基于主成分-聚类分析模型的生态环境脆弱性分析:以平潭综合实验区为例

目前对平潭综合实验区(平潭主岛)脆弱性评价方面的研究仅有地下水系统的脆弱性研究,对生态环境方面的脆弱性研究尚未见诸文献中。针对此情况,文章首先从自然因素、人为干扰因素和环境因素3个方面构建了生态环境脆弱性指标体系,然后运用主成分-聚类分析模型对平潭综合实验区的生态环境脆弱性进行分区。脆弱性分区结论为平潭综合实验区总体为中强度脆弱,其中极强脆弱区为白青乡,强度脆弱区为北厝镇和苏澳镇,中度脆弱区为中楼乡、澳前镇和敖东镇,轻度脆弱区为平原镇、潭城镇和流水镇,微脆弱区为芦洋乡。文章从增加防护林的面积和种类、调整优化土地利用结构、开展生态功能区划和生态环境保护规划的编制工作三方面提出了降低研究区域生态环境脆弱性的对策措施。

预制菜消费端需求现状与影响因素分析——基于主成分分析和聚类分析法

为进一步壮大预制菜市场规模、促进预制菜消费需求不断增长,对北京市1085位居民消费者的调研结果进行数据分析,结果发现:绝大多数消费者对预制菜有所了解,了解的主要渠道为线下广告/试吃或网络推广,了解预制菜的消费者中青年消费者群体购买意愿偏高;不同年龄的消费群体对预制菜口味有着不同的偏好与要求,麻辣鲜香口味的预制菜总体上更受欢迎,并且消费者对口味的偏好随着年龄的增长逐渐偏向于清淡;大多数消费者偶尔购买预制菜,在消费者消费预制菜的情景上,工作与疫情影响更大;电商渠道和连锁超市渠道是消费者购买预制菜的主要渠道。通过二元选择模型研究分析消费者个人特征对预制菜消费的影响,发现消费者年龄、职业和在家烹饪频率对预制菜消费有显著影响,40周岁以下的年轻人、学生和企业员工、每周在家烹饪3次以上的消费者购买预制菜的倾向更高。通过主成分分析及聚类分析方法,对消费者预制菜购买动机及其选择结果进行分析,发现追求方便快捷型的消费者口味偏向于麻辣,购买预制菜多用于节日聚餐,购买渠道多为连锁超市和农贸市场;追求性价比型的消费者口味偏向于清淡、麻辣,购买预制菜多用于节日聚餐、送人,购买渠道多为农贸市场;追求安全型的消费者口味偏向于清淡、麻辣,购买预制菜多为上班忙以及疫情无法出门,购买渠道多为电商渠道、连锁超市;追求预制菜口味型的消费者口味偏向于香甜、麻辣,购买预制菜多为上班,做饭时间不足,购买渠道多为农贸市场。针对上述预制菜消费端需求现状与影响因素,提出了加强监管,增强居民对预制菜的信任;优化工艺,提高预制菜的质量和口感;加强宣传,提高预制菜的市场份额与知名度;采取直播带货,扩宽预制菜销售渠道等发展建议。

基于主成分分析法构建浓香型白酒香气分类模型

浓香型白酒分为三大流派,目前通过感官品评无法准确的对不同流派浓香型白酒进行分类,且受评价者的主观影响,导致评价结果难以量化。为探索不同流派浓香型白酒可量化的分类方法,本研究采用顶空固相微萃取结合气质联用技术对3种流派的7种优质浓香型白酒样品进行香气检测,利用主成分分析法对选定的优质浓香型白酒香气成分进行综合分析。结果表明,从7种白酒样品中共检测出145种挥发性风味成分,主要以酯类、芳香类、醇类、醛酮类化合物为主。通过主成分分析,鉴定出对优质浓香型白酒贡献度高的特征性风味组分有19种,包括己酸乙酯、正丁醇、丁酸乙酯、丁酸苯乙酯、乙缩醛等。通过构建的香气分类模型,可将七种浓香型白酒分成四簇,浓香多粮型白酒J1、J5归为一类,浓香单粮型白酒J2、J4归为一类,纯浓派鲁酒J6、J7归为一类,纯浓派苏酒J3单独归为一类,与对应白酒感官品评与聚类分析结果相一致。通过浓香型白酒香气分类模型的构建,对相关浓香型白酒香气的差异性形成理性分析及参考,同时为浓香型白酒的分类提供数据支持。

基于主成分分析和聚类分析AA肉鸡生产力评定模型的建立

为了对规模化肉鸡场AA肉鸡的生产力水平进行综合评定,试验以滑县某肉鸡场5栋鸡舍1~5周龄的103 020只AA肉鸡为试验动物,对入栏数(x_(1))、存栏数(x_(2))、成活率(x_(3))、周耗料量(x_(4))、累计周耗料量(x_(5))、日耗料量(x_(6))、累计日耗料量(x_(7))、只耗料量(x_(8))、累计只耗料量(x_(9))、只日耗料量(x_(10))、累计只日耗料量(x_(11))、体重(x_(12))、周增重(x_(13))、日增重(x_(14))、周效率(x_(15))、累计效率(x_(16))等16项生产指标进行了相关分析、主成分分析和聚类分析,筛选出代表性生产指标,再运用主成分分析法建立生产力评定模型。结果显示:16项生产指标间120个相关系数中99个达到极显著水平(P<0.01),6个达到显著水平(P<0.05),15个不显著(P>0.05);提取的4个主成分Y_(1)、Y_(2)、Y_(3)和Y_(4)方差贡献率分别为83.544%、10.956%、3.662%和1.081%,累计贡献率为99.245%;16项生产指标聚为5类;选出的代表性生产指标为x_(2)、x_(3)、x_(5)、x_(7)、x_(9)、x_(11)、x_(12)、x_(13)和x_(16);所建立的AA肉鸡生产力评定模型为I=0.027x_(2)-0.096x_(3)+0.116x_(5)+0.116x_(7)+0.111x_(9)+0.111x_(11)+0.119x_(12)+0.150x_(13)-0.122x_(16)。此模型解决了多项生产指标的合理加权问题,可用于AA肉鸡的生产力综合评定。

干鲜连钱草茎叶挥发性成分的GC-MS分析

为探究干鲜连钱草不同部位中挥发性成分的差异,利用水蒸气蒸馏法分别提取干鲜连钱草茎叶中的挥发性成分,再运用气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)联用法,对提取的成分进行分析鉴定,最后运用主成分分析(principal component analysis,PCA)和聚类分析(cluster analysis,CA)分析其成分差异。由GC-MS数据分析可知,从连钱草干鲜茎叶提取的挥发性液体中共鉴定出125种成分,其中主要挥发性成分70种,包括醇类、羧酸类、酮类等。从鲜叶、鲜茎、干叶和干茎中分别鉴定出39、13、52、25种主要成分,相对含量分别占各组总挥发油的83.92%、97.21%、67.48%和98.29%,其中共有挥发性成分5种,各部位特有成分分别有13种、1种、16种和1种。分析结果表明,连钱草的鲜叶和干叶中挥发成分有显著差别,鲜茎和干茎中的挥发成分较为相似,但与鲜叶和干叶有较大区别。

基于GC-IMS指纹图谱分析云南不同产地美味牛肝菌的挥发性成分

为探究不同产地美味牛肝菌挥发性风味物质的特征及差异,采用气相-离子迁移谱技术(GC-IMS)检测云南9个产地美味牛肝菌的挥发性风味物质并建立指纹图谱。结果表明:共鉴定出91种挥发性风味物质,主要包括醛类、酮类、酯类、醇类、酸类、烃类、醚类等,而不同产地的美味牛肝菌的挥发性风味物质存在差异。主成分分析结合聚类分析表明,通海(TH)和易门(YM)、昆明(KM)和嵩明(SM)的风味物质在统计学分析中表现出的差异最小,可能是地理位置与海拔高度形成的生态环境与气候条件综合作用的结果,具体成因有待分析。指纹图谱分析表明,1-辛烯-3-酮、乙醛、正戊醛、柠檬烯、乳酸乙酯、丙醛是牛肝菌的特征风味物质。本研究结果为美味牛肝菌的风味识别、产地鉴别奠定了理论基础。

玻璃文物成分分析与鉴别的数学模型

针对2022年全国大学生数学建模竞赛C题“玻璃文物的成分分析与鉴别问题”中的4个问题分别进行建模分析,根据玻璃文物的化学成分含量、纹饰及颜色等数据,基于单因素方差分析,探究玻璃文物的表面风化与玻璃类型、纹饰及颜色的关系,建立ARIMA模型,预测风化前玻璃文物的化学成分含量;通过主成分分析提取玻璃文物的分类特征,结合聚类算法进行亚类划分;通过基于欧氏距离的聚类算法鉴别未知玻璃文物的类别,分析玻璃文物分类结果的敏感性;通过K-Means++聚类算法分析不同类别玻璃文物的关联关系,对不同类别玻璃文物关联关系的差异性进行判断,给出结论。

基于GC-MS联用技术对不同产地不同部位连钱草挥发性成分的比较分析

目前,对不同产地连钱草比较研究较为缺乏,本试验旨在探究不同产地连钱草茎叶中挥发性成分的差异。采用水蒸气蒸馏法分别提取挥发性成分,利用气相色谱-质谱(GC-MS)方法,运用主成分分析(PCA)和聚类分析(CA)分析其成分的差异。由GC-MS数据可知,皖产叶、皖产茎、苏产叶、苏产茎、豫产叶和豫产茎中分别鉴定出63、46、65、38、64和27种提取的挥发性成分,共鉴定出105种,特有成分分别有12、3、9、1、15和3种,所共有挥发性成分有15种。对不同产地连钱草的叶中挥发性成分含量进行比较,未发现一致突出的化合物;而对于不同产地连钱草的茎中以棕榈酸含量明显突出。聚类分析显示,苏产茎和豫产茎挥发性物质较为相似,而与皖产茎有一定差异。分析结果表明,不同产地连钱草茎叶的挥发性成分和含量存在一定的差异,其中既有共有成分,也存在特有成分,其中棕榈酸含量都尤为突出。本研究结果可为连钱草进一步药用、饲料工业开发和畜牧疾病的治疗以及更多药理活性的发现提供参考。

基于主成分分析法的中高温大曲香气物质评价模型的建立

目的 基于主成分分析法构建大曲香气质量评价模型,为中高温大曲的质量评价提供可量化的香气评价方法。方法 采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱法对中高温大曲样品进行香气检测,利用主成分分析法对大曲香气品质进行综合评价,并通过感官品评与聚类分析验证此模型的可行性。结果 本研究从中高温大曲样品中检测出117种挥发性成分,主要包括酯类、芳香类、吡嗪类、醛酮类化合物等,通过主成分分析法,鉴定出对中高温大曲香气品质优劣起关键性作用的成分有19种,包括苯乙醇、戊酸乙酯、己酸乙酯、四甲基吡嗪等,由此构建的香气质量评价模型,可将中高温大曲样品分成3簇,与对应大曲感官品评与聚类分析结果相一致。结论 本研究通过主成分分析法构建的中高温大曲香气品质评价模型,可以客观地反映大曲香气品质,为大曲香气质量的判断和分类提供了一个新的方法。

基于主成分-聚类分析评价不同定植年限核桃土壤微生物生态

【目的】评价新疆南疆不同定植年限核桃土壤微生物生态,为分析核桃园土壤退化问题及研究区域土壤微生物生态健康的研究提供参考。【方法】采用时空互代法,以叶城地区核桃树为研究对象,分析土壤理化性质、微生物数量和土壤酶活性等微生物生态特征在时间(5、8~10、15、20~25年的定植年限)和空间(0~20 cm和20~40 cm土层)上的变化规律,并采用主成分-聚类分析进行评价。【结果】随着核桃定植年限的延长,0~20 cm和20~40 cm土壤pH总体呈酸化趋势。土壤总盐和除速效磷外的其余养分含量有明显表聚现象,全氮和有机质含量呈先降低后升高趋势。土壤可培养细菌、放线菌和真菌数量也存在表聚现象,随着核桃定植年限延长,土壤细菌数量呈先升高后降低趋势,放线菌和真菌数量有增长趋势。脲酶和蔗糖酶活性均随土层深度的增加总体降低,但不同定植年限没有明显的变化规律。0~20 cm土壤微生物生态综合得分排名为核桃定植15年>20~25年>8~10年>5年;20~40 cm土壤为核桃定植20~25年>8~10年>15年>5年。【结论】5年定植的核桃土壤微生物生态条件最差;0~20 cm表层定植15年、20~40 cm亚表层定植20~25年核桃土壤微生物生态条件最好。

主成分-聚类分析法在道路交通安全评价中的应用

利用数理统计学中的主成分-聚类分析方法对佳木斯市近几年的道路安全现状进行综合评价,结果表明,新构造的道路交通安全综合评价指标能够真实地反映道路交通安全状况,能够准确、客观地反映道路交通事故的特征、变化趋势以及事故原因类型,是对现有评价体系的补充和完善,具有广泛的实用性及推广价值。

聚类分析和主成分分析法研究桑黄气相色谱-质谱指纹图谱

通过气相色谱-质谱法鉴定不同产地桑黄的挥发性成分,建立桑黄的指纹图谱,并对不同产地桑黄的成分进行比较分析。应用乙醚及乙酸乙酯作萃取剂进行超声提取,采用气相色谱-质谱法对提取物进行鉴定,峰面积法测定各成分的含量;利用聚类分析法和主成分分析法进行分析。气相色谱-质谱法鉴别得到27种桑黄有效成分及其含量,包括酯类、酮类、甾醇类等;聚类分析结果将桑黄大致分为3类;主成分分析提取了两个特征值大于1的主成分,第一主成分特征值为8.943,贡献率为59.619%;第二主成分特征值为3.106,贡献率为20.709%,总共包括了桑黄样品中80.329%的信息,成分得分情况对区分不同地区桑黄的成分提供数据支持。此法简单、准确、有效,峰分离度较好,可以有效鉴别及比较分析不同产地桑黄的成分差异。

基于SPME-GC-MS技术分析不同地理标志辣椒粉香气成分差异

为明确不同区域的地理标志辣椒粉香气成分差异,采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用(Solid phase microextraction-gas chromatograph-mass spectrometry,SPME-GC-MS)技术对不同区域的地理标志辣椒粉的挥发性风味物质进行分析。结果表明,受试样品中共检测出11类65种挥发性风味物质,包含烷烃类13种、烯烃类11种、醛类10种、醇类8种、酮类7种、醚类4种、酯类5种、酸类3种、呋喃类2种、吡嗪类1种、胺类1种;不同地理标志辣椒风味物质差异决定其呈香特点,高台辣椒、宝鸡辣椒、安集海辣椒、丘北辣椒、甘谷辣椒鉴定出来挥发性风味物质的数量依次为37、33、31、30、45,含量最高的风味物质分别为2,3,5,6-四甲基吡嗪、水杨酸甲酯、酞酸二乙酯、醋酸、四聚乙二醇单月桂醚;5种地理标志辣椒粉中均含有(1R,7r)-2,6,6,9-四甲基双环[5.4.0]-2,8-十一二烯、酞酸二乙酯、乙酸芳樟酯、醋酸4种挥发性风味物质;主成分与载荷值大的风味物质呈正相关,载荷值小的呈负相关,依据载荷值大小筛选出了对香气贡献较大的挥发性化合物。本研究结果为深入研究地理标志辣椒的地理环境与呈香特点关联性奠定了基础。

不同产地太白贝母中11种核苷与碱基类成分分析及产地差异研究

目的对10批采自重庆、云南、陕西等5个省(市)的太白贝母样品中11种核苷和碱基类成分的含量进行测定,采用化学计量学分析法比较太白贝母中的核苷和碱基类成分的含量差异,对其质量进行综合评价,为规范化种植和产地优选提供参考。方法水超声提取太白贝母中的核苷和碱基类成分,采用高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)法测定样品中各成分含量,并采用主成分分析(Principal component analysis,PCA)、层次聚类分析(Hierarchical cluster analysis,HCA)对产地进行划分,偏最小二乘判别分析(Partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)确定太白贝母中差异性的指标成分,比较指标性成分在不同产地样品间的含量差异。结果11种核苷和碱基类成分在不同产地太白贝母中存在显著差异;主成分分析和层次聚类分析可将样品聚为4类;PLS-DA鉴定出5个指标性成分,分别为尿嘧啶、胞嘧啶、尿苷、肌苷、腺苷,以重庆、湖北产地样品所含核苷和碱基成分相对较高,质量相对较优。结论该方法操作简单、重复性好、准确可靠,筛选出了鉴定不同产地太白贝母中的特征性核苷和碱基类成分,可用于初步阐明不同产地样品的差异性,并能够较好地反映太白贝母的品质,为太白贝母药材采购产地选择和质量控制提供参考。

基于主成分分析和聚类分析评价中华绒螯蟹蟹肉香气品质的研究

运用顶空固相微萃取-气-质联用技术,对采自阳澄湖的特级、1级、2级的雌性中华绒螯蟹体肉、钳肉和足肉中的香气成分进行了鉴定并以内标法对其定量。通过主成分分析法(PCA)和聚类分析法(CA)对不同蟹肉样品的香气品质进行评价。主成分分析结果显示:不同等级中华绒螯蟹钳肉和足肉的综合得分均大于零(2级-钳肉除外),香气品质较好,醇类、酮类、呋喃类、含氮类和芳香类五类成分对其贡献显著,是表征"高品质风味"的特征性香气成分;将部位因素统一考虑后,大闸蟹等级越高,蟹肉香气品质越好;将等级因素统一考虑后,大闸蟹足肉香气品质最佳,钳肉次之,体肉最差。经聚类分析发现:不同等级大闸蟹体肉及足肉样品香气轮廓可各自聚为一类。醇类、呋喃类、酮类、含氮类和芳香类5类香气成分可聚为一类。主成分分析和聚类分析结果存在一致性且可以相互补充,今后可利用两种方法建立不同大闸蟹蟹肉香气品质的评价模型。

不同品种和花期茶树花挥发性物质的主成分和聚类分析

以四川小叶种(群体)、福鼎大白、福安大白、福选9号、金观音和梅占6个茶树品种的花瓣露白和完全展开2个花期的茶树花为研究对象,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法结合保留指数的方式对供试的12个茶树花样品挥发性物质进行定性定量分析,并通过主成分和聚类分析对茶树花香型进行判定、区分和聚集。结果表明:气相色谱-质谱检测得到茶树花富含56个挥发性物质;对56个物质进行主成分分析可简化为6个主成分,累积方差贡献率达85.55%,可反映样品的大部分信息;通过主成分和聚类分析将12个茶树花样品分为2类:花期Ⅰ和Ⅱ的梅占、花期Ⅱ的四川群体种、花期Ⅱ的金观音归为1个集群;另8个样品归为1个集群。聚集在一起的茶树花样品香型相似,相似香型的茶树花可为原材料的混合采集及后期的生产加工提供参考。

基于主成分分析法羊肉火腿香气质量评价模型的构建

采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用技术(HSPME-GC-MS)测定10个羊肉火腿样本中的挥发性物质,筛选出22种主要风味物质,利用主成分分析法构建香气质量评价模型。结果表明:第一至五主成分的累积贡献率为82.989%,包含了十八醛、1-壬醇、正辛醛等15种化合物,能够较好地反映原始数据的信息。同时,该模型评价结果与感官评价结果具有很好的一致性,能综合、准确地反映羊肉火腿的香气质量优劣,为羊肉火腿香气质量评价提供了一种新方法。

基于主成分分析法的信阳毛尖香气质量评价模型构建

为探索信阳毛尖香气品质的评价方法,采用主成分分析(PCA)法,对不同等级、品种、季节所制的8个信阳毛尖茶样品的香气组分进行分类和主成分提取,构建香气数学评价模型。结果显示:构建的信阳毛尖茶香气组分质量评价模型为F=0.458 99F1+0.253 53F2+0.197 61F3;通过感官评价法进一步对模型评价结果进行检验,结果表明,2种方法评价结果具有很好的一致性,说明所构建的香气组分质量数学评价模型是可靠的。构建的评价模型具有客观性和重复性,避免了感官审评的主观性,在信阳毛尖香气等级划分方面具有一定的推广价值。

基于主成分聚类分析的煤层底板突水危险性预测

为准确预测煤层底板突水危险性,实现矿山安全生产,针对突水影响因素选取的主观性与因素之间的相关性,首先通过研究多元统计分析理论,建立基于主成分聚类分析的煤层底板突水危险性预测模型。然后用SPSS统计软件,对选取的样本数据进行主成分分析(PCA),定量分析各成分贡献率以确定主成分。将主成分作为系统聚类分析中的变量,结合主成分对聚类谱系图进行分析,预测样本煤层底板突水危险性。最后将本方法与其他2种方法的预测结果对比,分析存在差异的原因。

不同酒花葡萄酒香气主成分分析及聚类分析

采用顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)对添加哈拉道、捷克萨兹、卡斯卡特、西姆科4种酒花酿造的葡萄酒的香气成分进行检测,比较4种酒花葡萄酒的香气成分相似处及不同点。结果表明:添加卡斯卡特、捷克萨兹、西姆科3种酒花的葡萄酒挥发性成分种类增加。主成分分析结果显示,卡斯卡特、哈拉道、西姆科酒样存在着相同的特征香气成分,香气类似。聚类分析将不同的酒花葡萄酒样品聚为两组,一组为哈拉道、卡斯卡特、西姆科,另一组为捷克萨兹,与主成分分析结果一致。两种分析方法能较好区分出加入不同种类的酒花葡萄酒。