2020年35卷第4期
2020, 35(4): 1-7.
doi: 10.12187/2020.04.001
摘要:
通过摇瓶实验，对重组毕赤酵母X-33/pGAPZαA-Man26A-39发酵培养基的碳源、氮源进行筛选，并在50 L发酵罐中采用间歇流加策略，对其发酵条件进行调控，以实现重组毕赤酵母高密度发酵产β-甘露聚糖酶.结果表明：葡萄糖为发酵培养基的最适碳源，其初始添加质量浓度为30 g/L；初始质量分数为6%的玉米浆作为发酵培养基的氮源较为适宜；在间歇补料发酵调控中，通过间歇流加体积分数为25%的氨水、质量分数为50%的葡萄糖溶液和质量分数为20%的玉米浆，可使发酵液pH值维持在5.0~5.5之间，且保证发酵培养基的碳源、氮源充足；发酵60 h时采取放罐措施，此时酶活力可达2 685.5 U/mL，菌体质量浓度达331.1 g/L，OD600达302.8，实现了β-甘露聚糖酶的高效表达.
通过摇瓶实验，对重组毕赤酵母X-33/pGAPZαA-Man26A-39发酵培养基的碳源、氮源进行筛选，并在50 L发酵罐中采用间歇流加策略，对其发酵条件进行调控，以实现重组毕赤酵母高密度发酵产β-甘露聚糖酶.结果表明：葡萄糖为发酵培养基的最适碳源，其初始添加质量浓度为30 g/L；初始质量分数为6%的玉米浆作为发酵培养基的氮源较为适宜；在间歇补料发酵调控中，通过间歇流加体积分数为25%的氨水、质量分数为50%的葡萄糖溶液和质量分数为20%的玉米浆，可使发酵液pH值维持在5.0~5.5之间，且保证发酵培养基的碳源、氮源充足；发酵60 h时采取放罐措施，此时酶活力可达2 685.5 U/mL，菌体质量浓度达331.1 g/L，OD600达302.8，实现了β-甘露聚糖酶的高效表达.
2020, 35(4): 8-15.
doi: 10.12187/2020.04.002
摘要:
采用易错PCR方法，对β-甘露聚糖酶进行体外分子定向进化，通过调整dNTP比例和加入不同浓度的Mn2+，向β-甘露聚糖酶中随机引入突变，构建突变文库，并对筛选得到的突变菌株的突变酶酶学性质进行研究.结果表明：在突变文库的构建过程中，当Mn2+浓度为0.01 mmol/L时，阳性转化率最高，达到80%，氨基酸的突变个数为2.0个，符合易错PCR突变文库的构建原则；经过两轮易错PCR构建的突变文库库容量约为4000，从中筛选出的突变毕赤酵母菌X-33/pGAPZαA-GwMan26A-27的突变酶GwMan26A-27具有耐酸、耐高温且酶活力较高的特性；与突变前相比，GwMan26A-27具有较宽的酶促反应温度范围和适宜pH值范围，热稳定性和pH稳定性均有较大提升；在胃蛋白酶液和胰蛋白酶液中水浴2 h，GwMan26A-27的消化酶稳定性较突变前也均有所提升.
采用易错PCR方法，对β-甘露聚糖酶进行体外分子定向进化，通过调整dNTP比例和加入不同浓度的Mn2+，向β-甘露聚糖酶中随机引入突变，构建突变文库，并对筛选得到的突变菌株的突变酶酶学性质进行研究.结果表明：在突变文库的构建过程中，当Mn2+浓度为0.01 mmol/L时，阳性转化率最高，达到80%，氨基酸的突变个数为2.0个，符合易错PCR突变文库的构建原则；经过两轮易错PCR构建的突变文库库容量约为4000，从中筛选出的突变毕赤酵母菌X-33/pGAPZαA-GwMan26A-27的突变酶GwMan26A-27具有耐酸、耐高温且酶活力较高的特性；与突变前相比，GwMan26A-27具有较宽的酶促反应温度范围和适宜pH值范围，热稳定性和pH稳定性均有较大提升；在胃蛋白酶液和胰蛋白酶液中水浴2 h，GwMan26A-27的消化酶稳定性较突变前也均有所提升.
2020, 35(4): 16-22.
doi: 10.12187/2020.04.003
摘要:
以葡萄为主要原料，采用单因素试验研究结冷胶添加量、白砂糖添加量、柠檬酸添加量对葡萄果冻凝胶特性和感官品质的综合影响，进而采用正交试验对葡萄果冻的工艺配方进行优化.结果表明：该葡萄果冻的最佳工艺配方为结冷胶添加量0.75%，白砂糖添加量8.00%，柠檬酸添加量0.26%.依据此工艺配方制作的葡萄果冻颜色鲜艳，富有光泽，具有葡萄特有的香气，酸甜可口，健康营养.
以葡萄为主要原料，采用单因素试验研究结冷胶添加量、白砂糖添加量、柠檬酸添加量对葡萄果冻凝胶特性和感官品质的综合影响，进而采用正交试验对葡萄果冻的工艺配方进行优化.结果表明：该葡萄果冻的最佳工艺配方为结冷胶添加量0.75%，白砂糖添加量8.00%，柠檬酸添加量0.26%.依据此工艺配方制作的葡萄果冻颜色鲜艳，富有光泽，具有葡萄特有的香气，酸甜可口，健康营养.
2020, 35(4): 23-33.
doi: 10.12187/2020.04.004
摘要:
以带鱼为原材料，从6种蛋白酶中筛选出碱性蛋白酶作为带鱼蛋白酶解的最佳蛋白酶，进而利用单因素试验和响应面试验优化带鱼蛋白酶解的工艺条件.结果表明：带鱼蛋白酶解的最佳工艺条件为底物质量分数5.3%，蛋白酶质量分数2.7%，酶解pH值8.3，酶解温度63℃，酶解时间168 min，在该工艺条件下，带鱼蛋白水解度达到37.07%，与响应面优化试验回归模型的预测值基本一致.
以带鱼为原材料，从6种蛋白酶中筛选出碱性蛋白酶作为带鱼蛋白酶解的最佳蛋白酶，进而利用单因素试验和响应面试验优化带鱼蛋白酶解的工艺条件.结果表明：带鱼蛋白酶解的最佳工艺条件为底物质量分数5.3%，蛋白酶质量分数2.7%，酶解pH值8.3，酶解温度63℃，酶解时间168 min，在该工艺条件下，带鱼蛋白水解度达到37.07%，与响应面优化试验回归模型的预测值基本一致.
2020, 35(4): 34-39.
doi: 10.12187/2020.04.005
摘要:
针对现有卷烟感官品质评价方式的评价结果差异不明显和变化趋势不明确的问题，建立了一种新的烟草感官品质对比评价方法：采用专家咨询法并结合实际评吸经验，根据消费者的关注程度对优雅度、满足感、舒适感和轻松感各感官品质评价指标赋予权重，利用数理统计方法对各评吸人员的评价结果进行计算，得出卷烟各感官品质评价指标小项和总体得分，并根据各项得分判定实验样品间感官品质差异程度和变化方向.可行性验证结果表明：该方法即使在感官品质变化较小时，也能够较好地从分值上进行区分；其既能反映整体感官品质的差异程度，又能反映总体或单个感官品质评价指标的变化趋势，且感官品质差异性的区分度也较明显，可应用于卷烟制品的研发和品质控制.
针对现有卷烟感官品质评价方式的评价结果差异不明显和变化趋势不明确的问题，建立了一种新的烟草感官品质对比评价方法：采用专家咨询法并结合实际评吸经验，根据消费者的关注程度对优雅度、满足感、舒适感和轻松感各感官品质评价指标赋予权重，利用数理统计方法对各评吸人员的评价结果进行计算，得出卷烟各感官品质评价指标小项和总体得分，并根据各项得分判定实验样品间感官品质差异程度和变化方向.可行性验证结果表明：该方法即使在感官品质变化较小时，也能够较好地从分值上进行区分；其既能反映整体感官品质的差异程度，又能反映总体或单个感官品质评价指标的变化趋势，且感官品质差异性的区分度也较明显，可应用于卷烟制品的研发和品质控制.
2020, 35(4): 40-45.
doi: 10.12187/2020.04.006
摘要:
为选择合适的打孔方式以提升细支卷烟的质量水平，考察了在线激光打孔、激光预打孔、静电打孔、等离子体打孔对细支卷烟滤嘴通风率、通风率稳定性和感官品质的影响.结果表明：4种打孔方式均可满足滤嘴通风率的设计需要；对于同一接装纸透气度，采用等离子体打孔和静电打孔的细支卷烟的滤嘴通风率较高；采用等离子体打孔和在线激光打孔的细支卷烟的滤嘴通风率稳定性相对较好；等离子体打孔和在线激光打孔更有利于改善细支卷烟的感官品质，当滤嘴通风率较低时，两种打孔方式的细支卷烟感官品质相当，而当滤嘴通风率较高时，采用在线激光打孔的细支卷烟的感官品质优于等离子体打孔.综上，等离子体打孔和在线激光打孔整体优于静电打孔和激光预打孔，是细支卷烟生产中的优选打孔方式.
为选择合适的打孔方式以提升细支卷烟的质量水平，考察了在线激光打孔、激光预打孔、静电打孔、等离子体打孔对细支卷烟滤嘴通风率、通风率稳定性和感官品质的影响.结果表明：4种打孔方式均可满足滤嘴通风率的设计需要；对于同一接装纸透气度，采用等离子体打孔和静电打孔的细支卷烟的滤嘴通风率较高；采用等离子体打孔和在线激光打孔的细支卷烟的滤嘴通风率稳定性相对较好；等离子体打孔和在线激光打孔更有利于改善细支卷烟的感官品质，当滤嘴通风率较低时，两种打孔方式的细支卷烟感官品质相当，而当滤嘴通风率较高时，采用在线激光打孔的细支卷烟的感官品质优于等离子体打孔.综上，等离子体打孔和在线激光打孔整体优于静电打孔和激光预打孔，是细支卷烟生产中的优选打孔方式.
2020, 35(4): 46-53.
doi: 10.12187/2020.04.007
摘要:
以大枣为主要原料，辅以苹果干和枸杞，分别采用水提、醇提、酶解3种提取工艺制备果干复合香料.运用GC-MS检测技术对复合香料的化学成分进行对比分析，并对复合香料进行嗅香评价和卷烟加香效果评价.结果表明：水提法制备的复合香料中共检出化学成分54种，醇提法共检出25种，酶解法共检出61种；其中酶解法产生了苯乙醇、己醛、丁香酚等新的香气物质，醇提法产生了独有的2，5-二甲基-4-羟基-3（2H）-呋喃酮.3种复合香料的嗅香香韵略有差别：水提复合香料有枣的清香，酸香明显；醇提复合香料清甜感明显；酶解复合香料枣香最为浓郁，有焦甜味.酶解复合香料可丰富烟香，改善余味，在卷烟中的加香效果最佳，醇提复合香料卷烟加香效果次之，水提复合香料卷烟加香效果最差.总体上酶解复合香料的致香效果较好，可作为一种新型复合香料应用于卷烟生产.
以大枣为主要原料，辅以苹果干和枸杞，分别采用水提、醇提、酶解3种提取工艺制备果干复合香料.运用GC-MS检测技术对复合香料的化学成分进行对比分析，并对复合香料进行嗅香评价和卷烟加香效果评价.结果表明：水提法制备的复合香料中共检出化学成分54种，醇提法共检出25种，酶解法共检出61种；其中酶解法产生了苯乙醇、己醛、丁香酚等新的香气物质，醇提法产生了独有的2，5-二甲基-4-羟基-3（2H）-呋喃酮.3种复合香料的嗅香香韵略有差别：水提复合香料有枣的清香，酸香明显；醇提复合香料清甜感明显；酶解复合香料枣香最为浓郁，有焦甜味.酶解复合香料可丰富烟香，改善余味，在卷烟中的加香效果最佳，醇提复合香料卷烟加香效果次之，水提复合香料卷烟加香效果最差.总体上酶解复合香料的致香效果较好，可作为一种新型复合香料应用于卷烟生产.
2020, 35(4): 54-60.
doi: 10.12187/2020.04.008
摘要:
以精华乳基底配方为基础，研究了不同乳化剂体系对精华乳性能的影响，综合评价了分别含有祛痘因子EG、SkinClean AC、SkinRelax LC和ProNature FX 4种活性成分精华乳的祛痘调理效果，确定祛痘调理精华乳的最终配方.对该配方制备的祛痘调理精化乳进行理化性能和祛痘效果测定，结果表明，以清爽型混合油脂为油相，S2/S21（m（S2）：m（S21）=1.0：1.5）为乳化剂，祛痘因子EG为活性组分，三者用量分别为8.50%，3.00%和8.00%，再配以适量的保湿剂、增稠剂、螯合剂和防腐剂制备的祛痘调理精华乳，其性能温和、稳定性较好，具有理想的祛痘效果.
以精华乳基底配方为基础，研究了不同乳化剂体系对精华乳性能的影响，综合评价了分别含有祛痘因子EG、SkinClean AC、SkinRelax LC和ProNature FX 4种活性成分精华乳的祛痘调理效果，确定祛痘调理精华乳的最终配方.对该配方制备的祛痘调理精化乳进行理化性能和祛痘效果测定，结果表明，以清爽型混合油脂为油相，S2/S21（m（S2）：m（S21）=1.0：1.5）为乳化剂，祛痘因子EG为活性组分，三者用量分别为8.50%，3.00%和8.00%，再配以适量的保湿剂、增稠剂、螯合剂和防腐剂制备的祛痘调理精华乳，其性能温和、稳定性较好，具有理想的祛痘效果.
2020, 35(4): 61-66.
doi: 10.12187/2020.04.009
摘要:
以铁皮石斛干花为原料，辅以体积分数为95%的乙醇、甘油、丁二醇、尿囊素、锁水磁石等配料，制备一款具有保湿护肤效果的铁皮石斛花柔肤水，通过单因素试验和正交试验对该柔肤水的配方进行优化.结果表明：当体积分数为95%的乙醇添加量为10%，铁皮石斛花多糖原液添加量为12%，甘油添加量为5%时，再添加适量辅料制备的铁皮石斛花保湿柔肤水的感官评价最好，其品质良好且性能稳定.
以铁皮石斛干花为原料，辅以体积分数为95%的乙醇、甘油、丁二醇、尿囊素、锁水磁石等配料，制备一款具有保湿护肤效果的铁皮石斛花柔肤水，通过单因素试验和正交试验对该柔肤水的配方进行优化.结果表明：当体积分数为95%的乙醇添加量为10%，铁皮石斛花多糖原液添加量为12%，甘油添加量为5%时，再添加适量辅料制备的铁皮石斛花保湿柔肤水的感官评价最好，其品质良好且性能稳定.
2020, 35(4): 67-80.
doi: 10.12187/2020.04.010
摘要:
综述了不同养猪废水处理技术的基本原理和优缺点，发现，传统处理技术多侧重于对废水中污染物的去除，但未考虑总氮的控制，难以实现节能降耗和资源的回收利用；新型处理技术不仅可以减少总氮去除过程中的能耗、物耗，还可以实现资源的回收利用.为了实现可持续发展战略，未来达到更高的出水排放标准，现有处理技术还需在优化运行条件、增加预处理措施、组合多技术处理等方面做出相应改进；而未来养猪废水处理新技术也会朝着低耗、高效和高质的方向发展.
综述了不同养猪废水处理技术的基本原理和优缺点，发现，传统处理技术多侧重于对废水中污染物的去除，但未考虑总氮的控制，难以实现节能降耗和资源的回收利用；新型处理技术不仅可以减少总氮去除过程中的能耗、物耗，还可以实现资源的回收利用.为了实现可持续发展战略，未来达到更高的出水排放标准，现有处理技术还需在优化运行条件、增加预处理措施、组合多技术处理等方面做出相应改进；而未来养猪废水处理新技术也会朝着低耗、高效和高质的方向发展.
2020, 35(4): 81-87,95.
doi: 10.12187/2020.04.011
摘要:
针对传统的反窃电预测方法准确度低的问题，提出了一种基于电力大数据的反窃电预测方法.该方法根据异常规则构造窃电数据样本，引入线损率增长率这一约束条件，使用4种机器学习分类算法分别在电压、电流和功率因数数据集上构建预测模型，将其输出的数据异常用户与线损异常用户相结合，输出疑似窃电用户清单.实验结果表明，该方法预测准确度令人满意，在疑似窃电用户识别方面是高效可行的.
针对传统的反窃电预测方法准确度低的问题，提出了一种基于电力大数据的反窃电预测方法.该方法根据异常规则构造窃电数据样本，引入线损率增长率这一约束条件，使用4种机器学习分类算法分别在电压、电流和功率因数数据集上构建预测模型，将其输出的数据异常用户与线损异常用户相结合，输出疑似窃电用户清单.实验结果表明，该方法预测准确度令人满意，在疑似窃电用户识别方面是高效可行的.
2020, 35(4): 88-95.
doi: 10.12187/2020.04.012
摘要:
针对传统的协同过滤算法存在稀疏性较大和扩展性较差的问题，提出了基于改进的奇异值分解（SVD）算法和二分K-均值聚类算法的协同过滤算法.该算法首先利用改进的SVD算法对稀疏的用户-项目评分矩阵进行降维，获得用户隐含特征矩阵，然后运用二分K-均值聚类算法对相似用户进行聚类来提升算法的可扩展性，最后利用最近邻居集的评分修正目标用户的评分，以减小因矩阵分解导致用户信息丢失造成的误差.利用MovieLens 100K数据集进行的实验结果表明，与传统的基于用户的协同过滤算法、基于K-均值聚类的协同过滤算法和隐语义模型（LFM）算法相比，本文提出的算法能够有效提高推荐结果的准确性.
针对传统的协同过滤算法存在稀疏性较大和扩展性较差的问题，提出了基于改进的奇异值分解（SVD）算法和二分K-均值聚类算法的协同过滤算法.该算法首先利用改进的SVD算法对稀疏的用户-项目评分矩阵进行降维，获得用户隐含特征矩阵，然后运用二分K-均值聚类算法对相似用户进行聚类来提升算法的可扩展性，最后利用最近邻居集的评分修正目标用户的评分，以减小因矩阵分解导致用户信息丢失造成的误差.利用MovieLens 100K数据集进行的实验结果表明，与传统的基于用户的协同过滤算法、基于K-均值聚类的协同过滤算法和隐语义模型（LFM）算法相比，本文提出的算法能够有效提高推荐结果的准确性.
2020, 35(4): 96-102.
doi: 10.12187/2020.04.013
摘要:
为对比分析软件定义网络（SDN）环境下不同机器学习算法的网络流量分类效果，对Moore数据集进行了平衡处理，在机器学习平台RapidMiner上对K-近邻（KNN）、随机森林（RF）、支持向量机（SVM）和梯度提升决策树（GBDT）4种经典机器学习算法选取不同的分类特征进行分类实验.实验结果表明，较其他3种算法，GBDT算法可以在较短的时间内获得更好的分类效果.
为对比分析软件定义网络（SDN）环境下不同机器学习算法的网络流量分类效果，对Moore数据集进行了平衡处理，在机器学习平台RapidMiner上对K-近邻（KNN）、随机森林（RF）、支持向量机（SVM）和梯度提升决策树（GBDT）4种经典机器学习算法选取不同的分类特征进行分类实验.实验结果表明，较其他3种算法，GBDT算法可以在较短的时间内获得更好的分类效果.
2020, 35(4): 103-108.
doi: 10.12187/2020.04.014
摘要:
针对传统总广义变分（TGV）算法在红外图像超分辨率重建过程中难以有效抑制噪声的问题，提出了一种基于改进TGV的单幅红外图像超分辨率算法.该算法首先将二阶TGV模型与一阶梯度锐化算子相结合，在算法实现的梯度上升阶段加上一阶梯度锐化算子，在梯度下降阶段的系数中加上一阶梯度锐化算子的系数，得到一种新的红外图像超分辨率正则化模型；然后采用一阶主-对偶优化算法求得高分辨率红外图像.实验结果表明，该算法的主观视觉效果和客观评价指标均优于其他传统算法，可获得质量较高的高分辨率红外图像，能有效抑制噪声，降低硬件实现的复杂度，有较强的实用性.
针对传统总广义变分（TGV）算法在红外图像超分辨率重建过程中难以有效抑制噪声的问题，提出了一种基于改进TGV的单幅红外图像超分辨率算法.该算法首先将二阶TGV模型与一阶梯度锐化算子相结合，在算法实现的梯度上升阶段加上一阶梯度锐化算子，在梯度下降阶段的系数中加上一阶梯度锐化算子的系数，得到一种新的红外图像超分辨率正则化模型；然后采用一阶主-对偶优化算法求得高分辨率红外图像.实验结果表明，该算法的主观视觉效果和客观评价指标均优于其他传统算法，可获得质量较高的高分辨率红外图像，能有效抑制噪声，降低硬件实现的复杂度，有较强的实用性.
