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[硕士论文] 陈美霞
动物营养与饲料科学 中国农业科学院 2017(学位年度)
摘要:牛奶富含各种营养物质,其中的功能性蛋白,对人体健康有非常多的益处。但是,牛奶在上市前都要经过热处理。并且,牛奶热处理的强度越强,功能性蛋白损失越多。糠氨酸和乳果糖是牛奶中两个重要的热敏指标,可以指示牛奶的热处理强度。本文旨在研究不同热处理条件下牛奶中热敏指标(糠氨酸和乳果糖)与功能性蛋白(乳铁蛋白、α-乳白蛋白、β-乳球蛋白)的变化特点以及相互关系,以期为牛奶加工生产和牛奶质量评价提供一定的数据基础。首先本文建立了牛奶中未变性乳铁蛋白含量的检测方法;并在不同条件下对生鲜乳进行加工处理,得到不同热处理条件的牛奶,随后检测其中的热敏物质(糠氨酸、乳果糖)与功能性蛋白(乳铁蛋白、α-乳白蛋白、β-乳球蛋白),分析热敏物质与功能性蛋白在不同热处理条件下的变化特点及相互关系;最后结合本试验及文献数据,对我国市场上主要的国产液态奶和进口液态奶的热敏指标以及功能性蛋白等指标进行了评价。主要试验内容和结果如下:
  试验一,建立牛奶中未变性乳铁蛋白含量的高效液相色谱(HPLC)检测方法:首先用醋酸调节牛奶pH为4.6,离心取上清,利用肝素与乳铁蛋白之间高强度的结合能力,用肝素亲和柱纯化上清液中的乳铁蛋白,并通过Box-Behnken试验设计优化得到肝素亲和柱富集浓缩乳铁蛋白的最佳条件如下:10mL平衡溶液(10.35 mmol/L磷酸氢二钠(pH6.02))平衡亲和柱,上清液过肝素亲和柱,然后用40 mL平衡溶液淋洗,随后用洗脱液(10.35 mmol/L磷酸氢二钠、1.78 mol/LNaC1,pH7.26)洗脱,收集前4mL洗脱液上机检测。方法验证结果表明,本试验建立的方法在3个加标水平(2、5、10μ.g/mL)下进行试验的回收率为88.3%~95.1%,日间和日内精密度试验结果显示RSD为1.3%~7.2%。热处理牛奶检测结果显示,本试验建立的乳铁蛋白检测方法可以用于不同加工处理方式所得牛奶样品的检测。
  试验二,不同热处理条件下牛奶中热敏指标与功能性蛋白变化特点及关系研究:生鲜乳在60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120℃条件下分别加工15s,135、137、139、141、143、145℃条件下分别加工5s后研究糠氨酸、乳果糖与α-乳白蛋白、乳铁蛋白、β-乳球蛋白含量的变化特点以及相互关系。试验结果表明,随着热处理强度的增加,牛奶中乳果糖、糠氨酸含量升高,β-乳球蛋白、α-乳白蛋白和乳铁蛋白含量不断减少。分析试验结果发现,在60~120℃范围内,α-乳白蛋白与糠氨酸和乳果糖含量都存在很强的相关性(R2>0.9),而135~145℃范围内,β-乳球蛋白与糠氨酸和乳果糖含量存在很强的相关性(R2>0.9)。另外,本试验还表明,随着热处理增强,牛奶中功能性成分逐渐减少。这提示我们要严格控制牛奶热处理的工艺,在保证卫生安全的同时,尽可能多的保留牛奶中功能性成分。本文建立了常见热敏指标糠氨酸和乳果糖与有关功能性蛋白含量的相关性,后期有望通过糠氨酸与乳果糖的含量在评价牛奶热处理工艺的同时,量化牛奶的功能性成分的保留程度。
  试验三,本试验在我国南方及北方地区共24个省份及直辖市的连锁超市及当地超市进行市售液态奶的调研,共采集94批次国产UHT灭菌乳、55批次进口UHT灭菌乳、8批次进口巴氏杀菌乳,并对这些牛奶进行检测,分析其中糠氨酸、乳果糖、β-乳球蛋白、乳铁蛋白及α-乳白蛋白的含量。结果表明,国产品牌UHT灭菌奶中α-乳白蛋白、β-乳球蛋白含量显著高于进口品牌UHT灭菌奶中相应的含量(p<0.05),乳铁蛋白含量无显著性差异(p>0.05);同时,糠氨酸含量显著低于进口品牌UHT灭菌奶中糠氨酸含量(p<0.05),乳果糖无显著差异(p>0.05)。因此从热敏指标和功能性蛋白角度来看,国产品牌UHT灭菌奶质量优于进口品牌UHT灭菌奶。市售进口品牌UHT灭菌奶的保质期显著长于国产品牌UHT灭菌奶的保质期,因此,进口UHT灭菌奶可能经过了很高强度的热处理,导致牛奶中功能性成分含量减少,质量下降。进口品牌巴氏杀菌乳中α-乳白蛋白、β-乳球蛋白及乳铁蛋白含量较低,而糠氨酸和乳果糖含量较高,这说明进口品牌巴氏杀菌乳也存在过热加工的风险。进口品牌巴氏杀菌乳保质期也显著长于常见巴氏杀菌乳的保质期,因此存在贮存时间过长的问题。另外,进口品牌巴氏杀菌奶多批次间α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、乳铁蛋白、糠氨酸和乳果糖含量变异比较大,说明进口品牌巴氏杀菌乳品质存在较大差异。因此,我们可以得出结论,“优质奶,本土奶”。
  巴氏杀菌奶只是经过了轻微的热处理,在保证卫生安全的同时,更多的保留了牛奶中的活性物质,因此是当之无愧的优质奶。因此,面对进口牛奶对国产牛奶的冲击,我们要大力发展巴氏杀菌奶,做到“你无我有”。同时还要继续保持国产UHT灭菌奶的优质品质,做到“你有我优”。同时从原料、加工工艺、产品标识等多方面加强牛奶生产管理和质量控制,保证牛奶饮用安全,提高牛奶品质。
[博士论文] Shimo Peter Shimo
农产品质量与食物安全 中国农业科学院 2016(学位年度)
摘要:乳清蛋白是从牛奶中分离出的一种可溶性蛋白,包含人类饮食中必需的重要营养成分。然而在生产过程中的热处理会使起乳清蛋白发生变性和聚合反应,进而制约了乳清蛋白在食品工业中应用。为了研究牦牛初乳和常乳中乳清蛋白的热稳定性,本研究测定并比较了牦牛和荷斯坦奶牛初乳和常乳中乳清蛋白的组成,并分析了不同热处理温度和pH值对乳清蛋白热稳定性的影响。
  1、分别从牦牛和荷斯坦奶牛初乳以及常乳中分离乳清,并采用酶联免疫吸附技术(ELISA)测定了乳清总蛋白、免疫球蛋白G(TgG)、乳铁蛋白(LF)、β-乳球蛋白(β-Lg)、α-乳白蛋白(α-Lac)和牛血清白蛋白(BSA)的含量。结果表明,牦牛和荷斯坦奶牛初乳中乳清总蛋白、IgG和LF的含量显著高于常乳。其中牦牛初乳和常乳中乳清总蛋白、IgG的含量与荷斯坦奶牛无显著差异,然而以高品质初乳IgG含量大于等于50 gL-1为参照标准,牦牛高品质初乳产出率100%,而荷斯坦奶牛仅为73.33%。LF、α-Lac和BSA的含量在牦牛初乳中显著低于荷斯坦奶牛,而在牦牛常乳中与荷斯坦奶牛相近。β-Lg是牛乳中主要的过敏原之一,其含量在牦牛初乳和常乳中均低于荷斯坦奶牛。这些结果表明,与荷斯坦奶牛的初乳和常乳相比,牦牛初乳和常乳是较好的功能性食品原料。
  2、将牦牛乳清蛋白在60℃、63℃、72℃、90℃的温度下,分别加热15sec和30min,采用ELISA和UV分光光度技术通过检测牦牛乳清蛋白的浊度和自由巯基来评价其热稳定性。结果表明,在pH=3.4-4.6范围内,加热温度较低时,乳清蛋白的热稳定性较高,随着温度和pH值的上升,乳清蛋白的稳定性开始降低,其浊度和自由巯基逐渐增加,在pH=5.5、温度高于63℃的加热条件下,乳清蛋白的变性最明显,热稳定性最差。
  3、在牦牛乳清蛋白中分别加入三种保护剂(氯化钙、SDS和甘油),对其在pH值为3.5,4.6和5.5时的稳定性以及在72℃和90℃时的稳定性进行测定。研究结果表明:加入保护剂后对乳清蛋白的热稳定性有显著的提高,当pH为3.5时,乳清蛋白中沉淀最少,且浊度变化最小,热稳定性最高。随着加热温度的升高,牦牛初乳和常乳中IgG、LF、α-Lac、β-Lg和BSA开始发生变性,含量逐渐降低。对三种保护剂的保护效果比较发现,甘油对乳清蛋白热稳定性的提高效果最佳,其次为SDS和氯化钙。
[硕士论文] 余飞
预防兽医学 上海交通大学 2016(学位年度)
摘要:种蛋保存期间,其内部品质受到外部环境的影响而产生变化,而种蛋抵抗外部环境变化的能力又因自身特性不同而各异。当前在种蛋保质过程中外观选择指标、保存环境、消毒方法以及综合管理等方面缺乏系统研究,没有一套可供参考和执行的标准参数,不利于浦东鸡种蛋保质工作和种质资源特性的系统评价与开发。为此,开展相关试验,对种蛋外观选择指标、保存环境、种蛋消毒等因素进行优化分析,对于研究科学的浦东鸡种蛋保存技术具有重要意义.
  主要进行了以下研究:
  1.本试验选取30/45/60/75周龄四个年龄组浦东鸡所产种蛋各150枚,每组分别按蛋重划分为:<56 g、56-60 g、>60 g三个区间。对每个区间的数量、受精率、孵化率进行统计分析。结果表明:浦东鸡在30-75周龄期间所产种蛋重多在56-60 g之间,>60 g的数量最少,且二者之间差异显著。不同周龄间种蛋的受精率、受精蛋孵化率、入孵蛋孵化率差异不显著。
  2.本试验选取50-55周龄的浦东鸡所产种蛋,并按颜色深浅分为深、中、浅三组。试验重复4次。对每组的受精率、孵化率进行统计分析。结果表明:浦东鸡种蛋中深色的具有更高的孵化品质,但无法判断深色蛋是否更利于种蛋长期保存。
  3.本试验选取浦东鸡种蛋分别保存在11℃和16℃环境中10/13/16/19/22 d。每个条件下重复4次。对每组的受精率、孵化率进行统计分析。结果表明:浦东鸡种蛋保存10-22 d时,随着保存期的增加,种蛋的孵化率逐渐降低。但保存在11℃环境时的效果总体好于16℃。浦东鸡种蛋在16℃环境下保存时间不宜超过13 d。
  4.利用厌氧袋制造:氧含量极低/较低/稍低/正常的保存小环境。种蛋分别置入以上四种小环境中保存7/14/21 d。每个条件下重复4次。对每组的受精率、孵化率进行统计分析。结果表明:环境气体变化影响孵化率。保存21 d时,较低氧含量的环境更利于种蛋的保存,且差异显著;保存7d时,正常氧含量的环境更合适,差异极显著。
  5.在种蛋入库保存前,分别采用熏蒸、浸泡、喷雾等消毒处理。每个条件下重复4次。对每组的受精率、孵化率进行统计分析。通过对不同消毒方法的对比发现,潮湿高温的夏季,要长时间储存种蛋,应首选喷雾消毒。其次是浸泡消毒,不同浸泡消毒液的效果差异不显著。
  综上所述,根据不同的生产计划或保存需求,依据种蛋外观选择指标及保存环境参数来管理种蛋对提高生产效率有帮助。
[硕士论文] 李梦楠
计算机技术 河北农业大学 2016(学位年度)
摘要:伴随我国国民经济的提高和社会的发展,居民更加注重健康饮食和生活,乳制品成为日常生活中的必备食品。所有的乳制品都是基于原料乳的再加工生产而成,所以原料乳的质量成为保证乳制品的味道口感,品质及其安全性和营养价值的关键因素。原料乳的收购是关系乳品质量的关键环节,保障乳品质量的第一步。在原料乳检测中影响质量的关键因素主要有蛋白质、脂肪、酸度、菌落总数、芽孢数和入厂温度。由于我国奶牛养殖散户居多而原料乳保质期极短,原料乳生产后不及时上交或在其运输过程中,奶品质极有可能下降。仅仅依靠质量的检测远远无法保障品质,只有未雨绸缪才能及时的发现问题,及时进行调整,从而减少不必要的乳品安全问题。
  随着移动互联网的蓬勃发展,现代化企业管理发展必须依靠移动互联网技术。Android平台对外统一开放且开发快捷扩展性好的优点使基于Android平台的系统开发成为一个极其富有发展前景的领域。因此,本课题研究的基于Android手机平台的原料乳质量预测系统可使奶牛饲养员、原料乳收购员和企业验收员每人手持终端,不受地域限制,实时对原料乳质量进行监控预测,方便快捷。
  首先,论文介绍了原料乳质量预测模型所需要确定的关键因素和预测技术。通过分析原料乳的组成和加工过程确定影响原料乳质量的关键因子。介绍当下流行的预测技术,通过分析对比确定适用于本系统开发的预测技术。
  其次,结合当下流行的神经网络技术,对乳品质量进行了预测仿真实验。根据人工神经网络具有自学习能力特征,并结合乳品生产特点,以影响原料乳质量的关键因子数据和12h后关键因子变化数据为实验数据,用归一法对数据做预处理后再训练BP神经网络质量预测模型,仿真各个关键因子之间的相互作用关系。采用遗传算法对BP网络模型进行了优化。通过结果数据对比分析确定应用GA-BP网络建立原料乳质量预测模型有效可行。综合分析预测数据为原料乳质量做品质评级,更加直观的表现出原料乳是否达到要求。
  再次,对基于Android平台的原料乳质量预测系统进行严格的测试,并设计实现系统数据库。对系统进行详细的功能性需求分析。采用MVC设计模式,运用Http协议通信,Apache作为客户端和服务器的通信接口。
  最后,在系统功能完成后,对系统各功能模块进行了修改。并通过系统主管、奶牛饲养员、原料乳收购员和企业验收员不同人员之间的不同需求,登录此系统不同模块,通过这些模块的有机结合对系统进行综合测试,以实现信息化管理原料乳属性数据、系统用户、订单和对原料乳质量进行预测评级的目的。
[硕士论文] 许茂思
特种经济动物饲养 东北林业大学 2016(学位年度)
摘要:毛皮动物饲养行业在我国有着60余年的历史,主要用其皮毛原料制作裘皮服饰,而胴体却成了副产品。人们对毛皮动物胴体认识不明,至今还未能被开发利用,每年取皮季节大量胴体的随意丢弃,既是对动物肉质资源的巨大浪费,又是对生态环境的极大破坏。然而,我国是一个动物性蛋白饲料极缺的国家,每年都要耗费巨资进口近十万吨肉骨粉和百万吨鱼粉。若将毛皮动物胴体经过一定加工手段,合理开发出来,不仅可以有效的缓解我国蛋白质饲料短缺依靠进口的局面,还可以降低养殖成本,创造更大的经济效益。
  目前,我国还未出台针对毛皮动物胴体利用的相关规范标准,为此,本文主要对国内外畜禽动物副产品加工成肉骨粉工艺等相关文献的查阅、与我国多家毛皮动物饲养企业的走访调研,并结合针对我国毛皮动物胴体在处理过程中存在的问题,与我国饲料用肉骨粉在使用过程中存在的不足,参照GB/T20193-2006中对饲料用肉骨粉的相关规定,起草拟定了符合我国的毛皮动物胴体加工成饲料用肉骨粉的标准体系,可最大化的开发利用毛皮动物胴体。本标准技术体系主要包括肉骨粉加工厂建设标准、毛皮动物处死标准、胴体收购标准以及加工环节技术标准、肉骨粉中各项指标的检测标准、饲料用肉骨粉的包装、储存与运输标准等内容。
  本标准的制定明确了我国毛皮动物胴体的处理方向,为加工成饲料用肉骨粉提供了重要的指导依据,希望能够尽快被作为林业行业推荐性标准在全国范围内颁布实施,早日整顿和规范我国毛皮动物养殖过程中对动物胴体的不规范处理,以减轻对环境污染破坏以及填补我国动物性饲料原料的短缺,为促进、完善我国毛皮动物养殖业健康发展提供科学依据。
[硕士论文] 毕玉芳
食品科学 华中农业大学 2016(学位年度)
摘要:本课题围绕鸡蛋风味将电子舌、电子鼻系统相结合,应用于鸡蛋风味特征分析,以及两种不同类型饲料对鸡蛋风味特征影响的分析,提供了一种快速、直观分析鸡蛋风味特征的方法,还研究了贮藏期间,鸡蛋风味相关成分以及挥发性成分的变化规律,主要研究结果如下:
  (1)用电子舌、电子鼻智能系统对对照组与实验组鸡蛋的风味进行分析,电子舌结果表明,实验组与对照组鸡蛋的蛋黄滋味特征中苦味值、涩味值、咸味值及鲜味的回味响应值有极显著差异,苦味回味值、涩味回味响应值有显著差异。实验组与对照组鸡蛋的蛋清的滋味特征中苦味及其回味值、涩味值、鲜味的丰富度方面有极显著性差异,两组蛋清的酸味值、鲜味值及涩味的回味值有显著性差异。电子鼻分析结果表明,实验组的熟蛋清挥发性气味特征与对照组明显不同,但是,两组蛋黄气味特征区别不明显。电子鼻、电子舌结合的方法能够发现发酵饲料组鸡蛋与普通饲料组鸡蛋的风味品质有明显区别。
  (2)鸡蛋在4±1℃、23±1℃贮藏40d,每10d取样一次,电子舌结果表明,蛋清的苦味、苦味回味、鲜味、鲜味回味、酸味变化明显,涩味、涩味回味、咸味变化不明显;4±1℃、23±1℃贮藏,蛋清苦味输出值、鲜味输出值均分别在第20d、10d出现较大变化;两组蛋清的酸味输出值均于第30d变化最大。蛋黄的酸味值、苦味值、苦味回味值、鲜味值变化明显,涩味值、涩味回味值、鲜味丰富度值、咸味值变化不显著;4±1℃、23±1℃贮藏至第10d,苦味输出值变化最大,第20d鲜味输出值最大;两组蛋黄的酸味输出值均于第30d时变化最大。电子鼻结果表明:23±1℃贮藏条件下,蛋清、蛋黄的气味特征呈现出一定的规律。
  (3)4±1℃贮藏30d,蛋黄总脂质与磷脂中不饱和脂肪酸含量有明显下降,之后变化不大。23±1℃贮藏期间,蛋黄脂质中饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的含量变化不明显。23±1℃贮藏到20d时,磷脂中不饱和脂肪酸略有下降,20d-50d变化不大,贮藏到60d时,含量明显下降,此时可能发生严重降解。4±1℃贮藏180d与23±1℃贮藏60d相比,蛋清、蛋黄氨基酸含量减少更多。
  (4)蛋黄在23±1℃贮藏到30d时,各种挥发性化合物含量出现峰值,可能风味品质较好;4±1℃贮藏期间,蛋黄各类化合物含量的峰值分别出现在120d-180d,贮藏后期风味品质较好。醛类化合物是蛋黄在贮藏过程中,很重要的一类风味化合物,主要为中、长碳链长度的醛类;1,2-苯二甲酸二(甲基丙基)酯也是水煮蛋的一种特征风味化合物。蛋清中芳香族化合物含量明显高于其他化合物,且各类化合物含量变化不明显,说明贮藏时间和温度对蛋清风味品质影响不大。
[硕士论文] 苏念思
农业信息分析学 中国农业科学院 2016(学位年度)
摘要:随着经济发展和养殖技术水平的提升,畜产品已成为居民生活的重要消费品。畜产品供需波动关乎养殖者收入和居民生活质量,是重要的民生问题。近年来,由供需失衡引发的畜产品价格剧烈波动时常发生,不仅使养殖户面临较大的市场风险,也使得中低收入消费群体面临较大的消费困扰。此外,较高的产业关联度加剧了供需失衡的负面效应。如何对畜产品供需形势开展预警,逐渐成为畜牧业研究的热点之一。
  为此,本文以供需均衡理论、预警机制理论、风险理论、系统理论为指导,针对目前研究中存在的不足,开展了以下研究:
  一是系统回顾了畜产品供需形势。供给方面,畜产品产量总体持续增长,供给结构不断优化调整,畜产品进口额和进口量呈上升趋势;需求方面,人均畜产品消费量逐年增加,消费结构明显改善,但城乡仍有显著差异,畜产品出口较为弱势。从市场反应——价格角度看,畜产品年度间供需形势多为紧平衡状态,月度间具有周期性波动特点,猪肉和禽蛋供需波动剧烈。
  二是分析了畜产品供需影响因素。供给影响因素主要有生产成本、价格、疫病、科技、产业支持政策等;需求影响因素主要有人口、收入、价格、质量安全、国际关系等。
  三是分别构建了畜产品供需预警理想指标体系和月度实用指标体系。理想指标体系以“供需失调度指数”为警情指标,以“主要生产投入品价格变动率”等17个指标为警兆指标。后根据月度预警的实际情况和需求,构建了以“畜产品价格与饲料价格比值”为替代警情指标,以其变动率为辅助警情指标,以“主要生产投入品价格变动率”等10个指标为警兆指标的实用指标体系。
  四是以生猪为例,开展了月度预警的实证分析。分析中以“猪粮比”为警情指标,以其变动率为辅助警情指标,以经过时差相关分析进一步筛选出的“玉米价格变动率”等6个指标为先导警兆指标,根据所划分的警度及对应警限开展预警。具体预警方法有:景气预警指数法(以上述6个指标与辅助警情指标的相关系数为权重依据构建景气预警指数,并根据其数值判断供需形势)和支持向量机(以上述6个指标为输入变量,以辅助警情指标为输出变量,利用辅助警情指标计算出的警情指标来判断供需形势)。结果表明,所研建的先导警兆指标可填补现有“猪粮比”缺乏先导警兆指标的空白;景气预警指数法和支持向量机在生猪月度供需预警上均取得了较好的效果,可为其它畜产品的月度供需预警提供借鉴。
  最后,本文提出了加强畜牧业数据统计和发布工作、提高畜产品供需预警水平、合理利用调控手段的政策建议,以期更好地促进我国畜牧业健康发展。
[硕士论文] 杨连
动物营养与饲料科学 中国农业科学院 2016(学位年度)
摘要:角蛋白酶具有降解角蛋白的能力,在饲料、织物处理、清洁剂、医药等行业具有广泛的应用价值,能够产生巨大的社会和经济效益。本研究旨在筛选获得快速羽毛降解菌株,解淀粉芽孢杆菌 K11(Bacillus amyloliquefaciens K11),并通过遗传操作获得角蛋白酶高效表达菌株pBSlac-kerK-SCK6和羽毛降解工程菌K1127,为角蛋白酶的工业应用奠定理论及技术支持。
  解淀粉芽孢杆菌K11(B. amyloliquefaciens K11)菌株可以利用羽毛作为唯一碳源和氮源,并在24 h内将羽毛完全降解。通过SDS-PAGE以及LC-ESI-MS/MS,确定了角蛋白酶的内肽序列,进一步获得了其完整的kerK基因序列。利用POE-PCR的方法,成功构建了pUB110-kerK表达载体,并实现了其在枯草芽孢杆菌 SCK6中的表达。通过牛奶平板以及羽毛降解实验,证明了 kerK基因是羽毛降解的关键基因。角蛋白酶 KerK的酶学性质分析表明:以羽毛粉为底物,其最适 pH为11.0,并且在pH6.0-12.0均具有较好的稳定性,最适温度为50 ℃,热稳定性较好,在50 ℃处理30 min酶活力仍保持在70%。
  在体外羽毛降解实验中,纯化的角蛋白酶KerK(150 U/ml)在还原剂DTT的共同作用下,50 ℃水浴振荡反应30 min能快速降解完整羽毛。酶解产物分析(HPLC-Chip/ESI-QTOF-MS)表明KerK主要是在丝氨酸和一些疏水性氨基酸间将结构牢固且难以再利用的羽毛降解,产生1-3 kDa富含多种必需氨基酸的可溶性寡肽, VVIQPSPVVVTLPGPILSS, IQPSPVVVTLPGPILSS,和ILSEEGVPISSGGF,为羽毛的循环利用尤其是作为饲料原料提供了可能性。
  为了提高角蛋白酶 KerK的表达量,本研究构建了 pBSlac-kerK诱导型表达载体,并成功的在枯草芽孢杆菌SCK6中实现了表达。在15升发酵罐水平,重组菌最高酶活力可达3500 U/ml,高于目前报道的大多数细菌来源的角蛋白酶酶活力。同时,本研究将构建的pUB110-kerK表达载体转化到原始K11菌株中,构建了kerK基因高拷贝的重组K1127菌株,其羽毛降解效率得到进一步提高:在12 h内能将羽毛几乎完全降解,且在羽毛培养基中的角蛋白酶活力能达到1500 U/ml,比原始菌株提高了6倍。高效的羽毛降解能力,使得该重组工程菌在羽毛粉的制备以及废弃羽毛的处理上具有良好的应用前景。
  综上所述,本研究通过羽毛降解实验筛选获得了快速羽毛降解菌株B. amyloliquefaciens K11,从中克隆获得了羽毛降解基因kerK,构建了pUB110-kerK组成型表达载体和pBSlac-kerK诱导型表达载体,成功在枯草芽孢杆菌SCK6中进行了表达,并对重组酶进行了纯化、酶学性质分析以及水解产物分析。同时,将构建的组成型表达载体转化到原始 K11菌株中,获得了重组 K1127菌株,该菌株对羽毛的降解效率进一步提高,为羽毛的规模化处理及循环利用奠定了基础。
[硕士论文] 周婷
动物生产与管理 内蒙古农业大学 2015(学位年度)
摘要:酸马奶是蒙古族特色的乳饮料,具有多种医疗保健作用,已成为许多疾病最佳的天然辅助治疗乳饮料。目前研究较多的是酸马奶中的野生菌株及菌株的代谢产物,而从酸马奶中整体研究其微生物代谢产物的报道较少。关于酸马奶或其野生菌株代谢产物对牛源野生致病性大肠杆菌作用的报道局限于体外抑菌,而对致病性大肠杆菌体内抑菌机理和模型小鼠肠黏膜免疫屏障功能影响的报道几乎未见。因此,研究选择内蒙古锡林浩特地区酸马奶原液和不同比例(1/2、1/4、1/8、1/10)的增菌溶液作为试验样品,采用有机溶剂乙酸乙酯溶媒提取法提取酸马奶微生物代谢产物,采用牛津杯法和二倍稀释法揭示酸马奶微生物代谢产物对致病性大肠杆菌的抑菌效果,通过体内抗菌试验探究酸马奶微生物代谢产物对致病性大肠杆菌的治疗效果,同时对酸马奶微生物代谢产物的成分进行了初步的分析。通过体外抑菌试验探究酸马奶微生物代谢产物对6种致病性病原菌的抑菌效果,初步确定其抗菌谱。另外,探讨酸马奶微生物代谢产物对致病性大肠杆菌细胞表面特性的影响及抑菌机理,阐述酸马奶微生物代谢产物对感染致病性大肠杆菌小鼠肠黏膜免疫屏障功能的影响。试验结果表明:
  (1)有机溶剂乙酸乙酯溶媒提取法可提取酸马奶微生物代谢产物,确定pH2是酸马奶微生物代谢产物提取最佳pH值。
  (2)通过牛津杯法和二倍稀释法两种体外抑菌方法可得出酸马奶及不同比例(1/2、1/4、1/8、1/10)增菌溶液(未灭菌-W和灭菌-M牛奶)微生物代谢产物可抑制致病性大肠杆菌O8的生长,其中酸马奶原液的抑菌效果最好,抑菌直径为28.26 mm, MIC、MBC分别为0.031mg/mL和0.063mg/mL,未灭菌牛奶1/2比例(1/2-W)和灭菌牛奶1/2(1/2-M)比例次之,抑菌直径分别为24.27 mm和24.48 mm,MIC、MBC分别为0.055mg/mL、0.219mg/mL和0.058mg/mL、0.231mg/mL。
  (3)通过小鼠体内抗菌试验可知,致病性大肠杆菌 O8的浓度在7.5×1010~3.8×1010CFU/mL时,小鼠死亡率达到80%,为80% MLD。酶标仪测得其OD值在1.30~1.35之间。
  (4)酸马奶微生物代谢产物对感染致病性大肠杆菌O8的小鼠具有保护作用,保护率高达62.5%,接近盐酸环丙沙星的保护率。酸马奶原液、1/2-W、1/4-W、1/2-M、1/8-M对小鼠的最佳抗菌剂量分别为1.0mg/mL、0.88mg/mL、1.03mg/mL、0.93mg/mL、1.5m g/mL。
  (5)酸马奶原液、1/2-W和1/2-M均含有蛋白质和有机酸,其中蛋白质含量占酸马奶微生物代谢产物干物质的50%左右。酸马奶微生物代谢产物至少由12种氨基酸组成,且其含量以谷氨酸、酪氨酸和胱氨酸相对较高。酸马奶微生物代谢产物含有10种有机酸,其含量相差较大。
  (6)酸马奶微生物代谢产物对肠出血性大肠埃希氏菌、鼠伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、蜡样芽孢杆菌、无乳链球菌6种致病性病原菌均有抑菌作用,抑菌直径分布于25~31 mm之间,MIC在0.03 mg/mL左右,MBC相对较分散,在0.2~0.5mg/mL之间变动。
  (7)酸马奶微生物代谢产物通过干预细菌细胞壁的通透性和细胞膜的渗透性,降低细菌细胞表面的疏水性而增加亲水性来抑制致病性大肠杆菌 O8的生长,其作用效果与盐酸环丙沙星相当。
  (8)酸马奶微生物代谢产物提高模型小鼠的免疫脏器指数和单核-巨噬细胞的吞噬功能,增强模型小鼠的免疫力和单核巨噬细胞的吞噬能力,其中酸马奶原液和1/2-W的效果最好。
  (9)酸马奶微生物代谢产物能显著提高模型小鼠的肠黏膜免疫功能。酸马奶微生物代谢产物显著提高模型小鼠血液中 IL-2、IL-10和 IFN-γ的浓度,显著降低 IL-6和TNF-α的浓度,显著增强IgA、IgG、IgM的水平。
  以上结果表明,酸马奶微生物代谢产物通过干预动物肠黏膜免疫屏障的肠淋巴组织、上皮细胞间淋巴细胞、固有层中弥散分布的淋巴细胞以及全身淋巴细胞、淋巴组织合成和分泌IL-2、IL-10、IFN-γ、IL-6和TNF-α等细胞因子来提高机体的免疫功能,降低炎症损伤,消灭病原微生物。另外,未灭菌牛奶1/2和灭菌牛奶1/2比例酸马奶增菌溶液微生物代谢产物的抑菌效果接近酸马奶原液微生物代谢产物。
[硕士论文] 周凯
工程 华中农业大学 2015(学位年度)
摘要:目前判别鸡蛋的新鲜度的主要方法有两种,一种是通过打破鸡蛋测其生化指标,另一种是基于机器视觉或近红外光谱技术,通过提取图像或光谱的特征参数对鸡蛋新鲜度进行预测。前者为有损检测,检测测周期长,且操作过程复杂;而后者中机器视觉技术会受光源强度、蛋壳颜色和蛋壳厚度等因素影响。本文研究一种基于光学技术的鸡蛋新鲜度快速检测技术,为鸡蛋新鲜度品质检测提供一种新的无损检测方法。
  本研究借助高光谱成像仪和傅立叶变换近红外光谱仪分别采集鸡蛋的透射高光谱数据和近红外漫反射光谱,将鸡蛋哈夫单位值作为新鲜度指标,用MATLAB和SAS等软件,并结合化学计量法对样品鸡蛋的高光谱数据和近红外光谱数据进行了分析处理,建立了基于高光谱技术的鸡蛋新鲜度预测模型和基于近红外光谱技术的鸡蛋新鲜度预测模型。本文的主要研究内容和研究结果如下:
  1、搭建了采集高光谱需要的透射光源箱,并通过预实验确定了采集光谱数据时鸡蛋的放置方式及适合鸡蛋的仪器参数。
  2、采集到的高光谱波段为391.21nm~1043.14nm,由于波段两端的光谱中包含了大量噪声,因此选用高光谱500~1000nm的波段作为敏感波段进行研究,用马氏距离剔除鸡蛋异常样本高光谱数据,对鸡蛋高光谱进行了微分校正,比较发现高光谱二阶微分与鸡蛋哈夫单位值之间的线性度高,因此文章选用高光谱二阶微分数据来进一步研究,并对其进行了小波去噪,光滑处理及标准化处理。
  3、用主成分分析和竞争性自适应重加权算法(CARS变量选取法)对样品鸡蛋高光谱二阶微分数据进行降维,由于第一主成分方差贡献率超过98%,导致选出的特征参数过少而不能反映鸡蛋高光谱全部信息,因此本文选用近年新提出来的CARS变量选取法对高光谱进行降维,提取出了32个特征参数,分别建立了白壳蛋和褐壳蛋基于全波段的偏最小二乘法(PLS)预测模型和基于特征参数的多元回归模型,其中,白壳蛋验证集的相关系数分别为0.88,0.93,均方误差分别为7.565,6.44;褐壳蛋验证集的相关系数分别为0.876,0.923,均方误差分别为7.14,6.63。
  4、对鸡蛋近红外光谱进行了多元散射校正、二阶微分、标准化与中心化处理,并用Savitzky Golay滤波器( S-G滤波器)对近红外光谱数据进行滤波消噪,在3999.640-10001.029cm-1波段间,建立了基于近红外光谱的鸡蛋新鲜度PLS预测模型,白壳蛋和褐壳蛋验证集的相关系数分别为0.866,0.863,均方误差分别为7.28,7.17。
  5、用验证集的蛋(白壳52枚,褐壳51枚),分别对基于高光谱二阶微分全波段的PLS预测模型、基于特征参数的多元回归模型,以及近红外光谱的PLS预测模型进行检验,三个模型判别白壳蛋新鲜和不新鲜的最高准确率达100%,88%;判断褐壳蛋新鲜和不新鲜的最高准确率达92%,100%。
  6、比较发现,无论白壳蛋还是褐壳蛋,基于高光谱技术模型在判别鸡蛋是否新鲜方面的准确率比基于近红外光谱技术模型判别的准确率高。
[硕士论文] 谢德君
工程 华中农业大学 2015(学位年度)
摘要:鸡蛋作为世界上最重要的消费品之一,具有极高的营养价值。鸡蛋品质的高低会对其经济价值产生直接影响,对鸡蛋的品质进行无损检测研究对于提高其经济价值具有重要意义。本文以鸡蛋为研究对象,采用微型光纤光谱仪 USB2000+,结合光谱技术和多分类器融合的建模方法,通过差异性度量选择合适的单分类器和基分类器,再经过特征级和决策级的融合得到一个集成分类器。利用该集成分类器对鸡蛋内部的血斑和肉斑异物进行检测,实验结果表明,该集成分类器对正常蛋和异物蛋测试集的检测识别率分别达到92.86%和91.07%。在得到集成分类器模型之后,通过光纤光谱仪的硬件连接及其相应的驱动程序,并结合异物蛋实时在线检测软件,形成了一个异物蛋实时在线检测系统,并通过实验验证了该系统的检测性能,该检测系统对正常蛋和异物蛋的检测准确率分别为93.64%和90.80%,已能满足基本的工业检测要求。
  主要研究内容和结果如下:
  1)在前人研究的基础上,通过对血斑蛋、肉斑蛋和正常蛋在500~600nm波段范围内的透射光谱特性的分析,发现这三者在500~600nm这一波段范围内及其子波段范围内确实呈现出了各自不同的特点:肉斑蛋的透射率光谱特性曲线在570~600nm波段内有一个比较明显的向下凹陷的呈现“段内型的透射率区域;血斑蛋的透射率光谱特性曲线在560~590nm波段内也具有一个比较明显的下凹型区域;而正常蛋的透射率光谱特性曲线在560~600nm这一波长范围则呈现出一种快速增长的趋势。在500~550nm波段这3种鸡蛋的光谱特性也呈现出不同的特点,肉斑蛋和血斑蛋在520~550nm的透射率光谱特性曲线均有一个下凹“C”型区域,而正常蛋在520~550nm的光谱特性曲线则一直呈现平稳增长的趋势。根据以上特点,本文确定了异物蛋检测与识别的波长范围,也为本文所提出的特征级融合提供了理论支持。
  2)本文首先使用不同的单分类器对异物蛋和正常蛋进行识别,这些单分类器包括:朴素贝叶斯(NB),马氏距离(MD),偏最小二乘判别(PLS-DA),自适应提升算法(AdaBoost)和支持向量机(SVM)共5种单分类器,并测试和比较了不同单分类器的效果。在此基础上,可以观察到一些单分类器彼此所具有的互补和重复性能,并根据差异性度量从这5种单分类器中选取了3种单分类器(朴素贝叶斯、自适应提升算法和支持向量机)进行特征级融合。
  3)经过在不同波段范围内的特征级融合,得到了不同的基分类器,通过实验测试了各基分类器的检测结果,并对结果进行了分析和比较。在此基础上,再次利用差异性度量选取了5个基分类器——NB(550-600nm),SVM(500~600nm), SVM(550~600nm),AdaBoost(560~590nm),AdaBoost(500~600nm),以便于进行下一步的决策级融合。
  4)决策级融合方面,本文选取的方法是基于加权投票的决策级融合,得到一个集成分类器。通过实验验证了该集成分类器的检测效果优于任一单分类器或基分类器,该集成分类器对异物蛋测试集的检测准确率达到91.07%,对正常蛋的检测准确率达到92.86%。
  5)在得到该集成分类器模型之后,通过对微型光纤光谱仪USB2000+的硬件连接和相应的异物蛋实时在线检测系统软件的编写,形成了最后的异物蛋实时在线检测系统,利用该检测系统对新样品集的检测结果为:异物蛋的检测准确率为90.80%,正常蛋的检测准确率为93.64%,综合检测准确率达到92.38%,实验结果证明了该系统的可行性。
[硕士论文] 陶克涛
动物遗传育种与繁殖 内蒙古农业大学 2015(学位年度)
摘要:酸马奶的历史至少可追溯到公元前5世纪。时至今日,亚洲和东欧的一些国家仍然保留着传统的酸马奶制作方法和饮用酸马奶的习惯。酸马奶具有营养含量均衡,利于人体吸收等特点。在蒙医酸马奶疗法中酸马奶被用于治疗肺结核、心血管疾病、消化道疾病和贫血等,效果显著。酸马奶中乳酸菌种类繁多且复杂,研究酸马奶乳酸菌功能菌种的基因组组成和特征,有利于了解其特殊功能的调控机制和表现特殊功能的关键基因。这对食品工业、生物制药以及农业等领域有着重要的意义。
  本研究是以具有抗菌特性的酸马奶瑞士乳杆菌AJT为研究对象,提取了瑞士乳杆菌AJT的全基因组DNA,建立了500bp和5000bp的测序文库。使用Illumina HiSeq2000和Illumina Miseq测序平台对两个文库进行测序,然后使用SOAPdenovo软件对reads进行拼接组装,并对组装结果进行补洞和优化。最终获得了瑞士乳杆菌AJT全基因组序列,结果显示瑞士乳杆菌AJT基因组大小为2,054,388bp,GC含量为36.73%。使用GO、COG、KEGG等数据库,对瑞士乳杆菌AJT的基因功能进行了预测。借助GO数据库对瑞士乳杆菌AJT基因组进行功能基因注释,共得到1533个功能基因;采用KEGG数据库对瑞士乳杆菌AJT基因进行注释,累计得到1092个功能基因;而在蛋白数据库COG中该菌株基因组共被注释到功能基因948个。结合基因组组分分析结果和功能注释结果证实瑞士乳杆菌AJT基因组序列中包含Helveticin J基因、Helveticin J家族蛋白质基因和转运Bacteriocin ABC基因。
[硕士论文] 胡徐登
动物产品加工 浙江大学 2015(学位年度)
摘要:本课题主要研究:(1)鸭蛋壳膜酶水解的预处理方法比较;(2)鸭蛋壳膜双酶水解提取粘多糖工艺研究;(3)鸭蛋壳膜酶水解制备蛋白多肽工艺研究;(4)鸭蛋壳膜酶水解液护肤品研制。
  分别用熔融尿素法、3-巯基丙酸还原法、硫化钠还原法来预处理鸭蛋壳膜,以鸭蛋壳膜分解率与D-葡萄糖醛酸提取率为指标衡量水解效果,最终筛选出硫化钠还原法为最佳的鸭蛋壳膜预处理方法。
  采用硫化钠还原法来打开鸭蛋壳膜角蛋白中的二硫键,设计了五因素四水平正交试验,考察了固液比、十二烷基硫酸钠用量、氨水用量、时间和硫化钠用量五个因素。结果表明:各因素对蛋壳膜二硫键打开的效果影响从大到小为固液比>十二烷基硫酸钠用量>氨水用量>时间>硫化钠量,优化后的工艺条件为每克蛋壳膜添加十二烷基硫酸钠0.37g、硫化钠0.80g,固液比1∶20,氨水占总液比67%,反应时间3.5h。
  采用还原-双酶解法水解鸭蛋壳膜提取粘多糖,通过二次回归正交旋转组合试验探索了双酶水解的酶用量、双酶比例、总水解时间三个因素对粘多糖得率的影响,得到最佳条件为:碱性蛋白酶与胰蛋白酶比例0.10678,水解总时间15.364h,酶总用量66820u/g。在此条件下进行验证试验,D-葡萄糖醛酸得率为6.75mg/g,与理论极值为6.90mg/g接近。
  采用还原-酶解法水解鸭蛋壳膜制备蛋白多肽,设计了三因素三水平正交试验,考察了时间、固液比、酶量三个因素。结果表明:在试验范围内三个因素三个水平的氮得率均在92%左右且差异不大,三个因素的变化对氮得率的影响都很小;三种因素对多肽含量的影响从大到小依次是时间>固液比>酶量;三种因素对氨基酸含量影响从大到小依次是酶量>时间>固液比。最佳条件为反应时间6h,固液比1∶15,酶用量20000u/g,在此条件下鸭蛋壳膜水解液的氮得率约92%,产物多肽中分子量属于活性多肽的占90%以上。
  用制得的鸭蛋壳膜水解液制作护肤品,设计了三因素三水平正交试验,考察了鸭蛋壳膜水解液用量、丙三醇用量、聚乙烯吡咯烷酮用量三个因素。结果表明:三个因素对吸湿率的影响由大到小为丙三醇用量>鸭蛋膜水解液用量>聚乙烯吡咯烷酮用量,对保湿率的影响由大到小为鸭蛋壳膜水解液用量>丙三醇用量>聚乙烯吡咯烷酮用量,保湿率最佳的组合为:鸭蛋壳膜水解液25%,丙三醇15.4%,聚乙烯吡咯烷酮2.93%;吸湿率最佳的组合为:鸭蛋壳膜水解液20%,丙三醇15.4%,聚乙烯吡咯烷酮2.93%。
[硕士论文] 钟雄斌
农业电气化与自动化 华中农业大学 2014(学位年度)
摘要:我国是猪肉消费大国,猪肉品质关系到消费者的健康安全和市场经济效益。采用光谱技术所建立的猪肉品质多元校正模型的预测性能是否具有稳定性,直接影响着分析结果的精确度和准确度。多元校正模型包含的样本信息(如品种、产地、粒度等)变化或者测量条件变化(如温度、湿度等)可能会导致已建立的模型不适宜预测新样本,故利用光谱技术对猪肉品质进行检测时,由于品种的不同可能导致已有光谱模型对其他品种样本的预测性能降低,模型缺乏稳健性和适用性。然而,重新建立一个稳健、可靠、准确的检测模型是一个需要消耗大量人力、物力和时间的复杂过程。因此,开展猪肉品质检测模型的维护方法研究以提高光谱检测模型的适用性和可靠性具有重要的科学意义和良好的应用前景。
  该文以湖北地区山黑猪、零号土猪两个品种样本作为研究对象,研究了基于高光谱成像技术的猪肉样本pH值定量检测方法和嫩度等级定性检测方法。通过比较不同光谱预处理方法和建模方法对光谱检测模型性能的影响,确定了猪肉不同品质模型的最优预处理方法和最优建模方法。对猪肉品质光谱检测模型的适用性进行检验研究,并比较不同模型修正和模型传递等维护方法对模型的维护效果,确定了猪肉不同品质模型的最优维护方法。主要研究结果如下:
  1)研究了不同样本集划分方法对猪肉pH值定量分析的划分结果及其对模型性能的影响,确定了SPXY法最适用于猪肉pH值定量分析的样本集划分。分别采用随机法、KS法和SPXY法3种样本集划分方法对山黑猪pH值数据进行划分,并采用偏最小二乘法建立模型。结果表明:随机法和KS法所建模型性能较差,SPXY法划分样本集所建模型的交叉验证相关系数Rc和预测相关系数Rp均优于其他两种方法。
  2)比较了不同光谱预处理方法和定量建模方法对山黑猪pH值定量分析模型的性能影响,确定了归一化方法为山黑猪pH值定量分析的最优光谱预处理方法和偏最小二乘法为山黑猪pH值定量分析的最优建模方法。采用SPXY法将山黑猪样本划分了校正集和测试集,分别采用不同光谱预处理方法对猪肉高光谱数据进行处理,并采用主成分回归法、偏最小二乘法和支持向量机法3种定量建模方法建立模型。结果表明,采用偏最小二乘法对山黑猪pH值进行检测的效果较其他两种建模方法更优,当采用该法建模时,光谱经归一化预处理后所建立的pH值定量分析模型性能最优,该模型对校正集和测试集的Rc、Rp、RMSECV以及RMSEP分别为0.885、0.864、0.1129和0.1059。
  3)开展山黑猪pH值定量分析模型的适用性检验研究。采用主成分得分空间分布图、马氏距离分布图定性地对山黑猪pH值检测模型的适用性进行检测,并首次提出采用Fisher值图定量地对模型的适用性进行分析,随后采用模型交叉验证方法进行验证,结果表明山黑猪pH值定量分析模型直接对零号土猪待测样本的预测相关系数Rp仅为0.415,预测误差RMSEP达到0.1804,这表明山黑猪模型直接用于零号土猪样本时的预测性能较差,因此需要对山黑猪模型进行传递修正。
  4)基于SPXY法添加样本的模型更新方法可在一定程度上改善山黑猪pH值检测模型对零号土猪样本的预测性能。比较了RS法、KS法和SPXY法选取典型零号土猪样本添加到山黑猪pH值校正模型中对模型适用性的影响。结果表明,选取的新样本分布情况对山黑猪模型的修正效果有影响,SPXY法因同时兼顾样本的光谱特征和浓度特征而能选择出分布范围广的代表性样本,故确定SPXY为模型更新算法中代表性新样本的选取方法。当采用该法向山黑猪pH值模型校正集添加14个零号土猪新样本时,修正后模型对零号土猪待测样本的预测相关系数Rp由0.415提高至0.797,提高幅度为92.05%,RMSEP由0.1804降低为0.1121,下降37.86%。
  5)研究了斜率/截距方法对山黑猪pH值检测模型的适用性影响。试验结果表明,斜率/截距方法对山黑猪pH值检测模型的修正效果有限,故该方法仅可降低高山黑猪pH值检测模型对零号土猪样本的预测均方根误差,RMSEP由0.1804降低为0.1343,仅下降了25.54%。
  6)提出了一种基于光谱值校正传递算法的模型维护方法,以改善山黑猪pH值模型对零号土猪待测样本的预测性能。该方法不改变山黑猪原模型,通过消除品种之间的光谱值差异达到改善模型适用性的效果。采用该方法对待测零号土猪样本的光谱校正后,山黑猪原模型对零号土猪样本的预测相关系数Rp由0.415提高至0.837,提高了101.69%,预测误差RMSEP由0.1804降低至0.0856,下降了52.55%。
  7)建立了基于高光谱成像技术的山黑猪猪肉嫩度等级定性识别模型。分别采用无处理、标准化、去趋势变换、多元散射校正以及归一化及其各种方法的组合等预处理方法对光谱数据进行处理,并采用K-最邻近法(KNN)、偏最小二乘-判别分析法(PLS-DA)和支持向量机-判别分析法(SVM-DA)3种模型识别方法建立嫩度等级识别模型。结果表明,归一化处理光谱所建SVM-DA模型对山黑猪样本嫩度等级的识别效果最优,其对校正集和测试集样本的识别正确率均达到100%。
  8)全局混合模型、模型更新方法和光谱信号补正方法均有助于提高山黑猪嫩度识别模型对零号土猪样本嫩度的识别正确率。建立了全局混合模型对不同品种猪肉样本的嫩度等级进行识别,结果表明模型对不同品种猪肉样本的识别正确率均达到80%以上,模型的适用性优于单一品种所建模型;采用模型更新方法向山黑猪嫩度等级SVM-DA原模型校正集添加20个零号土猪样本时,修正后模型对零号土猪样本的识别正确率由50%提高至76.7%;光谱信号补正方法通过补正不同品种猪肉样本的光谱信号差值后,模型对零号土猪样本的识别正确率由直接预测时的50%提高至73.3%。
  9)光谱值校正方法可有效地改善山黑猪嫩度等级SVM-DA原模型的适用性。该法首先分别计算不同嫩度等级样本的光谱转换矩阵,然后以所得的矩阵重构零号土猪待测样本光谱数据。当待测样本光谱重构后,山黑猪嫩度等级原模型对零号土猪样本的识别正确率从直接识别时的50%提高至100%。
[硕士论文] 李春艳
农产品加工及贮藏工程 华中农业大学 2014(学位年度)
摘要:鸡蛋中的卵黄高磷蛋白(phosvitin)是已知所有蛋白质中磷酸化程度最高的蛋白质,含磷量占蛋黄总磷量的80%,是鸡胚骨骼发育中矿物质磷的主要来源。本文以phosvitin作为研究对象,围绕着phosvitin对鸡胚胎骨骼发育的影响开展了系列工作。主要研究内容和研究成果摘要如下:
  研究了鸡胚胎发育期间与骨骼发育相关指标的变化规律。发现鸡胚胎发育9-10d是一个转折点:蛋清pH在9d胚龄以后,逐渐趋于稳定,保持在pH7.5左右;蛋黄pH在10d胚龄时突然上升,达到最大值8.19,之后呈小幅度下降,在pH7.5附近相对稳定;蛋黄总磷含量在10d胚龄时出现急剧下降,这与胚胎在9d胚龄开始骨化有很大相关性。比较分析蛋黄磷含量的降低速率、碱性磷酸酶活力变化以及鸡胚体长的增长发现三者的变化趋势基本一致,先上升后下降。在14-16d总磷下降速率最快,平均达到0.027mg/g.d,ALP活力也达到最大值1.12U/gprot,体长增长率的变化有一定滞后,在17d胚龄增长率达到最大,1.17cm/d,这与蛋黄中的磷被转移到胚胎然后被胚胎骨骼发育利用需要一定时间有关。
  研究了胚胎发育的9-20d phosvitin的变化。变性凝胶电泳和非变性凝胶电泳的实验结果分析发现了胚胎发育期间phosvitin分子量逐渐下降,磷氮比的测定结果和对红外原始图谱的分析都证明了孵化期间phosvitin磷酸根含量下降,通过红外光谱和圆二色谱数据分析发现phosvitin二级结构在孵化期间γ-无规则卷曲和β-转角结构向α-螺旋结构发生了转化,phosvitin向有序性变化。综合分析P/N比、二级结构、与上一章中的ALP、体长增长率,这些指标的变化最快最高的阶段在时间和区间上都表现出一致性,在13-16d胚龄phosvitin的磷酸根含量降低最明显,蛋白质结构有序性增强,γ-无规则卷曲和β-转角结构向α-螺旋结构发生了转化,碱性磷酸酶、鸡胚体长大幅度的增加。证明了在phosvitin与鸡胚骨骼发育密切相关,并且是通过脱磷酸化提供鸡胚骨骼形成需要的磷。
  研究了0、50、100、500、1000μg/mL phosvitin处理MC3T3-E1细胞24h、48h后对细胞生长影响。CCK-8法检测phosvitin对MC3T3-E1细胞的增殖活力的影响,流式细胞仪法分析了phosvitin对细胞细胞周期和细胞凋亡的影响,结果表明:低浓度蛋白可以促进增殖,抑制细胞凋亡;高浓度蛋白会抑制细胞增殖,诱导细胞凋亡。phosvitin浓度100μg/mL时效果最好。100μg/mL phosvitin处理MC3T3-E1细胞48h后:细胞增殖活力达到108.61%,细胞增殖率达到23.49%,显著高于对照组及高浓度组;细胞正在凋亡率为6.42%,已经凋亡率为2.47%,显著低于对照组和高浓度组。
  研究了空白、Pv、Pv+Vc、Pv+β-GP、Vc+β-GP5种矿化诱导剂对MC3T3-E1细胞矿化的影响。实验首先确立诱导矿化实验中最佳接种密度为1×104/cm2。对诱导矿化期间细胞内ALP活力、矿化结节含量以及相关基因表达量结果分析发现phosvitin单独诱导不能引起细胞矿化但是可以促进细胞成骨活动,21d时ALP活力达到1.0U/gprot,显著高于阴性对照组,并且显著上调Col-ⅠmRNA、OCN mRNA的表达,对Runx-2 mRNA、BMP-2 mRNA表达量的影响较弱,茜素红染色结果呈阴性。Pv+β-GP组可以诱导矿化,21d时ALP活力达到2.1U/gprot,稍低于阳性对照组,对Runx-2 mRNA、BMP-2 mRNA、Col-ⅠmRNA、OCN mRNA都有显著上调作用,茜素红染色结果呈阳性,与阳性照组相比均无显著差异。我们推测诱导矿化的过程中phosvitin替代了Vc的作用,作为强抗氧化剂/还原剂参与合成胶原,进而促进成骨活动。Phosvitin可能是通过上调Col-ⅠmRNA和OCN mRNA的表达,促使其下游产物ALP表达水平增加,进而诱导矿化活动增强。但是phosvitin对成骨细胞影响详细的细胞学和分子学机制仍需进一步研究确定。
[硕士论文] 王晶
农产品加工及贮藏工程 华中农业大学 2014(学位年度)
摘要:本文以鸡蛋蛋清中的卵白蛋白(ovalbumin)、溶菌酶(lysozyme)以及卵粘蛋白(ovomucin)为研究对象,以三种蛋白质的结构与功能为核心,在制备出高纯度和高活性蛋白质的基础上,研究了三种蛋白质在贮藏期间结构与功能性质的变化情况,对三种蛋白质的结构变化与全蛋清功能活性之间的相关性进行了初步探究。主要研究内容和结果如下:
  首先,对ovalbumin在贮藏期间的结构变化情况进行了检测。结果显示在贮藏期间ovalbumin内源荧光强度由125上升至330,推测这种现象主要是由于分子间聚集情况的发生而导致的。圆二色谱中0d的ovalbumin含有大量的α-螺旋和β-折叠结构,是属于高度有序的α+β型蛋白质,其中β-折叠含量最高,占35.3%。Ovalbumin在贮藏期间其结构的有序性下降,无序性上升,无规卷曲结构在贮藏第0d与第50d分别为20.6%与27.5%,红外光谱中显示贮藏0d的ovalbumin的无规卷曲结构含量占20.14%,而贮藏第50d无规卷曲含量上升至24.02%;ovalbumin的Trp拉曼强度由0d的0.45下降至50d的0.14;PHe强度由0.78下降至0.42;505cm-1处的二硫键强度由0.43下降至0.18;在整个贮藏期间Tyr的下降幅度最小,仅下降0.02个单位值。二硫键谱峰强度的下降说明ovalbumin的分子内二硫键发生了断裂,ovalbumin的分子结构变的松散。
  其次,对lysozyme在贮藏期间的结构变化情况进行了检测。Lysozyme的荧光强度在贮藏期间由52上升至723,这说明,lysozyme的三种发色氨基酸(Trp、Tyr以及PHe)的微环境极性在不断下降,推测主要是由于在贮藏期间Trp残基不断包埋于分子内部而导致的。圆二色谱结果显示贮藏0d的lysozyme也含有大量的α-螺旋和β-折叠结构,其中,α-螺旋含量最高,占34.72%。无规卷曲结构由贮藏0d的24.25%上升至贮藏50d的36.52%,说明分子无序度在不断上升。红外谱图中无规卷曲含量第0d与第50d分别为27.62%和37.27%。拉曼结果显示,lysozyme含有4对二硫键,贮藏期间可以观察到二硫键谱峰由520cm-1处逐渐向507cm-1方向移动,这说明链接lysozyme两个结构域的二硫键首先发生了断裂,其次才是lysozyme分子内部的二硫键发生断裂。
  第三,采用多种检测方法对ovomucin贮藏期间的结构变化进行了分析。贮藏期间ovomucin的内源荧光强度由365下降至176。表明在贮藏期间,ovomucin不断变性降解,聚合成程度降低,分子间碰撞程度增加。Ovomucin本身为聚合型分子,在贮藏期间其分子聚合度在下降,分子无序性上升,无规卷曲由26.6%上升至35.8%。Ovomucin的红外光谱结果显示ovomucin的无规卷曲含量在贮藏期间有所下降,表现为1660-1640cm-1处的谱峰面积由0d的28.36%下降至50d的26.34%。这跟其自身聚合程度在不断下降有关。与红外光谱相比,溶液状态下的ovomucin在某种程度上更能代表ovomucin在贮藏期间的改变。
  第四,利用ovomucin与其抗体的特异性结合,采用间接ELISA方法建立了一种快速高效的ovomucin含量检测方法。该方法用于卵粘蛋白的免疫分析,标准曲线的浓度范围是50ng/mL-1000ng/mL;抗体与鸡蛋蛋清内的其他主要杂蛋白(卵白蛋白、卵转铁蛋白、溶菌酶等)间交叉反应率均小于0.01%,说明该方法不仅灵敏度高而且特异性强,可应用于检测禽蛋蛋清内ovomucin的含量。
  最后,本实验对贮藏期间三种蛋白质及蛋清的乳化活性、乳化稳定性、起泡性、泡沫稳定性以及lysozyme和蛋清的溶壁活性、ovomucin和蛋清的凝胶特性进行了测定,并对其进行了双变量相关性分析。分析结果显示,蛋清的乳化活力与ovalbumin的β-折叠和ovomucin的无规卷曲结构呈极显著性相关,显著性差异P<0.01,相关系数分别为-0.936与0.919;蛋清乳化稳定性主要受lysozyme的α-螺旋和无规卷曲影响,相关系数为0.859和0.908,显著性差异P<0.05,属显著性相关;蛋清起泡能力主要与ovalbumin的β-转角有关,相关系数0.914,显著性差异P<0.05;泡沫稳定性主要与lysozyme的有序结构(α-螺旋、β-折叠和β-转角)有关,其中与β-转角为极显著性相关,显著性差异P<0.01,与α-螺旋与β-折叠为显著性相关,P<0.05;溶壁活性与凝胶特性分别与lysozyme的β-折叠和ovomucin的无规卷曲高度相关,显著性差异均小于0.01。
[硕士论文] Abdul Fatah
农产品加工及贮藏工程 华中农业大学 2014(学位年度)
摘要:鸡蛋是大量蛋白质和脂肪的廉价、优质来源,也是人们日常生活中常见的食品。鸡蛋在功能性食品和食品服务场所需求的增加,使得人们对鸡蛋的储藏越来越重视。许多行业用不同方法保存和处理鸡蛋,以期能够进一步改善其营养物质,使之容易消费。
  在这项研究中所采用的设计是CRD(完全随机设计因子)法。采取5个不同的处理方式,每个处理进行三次平行试验,并保留最好的结果。这项研究由四部分组成:第一部分准备蛋清蛋白水解物;第二部分通过SDS-PAGE电泳检测蛋白质的分子量;第三部分利用红外光谱分析蛋白质的结构;第四部分对已取得的蛋清水解物进行进一步的分离并测定各个部分的抗氧化性。
  不同时间、不同水解速度处理的三种蛋清的抗氧化活性的测定使用DPPH自由基清除法进行测量。结果显示,0.799mg/ml水解2小时的鸡蛋清蛋白水解物、0.846mg/ml水解3小时的鸡蛋清蛋白水解物和0.969mg/ml水解3小时的鸭蛋清蛋白水解物对DPPH的自由基清除率都达到了50%。在这三种处理方法下的蛋清水解物抗氧化性最高可分别达到88.22%,89.40%和85.13%。
  SDS-PAGE分析显示对照(三种禽蛋的蛋清)组中卵清蛋白(45kDa)和卵转铁蛋白(75kDa)为主要的蛋白质,含量最高。而三种蛋清的水解物条带要明显降低,大概出现在10-15kDa之间。FT-IR分析显示了三种蛋清水解物具有抗氧化性的结构,如醇、羟基化合物、脂肪族和芳族硝基化合物。
  利用离子交换色谱法分离了具有最高抗氧化能力的两种蛋清水解物。经分离后得到三个洗脱峰,其中峰2得到的蛋白水解物的DPPH活性最高,为60.56%。本研究为进一步发现蛋清中的抗菌蛋白奠定了基础。
[硕士论文] 许堃瑞
农业电气化与自动化 华中农业大学 2014(学位年度)
摘要:新鲜鸭蛋在腌制过程,由于其产地、品种、饲养条件的迥异,还有本身的大小、形状和蛋壳厚度都会影响新鲜鸭蛋从鲜蛋到逐渐腌制成为成熟的咸蛋的进程,再加上腌制条件、腌制工艺、腌制技术、腌制设备和操作腌制流程的工人的素质参差不齐,使得咸鸭蛋在腌制完成后品质不一。咸蛋产品出厂包装前需要进行检测并分级,而我国目前的禽蛋分级绝大都数是采用人工操作的,速度慢、效率低、分级准确性差。为了解决上述问题,本文提出了一种群体咸蛋品质在线分选模型。
  该模型利用工业相机、光电传感器和计算机采集输送带上的群体咸鸭蛋动态图像,先对图像进行预处理,去除与咸蛋分级无关的环境图像,然后采用数学形态学运算及去除小面积对象法来确定二值图像的目标区域;根据图像的凸凹程度来判断目标区域是否漏光,应用搜索突变点来消除漏光区域,再用最小二乘法拟合漏光的鸭蛋图像边界;对咸蛋二值图进行标记并提取单个目标区域,应用彩色空间法提取图像的特征描述参数,并建立基于RGB与HSV模型的线性、非线性回归方程,采用最小误差选择法确定分类阈值,最后对咸蛋品质模型进行检验。
  取另外一组咸蛋,将各品质咸蛋样本由人工仔细定级,并做好标记,再将所有的咸蛋不分类别的混合在一起,随机放置于在线分级系统上进行自动分级。分级完成后与事先做好的定级标记进行比较,统计模型正确判断咸蛋类型和误判的数量。结果发现好蛋的最高识别正确率为93%,退溶蛋的识别率为90%,黑黄蛋的识别正确率为97%,最高的总体识别正确率为93%,分级效率为5400枚/小时,表明模型对咸蛋的分级是可行的。
[硕士论文] 王伟煜
安全技术及工程 哈尔滨理工大学 2014(学位年度)
摘要:随着生活水平的提高,牛奶作为一种营养丰富的食品被人们所接受。近年来,牛奶行业规模不断扩大,产量与销量不断攀升,但牛奶食品安全问题也暴漏出来。本文通过光电检测技术的引入对牛奶食品安全问题进行了以下工作:
  1.以牛奶中最具代表性的纯牛奶、牛奶食品安全问题多发环节之一生产环节、牛奶生产的典型工艺超高温灭菌为研究方向。确定检测对象为牛奶中蛋白与脂肪含量、检测方法、检测方式为生产中在线检测、检测节点:研究超高温灭菌纯牛奶生产工艺流程;根据工艺划分对超高温灭菌纯牛奶进行预先危害性分析,把危害性显著的工艺定为关键工艺;对于某一关键工艺如果采取相应措施可以把危害控制在可接受范围,则认定其为可以引入检测的节点。
  2.设计检测装置包括:光源、光源驱动电路、光电接收转换、前置放大电路、模数转换电路、温度控制电路、最小系统、人机界面及通信电路;分析影响生产中在线检测及检测准确性的因素,完成软件流程设计与硬件测试。
  3.综合之前的危害分析,运用重要度与层次分析的方法说明牛奶蛋白脂肪与牛奶食品安全的关系并根据检测结果划分牛奶食品安全等级。
  综上所述,本文通过对牛奶中蛋白脂肪进行检测进而对牛奶中蛋白脂肪与食品安全的相关性作出了研究。
[硕士论文] 陈建文
农业机械化工程 华中农业大学 2013(学位年度)
摘要:牛肉质量分级,经济效益显著。分级的牛肉比不分级的牛肉,价钱要高出几倍,甚至上十倍。
   牛肉大理石花纹等级是评价牛肉质量的最重要的指标。分形维数、大理石花纹面积比率与大理石花纹等级密切相关。对牛肉质量进行分级,主要是观察牛眼肌处的大理石花纹。眼肌是指牛背最长肌的横断面,大理石花纹是牛胴体第12至13或第6至7胸肋间背最长肌肌内脂肪。
   当前世界各国的牛肉分级方法,主要是视觉评定。由专业的牛肉质量等级评定师,观察牛的第12至13或第6至7胸肋处的背最长肌肌内脂肪的丰富程度,然后再与各国制定的牛肉大理石花纹标准图版进行比较,依据经验确定大理石花纹等级。这种方法存在着主观性。
   本课题吸纳了一些前人牛肉分级研究方面的成果,建立了预测牛肉大理石花纹等级的数学模型。本论文主要完成了以下几方面的工作:
   1)对中美两国牛肉大理石花纹标准图版,研究了它们的背最长肌的提取方法和分形维数计算方法。找到了提取背最长肌的方法,逐步提取出背最长肌。针对赘肉与背最长肌连接紧密的特殊图像,运用了人工添加椭圆法、迭代腐蚀膨胀法、人工添加曲线法。经过比较,这三种方法中最好的方法是人工添加曲线法。分形维数的计算,采用了传统的计盒维数法、差分计盒维数法、信息维数法、改进过的计盒维数法。四种方法进行比较,最佳方法为改进的计盒维数法。
   2)采集了60个牛肉眼肌样本,拍摄了样本的图片,并进行分级。运用Matlab软件,分几个步骤,逐步提取出背最长肌。针对赘肉与背最长肌连接紧密的样本,使用人工添加曲线法,来获取背最长肌。
   3)测定了样本大理石花纹中与等级密切相关的两个特征参数,即改进的计盒维数值和大理石花纹面积比率,并进行了单因素分析,得出这两个特征参数对等级有极显著性的影响。
   4)基于BP神经网络建立了大理石花纹等级的预测模型。等级为3、4、5、6、7的样本,每个等级随机选出两个样本。使用50个样本的数据,运用BP神经网络,预测这10个样本的等级,准确率为73%。
   总之目前国内外,牛肉等级的评定主要是采用人工视觉评定的方法,主观性较强。本论文使用了机器视觉、BP神经网络等方面的知识,对牛肉的质量分级,进行了较好的研究。机器视觉、分形理论,以及计算机图像处理,被各国肉类科学家认为是研究实现牛肉分级最有前途的技术手段,这些技术手段在论文中都有体现。
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