蜂蜜中外源性γ-淀粉酶残留量的测定

采用液相色谱-同位素质谱联用法(LC-IRMS)建立了测定蜂蜜中外源性γ-淀粉酶残留量的方法。先采用凝胶色谱柱对蜂蜜样品进行预分离,将样品中所含的酶与糖分离开。根据γ-淀粉酶可将底物麦芽糖酶解为葡萄糖的原理,在55 ℃、pH 4.5的0.03 mol/L磷酸盐缓冲液中将γ-淀粉酶与麦芽糖反应48 h后,采用LC分离麦芽糖和葡萄糖,以IRMS测定酶解产物葡萄糖的含量来确定γ-淀粉酶的残留量。本方法的线性范围为5～200 U/kg,定量限为5 U/kg,回收率为89.6%～108.2%,相对标准偏差为3.3%～4.9%。采用本方法对市售蜂蜜和大米糖浆共38个样本进行了考察,γ-淀粉酶的检出率为76.3%。为了进一步验证本方法的检测能力,测定了掺入15%(质量分数)大米糖浆的蜂蜜样品,测得γ-淀粉酶的含量为10.2 U/kg。本方法能够有效地从酶学的角度鉴定蜂蜜中是否含有大米糖浆。     

Anthocyanin Profile,Antioxidant, Anti-Inflammatory,and Antimicrobial against Foodborne Pathogens Activities of Purple Rice Cultivars in Northern Thailand

Five glutinous purple rice cultivars and non-glutinous purple rice cultivated in different altitudes in the north of Thailand were collected. The samples were extracted using ethanol and determined for anthocyanins using HPLC. The total phenolic content (TPC), total flavonoid content (TFC), and the antioxidant, anti-inflammatory, and antimicrobial activities against foodborne pathogens were investigated. The highland glutinous cultivar named Khao’ Gam Luem-Phua (KGLP) extract had significantly high levels of cyanidin 3-O-glucoside, peonidin 3-O-glucoside, delphinidin 3-O-glucoside, TPC, and TFC, as well as exerting a potent antioxidant activity through ABTS assay (524.26 ± 4.63 VCEAC, mg l-ascorbic-ascorbic/g extract), lipid peroxidation (IC₅₀ = 19.70 ± 0.31 µg/mL), superoxide anions (IC₅₀ = 11.20 ± 0.25 µg/mL), nitric oxide (IC₅₀ = 17.12 ± 0.56 µg/mL), a suppression effect on nitric oxide (IC₅₀ = 18.32 ± 0.82 µg/mL), and an inducible nitric oxide synthase production (IC₅₀ = 23.43 ± 1.21 µg/mL) in combined lipopolysaccharide-interferon-γ-activated RAW 264.7 murine macrophage cells. Additionally, KGLP also exhibited antimicrobial activity against foodborne pathogens, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella Enteritidis, and Vibrio parahaemolyticus. These results indicate that Thai glutinous purple rice cultivated on the highland could be a potent natural source of antioxidants, anti-inflammatories, and antimicrobial agents for use as a natural active pharmaceutical ingredient in functional food and nutraceutical products.     

基于无机元素分析对地理标志五常大米鉴别技术的研究

五常大米是我国著名地理标志产品之一,品质高、产量低,导致制假售假的现象严重。为维护五常大米的品牌形象和消费者利益,急需一种有效鉴别五常大米的方法。应用电感耦合等离子体光谱及电感耦合等离子体质谱测定大米中无机元素含量,结合主成分分析(PCA)、Fisher判别、人工神经网络(ANN)对五常大米鉴别模型进行研究。结果表明：PCA法对样品的分类效果较差,采用Fisher判别和ANN则可准确识别五常地区的大米样品和其他地区的大米样品。Fisher判别法对校正集和验证集样品平均准确识别率分别为93.5%,而ANN法对同样的校正集和验证集样品的平均准确识别率为96.4%,优于Fisher判别法。可准确对五常大米进行鉴别,为该产品的地理标志保护提供了一种技术手段。     

静水高压处理对水稻植株生理特性的影响

 以75 MPa静水高压处理萌动的水稻种子12 h，成苗后移栽至大田，研究高压处理后植株剑叶光合特性的变化。结果显示，静水高压处理后，粤香占和粤丰占种子的发芽率分别降低了14.4% 和16.6%，成苗率分别降至对照的24.6%和21.9%，生长明显受抑制，幼苗的株高在35天左右才能追赶上对照。高压处理的粤香占剑叶在生育过程中的净光合速率（P_n）和表观量子效率（AQY）的总平均值分别比未处理的对照增加了9.2%和12.4%，而粤丰占则分别增加5.7%和17.4%。高压处理后两个品种的植株叶片不同生长时期的平均光合色素含量均高于未处理的对照，在生长后期的衰老过程中高压处理植株剑叶的色素含量和PSⅡ光化学效率F_v/F_m下降速率较各自的未处理对照缓慢。高压处理后两个水稻品种的生物量和单株产量分别比对照提高了8%~27%及7%~14%。提出高压处理可能作为一种新的选育品种的方法。     

基于UMAP辅助的模糊C聚类方法进行太赫兹光谱识别

太赫兹(THz)具有低能性、瞬态性、波谱分析能力强的优点,在物质鉴别方面具有广阔的应用前景。现有的基于THz的物质鉴别方法,虽然取得了一定的效果,但是存在容易陷入局部最优的问题,从而导致识别精度不高。均匀流形逼近与投影(UMAP)作为一种非线性降维方法,其假设数据均匀分布在黎曼流形上,可以对具有模糊拓扑结构的流形进行建模。UMAP降维的过程是通过最小化两个拓扑表示之间的交叉熵,从而实现低维空间中数据表示的布局优化。传统的模糊C聚类方法（FCM）在聚类时,初始聚类中心往往随机给定,当初始聚类中心选择不恰当时,容易导致错误的聚类。为此,提出一种基于UMAP辅助的模糊C聚类算法,首先运用UMAP对输入的THz样本矩阵进行降维;再根据类与类之间距离最大化的原则,选择合适的初始聚类中心;最后利用模糊C均值聚类的方法进行聚类。所提出的方法不仅能够解决聚类过程中类与类之间过度拥挤的现象,而且能够反映出类别间的距离信息以便于给样本选择合适的初始聚类中心。为了验证提出的聚类方法的可靠性,运用太赫兹时域光谱技术对鲁棉研28、鲁棉研29、鲁棉研36、中棉28四种不同类型的转基因棉花种子进行了探测,利用基于UMAP辅助的模糊C聚类算法对转基因棉花种子的吸光度光谱数据进行聚类分析,成功地将四种不同类型的转基因棉花种子区分开,得到了总正确率为0.983 3的聚类效果,说明提出的基于UMAP辅助的模糊C聚类算法在物质太赫兹光谱识别方面具有良好的应用前景。     

基于紫外拉曼光谱的转基因大豆油快速识别方法研究

转基因技术对实现作物增产增质,降低农药使用量,降低生产成本等具有重要作用,但对生态环境也存在一定的潜在威胁。为了防止转基因大豆在食品化中的滥用,对转基因产品快速鉴别技术的研究尤为迫切。紫外拉曼光谱检测技术具备外场远距离无损遥测检测,简单高效,快速准确等优点,可有效用于物质遥测鉴别领域。基于紫外拉曼光谱的转基因/非转基因大豆油以及与其他类别食用油鉴别方法,采集了五种不同食用油(两种品牌转基因/非转基因大豆油各500组样本和一种稻米油100组样本,共2 100组样本)在3 500~400 cm-1(268~293 nm)范围内的日盲紫外拉曼光谱信息,为提高光谱数据的信噪比并保证分类识别的准确性,对上述光谱数据采用Savitzky-Golay滤波降噪、基于自适应迭代加权惩罚最小二乘法(airPLS)的基线校正以及多元散射校正(MSC)的光谱数据修正等预处理。根据大豆油的紫外拉曼指纹图谱,分析出主要化学成分包含脂肪类、蛋白质类、酰胺类。将每种大豆油样本按1∶1划分为训练集和测试集,输入训练集数据至支持向量机(SVM)进行训练,采用10折交叉验证建立最佳模型,识别准确率达99.81%,对转基因大豆油的判别效果显著;采用主成分分析法(PCA)进行数据降维处理,提取出8个主成分,累计贡献率为74.84%,可代表大部分原始数据特征。在此基础上,将预处理后的光谱数据按4∶1划分为训练集和测试集,采用偏最小二乘回归判别分析方法(PLS-DA),结合10折交叉验证法建立全谱的最佳PLS-DA模型(判别阈值设置为0.5),判别准确率达到70.95%。研究表明,紫外拉曼光谱分析方法可较为准确地鉴别非转基因/转基因大豆油,同时可鉴别大豆油与稻米油,实现对转基因大豆食品的快速无损鉴别,可望成为转基因大豆油及其食品的现场检测新的技术途径,对推动转基因产品遥测鉴别技术的发展具有进步意义。     

粤航一号稻米及其亲本抗性淀粉含量的测定与比较

为确定航天品种功能稻米——粤航一号抗性淀粉含量,给临床观察膳食干预后果判断提供实验参考数据,并了解航天育种对该品种大米抗性淀粉含量的影响,用Goni测定方法测定了粤航一号、富硒粤航一号、长丝占、粳籼89 4种稻米的抗性淀粉含量。结果表明,粤航一号、富硒粤航一号、长丝占、粳籼89 4种稻米的抗性淀粉含量分别是(0.30±0.11)%、(0.47±0.37)%、(0.31±0.66)%、(0.36±0.62)%。可见粤航一号与亲本长丝占,及与富硒品种富硒粤航一号,和非航天品种优质大米粳籼89在抗性淀粉含量上无差异,航天育种对该品种稻米抗性淀粉生成遗传特征无影响。     

高效液相色谱法同时测定稻田中苄嘧磺隆和苯噻酰草胺残留

建立了同时测定稻田(稻田土壤、水和植株)中苄嘧磺隆和苯噻酰草胺残留量的高效液相色谱(HPLC)分析方法。稻田水样品用二氯甲烷直接萃取;稻田土壤样品用碱性乙腈-二氯甲烷(1:1, v/v)混合液直接提取;水稻植株样品用碱性二氯甲烷提取后,二氯甲烷提取液经弗罗里硅土柱净化。上述样品溶液采用C18不锈钢色谱柱(150 mm×4.6 mm, 5 μm)分离,流动相为水-甲醇(30:70, v/v),流速为0.5 mL/min,柱温为30 ℃,紫外检测波长为238 nm,外标法定量。苄嘧磺隆和苯噻酰草胺在0.05～5.00 mg/L范围内的线性关系均很好(r＞0.9999)。在稻田水、土壤和水稻植株中添加3个水平(0.05, 0.10, 1.00 mg/kg)的苄嘧磺隆和苯噻酰草胺,两者的回收率均在85.39%～113.33%之间,相对标准偏差为0.91%～10.24%。这表明该方法的灵敏度、准确度和精密度均符合农药残留测定的技术要求。     

转基因水稻及其亲本叶片的可见/近红外光谱分析

应用可见/近红外光谱技术实现了转基因水稻叶片的快速识别和叶绿素含量(SPAD)的快速检测。建立偏最小二乘-支持向量机(LS-SVM)鉴别模型,校正集的正确率为100%,同时应用连续投影算法(SPA)提取有效波长,建立SPA-LS-SVM鉴别模型,只用了全变量的0.3%进行建模,其预测集的正确率达到87.27%。在定量分析中,各模型的最优结果均来自经过正交信号校正(OSC)的光谱数据,经过SPA处理后的模型均优于最优的全波段PLS模型,说明SPA是一种有效的波长选择方法。最优SPAD值预测模型为SPA-LS-SVM,其相关系数(r)和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.902 2和1.312 1,获得了满意的结果。这说明提出的SPA-LS-SVM方法能快速识别转基因水稻叶片并对SPAD值进行准确预测,为实现大田活体鉴别与连续监测提供了新方法。     

转基因水稻糙米中痕量铅和镉的交联羧甲基魔芋葡甘聚糖微柱预富集-GFAAS测定研究

建立了以交联羧甲基魔芋葡甘聚糖(CCMKGM)为微柱预富集-GFAAS测定转基因水稻糙米中痕量铅和镉的新方法。考察了溶液的pH值、样品流速和体积、洗脱液的浓度和体积及共存离子干扰等因素对CCMKGM微柱吸附重金属的影响。结果表明:在优化条件下,方法用于富集、测定转基因水稻及亲本糙米中Pb和Cd的检出限分别为0.11和0.002μg.L-1;测定大米标准参考物质中Pb和Cd的含量,结果与标准参考值相吻合。对转基因水稻及亲本糙米进行标准加入回收实验及测定,回收率分别在90%～103%和93%～105%范围。该研究可为转基因水稻中痕量Pb和Cd分析提供技术支持。