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傅里叶变换红外光谱的牛乳中α_(s)1-酪蛋白和κ-酪蛋白含量的快速检测

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光谱学与光谱分析 2021年第12期41卷 3688-3694页

作者：肖仕杰王巧华樊懿楷刘锐阮健温万李季奇邵怀峰刘维华张淑君华中农业大学工学院湖北武汉430070 农业部长江中下游农业装备重点实验室湖北武汉430070 华中农业大学动物遗传育种与繁殖教育部实验室湖北武汉430070 宁夏回族自治区畜牧工作站宁夏银川750002 宁夏回族自治区兽药饲料监察所宁夏银川750011

为了找到一种能够对牛乳中的两种主要过敏原(αs1和κ-酪蛋白)含量快速检测的方法,以河南、湖北、宁夏和内蒙古四省区的211份中国荷斯坦牛牛乳样本为研究对象,建立了基于傅里叶变换中红外光谱技术的牛乳中αs1和κ-酪蛋白含量的无损快... 详细信息

为了找到一种能够对牛乳中的两种主要过敏原(αs1和κ-酪蛋白)含量快速检测的方法,以河南、湖北、宁夏和内蒙古四省区的211份中国荷斯坦牛牛乳样本为研究对象,建立了基于傅里叶变换中红外光谱技术的牛乳中αs1和κ-酪蛋白含量的无损快速检测模型。首先对牛乳的原始光谱进行预分析,发现水对牛乳的光谱吸收具有很强的干扰,对水的两个主要吸收区域1597~1712和3024~3680 cm^(-1)进行分析,发现水的吸收区域1597~1712 cm^(-1)和蛋白的部分吸收区域1558~1705 cm^(-1)(酰胺Ⅰ)基本重合,通过对比去除1597~1712 cm^(-1)前后的效果,最终选择925.92~3005.382 cm^(-1)的光谱区域作为敏感波段用于后续分析。选取的全光谱经手动降维,利用MCCV剔除异常样本,分别采用标准正态变量变换(SNV)、多元散射校正(MSC)等8种预处理算法和竞争性自适应重加权算法(CARS)、无信息变量消除法(UVE)等3种特征选择算法联合建立支持向量机回归模型(SVR)。经检验,对于αs1-酪蛋白,一阶导数和CARS算法结合建立的SVR模型效果最优,训练集相关系数Rc和测试集相关系数R p分别为0.8827和0.8998,训练集均方根误差RMSEC和测试集均方根误差RMSEP分别为1.1363和1.3726;对于κ-酪蛋白,一阶差分和UVE算法结合建立的SVR模型效果最优,训练集相关系数R_(c)和测试集相关系数R_(p)分别为0.8808和0.8903,训练集均方根误差RMSEC和测试集均方根误差RMSEP分别为0.5345和0.5354。研究结果表明,基于傅里叶变换中红外光谱技术建立的SVR模型可以对牛乳中的过敏原α_(s)1和κ-酪蛋白含量进行无损检测,预测效果良好,此研究弥补了国内利用光谱技术对牛乳中的酪蛋白进行无损快速检测的空白。

关键词：中红外光谱牛乳 α_(s)1-酪蛋白 κ-酪蛋白无损检测

不同类型音乐对奶牛生理状态和产奶量影响的研究进展

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中国奶牛 2022年第9期 56-58页

作者：石涛魏荣妍樊懿楷李春芳马亚宾倪俊卿张淑君赵书文刘蓓蓓肖驰啸张林艳华中农业大学动物遗传育种与繁殖教育部实验室武汉430070 河北省畜牧良种工作总站河北省牛种质资源技术创新中心石家庄050010

音乐能给人带来美感,还能预防疾病、增进健康,但不同音乐对动物却能产生积极或消极的影响。近年来,国内外学者开展了不同类型音乐、不同音速音乐、不同乐器演奏音乐对奶牛产奶量和激素分泌水平影响的相关研究。本文对国内外已有的研究... 详细信息

音乐能给人带来美感,还能预防疾病、增进健康,但不同音乐对动物却能产生积极或消极的影响。近年来,国内外学者开展了不同类型音乐、不同音速音乐、不同乐器演奏音乐对奶牛产奶量和激素分泌水平影响的相关研究。本文对国内外已有的研究进展进行了分析和总结,综述了相关研究现状和发展趋势,为利用音乐提高奶牛产奶量和奶品质提供参考。

关键词：音乐奶牛激素水平产奶量

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音乐改善奶牛福利的研究进展

中国奶牛 2023年第4期 23-26页

作者：魏荣妍刘蓓蓓石涛肖弛啸赵书文张林艳樊懿楷张淑君华中农业大学动物遗传育种与繁殖教育部实验室武汉430070

通过改善动物福利能够保证养殖动物的生理、心理健康,一定程度上可有效提高养殖动物的生产效率。随着社会的不断发展,音乐除欣赏享受以外其他与社会现实有关联的功能也不断被发掘。与垫料、玩具等奶牛的生活用品相比,播放音乐的经济成... 详细信息

通过改善动物福利能够保证养殖动物的生理、心理健康,一定程度上可有效提高养殖动物的生产效率。随着社会的不断发展,音乐除欣赏享受以外其他与社会现实有关联的功能也不断被发掘。与垫料、玩具等奶牛的生活用品相比,播放音乐的经济成本和人工成本较低,且目前已经有研究表明奶牛在适宜音乐环境中也会产生舒适和快乐的反应,可见音乐对动物福利的影响具有极大研究价值。本文就音乐与奶牛生理、心理、环境、行为、卫生福利相关研究进行分析和总结,为通过改善奶牛适宜音乐环境提高奶牛福利的措施提供参考。

关键词：音乐奶牛福利研究进展

基于中红外光谱的牛奶中三种氨基酸含量预测模型的建立及应用

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畜牧兽医学报 2023年第8期54卷 3299-3312页

作者：褚楚张静静丁磊樊懿楷包向男向世馨刘锐罗雪路任小丽李春芳刘文举王亮刘莉李永青江汉李委奇孙伟李喜和温万周佳敏张淑君华中农业大学动物科学技术学院、动物医学院动物遗传育种与繁殖教育部实验室武汉430070 内蒙古国家乳业技术创新中心有限责任公司呼和浩特011517 宁夏回族自治区畜牧工作站银川750000

旨在建立牛奶中游离精氨酸、组氨酸和异亮氨酸含量的中红外光谱快速批量检测的方法,并进行大量外部验证。本研究以来自华北、华中和西北3个地区4个省份的217份健康中国荷斯坦牛牛奶样本为研究对象,利用4种光谱预处理算法(SG平滑、差分... 详细信息

旨在建立牛奶中游离精氨酸、组氨酸和异亮氨酸含量的中红外光谱快速批量检测的方法,并进行大量外部验证。本研究以来自华北、华中和西北3个地区4个省份的217份健康中国荷斯坦牛牛奶样本为研究对象,利用4种光谱预处理算法(SG平滑、差分、多元散射校正、标准正态变换)、4种特征选择算法(已知信息区域、适应重加权算法、遗传算法及最小角回归算法)及两种建模算法(偏最小二乘回归和岭回归),分别建立了牛奶中游离的精氨酸、组氨酸和异亮氨酸含量的MIR光谱定量预测模型,将建立的最优模型应用于另外9个不同奶牛场的4690头牛采集的32559个牛奶样本的MIR光谱进行预测分析,以探讨泌乳阶段、牧场、胎次及季节对MIR预测的精氨酸、组氨酸及异亮氨酸含量的影响。结果表明:1)基于CARS特征选择算法、无光谱预处理和PLSR建模算法开发的精氨酸含量预测模型效果最好,该模型R_(P)^(2)=0.58,RMSEp=6.89 nmol·mL^(-1);基于CARS特征选择算法、SG平滑(窗口长度为11,2阶多项式)预处理及PLSR建模算法开发的组氨酸含量预测模型效果最好,该模型R_(P)^(2)=0.56,RMSEp=0.88 nmol·mL^(-1);基于274个特征信息波点、SG平滑(窗口长度为29,3阶多项式)预处理及PLSR建模算法开发的异亮氨酸含量预测模型效果最好,该模型R_(P)^(2)=0.49,RMSEp=1.75 nmol·mL^(-1);2)将最优模型进行跨地区外部验证时,预测准确性有所降低;3)将建立的模型应用于E省(未参与模型建立)大规模光谱数据库,以预测牛奶中游离精氨酸、组氨酸和异亮氨酸含量,发现泌乳阶段、牧场、季节对牛奶中游离精氨酸、组氨酸及异亮氨酸含量均有极显著影响(P<0.001),而胎次对精氨酸含量无显著影响,对组氨酸和异亮氨酸有极显著影响(P<0.001)。结果表明,利用MIR预测牛奶中游离氨基酸含量是可行的,特别是在牛奶氨基酸含量高低趋势分析方面具有一定预测能力,而该预测模型还需要更多的有代表性样本进行优化,提高模型的准确性和通用性。

关键词：中红外光谱(MIR) 牛乳氨基酸预测模型牛奶机器学习

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牛奶中天然活性物质和过敏物质及其影响因素

中国奶牛 2021年第6期 41-46页

作者：张静静李春芳樊懿楷张依马亚宾倪俊卿温万刘维华张淑君华中农业大学动物遗传育种与繁殖教育部实验室武汉430070 河北省畜牧良种工作总站河北省牛种质资源技术创新中心石家庄050061 宁夏回族自治区畜牧工作站银川750002 宁夏回族自治区兽药饲料监察所银川750011

牛奶含有多种对人体健康有益的生物活性成分,相关研究已引起众多学者和乳制品行业的重视。但牛奶中也含有α-酪蛋白(αs1-酪蛋白和αs2-酪蛋白)和β-乳球蛋白等过敏成分,对人的身体健康会产生一定负面影响。本文归纳了牛奶中天然活性物... 详细信息

牛奶含有多种对人体健康有益的生物活性成分,相关研究已引起众多学者和乳制品行业的重视。但牛奶中也含有α-酪蛋白(αs1-酪蛋白和αs2-酪蛋白)和β-乳球蛋白等过敏成分,对人的身体健康会产生一定负面影响。本文归纳了牛奶中天然活性物质和过敏物质的功能及影响其含量的因素,旨在为开发出更有益于人体健康的乳制品提供参考。

关键词：牛奶天然活性物质过敏物质功能含量