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        滇重樓不同部位氨基酸測(cè)定及營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

        2017-09-15 07:32:05嚴(yán)世武馬維思李林玉楊麗英

        楊 芳,嚴(yán)世武,馬維思,王 馨,李林玉,楊麗英,楊 斌*

        滇重樓不同部位氨基酸測(cè)定及營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

        楊 芳1,嚴(yán)世武2,馬維思2,王 馨2,李林玉2,楊麗英2,楊 斌2*

        (1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所,云南昆明 650205;2.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院藥用植物研究所,云南昆明650205)

        【目的】研究了滇重樓莖、葉、花和根莖的氨基酸組成、含量以及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,為滇重樓資源的綜合利用提供理論依據(jù)?!痉椒ā康嶂貥乔o、葉、花和根莖的氨基酸測(cè)定采用日立L-8800氨基酸自動(dòng)分析儀,營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)采用氨基酸比值系數(shù)法?!窘Y(jié)果】滇重樓莖、葉、花和根莖中均檢測(cè)出17種常見(jiàn)氨基酸(色氨酸被水解破壞未檢出),其氨基酸總量葉(13.96%)>花(10.92%)>莖(4. 54%)>根莖(4.02%);滇重樓莖、葉、花和根莖中富含藥效氨基酸,且均檢出γ-氨基丁酸;滇重樓的莖、葉、花和根莖中均含有8種呈味氨基酸,其含量分別為2.86%、8.21%、6.18%、2.34%;滇重樓的莖、葉、花和根莖中必需氨基酸與總氨基酸的比值(E/ T)分別為0.35、0.39、0.39、0.38,必需氨基酸與非必需氨基酸的比值(E/N)分別為0.53、0.65、0.65、0.61,氨基酸配比較為合理;滇重樓植株的必需氨基酸含量接近FAO/WHO推薦的標(biāo)準(zhǔn)模式譜,有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值;滇重樓莖、葉、花和根莖中蛋氨酸+胱氨酸均為第一限制氨基酸,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值從高到低依次為根莖>葉>莖>花?!窘Y(jié)論】滇重樓地上部分具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健作用,可作為動(dòng)物飼料對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。

        滇重樓;不同部位;氨基酸;營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

        【研究意義】滇重樓[Paris polyphylla Smith var. yunnanensis(Franch.)Hand.-Mazz.]是延齡草科重樓屬多年生草本植物[1]。滇重樓是云南地道稀缺名貴藥材,是云南白藥、宮血寧、熱毒清等產(chǎn)品的主要原料之一[2]?,F(xiàn)代藥理研究表明,滇重樓具有止血、祛痰、抑菌、鎮(zhèn)痛、抗癌和免疫調(diào)節(jié)等功效[3]。隨著對(duì)滇重樓資源需求的不斷增長(zhǎng),野生滇重樓資源日益枯竭,人工栽培已成必然趨勢(shì)[4]。但是滇重樓生長(zhǎng)周期較長(zhǎng),從種子萌發(fā)到藥材采收需要8~10年,在栽培過(guò)程中每年都有大量莖、葉、花產(chǎn)出,且尚未被利用,造成大量資源浪費(fèi)。因此,研究滇重樓地上部分莖葉花以及根莖的氨基酸組成與含量,可為滇重樓資源的綜合利用提供理論依據(jù)。對(duì)滇重樓地上部分進(jìn)行開(kāi)發(fā),也可提高種植效益,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。【前人研究進(jìn)展】目前,重樓屬植物的研究主要集中在高效栽培技術(shù)[5]、化學(xué)成分測(cè)定[6-7]及藥理作用[8-10]方面,關(guān)于滇重樓地上部分的綜合利用研究較少。陳翠等人[11]研究了莖、葉、須根、根莖的生物量積累和營(yíng)養(yǎng)分配。曾衛(wèi)民等人[12]測(cè)定了滇重樓莖葉中重樓皂苷的含量。【本研究的切入點(diǎn)】但是滇重樓地上部分氨基酸測(cè)定鮮見(jiàn)報(bào)到。中藥中的氨基酸是藥效的主要成分或輔助成分。氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位,除了為人體提供必需的營(yíng)養(yǎng)外,還具有調(diào)節(jié)內(nèi)分泌、提高免疫力和調(diào)節(jié)酶活等藥理活性[13-14]?!緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究以云南主要重樓品種滇重樓為試驗(yàn)材料,采用氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定了滇重樓莖、葉、花及根莖中的氨基酸組成與含量,并進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià),以期為滇重樓資源的深度開(kāi)發(fā)和合理利用提供科學(xué)依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 實(shí)驗(yàn)材料

        滇重樓植株于2014年7月中旬采自云南省麗江市玉龍縣魯?shù)猷l(xiāng)滇重樓種植基地。60℃烘干,粉碎過(guò)60目篩,備用。

        1.2 儀器與設(shè)備

        L-8800氨基酸自動(dòng)分析儀,日本日立公司; GZX-9140MBE鼓風(fēng)干燥箱,上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;ME204電子分析天平,梅特勒托利多儀器上海有限公司。

        1.3 試驗(yàn)方法

        氨基酸的測(cè)定:根據(jù)植株不同部位的蛋白質(zhì)含量,準(zhǔn)確稱取100~200 mg的試樣,放于水解管中,加入6.0 mol/L的鹽酸溶液10 mL,抽真空后密封。水解管置于(110±2)℃的恒溫干燥箱中水解22 h。冷卻后用濾紙過(guò)濾。濾液用6.0 mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至中性,定容到25 mL。樣品溶液與0. 02 mol/L的HCl溶液按1∶1的比例混合均勻,再用水系濾膜(0.45μm)過(guò)濾后進(jìn)樣。樣品進(jìn)樣量20 μl。

        色譜條件:氨基酸分析柱4.6 mm×60.0 mm,反應(yīng)器溫度為136℃,反應(yīng)柱溫度為57.0℃。

        1.4 營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)方法

        利用聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織(FAO/ WHO)1973年修正的理想蛋白質(zhì)人體必需氨基酸模式譜,評(píng)價(jià)滇重樓植株蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[15]?;诎被崞胶饫碚?,采用氨基酸比值系數(shù)法對(duì)滇重樓莖、葉、花和根莖中蛋白質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià),計(jì)算樣品中必需氨基酸(EAA)的氨基酸比值(RAA),氨基酸比值系數(shù)(RC)和比值系數(shù)分(SRC)[16-17]。

        計(jì)算公式:

        RAA=(待評(píng)蛋白質(zhì)某EAA含量)/(FAO/WHO式中相應(yīng)EAA含量)

        RC=(RAA)/(RAA的平均值)

        SRC=100-c.v.×100

        式中:c.v.為RC的變異系數(shù);c.v.=標(biāo)準(zhǔn)差/均值。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 滇重樓植株不同部位氨基酸組成和含量分析

        如圖1~4所示,使用氨基酸分析儀對(duì)滇重樓莖、葉、花和根莖中17種水解氨基酸和一種非蛋白類(lèi)氨基酸γ-氨基丁酸進(jìn)行測(cè)定,各種氨基酸峰均得到較好的分離效果。

        由表1可知,滇重樓莖、葉、花和根莖中均含有17種蛋白類(lèi)氨基酸和一種非蛋白類(lèi)氨基酸—γ-氨基丁酸。由于氨基酸水解過(guò)程采用酸水解法,致使色氨酸被破壞,因此色氨酸未檢出。莖、葉、花和根莖中氨基酸總量分別為4.54%、13.96%、10.92 %、4.02%。葉中氨基酸總量最高,花次之,根莖最低。滇重樓植株中必需氨基酸含量高低依次為葉>花>莖>根莖。葉的必需氨基酸含量為5.48%,其含量分別是莖和根莖的3倍以上。從滇重樓莖、葉、花和根莖的氨基酸配比來(lái)看,E/(E+N)分別為0. 35、0.39、0.39、0.38,E/N分別為0.53、0.65、0.65、0.61,與FAO/WHO推薦的蛋白模式E/(E+N)= 0.4,E/N=0.6接近,表明其氨基酸配比較為合理,具有較好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

        2.2 滇重樓植株不同部位的藥效氨基酸和γ-氨基丁酸含量分析

        圖1 滇重樓莖氨基酸分析圖譜Fig.1 Amino acids analysis spectrogram of stems of P.polyphylla var.yunnansensis

        圖2 滇重樓葉氨基酸分析圖譜Fig.2 Amino acids analysis spectrogram of leaves of P.polyphylla var.yunnansensis

        圖3 滇重樓花氨基酸分析圖譜Fig.3 Amino acids analysis spectrogram of flowers of P.polyphylla var.yunnansensis

        氨基酸是構(gòu)成人體營(yíng)養(yǎng)所需蛋白質(zhì)的基本物質(zhì)。它不僅具有營(yíng)養(yǎng)學(xué)價(jià)值,還有一些特殊藥理功能。當(dāng)人體缺乏某種氨基酸時(shí),人體正常的生長(zhǎng)發(fā)育和生理機(jī)能就會(huì)受到抑制或?qū)е录膊18-19]。表1表明,滇重樓莖、葉、花和根莖中富含藥效氨基酸,其藥效氨基酸分別占氨基酸總量的64%、67%、67 %、63%。滇重樓莖、葉、花和根莖中含量較高的谷氨酸、天門(mén)冬氨酸和亮氨酸均為藥效氨基酸。在滇重樓葉、花、莖中含量最高的氨基酸都是谷氨酸,含量分別為2.01%、1.46%、0.69%,葉中的谷氨酸含量最高。谷氨酸不僅是重要的鮮味物質(zhì),還具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值[20]。谷氨酸可用于治療肝昏迷、肝功能不全、癲癇、白癡、神經(jīng)障礙等[19]。滇重樓植株中天門(mén)冬氨酸含量0.47%~1.92%,其中葉中含量最高,達(dá)到1.92%,其次是花,為1. 38%,莖和根莖分別為0.64%、0.47%。天冬氨酸雖不是必需氨基酸,但能增強(qiáng)肝臟功能、消除疲勞[21],還具有提高化療藥物的抗腫瘤作用[19]。亮氨酸含量最高的部位同樣是葉,其含量為1.26%,花、莖和根莖中亮氨酸含量分別為0.98%、0.35 %、0.31%。亮氨酸是人體必需氨基酸,可用于治療幼兒特發(fā)性高血糖癥以及由糖代謝失調(diào)、伴有膽汁分泌減少引起的肝病、肌肉萎縮等[21]。

        圖4 滇重樓根莖氨基酸分析圖譜Fig.4 Amino acids analysis spectrogram of rhizomes of P.polyphylla var.yunnansensis

        表1 滇重樓不同部位氨基酸組成和含量Table 1 Composition and contents of amino acids in different parts of P.polyphylla var.yunnansensis

        由表1可知,滇重樓植株的各個(gè)部位中還含有γ-氨基丁酸(GABA),其含量分布為葉>花>根莖>莖,葉片中GABA含量較高,其含量達(dá)0.22%。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[22-24],臭靈丹草中GABA含量為0.12 %,南沙參中GABA含量為0.01%~0.02%,稻芽、麥芽、紅粬中GABA含量分別為0.06%、0.06 %、0.04%,滇重樓葉片的GABA含量髙于臭靈丹草、南沙參等藥材。GABA是神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì),具有鎮(zhèn)痛、抗焦慮、抗驚厥、抗心律失常、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)和調(diào)節(jié)激素分泌等作用[25]。滇重樓植株中的γ-氨基丁酸可能與其他有效成分相輔相成,從而使其具有抗菌消炎、抗癌和免疫調(diào)節(jié)等多種生理活性。

        表2 滇重樓植株呈味氨基酸含量Table 2 The contents of taste amino acids in P.polyphylla var.yunnansensis

        2.3 滇重樓植株不同部位的呈味氨基酸含量分析

        由表2可知,滇重樓莖、葉、花和根莖中的呈味氨基酸含量分別為2.86%、8.21%、6.18%、2.34 %,葉和花中的呈味氨基酸含量較高。天門(mén)冬氨酸和谷氨酸為鮮味類(lèi)氨基酸,使食物呈現(xiàn)鮮美的味道。滇重樓葉中鮮味類(lèi)氨基酸含量遠(yuǎn)高于花、莖和根莖。滇重樓中含有4種甜味類(lèi)氨基酸甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸和絲氨酸,這些氨基酸能增進(jìn)甜味,其含量越高食物口感越甜美[26]。滇重樓中甜味類(lèi)氨基酸含量高低順序?yàn)槿~>花>莖>根莖,滇重樓葉中甜味類(lèi)氨基酸含量也遠(yuǎn)高于一朵云根莖、莖葉和薺菜的含量[26],說(shuō)明滇重樓葉具有較好的增甜可口作用。酪氨酸和苯丙氨酸為芳香族氨基酸,能增進(jìn)食物的香味。滇重樓葉和花中的芳香族氨基酸含量遠(yuǎn)大于莖和根莖的含量。

        2.4 滇重樓植株不同部位氨基酸的營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

        2.4.1 必需氨基酸與FAO/WHO推薦氨基酸模式譜比較 雖然不同蛋白質(zhì)中的氨基酸種類(lèi)和含量不同,但是其所含的必需氨基酸組成和比例越接近人體所需的必需氨基酸組成和比例,則越容易被吸收,蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高。由表3可知,與FAO/ WHO推薦的氨基酸模式譜對(duì)比發(fā)現(xiàn),滇重樓的莖、葉、花和根莖除了蛋氨酸+胱氨酸外,其他必需氨基酸的比例均高于模式譜。以上結(jié)果說(shuō)明滇重樓植株的必需氨基酸組成和比例與FAO/WHO推薦的標(biāo)準(zhǔn)模式譜較為接近,有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

        2.4.2 滇重樓植株蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià) 食品中的蛋白質(zhì),按照人體的需要及其比例關(guān)系,相對(duì)不足的氨基酸稱為限制氨基酸,這些氨基酸的缺乏和不足嚴(yán)重影響了機(jī)體對(duì)蛋白質(zhì)中其他氨基酸的利用,決定了食物蛋白質(zhì)的質(zhì)量[27]。在限制性氨基酸中缺乏最多的氨基酸稱為第一限制氨基酸。

        本文采用氨基酸比值系數(shù)法對(duì)滇重樓植株不同部位所含氨基酸進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)。蛋白質(zhì)中RAA及RC的數(shù)值越接近1,則必需氨基酸比例越合理;SRC的數(shù)值越接近100,則各種必需氨基酸越均衡,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值就越高。由表4可知,滇重樓莖、葉、花和根莖中的第一限制氨基酸均為蛋氨酸+胱氨酸。滇重樓中莖、葉、花和根莖氨基酸的SRC分別為67.38、67. 48、65.95、72.35,根莖的氨基酸SRC值最高,說(shuō)明根莖中蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高,其次是葉片和莖,花的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最低。

        表3 滇重樓植株中各種必需氨基酸占總氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 3 Themass fraction of essential amino acid in total amino acids in P.polyphylla var.yunnansensis

        表4 滇重樓氨基酸的RAA、RC和SRC分析結(jié)果Table 4 Ratio and ratio coefficient of amino acids and score of RC in P.polyphylla var.yunnansensis

        3 討 論

        滇重樓作為云南道地中藥材,以其根莖入藥,根莖的開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)很成熟,但是地上部分卻沒(méi)有得到較好的開(kāi)發(fā)利用。本研究通過(guò)分析比較滇重樓莖、葉、花和根莖中的氨基酸可知,滇重樓地上莖、葉、花與地下根莖中的氨基酸組成相似,均含有17種蛋白類(lèi)氨基酸和1種特殊功效氨基酸——γ-氨基丁酸。滇重樓根莖中的氨基酸含量雖然較低,但是其配比更為合理,易于人體吸收,可對(duì)藥效起輔助作用。滇重樓葉和花中的氨基酸總量高,藥效氨基酸和呈味氨基酸含量也較高。尤其是葉的氨基酸總量是根莖的3.5倍,藥效氨基酸含量是根莖的3.7倍,具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健作用。與川明參、珠子參地上部分氨基酸含量相比,滇重樓莖、葉氨基酸含量略高于川明參[20],滇重樓莖、花氨基酸含量略高于珠子參[28],葉中氨基酸含量略低于珠子參。蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值不僅與氨基酸含量相關(guān),而且氨基酸的配比也很關(guān)鍵。滇重樓地上莖、葉、花和根莖中的必需氨基酸占氨基酸總量的比例與FAO/WHO推薦的氨基酸模式譜基本一致,僅蛋氨酸+胱氨酸有所缺乏,說(shuō)明滇重樓地上部分和地下根莖具有較高的營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值,是優(yōu)質(zhì)的植物蛋白資源。滇重樓地上部分的氨基酸含量高,配比合理,藥效氨基酸和特殊功效氨基酸含量也較高,可將其地上部分的蛋白提取濃縮,作為蛋白飼料或飼料添加劑,也可將其作為輔料直接添加到動(dòng)物飼料中。因此,對(duì)滇重樓植株地上部分的氨基酸加以開(kāi)發(fā)利用,具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)學(xué)意義。

        4 結(jié) 論

        (1)滇重樓莖、葉、花和根莖中均含有17種蛋白類(lèi)氨基酸,氨基酸種類(lèi)豐富。滇重樓莖、葉、花和根莖中氨基酸總量分別為4.54%、13.96%、10.92 %、4.02%,葉和花中的氨基酸含量較高。

        (2)滇重樓莖、葉、花和根莖中均含有較高含量的藥效氨基酸,其含量分別占氨基酸總量的64%、67%、67%、63%。滇重樓莖、葉、花和根莖中還含有一定量的特殊功效氨基酸γ-氨基丁酸。滇重樓植株的氨基酸具有較高保健價(jià)值。

        (3)滇重樓莖、葉、花和根莖中均含有8種呈味氨基酸,其含量高低順序?yàn)槿~>花>莖>根莖,葉中的呈味氨基酸含量高達(dá)8.21%。這些呈味氨基酸賦予滇重樓地上部分(莖葉花)香甜可口、刺激食欲的獨(dú)特作用。

        (4)滇重樓莖、葉、花和根莖中E/(E+N)分別為0.35、0.39、0.39、0.38,E/N分別為0.53、0.65、0.65、0.61,與FAO/WHO提出的參考蛋白模式E/ (E+N)=0.4,E/N=0.6接近,表明滇重樓植株的氨基酸配比較為合理,接近理想蛋白質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。

        (5)滇重樓植株的必需氨基酸比例與FAO/ WHO推薦的標(biāo)準(zhǔn)模式譜較為接近,有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。滇重樓莖、葉、花和根莖中蛋氨酸+胱氨酸均為第一限制氨基酸,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值從高到低依次為根莖>葉>莖>花。

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        (責(zé)任編輯 王家銀)

        Determ ination of Am ino Acids Content in Paris polyphylla Sm ith var. yunnanensis(Franch.)Hand.-M azz.and Its Nutritional Evaluation

        YANG Fang1,YAN Shi-wu2,MAWei-si2,WANG Xin2,LILin-yu2,YANG Li-ying2,YANG Bin2*
        (1.Agri-Food Quality Standard&Testing Technology Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Yunnan Kunming 650223,China;2.Institute of Medicinal Plants Research,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Yunnan Kunming 650223,China)

        【Objective】The amino acids composition,content and nutrition quality of Paris polyphylla Smith var.yunnanensis(Franch.) Hand.-Mazz.were studied for providing a theoretical basis of the utilization.【Method】To analyze the composition and determination of hydrolyzed amino acids in P.polyphylla Smith var.yunnanensis(Franch.)Hand.-Mazz,the L-8800 amino acid mobile analyzer was used. And amino acids ratio coefficientmethod was used to evaluate nutrition in P.polyphylla var.yunnansensis.【Result】Therewere 17 kinds of hydrolyzed amino acids in stems,leaves,flowers and rhizomes of P.polyphylla var.yunnansensis.The total contents of hydrolyzed amino acids from rich to low wasas following leaves(13.96%)>flowers(10.92%)>stems(4.54%)>rhizomes(4.02%).Therewere rich in pharmacodynamic amino acids of stems,leaves,flowers and rhizomes.Theγ-Aminobutyric acid was identified in stems,leaves,flowers and rhizomes of P.polyphylla var.yunnansensis.The total contents of taste amino acids of stems,leaves,flowers and rhizomes in P.polyphylla var.yunnansensis was2.86%,8.21%,6.18%and 2.34%respectively.The ratio ofessential amino acids contentand totalamino acids content of stems,leaves,flowers and rhizomes in P.polyphylla var.yunnansensis was0.35,0.39,0.39,0.38 respectively,while the ratio of the essential amino acids content and total amino acids content of them were 0.53,0.65,0.65,0.61.The essential amino acids were closed to the FAO/WHO standard.The protein of P.polyphylla var.yunnansensis had a high nutritional value.Met+cyswas the first limiting amino acid of stems,leaves,flowers and rhizomes.Amino acid distributionswere appropriate.Amino acid distributions were appropriate,and the nutrition value from rich to low as following rhizomes>leaves>stems>flowers.【Conclusion】The stems,leaves,flowers of Paris polyphylla Smith var.yunnanensis (Franch.)Hand.-Mazz had a high nutritional value and health benefit,and can be processed into animal feed products.

        Parispolyphylla Smith var.yunnanensis(Franch.) Hand.-Mazz;Differentparts;Amino acids;Nutritionalevaluation

        Q946.1

        A

        1001-4829(2017)8-1760-07

        10.16213/j.cnki.scjas.2017.8.011

        2016-08-12

        云南省科技創(chuàng)新強(qiáng)省計(jì)劃(2010AE002);國(guó)家科技支撐計(jì)劃子專題(2011BAI13B02-3);云南省科技廳科技創(chuàng)新強(qiáng)省計(jì)劃(2014AE015);云南省技術(shù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃(2015HB102)

        楊 芳(1982-),女,河北保定人,碩士,主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工和質(zhì)量控制方面的研究,E-mail:yfyb917@163.com,*為通訊作者:楊 斌,E-mail:yb0872@163.com。

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