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复合菌群接种剂在热区农业可持续发展中的应用

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中国科学:生命科学 2024年第10期54卷 1939-1953页

作者：杨腊英赵青云周登博郭立佳周游杨扬郭志凯汪军梁昌聪黄俊生中国热带农业科学院环境与植物保护研究所热带作物生物育种全国重点实验室农业农村部热带作物有害生物综合治理重点实验室国家肥料微生物种质资源库(海南) 中国热带农业科学院香料饮料研究所中国热带农业科学院热带生物技术研究所

高温多雨的天气导致热区农业面临着病虫害的多发与频发等诸多挑战.目前,木霉、芽孢杆菌和链霉菌等微生物已经被广泛应用于保障热带农业可持续发展和环境友好生产中,且接种不同功能微生物的组合作为植物生长促进剂和生物防治剂具有更大... 详细信息

高温多雨的天气导致热区农业面临着病虫害的多发与频发等诸多挑战.目前,木霉、芽孢杆菌和链霉菌等微生物已经被广泛应用于保障热带农业可持续发展和环境友好生产中,且接种不同功能微生物的组合作为植物生长促进剂和生物防治剂具有更大的潜力.本文综述常见的几类微生物及其制剂在热带农业可持续发展中的应用,概述其功能微生物的作用机制,包括重寄生、产生抗生素等直接作用机制,以及竞争空间和营养物质、激活宿主植物防御能力和修饰根际微生物群等间接作用机制,并展望未来复合菌群在农业生产应用中的研究方向和热点.

关键词：根际促生菌菌根菌木霉复合菌群可持续农业

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可变幅振动式咖啡收获机设计与试验

包装与食品机械 2024年第4期42卷 67-73,79页

作者：邓祥丰初众郑何美郑健刘丽慧肖苏伟中国热带农业科学院橡胶研究所海口571101 国家重要热带作物工程技术研究中心海口571101 中国热带农业科学院香料饮料研究所海南万宁571533 江苏正大永达科技有限公司江苏盐城224001

针对咖啡人工采收成本高、大型机械采收困难等问题,以曲柄滑块式传动机构为基础,设计一款小型可变幅振动式咖啡收获机。通过建立咖啡果实-果柄的脱落力学模型,分析得到果实脱离果柄的条件,依据曲柄滑块的设计方式,构建传动结构的运动简... 详细信息

针对咖啡人工采收成本高、大型机械采收困难等问题,以曲柄滑块式传动机构为基础,设计一款小型可变幅振动式咖啡收获机。通过建立咖啡果实-果柄的脱落力学模型,分析得到果实脱离果柄的条件,依据曲柄滑块的设计方式,构建传动结构的运动简图与计算公式;采用ANSYS Workbench与Adams软件,进行模型的动力学仿真分析;以传动结构的曲柄长度、摇杆长度和转速为试验因素,惯性力为试验指标,进行三因素三水平的正交试验与响应曲面分析,建立惯性力二次多项式回归模型,以果-柄结合力5.25~7.16 N为优化目标,确定收获机的结构参数和工作参数。结果表明,在保证传动结构运行状态平稳的优先原则下,得到咖啡收获机结构设计的最优参数组合为曲柄长度15 mm,摇杆长度100 mm,转速700 r/min;通过样机试制与田间试验,转速在700 r/min左右,总体的作业效果良好。研究为后续的咖啡机械化收获提供参考。

关键词：咖啡采收曲柄滑块可变幅振动脱落力学模型

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特色热带作物淀粉研究进展

中国科学:生命科学 2024年第10期54卷 1907-1938页

作者：王旭张继月张雨桐陈小爱徐飞张彦军中国热带农业科学院香料饮料研究所海南省特色热带作物适宜性加工与品质控制重点实验室国家热带植物种质资源库木本粮食种质资源分库国家重要特色热带作物工程技术研究中心

淀粉作为自然界来源最广泛的碳水化合物,最基本的生理功能是为人体生命活动提供能量.作为木薯、香蕉等典型特色热带作物的主要组成成分,特色热带作物淀粉因具有区别于传统淀粉资源的多尺度结构,从而表现出不同的理化性质、加工性能和应... 详细信息

淀粉作为自然界来源最广泛的碳水化合物,最基本的生理功能是为人体生命活动提供能量.作为木薯、香蕉等典型特色热带作物的主要组成成分,特色热带作物淀粉因具有区别于传统淀粉资源的多尺度结构,从而表现出不同的理化性质、加工性能和应用领域而受到广泛的关注.本文按照淀粉的来源归纳现有特色热带作物淀粉的研究进展,综述了木薯、香蕉、菠萝蜜、面包果、芒果、蛋黄果等特色热带作物淀粉的提取工艺、直链淀粉含量、多尺度结构、理化性质、加工技术及其产品应用等,讨论了特色热带作物淀粉的未来发展方向、应用前景,给出了研究建议,以期为特色热带作物淀粉的研究、相关产品的加工水平的提升等提供理论指导.

关键词：特色热带作物淀粉结构性质应用前景

不同干燥方式对诺丽果多酚含量及其抗氧化活性的影响

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食品工业科技 2024年第12期45卷 198-204页

作者：施英张超邱新容辜春鹤朱科学张彦军陈小爱中国热带农业科学院香料饮料研究所海南万宁571533 海南省特色热带作物适宜性加工与品质控制重点实验室海南万宁571533 云南农业大学热带作物学院云南普洱665000

为比较不同干燥方式对诺丽果多酚含量及其抗氧化活性的影响,本研究采用福林-酚比色法及高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)分别测定自然晒干、真空冷冻干燥、热风干燥后诺丽果样品的总酚含量及七种酚类化合... 详细信息

为比较不同干燥方式对诺丽果多酚含量及其抗氧化活性的影响,本研究采用福林-酚比色法及高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)分别测定自然晒干、真空冷冻干燥、热风干燥后诺丽果样品的总酚含量及七种酚类化合物的含量,并采用自由基清除能力和铁离子还原能力实验测定各样品的抗氧化能力。结果表明,自然晒干、真空冷冻干燥和热风干燥后诺丽果总酚含量分别是7.78、12.42和6.38 mg/g;对DPPH自由基清除能力分别是17.57、35.98、13.63μmol Trolox/g;对ABTS+·清除能力分别是17.57、36.09、13.63μmol Trolox/g;FRAP抗氧化值分别是43.12、73.49、39.12μmol Trolox/g:自然晒干和热风干燥的诺丽果中总酚含量及抗氧化性没有显著性差异(P>0.05),而两者与真空冷冻干燥的样品相比存在显著性差异(P<0.05)。HPLC分析结果表明,真空冷冻干燥后诺丽果中七种多酚化合物含量总值最高,达到1207.42μg/g。由此可见,真空冷冻干燥处理对诺丽果多酚的含量和抗氧化能力影响较小,优于其它两种干燥方法,适于工业生产较高品质及高抗氧化活性的诺丽果产品。

关键词：诺丽果自然晒干真空冷冻干燥热风干燥多酚抗氧化活性

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三种传统热加工方式对木薯理化特性及结构的影响

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食品工业科技 2024年第19期45卷 25-31页

作者：董久晨赵康云陈小爱张继月张雨桐王旭张彦军吉林农业大学食品科学与工程学院吉林长春130118 中国热带农业科学院香料饮料研究所海南万宁571533 国家重要热带作物工程技术研究中心海南万宁571533 海南省特色热带作物适宜性加工与品质控制重点实验室海南万宁571533

木薯(Manihot esculenta Crantz)是世界三大薯类作物之一,木薯的食用需经过热加工过程,而热加工对木薯理化及结构特性的影响尚不明确。本文采用三种传统热加工方式(水煮、汽蒸、油炸)对木薯进行热处理,通过扫描电子显微镜、傅里叶变换... 详细信息

木薯(Manihot esculenta Crantz)是世界三大薯类作物之一,木薯的食用需经过热加工过程,而热加工对木薯理化及结构特性的影响尚不明确。本文采用三种传统热加工方式(水煮、汽蒸、油炸)对木薯进行热处理,通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、差示扫描量热仪等表征手段对三种热加工后木薯的理化性质(化学组成、糊化特性、热特性)和结构变化(微观结构、长程有序性、短程有序性)进行比较。结果表明热处理后,木薯的总淀粉含量均显著降低,直链淀粉含量显著增加(P研究结果可为木薯在食品热加工方式的选择以及木薯产品多元化的设计提供理论参考。

关键词：热加工方式木薯糊化特性热特性微观结构

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蒌叶果实不同时期品质性状分析

分子植物育种 2024年第23期 7868-7878页

作者：范睿冯水应王珏孙也乔丁雅雯中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所中国热带农业科学院香料饮料研究所海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室海南省Sim Soonliang院士工作站云南农业大学热带作物学院

为探究不同时期蒌叶果实的品质性状，本研究以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个不同发育时期的蒌叶果实为材料，采用气相色谱质谱联用法(Gas chromatography-Mass spectrometry)与主成分分析法(PCA)相结合，检测出醇、酚、炔烃、酸、酮、烷烃、烯、酯... 详细信息

为探究不同时期蒌叶果实的品质性状，本研究以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个不同发育时期的蒌叶果实为材料，采用气相色谱质谱联用法(Gas chromatography-Mass spectrometry)与主成分分析法(PCA)相结合，检测出醇、酚、炔烃、酸、酮、烷烃、烯、酯共91种挥发性化合物的含量。结果表明，异丁香烯[(32.45±0.38)%]、β-石竹烯[(25.86±0.48)%]、丙烯酸正丁酯[(22.57±1.07)%]、α-芹子烯[(16.67±0.42)%]、顺式-2,3-环氧己醇[(15.88±0.00)%]、γ-古芸烯[(12.27±0.20)%]是4个时期中含量最多的物质，结合PCA发现β-石竹烯、异丁香烯、丙烯酸正丁酯、顺式-2,3-环氧己醇、α-芹子烯、γ-古芸烯对蒌叶果实的贡献率最大。在脂肪、蛋白质、精油分析中，发现Ⅲ期脂肪得率最多，为12.667%；Ⅰ期蛋白质含量最多，为13.655 g/100 g；Ⅱ期精油得率最多，为3.988%。综合上述分析，发现Ⅲ期果实品质最佳。本研究结果为蒌叶种质资源提供科学依据。

关键词：蒌叶精油香气成分脂肪蛋白质

酿酒酵母和植物乳杆菌强化发酵对咖啡挥发性风味的影响

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食品工业科技 2024年

作者：缪兴瑜王清华柴春蓉樊馨任达兵李斯屿董文江胡永丹易伦朝昆明理工大学食品科学与工程学院中国热带农业科学院香料饮料研究所海南省特色热带作物适宜性加工与品质控制重点实验室国家重要热带作物工程技术研究中心

酵母菌和乳酸菌对咖啡风味的提高具有重要作用，为评判酿酒酵母（S.c）、植物乳杆菌(L.p)以及混菌（S.c+L.p）强化发酵对咖啡香气的影响，本研究以不接菌为空白（CK）对照组，将去皮咖啡豆在28 ℃下发酵72 h后，采用理化特性、感官审评... 详细信息

酵母菌和乳酸菌对咖啡风味的提高具有重要作用，为评判酿酒酵母（S.c）、植物乳杆菌(L.p)以及混菌（S.c+L.p）强化发酵对咖啡香气的影响，本研究以不接菌为空白（CK）对照组，将去皮咖啡豆在28 ℃下发酵72 h后，采用理化特性、感官审评、顶空固相微萃取/气相色谱-质谱联用（HS-SPME/GC-MS）及香气活度值（OAV）对CK组、S.c组、L.p组和S.c+L.p组样品进行评价。结果表明，不同发酵组咖啡烘焙豆中的挥发性成分存在差异，共鉴定出111种挥发性成分，其中CK组68种、L.p组66种、S.c组79种和S.c+L.p组76种，含量分别为476.45 μg/kg、965.58 μg/kg、723.15 μg/kg和552.74 μg/kg。其中吡嗪类化合物在L.p组中含量最高达到400.19 μg/kg，该类化合物主要赋予咖啡坚果香及烘焙香。OAV 分析表明，OAV 值不小于1 的物质在L.p组样品中有16种，其中以2-乙基-3-甲基吡嗪、3-甲基丁醛、二甲基三硫醚、芳樟醇、2，6-二甲基吡嗪和3-乙基-2，5-二甲基吡嗪的OAV值较高，这些化合物对咖啡香气体系的贡献作用较大。感官审评分析结果表明，微生物强化发酵组能够赋予咖啡特殊的风味特征，其中S.c组果香突出；L.p组的坚果香和烘烤香较为突出，而S.c+L.p组花香和烘焙香较为突出，且各种香气较为均衡。综上所述，植物乳杆菌更适合作为发酵咖啡的产香型发酵剂，且酿酒酵母和植物乳杆菌强化发酵对于咖啡的风味改良具有重要意义。

关键词：咖啡发酵酿酒酵母植物乳杆菌挥发性风味

间作槟榔调控咖啡根际微生物群落结构及功能促进咖啡植株发育

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中国科学:生命科学 2024年第10期54卷 1974-1987页

作者：赵少官张昂董云萍孙燕苏兰茜林兴军龙宇宙赵青云中国热带农业科学院香料饮料研究所农业农村部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室云南农业大学热带作物学院中国热带农业科学院三亚研究院

咖啡是世界上闻名的饮料作物,长期单一化种植导致土壤生物功能退化,影响植株健康生长.间作槟榔是改善咖啡园土壤生物功能的有效措施,但作用机制尚不清楚.本文通过盆栽试验研究了咖啡间作槟榔对根际土壤生物和非生物学性状的影响.结果表... 详细信息

咖啡是世界上闻名的饮料作物,长期单一化种植导致土壤生物功能退化,影响植株健康生长.间作槟榔是改善咖啡园土壤生物功能的有效措施,但作用机制尚不清楚.本文通过盆栽试验研究了咖啡间作槟榔对根际土壤生物和非生物学性状的影响.结果表明,间作增加了土壤速效养分含量,速效磷和速效钾含量分别显著增加58.24%和70.30%;相对于单作,间作模式改变了根际土壤细菌和真菌群落丰富度,真菌丰富度对种植模式的响应更显著;间作咖啡根际土壤细菌群落拥有更多独有的扩增子序列变异体(Amplicon Sequence Variants, ASV),而真菌独有ASV在间作模式下显著降低;根际土壤细菌和真菌属(如Pedomicrobium, Mycobacterium等)与咖啡植株生长显著相关;与咖啡单作相比,间作模式能够富集根际土壤中与养分循环(如Bradyrhizobium, Trichoderma, Bryobacter)和抑制植物病原菌(如Trichoderma, Penicillium, Streptomyces)相关的微生物群落,促进土壤养分释放和对潜在病原菌的抑制作用,促使植株健康生长.另外,间作模式下咖啡根际土壤能够富集与氮素循环和芳香化合物降解等功能相关的微生物.综上,咖啡间作槟榔可富集有益功能微生物,调控咖啡园土壤微生物群落结构和功能,缓解咖啡连作生物障碍.该研究为生产上应用复合栽培模式,助力咖啡绿色种植提供了理论依据.

关键词：根际土壤微生物植株健康土壤生态功能复合栽培模式咖啡绿色种植

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咖啡遗传育种研究进展

中国科学:生命科学 2024年第10期54卷 1874-1884页

作者：王曦奥廖振阳闫林胡丽松中国热带农业科学院香料饮料研究所农业农村部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室热带作物生物育种全国重点实验室

咖啡被誉为“世界三大无酒精饮料”之一,是重要的经济作物.咖啡产业的发展经历全球化、速食化、精品化三个重要的阶段,品种的不断驯化改良是支撑其风靡全球的重要因素.本文以世界咖啡发展历程为主线,归纳总结不同发展阶段咖啡遗传育种... 详细信息

咖啡被誉为“世界三大无酒精饮料”之一,是重要的经济作物.咖啡产业的发展经历全球化、速食化、精品化三个重要的阶段,品种的不断驯化改良是支撑其风靡全球的重要因素.本文以世界咖啡发展历程为主线,归纳总结不同发展阶段咖啡遗传育种的特征,并结合当前精品咖啡品种改良存在的问题和世界咖啡产业的发展趋势,提出重点研究方向.

关键词：咖啡产业发展遗传育种