低温挤出-多酶协同降解脱胚玉米中淀粉的机理

为了改变目前挤出酶解谷物淀粉仅添加一种酶制剂(α-淀粉酶),只能降解淀粉的α-1,4糖苷键,不能降解支链淀粉的α-1,6糖苷键,限制淀粉转化成葡萄糖的收率进一步提高的现状,该文应用低温(≤80℃)挤出-多酶(α-淀粉酶、糖化酶、普鲁兰酶)协同降解技术,制备挤出过程中物料的石蜡显微制片,观察脱胚玉米经低温挤出-多酶协同降解处理后,细胞壁、细胞中的淀粉颗粒和蛋白质颗粒的分布状况以及淀粉含量、糊化度、可溶性糖含量的变化。结果表明:在挤出过程中,淀粉发生糊化和降解,表观淀粉质量分数减少,从81.50%减少到74.40%,可溶性糖质量分数增加,从1.07%增加到2.26%,挤出过程中加入酶制剂后这种变化更加明显。添加单一α-淀粉酶表观淀粉质量分数从79.72%减少到69.16%,可溶性糖质量分数从6.54%增加到7.90%。添加α-淀粉酶和糖化酶表观淀粉质量分数从81.42%减少到72.45%,可溶性糖质量分数从11.65%增加到14.71%。添加α-淀粉酶和普鲁兰酶表观淀粉质量分数从81.31%减少到70.31%,可溶性糖质量分数从6.74%增加到8.29%。添加α-淀粉酶、糖化酶、普鲁兰酶3种酶时淀粉质量分数从81.06%减少到69.05%,可溶性糖质量分数从11.25%增加到16.35%。因此,3种酶(α-淀粉酶、糖化酶、普鲁兰酶)协同作用对淀粉降解以及可溶性糖含量的增加作用效果最好。显微切片的分析结果表明:添加3种酶制剂(α-淀粉酶+糖化酶+普鲁兰酶)的切片,细胞结构中淀粉颗粒被降解破坏的程度大于添加1种(耐高温α-淀粉酶)、2种(α-淀粉酶+糖化酶,或者α-淀粉酶+普鲁兰酶)酶制剂的细胞结构中淀粉颗粒被降解破坏的程度。低温挤出-多酶协同降解后,脱胚玉米挤出物的总淀粉含量降低、可溶性糖含量增加,糊化度增加。试验表明:添加3种酶制剂协同降解脱胚玉米中淀粉的作用效果优于添加1种酶制剂或2种酶制剂的淀粉降解效果,为进一步提高淀粉转化成葡萄糖的收率提供科学依据。     

鲜木薯抗性淀粉的制备与性质

为了提高木薯抗性淀粉的含量,该研究以鲜木薯湿淀粉为原料,采用压热-酶法制备抗性淀粉,通过单因素试验和响应面分析,获得抗性淀粉的最佳制备条件为：淀粉乳浓度10%、压热时间80 min、压热温度120℃、耐热α-淀粉酶添加量1 U/g、耐热α-淀粉酶作用时间15.75 min,普鲁兰酶添加量0.83 U/g,普鲁兰酶作用时间5.86 h、超声波处理时间2 min。在此条件下抗性淀粉的质量分数是15.48%。电镜试验表明淀粉颗粒经压热-酶法处理后表面形态发生变化;X-射线衍射表明抗性淀粉的结晶类型为B型,结晶度增加;体外消化模拟试验表明：与原淀粉相比,抗性淀粉消化特性降低。该研究可为抗性淀粉的工业化生产和应用提供参考。     

超微粉碎对青稞麸皮粉多酚组成及抗氧化活性的影响

为评价超微粉碎对青稞麸皮多酚、体外抗氧化活性和淀粉消化酶抑制活性的影响。该研究制备了3种粒径分别为335.94、72.52、22.69μm的青稞麸皮粉体,对3种粉体的多酚、黄酮含量及其组成、体外抗氧化活性与淀粉消化酶活性抑制率进行测定。结果表明:与粗粉相比,2种微粉的多酚(游离酚、结合酚)、黄酮和总酚含量均显著高于粗粉(P0.05)且粒径越小,含量越高;青稞麸皮粉共检出19种酚酸,其中游离酚以阿魏酸和藜芦酸为主,结合酚以阿魏酸和苯甲酸为主;随着粒径的减小,粉体多酚提取物的抗氧化活性(DPPH·自由基清除能力、FRAP还原能力、ABTS~+·自由基清除能力)及对α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制率均显著增强(P0.05);粉体多酚组成及含量与体外抗氧化活性及淀粉消化酶活性抑制率存在一定的相关性。相关分析结果表明:青稞麸皮游离酚提取物中2,4-二羟基苯甲酸、藜芦酸是清除DPPH·自由基、抑制α-葡萄糖苷酶活性的主要贡献物质,阿魏酸是抑制α-葡萄糖苷酶及α-淀粉酶活性的主要物质;结合酚提取物中2,4-二羟基苯甲酸是抑制α-淀粉酶活性的主要物质。该结果显示超微粉碎一定程度上可提高青稞麸皮中多酚含量、体外抗氧化活性及淀粉消化酶抑制率,可作为青稞麸皮食品的一种有效前处理加工手段。     

酶解薯类淀粉适用于电镜观察其颗粒表面及内部结构

为了同步研究淀粉颗粒表面小体和壳层结构,用α-淀粉酶、β-淀粉酶和普鲁兰酶,在室温下单一或复合酶解马铃薯、红薯、木薯淀粉颗粒,用扫描电子显微镜观察酶解颗粒并进行性质测试。研究结果表明,单一酶作用时,只有α-淀粉酶可使3种薯类淀粉显露颗粒表面小体(直径29～73 nm)和壳层结构(厚度150～400 nm);马铃薯淀粉的酶解率(1.1%)远低于其他2种淀粉的(14.1%、16.3%)。马铃薯淀粉表面小体的排列较紧密、壳层结构较致密,决定了其具有较强的抗酶解性和较大的峰值黏度(即膨胀能力)。复合酶作用时,α-淀粉酶复合与其单一作用的效果类似。因此单一α-淀粉酶有限酶解法可以作为淀粉颗粒表面小体和壳层结构的研究方法,酶解条件为:酶浓度80 U/mL,室温下酶解12 h。该研究结果为淀粉类产品在实际加工过程中的品质控制提供了理论基础。     

紫色土区不同秸秆还田量对土壤酶活性的影响

为了探明长期秸秆不同还田量下紫色土区土壤酶活性及其主要驱动因子,以持续12年的四川紫色土长期定位试验为依托,设置:秸秆不还田(CK)、30%还田(RMW30)、50%还田(RMW50)和100%还田(RMW100)4个处理,测定了土壤各种酶活性以及土壤理化性质。结果显示,与CK处理比较,RMW100处理显著提高土壤有机质、碱解氮和速效钾含量以及pH。秸秆不同还田量处理均降低了β-纤维二糖苷酶(CBH)、纤维素酶(CL)、酚氧化酶(PhOx)和过氧化物酶(Perox)活性,提高了磷酸酶(Phos)、硫酸酯酶(Sul)、β-葡糖苷酶(βG)、α-葡糖苷酶(αG)、β-木糖苷酶(βX)、乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性。随着秸秆还田量的增加,β-纤维二糖苷酶(CBH)活性呈现降低趋势。冗余分析(RDA)显示土壤pH是土壤酶活性变化的主控因子,解释了方差变异的 60.20%,达到显著水平。因此,紫色土区秸秆还田主要是通过土壤pH对土壤酶活性产生影响。秸秆100%还田增加了土壤肥力,提高了土壤pH,是提升紫色土区土壤质量最优的管理措施。     

草甸白浆土水解酶活性和动力学特性对保护性耕作方式的响应

在田间试验条件下,以传统耕作(CT)为对照,研究了免耕(NT)和少耕(RT)对黑龙江省八五三农场草甸白浆土土壤与碳、氮、磷、硫元素转化相关的九种水解酶(α—葡糖苷酶、β—葡糖苷酶、α—半乳糖苷酶、β半乳糖苷酶活性脲酶、蛋白酶、磷酸单酯酶、磷酸二酯酶和芳基硫酸醅酶)的影响,同时研究了保护性耕作对土壤脲酶、磷酸单酯酶、磷酸二酯酶、芳基硫酸酯酶及β—葡糖苷酶动力学特性的影响。结果表明,保护性耕作(RT,NT)降低土壤pH值,提高土壤养分(有效氮:42.0%,21.6%;总碳:26.6%,12.2%;总氮:16.6%,15.8%)含量,提高了土壤α—半乳糖苷酶、β—半乳糖苷酶和α—葡糖苷酶、蛋白酶活性活性,但脲酶活性却降低,参与土壤磷素及硫素转化的磷酸单酯酶、磷酸二酯酶和芳基硫酸酯酶活性差异不显著,传统耕作处理(CT)与免耕(NT)处理土壤中芳基硫酸酯酶活性著高于少耕(MT)处理。土壤水解酶动力学参数对耕作方式的反应与表观活性对耕作方式的反应不一致,草甸白浆土短期(三年)保护性耕作已经体现了一定程度的土壤改良效果。     

两种淀粉酶的酶学性质及应用研究

研究了两种耐高温α-淀粉酶和两种真菌α-淀粉酶的酶学性质,确定了最佳酶反应条件.将其应用于淀粉糖生产中,以30%的玉米淀粉为原料,用进口耐高温α-淀粉酶水解至还原糖含量为16.5%,再用日本真菌α-淀粉酶在最佳条件下反应21 h,可得到含纯麦芽糖31.1%、葡萄糖1.7%、糊精2.7%的高麦芽糖浆.     

两种淀粉酶的酶学性质及应用研究

研究了两种耐高温α-淀粉酶和两种真菌α-淀粉酶的酶学性质，确定了最佳酶反应条件。将其应用于淀粉糖生产中，以30%的玉米淀粉为原料，用进口耐高温α-淀粉酶水解至还原糖含量为16.5%，再用日本真菌α-淀粉酶在最佳条件下反应21 h，可得到含纯麦芽糖31.1%、葡萄糖1.7%、糊精2.7%的高麦芽糖浆。     

模拟氮沉降对杉木人工林(Cunninghamia lanceolata)土壤酶活性及微生物群落功能多样性的影响

在杉木人工林中开展模拟氮沉降试验,设计N0(对照)、N1(N 60 kg/(hm2.a))、N2(N 120 kg/(hm2.a))和N3(N 240 kg/(hm2.a))等4个氮沉降水平。通过连续7年的处理后,研究了外加氮源对土壤酶活性及群落功能多样性的影响。相同氮沉降处理下,参与土壤碳循环的6种主要酶(蔗糖酶、纤维素酶、淀粉酶、β-葡糖苷酶、多酚氧化酶、过氧化物酶)活性、土壤微生物群落碳源利用能力和多样性指数与均匀度指数均随土层加深而降低。氮沉降对纤维素酶和多酚氧化酶具有促进作用,而对淀粉酶和过氧化物酶表现出一定的抑制作用;中?低氮沉降(N1、N2)对蔗糖酶无影响,而对β-葡糖苷酶具有促进作用,高氮沉降(N3)促进了蔗糖酶活性,但抑制了β-葡糖苷酶活性。各土层中,低氮处理(N1)促进了微生物群落碳源利用能力和多样性指数与均匀度指数的增加,而中?高氮处理(N2、N3)则呈抑制作用。主成分分析表明,土壤微生物群落利用的主要碳源为碳水化合物和羧酸,不同氮沉降处理碳源利用类型存在差异。因此,氮沉降促进了表层土壤纤维素酶、多酚氧化酶和蔗糖酶的活性,但在一定程度上抑制了淀粉酶、过氧化物酶和β-葡糖苷酶活性;氮沉降增加改变了杉木人工林土壤微生物群落的功能多样性。     

玉米挤压淀粉酶法改性制膜的工艺优化

为了提高可降解性玉米淀粉膜的力学性能,并获得玉米挤压淀粉酶法改性制膜的最适工艺参数,该研究以普鲁兰酶为酶制剂来改善玉米挤压淀粉膜,以酶作用温度、pH值、酶添加量、酶解时间及玉米挤压淀粉浓度为试验因子,膜的抗拉强度为响应值,采用中心旋转组合试验设计进行试验。结果表明：5个因素对酶改性挤压淀粉膜抗拉强度的影响大小依次为玉米挤压淀粉浓度＞酶添加量＞酶解时间＞pH值＞酶作用温度;最佳酶解制膜工艺条件为：酶作用温度46.57℃,pH值4.44,酶添加量6.63 u/g,酶解时间9.31 h,玉米挤压淀粉浓度7.00%,在此条件下,膜抗拉强度的预测值为24.3654 MPa,验证试验所得膜抗拉强度为24.2539 MPa,比未改性膜的抗拉强度提高了338.01%。回归方程的预测值和试验值差异不显著,所得回归模型拟合情况良好,达到设计要求。膜的抗拉强度与酶解挤压淀粉中直链淀粉含量之间存在极显著正相关关系,相关系数为0.863。     

施肥对湖北麦冬产量的影响

试验采用了正交区组二次回归设计 ,以氮、磷、钾配方施肥为研究对象 ,系统地进行了湖北麦冬产量的分析 ,建立的施肥与产量之间的回归模型表明 :氮肥、钾肥对产量有显著的影响 ,磷肥则不明显。氮肥与磷肥的互作效应对产量的影响呈互补关系 ,在较低磷肥时随施氮肥的增加而产量增加 ,反之则下降。高氮、高钾、低磷配方施用能达最高产量点 ,施用N 4 5 5 7～ 4 95 4kg/hm2 、P2 O52 5 9 5～ 312 2kg/hm2 、K2 O 6 95 1～ 75 7 3kg/hm2 ,产量为 75 0 0kg/hm2 以上的概率为 99%。     

氮磷钾对大棚青椒产量的影响及最佳配比的研究(初报)

本试验采用二次通用旋转组合设计,通过计算机分析,建立了氮磷钾与大棚青椒早期产量及总产量的数学模型。初步揭示了在本试验条件下,氮磷钾对大棚青椒产量形成的影响规律及其边际效应,探讨了氮磷钾之间的交互作用。结果表明氮对青椒产量影响最大,钾最小,前期磷钾有显著的交互作用。讨论了最佳氮磷钾配比及适宜范围。     

孔石莼净水作用的综合环境条件评价

利用水生植物净化养殖水体可达到废弃物综合利用和收获植物饵料的综合效果。该文通过综合因子试验研究，探讨了水温、光照和水体pH值3因素协同作用下，对孔石莼吸收氨氮和硝酸盐的影响规律，并建立了相应的数学模型。研究结果表明，水温、光照和水体pH值对孔石莼吸收氨氮和硝酸盐有不同程度的影响，而且3因素之间有明显的交互作用，水温和水体pH值的适当调控对孔石莼的净水作用是很重要的。     

唐古特大黄留薹高度对其产量、品质和土壤水分的影响

采用单因素随机区组法,在甘南高原地区研究了唐古特大黄不同留薹高度对其产量、品质和土壤水分的影响。结果表明:唐古特大黄7月下旬开花前进行去薹,留薹10 cm的耗水率最小,主根长、根径、单株根干重等经济性状和产量最高,且比对照增产14.07%(P<0.01),品质也最优。留薹15 cm的水分利用效率9月份最高为1.43 kg/(mm.hm2);留薹高度在10~15 cm较为理想,既可以节水又能达到增产和改善药材品质的效果。     

甲基营养菌M.sp.MB200中serA基因功能初探

serA基因编码3-磷酸甘油酸脱氢酶（PGDH）,此酶在合成L-丝氨酸的第一步起催化作用。利用质粒pCM80分别与野生型基因serA、缺失了C末端ACT功能域的突变基因serA△77构建了重组体表达菌MB200/pCM80serA和MB200/pCM80serA△77。通过分析发现野生型基因重组表达菌的PGDH酶活受L-丝氨酸浓度影响较大,当反应体系中的L-丝氨酸浓度为40μmol/L时,酶活减少了约1/3;缺失了ACT功能域的基因表达菌的PGDH酶活基本不变,不受L-丝氨酸浓度的影响。进一步在静息细胞反应条件下,对重组菌和野生菌株MB200进行发酵产L-丝氨酸的研究,实验发现MB200/pCM80serA产L-丝氨酸的量为13.6mg/mL,MB200/pCM80serA△77产L-丝氨酸的量为16.8 mg/mL,而野生型菌株M.sp MB200的产量为6.4 mg/mL,重组菌的L-丝氨酸产量都有所提高,且MB200/pCM80serA△77的产量提高更多。结果证实了甲基营养菌MB200中serA基因与产L-丝氨酸具有反馈抑制关系,为进一步解除反馈抑制并发酵产L-丝氨酸奠定了基础。     

少核沙田柚的辐射选育研究

用6 0 Coγ射线处理沙田柚休眠接穗 ,选育出优良变异枝系 95 7 2。该变异枝系平均单果种子数为 1 0 2粒 ,单果重为 1 1 50g,丰产性和果实其它品质特性基本上保持沙田柚的优良特性。对该变异枝系的花粉育性和染色体行为观察结果表明 :辐射诱发染色体变异 ,分裂不正常 ,导致花粉和胚胎败育 ,产生二倍体水平的无核突变。     

面向21世纪的美国农业工程教育

由传统的农业工程专业向生物工程专业发展已经成为美国的发展趋势，进而怎样建立生物工程专业也已成为研究的热点。该文介绍了这种发展的起因与可能性，生物工程专业建设的框架原则，它与农业工程专业的关系以及工程师与生物学家间的界接面。     

甘肃红豆草BAN基因克隆与双标记选择表达载体构建

为探讨编码花青素还原酶BAN基因的功能及其与缩合单宁合成的关系,根据BAN基因序列设计特异引物,采用RT-PCR技术获得甘肃红豆草BAN的相似基因;利用生物信息学相关软件分析,预测其c DNA序列编码的蛋白质结构和功能;采用Real-time PCR法检测该基因在甘肃红豆草各组织中的表达;构建含有BAN基因的双标记选择载体。结果表明,克隆的BAN基因与报道的BAN基因序列相似性达到99.41%,其ORF长为1 020 bp,可编码339个氨基酸残基,具有花青素还原酶保守结构域和重要功能位点;三级结构预测显示,预测模型与花青素还原酶单体结构(C2RH8A)相似,属于短链脱氢/还原酶超家族成员,表明其可能具有花青素还原酶的功能。BAN基因在各组织中均表达,其表达量依次为荚果、叶、蕾、花、茎。以此为靶序列,构建携带抗除草剂bar和绿色荧光蛋白GFP基因的双标记选择植物表达载体,将为缩合单宁合成、代谢的进一步研究及抗除草剂和抗臌胀病牧草新品种的培育奠定基础。     

楸树无性系苗期氮素分配和氮素效率差异

为开展氮素高效型楸树(Catalpa bungei)无性系的选育,选取10个楸树无性系进行了高氮 （+N）和低氮 （-N）条件下植株体内氮素的分配和氮素效率差异研究。结果表明,-N下,大部分氮的分配为根＞叶＞茎;而+N下则相反,氮素的分配为叶＞茎＞根,且无性系间差异较小。+N下无性系的氮素效率极显著高于-N,且-N下无性系间的变异程度较高;氮素吸收效率和氮素利用效率都是-N下的变异程度较高,增加氮素用量可显著提高氮素吸收效率,但氮素利用效率显著降低。相关性分析可知,氮素吸收效率对氮素效率的贡献大于氮素利用效率。在两种氮条件下,无性系2-7和015-1的氮素效率较高。     

New insights on the loess/paleosol Quaternary stratigraphy from key sections in the U.S. Midwest

Three key Quaternary loess/paleosol sections were examined in the Missouri Valley (Iowa), Eustis Ash Pit (Nebraska), and in the Wittsburg Quarry (Arkansas) to gain insights into the sedimentation, environment and climate change of the U.S. Midwest. Four loess units are present separated by three well-developed paleosols. Crowley's Ridge Loess (Oxygen Isotope Stage (OIS) 8) is pre-Illinoian in age, and is the oldest loess unit investigated. A well-developed paleosol, interpreted as Yarmouth Soil (OIS 7), is found in this loess in all three sections. Overlying the Yarmouth Soil is Loveland Loess (OIS 6) which has been pedogenically altered by the Sangamon Soil (OIS 5). It has luvisolic properties but a more clayey pedogenic texture than modern luvisols and has no clear eluvial horizon. The overlying Roxana Silt (OIS 4) is pedogenically altered. At Wittsburg and Missouri Valley, the Farmdale Soil (OIS 3) is developed in the Roxana Silt. Based on pedogenic features, we correlate this paleosol to that developed in the Gilman Canyon Formation at Eustis. In Missouri Valley and Eustis sections, the paleosol has chernozemic properties and therefore, the gleyic features observed at Missouri Valley are interpreted as later alterations. Overlying the Farmdale Soil is the widespread Peoria Loess (OIS 2).