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基于代谢组学的黑芝麻黑花生营养成分挖掘与识别研究

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基于代谢组学的黑芝麻黑花生营养成分挖掘与识别研究

作者：黄晓荣中国农业科学院

学位级别：硕士

随着营养学家对黑色食品的推崇,黑芝麻和黑花生等黑色粮油产品广受消费者青睐。面对企业和媒体宣传,部分消费者跟风过度盲目消费,部分消费者质疑,为保证消费者营养健康消费,促进特色油料产业的健康发展,亟需探明黑色与普通品种粮油营养... 详细信息

随着营养学家对黑色食品的推崇,黑芝麻和黑花生等黑色粮油产品广受消费者青睐。面对企业和媒体宣传,部分消费者跟风过度盲目消费,部分消费者质疑,为保证消费者营养健康消费,促进特色油料产业的健康发展,亟需探明黑色与普通品种粮油营养成分组成差异,建立黑色粮油产品营养功能挖掘与真伪鉴别技术。本文选取了典型的黑色粮油产品黑芝麻和黑花生,采用代谢组学分析方法,对代表性品种黑芝麻和黑花生与普通品种芝麻和花生营养成分差异开展研究,探明了黑芝麻和黑花生与其普通品种间的营养功能成分差异,发现了黑芝麻和黑花生的营养成分优势。主要研究内容如下:1.探明了黑白芝麻脂肪酸组与氨基酸组差异。优化建立了芝麻脂肪酸GC-MS全谱分析和氨基酸组成自动化测定方法,并对40份代表性黑芝麻和40份白芝麻的脂肪酸和氨基酸组成进行测定和差异性比较分析。研究发现芝麻的脂肪酸以亚油酸、油酸、棕榈酸和硬脂酸为主,不饱和脂肪酸占80%以上。其中,黑芝麻中豆蔻酸、棕榈酸与硬脂酸含量显著高于白芝麻,而油酸、十九烯酸、花生酸、花生烯酸和花生二烯酸显著低于白芝麻。芝麻含有精氨酸和谷氨酸等17种氨基酸,其中黑芝麻赖氨酸含量高于白芝麻,在机体多种蛋白质合成中发挥重要作用,具有增强人体免疫能力、促进骨、软骨及结缔组织形成等功效,是黑芝麻优势营养功能成分。2.发现了黑芝麻特质性营养保健功能相关的活性成分,为深入研究黑芝麻特质性营养保健功能机理提供基础。优化建立了芝麻GC-MS非靶向代谢全谱与LC-MS非靶向代谢组分析方法,并比较了黑芝麻与白芝麻间主要代谢物含量差异。GC-MS非靶向代谢组分析发现黑芝麻和白芝麻有12个显著差异代谢物,包括硬脂酸、花生酸、棕榈烯酸、十七碳烯酸、油酸、花生烯酸、以及棕榈酸、油酸、亚油酸、硬脂酸单甘油酯、肌醇。LC-MS非靶向代谢组分析获得黑芝麻和白芝麻中557个代谢物含量信息,鉴定了其中372个代谢物的结构,基本覆盖了KEGG中常见次生代谢物的代谢路径。比较研究发现黑芝麻中吲哚-3-甲酸、N-乙酰基-L-亮氨酸、高脯氨酸、橘皮苷、2-甲氧基肉桂酸、8-甲氧基补骨脂素、维生素B2、松醛、根皮素、山莨菪碱、柠檬素-O-葡萄糖苷等含量显著高于白芝麻,根据文献查阅显示,黑芝麻优势成分与黑芝麻主要特质性营养功能具有密切相关性,为进一步剖析黑芝麻特质性营养功能机理提供基础。3.探明了黑花生与普通花生间脂肪酸和花青素组成差异,建立了黑花生真伪鉴别技术。通过对代表性黑花生和普通花生脂肪酸和花青素组成比较研究发现,主成分分析得分图和系统聚类分析热图中两类花生样品均可完全分离,黑花生与普通花生间脂肪酸组成存在明显差异,建立了基于主成分分析和系统聚类分析的黑花生真伪鉴别模型;同时,研究发现花生含有矢车菊素、飞燕草素、矮牵牛素和锦葵色素4种花青素,其中矢车菊素含量最高且在黑花生和普通花生中存在显著性差异,黑花生中的平均含量为93.90μg/g,普通花生中的平均含量为44.67μg/g。基于黑花生和普通花生在脂肪酸和花青素组成上的差异建立了黑花生真伪鉴别方法,为消费者和检测部门识别黑花生真伪提供了必要的技术支撑。

关键词：黑芝麻黑花生代谢组学营养成分化学计量学真伪鉴别

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黑花生地膜覆盖高产栽培技术要点

南方农业 2019年第6期13卷 3-4页

作者：胡世方罗燕冯珊珊荣昌区农业农村委员会重庆荣昌402460

黑花生富含18种氨基酸,营养丰富,是花生产业发展的一个新的增长点。利用地膜覆盖生产技术,可以提前鲜花生的上市时间,进而提高经济效益。基于此,主要阐述了黑花生地膜覆盖高产栽培技术流程、技术特点及要点。同时,对技术特点中的十大技... 详细信息

黑花生富含18种氨基酸,营养丰富,是花生产业发展的一个新的增长点。利用地膜覆盖生产技术,可以提前鲜花生的上市时间,进而提高经济效益。基于此,主要阐述了黑花生地膜覆盖高产栽培技术流程、技术特点及要点。同时,对技术特点中的十大技术要点进行了简单介绍,旨在通过该项栽培技术提高黑花生的产量。技术关键是土壤选择、播种时间、种子处理、精细整地、种植密度及规格、地膜覆盖和适时破膜出苗等技术环节。

关键词：黑花生地膜覆盖技术流程技术特点技术要点

基于膜下滴灌的不同灌水量对黑花生产量及水分利用效率的影响

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沈阳农业大学学报 2015年第1期46卷 119-123页

作者：夏桂敏褚凤英陈俊秀陈高明姚珍珠沈阳农业大学水利学院沈阳110161

为探究膜下滴灌黑花生的适宜灌溉制度,通过测坑试验,研究不同膜下滴灌的不同灌水量对黑花生农艺性状、耗水量、产量及水分利用效率的影响。结果表明:随着水分胁迫的增加,干物质积累量明显减少;处理W1和处理W2之间无显著差异,但是均与处... 详细信息

为探究膜下滴灌黑花生的适宜灌溉制度,通过测坑试验,研究不同膜下滴灌的不同灌水量对黑花生农艺性状、耗水量、产量及水分利用效率的影响。结果表明:随着水分胁迫的增加,干物质积累量明显减少;处理W1和处理W2之间无显著差异,但是均与处理W3间差异显著;处理W2的百仁重和出仁率高于常规滴灌量处理W1和水分胁迫处理W3,从而导致最终产量高于二者,成为3个处理中产量最高的处理;水分利用效率随着灌溉量的增加而减少,处理W1的水分利用效率显著低于处理W2和处理W3,分别为34.63%和38.14%;不同滴灌处理均在结荚期的耗水量最大,说明该生长阶段是黑花生的需水关键期。综合考虑,处理W2的灌水制度为最优。

关键词：黑花生膜下滴灌产量水分利用效率

黑花生的主要品质性状及黑花生衣色素的提取工艺研究

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中国食品添加剂 2009年第5期20卷 63-68页

作者：王锋谭兴和邓洁红李林湖南农业大学食品科技学院长沙410128 湖南农业大学生物科技学院长沙410128

比较了绵新2号黑花生和其它几种在湖南栽培适应性强,丰产性能好的花生品种(中花4号,四粒红,彩花1号,W2-7,花312)花生衣和花生仁的蛋白质、脂肪含量等主要品质性状的差异,并研究了黑花生衣花色苷的提取工艺。采用乙醇水溶液对黑花生衣色... 详细信息

比较了绵新2号黑花生和其它几种在湖南栽培适应性强,丰产性能好的花生品种(中花4号,四粒红,彩花1号,W2-7,花312)花生衣和花生仁的蛋白质、脂肪含量等主要品质性状的差异,并研究了黑花生衣花色苷的提取工艺。采用乙醇水溶液对黑花生衣色素进行提取,并应用正交试验设计来优化提取工艺参数。研究表明,绵新2号黑花生衣含有较高含量的花色苷,其含量达到4.93mg/g干重。以提取率作为衡量指标,通过正交试验得到较优的提取工艺条件为酒精浓度为50%,料液比为1∶50,提取温度60℃,提取时间80min,在此条件下,黑花生衣中花色苷的提取率达到4.68mg/g,占总含量的94.9%。

关键词：黑花生品质性状色素提取

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硒肥对黑花生生长发育和品质的影响

花生学报 2015年第3期44卷 47-50页

作者：张小红张小军侯睿张相琼岳福良许明洋蔡丛武刘昌奇李文均四川省农业科学院经济作物育种栽培研究所四川成都610300 四川省达州市大竹县科技局四川达州635100 四川益寿农业开发有限公司四川达州635100

以黑花生BH-3为供试材料,在大田栽培管理条件下,设置不同时期、不同用量叶面喷施硒肥试验,结果表明:喷施液体硒肥对黑花生的生物学性状影响不大,但可提高黑花生产量和品质。下针期喷施硒肥处理黑花生硒含量最高;黑花生籽仁硒含量随硒肥... 详细信息

以黑花生BH-3为供试材料,在大田栽培管理条件下,设置不同时期、不同用量叶面喷施硒肥试验,结果表明:喷施液体硒肥对黑花生的生物学性状影响不大,但可提高黑花生产量和品质。下针期喷施硒肥处理黑花生硒含量最高;黑花生籽仁硒含量随硒肥施用量的增大而增加,施用量为4500mL/hm2黑花生籽仁硒含量最高为0.29mg/kg,是对照的5.8倍。

关键词：黑花生硒肥产量品质硒含量

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早熟小粒黑花生白院花10号

中国种业 2021年第12期 134-136页

作者：苏江顺谭程友杨君彭浩程学良王丽红丛建民李德忠吉林省白城市农业科学院/农业农村部北方农牧交错区油料作物科学观测实验站白城137000 白城师范学院吉林白城137000 吉林省土壤肥料总站长春130033

白院花10号是吉林省白城市农业科学院花生研究所以珍珠豆型黑花生I_(2)S_(2)为父本,以当地农家高蛋白多粒型四粒红花生品种为母本,通过人工杂交、系谱选育培育而成的花生新品种,该品种属于早熟、多粒型,可油食兼用,具有种皮颜色紫黑、... 详细信息

白院花10号是吉林省白城市农业科学院花生研究所以珍珠豆型黑花生I_(2)S_(2)为父本,以当地农家高蛋白多粒型四粒红花生品种为母本,通过人工杂交、系谱选育培育而成的花生新品种,该品种属于早熟、多粒型,可油食兼用,具有种皮颜色紫黑、壳薄、籽粒小而饱满、蛋白含量高、商品性好等特点,为吉林省早熟、特色花生,于2020年通过农业农村部非主要农作物品种登记。对其品种特征特性、产量表现及栽培技术要点等进行了总结。

关键词：早熟黑花生白院花10号特征特性

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黑花生高产种植技术

农业与技术 2018年第11期38卷 91-92页

作者：杜娟吉林省计算中心吉林长春130022

花生是被广泛种植的作物,也备受人们的喜爱。而黑花生更重营养丰富,含有硒、铁、锌等微量元素,其含有的黑色素更是受到众多女性喜爱,黑花生不仅具有延年益寿、黑发、抗衰老等重要的功能。黑花生的多种营养价值,得到了人们的喜爱,因此黑... 详细信息

花生是被广泛种植的作物,也备受人们的喜爱。而黑花生更重营养丰富,含有硒、铁、锌等微量元素,其含有的黑色素更是受到众多女性喜爱,黑花生不仅具有延年益寿、黑发、抗衰老等重要的功能。黑花生的多种营养价值,得到了人们的喜爱,因此黑花生的需求量逐渐增大。加强黑花生的种植,提高黑花生的产量的质量是十分重要的,且发展前景广阔。

关键词：黑花生高产地膜栽培技术

不同硒肥施入量对黑花生的产量和硒含量的影响

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甘肃农业大学学报 2011年第5期46卷 56-58,64页

作者：潘晓红郑甲成史文卫郝静安康市农业科学研究所陕西安康725021

采用土壤拌施亚硒酸钠的方法,研究不同硒肥施入量对黑花生的产量和硒元素含量的影响.结果表明:随着土壤施硒量的增加,黑花生的产量先增加后减少,且黑花生的硒含量呈递增趋势.当土壤施硒量为2mg/kg时,黑花生的硒含量达到人类食用的最高标... 详细信息

采用土壤拌施亚硒酸钠的方法,研究不同硒肥施入量对黑花生的产量和硒元素含量的影响.结果表明:随着土壤施硒量的增加,黑花生的产量先增加后减少,且黑花生的硒含量呈递增趋势.当土壤施硒量为2mg/kg时,黑花生的硒含量达到人类食用的最高标准0.3mg/kg.当土壤施硒量为1.9mg/kg时,黑花生的产量达到最高,为4 354.17kg/hm2,此时,黑花生的硒含量为0.28mg/kg.

关键词：黑花生硒肥产量硒含量安康市

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黑花生新品种(系)丰产性与稳产性初步研究

中国种业 2014年第6期 45-47页

作者：李洁荆建国河南省濮阳市农业科学院濮阳457000

通过对12个黑花生新品种(系)的农艺性状、丰产性和稳产性等综合比较,采用多点比较试验方法对几个黑花生品种(系)进行统计分析,筛选出适合濮阳及周边地区种植的黑花生新品种。试验结果表明,唐黑花1号、小岗黑1号、沧黑花1号产量高,稳产性... 详细信息

通过对12个黑花生新品种(系)的农艺性状、丰产性和稳产性等综合比较,采用多点比较试验方法对几个黑花生品种(系)进行统计分析,筛选出适合濮阳及周边地区种植的黑花生新品种。试验结果表明,唐黑花1号、小岗黑1号、沧黑花1号产量高,稳产性好,适宜在濮阳及周边地区种植。

关键词：黑花生多点比较丰产性稳产性