率、蒸煮损失率、表面疏水性指数的测定,利用低场核磁共振(LF-NMR)与核磁成像(MRI)定量定性分析了牦牛背最长肌宰后水分分布情况,并以肉牛为对照进行了相关性分析。结果表明:加压损失率、滴水损失率、蒸煮损失率、表面疏水性指数均在第3天达到最大值,显著高于其他时间点(p 0. 05),此时保水性最差;水分分布情况显示,宰后成熟初期不易流动水水分相对含量P22降低,自由水水分相对含量P23升高,成熟后期P22升高而P23降低,并且P22与P23呈显著负相关(p 0. 05),说明成熟期两种水分状态互相转变;核磁成像反映了水分空间分布,确定了当宰后成熟时间为5 d时,保水性最优。对比分析发现,整个成熟过程中牦牛背最长肌保水性低于肉牛。     

冻藏对牦牛肉蛋白质、脂质氧化和保水性的影响

通过测定蛋白质氧化产物(α-氨基己二酸半醛、γ-谷氨酸半醛、α-氨基己二酸、希夫碱)以及脂质氧化产物(硫代巴比妥酸、己醛)的含量,研究不同部位牦牛肉(腰肌、股四头肌、背最长肌)在冷冻贮藏期间(-18℃,0~140 d)蛋白质、脂质氧化规律及其对保水性的影响。结果表明:血红素铁和超氧化物歧化酶在背最长肌冻藏阶段的脂质氧化进程中发挥着重要作用,较低的血红素铁含量以及较高的超氧化物歧化酶是背最长肌脂质氧化程度较低的主要原因。冻藏显著影响腰肌和股四头肌蛋白质的氧化,血红素铁与超氧化物歧化酶、过氧化氢酶共同调控氧化反应的发生:冻藏140 d后,血红素铁的促氧化作用使腰肌和股四头肌中的α-氨基己二酸半醛、γ-谷氨酸半醛含量均显著增加(P0.05),尽管腰肌中的血红素铁显著高于股四头肌(P0.05),但腰肌中相对较高的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶使腰肌与股四头肌的α-氨基己二酸半醛、γ-谷氨酸半醛含量并无显著性差异;血红素铁含量更高的腰肌容易使其产生更多的α-氨基己二酸,但腰肌中相对较高的超氧化物歧化酶与过氧化氢酶协同作用使腰肌中的α-氨基己二酸含量极显著低于股四头肌(P0.05)。此外,冻藏引起的蛋白质羰基化反应显著影响牦牛肉的保水性,抗氧化酶活力最低、血红素铁含量相对较高的股四头肌保水性最差,其解冻汁液流失率是背最长肌的3.55倍。     

不同灭酶处理对燕麦气味和品质的影响

为选择合适的灭酶处理方法,通过电子鼻、感官评价和快速黏度分析等方法,对5种灭酶处理（焙炒、常压蒸煮、高压蒸煮、远红外处理和微波加热）对燕麦粉的气味、色泽和糊化特性的影响进行了研究。研究表明：燕麦粉的电子鼻主成分分析（PCA）二维和三维指纹图谱均可将不同灭酶处理的样品明显区分开来;样品的感官评价气味值由高到低依次为：焙炒组,红外组,高压蒸煮组,常压蒸煮组,微波组;样品白度检测结果由高到低依次为：红外组,微波组,焙炒组,蒸煮组,与色泽的感官评价结果基本一致,微波组和红外组的色泽明显优于其他3组的色泽。样品的糊化特性指标中,除糊化温度外,其他6项快速黏度分析（RVA）特征值均差异显著。由此说明,不同灭酶处理对燕麦粉的气味、色泽和糊化特性均有不同影响,应结合燕麦粉的不同用途选用不同的灭酶处理。     

高压均质条件下大豆蛋白热聚集体结构和乳化特性研究

以大豆蛋白为原料,采用加热处理（100℃、20min）制备可溶性热聚集体,分别对其进行高压均质（0、30、60、90、120MPa）处理,探究高压均质技术（HPH）对大豆蛋白热聚集体结构特性（粒径分布、浊度、骨架结构、二三级结构、疏水性、电位、巯基）、流变学表征和乳化特性（乳化活性和乳化稳定性）的影响。结果表明：低压力的高压均质处理可以促进热聚体发生再聚集,使粒径和浊度逐渐增大、骨架结构变密、无序结构增多,并且发生再聚集,其疏水性降低,ζ-电位绝对值和二硫键含量升高,进而导致乳化活性提高;而高压力的高压均质处理会导致热聚集体的二硫键和骨架结构发生大量断裂,分子结构展开,疏水性位点大量暴露,导致疏水性增强、蛋白分子链变短、粒径和ζ-电位绝对值降低,进而导致乳化活性降低。本研究可为大豆蛋白功能性质的改性及高压均质在热聚集体行为调控方面的应用提供参考。     

牦牛与黄牛肌肉差异蛋白质组及生物信息学分析

为了建立和优化牦牛肌肉组织蛋白质双向电泳(2DE)体系,结合生物信息学方法进行牦牛、黄牛差异蛋白质通路分析。以牦牛背最长肌为实验材料,对不同裂解液成分、等电聚焦程序、染色方法进行研究,在最优2DE体系参数下,对比分析牦牛、黄牛差异倍数大于2倍且达到显著水平(P0.05)的19个蛋白质,通过基质辅助激光解吸/电离飞行时间(MALDI-TOF/TOF)质谱进行鉴定,并对鉴定结果进行了基因本体(GO)注释、京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析。结果表明,裂解液II、渐进式快速升压程序、改良的考染法获得的蛋白点匹配率高,牦牛、黄牛2DE图谱蛋白点平均个数分别为479个和553个。通过比较牦牛和黄牛背最长肌中差异蛋白质可知,所得到的差异蛋白质按照功能可分为代谢酶、结构蛋白和应激蛋白3大类。通过KEGG分析可知,牦牛、黄牛差异蛋白质主要集中在细胞代谢过程、碳水化合物代谢通路、遗传信息通路和能量代谢通路中,研究结果可为解释牦牛和黄牛肌肉生物学特性和肉品质差异提供理论依据。     

不同部位冷却牛肉成熟过程中水分变化研究

为探究宰后不同部位牛肉在成熟过程中的水分变化及其产生原因,以成熟1、2、3、5、7d的冷却牛背最长肌、半膜肌和腰大肌作为研究对象,通过测定贮藏损失率、弛豫峰面积和比例、肌节长度和肌纤维直径,从贮藏损失、横向弛豫特性和肌肉结构特性3方面阐述了3种部位冷却牛肉在成熟过程中保水性、水分分布及细胞组织学的变化。结果表明,在成熟过程中,3种部位冷却牛肉的贮藏损失均呈现显著升高的趋势,腰大肌的保水性显著高于背最长肌和半膜肌（P<0.05）;3种部位牛肉的各弛豫峰面积均显著降低（P<0.05）,且各部位的结合水比例和不易流动水比例间的差异性不大（P>0.05）;半膜肌的肌细胞排列松散,且肌节长度短,腰大肌具有较长的肌节和较小的肌纤维直径。不同部位肌细胞结构的差异导致不同部位牛肉呈现出不同的保水性。     

牦牛干巴和黄牛干巴挥发性风味特征与差异分析

为分析和鉴定牦牛干巴和黄牛干巴中的特征性风味成分,采用电子鼻和固相微萃取(SPME)/气相色谱-嗅闻-质谱联用(GC-O-MS)方法分析了其中的挥发性风味成分。电子鼻检测结果表明,2组样品之间的风味差异显著(p0.05)。2组样品中共鉴定出54种挥发性化合物,其中,牦牛干巴和黄牛干巴中分别鉴定出42种和50种。2组样品中共有成分38种,包括12种烃类、7种醛类、8种醇类、3种酮类、2种呋喃类、1种酯类和5种其他类,其中,13种成分含量差异显著(p0.05)。烃类在牦牛干巴的风味组成中含量最高,而醛类在黄牛干巴的组成中含量最高。二氢化茚、十六烷、乙酸乙酯、乙酸-2-乙基己酯4种成分是牦牛干巴中的特有成分,3-甲基丁醛、反-2-辛烯醛、反式-2-壬烯醛、4-乙基苯甲醛、3-甲基丁醇、反式-2-癸烯醇、反式-2-辛烯醇、1-壬醇、苯乙醇、醋酸乙烯基酯、己酸乙酯、草蒿脑12种成分是黄牛干巴中的特有成分,这些物质是2组产品的主要差异性物质。脂肪氧化、氨基酸的Strecker降解及微生物代谢是牛干巴产品风味形成的主要来源。本研究将为牛干巴风味品质评价、生产工艺的控制、产品的标准化等提供理论依据。     

不同海拔高度牛宰后牛肉AMPK活性及能量代谢研究

为了研究不同海拔高度生长的牛宰后牛肉一磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)活性与糖酵解指标,以探讨宰后肌肉生理机理,测定了玉树牦牛(海拔4 500 m)、甘南牦牛(海拔3 000 m)和西门塔尔杂交肉牛(海拔1 500 m)宰后成熟过程中牛肉AMPK活性、AMPK基因(PRKAA1、PRKAA2)mRNA表达量、糖酵解和能量代谢的变化。结果表明,12~168 h时间内,AMPK活性从小到大依次为西门塔尔杂交牛、甘南牦牛、玉树牦牛;西门塔尔杂交牛PRKAA1基因的表达量比甘南牦牛和玉树牦牛略低;西门塔尔杂交牛PRKAA2基因表达量显著小于甘南牦牛和玉树牦牛(P0.05);72~168 h时间内,乳酸含量和游离葡萄糖含量从小到大依次为西门塔尔杂交牛、甘南牦牛、玉树牦牛,p H值、肌糖原含量从大到小依次为西门塔尔杂交牛、甘南牦牛、玉树牦牛;成熟前期ATP、ADP、AMP含量从大到小依次为西门塔尔杂交牛、甘南牦牛、玉树牦牛。高海拔品种牛肉机体PRKAA1和PRKAA2基因表达量高时,AMPK被激活从而活性增加,ATP的浓度水平降低,AMP生成量增加,加速组织内的糖酵解,增加肌肉乳酸含量,降低p H值,进而影响牛肉品质。     

牦牛肉成熟过程中主要挥发性成分的变化

采用固相微萃取与气质联用,对成熟0、3、8d的牦牛肉中挥发性风味成分进行测定,分析了牦牛肉成熟过程中不同来源挥发性成分相对含量的变化.结果表明:在牦牛肉成熟的0、3、8d分别检测到54、58、63种挥发性的风味成分;牦牛肉成熟过程中美拉德反应产物相对含量总体增加,其中,经过8d的成熟,3-羟基-2-丁酮、2-甲基-3-呋喃硫醇、2-甲基-丁醛分别比成熟0d时增加了183.17％、128.40％、190.10％,增强了牦牛肉的香味;脂质来源挥发性化合物相对含量总体降低,其中,醛类相对含量总体降低,减弱了牦牛肉的脂肪味;饲料来源挥发性风味成分相对含量降低了20.30％,来自于饲料的气味有所降低.     

土壤水分对半干旱区石灰性土壤有机碳矿化的影响

为明确土壤水分对我国北方半干旱区域石灰性土壤有机碳矿化的影响,采用室内恒温培育试验,以栗钙土、栗褐土、褐土为研究对象,研究了不同土壤水分条件下土壤有机碳(SOC)矿化差异。土壤含水率设置为田间持水率(WHC)的40%、70%和100%。结果表明,随着土壤含水率升高,3类土壤2种利用方式(玉米地、果园)土壤有机碳累积矿化量及矿化率增大,较高水分下的增幅(70%WHC~100%WHC)小于较低水分下的增幅(40%WHC~70%WHC);土壤有机碳矿化动态符合一级动力学方程,土壤潜在矿化碳库(Cp)为33.10~193.56 mg/kg,潜在矿化率Cp/SOC为0.41%~3.35%,Cp及Cp/SOC随土壤含水率升高而增大,Cp及Cp/SOC较高水分条件下的增幅较小;40%WHC下Cp/SOC与土壤有机碳量显著负相关,70%WHC及100%WHC下则与土壤有机碳量及黏粒量显著负相关(P0.05)。半干旱区域石灰性土壤有机碳矿化及土壤有机碳固存能力在较低水分条件下(40%WHC~70%WHC)受土壤水分变化影响较大。     

基于迁移学习的多尺度特征融合牦牛脸部识别算法

牦牛个体身份标识是实现个体建档、行为监测、精准饲喂、疫病防控及食品溯源的前提。针对智慧畜牧智能化、信息化等养殖平台中动物个体识别技术应用需求，本研究提出一种基于迁移学习的多尺度特征融合牦牛脸部识别算法（Transfer Learning-Multiscale Feature Fusion-VGG， T-M-VGG）。以预训练的视觉几何组网络（Visual Geometry Group Network，VGG）为骨干网络构建基于迁移学习的卷积神经网络模型，获取其Block3、Block4、Block5输出的特征图，分别用F3、F4、F5表示，将F3和F5经过三个不同膨胀系数的空洞卷积组成的并行空洞卷积模块增大感受野后，送入改进的特征金字塔进行多尺度特征融合；最后利用全局平均池化代替全连接层分类输出。试验结果表明，本研究提出的T-M-VGG算法在194头牦牛的38,800张数据集中识别准确率达到96.01%，模型大小为70.75 MB。随机选取12张不同类别牦牛图像进行面部遮挡测试，识别准确率为83.33%。本算法可以为牦牛脸部识别研究提供参考。     

5种源汇型农作景观组合控制农田养分流失的试验研究

【目的】验证不同源汇型农作景观组合对削减农田泥砂、氮、磷排放的效果。【方法】于2014—2017年在浙江省选择蔬菜地-茭白田、蔬菜地-水田、果园-茭白田、桑园-水田和果园-荷塘等5种南方地区有代表性源汇型农作景观组合模式,进行定位观察,比较分析了其对泥砂量、总磷量、可溶性磷量、总氮量和可溶性氮量的减排效果。【结果】与"汇"处理前的"源"农田比较,5种源汇型农作景观组合农田泥砂和养分流失削减比例均在70%以上,平均削减率总磷量(90.63%)>可溶性磷量(89.14%)>泥砂量(88.72%)>可溶性氮量(86.75%)>总氮量(86.64%)。5种景观组合对削减排水中泥砂量、总磷量、可溶性磷量、总氮量、可溶性氮量的效果表现为果园-荷塘>蔬菜地-茭白田>果园-茭白田>桑园-水田>蔬菜地-水田。【结论】源汇型景观组合对污染物的削减主要通过减少排水与对污染物吸收、吸持来实现,是一种方便、低廉、高效的农田系统养分流失控制技术;并以"汇"为荷塘或茭白的组合模式效果为佳。     

自然降雨对紫色土坡耕地氮磷流失的影响

在三峡库区主要土壤类型(紫色土)、不同坡度(15°、25°)、不同种植模式(柑桔-牧草、蔬菜-马铃薯、玉米-小麦)上建立径流池,研究自然降雨条件下土壤氮磷流失特点。结果表明,土壤氮、磷流失量和流失率在降雨量增加到一定程度时即达最大值,继续增加降雨量,氮、磷流失量和流失率呈下降趋势。氮、磷流失量和流失率同72h内降雨量呈S曲线关系。径流水中总氮(磷)量和浓度同坡度和种植模式无显著性差异。径流水中总氮(磷)浓度随降雨量增加无明显增加趋势,径流水中总氮流失量随降雨量的增加也无明显增加趋势,但径流水中总磷流失量随降雨量的增加呈直线增加。     

基于网络平台的植保无人机通信系统设计

以提升植保无人机的通信系统性能、改善无人机作业效率为目标,结合先进数据传输网络平台技术,对其通信系统进行了设计。在植保无人机通信系统运行原理的基础上,搭建基于网络控制与传输平台的通信模型并增设控制补偿模型,根据实现功能目标需求,针对系统进行软件模块功能设计与硬件架构配置,形成完整的植保无人机地面监控与机体飞行通信系统并进行通信试验。试验结果表明:该植保无人机通信内部数据处理丢包率、系统通信强度、无人机作业通信距离等指标均得到改善,系统有效通信距离大幅度提高,系统收发数据信号反应灵敏度较一般传统通信提高21%,系统平均丢包率由1.5%可提升至1.36%,并实现了分级、分功能的数据准确传输与显示,为无人机进行远距离作业提供通信数据传输控制便利,可为类似农机设备通信系统优化提供参考。