JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

2022年37卷第5期

食品与生物工程
代谢工程改造枯草芽孢杆菌促进L-赖氨酸高效合成研究
张晓霞, 陈胜玲, 朱枝群, 康春涛, 徐建中
2022, 37(5): 1-11. doi: 10.12187/2022.05.001
摘要:
为了构建具有益生功能和L-赖氨酸合成功能的“双功能”枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)重组菌株,对饲料工业常用的益生菌B.subtilis ACCC11025进行系统的代谢工程改造。结果表明:以来源于谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)的lysC311、zwf234gnd361替换B.subtilis中的thrD、zwf和gnd,即构建重组菌B.subtilis XH4,有利于L-赖氨酸的合成,其产量达到(20.3±1.9) g/L;将B.subtilishom替换成来源于C.glutamicumhom59,即构建重组菌B.subtilis XH5,可显著降低副产物积累量,提高L-赖氨酸产量至(23.2±1.7) g/L,且不影响菌体生长;在重组菌B.subtilis XH5中引入C.glutamicum中的DapDH会改变二氨基庚二酸途径(DAP)碳分布进而促进L-赖氨酸的合成,目标重组菌B.subtilis XH6的L-赖氨酸产量达到(25.6±2.3) g/L。
包包曲和平板曲挥发性风味成分及真菌群落结构研究
刘延波, 魏蒙蒙, 王琳琳, 王贤, 沈祥坤, 韩素娜, 张立新, 潘春梅
2022, 37(5): 12-23. doi: 10.12187/2022.05.002
摘要:
采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)技术检测包包曲和平板曲的挥发性风味成分,并通过高通量测序技术分析包包曲和平板曲的真菌群落结构。结果表明:共检测到24种挥发性风味成分,包括7种醇类化合物、4种酯类化合物、1种酮类化合物、1种醛类化合物、4种酸类化合物、3种酚类化合物和4种碳氢化合物;包包曲中共检测出17种挥发性风味成分,主要为酯类化合物和酸类化合物;平板曲中共检测出19种挥发性风味成分,主要为醇类化合物;从门水平上分析,包包曲中的优势真菌门(平均相对丰度>0.50%)有3个,分别是子囊菌门(Ascomycota)、被孢菌门(Mucoromycota)和担子菌门(Basidiomycota);平板曲中的优势真菌门有2个,分别是子囊菌门(Ascomycota)和被孢菌门(Mucoromycota);从属水平上分析,包包曲中的优势真菌属(平均相对丰度>1.00%)有4个,分别是嗜热子囊菌属(Thermoascus)、曲霉属(Aspergillus)、根霉菌属(Rhizopus)和假丝酵母属(Candida);平板曲中的优势真菌属有6个,分别是嗜热子囊菌属(Thermoascus)、曲霉属(Aspergillus)、根霉菌属(Rhizopus)、双足囊菌属(Dipodascus)、链格孢属(Alternaria)和附球菌属(Epicoccum)。包包曲和平板曲形状的不同使得二者发酵温度不同,进而导致真菌群落的多样性和丰度不同,从而引起挥发性风味成分的差异。
微高压CO2Pseudomonas deceptionensis CM2的杀菌效应研究
张艺林, 刘静飞, 任梦梦, 牛力源, 张志坚
2022, 37(5): 24-31. doi: 10.12187/2022.05.003
摘要:
以分离自腐败鸡肉的Pseudomonas deceptionensis CM2为对象,研究微高压CO2(p-HPCD)杀菌技术在不同压力、保压时间下对P.deceptionensis CM2的杀菌效果。结果表明:p-HPCD能够有效杀灭P.deceptionensis CM2,且杀菌效果随CO2压力的增加和保压时间的延长而逐渐增强;经p-HPCD在1.3 MPa、25 ℃条件下分别处理2 h、4 h和6 h后,P.deceptionensis CM2活菌数分别降低1.48 log10 CFU/mL、3.11 log10 CFU/mL和3.55 log10 CFU/mL;经p-HPCD在1.3 MPa、25 ℃条件下处理4 h后,P.deceptionensis CM2细胞表面出现明显皱缩和裂痕,胞外核酸和蛋白发生渗漏,细胞膜通透性和细胞膜电位也发生显著改变。
野生与养殖许氏平鲉肌肉营养和风味对比分析
赵玲, 王善宇, 刘淇, 高峰涛, 尉岩
2022, 37(5): 32-40. doi: 10.12187/2022.05.004
摘要:
以野生与养殖许氏平鲉为研究对象,对比分析其肌肉基本营养成分、氨基酸组成、脂肪酸组成和挥发性风味物质的差异。结果表明:野生与养殖许氏平鲉肌肉的基本营养成分存在明显差异,相较于养殖许氏平鲉肌肉,野生许氏平鲉肌肉的水分和灰分含量均显著较高(P<0.05),粗蛋白含量略高,而粗脂肪含量显著较低(P<0.05);在野生与养殖许氏平鲉肌肉中均检测到17种氨基酸,其中谷氨酸的含量最高,其次是天冬氨酸,组氨酸的含量最低,且野生许氏平鲉肌肉氨基酸总量(83.20 g/100 g)显著高于养殖许氏平鲉肌肉(77.30 g/100 g);野生与养殖许氏平鲉肌肉的ΣEAAAA和ΣEAANEAA均符合FAO/WHO的优质蛋白标准,二者必需氨基酸指数分别为93.87和91.30,即野生许氏平鲉肌肉的蛋白营养价值高于养殖许氏平鲉肌肉;野生与养殖许氏平鲉肌肉均检测到15种脂肪酸,野生许氏平鲉肌肉中的EPA和DHA总含量显著高于养殖许氏平鲉肌肉(P<0.05),二者不饱和脂肪酸分别占总脂肪酸含量的69.81%和71.98%;许氏平鲉肌肉中共定性出20种挥发性风味物质,主要包括酮类、醛类、酯类、醇类及杂环化合物,养殖许氏平鲉肌肉中丁醛、丙醛和2-丁酮的相对含量明显高于野生许氏平鲉肌肉,二者呈现出不同的风味特征。
菠萝皮渣纤维素/皂土复合水凝胶的制备及其染料吸附性能
罗钰湲, 李辛娅, 梁佳翔, 刘泓漾, 代笛菲, 郭小玲, 戴宏杰
2022, 37(5): 41-49. doi: 10.12187/2022.05.005
摘要:
以菠萝皮渣纤维素(PPC)为原料,通过碱/尿素体系溶解纤维素并掺入皂土,利用化学交联和原位嵌入磁性Fe3O4制备复合水凝胶,并对其结构和染料吸附性能进行研究。结果表明:皂土和Fe3O4在复合水凝胶中成功嵌入,皂土有效改善了水凝胶的交联多孔网络结构、热稳定性和溶胀性能。此外,添加皂土有利于提高水凝胶对亚甲基蓝的吸附性能,其饱和吸附量从28.09 mg/g提高到55.87 mg/g;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型,属于化学吸附和单分子层吸附过程。
生物标志物检测方法的研究进展
武丰龙, 崔艳英, 张志锋, 王丹丹
2022, 37(5): 50-60. doi: 10.12187/2022.05.006
摘要:
综述了基于遗传物质(RNA和DNA)、免疫学(抗原/抗体)及结合微芯片技术的生物标志物检测方法的应用研究进展,指出:基于遗传物质的检测方法直接作用于靶标物质,准确性和灵敏度高,但其检测步骤繁多,对检测环境要求高;基于免疫学的检测方法操作简单、便携性高、能实现即时检测但准确性稍低,适用于快速、大规模的病毒筛查;结合微芯片技术的检测方法更加多元化,并能在短时间内实现靶标物质的检测,精确性、自动化程度得到提高,在病毒筛查、疾病诊断等方面表现出巨大的发展潜力。未来生物标志物检测技术可就优化免疫催化反应物、加大核酸提取物纯化程度、提高检测设备自动化程度、构建多重检测系统、实现检测设备微型化及检测信息可视化等方面开展进一步研究,以提高检测准确性、设备便携性,从而实现该技术的持续发展。
烟草科学与工程
膜分离精制薄片叶膏挥发性成分分析及卷烟纸加香应用研究
许春平, 周鹏飞, 刘远上, 薛芳, 苏海洋, 贾学伟, 梁永伟, 施丰成
2022, 37(5): 61-68. doi: 10.12187/2022.05.007
摘要:
分别采用50 nm陶瓷膜、100 kD有机膜和10 kD有机膜对薄片叶膏进行分级分离,将得到的组分进行气相色谱质谱技术(GC-MS)分析、挥发性成分主成分分析、卷烟纸加香评吸及加香卷烟烟气挥发性成分分析。结果表明:1)未分离组分(M0)、50 nm陶瓷膜截留组分(M2)、100 kD有机膜截留组分(M4)、10 kD有机膜透过组分(M5)和10 kD有机膜截留组分(M6)中分别检测出68种、45种、45种、7种和36种挥发性成分,其挥发性成分总量分别为1 109.03 μg/mL、1 042.14 μg/mL、828.02 μg/mL、92.00 μg/mL、762.42 μg/mL,广泛存在于5个组分中的成分有烟碱、2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚);M5组分特有的成分为2-乙基己醇、顺式-1-(环己基甲基)-4-乙基-环己烷;2) M5组分主成分分析结果与M2有一定程度上的相似性,与其他3种组分有明显差异,影响M5组分香味的主成分主要为2-乙基己醇、顺式-1-(环己基甲基)-4-乙基-环己烷;3) M5组分加入卷烟纸后,卷烟的感官评吸效果最好,烟气中酚类、烷烃类和苯类成分增加较多,个别香味成分(如甲基环戊烯醇酮、(+)-香橙烯等)也明显增多,加香效果显著。
贮存环境对甜味接装纸中纽甜衰减行为的影响
楚文娟, 朱鑫超, 王高杰, 赵声辰, 李禄成, 高明奇, 张峻松, 田海英
2022, 37(5): 69-75. doi: 10.12187/2022.05.008
摘要:
利用高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)建立了烟用甜味接装纸中纽甜的检测方法,基于该方法分析了不同贮存环境(低温常湿、常温常湿、常温干燥)对纽甜含量的影响,并采用反应动力学模型对不同品牌接装纸在各环境下的衰减行为进行拟合。结果表明:1)所建立的检测方法在1.00~800.00 μg/mL质量浓度范围内线性良好,回收率和精密度较高,能够用于甜味接装纸中纽甜的检测分析;2)不同环境下,各品牌接装纸中纽甜衰减率均随贮存时间的延长而增加,低温常湿环境更利于甜味接装纸的稳定贮存,而常温干燥环境能促进甜味剂的衰减;3)不同品牌接装纸中纽甜的衰减行为分别符合不同的反应动力学模型,其衰减动力学过程受环境影响不同,这可能与接装纸的微观组织结构或纽甜与载体间的相互作用有关。
基于芽孢杆菌固态发酵技术提高广西河池C4F烟叶品质的研究
薛云, 宁振兴, 苏赞, 刘启斌, 王敏, 毛多斌, 龙章德, 魏涛
2022, 37(5): 76-84. doi: 10.12187/2022.05.009
摘要:
采用芽孢杆菌ZZ-8(Bacillus sp. ZZ-8)固态发酵技术处理广西河池地区C4F烟叶,通过单因素试验和响应面试验确定最佳发酵条件,分析发酵后烟叶常规化学成分和致香成分含量变化,结合感官评吸评价发酵后烟叶的吸食品质。结果表明:接种量为3 mL、发酵温度为28 ℃、发酵时间为36 h、相对湿度为60%时烟叶石油醚提取物质量分数最高,为9.01%;在该条件下发酵烟叶,烟叶总糖质量分数由23.10%降低至22.20%,还原糖质量分数由22.19%提高至22.40%,糖碱比由10.23降低至9.45;烟叶经菌株发酵后产生了苯甲醛和β-环柠檬醛2种新物质,致香成分总含量由170.444 μg/g提高到186.267 μg/g,其中大马酮、茄酮、巨豆三烯酮、二氢大马酮、香叶基丙酮和二氢猕猴桃内酯等香味成分含量变化较大;发酵后烟叶香气质有所提升,刺激性和杂气均降低,烟气细腻柔和,余味舒适,吸食品质提高。
卷烟制丝过程物料质量稳定性评价
祁林, 乔俊峰, 唐习书, 杨露, 金强, 资文华
2022, 37(5): 85-90,97. doi: 10.12187/2022.05.010
摘要:
以烟草样本中糖碱比与钾含量的乘积作为特性值,基于卷烟制丝过程样本特性值正态分布检验和烟草混合均匀度计算,通过控制图、过程能力指数及烟草混合能力分析,探究各工序烟草质量稳定性及其变化规律。结果表明:松散回潮工序烟草混合均匀度67.04%,变异系数达到32.96%,其混合均匀性较差;预混对烟草混合均匀性的提升贡献最大,一级加料预混后方差降低指数17.59,烟草混合均匀度达到94.30%;松散回潮和一级加料预混工序中烟草物料加工质量稳定性欠佳,后续4个工序烟草物料混合均匀度>95%,过程能力指数CP值均接近2.0,加工质量稳定性较优。根据该结果可在卷烟制丝过程采用增加烟块切刀次数、增加预混柜等方式改善物料的混合均匀性和质量稳定性。
不同加香方式下细支卷烟中烟用香精转移行为研究
吴秉宇, 俞森文, 费婷, 毕艳玖, 孙凯健, 王文俊, 陆捷
2022, 37(5): 91-97. doi: 10.12187/2022.05.011
摘要:
以细支卷烟为研究对象,采用气相色谱-三重四极杆质谱联用(GC-MS/MS)法,分析烟丝加香、爆珠加香、香线加香、丝束加香4种加香方式下烟用香精抽吸前滤嘴分布和抽吸后转移情况。结果表明:1)30 d密封保存后,4种加香方式的烟丝与滤嘴中常用香精分布差异明显,烟丝加香方式下沸点较低的烟用香精迁移比例较大;2)爆珠、香线和丝束3种滤嘴加香方式下,烟用香精的主流烟气粒相转移率和滤嘴截留率均较为接近;烟丝加香方式下,烟用香精的主流烟气粒相转移率整体高于其他3种滤嘴加香方式,滤嘴截留率均低于其他3种滤嘴加香方式;对于高沸点烟用香精,烟丝加香与滤嘴加香的差异更加明显;3)爆珠加香方式下,烟用香精的逐口稳定性好于其他3种加香方式;烟丝加香方式下,烟用香精的逐口稳定性受沸点影响较大;丝束加香和香线加香方式下,烟用香精的逐口释放量随口数增加而升高。
材料与化学工程
低VOCs免酒精微凝胶润版液配方研究
杨光, 王瑞娟, 张建强, 刘瑞雪, 陈荣源, 曹霞, 方少明
2022, 37(5): 98-104. doi: 10.12187/2022.05.012
摘要:
以无毒化学成分1,2-丙二醇、甘油代替酒精和异丙醇,并添加一定量的自制微凝胶制备低挥发性有机物(VOCs)免酒精微凝胶润版液。通过表面张力测试,对表面活性剂种类和用量进行筛选和优化,确定适宜的表面活性剂为2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇聚氧乙烯醚(Surfynol 465),添加量为0.10%。通过配方优化设计,确定低VOCs免酒精微凝胶润版液最终配方为:1,2-丙二醇(10.00%)、甘油(8.00%)、磷酸氢二钠(3.00%)、柠檬酸钠(2.00%)、Surfynol 465(0.10%)、N-辛基吡咯烷酮(0.10%)、异噻唑啉酮(0.02%)、消泡剂(0.10%)、阿拉伯树胶(0.40%)、微凝胶(3.30%)、去离子水(余量)。与未添加微凝胶的免酒精润版液相比,免酒精微凝胶润版液的VOCs排放减排程度降低了17.6%。所得低VOCs免酒精微凝胶润版液与市售酒精润版液、市售免酒精润版液对比,性能基本一致,且符合润版液的印刷适性标准,满足环保印刷的需求。
响应面法优化玉米芯基活性炭对培氟沙星的吸附性能研究
鲁锋, 牛塬塬, 谷玉娜, 韩秀丽
2022, 37(5): 105-112. doi: 10.12187/2022.05.013
摘要:
以农业废弃物玉米芯为原料,采用水蒸气活化法制备玉米芯基活性炭,研究其对水体中培氟沙星 (PFX)的吸附性能。结果表明:玉米芯基活性炭的微孔结构丰富,采用响应面法中Box-Behnken design模型优化出的最佳吸附条件为玉米芯基活性炭用量0.6 g/L,吸附时间382 min,PFX溶液pH值3.76;Langmuir和Koble-Corrigan等温吸附模型可以很好地描述玉米芯基活性炭对PFX的吸附过程;玉米芯基活性炭对PFX的吸附是一个自发吸热的熵增过程;吸附过程符合准二级动力学模型;当吸附温度为298 K时,玉米芯基活性炭对PFX的最大吸附量为70.42 mg/g,可用于PFX废水的处理。
陶瓷工艺·智能设计
青花瓷纹饰的艺术风格迁移研究
任建军, 张卫正, 张伟伟, 王越峰, 崔俊杰, 李灿林, 刘岩, 刘欣琪
2022, 37(5): 113-119,126. doi: 10.12187/2022.05.014
摘要:
现代仿古、“互联网+”是高品质陶瓷的发展趋势,将陶瓷纹饰的艺术风格引入当代产品,实现时空融合及艺术再创造具有重要意义。以青花瓷纹饰为研究对象,将近现代景观画作为内容,叠加随机高斯白噪声得到初始的风格迁移图像,利用预训练的卷积神经网络提取内容图像和生成图像的内容特征,提取瓷器纹饰的风格图像和生成图像的风格特征,并分别计算内容损失和风格损失,通过计算损失函数并迭代至最小化,最终生成具有浓郁青花瓷韵味的风格迁移图像。实验结果表明,采用深度学习方法可以实现青花瓷纹饰和景观画作的融合,将学习到的青花瓷纹饰的特征成功迁移到景观画作上,不仅拓展了图像风格迁移的应用范围,而且产生了新的视觉体验,具有一定的艺术观赏性和创新性。
面向艺术陶瓷异形外曲面设计的三维重构技术应用研究
马鑫
2022, 37(5): 120-126. doi: 10.12187/2022.05.015
摘要:
以艺术陶瓷异形外曲面为研究对象,提出一种基于虚拟现实技术的三维重构方案:利用立体视觉原理布置相机,配合面结构光投影技术采集艺术陶瓷异形外曲面图像;采用均值滤波方法处理采集图像,并以全卷积网络为基础,设置自动分割网络;设计虚拟三维数据场,在数据场内制作三维直接体,生成陶瓷异形外曲面重构结果。实验结果表明,与传统方法相比,本文方案曲面重构偏差显著减小,生成的三维模型完整、清晰,可为艺术陶瓷的再设计提供解决思路,促进产品智能化设计和生产。