玉米籽粒后熟品质性状主成分分析与综合评价

为科学评价玉米在后熟阶段籽粒的生理特征和营养品质,对郑单958(Zd958)和先玉335(Xy335)两个品种玉米籽粒在后熟过程中的14个生理生化和品质性状指标,包括水分含量与状态、呼吸速率、可溶性糖含量、α-淀粉酶活性、过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性、己糖激酶活性、异柠檬酸脱氢酶活性、脂肪酸值、淀粉含量、千粒质量和快消化淀粉含量变化进行分析与综合评价。结果表明,玉米籽粒在后熟过程中的品质性状变化存在显著差异(P<0.05)。运用主成分分析法对玉米籽粒后熟品质性状进行综合评价,提取出不耐储因子、产量因子和消化特征因子3个主成分。3个主成分的贡献率分别为53.436%、18.466%和12.857%,累计贡献率为84.759%。根据综合分析F值变化规律,可以对玉米的后熟品质与后熟时间进行判定。新收获玉米Zd958和Xy335的后熟时间分别为50、30d。本研究结果可以为新玉米后熟品质的判定及玉米的加工利用提供参考。

基于主成分分析和聚类分析的李子果实品质综合评价

为了解不同品种李子的品质特性,本文选取12个品种李子作为研究对象,分别从外观、理化及糖酸组成等方面对果实品质进行了对比分析,同时采用主成分分析和聚类分析对李子品质性状进行综合评价。结果表明,不同品种李子外观、理化和糖酸组成等指标均表现出丰富的多样性。糖酸组成、色泽、单果重、果实密度和果形指数等是评价李子综合品质的关键性指标。12个品种中‘紫皇’(ZH)‘圣雪珀’(SXP)‘爱丽丝’(ALS)‘香李’(XL)‘香甜李’(XTL)5个品种综合评分为正值,品质较好。其中,ZH和SXP品质特征为出汁率、可溶性固形物、总糖含量及色泽品质高;ALS品质特征为总糖、总甜度、甜酸比和糖酸比最高;XL和XTL品质特征为可溶性固形物含量、糖酸比、甜酸比高,但出汁率低。该研究结果可作为不同用途李子品种筛选的重要参考依据。

基于主成分分析的河南省不同地方品种猪肉品质分析

本文研究了河南省不同地方品种猪肉品质,并通过主成分分析建立地方猪肉品质评价模型,为地方猪肉品质评价提供借鉴。试验选择1个三元杂交品种(对照)、2个地方培育品种和3个河南省地方品种共计66头进行屠宰,测定11项肉质指标,采用相关性分析和主成分分析法进行综合评价。结果表明:地方品种猪肉具有肌内脂肪含量高、粗蛋白质含量高、感官品质好的特性,与三元白猪对比,其粗蛋白质含量、L值、肉色评分等肉质指标差异显著,且不同地方品种肉质存在一定差异。通过主成分分析法从11个指标中提取了5个主成分,主成分的累计贡献率达到74.88%,概括为营养因子、感官因子和保水性因子;其中肌内脂肪、24 h大理石纹评分、L_(24 h)值、L_(45 min)值、滴水损失等5个指标为评价猪肉品质的关键指标;根据因子得分和权重构建河南省地方猪肉品质指标评价模型:Y=0.241Y1+0.193Y2+0.129Y3+0.105Y4+0.079Y5,综合评价地方猪F品种(项城猪)得分最高,肉质最好。

基于主成分分析的聚乙烯醇-金针菇水提取物复合膜制备、表征与保鲜应用

为开发新型食品包装膜,提高金针菇资源化利用水平,以可降解的聚乙烯醇(PVA)和金针菇水提取物共混制备PVA-金针菇水提取物复合膜。以拉伸强度、断裂延伸率、耐水性系数、厚度、不透明度及水蒸气透过系数等复合膜物理性能参数,研究PVA添加量、2-乙酰柠檬酸三乙酯(ATEC)添加量、金针菇水提物添加量、干燥时间和干燥温度对复合膜物理性能的影响;采用主成分分析法对复合膜性能进行综合评价;并结合响应面分析法,建立了PVA-金针菇水提取物复合膜制备的多元二次回归方程模型,优化了复合膜制备条件,并研究了复合膜在20℃条件下对草莓贮藏期间(6 d)褐变度、失重率、维生素C、丙二醛等保鲜指标的影响。研究结果表明,PVA添加量4.0 g、ATEC添加量4.0 g、金针菇水提物添加量3.9 g、干燥温度62℃,干燥时间3.5 h为最佳制备条件,所得复合膜拉伸强度为31.76±0.50 N/cm^(2)、断裂延伸率为97.99%±0.25%、水蒸气透过系数为1.44×10^(-9)±1.53×10^(-11) g·mm/m^(2)·h·kPa、耐水性系数为549.14±0.94 s/mm、膜厚度为0.062±0.002 mm、不透明度为20.97±0.39,物理性能综合得分为102.25±0.16,与模型预测结果的相对误差为0.57%。红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射分析表明复合膜结构完整,金针菇水提取物与基质相容性较好,并以氢键结合。通过草莓贮藏期间褐变度、失重率、维生素C以及丙二醛的测定,制备的复合膜显示出较好的保鲜效果。

基于主成分分析-BP神经网络的风电备件需求预测

风电机组具有结构复杂,运维困难,且长期处于恶劣的工作环境的特点。风电备件的需求预测有助于为风电场配备最合适的备件数,以确保风电场的平稳、高效运行。构建主成分分析-反向传播(principal component analysis-back propagation,PCA-BP)模型,针对受多因素影响的复杂备件,先利用PCA将影响风电备件的要素进行筛选,再利用BP神经网络算法,得到最为精确的预测结果。比较自回归积分滑动平均(autoregressive integrated moving average,ARIMA)模型、BP神经网络预测和PCA-BP神经网络预测的结果。结果表明:PCA能显著降低神经网络预测误差,预测的精度为93.94%,高于BP神经网络预测的88.39%和ARIMA模型的85.31%,所以PCA-BP神经网络模型的预测精度准确且有可靠结果,能够适用于风机备件的需求预测。

羊草品质性状遗传变异及主成分分析

为了鉴定羊草品质性状间的相关关系,试验对42份羊草材料的22个品质性状检测分析,并进行一般描述统计、遗传变异、相关性及主成分分析。结果显示,在参试羊草各品质性状中,粗蛋白、钙、木质素和糖类含量的变异系数较大,分别为13%、25%、27%和39%。对22个品质性状进行主成分提取发现,前3个主成分的累积贡献率达到90.196%,分别为羊草的饲用价值、微量元素及粗蛋白成分。研究表明,羊草的粗蛋白、钙、木质素和糖类等性状在品种遗传选育进程中有较大的改良空间,而消化率及能量品质相关性状难以得到遗传改良。

基于迁移成分分析的近红外光谱定量分析通用模型

在近红外光谱定量分析中,由于光谱数据采集设备和环境条件的不同,已有模型在使用到不同设备或不同环境时会出现预测精度低的现象。为了增强定量分析模型的普适性和通用性,提高模型的预测精度,提出一种基于改进的迁移成分分析转移方法(TM-TCA)的近红外光谱定量分析通用模型构建策略。改进的迁移成分分析方法采用二次校正策略,通过对从机光谱数据的两次校正,改善由于仪器偏移、漂移或不稳定性引起的光谱差异性,确保数据的一致性和准确性,消除仪器不同或外界条件影响产生的偏差,使校正后的从机光谱数据特征尽可能接近主机光谱,以此增强模型对从机光谱的预测能力。首先求出主机与从机光谱转换矩阵,通过转换矩阵进行待测样品的一次校正,缩小主机与从机样品间受外界条件因素产生的差异性。将经过转换矩阵转换后的主机-从机光谱数据矩阵作为迁移成分分析方法的输入。接下来,基于多指标综合迭代优化选择迁移学习中的核函数和特征值个数的基础上构建定量分析通用模型。为了验证迁移成分分析改进效果,与多种方法的转移效果进行比较。通过优化分析选择RBF核函数,特征值个数为52,实验表明,基于TM-TCA的光谱校正率达到97.1%,光谱平均差异(ARMS)与转移前相比下降了82.9%,比TM和TCA方法分别降低了46.5%和30.2%。为了验证模型构建策略的有效性,构建基于TM-TCA和偏最小二乘回归(PLSR)的玉米水分定量分析通用模型,并对不同设备条件下的模型通用性进行分析。TM-TCA-PLSR模型的预测效果与TCA-PLSR模型的预测效果相比较,模型的预测决定系数达到了0.8729,提升了41%,预测均方根误差(RMSEP)和平均绝对误差(MAE)分别为0.1543和0.1159,均降低了90%以上,并且TM-TCA-PLSR模型相对分析误差(RPD)值超过了2.5,模型具有实际应用的价值。表明了TM-TCA转移方法能有效减少主机和从机光谱之间的差异性,基于TM-TCA和PLSR的主机模型具有一定的通用泛化能力。

不同品种马铃薯淀粉功能性质的相关性及主成分分析

分析黑龙江、甘肃、北京3个地区的11个马铃薯品种制备得到淀粉的水分含量、色泽、直链淀粉含量、透光率、碘蓝值、溶解度、膨胀度、胶稠度、质构特性。结果显示,不同品种各指标差异显著,直链淀粉质量分数的变化范围是10.96%~16.64%;相关性分析发现不同品种的各品质指标间存在显著的相关性,直链淀粉与淀粉提取率(r=0.4683)、膨胀度(r=0.5209)、硬度(r=-0.4721)、咀嚼性(r=-0.4496)分别呈显著的相关性。主成分分析结果显示,前4个主成分的特征根大于1,可以解释原有数据的信息,综合主成分得分,陇薯9号的综合值排名第一,荷兰薯的综合值最低。

基于相关性分析和主成分分析的宁都黄鸡肉品质评价研究

目的探讨不同日龄宁都黄鸡肉品质评价的合理模型。方法选择同一批次的宁都黄鸡进行饲养,分别在84、120和200日龄进行屠宰,取胸肌进行肉品质检测并进行相关性分析和主成分分析,构建不同日龄的肉品质评价模型。结果主成分分析提取出4个主成分因子,第一主成分的方差贡献率为23.98%,第二主成分为18.47%,第三主成分为16.69%,第四主成分为11.47%,累积方差贡献率为70.62%,且特征值均大于1。建立了宁都黄鸡不同日龄肉品质综合评价模型为F=0.24F_(1)+0.18F_(2)+0.17F_(3)+0.12F_(4),200日龄宁都黄鸡评分最高。结论基于主成分分析综合评价模型对不同日龄宁都黄鸡肉品质进行分析是可行和客观的。

主成分分析和灰色模型组合的身管多点烧蚀磨损量预测

身管是火炮类武器的关键零件,对其烧蚀磨损量进行预测,有助于保持火炮作战效能。针对火炮身管沿轴向各点烧蚀磨损量需分别建立数学模型进行预测问题,提出一种组合烧蚀磨损量预测方法。采用主成分分析(principal component analysis,PCA)方法对身管多点烧蚀磨损量进行数据空间降维,提取反映烧蚀磨损量变化的主成分,利用灰色模型对主成分进行多步预测,通过PCA逆运算获得身管内膛多点烧蚀磨损量预测值。结果表明,在历史数据较少的条件下,通过选择合适的预测步数可获得较为准确的预测值,为身管内膛多点烧蚀磨损量的预测提供了一种新的有效途径。

基于主成分分析的二元杂交鸽生长性能和繁殖性能评价

为评价石歧鸽、白卡奴鸽、欧洲肉鸽三个品种鸽不同二元杂交组合的生长性能和繁殖性能,寻求最佳二元杂交组合,试验设置XL组合[石歧鸽(X)■×欧洲肉鸽(L)♀]、XY组合[石歧鸽(X)■×白卡奴鸽(Y)♀]、LY组合[欧洲肉鸽(L)■×白卡奴鸽(Y)♀]和LX组合[欧洲肉鸽(L)■×石歧鸽(X)♀],每个组合170对,进行为期1年的生长性能和繁殖性能统计,比较产蛋间隔、产蛋窝次、年产蛋数、无精蛋数、死胚数、出雏数、出栏乳鸽数、死雏数、受精率、出雏率、成活率、公鸽重、母鸽重、28日龄乳鸽体重等指标,运用主成分分析方法进行杂交组合的综合评价和优良组合的筛选。结果表明:XY组合的产蛋间隔最短(25.50 d),极显著低于LY组合(31.28 d)和LX组合(30.67 d,P<0.01);XY组合的年产蛋数最多(22.69个),极显著高于LY组合(21.28个,P<0.01);LY组合受精率最高为88.96%,极显著高于XY组合(83.51%,P<0.01),显著高于XL组合(84.57%,P<0.05);XY组合出栏乳鸽数最多,为13.57只。产蛋窝次、产蛋数、无精蛋数和死胚数与产蛋间隔之间呈强负相关,产蛋数、无精蛋数、死胚数与产蛋窝次之间呈强正相关,乳鸽重与公鸽重和母鸽重之间呈强正相关,XL组合的公母鸽体重均较重,因此该组合的乳鸽体重最重(547.65 g)。LX组合死淘率低,出栏数相对较多,且28日龄乳鸽体重较重。从繁殖性能中提取了三个主成分,分别为产蛋因子、乳鸽数因子、乳鸽体重因子,LX组合产蛋因子得分较高,LX组合乳鸽数因子较高。说明LX组合适合于肉鸽生产;XY组合产蛋量高,适合于蛋用鸽生产。

基于主成分分析的金针菇单孢杂交后代菌株筛选评价

以2个金针菇品种的37个单孢杂交后代菌株为试材,采用描述性分析、主成分分析、聚类分析等方法,对其3个酶活性指标(纤维素酶、半纤维素酶、漆酶)和5个农艺性状指标(菌盖直径、菌盖厚度、菌柄直径、菌柄长度、产量)进行了综合分析,以期筛选优异的金针菇种质资源。结果表明:各指标变异系数在20.93%~42.75%,其中变异系数最大的是产量指标,为42.75%。通过主成分分析和聚类分析,构建金针菇综合评价体系,筛选出12、32、33号3个单孢杂交后代菌株,未来可以作为优良种质资源加以利用。

15种常见食用菌营养成分分析及评价

为研究不同种类食用菌的营养价值,对15种常见食用菌干品中的蛋白质、多糖、氨基酸以及矿质元素含量进行检测分析。结果表明,15种食用菌蛋白质含量(w,后同)为8.49~32.30 g·100 g^(-1),粗多糖含量为7.76~40.21 g·100 g^(-1),K含量为1.12~3.58 g·100 g^(-1),P含量为0.28~1.44 g·100 g^(-1),Zn含量为0.0018~0.0123 g·100 g^(-1),Ca含量为0.0058~0.6240 g·100 g^(-1)。15种食用菌中总氨基酸含量为5.81~23.76 g·100 g^(-1),其中羊肚菌最高;平菇的氨基酸比值系数评分为77.97,氨基酸组成最均衡;谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asp)含量比较丰富,蛋氨酸(Met)含量相对不足。除牛肝菌的第一限制氨基酸为亮氨酸(Leu)外,其余食用菌的第一限制氨基酸均为Met。主成分分析和聚类分析表明,食用菌营养组成和含量与其种类相关。

不同品种猕猴桃多酚和类胡萝卜素组成的主成分分析

为研究不同品种猕猴桃果实的品质特征及多酚类和类胡萝卜素组成的区别,选取12种市售猕猴桃采用直接测量法对基本品质特征(硬度、可溶固形物、可滴定酸含量)进行测定,采用高效液相色谱法测定果实的多酚和类胡萝卜素组分含量,对不同品种猕猴桃中多酚和类胡萝卜组成进行主成分分析。结果表明,12种猕猴桃果实品质特征、多酚组分含量和类胡萝卜素组分含量差异明显。海沃德果实较硬,硬度为1.10 kg/cm~2,翠香可溶性固形物含量较高,为18.78%,东红可滴定酸含量较高,为1.40%,翠玉维生素C含量较高,为207.90 mg/kg。猕猴桃果实中,单体酚以(-)-原儿茶酸含量最高,(-)-儿茶素含量最低;单体类胡萝卜素以β-胡萝卜素含量最高,α-胡萝卜素含量最低;猕猴桃果实中至少含有23种多酚,6种类胡萝卜素,其中奎宁酸、芦丁是含量最高的2种多酚,含量分别在74.09~304.16 mg/kg和3.58~31.63 mg/kg。金梅、翠香、海沃德、米良1号果实中的多酚组成最为复杂,至少有25种,其中β-胡萝卜素是含量最高的类胡萝卜素,含量在1.06~41.57 mg/kg。利用主成分分析法对12个猕猴桃品种进行全面的评价,得出4个主成分因子累计贡献率为68.609%,可以反映猕猴桃品质的大部分信息,不同品种猕猴桃多酚及类胡萝卜素含量差异明显。

基于脂肪酸组成结合主成分分析识别不同比例大豆油和菜籽油调配的调和油

结合脂肪酸组成和化学计量学方法,对大豆油、菜籽油及其不同比例的二元调和油的识别进行基础研究,并分析不同比例调和油中脂肪酸含量的变化。结果表明在大豆油和菜籽油中,共检出脂肪酸组分17种,主要以油酸、亚油酸、棕榈酸和亚麻酸为主。在以不同比例低芥酸菜籽油和大豆油调配的调和油中,脂肪酸含量随调和比例的改变而呈现一定趋势的增加或减小。结合脂肪酸组成,对所有的139个样品进行了主成分分析(PCA),结果表明大豆油和菜籽油可以互相实现区分,不同比例的调和油样品分布在调配的溯源样品之间,基本按照比例关系分布成一条直线。研究通过对菜籽油、大豆油及其不同比例调配的调和油的脂肪酸组成进行了定量分析,分析了它们之间脂肪酸组成的变化,并结合化学计量学手段进行一些识别分析,为规范调和油的生产和保障公平有序的调和油市场提供参考。

基于主成分分析的多重定量PCR荧光串扰校正

聚合酶链式反应(PCR)是分子生物学常用的检测手段,主要用于对生物的DNA或RNA进行检测。由于荧光光谱重叠和滤光片过滤带宽限制,检测时所获得的荧光数据通常会包含荧光通道之间的串扰,串扰的存在使PCR结果分析变得复杂,并可能影响最终的检测结果。选择合适的光学元件,并确定通道间的补偿矩阵,可以降低甚至消除荧光串扰。目前荧光补偿矩阵大多通过迭代计算获得,还没有一种简单的方法可以从混合的多通道荧光数据中找到荧光补偿矩阵。为了快速获得荧光补偿矩阵,减小计算量,采用主成分分析法(PCA)中确定主成分的方式,基于搭建的测试平台进行单一染料实验,获得染料的荧光信号在各个检测通道的分布情况,计算得到荧光补偿矩阵。通过分析补偿矩阵,发现对于搭建的硬件系统,Cy5染料对Cy5.5通道串扰较大,串扰比例为8.76%,同时Cy5.5染料对Cy5通道串扰影响也相对较大,比例约为6.2%;其次是ROX染料对HEX通道串扰,比例约为2.68%;HEX染料对FAM通道串扰,比例约为1.58%;FAM染料对HEX通道串扰相对较小,比例约为0.25%,其余通道无明显串扰,与荧光光谱反映的结果一致。采用得到的荧光补偿矩阵对单一染料实验得到的原始荧光数据进行处理,有效去除了非目标通道的荧光串扰,实现了荧光通道数据的解耦,验证了方法的可行性。最后设计了染料颜色分辨实验,将不同浓度的多种染料进行组合测试,并采用所提出的方法将得到的数据进行荧光补偿。实验结果表明,荧光通道各自的线性相关性较高,五个荧光通道的线性相关系数r均大于0.99,该结果进一步验证了该补偿方法的有效性。

基于主成分分析的5个蓝莓品种果实评价

以从国外引进的5个蓝莓品种为供试材料,研究其在丽江种植条件下果实的外观指标(果实横径、纵径、单果重、果形指数、色泽等)、营养成分(维生素C、可溶性蛋白质、游离氨基酸、可溶性糖、淀粉和花青素等),并利用主成分分析法对所有指标参数进行分析。结果表明:奥尼尔有最优的果形指数(0.86)、最高的单果重(1.87 g)和花青素含量(440.5μg/g),较高的可溶性糖含量(16.69%)、维生素C含量(0.35 mg/g)和游离氨基酸含量(41.11μg/g)。主成分分析提取了2个主成分,累计方差贡献率为85.635%,综合评分奥尼尔最高,为最优品种,适合引种栽培及作为育种材料。

牛至精油的提取工艺优化及成分分析

研究旨在优化传统水蒸气蒸馏和同时蒸馏萃取2种方法提取牛至草中精油的工艺条件。通过单因素和正交实验优化提取参数,并对精油进行GC/MS分析。结果表明,水蒸气蒸馏法和同时蒸馏萃取法2种方法的最佳提取工艺为盐基度1%,提取时间度1.5 h,料液比1:6,在该条件下提取得率分别为0.486 g/100 g和0.608 g/100 g。水蒸气蒸馏法所得精油中烷类16种、烯类6种、醇类4种、酚类3种、酮类1种,含量占比分别为74.366%、6.263%、1.245%、12.684%、0.449%;同时蒸馏萃取法所得精油中烷类20种、烯类9种、醇类5种、酚类3种、酮类1种,含量分别占比60.127%、12.597%、2.795%、22.147%、0.936%。同时蒸馏萃取得到的精油组分种类和主要抑菌成分的含量明显多于水蒸气蒸馏法所得精油组分种类和含量。主要抑菌成分百里香酚、伞花烃、γ-松油烯、香芹酚和α-水芹烯在水蒸气蒸馏所得精油中的含量分别为8.492%、3.286%、2.551%、2.143%和0.206%,在同时蒸馏萃取所得精油中的含量分别为13.925%、5.218%、4.509%、4.14%和0.36%。采用本研究所得最佳工艺所得精油得率高,可为企业生产制备牛至精油提供参考。

基于独立成分分析重症肌无力患者的静息态默认网络的功能连接改变及其与认知障碍的相关性

目的研究重症肌无力(myasthenia gravis,MG)患者大脑默认网络(default mode network,DMN)功能连接的改变,以及DMN和认知功能的关系。方法前瞻性纳入2020年1月至2022年12月就诊于苏州大学附属第一医院神经内科的MG患者39例,另选取同期性别、年龄、受教育年限、种族与MG患者匹配的40名健康志愿者作为健康对照组。对所有受试者进行神经心理学测试、情绪评估及静息态磁共振功能扫描。采用独立成分分析技术评估受试者大脑DMN的功能连接变化。采用Spearman相关性分析MG患者差异脑区的DMN的功能连接值与认知功能的相关性。结果MG组整体认知功能〔简易精神状态量表(MMSE)和蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评分〕、言语学习和记忆能力(Rey听觉词语学习测验、词语流畅性测试)、视空间功能(钟表测试)评分均较对照组降低(均P<0.01);在执行能力测试方面,MG组连线功能测试完成时间长于对照组(P<0.01);MG组汉密尔顿焦虑量表和汉密尔顿抑郁量表评分均高于对照组(P<0.01)。独立成分分析结果显示,MG患者的DMN内功能连接在左后扣带回比对照组减弱(P<0.05,经过FDR校正)。MG患者的DMN内左后扣带回功能连接值与MMSE评分、数字符号转换测验评分呈正相关(P<0.05),而与连线测验A和B时间呈负相关(P<0.05)。结论MG患者在整体认知功能、言语学习和记忆力、视空间功能和执行功能方面下降,在左后扣带回的DMN内功能连接减弱,差异脑区在DMN内功能连接值与认知评分存在相关性,提示MG患者的认知功能损害可能与中枢神经系统受累有关。

基于主成分分析的直播水稻后代稳定品系产量及稻米品质比较

以52份直播后代稳定品系为研究材料,对其稻米产量及品质性状进行分析,结果表明,供试材料产量及稻米品质性状均有不同程度分离。在产量上有待提高,但在加工品质、外观品质、营养食味品质等方面存在较大优势。利用主成分分析对直播稻种质资源稻米品质性状采用降维处理,构建了稻米品质性状的综合评价函数,筛选出5份评分大于2.0的材料,22DS045评分最高,达3.102,为辽宁滨海稻区抗逆优良食味直播水稻新品种选育研究与创新提供材料基础。