稳定同位素指纹分析在车厘子产地溯源中的应用

为满足进出口食品产地溯源的贸易需求,本研究以不同产地车厘子为研究对象,利用单体分子蛋白质和脂肪的¹³C、²H和¹⁸O同位素组成,通过单因素方差分析、多重比较分析、聚类分析、Fisher线性判别分析、逐步判别分析和留一法交叉验证,建立车厘子产地溯源模型。结果表明,不同产地间车厘子果肉蛋白质或脂肪中δ¹³C、δ²H和δ¹⁸O均存在差异,大部分达到显著性水平;多种同位素指标耦合的产地判别效率显著优于单一同位素指标,且逐步判别分析结果表明,随着耦合指标的增加,产地初始判别率和交叉验证判别率逐步提高,但3个指标耦合后,再增加耦合指标,产地初始判别率和交叉验证判别率不再提高。最后利用蛋白质δ²H、δ¹⁸O和脂肪δ²H 3个指标建立了溯源模型,模型的初始判别率达到100.0%,交叉验证判别率为93.8%。本研究结果为进出口食品产地鉴别提供了一定的依据。     

稳定同位素指纹分析在蚕茧产地溯源中的应用研究

蚕茧产地溯源是丝绸原产地溯源的基础.本研究为了探究蚕茧产地溯源最适方法,以不同产地的蚕茧为研究对象,利用不同产区蚕茧的13C、15N、18O和2H同位素组成,通过单因素方差分析、多重比较分析、Fisher线性判别分析留一法交叉验证,最后建立蚕茧产地溯源模型.单因素方差分析结果表明,不同产地蚕茧的δ13C、δ15N、δ1...     

利用稳定同位素进行农产品溯源研究进展

随着消费者对农产品质量与安全要求的提高,农产品溯源保持着良好的发展态势。稳定同位素在农产品研究中应用广泛,主要包括农产品产地溯源、真伪鉴别等。在产地溯源方面,研究较多的是牛肉、羊肉、牛奶、葡萄酒、蜂蜜、水产品、茶叶、谷物等农产品。一直以来,缩小溯源区域范围是产地溯源的难点和重点。稳定同位素技术与矿物元素技术、氨基酸技术、脂肪酸技术相结合是缩小溯源区域范围的最佳方法。在农产品真伪鉴别方面,农产品掺杂掺假形式多样、手段复杂,消费者难以辨别。在农产品加工过程中稳定同位素分馏方面,研究已经展开,且逐步深入。本文综述了2015—2020年稳定同位素在农产品产地溯源、真伪鉴别以及加工过程中的分馏研究进展,阐述了稳定同位素与其他技术结合进行农产品溯源区域范围的研究,并对利用稳定同位素进行农产品溯源研究予以总结和展望。     

样本干燥方法对甜瓜稳定同位素分析及产地溯源的影响

为了评估制样方法对高含糖量甜瓜样本轻稳定同位素分析的影响,本研究以甜瓜果皮、果肉匀浆样本为材料,分别采用热风喷粉干燥、真空冷冻干燥(-80℃,24 h)、真空微波干燥(2 min)、真空直接烘干(60℃,24 h)制备干燥样本,所有样本研磨制备精细粉末用于碳、氮、氢、氧稳定同位素比率(δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O)分析。对比4种方式制备样本在低温(-20℃)干燥箱存储60 d内重复测定结果的稳定性。结果表明,4种方式制备的高糖甜瓜果肉精细粉末极易吸湿潮解而干扰其δ²H、δ¹⁸O的测定,存储期长时样本值差异显著(P<0.05)。其中,真空冷冻干燥方式制备的瓜皮样本4种稳定同位素比率测定结果更稳定。真空冷冻干燥方式制样更易将甜瓜组织细胞壁破解后剩余的水分完全干燥,精细粉末样本在储藏过程中表现得更稳定,在不同储藏期的检测结果一致性高。通过对真空冷冻干燥方式制样的果皮样本稳定同位素比率进行偏最小二乘判别分析(PLS-DA)建模,区分新疆、广西、海南3个产地的58份甜瓜样本,判别准确度分别为100%、98.7%、89.1%。结果证明,真空冷冻干燥制备甜瓜果皮稳定同位素分析可以作为其产地确证的可靠方法,溯源模型可用于确证甜瓜原产地标签标识、保护地理标志产品。本研究为提升甜瓜产地溯源提供了新策略。     

稳定同位素在植物源性农产品产地溯源研究进展

产地溯源是保护农产品品牌及地区特色产品、防止欺诈、保护消费者权益的有效保障。稳定同位素指纹分析是用于食品产地溯源的有效技术之一,具有高效、准确、可靠的特点。本文系统分析了近5年来,稳定同位素指纹分析技术在植物源性初级农产品、加工农产品溯源中的应用以及稳定同位素在食品加工过程中分馏变化的研究进展。在此基础上,展望了今后稳定同位素在植物源性农产品产地溯源中的研究重点和发展方向。     

稳定同位素技术鉴别库尔勒香梨产地可行性研究

为开展碳、氮、氢、氧(C、H、O、N)稳定同位素鉴别库尔勒香梨产地的可行性研究,明确新疆库尔勒香梨δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O值,本研究以甘肃香梨和陕西红香酥梨作为对照,采用稳定同位素比值质谱仪(IRMS)分析新疆库尔勒香梨与对照样品的δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O值,并采用正交校正的偏最小二乘判别分析(OPLS-DA) 鉴别新疆库尔勒香梨产地真实性。结果表明,新疆、甘肃两个产区香梨与陕西产区红香酥梨的δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O值存在显著差异(P<0.05)。新疆产区的66份库尔勒香梨判别准确率为95.45%;甘肃产区的20份香梨样品判别准确率为60%;陕西产区的23份红香酥梨样品判别准确率为95.65%。C、N、H、O 4种稳定同位素可有效鉴别新疆库尔勒香梨和陕西红香酥梨,但在新疆库尔勒香梨与甘肃香梨鉴别方面,误判率较高,如果能结合其他鉴别技术,则有可能出现较好的鉴别效果。本研究为库尔勒香梨产地真实性鉴别提供了科学依据。     

不同产地羊肉稳定同位素特征差异及其溯源应用

为了探讨稳定同位素碳、氮、氧、氢对羊肉产地溯源的可行性,本研究分别从内蒙古、新疆、宁夏、新西兰、意大利5个地区采集羊肉样品,利用稳定同位素比率质谱仪(IRMS)测定脱脂羊肉的碳、氮、氧、氢稳定同位素比值(δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O),结合多元统计学方法对不同地区间脱脂羊肉的δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O值组成特征及变化规律进行分析。结果表明,δ¹³C值在5个地区间均存在显著性差异,而δ¹⁵N值和δ¹⁸O值除了在新西兰和意大利2个地区差异不显著外,在其他地区差异均显著;δ²H值仅在宁夏和新疆地区间以及内蒙古和新西兰地区间差异不显著。结合Fisher判别分析发现,利用δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O值可以实现对羊肉产地区分,且利用δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O值组合指标对羊肉产地的初始判别的整体正确率和交叉验证的整体判别正确率均达100%。本研究结果为δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O值在羊肉产地溯源中的应用提供了参考。     

农产品溯源领域稳定同位素研究发展态势分析

近年来,农产品溯源的研究(包括真实性识别与产地确证方面)已经成为农产品质量和安全领域关注的热点,稳定同位素分析技术是农产品溯源领域中具有应用前景的技术之一。本文以截至2020年9月Web of Science和中国知网收录的论文、专利、标准以及国家自然科学基金项目为数据源,分析了稳定同位素技术对农产品溯源的研究态势。通过多角度分析发现,中国在利用稳定同位素技术对农产品溯源的研究居国际先进水平,已经形成了多个有影响力的科研团队,稳定同位素技术在判别农产品真伪和追溯农产品地理起源方面具有重要的作用。健全稳定同位素分析的标准体系,丰富农产品稳定同位素产地溯源数据库,结合新技术提高溯源准确率是未来农产品溯源领域发展的方向。     

东北三省和浙江木耳稳定同位素特征与产地溯源

为探究稳定同位素在黑木耳产地溯源中的可行性,本研究从东北(黑龙江、吉林、辽宁)、浙江产地采集74份代表性黑木耳样品,从新疆采集11份代表性黑木耳样品作为外部验证,采用元素分析-稳定同位素比率质谱仪测定δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O值,结合化学计量学方法进行产地溯源判定。结果表明,东北黑木耳δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O值分别为-24.5‰～-22.7‰、-0.9‰～3.1‰、-62.2‰～-34.6‰、15.9‰～19.4‰;浙江黑木耳δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O值分别为-26.2‰～-24.5‰、-0.9‰～1.2‰、-24.9‰～-9.0‰、19.9‰～22.2‰,两产地黑木耳δ¹⁵N值差异不显著(P>0.05),δ¹³C、δ²H和...     

基于稳定同位素和矿质元素的决明子产地特征与溯源判别研究

为了更加精确高效地对中药决明子产区进行判别,本研究采用稳定同位素比质谱(IR-MS)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术分别检测不同产地决明子稳定同位素比值和多种矿质元素含量特征,并结合化学计量学模型主成分分析(PCA)和人工神经网络(ANN)对决明子产地进行判别。方差统计结果表明,在优质产区(浙江新昌)决明子区别于普通产区决明子方面,19种矿质元素含量存在显著差异(P<0.05);PCA分析(同位素+矿物元素)显示,前2个主成分累计方差贡献率为45.23%,且该模型可显著区分道地产区决明子;ANN模型分析对浙江新昌产区的决明子判别正确率高达100%,且产地判别总体正确率高于90%。以上结果表明,稳定同位素比值和矿质元素含量结合化学计量学模型分析可有效判别决明子不同产区。本研究结果为决明子产地溯源提供了一种新的方法。     

化肥减量配施生物炭对木姜叶柯土壤肥力与真菌群落特征的影响

为揭示化肥减量配施生物炭对木姜叶柯土壤肥力与真菌群落特征的影响,以木姜叶柯为研究对象,采用L9(34)正交试验,设置9个配方施肥处理和不施肥对照处理(RCK),分别测定土壤pH、碱解氮、速效钾、全钾、有效磷、全磷、有机质含量以及根际土壤真菌群落结构特征与丰度,并分析土壤 pH、土壤养分和土壤真菌群落结构之间的关系。结果表明:(1)化肥减量配施生物炭可显著提高土壤pH、碱解氮、速效钾、全钾、有效磷、全磷、有机质含量,与RCK对比,pH提高了0.84%～10.95%,碱解氮提高了5.58%～51.79%,速效钾提高了10.64%～192.40%,全钾提高了12.16%～35.14%,有效磷提高了27.87%～208.23%,全磷提高了1.75%～50.88%,有机质含量提高了74.4%～211.69%。(2)根际土壤真菌Alpha多样性指数分析结果显示,化肥减量配施生物炭能显著提高土壤真菌丰度,其中R1、R4、R6和R7处理真菌多样性显著高于RCK,其中R7处理的土壤真菌Shannon 指数最大,相比RCK提高了1.77 个单位。(3)化肥减量配施生物炭影响了土壤真菌群落组成结构,R5、R8、R9处理与R1、R4、R6、R7处理以及R1、R6、R8处理分别提高了担子菌门、子囊菌门、被孢霉门的相对丰度。(4)RDA冗余分析显示,有效磷与速效钾对真菌群落结构存在明显作用。综上,化肥减量配施生物炭可显著提高土壤pH以及土壤养分,进一步提升土壤肥力,有效缓解土壤酸化,改善土壤环境,提高木姜叶柯根际土壤真菌群落的丰富度与多样性,进而影响群落结构。其中有效磷与速效钾对土壤真菌群落的影响较大。R9处理(生物炭30 g+尿素20 g+过磷酸钙9 g+氯化钾6 g)能有效改善土壤质量,R6处理(生物炭20 g+尿素     

酶法提取速溶绿茶的研究

研究以绿茶为底物,采用蛋白酶、纤维素酶单一酶分别作用及双酶组合作用提取速溶绿茶的最适作用条件及效果。结果表明,双酶组合作用优于单一酶作用。绿茶在蛋白酶、纤维素酶组合作用下,速溶绿茶提取率达３０％左右,并具有保香效果好、冲溶后茶水口味鲜醇的优点。双酶组合作用量宜取蛋白酶９００Ｕ／ｇ,纤维素酶４００Ｕ／ｇ。中试结果表明,在速溶绿茶工业生产中采用双酶同时加入底物,３５℃和５０℃两段升温浸提新工艺较为合适。     

药用植物甜茶的快速繁殖

将甜茶（ＲｕｂｕｓｓｕａｖｉｓｉｍｕｓＳ．Ｌｅｅ）茎段接种在以ＭＳ和Ｗｈｉｔｅ为基本培养基分别附加不同浓度ＢＡ的培养基上。研究表明,以ＭＳ为基本培养基附加２ｍｇ／Ｌ的ＢＡ和０．５ｍｇ／Ｌ的ＮＡＡ,对芽的增殖和生长效果较显著,增殖率比对照高９１％。将试管苗转入以ＭＳ为基本培养基附加１ｍｇ／Ｌ的ＮＡＡ和２ｍｇ／Ｌ多效唑的培养基中,出根率最高达４３％,根茎粗壮。     

茶叶加工与样品制备对同位素分馏和测定的影响

为考察不同加工方式和样本制备目数对茶叶同位素分馏与测定的影响,建立茶叶中4种同位素δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O的元素分析-稳定同位素比率质谱(EA-IRMS)分析测试方法,研究红茶和绿茶加工过程中同位素分馏及不同目数样本制备的测试影响。结果表明,通过两点法或三点法构建的校准曲线具有很好的相关性,能够满足测试精度要求;相同原料所加工红茶和绿茶中4种同位素比率无显著差异,未发现同位素分馏效应;红茶和绿茶通过研磨后过80目、100目和120目筛与未过筛4种茶叶样品之间同位素比率无显著差异(P<0.05)。因此,相同原料的非发酵(绿茶)和发酵(红茶)加工以及不同目数样本制备对4种稳定同位素测定均无显著影响。本研究结果为茶叶稳定同位素数据库构建以及样品制备提供了方法基础。     

基于矿物元素指纹的龙井茶产地溯源

龙井茶由于外形、工艺的一致性,无法通过外观特征来识别其产地,茶叶中元素组成因气候条件和土壤类型不同而有所差异,形成茶叶产地的元素指纹。本研究通过测定不同产区龙井茶中多种元素含量及同位素比率,借助化学计量学工具建立龙井茶产地区分模型。从西湖龙井、越州龙井和钱塘龙井3个产区采集102个春茶样本,采用微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)、稳定同位素质谱(EA-IRMS)测定51种元素含量及18种元素同位素比率;运用正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)、逐步线性判别分析(FLDA)、决策树C5.0和神经网络(BP-ANN)4种判别方法对龙井茶进行产区判别。结果表明,4种方法所构建的模型对模型构建样本回代验证的正确判别率均在92%以上,而4种模型的交叉验证准确率以FLDA准确率最高,达到92.17%,决策树C5.0和BP-ANN模型略低,但也在84%以上,4种模型对外部样本的预测准确度均在80%以上,其中以OPLS-DA最高,达93.33%。不同产区龙井茶的矿质元素指纹结合化学计量学工具可以有效对龙井茶产地进行溯源;FLDA和OPLS-DA模型较适合龙井茶产地溯源。通过多元统计分析建立不同产区龙井茶判别模型,为龙井茶品牌的原产地保护提供了鉴定。     

不同工艺制法对茶叶风味品质化学轮廓的影响

为探明不同工艺制法对茶叶风味品质化学轮廓的影响,本研究对福建4种茶类(绿茶、白茶、红茶和乌龙茶)及其鲜叶原料中的主要滋味和香气品质成分进行了检测分析和可视化模式识别。结果表明,基于茶叶主要滋味品质成分的主成分分析(PCA)可将全部供试茶样划分成3种类群:Ⅰ型:绿茶、白茶和一芽二、三叶鲜叶样;Ⅱ型:乌龙茶和中、小开面2~4叶鲜叶样;Ⅲ型:红茶。采用偏最小二乘增强判别分析(PLS-EDA)可进一步放大不同类群茶样的组间差异,乌龙茶及其鲜叶原料有较高含量的水溶性碳水化合物(WSCs),而红茶中多酚类(TPs)和表没食子基儿茶素没食子酸酯(EGCG)含量相对较低;(茶多酚×游离氨基酸)含量二维散点视图可作为茶叶分类识别的一种重要判别工具。4种茶类以乌龙茶的香型种类最为丰富,绿茶与鲜叶原料的香气组成化学模式较为接近,白茶与红茶香气组成在种类和数量上存在一定的相似特征。2,6-二叔丁基对甲苯酚、苯乙腈、4-乙基苯甲酸-2-苯基乙酯类似物、反式-橙花叔醇、α-法呢烯、吲哚等可视为乌龙茶有别于其他3种茶类(绿茶、白茶和红茶)的主要特征香气成分。本研究结果为茶叶化学分类及其工艺品质的目标控制提供了参考依据。     

Sweet Sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] Biomass Production for Biofuel and the Effects of Soil Types and Nitrogen Fertilization

This research aimed to determine the optimum nitrogen fertilization rate on three soils for producing biomass sweet sorghum (Sorghum bicolor cultivar M81E) and corn (Zea mays cultivar P33N58) grain yield and to compare their responses. The research was conducted in Missouri in rotations with soybean, cotton, and corn. Seven rates of nitrogen (N) were applied. Sweet sorghum dry biomass varied between 11 and 27.5 Mg ha^?1) depending on year, soil type, and N rate. Nitrogen fertilization on the silt and sandy loam soils had no effect (P > 0.05) on sweet sorghum yield grown after cotton and soybean. However, yield increased in the clay soil. Corn grain yielded from 1.3 to 12.9 Mg ha^?1, and 179 to 224 kg N ha^?1 was required for maximum yield. Increasing biomass yield required N application on clay but not on silt loam and sandy loam in rotations with soybean or cotton.     

基于代谢组学的湖南典型地方茶树种质资源代谢物差异研究

湖南处于茶树遗传演化的过渡带,茶树种质资源丰富,这些资源不仅在植物学特征上差异显著,而且在茶类适制性、适应性、耐寒性等方面各有特点,然而目前对湖南茶树资源功能成分差异的深度解析尚缺乏深入研究.为了进一步探明湖南典型地方茶树种质资源的功能成分差异,本研究采用超高效液相色谱-串联四极杆质谱(UPLC-MS/MS)分析技术,...     

基于矿质元素指纹的粉葛产地溯源研究

为明确矿质元素指纹对粉葛产地鉴别的可行性,筛选出鉴别粉葛产地的有效指标,本研究采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定陕西、湖北、广西3个地域粉葛和土壤样品中B、Na、Mg、P、K、Ca、Mrn、Co、Cu、Zn、Rb、Sr、Mo、Cd、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm和Ti 22种矿质元素含量,并结合主...