温县铁棍山药

温县北依太行,南临黄河,位于山河两阳之地。黄河、济水、沁河穿境而过,千百年的河水冲刷淤积形成了独特的牛角川地形,土层深厚,土壤肥沃,微量元素丰富;太行山的屏障作用和黄河的调节作用,形成了冬不过冷、夏不过热、春不过旱、秋不过涝的独特气候;太行山的岩溶水携带丰富的微量元素渗入地下,与地下水贯通相连,形成了独特的水质。特殊的土壤、气候、水质条件,为温县铁棍山药特有的品质提供了优越的条件。

干燥方式对铁棍山药片挥发性风味成分的影响

采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)和电子鼻,分别测定热风干燥、微波干燥、真空干燥、真空冷冻干燥、联合干燥5种干燥方式加工的铁棍山药片的挥发性风味成分,并结合主成分分析,研究干燥过程中山药片风味的变化。结果表明,在5种干燥方式制得的山药片中,共检出95种挥发性成分,主要包括烃类、醛类、酮类、醇类、酯类、苯类和杂环化合物等。壬醛、癸醛、2,6,10-三甲基十四烷、香叶基丙酮是山药片中的主要风味物质。热风干燥、真空干燥、微波干燥所得山药片的主要挥发性物质有烃类、苯类和醛类;真空冷冻干燥、联合干燥所得山药片的主要挥发性物质有烃类、醛类和酮类。电子鼻检测结果表明,5种干燥方式制得的山药片风味存在一定差异,其中热风干燥和真空干燥所得山药片的风味在醇、部分芳香族化合物上具有相似性,真空冷冻干燥山药片与其它干燥方式山药片的风味差异主要是含氮化合物、含硫化合物。这与GC-MS分析结果一致。根据主成分分析法建立了山药片香气品质评价模型,得出联合干燥方式制得的山药片综合得分最高,香气品质最好,其次为真空冷冻干燥、微波干燥、热风干燥、真空干燥。

铁棍山药片热风干燥过程中传热传质规律

[目的]探明热风干燥过程中铁棍山药片的传质情况,以及干燥空间和山药片的传热情况。[方法]选用7种薄层干燥数学模型对山药片热风干燥曲线进行拟合,找出最适传质动力学模型;测定不同温度下山药的导热系数和比热容,在此基础上利用ANSYS软件模拟热风干燥过程中干燥空间温度场变化和山药片温度变化。[结果]Modified Page模型能准确预测不同热风温度条件下山药片的水分变化情况(R2为0.998 96~0.999 86)。热风干燥过程中干燥室空间温度总体呈水平面上距进出风口近处温度高,远处温度稍低,竖直面上呈上高下低的状态,但温差均不大。热风干燥过程中山药片中心处温度最低,外表面温度最高,内外层温差逐渐缩小,前期温度变化较快而后期缓慢,实测值与模拟值间的温差最大达7.75℃,最小仅为0.07℃,说明模拟结果准确度较高。[结论]Modified Page模型和ANSYS软件能够准确模拟热风干燥过程中山药片的传热传质。

代谢组学结合LASSO回归机器学习方法识别太谷山药和铁棍山药中的差异标志物

本研究旨在利用代谢组学筛选出太古山药和铁棍山药之间的差异代谢物,并通过LASSO回归机器学习方法确定作为预测不同山药品种的差异标志物。研究采用超高效液相色谱-四级杆飞行时间串联质谱(ultraperformance liquid chromatography-quadrupole time of flight tandem mass spectrometry,UPLC-Q-TOF-MS/MS)分析两种山药中的代谢物,通过主成分分析(principal component analysis,PCA)和正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)识别出两种山药中的差异代谢物,利用最小绝对收缩和选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归方法筛选出差异性标志物,建立用于品种鉴别的预测模型。结果显示,在两种山药中共鉴别出206种代谢物,PCA分析发现太谷山药和铁棍山药之间区分明显,OPLS-DA进一步筛选出56种存在显著性差异的代谢物。基于这些差异代谢物进行LASSO回归分析,得到ophiogenin 3-O-beta-L-rhamnopyranosyl-beta-D-glucopyranoside、天冬氨酸、表儿茶素没食子酸酯、夏佛塔苷以及没食子儿茶素5种关键差异标志物,建立了用于太谷山药和铁棍山药品种鉴别的LASSO回归预测模型。本研究基于代谢组学和LASSO回归机器学习方法,识别出太谷山药和铁棍山药的差异标志物,构建了不同品种山药的预测模型,为山药的鉴别提供了新的思路。

基于随机森林的原位质谱法快速鉴别铁棍山药真伪

[目的]建立一种快速无损的铁棍山药真伪鉴别方法。[方法]在常温常压环境下,运用大气压化学电离质谱技术对不同产地的铁棍山药(TG)和非铁棍山药(FTG)化学成分进行检测,每种铁棍山药样品和非铁棍山药样品各采集200组数据,共获得3600个质谱数据点,利用主成分分析(PCA)和随机森林(RF)算法对获得的一级质谱数据进行模式识别分析,建立铁棍山药与非铁棍山药真伪鉴别模型。[结果]通过HS-APCI-MS获得的铁棍山药样品与非铁棍山药样品的一级质谱图差异明显,根据主成分累计方差贡献图,前7个主成分的累计方差贡献率为85.63%(≥85%);当决策树数量为25时,训练集、检测集准确率均达到100%,所建立的铁棍山药原位质谱分析结合RF算法对铁棍山药的鉴别效果显著,RF的分类效果优于PCA。[结论]应用原位质谱分析技术结合RF算法可以快速无损鉴别铁棍山药真伪。

温县铁棍山药产业发展现状问题及对策浅析

河南省焦作市温县铁棍山药营养价值高,具有特别适宜生长的土壤环境,其产业发展也得到了政府的支持。通过对温县铁棍山药产业发展现状的分析,指出产业发展中存在标准化体系不健全、产品宣传不到位、市场竞争力有待提高的问题,并有针对性地提出“完善标准化体系,加强产品宣传,提高市场竞争力”的对策建议。

响应面法优化黄精铁棍山药酸奶工艺研究

以黄精、铁棍山药为主要原料研究黄精铁棍山药酸奶的制备工艺,采用单因素试验研究黄精浆添加量、铁棍山药浆添加量、白砂糖添加量和发酵时间对黄精铁棍山药酸奶理化性质的影响,基于感官评分测定结果,利用响应面法优化黄精铁棍山药酸奶制备工艺。结果表明,黄精铁棍山药酸奶最佳工艺为黄精浆添加量6.00%、铁棍山药浆添加量8.00%、白砂糖添加量7.00%、发酵时长10 h,其感官评分达到86.93分,在此条件下生产的黄精铁棍山药酸奶组织细腻,质地均匀,黄精与铁棍山药风味浓郁且与酸奶味相互协调,具有较高的营养价值。

突破铁棍山药种植的瓶颈——铁棍山药重茬种植研究

铁棍山药以其色白、粉足、质腻、味甘、药性足而闻名全国,属于药食同源作物,具有很高的滋补食用价值,发展前景广阔。由于重茬种植会诱发多种病虫害,引起土壤养分流失、土壤板结等问题,为保证铁棍山药的产量和品质,当地一般实行10~15年轮作。种植地块散,轮作周期长,成为制约其规模化种植的主要因素。为了解决铁棍山药重茬种植中遇到的问题,促进土地合理循环利用,相关部门开展了铁棍山药重茬种植试验研究,总结出一套切实有效的解决方案,以供交流参考。

铁棍山药蛋白质的分离纯化及体外抗氧化活性

以铁棍山药为材料,研究其蛋白质的分离纯化及体外抗氧化活性。山药粗蛋白质经DEAE-52纤维素层析柱及Sephadex G-100层析柱纯化,得到两个蛋白质组分PDOT-1和PDOT-2,经SDS-PAGE电泳,发现蛋白质分子质量分布在20、31、50kD和66kD。体外抗氧化实验表明山药粗蛋白质、PDOT-1和PDOT-2对DPPH自由基、O-2、.OH具有较明显的清除作用,并且对Fe2+具有较强的螯合作用。因此铁棍山药蛋白质具有较好的抗氧化活性,可作为潜在的抗氧化剂或抗衰老药物进行深入研究。

铁棍山药组织培养快繁及试管珠芽离体再生体系研究

以河南温县铁棍山药带腋芽的茎段为外植体进行铁棍山药种苗快繁及珠芽离体再生体系的研究。结果表明：（1）75%乙醇浸泡30 s和5% NaClO消毒15 min配合使用灭菌效果最好;腋芽诱导最适培养基为MS＋0.5 mg·L-1 6-BA＋0.1 mg·L-1 NAA,培养20 d后诱导的多芽体倍数最高,为2.22,高度最高为3.3 cm;继代增殖最适培养基为MS＋1.5 mg·L-1 6-BA,增殖倍数可达4.1;生根培养最适培养基为1/2MS＋0.2 mg·L-1 6-BA＋1.0 mg·L-1 NAA＋0.02%活性炭,平均生根天数为12 d,生根率达100%,根系最长为1.04 cm。（2）用单芽带外植体的接种方式,其珠芽诱导率及诱导的珠芽数显著高于只接单芽的接种方式,珠芽诱导率达88.9%,平均珠芽数为1.50,大小为0.38 cm×0.54 cm;蔗糖浓度为1%～3%有利于珠芽诱导,珠芽整齐度好,形状规则,试管苗叶色浓绿;离体珠芽芽诱导的最适培养基为MS＋1.5 mg·L-1 6-BA＋0.2 mg·L-1 NAA,珠芽在18～22 d发芽,30 d后诱导率最高为83.3%。该实验结果为铁棍山药试管苗的工厂化生产奠定了技术基础。

栽培昆明山药与铁棍山药品质比较

目的:通过鲜品折干率和干品的水浸出物、醇浸出物、淀粉、蛋白质、粗脂肪以及水溶性多糖等各项指标的测定,对比云南栽培昆明山药和河南铁棍山药的品质,以寻找优良品种。方法:上述各项指标分别采用干燥失重法、冷浸法、热浸法、碘蓝法、凯氏定氮法、索氏抽提法和分光光度法。结果:云南栽培山药的鲜品折干率略低于河南铁棍山药,干品中除粗脂肪含量低于铁棍山药外,其余各项指标均高于或等于铁棍山药,尤其是水溶性多糖,高出64%。结论:云南栽培山药品质好,且产量高,鲜品口感亦好,是值得关注的优良品种。

无硫护色剂对鲜切铁棍山药片酶促褐变的影响及其PPO特性研究

在4℃贮藏期间,通过前期实验筛选的无硫护色剂(0.25%柠檬酸+0.1%植酸+0.25%氯化钙)对鲜切铁棍山药片褐变抑制效果明显,贮藏期较亚硫酸钠处理的延长2d,较蒸馏水对照延长4d,其显著抑制PPO活性上升,而对POD活性上升没有抑制作用。PPO的最适pH为6.0,最适反应温度为35℃,最适底物(邻苯二酚)浓度为0.07mol/L,与邻苯二酚具极强的亲和力。研究认为,本实验筛选的无硫护色剂可在铁棍山药饮片鲜加工中替代亚硫酸钠护色。

铁棍山药多糖抗疲劳及耐缺氧作用研究

目的探讨铁棍山药多糖成分对体力疲劳的缓解作用。方法配制不同浓度的山药多糖溶液,将50只小鼠随机分为山药多糖低、中、高3个剂量组(50,100,200 mg/kg)和空白对照组,分别每天灌胃给药,给药14 d后检测小鼠负重游泳时间以及缺氧存活时间,测定血清尿素、肝糖元含量,明确铁棍山药多糖的抗疲劳和耐缺氧作用。结果铁棍山药多糖能有效延长小鼠的游泳时间和耐缺氧时间,降低运动后血清尿素的增量,显著增加运动小鼠肝糖原的储备。结论一定剂量的山药多糖对小鼠有明显的抗疲劳抗缺氧作用。

不同干燥方式对铁棍山药品质的影响

以外观、营养成分、复水性及超微结构为指标,比较4种不同的干燥方式对铁棍山药品质的影响。冻干(FD)对铁棍山药品质的保留最好,冻干真空微波联合干燥(FD-MVD)对产品品质的保留接近于FD,且能够使干燥时间缩短31%。微波真空干燥时间最短,但品质不如前两种干燥方式。热风干燥(AD)对感官品质和维生素C破坏较多,但对于多糖含量的保持与其它方法无异。超微结构的结果表明,MVD和AD对结构破坏较多,而FD和FD-MVD很好的保持了原有的细胞结构。

铁棍山药POD特性及褐变抑制研究

以铁棍山药为试材,采用分光光度法,研究了与其褐变相关的过氧化物酶(POD)的特性以及抑制剂对POD活力的影响。结果表明:铁棍山药POD对愈创木酚的最适反应pH为5.0,温度为50℃,在80℃下温育5 min基本失活,酶促反应的最佳底物为愈创木酚,且最适浓度为0.04 mol/L,Km值为0.012 mol/L;L-半胱氨酸盐酸盐和抗坏血酸对POD均有很强的抑制作用,柠檬酸对POD的抑制作用次之,植酸对POD的抑制作用再次之,而氯化钠、EDTA-2Na对POD的抑制作用不明显。为抑制由POD引起的鲜切铁棍山药片的褐变,应在较低(<20℃)或较高温度(>70℃)下进行操作,鲜切片的无硫护色剂首选L-半胱氨酸盐酸盐或抗坏血酸,其次是柠檬酸,第三是植酸,护色剂溶液pH值应低于5.0或高于6.4。

铁棍山药褐变特性研究

研究了铁棍山药的褐变特性,包括酚类物质的分布与褐变的关系,多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性变化与褐变度的关系及pH和温度对其非酶褐变的影响。结果表明:酚类物质的分布情况与褐变发生部位相一致;PPO、POD和PAL的活性与褐变度呈正相关,其相关性依次为PPO>POD>PAL;酸性条件有利于抑制非酶褐变,低于或高于40℃,非酶褐变均有降低的趋势。

CaCl_2处理对铁棍山药块茎采后品质的影响

试验研究了CaCl2处理对铁棍山药采后贮藏过程中块茎品质的影响。结果表明：块茎含水量快速下降是其品质降低的关键因素。用适宜浓度（0．1％-21．0％）的CaCl2处理，可明显抑制贮藏期间铁棍山药块茎含水量的下降，使块茎褐变率大大降低，可溶性蛋白和可溶性总糖含量维持在较高的水平，而较高浓度（2．0％）的CaCl2处理则作用相反。

铁棍山药及其零余子营养成分的比较研究

对怀山药道地产区的铁棍山药及其零余子中淀粉、脂肪、氨基酸和灰分等营养成分进行分析比较。结果表明,铁棍山药中淀粉和灰分含量高于零余子,而零余子中脂肪、总氨基酸以及必需氨基酸的含量高于山药。山药零余子营养成分丰富,值得进一步研究和开发。

铁棍山药新品种选育研究

目的:为了选育出综合性状优良的铁棍山药新品种。方法:通过铁棍山药零余子太空诱变育种,筛选7个新品系(分别编号为1号、2号、4号、6号、8号、9号、10号)与对照(主栽品种铁棍山药)在产量、尿囊素含量、水溶性浸出物及抗病性等方面进行了测定分析,并对新品系10号、6号和对照进行了营养成分测定分析。结果:(1)单株鲜重6号>10号>4号>9号>1号>对照>2号>8号,6号和10号单株鲜重均高于对照,与对照比较差异极显著(P<0.01);折干率2号>10号>9号>6号>8号>对照>1号>4号,10号和6号折干率均高于对照;单株干重10号>9号>6号>2号>1号>对照>4号>8号,10号和6号单株干重均高于对照。(2)尿囊素含量6号>4号>10号>对照>9号>8号>2号>1号,6号尿囊素含量高于10号和对照,与10号和对照比较差异显著(P<0.05);10号尿囊素含量高于对照,但差异不显著;6号在尿囊素含量方面具有显著优势,10号尿囊素含量与对照相近。(3)浸出物含量6号>2号>4号>10号>1号>对照>9号>8号,浸出物含量6号高于10号和对照,与10号和对照比较差异极显著(P<0.01);10号浸出物含量高于对照,与对照比较差异显著(P<0.05)。(4)10号口感干、面、甜、香,具有明显优势;6号口感干、面、硬,9号口感干、脆,表现一般。(5)6号高抗炭疽病,高抗褐斑病,抗性较高;10号中抗炭疽病,高抗褐斑病,抗性表现良好;对照中感炭疽病,中抗褐斑病,抗性一般。(6)10号和6号淀粉、还原糖、蛋白质、灰分含量均高于对照,水分含量低于对照,10号和6号营养品质好于对照。结论:新品系10号(审定名为"铁棍06-1")适合作为食用铁棍山药新品种推广;新品系6号适合作为药用铁棍山药新品种推广。

铁棍山药内生菌的分离及对白菜软腐菌拮抗菌的筛选

用涂布平板法从铁棍山药(Dioscoreaopposita Thunb. CV. Tiegun)中分离得到32株内生菌菌株。用抑菌圈法测定其对白菜软腐菌(Erwiniacarotovora var. carotovora)的拮抗作用,共得到11株对该病原菌有拮抗作用的菌株,占菌株总数的34.4%。其中抑菌圈直径大于或等于10mm的菌株有4株,分别是B-2、B-5、B-6和F-8,占菌株总数的12.5%,抑菌圈直径最大的可达15mm。对具有拮抗作用的菌株进行革兰氏染色和芽孢染色,结果表明:这11株菌株全为细菌,均无芽孢;革兰氏染色阳性(G+)的有4株,革兰氏染色阴性(G-)的有7株;有3株菌株为球菌,其余为杆菌。