槟榔青果品种间基本性状分析及果肉氨基酸营养评价-毕业设计论文

槟榔青果品种间基本性状分析及果肉氨基酸营养评价作者：导师：摘要 槟榔主要生长于热带地区，是一种重要的经济作物，果实中含有多种营养成分，具有较高的食用价值，能够用作医药、保健品资源。海南是我国槟榔的主要产区，主要海南本地品种、台湾引进种以及人工繁育品种，例如“热研1号”。本文目的是对“热研1号”以及台湾种槟榔进行性状分析以及氨基酸营养评价。首先通过观察、测量、称重、以及口感调查等手段对两种槟榔进行性状分析。结果发现，“热研1号”果实较大，体积、重量均远大于台湾种，体内槟榔碱含量较高，不溶性膳食纤维较少，而且具有较好的口感，咀嚼性更强。进一步建立了高效液相色谱法，对槟榔所含氨基酸进行分析定量。结果发现两种槟榔所含氨基酸种类一致，均为14种氨基酸，其中有7种为必需氨基酸，经过分析“热研1号”所含氨基酸的质量更好。总之，“热研1号”槟榔果实更大、口感较好、营养价值高，是一种重要的植物资源，值得进一步推广开发。关键词：槟榔，性状，氨基酸，热研1号

BasictraitsanalysisandnutritionalaminoacidsevaluationofgreenfruitofArecaCatechubetweendifferentviarities Author: Tutor:ABSTRACTArecaCatechuisanimportantcashcrop,whichmainlygrowingintropicalregions.Therearevarietiesofnutrientsinthefruitsanditcanbeusedasmedicalresourceandhealthproducts.Inourcountry,ArecawasmainlyplantedinHainanprovince,includinglocalvariety,thevarityimportedfromTaiwan,andtheartificialbreedingspeciesjustlike“HotRsearchNo.1”.Thepurposeofthispaperistoanalyzethebasictraitsandevaluatethenutritionalaminoacidof“HotRsearchNo.1”andTaiwanAreca.Firstly,basictraitsofthetwoArecawasanalyzedbyobserving,measuring,weighting,tastingandtheothermethods.Theresultsshowedthatthefruitof“HotResearchNo.1”specieswasmuchbiggerthanTaiwanAreca.Moreover,muchmoreArecacatechualkaliandlessinsolubledietaryfiberwerefoundin“HotResearchNo.1”.Thus,ittastedbetterthanTaiwanArecabacauseofstrongerchewiness.TheHighPerformanceLiquidChromatography(HPLC)methodwasestablishedtodeterminethespeciesandcontentofaminoacidsinArecaCtechu.Theresulstsillustratedthatthetwotypesofbetelnutcontainedthesameaminoacid.Bothofthetwohadfourteenkindsofaminoacids,ofwhichtherearesevenkindsofessentialaminoacids.Inaddition,the“HotResearchNo.1”hadmuchbetter-qualityaminoacids.Tosumup,“HotResearchNo.1”hadbiggerfruit,bettertaste,highnutritionalvalue,anditisanimportantplantresourcesworthyoffurtherresearch.Keywords:ArecaCatechu,Traits,Aminoacid,HotRsearchNo.1

1前言1.1槟榔概述1.1.1槟榔简介及产业现状槟榔（Arecanut,Betelnut）是一种棕榈科多年生的热带经济林树种，果实又被称作大白槟、突门等。在我国，槟榔主要分布在南方地区，福建、两广、云南、台湾等地区，由于海南省气候最适宜槟榔的生长，因此槟榔最多的地区当属海南省。槟榔味苦、性辛、温热，入药历史悠久，古籍中记载槟榔的确切疗效主要有治疗饱腹胀气、行水，对昆虫传播的一类疾病有效，例如疟疾，是中医常用的驱虫、消积药物[1]。槟榔作为作为药食两用植物，具有多种药用保健和经济价值，与尼古丁、乙醇和咖啡因一起作为世界四大嗜好品。槟榔可嚼食，味道鲜美、口感良好、该习俗已在我国的海南、台湾等地长期存在，并在东南亚国家、欧洲、美洲等地也极为流行。槟榔产业在海南农业中的比重仅次于橡胶产业，为海南的第二大支柱产业，发展前景十分广阔。而且，海南种槟榔与其他地区的槟榔相比具有多种优势，纤维柔软含量低，硬度高耐咀嚼，而且槟榔碱含量远超其他品种，是在国内外备受欢迎的品种。据海南省农业厅统计，截至到2013年海南全省槟榔的种植面积已达136.33万亩，盛果期槟榔所占比例在三分之二以上，收获鲜果接近100万吨（干果约22万吨），约占全国总产量的95％。槟榔的广泛种植给海南农村经济注入了活力，为农村山区以及少数民族地区带来了可观收入，是200多万农民主要经济来源。根据海南三农发展战略，槟榔的种植是帮助农村家庭增收、脱贫的重要手段，更是海南农村经济产业结构调整的重要组成部分。1.1.2槟榔主要化学成分槟榔的化学成分及其复杂，研究表明，其主要化学成分为生物碱、鞣质、脂肪酸和氨基酸等。生物碱槟榔果中含有大量的生物碱，嚼食过程中带来兴奋感，主要以槟榔碱为主以及槟榔碱的一些衍生物，例如槟榔次碱、去甲基槟榔碱等，总生物碱约占果实的0.3%-0.6%[2]。Huang等[3]以新鲜槟榔为原材料，采用高效液相色谱法对其中生物碱含量进行检测，结果测得新鲜槟榔中槟榔碱和槟榔次碱含量相近约为0.3%~0.6%，去甲基槟榔碱含量较低约为0.03%~0.06%。槟榔碱易溶于乙醇溶液，因此常用乙醇超声法或渗漉法对其进行提取，效果好而且简便省时[4]。鞣质槟榔中的鞣质含量约为15%，通常与槟榔碱结合生成黄烷醇衍生物，即为缩合鞣质[5]。缩合鞣质溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯等多种有机溶液，并通常采用其水溶液进行萃取分离。目前已报道从槟榔中分离得到包括ArecatanninA1,ArecatanninB1和ArecatanninC1等鞣质[6]。脂肪酸槟榔种子约含有14%的脂肪酸，张海德等[7]以槟榔为研究对象，提取得到槟榔油，并对其中的脂肪酸进行分析，测定结果发现肉豆蔻酸、油酸、亚油酸含量较高，通过药理活性研究发现槟榔油具有降血脂、抗自由基、延缓衰老的功能，可作为保健品原料[8]。氨基酸槟榔中还含有以谷氨酸（Glu,＞15%）为主的氨基酸，此外还含有酪氨酸（Tyr,＞10%）苯丙氨酸、色氨酸等氨基酸[9]。尤仲杰等[10]采用氨基酸自动分析仪，以槟榔为研究对象，分析其中的氨基酸组成，结果表明大的槟榔果肉中含有的氨基酸最为丰富，其次为黄熟果肉及小的槟榔果肉。其他成分除了含有生物碱、鞣质、脂肪酸、氨基酸类物质，还含有黄酮类、槟榔红色素及皂苷等化合物。1.1.3主要药理作用抗病毒、细菌和真菌作用槟榔对病原微生物具有一定程度的杀伤作用，可以抑制真菌、细菌以及病毒的增殖。医学研究已经证明，十二指肠溃疡的发生与幽门螺旋杆菌关系密切，槟榔对幽门螺旋杆菌的杀伤作用可以治疗胃病、十二指肠溃疡等消化系统疾病[11]。另外，槟榔能够控制牙龈卞啉菌的生长，长期嚼食槟榔可以预防蛀牙的产生，能够缓解牙痛等症状[12]。对胃肠道的影响长期给小鼠喂食槟榔提取物，可以提高小鼠的胃肠道功能，缓解小鼠的便秘症状。槟榔提取物能够改善小鼠肾上腺素的分泌，促进小肠的蠕动，增加对木糖的吸收，从而改善胃胀气，大便干燥的现象[13]。杨颖丽等[14]将槟榔煎煮后的提取液喂食小鼠，发现其能显著促进小鼠胃肠推进运动，并推出其可能是由胆碱能M受体介导作用产生。对神经系统的影响槟榔碱对中枢神经系统有类似胆碱的作用，可作为合成其它受体激动剂的原料，用于提高记忆力、治疗老年性痴呆症[15]。同时，嚼食槟榔能使人产生舒服、愉快的感觉，还能使人心率上升，血压升高。并通过交感神经和副交感神经的作用导致全身发热，耳部和前额温度分别上升2℃和0.5℃，面部红润，微微出汗等[16]。其他作用除此之外，槟榔还有抗氧化、抗过敏、抗抑郁、降血糖及调节血脂等作用[17]。1.2氨基酸测定的几种常见方法氨基酸是生物大分子蛋白质的基本结构单位，进入体内后能够作为原料为机体合成蛋白质所利用，是重要的生命物质。目前氨基酸的测定方法主要有化学法、色谱法、毛细管电泳法等方法。1.2.1化学方法甲醛滴定法 甲醛滴定法能够测定样品中氨基酸的总量，测定原理为氨基酸与甲醛能够发生化学反应，生成具有酸性的亚氨基衍生物。通过标准碱溶液的滴定可以计算样品中总氨基酸的含量[18]。甲醛滴定法简便、快速，在工业生产中应用广泛，但是该方法准确度较差，终点不易判断，操作误差明显。凯氏定氮法凯氏定氮法是目前食品行业中检测氨基酸含量的重要手段，由于凯氏定氮仪的出现使该方法相对简便，准确度高。测定原理为将氨基酸中的氮元素转化为无机铵盐，再用碱性试剂将铵盐转化为氨气，用水吸收后采用标准酸溶液滴定，从而计算出样品中的氨基酸量[19]。分光光度法不同种氨基酸中的官能团不尽相同，有的氨基酸含有共轭结构本身具有紫外吸收，可以直接通过分光光度计检测吸光度，根据朗伯比尔定律进行定量计算。还有部分氨基酸没有紫外吸收，则可以通过化学衍生的方法，产生有色物质，进行检测，与氨基酸发生颜色反应的显色剂主要有邻苯二甲醛、茚三酮等。分光光度法虽然操作简单，但是实验过程中操作误差较大，尤其是采用化学衍生过程中，产物不稳定，给实验结果带来不确定性[20]。1.2.2色谱法纸色谱法和薄层色谱法纸色谱法和薄层色谱法是利用吸附、解吸附的原理，使样品在两相中的分配系数产生差异，从而实现分离，然后喷洒显色剂显色，在紫外光荧光或可见光下检测。常用的薄层板有硅胶、聚酰胺纤维素。由于该方法分离效能较高，对仪器设备要求低，因而应用广泛[21]。气相色谱法气相色谱法是对氨基酸定性、定量常用的方法。由于氨基酸不易气化，通常加入衍生试剂使其生成易于气化的物质，利用样品中各组分与固定相结合能力的差异，导致保留时间不同进行检测分析[22]。气相色谱与质谱联用后可以对氨基酸的分子量进行分析，进而确定氨基酸分子式、结构式。液相色谱法液相色谱法是分析化学中最常用的手段，样品中各组分与色谱柱填料的吸附能力不同，导致各组分随流动相的出峰时间不同，进而得到分离。然而大多数氨基酸没有紫外吸收和荧光信号，不能直接使用普通的紫外检测器或荧光检测器检测样品。通常在进样前或者洗脱后检测前，将氨基酸进行衍生化处理，分别称为柱前衍生或者柱后衍生。该法操作复杂，存在氨基酸衍生物的不稳定等因素影响，因此应用受到一定限制[23]。1.2.3毛细管电泳法毛细管电泳法是以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中各组成之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的技术。毛细管电泳具有进样量少、灵敏度高、溶剂消耗量少等优点，分辨率、检测速度还有待提高。1.3立体依据及研究内容槟榔作为重要的药用以及保健品资源，目前对其研究主要集中在发展现状、农业栽培技术、外观生理特征等方面。文献报道了槟榔的基本营养成分，对槟榔碱研究较为透彻，而对槟榔中的另一种重要营养成分氨基酸报道较少。氨基酸是生物体的重要生命物质之一，作为单体组成了蛋白质、酶、激素等发挥不同生理功能，与生命活性息息相关。自然界植物果实的氨基酸种类以及含量是评价其营养价值的重要指标。本文对海南省常见槟榔品种，“热研1号”和台湾种进行氨基酸分析，对其营养价值进行评价，在此之前对两种槟榔的基本性状进行考察。通过一系列考察、评价旨在了解槟榔的果肉营养价值、保健药用功效及合理的加工与开发利用提供科学依据。

2槟榔性状评价2.1引言 槟榔主要生长于热带地域，我国海南、台湾一带地域年平均温度在24°C以上，降水充足，土壤肥沃，特别适于槟榔的生长。经过几千年的进化，各地区的槟榔表现出不同品种特性，气候、土壤、光照等因素对槟榔的外形及体内营养成分具有重要影响，海南本地和引进台湾的槟榔就具有明显差别。随着人工繁育技术的发展，产量高、抗病虫害、营养价值高的槟榔新品种被选育出来。中国热科院椰子研究所选育的“热研1号”槟榔，具有多种优势，在我国海南省广泛推广种植，给广大农民带来了可观收入。本章对主要从槟榔鲜果的基本性状，对“热研1号”与台湾槟榔对比评价，旨在为槟榔鲜果的优劣选择评定奠定基础，同时为海南槟榔推广品种作出科学指导。2.2材料仪器2.2.1试剂材料 试验选用“热研1号”以及台湾种槟榔，供试材料为花朵授粉后6~7个月的青绿色鲜果，所选果实均来自标准试验种植园，植株距离、施肥浇水、管理方式等均严格按照标准进行，植株长势良好，随机选取果实，能够代表整体样本。 胰蛋白酶、淀粉酶、糖化酶购买于中国医药上海试剂有限公司。乙醚、硫酸、氢氧化钠、硫酸钠、盐酸、硫酸铜、甲基红均为分析纯，购买于国药集团试剂公司。葡萄糖优级纯购买于美国sigma公司，2.2.2仪器设备仪器型号厂家电子天平JA2003上海舜宇恒平仪器公司超声机KQ-250宁波新芝有限公司恒温水浴锅HH-6上海科晨仪器公司电热鼓风干燥箱101A-2B天津泰斯特公司旋转蒸发系统4000德国海盗夫恒温搅拌器90-1郑州长城有限公司循环水式多用真空泵SHB-A型河南宇华有限公司2.3方法步骤2.3.1主要经济性状槟榔的主要外观经济性状有果实形状、鲜果重量、干果重量等。此外，槟榔果实内的槟榔碱、还原糖以及膳食纤维均能影响槟榔的口感，因此需要对其进行定量分析。外观性状 随机选取槟榔鲜果30粒，观察果实形状，测量果实直径、短径，称量鲜果重量，果实烘干后称量干果重量，并根据以上数据计算果形指数、含水量等。上述结果，均取平均值。槟榔碱含量测定槟榔果实中的槟榔碱参照药典中的滴定方法，先用过量硫酸将槟榔碱完全反应，在用碱液反向滴定硫酸计算槟榔碱含量。具体操作如下所示：槟榔鲜果置于鼓风干燥箱烘干后粉碎过筛，取干燥粉末8g左右，精密称定，置于带塞子的锥形瓶中，加入80mL乙醚，晃动均匀分散样品粉末，随后加入氨液4mL，摇晃10min，加入无水NaSO4约10g除去水分，晃动5min，静置10min，将乙醚溶液转移至分液漏斗中，再用乙醚洗涤锥形瓶中的沉淀3次，合并乙醚液，向分液漏斗中加入0.5g滑石粉，摇晃3次，再次加入2.5mL蒸馏水，晃动3min后静置，乙醚与水充分分层后，取乙醚层，并用乙醚再次萃取水层3次，合并乙醚溶液。将乙醚溶液浓缩至20mL左右，再次移入分液漏斗中，精密加入20mL浓度为0.01M的硫酸滴定液，晃动使其充分反应，静置分层后，分离乙醚与水层，蒸馏水洗涤乙醚层3次，并合并水相。过滤后水相中的过量硫酸采用0.02M的NaOH滴定液滴定完全，采用甲基红作为指示剂。根据当量关系计算，每毫升硫酸滴定液相当于3.104mg槟榔碱。[24]还原糖含量测定本文采用氧化还原滴定法直接检测槟榔果中的还原性糖，具体步骤如下所示。取烘干粉碎的槟榔干果3.5g左右，用电子天平精密称定，置于250mL容量瓶中，加入50mL纯化水，充分摇晃将样品粉末分散均匀，而后向其中缓慢加入Zn(CH3COO)2溶液（浓度为219mg/mL）和亚铁氰化钾溶液（浓度为106mg/mL）各5mL。缓慢摇匀后，补加纯化水至刻度，超声混匀后，放置半小时自然沉淀，取上层液体用干燥滤纸过滤，去掉初滤液，取续滤液备用[25]。取上述样品的处理液进行酸水解，适量滤液与40mL蒸馏水加入到100mL容量瓶中，加入体积分数为50%的盐酸溶液，在70°C恒温水浴锅中，温浴15min，温浴完成后冷却至室温，加入甲基红指示液，用标准NaOH溶液滴定至指示剂变色，加蒸馏水定容，摇匀备用。分别量取碱性酒石酸铜甲液和乙液各5mL，置于锥形瓶中，加入10mL纯化水，混合均匀并加入沸石防止加热时爆沸。从滴定管中滴加约9mL葡萄糖标准溶液，用电热炉迅速加热至沸腾，趁沸腾状态缓慢逐滴加入葡萄糖标准液，颜色变浅后缓慢滴加，待蓝色刚好消失为终点，记录消耗葡萄糖标准液的总体积，通过计算得到碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量。分别吸取碱性酒石酸铜甲液、乙液各5mL，置于锥形瓶中，向其中加入10mL纯化水，摇晃均匀并加入沸石防止加热时爆沸。用电热炉将锥形瓶中液体加热至沸腾状态后，迅速将滴定管中的样品溶液滴加到锥形瓶中，待蓝色变浅后，减慢滴加速度，直至蓝色褪去，记录样品溶液滴加体积，得到消耗样品的预测体积。分别吸取碱性酒石酸铜甲液、乙液各5mL，置于锥形瓶中，用量筒量取10mL纯化水加入到锥形瓶中，晃动均匀后加入沸石防止加热时爆沸。先用滴定管滴加比预测体积少1mL的样品溶液，快速加热至沸腾，趁液体沸腾状态，再次用滴定管缓慢滴加样品溶液，直至蓝色褪去为终点，记录样品溶液消耗体积，重复操作3次取平均值。碱性酒石酸铜试液相当于葡萄糖的质量计算公式如下：其中M葡萄糖标准液配制过程中称量的质量（mg）；V0为配制葡萄糖标准液所用蒸馏水的体积（mL）；V为标定碱性酒石酸铜试液时消耗的葡萄糖标准液的体积。槟榔样品中还原糖的含量，计算公式如下所示：其中X为槟榔样品中还原糖的含量（mg）；A为碱性酒石酸铜试液相当于葡萄糖的质量（mg）；M为槟榔试样的质量（g）；V1为试样水解液体积（mL）；V2为水解液稀释总体积（mL）。膳食纤维含量测定取约3.0g槟榔果肉样品，精密称定，搅碎后置于烧杯中，向其中加入50mL蒸馏水，将烧杯置于100°C水浴中加热15min，抽滤，依次用胰蛋白酶、淀粉酶、糖化酶处理滤液以除去少量水溶性淀粉以及蛋白质，用大量乙醇沉淀，过滤，烘干后得到总膳食纤维。滤饼用70mL含有焦亚磷酸钠以及十二烷基硫酸钠的溶液分散，置于冰箱中冷藏24h左右，期间用玻璃棒不时搅动，完成后抽滤得到沉淀W1，蒸馏水冲洗三遍，而后分散于苯酚-冰醋酸-蒸馏水（2:1:1）溶液中，室温下搅拌40min，再次抽滤得到沉淀W2，蒸馏水冲洗3遍，而后分散于70mLDMSO-水（90:10）溶液中，室温下磁力搅拌22h，再次抽滤得到沉淀W3，蒸馏水冲洗3遍，除去残留DMSO，再次用淀粉酶、胰蛋白酶处理沉淀，得到纯净的不溶性膳食纤维。2.3.2物性分析 采用质构仪对槟榔果实的物理性质进行分析，主要测试指标有果肉硬度、粘附性、内聚性、弹性、胶黏性以及咀嚼性。主要测试步骤如下所示： 首先将槟榔果实削皮，并从中间对半切开，用质构仪对槟榔果肉以及胚乳进行测试，重复三次。质构仪参数设置为：操作类型为穿刺测试，操作模式为压力测定；探头为P/50,测定量程为250N，高度为样品高度+10mm，形变百分量为20%，检测速度为30~50，触发力值0.2N[26]。2.3.3感官评定随机选取8名长期食槟榔鲜果的人群，对“热研1号”与台湾种槟榔进行盲评，通过传统方法评价槟榔品质，填写口感评价表。口感评价主要分为4项指标，分别为刺激性、甜度、硬度、涩度，每项指标25分，通过打分评价不同槟榔的口感。2.4结果讨论2.4.1经济性状评价槟榔的经济价值与其外观、口感密切相关，外观大小、形状较易评价，口感根据人为经验以及槟榔碱、还原性糖、膳食纤维含量等指标进行评价。本文评价的槟榔主要以6~7月的鲜果为主，热研1号果实较大，椭圆形状，外形饱满，呈青绿色；台湾种果实相对较小，呈枣形，表皮为青绿色。由表1可见，热研1号的含水量、还原性糖含量与台湾种没有明显差别，除此之外，其他性状均存在较大差异。鲜果、干果重量差别为7倍左右，热研1号中槟榔碱的含量高达0.51%，而台湾中仅含0.062%，不溶性膳食纤维含量过多时影响口感，热研1号的含量比台湾中4.1%，差异显著。表1.1槟榔主要经济性状品种果形横径/cm纵径/cm鲜重/g干重/g含水/%槟榔碱/%还原糖/%不溶膳食纤维/%热研1号椭圆3.275.6627.016.5675.710.51＜0.515.3台湾种枣形1.572.894.771.0079.040.062＜0.5物性评价 槟榔果实中主要有果肉以及胚乳，采用质构仪分别对其性状指标进行评价。胚乳质构参数如表1.2所示，热研1号的所有参数均大于台湾种，其中粘附性、弹性、咀嚼性差别较大，而硬度、内聚性、胶黏性差别相对较小。表1.2不同品种胚乳的质构参数品种（胚乳）硬度/N粘附性/mJ内聚性/%弹性/mm胶黏性/N咀嚼性/mJ热研1号1.1200.3130.3402.0700.3300.820台湾种0.8900.0400.3070.5870.2700.140 热研1号与台湾种槟榔的果肉质构参数如表1.3所示，其中热研1号的硬度为5.647N，与台湾种差别不大，粘附性为0.740mJ，内聚性为0.277%，弹性为2.823mm，胶黏性为1.570N，咀嚼性为4.480mJ。热研1号果肉并非与胚乳一样质构参数均高于台湾种，果肉参数两种槟榔各有高低。其中热研1号的粘附性、弹性、咀嚼性高于台湾种，而其他参数则低于台湾种。表1.3不同品种果肉的质构参数品种（胚乳）硬度/N粘附性/mJ内聚性/%弹性/mm胶黏性/N咀嚼性/mJ热研1号5.6470.7400.2772.8231.5704.480台湾种5.9330.0100.4601.1902.7903.3272.4.3口感评价 口感评价主要根据槟榔鲜果的甜度、刺激性、涩感、硬度四个指标，每个指标25分。槟榔鲜果口感评价结果如图1.1所示，热研1号的口感明显优于台湾种。主要表现在较强的刺激性、甜度以及较小的涩味，两者硬度差别不大。热研1号刺激性指标平均得分为20分，远远超过台湾种的6分，说明槟榔碱的含量高，咀嚼后产生的兴奋感强烈。热研1号的甜度得分为21分，高于台湾种接近1倍，口感甜度好。图1.1槟榔鲜果口感评价2.5小结热研1号果实较大，呈椭圆形，外皮青绿色，远远大于台湾种槟榔。由于槟榔碱、还原性糖、膳食纤维的含量跟槟榔的口感密切相关，对这三项指标进行定量测定。结果发现，热研1号中槟榔碱的含量较高，咀嚼后刺激性兴奋感强烈，不溶性膳食纤维含量低，口感较好。通过质构仪检测，果肉的硬度、胶黏性、咀嚼性均高于胚乳，由于果肉已经发展成熟呈纤维化，胚乳中含水量较高，正处于液态向固态转变的过程。热研1号相比于台湾种，更耐咀嚼，口感更佳。由于热研1号槟榔碱含量高，果形好，易烘干，适用于青果加工，加工过程中槟榔碱部分流失，高浓度的槟榔碱保证加工完成后果实的品质。

3槟榔氨基酸测定3.1引言槟榔中含有多种营养物质，具有重要的生理作用，被称为“长寿食品”以及“天然营养库”。槟榔越来越受到人们的重视，作为保健食品开发利用，槟榔中氨基酸含量以及种类分析至关重要。槟榔中氨基酸种类繁多，主要以谷氨酸、缬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸为主，其总量超过总氨基酸的一半。这些氨基酸能够促进血细胞再生，对神经系统具有营养作用，防止肝肾功能衰竭，同时还可以治疗高血压、肌无力等症状。本章拟采用色谱法对槟榔果实中的氨基酸成分进行分析，以对槟榔的开发利用提供参考。3.2材料仪器3.2.1试剂材料供试材料为人工繁育的“热研1号”以及台湾中槟榔。氨基酸混合标样(Leu,Ilu,Lys,His,Ser,Gly,Thr,Ala,Met,Val,Glu,Phe,Asp,Pro,Thr)，购买于中国生物制品鉴定所。甲醇、醋酸、次氯酸钠、邻苯二甲酸酐等试剂均为分析纯，购买于国药集团上海试剂公司。3.2.2仪器设备仪器名称型号厂家高效液相色谱仪SPD-20A日本岛津电子天平JA2003上海舜宇横平超声机KQ-250宁波新芝有限公司恒温水浴锅HH-6上海科晨仪器公司电热鼓风干燥箱101A-2B天津泰斯特公司3.3方法步骤3.3.1色谱条件色谱柱：Thermo钠型色谱柱（150mm×39mm内径）；柱温：60°C；流速：0.6mL/min；检测器为荧光检测器；洗脱条件如下表所示：[27]时间（min）流动相A（%）流动相B（%）08020201288326040338020流动相A：醋酸钠缓冲液（0.2M,pH=6.45）；流动相B：甲醇3.3.2溶液配制 次氯酸钠缓冲液配制：首先配制硼酸缓冲液，精密称取20.35g碳酸钠，9.40g硫酸钾，6.78g硼酸，置于500mL容量瓶中，加入适量水超声溶解后，放置室温用蒸馏水定容至刻度。向硼酸缓冲液中加入0.2mL次氯酸钠，摇匀后，即得到反应液A—次氯酸钠缓冲液。邻苯二甲醛缓冲液配制：精密称取聚氧乙烯月桂醚5.00g置于500mL容量瓶中，恒温水浴助溶并间歇超声，放至室温后蒸馏水定容至刻度，得到1%的聚氧乙烯月桂醚溶液。称取0.080g邻苯二甲醛置于西林瓶中，用甲醇溶解后，加入0.2mL巯基乙醇，最后加入0.4mL聚氧乙烯月桂醇醚混合均匀后，用硼酸缓冲液稀释至100mL。氨基酸标准溶液配制：氨基酸混标的浓度为2.5µM，进样之前用1%（v:v）的盐酸水溶液稀释10倍。3.3.3样品前处理以及分析将“热研1号”与台湾种槟榔果实，剪碎后置于45°C鼓风干燥箱中充分干燥。干燥完全后粉碎，过筛得到粉末，精密称取0.5g供试样品置于安剖瓶中，向其中加入盐酸水溶液（50:50），火焰灼烧拉丝封口后，将安剖瓶置于110°C沙浴中降解过夜，0.45µm滤膜过滤后，用稀盐酸稀释25倍，取40µL样品注入HPLC进行分析。[28]3.4结果讨论3.4.1氨基酸色谱图氨基酸混合标准品以及供试品的色谱图如下所示，图2.1，图2.2，图2.3分别代表氨基酸标准品、热研1号、台湾种槟榔样品，从图中可以看出各种氨基酸组分之间基本能够分离，供试品的氨基酸与标准品保留时间基本一致，氨基酸组分均能检测出，并得到有效分离。图2.1氨基酸标准品色谱图图2.2“热研1号”氨基酸色谱图图2.3台湾种槟榔氨基酸色谱图3.4.2氨基酸含量测定 通过离子色谱法不仅能够对氨基酸进行定性分析，还能根据峰面积大小计算得到各氨基酸组分的含量。“热研1号”与台湾槟榔中氨基酸成分如下表所示，由表中可以看出个品种的槟榔氨基酸种类一致，除了脯氨酸检测不到之外，其他14种氨基酸均能检出，其中含有苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸七种必须氨基酸。“热研1号”与台湾种槟榔氨基酸总量分别占5.41%和6.06%，其中必须氨基酸的含量分别为2.53%和2.73%。联合国粮食和农业组织以及世界卫生组织对优质蛋白的定义为必需氨基酸占总氨基酸的比值（EAA/TAA）在36%以上，必需氨基酸与非必须氨基酸的比例（EAA/NEAA）在60%以上，热研1号与台湾槟榔的EAA/TAA值为46.7%和46.5%，EAA/NEAA比值分别为87.8%和82.0%，均符合优质蛋白的定义，说明“热研1号”和台湾槟榔的蛋白质量较高，而且这“热研1号”的两个指标比台湾种还要高，说明两者相比“热研1号”蛋白更佳。表2.1不同种槟榔氨基酸含量氨基酸种类热研1号台湾种天冬氨酸（Asp）0.350.62苏氨酸（Thr）*0.260.20丝氨酸（Ser）0.250.30谷氨酸（Glu）0.670.72脯氨酸（Pro）--甘氨酸（Gly）0.310.37丙氨酸（Ala）0.260.26缬氨酸（Val）*0.560.57蛋氨酸（Met）*0.100.12异亮氨酸（Ile）*0.250.36亮氨酸（Leu）*0.490.47酪氨酸（Thr）0.430.27苯丙氨酸（Phe）*0.530.62组氨酸（His）0.610.79赖氨酸（Lys）*0.340.39总氨基酸5.416.06必需氨基酸2.532.73必需氨基酸占总氨基酸含量46.7745.05槟榔中氨基酸含量最高的是Glu、Val、Leu、Phe、His、Thr这几种氨基酸，占氨基酸总量的一半以上。“热研1号”与台湾种槟榔氨基酸含量又有所不同，前者含量最高的氨基酸为Glu、His、Val，后者含量最高的氨基酸为Glu、Phe、His。谷氨酸是提供鲜味的氨基酸，谷氨酸含量较高能够提供一种鲜美的味道，使槟榔更受欢迎。谷氨酸还能够促进造血细胞生长，对神经细胞具有保护作用，起到预防老年痴呆以及贫血的作用。组氨酸能够保护胃黏膜，减少溃疡发生率，还能稳定免疫系统，避免过敏的发生，更重要的是组氨酸可以舒张血管、降低血压，在临床中得到了广泛应用。亮氨酸、缬氨酸是体内活性酶的重要结构单元，对身体生长发育具有重要调节作用，还对肝肾功能有一定的调节作用，防治器官衰竭。槟榔中的其他氨基酸，含量虽然不高，但是营养价值也极为重要，是槟榔中的关键营养物质。3.4.3色谱条件优化 等比洗脱样品的保留时间较长，通过分析相邻峰保留时间的差别采用梯度洗脱，保证色谱峰分离的同时，尽可能缩出峰时间，降低能耗减少试剂用量。经过优化，最终确定的洗脱条件如3.3.1项下所述，洗脱总时间为33分钟，各色谱峰基本分离，相邻色谱峰并没有出现过长间隔，标准品与样品溶液均达到满意的分离效果。 在其他条件固定情况下，柱温箱温度对色谱峰的分离具有较大影响，温度过低时，色谱峰较宽，洗脱时间延长，温度过高时色谱峰出现重叠现象，不能达到有效分离，最终确定柱温箱温度为60°C，在此条件下分离效果较好。 流动相的pH对离子色谱具有重要影响，氨基酸为两性物质，在pH值较小的酸性条件下带正电荷，在碱性条件下带负电荷。流动相pH较低时，样品保留时间增加、同样浓度峰面积较小，随着pH值得增加封面积升高，灵敏度提升，但是当pH值过高时，氨基酸衍生化后容易发生沉淀，堵塞色谱柱，最终确定的最佳pH值为6.45。 流速越快，保留时间越短，洗脱效率高，但是流速过高后会导致，分析时间段色谱峰不能有效分离，最终确定的最佳流速为0.6mL/min。3.5小结 本章采用高效液相色谱对槟榔中的氨基酸进行定性定量分析，经过优化最终采用梯度洗脱条件，柱温箱温度设置为60°C，洗脱速度0.6mL/min。在此色谱条件下，氨基酸标准溶液以及槟榔供试品中的氨基酸均能得到有效分离，而且总洗脱时间短，具有高效、低耗的特点。 通过分析得知，槟榔中含有14种氨基酸，其中有7种为必需氨基酸，而且必需氨基酸所含比例较高，是一种优质蛋白。“热研1号”中的氨基酸总量为5.41%，其中EAA/TAA比值为87.8%，台湾中氨基酸总量为6.06%，其中EAA/TAA比值为82.0%。尽管台湾种氨基酸总量较高，但是“热研1号”所含EAA比例更高，显示其蛋白质量更佳。 氨基酸是人体所需的重要营养成分，具有多种生理功能能够，促进血液细胞、神经细胞生长，缓解疲劳、降低高血压等症状。更重要的氨基酸作为蛋白质的合成原料，能够促进生长发育，构成体内关键酶、抗体以及激素，为人体不可或缺的生命物质。充分认识槟榔中的氨基酸，发挥其药用、保健功能的价值对槟榔的开发利用具有重要意义。

结论本文对“热研1号”以及台湾种槟榔进行了基本性状以及氨基酸营养成分分析。结果发现，“热研1号”槟榔果实较大，呈椭圆形，外皮青绿色，果实重量远大于台湾种。“热研1号”中槟榔碱的含量较高，咀嚼后刺激性兴奋感强烈，不溶性膳食纤维含量低，口感较好。在使用高效液相色谱法分析氨基酸过程中，最终采用梯度洗脱条件，柱温箱温度设置为60°C，洗脱速度0.6mL/min。通过分析得知槟榔中含有14中氨基酸，其中有7种为必需氨基酸，而且必需氨基酸所含比例较高，是一种优质蛋白。“热研1号”中的氨基酸总量为5.41%，其中EAA/TAA比值为87.8%，台湾中氨基酸总量为6.06%，其中EAA/TAA比值为82.0%。尽管台湾种氨基酸总量较高，但是“热研1号”所含EAA比例更高，显示其蛋白质量更佳。

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成都理工大学工程技术学院学位论文诚信承诺书本人慎重承诺和声明：1.本人已认真学习《学位论文作假行为处理办法》（中华人民共和国教育部第34号令）、《成都理工大学工程技术学院学位论文作假行为处理实施细则（试行）》（成理工教发〔2013〕30号）文件并已知晓教育部、学院对论文作假行为处理的有关规定，知晓论文作假可能导致作假者被取消学位申请资格、注销学位证书、开除学籍甚至被追究法律责任等后果。2.本人已认真学习《成都理工大学工程技术学院毕业设计指导手册》，已知晓学院对论文撰写的内容和格式要求。3.本人所提交的学位论文（题目：泥沙淤积对河道影），是在指导教师指导下独立完成，本人对该论文的真实性、原创性负责。若论文按有关程序调查后被认定存在作假行为，本人自行承担相应的后果。承诺人（学生签名）：徐伟2016年1月23日注：学位论文指向我校申请学士学位所提交的本科学生毕业实习报告、毕业论文和毕业设计报告。摘要泥沙在天然河道中的存在是普遍的。当水流的重力势能转化为动能时，在泥沙的某些特性及相对速度的作用下，必然会对河道产生一定的影响，其中包括生物的多样性、坡岸的稳定性和河床的冲刷淤积问题产生一定的影响。关键词：泥沙河道生态AbstractThesedimentwidelyexistsinnaturalrivers.Whenthegravitationalpotentialenergyistransformedintokineticenergy,thefluidwillinevitablyhavesomeimpackondownstreamriverbecauseoftherelativevelocityandcertaincharacteristicsofsediment.Thoseeffectscanberemarkabletothebankslopestability,thebiologicaldiversityandthesiltationofriverbed.Keyword:sedimentriverecology绪论中国河流众多，其中有5万多条流域面积大于100km2，有1500多条流域面积在1000km2以上的河流。我国水资源丰富，水能蕴藏量为5.8亿kW，正常年径流量大27115亿m3。在我国江河治理中，有一个十分突出的问题那就是泥沙问题，在大江大河流域内水土流失严重，引起大量泥沙输入问题，江河治理的复杂性更严重，并带来危害。根据20世纪80年代初期统计，我国水土流失面积为120余万km2，占全国国土面积960万km2的12.5%，其中七大江河（即长江、黄河、淮河、海河、辽河、松花江、珠江）水土流失面积最大，占总流失面积的85.8%。黄河是世界上泥沙量最大的大河，多年的平均年输沙量达16亿吨之多。特别是黄河中游的黄土高原沟壑丘陵区，平均每年沟蚀和侵蚀模数可达10000/（km2·a）。长江宜昌站平均年输沙量为5.3亿吨，因此长江是仅次于黄河河流输沙量而居我国的第二位的河流。随着我国开展了长江、黄河以及其他各大流域的开发治理工作，我国政府对泥沙问题的研究工作十分看重，投入大量的人力、物力和资金，对许多严重的泥沙问题进行了更深入的研究。

一泥沙3.1泥沙(知网)泥沙按粒径大小分为块石、卵石、砾石、砂、粉砂和黏土。粒组名称粒径范围/mm一般特征块石＞200透水性很大，无粘性，无毛细水卵石200—60砾石60—20透水性大，无粘性，毛细水上升高度不超过粒径大小20—55--2砂2--0.5易透水，当混入云母等杂质是遭水性减小，而压缩性增加：无粘性，遇水不膨胀，干燥时松散，毛细水上升高度不大，随粒径变小而增大0.5--0.250.25--0.075粉粒0.075--0.005透水性小，湿时稍有粘性，遇水膨胀小，干时稍有收缩，毛细水上升高度较大较快，极易出现冻胀现象黏粒＜0.005透水性很小，湿时有粘性、可塑性，遇水膨胀大，干时收缩显著；毛细水上升高度大，但速度较慢表1.1粘性泥沙的晶粒尺寸一般小于63微米。细颗粒通常存在于河口中上游，泻湖和沿海港湾。细粒沉积物的来源可能是河流和海洋。细颗粒悬浮泥沙在河口环境中起着重要作用。细颗粒泥沙在悬浮液中通过电流和波浪作用输送。在河口，作用于细粒物料的运输机制（沉降和冲刷滞后）倾向于集中和沉积在该地区的内部庇护部位的细粒物质。高浓度悬浮区被称为最大浑浊度，并将根据潮汐周期和河流的淡水输入等改变其在河口的位置。细粒沉积物的特点是缓慢的沉降速度。因此，他们可能在水流稳定之前被长距离运输。细颗粒泥沙的粘性特性使它们粘在一起，絮体较大的聚集体或絮体沉降速度比单个粒子高得多。以这种方式，他们就能够沉积在单个微粒将永远不会到达的区域。破坏絮凝体的形成关键在于悬浮泥沙量以及流动的湍流特性。粘土颗粒在他们的表面有一个板状结构和负离子电荷，在盐水中，粒子的负电荷吸引带正电荷的阳离子形成周围的颗粒，这样的粒子会互相排斥。尽管有排斥力，在盐水中还是会絮凝形成大的聚集体或絮体颗粒。这是因为在盐水中，双电层被压缩和有吸引力的范德华力作用于原子使双粒子变得活跃。絮凝受浓度的影响，因为在水中更多颗粒会增加接触。由于湍流的冲击剪切作用，湍流对絮凝也有很大的影响。3.2泥沙的形成与其影响因素流域内产生泥沙的多少，速度等特性实际上是依靠流域抗侵蚀性和侵蚀动力这对矛盾体之间的对比关系。侵蚀动力包括水力，风力，重力，冻融和生物作用对岩石土壤的分离剥蚀及分离物的搬运两方面；流域的抗侵蚀性主要和流域下垫面的特征有关。即使对同一区域，侵蚀动力，流域下垫面的特性也并不是一成不变的，事实上侵蚀作用本身就在不断改变着流域植被，土壤组成，地貌特征等特性，只不过这种改变的时间尺度与侵蚀作用相比往往很大而已。以下介绍不同的产生泥沙模式，并且分析不同的作用因素在产沙过程中的作用。风力侵蚀风力侵蚀是地表土壤被风力破坏，搬运和沉积的现象。它主要发生在干旱和半干旱地区。风力侵蚀包括吹蚀，磨蚀和吹移几个过程。风吹地表时产生紊流，使地表物质的结构遭受破坏，并且部分物质吹离原地的过程称之为吹蚀。磨蚀是指风沙流接近地表迁移时沙粒对地表物质的冲击与摩擦作用。广大风沙区凡是地表缺少植被覆盖的裸地都不同程度的遭受到风蚀和磨蚀。吹移是指强大的风沙流呈舌状前进，即活动沙丘移动。活动沙丘移动速度取决于风力大小和沙体运动前方的地貌条件。具体而言，吹移又有以下形式：悬移---颗粒半径小于0.1mm的粉沙，粘粒被卷扬至高空，随风飘行；跃移---颗粒半径0.25~0.50mm的中细沙粒，受到风力冲击脱离地表后，又重返地面；蠕移----颗粒半径0.5~2.0mm的较大颗粒不易被风吹离地表沿着地表滚滑。有必要指出的是，风力侵蚀量和风力侵蚀的产沙量并不是同一体，凡经过风力吹扬的沙都可以称为侵蚀，但是流域风力产沙量指由风力输移至河流中的沙量，风力侵蚀产沙量只是风力侵蚀中很少的一部分。纵然如此，风力侵蚀产生的泥沙可能暂时储存在流域中，而后被别的动力因素例如水流等输移至河道中，间接影响流域产沙量。黄河中游流域风沙入河沙量约为1.6x108t(直接进入黄河干流的约为0.5x108t,进入各个支流的约为1.1x108t),占黄河年平均输沙量的1/10，约占粗泥沙总量的1/4.重力侵蚀重力侵蚀是地表物质因重力作用失去塑性平衡，产生破坏，位移和堆积的现象。当土石介质松散或者地表易滑，临空面陡，地面缺乏植被时，一旦受到地震，降水，地表径流及地下水，波浪，冰川，人工采掘和爆破等任何一种营力作用时，便会激发重力侵蚀。重力侵蚀的主要侵蚀产沙方式是滑坡，崩坍，泻溜。滑坡是斜坡上的土体在重力作用下，块体沿弱结构面整体下滑的现象。崩坍的陡崖上的土石岩体失去平衡，在自身重力作用下，突然脱离母体坠落的现象。陡坡上的土石体经过物理与化学风化作用形成碎屑，在自身重力作用下沿坡面滚下堆积在半坡的现象称为泻溜。不同侵蚀产生泥沙模式的规模可以用相差很大。从产生泥沙的角度，重力侵蚀如崩坍，滑坡往往并不能直接产生泥沙，而且侵蚀物质转化为泥沙的速度比较慢。因为如果只有重力的参与，则坡面物质移动的距离是十分有限的，一般很难达到1km。。但是，重力侵蚀使大量的土体，岩块成为分离的碎屑堆积物，常常成为水力搬运的对象。重力侵蚀发生一次，往往产生按常年沙量计算几十年才能产生的泥沙，堆积在流域内的大量堆积体长时间内成为活跃的沙源。3水力侵蚀水力侵蚀是在降水，降雨形成的地表径流作用下，土体被分离，输移和沉积的过程。不论根据动力作用于地面的强度，频率，分布范围还是产沙贡献，水力侵蚀都是最主要的侵蚀产沙模式。常见的水蚀形式有面蚀和沟蚀两种。

二河流的功能及演变2.1河流的功能河流是人类和动植物的生存之源，是生态系统和地貌演变中最具有活力的部分。河流的功能是多方面的，传统的功能可以用“除害”和“兴利”两大内容概括：兴利是以水资源的利用和开发为主要内容，如农业灌溉、城市用水、水利发电、航运等；除害是以防洪除涝为主要内容，如疏通河道、修堤筑坝、挖河导流等。河流的环境功能主要表现在输沙、水体自净和景观等方面。河流的生态功能指的是河流为动植物繁衍提供了栖息地、通道、屏障及食物的来源。概括起来，河流的功能主要包括：水利功能、资源功能、环境功能和生态功能四个方面，各功能要素见表2.1。一级功能二级功能功能载体水利功能防洪除涝堤防、护岸、湿地、湖泊沼泽、闸坝等资源功能发电、航运、养殖、农业及居民生活用水等水库、拦水闸、坝及其他水利设施生态功能栖息地、气候调节、吸收噪音、空气及水的净化水体、水面、岸边植被等环境功能自净、输沙、景观娱乐、场所及形象功能河流、水体、滨水公园等3.2河流的演变河流系统是一个包含河流水文、河床边界、泥沙、水环境、水生态等在内，多组织组成的复杂系统。河流系统内部存在大量的关系链，在外界条件作用下系统内个组织不断改变，并且相互制约和作用。水沙条件变化后，河流水文、输沙、水力、河床形态等发生相应的改变，从而引起河流环境的变化。即河流、泥沙和河床之间变现为一个整体联系和相互影响的关系。自然情况下，水沙过程和河床演变表现出其固有的特性，它们之间维持着一种平衡，河流系统的各项功能，都能适应于这种平衡。一旦水沙过程被干扰超过一定的限度，就会打破原有的平衡，引起河流系统的整体响应。水流、泥沙是河流系统的动力因素，它在输移过程中塑造着各种河流地貌形态，并通过与河床互相作用，对河床演变起控制作用。如图2.1图2.12.3河流洪水洪水给人类正常的生活生产带来了严重的祸患与损失，但洪水又是河流的必要组成成分。在一般情况下，河流决定着洪水的前进方向，而洪水有时又要淤积或冲刷河床，甚至让河流改道。自然洪水对生态系统也有好的影响。正是洪水与河流的互相影响，河流生态系统才逐渐进化，生物才得以保持多样性，生态环境也朝着有利人类发展生存的方向演替。洪水根据水流量大小划分为：一般洪水、较大洪水、大洪水、特大洪水、特罕见大洪水等。较小的洪水在干旱地区的干旱季节有着和重要的生态意义。它刺激着鱼类产卵，输沙，改善水质等。它们重新设定了一系列河流条件，引起了上游鱼类和植物种子的迁移。同时还能对河岸重新浸润，冲击河口淤泥。3泥沙的运输及模拟

三泥沙运动对下游河道的影响3.1降低下游河道稳定性在河床上的沙质，在水流的强度较小的时候，河床很有可能会产生水垄或者是沙纹。随着水流强度的逐渐增大，沙垄的尺寸会慢慢的增长，当达到一定的程度后又会渐渐的减小，直到消失不见。这是重新回到比较夹带的状况，理论上讲，河床上常常会有很大的泥沙输移的强度，一般情况下称其为动平床。水流每进一步增强，整个床面将会被为巨大尺度的沙浪慢慢所代替。沙浪与水面波动几乎是一模一样,传播方向也可能为逆行、顺行或者是停滞不动,对应的分别称为逆行沙波、顺行沙波和驻波。床面形态的也会随着不同阶段和情况,河床水流阻力也会变化,主要的原因是由于沙波阻力的所影响的的。不同的水流会形成不一样的沙波,当水流条件的被改变以后,床面的形态相应变化也会改变。但是,由于惯性产生的作用,水流条件的变化往往会在沙波的变化形成之前产生,两者存在一定的时差。对悬移质来说,泥沙如果存在于水中,会增加水的容重。在流速在增大的过程中,上举力也会逐渐的增大,水的紊动也会增强,水中也会夹带着更多的泥沙。在遇到弯道或者是障碍物时,水流会因为惯性的作用保持着原来的方向运动,进而增加了对转弯处以及两侧及凹岸的下游段的冲刷。当然某些岸边区域也可能有时浸泡在水中,有时又会裸露在阳光下暴晒,导致了岸边岩石由于热胀冷缩、浪压力、化学反应等原因而风化。导致河道中含有比原来更多的泥沙。由于含沙量较高的泥沙会破坏下游河道的稳定性,使下游的泥沙含量不断的增大,并最终保持稳定。并且,在平原地带的夹沙水流在一般情况下通常会形成一个三角洲。如我国的长江三角洲、珠江三角洲、黄河三角洲等等。在流路改道形成了新的流路之后,河道会随着时间的增加而逐渐使淤积抬高并慢慢的延伸,当河槽淤积到了一定程度之后,会使得河床高程高出两岸地面,直到最后改道为止。黄河在近代三角洲上实际已经在行水约年,并且共改道余数次,平均大约每年改道一次图。3.2对下游河道冲淤的影响当水流输沙能力多余河道上游来沙量,水流的程度不足以让床沙所有的粒径级泥沙起动的时候,床面就会因为选择性的侵蚀而逐渐变成粗化层,并随着床面推移质的不平衡慢慢输移,床沙粗化与不平衡输沙是粗化问题相互影响的两个方面。在水流输沙能力多于供水量，并且床面泥沙发生了选择性输移即部分动输或者是分选输移的条件下,比较细的颗粒可能会变成悬移质或者是推移质导致被冲刷而逐渐下移,而较粗的颗粒则会留在床面上保持基本不动,使得床面在下切的时候使得组成物质不断的变粗,并且最终形成以不动的粗颗粒为主体粗化的稳定结构,称之为粗化保护层,用来限制河床的持续侵蚀。若是水流强度继续扩大,则可让沙粒粒径范围慢慢扩大,粗化层中又有以部分相对较细的颗粒以层移质或者是接触质的形式而导致被冲刷下移,并形成一种新的级配更粗的粗化层,一直到出现极限粗化层或者是临界粗层除险的出现。若是此后再增加流量,则颗粒全会被冲走,粗化层则会完全破坏露出下层的原始配床沙,使得床面再一层刷深。在非均匀沙尤其是卵石所组成的河流中,粗化层的现象是最为常见的。在上游无泥的沙所补给的情况下,会随着床沙不断沉降,输沙率也会随着粗化过程的发展而慢慢的减少,直到床面会形成粗颗粒保护层,这时输沙率会无限的趋于零,这是由于冲刷粗化的过程中输沙率所变化的正常趋势。因为各颗泥沙所处床面的位置和所受作用的流速的随机性,导致了泥沙的起动和输移会带有一定的随机性,而单位床面上可动的沙粒数和输移的泥沙数也是不一定的,即可动的沙粒数和输移的颗数是一个不确定的过程,有些生物灭绝的过程，优胜劣汰。而床面的泥沙与水中悬移质是不可分割的一个整体,他们在运动过程中会遵循运动—静止—再运动的运动原则。而在水体流动过程中,会因为流速始终达不到起动速度或在某些细颗粒泥沙会被嵌套或者是淹埋,导致河道有局部性的淤积。若是如果出现在河口,则会引起泥沙的回溯,反而会使的淤积更加的严重。3.3对下游河道生物的影响当河流流速降低的时候,河中悬移质会逐渐减少,泥沙在水库中慢慢沉积时,泥沙当中的有机质也会会慢慢沉积在水库中,有机质对于下游的食物链来说有着相当重要的作用,假如失去了这些有机质也就意味着失去了下游的河流生态。因当当悬移质泥沙逐渐减少的时候,下游的河床及河岸会被冲刷直至出现出新的平衡。而不论是冲刷降低还是对河床造成影响河岸以及及水滨带,这些都有可能是许多生物体的栖息地。如果没有新的泥沙的补充,沙洲以及其靠之生存的物种及其栖息地都有可能会一同消失。并且,河道下切也会导致地下水位线发生一些变化,对河流廊道植物群落可能会带来的不利的变化。由于泥沙颗粒带有一定的负电荷,而分子间的极性差异则会产生一种相互吸引的作用,导致了泥沙会被一层水薄膜包裹。在某些地方,若水体中含有某些物质,在浓度梯度作用下泥沙会吸附污染物。在水体一定的流动作用下,泥沙会携带污染物并且同时对下游的生物带来不利诸多不利的影响。同时,水体中的细沙则会堵塞和磨损鱼的呼吸系统,影响了鱼类在水体中摄取氧的能力,进而破坏了生物之间的多样性。3.4泥沙防治措施悬浮物浓度在河口浊度最大的主要原因是沉降和冲刷滞后。泥沙细颗粒在运输和沉积过程中沉降速度一般砂慢，因此，悬浮物的浓度不会随水利条件的改变立刻调整。换句话说，在一定时间和地点的悬浮物浓度取决于该位置的上游在之前的水利条件。从地质地貌学的观点来看，流域系统可以划分为流域上部的侵蚀区、中部的泥沙运输区和下部的泥沙沉积区。由于河流上游流域的水土流失受到水流搬运能力的限制，有一部分的泥沙堆积在山前、坡脚、岸边等区域，需要较长时间的来搬运，其余一部分则以悬移质的形式迅速向下游地区搬运。除了输送部分沉积物进入海里外，大部分的泥沙则以边滩或心滩的形式沉积在中下游的河湖体系当中。从这里可以看出，流域和河湖体系是一个由“侵蚀→搬运→沉积”组成的动态平衡系统。在这个演化的过程中，河湖系统的流量、地质结构、沉积与搬运条件及整个系统的地质环境等，都是限制这一系统动态平衡的重要因素。河道上游的快速侵蚀将会导致中下游河湖体系的泥沙沉积速度加快，并对防洪、航运、灌溉引水等带来一系列的问题。例如长江流域的泥沙主要来自于上游，由于滥砍乱伐，植被被破坏，过度的开垦陡坡和荒地，森林覆盖面积大大减少，降低了水源的涵养能力。降水就直接形成了地表径流从而加重了河流的泄洪压力，同时也造成了水土流失的严重化。如果河道的宣泄能力不能下泄来自上游的大量水沙，那么河床就会通过其他的方式来重新获取水沙的平衡，要么大量淤积泥沙来抬高河床造成溃口让大量的水沙分流注入低洼的地区以便形成新的湖泊来沉沙，要么通过迅速淤积抬高河床上端调整河床的纵向比降来加大水流的携沙能力，使河道形态与上游的水沙来量相适应等。泥沙在整个流域的输移，会造成中下游河段的洪水位抬高、湖泊的面积萎缩，给防洪带来不利的影响。对于泥沙的冲淤，主要的防治措施应该是综合治理，上游、中游、下游联合整治。河道上游的水土流失是河道中泥沙的主要来源，过弱或过强的下泄沙能力都将造成中下游河道的淤积或冲刷。因此，水土保持是解决河流泥沙问题的根本措施。对于中下游河道的局部河段的冲淤，主要可以采取工程加固的措施来加以防治。对于淤积，一是可以通过疏浚来处理，也可以通过适当的引洪放淤等手段来将泥沙资源化，除害的同时可以兴利，一举多得。对于冲刷，主要可以通过护岸或护底工程加以控制。

四泥沙运动模拟对河道影响二泥沙运动（公式）为了在建模系统中包括细粒物料的运输和沉积过程，通用模型是通过水流量对对流扩散方程的描述的整合。细颗粒的运移模拟必须平均深度，泥沙过程也必须应用适当的参数。如在MIKE21模型中，细颗粒（泥）的运输已被列入泥浆输送模块与水动力模块和对流扩散模块，如图1.2所示图1.2MIKE21数据流和物理过程泥浆运输模块中包含的进程尽可能保持通用该模块包括以下几个过程*多泥的分数*多床层*波流相互作用*絮凝*受阻沉降*一粒砂率*滑动*加固层*简单的形态学运算上述的可能性覆盖大多数的二维建模情况下。在特殊情况下的应用程序所需的如模拟高含沙浓度对水流量的影响建模需MIKE3泥浆输送模块。对流扩散模块输沙公式是建立在迈克21对流扩散模块，解决所谓的对流扩散方程公式中符号的意义;c:深度平均质量浓度（kg/m3）u,v:水深平均流速(m/s)Dx,Dy:离散系数(m2/s)h:水深（m）S:侵蚀期(kg/m3/s)QL:排放单位水平面积(m3/s/m2)CL:排放浓度(kg/m3)在多个沉积物级分的情况下，该方程扩展到包括几部分，而沉积和侵蚀过程连接到的级分的数目。在对流扩散方程使用一个明确的，三阶解决有限差分格式。该方案是基于已知的最快方案。该方案已在处理各种论文描述建模，环境建模，涉及其他问题对流扩散方程它拥有比其他几个方案具有明显的优势，特别是它避免了相关的“晃动”，稳定性问题与平流项中央分化,同时它大大降低了数值阻尼，这是这方案的特性向上缠绕方法，该方案它取消了截断误差项由于时间差异达一个一定的顺序，在最快的情况下，通过使用基本方程本身解决问题，侵蚀和沉积方程解很简单而且不需要特殊的数值方法。泥沙沉降速度和絮凝细泥沙的沉降速率取决于颗粒,絮状物的大小,悬浮物和有机含量温度，材料浓度。通常泥沙沉降速度随着泥沙浓度（絮凝）的增加而增加，其沉降速度随浓度增减少而降低。后者被称为受阻沉降。继Rijn（1989）咸水中的沉降速度（>5个百分点）即可通过沉降速度公式表示：其中c10kg/m3ws絮体沉降速度(米/秒)c质量浓度K,为系数取1到2之间泥沙浓度分布泥沙浓度分布有两个表达式可以应用，其中是基于一个近似解得到的垂直表达式，沉积过程中沉积通量或表达式假定上下沉积物通量之间的平衡。其公式其中Crc为对流柯朗数三泥沙运动与淤积模拟3.1MIKE213.2建模过程3.3模型分析基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制HYPERLINK"/detail