关键词： 低温等离子体   低温等离子体活化水   蓝莓   干燥动力学   品质变化  

摘要： 蓝莓是一种营养丰富、商品价值高的季节性水果,我国已成为主要种植国家之一。为了防止蓝莓腐败变质,干燥是最常用的加工方式之一。针对蓝莓表面蜡质层导致水分扩散困难,干燥时间过长等问题,本研究采用低温等离子体技术对蓝莓进行预处理。分别研究了滑动弧放电和介质阻挡放电等离子体两种预处理方法。同时针对滑动弧放电存在的缺陷,改进了预处理装置,对蓝莓干燥特性、营养物质含量、色泽、复水性以及质构进行分析研究。在如下方面取得研究进展。(1)采用滑动弧放电低温等离子体对蓝莓进行干燥预处理。研究发现处理时间是影响蓝莓干燥特性和营养物质含量最主要参数,处理时间超过20 s后,会导致蓝莓损坏严重而影响商品价值。设置处理时间参数分别为6 s,12 s,18 s,处理功率恒定在600 W时,对比发现处理时间在18 s时处理效果最显著。与对照组相比,蓝莓干燥时间缩短了31.25%,花青素含量提升了8.6%,总酚含量提升了33.47%,但是,色泽和质构等指标与对照组相比明显变差。(2)设计了一种滑动弧放电辅助降温的水浴装置。采用等离子体水浴装置预处理蓝莓取得明显效果,可以通过延长等离子体预处理时间来缩短干燥时间,提高复水性并提高总酚和花青素含量。预处理时间梯度分别设置为3 min,6 min,9 min,处理时间在6 min时达到峰值,超过6 min预处理后的蓝莓干燥特性和营养物质含量等指标下降。在此时间参数下,干燥时间缩短了37.5%,花青素含量提升了12.3%,总酚含量提升了30.3%,和在空气中滑动弧放电预处理方式相比效果略好,但是,质构、色泽等各项参数显著劣化。随着处理时间的延长,对蓝莓的破坏加剧,导致蓝莓干硬度逐渐上升,胶着性和咀嚼性下降,活性氧带来的褐变效应导致色泽变差。(3)介质阻挡放电低温等离子体对蓝莓进行干燥预处理。研究发现通过提高介质阻挡放电的占空比,减少调制脉冲频率以及延长处理时间可以缩短干燥时间,提高蓝莓干的复水性以及总酚和花青素含量。其中,占空比是影响蓝莓干燥特性和营养物质含量最主要的参数。设置占空比参数分别为25%,50%,75%,99%,调制脉冲频率恒定在750 Hz,处理时间恒定在90 s,对比发现占空比在99%处理效果最显著。与对照组相比,干燥时间缩短了75%,花青素含量提升了74.75%,总酚含量提升了41.4%。但是,预处理对质构、色泽均带来了负面影响。

关键词： 秸秆   低温碱尿液预处理   生物制氢烷   机制分析   碳减排评估  

摘要： 利用微生物技术将秸秆类废弃物转化成生物燃料对解决目前所面临的能源危机及环境污染问题具有重要意义。秸秆在常规生物发酵过程中存在难降解、目标产物产率低和能量回收效率低的问题。针对上述关键问题,利用城市生活废液(尿液)和氢氧化钠配置的碱尿液溶液在低温条件下对水稻秸秆进行预处理,全面研究其强化秸秆生物产氢烷性能。接着探究了预处理过程对秸秆能源转化效率的提升及强化机理解析。最后结合模型预测对我国秸秆生物制氢潜力及其对能源和碳减排贡献进行系统评估,为秸秆生物制氢烷过程的优化和应用提供技术支撑和理论依据。主要结果如下:(1)低温碱尿液预处理水稻秸秆强化其产氢烷性能研究表明,当3%的NHU溶液在20:100的固液比及90天预处理时间的条件下对秸秆中的木质素去除率达到59.84%,使93.87%的纤维素和77.94%的半纤维素保留下来,获得氢气产率为174.25 m L/g底物,比未处理秸秆组提升了96.11%。进一步进行产氢烷研究,NHU预处理组的总氢烷产率为824.69 m L/g TS,其中包括184.48 m L/g底物的产氢率和640.21 m L/g TS的产甲烷率,相较于未处理组提升了104.91%,产甲烷效率提升了25.88%,总产氢烷效率提升了37.77%。能量转换效率提升10.64%。(2)通过综合检测手段对NHU预处理强化水稻秸秆产氢烷的作用机制进行解析得到NHU预处理能够严重破坏水稻秸秆的宏观和微观结构,木质素被大量的去除,且使秸秆内部结构膨松,利于微生物的利用。通过碱、尿液作用分析可知低温条件能够促进NHU溶液中的OH离子水合物对纤维素的润胀作用,破坏秸秆中的氢键网络。而HU中的尿素则能够在水中形成尿素水合物对断裂的纤维素分子产生包裹作用,防止断裂的氢键再次自聚集,从而提升了OH对秸秆的预处理效果。(3)由模型评估和预测可知,2019年我国可用于生物制氢的秸秆资源为4.70×10吨/年,可生产3.01×10 m/年的生物氢气,相当于天然气和煤炭消耗量的11.48%和1.95%,可减少9.43×10吨CO排放当量/年,相当于一年碳排放量的0.73%。在应用NHU预处理技术后,秸秆生物制氢的碳减排贡献将达到1.43%,秸秆生物甲烷的碳减排贡献为2.52%。以上结果为探究经济有效的秸秆生物能源转化预处理技术和技术路线提供了理论数据支撑。

关键词： 近红外光谱   光谱预处理   低温   木材   含水率  

摘要： 【目的】原木含水率检测关系木材的质量与高效利用,低温对含水率的无损检测带来困难。应用近红外光谱技术实现低温状态原木含水率的无损检测,可提高预测精度。【方法】在冬季-20℃室外温度时,从林场获取了不同含水率的水曲柳原木木块220块,分别采取了常温状态(20℃)与低温状态(-20℃)的近红外光谱。利用主成分分析比较了相同含水率情况下两种状态的差别;使用基线校正、散射校正、平滑处理和尺度缩放四大类算法的9种光谱预处理算法分别对光谱进行单一方法优化和组合优化。【结果】低温与常温状态的平均光谱在多个吸收峰的强度和位置都有不同,前三个主成分得分图上两种状态的样本有明显的分离,低温对水曲柳试样近红外光谱分析的影响不可忽略;单一预处理算法优化下,移动平均平滑法和SG卷积平滑法对光谱均有较好的去噪效果,RMSEP分别为0.456 2和0.445 7。3种尺度缩放算法中中心化与标准化要明显差于归一化的优化效果,RMSEP分别为0.532 9、0.520 2和0.399 4。一阶导数和二阶导数对光谱的基线校正的效果较为明显,但是同时也放大了光谱噪声,RMSEP分别为0.412 6和0.489 5。MSC与SNV处理了大部分光谱散射,其中SNV在单一预处理算法中表现最好,R_(p)为0.804 1,RMSEP为0.384 1。将筛选出来的单一预处理算法进行组合后,组合算法均普遍优于单一算法。SG平滑与一阶导数的组合解决了噪声放大的问题,RMSEP减小到0.233 1。组合预处理算法中,SG平滑、SNV和一阶导数的组合表现最好,验证集相关系数R_(p)为0.912 8,RMSEP降为0.177 4,验证集预测精度提高了69.85%。【结论】近红外光谱法可以实现低温木材含水率的无损检测,通过对不同预处理进行比较筛选组合进行光谱优化可以显著提高低温状态含水率检测模型的精度。

关键词： 麻醉药,吸入   成纤维细胞   外泌体   低温,人工   心肌再灌注损伤   心室肌   电传导  

摘要： 目的采用微电极阵列标测技术测定,评价七氟烷预处理心脏成纤维细胞来源外泌体对低温缺血再灌注大鼠离体心脏心室肌电传导的影响。方法SPF级SD大鼠乳鼠,雌雄不拘,差速贴壁法提取原代心脏成纤维细胞。2~4代心脏成纤维细胞用2.5%七氟烷持续处理1 h,继续培养24~48 h后提取外泌体。SPF级健康雄性SD大鼠,2~3月龄,体重280~320 g,按照随机数字表法分为3组(n=8):对照组(C组)、缺血再灌注组(IR组)和七氟烷预处理心脏成纤维细胞源性外泌体+缺血再灌注组(S+IR组)。C组平衡灌注110 min;IR组和S+IR组平衡灌注20 min,停灌60 min后再灌注30 min。S+IR组于术前48 h尾静脉注射七氟烷预处理心脏成纤维细胞分泌的外泌体1 ml(200μg),C组和IR组分别注射生理盐水1 ml。于平衡灌注20 min(T_(0))、再灌注15 min(T_(1))和再灌注30 min(T_(2))时采用微电极阵列在离体心脏左心室表面,获取心脏传导速度(CV)、传导绝对不均一性(P_(5-95))和不均一性指数(P_(5-95)/P_(50))。结果与C组比较,S+IR组T_(1)时CV降低,P_(5-95)和P_(5-95)/P_(50)增加(P<0.05),T_(2)时差异无统计学意义(P>0.05),IR组T_(1,2)时CV减慢,P_(5-95)和P_(5-95)/P_(50)升高(P<0.05);与IR组比较,S+IR组T_(1,2)时CV增加,P_(5-95)和P_(5-95)/P_(50)降低(P<0.05)。结论七氟烷预处理心脏成纤维细胞源性外泌体可改善低温缺血再灌注大鼠离体心脏心室肌的电传导。

关键词： 麻辣花生   品质   低温冷冻   质构   微观结构  

摘要： 为提高麻辣花生产品的品质,设计冷藏对照组(CS)、-18℃冷冻(CF)组、-40℃冷冻(SF)组、-78℃干冰冷冻(DI)组以及-196℃液氮冷冻(LN)组5个预处理并制成麻辣花生,对每组产品的含水量、质构、微观结构、感官评分、味觉分析等品质进行比较。结果表明:5组花生样品预处理后含水量为19.85%~23.25%,成品样品含水量为1.21%~1.24%,硬度为21.20~34.78 N,咀嚼性为0.36~3.56 mJ,剪切力为13.54~26.26 N,丰富度评分8.40~8.80分,厚味评分7.70~9.53分,总体评分3.47~8.50分,其中CS组的总体评分显著低于CF、SF组(P<0.05),产品硬度最高;LN组花生硬度、剪切力最低,细腻度、厚味评分最高,但总体评分最低(仅为3.47分),SF组产品总体评分最高,为8.50分。微观结构观察结果表明,低温预处理后的花生组织结构会变得破碎分散。低温预处理可以有效改变麻辣花生产品的质地结构,甚至对产品味觉丰富度、厚味等也有一定的积极作用,SF组辣味花生具有更好的综合品质。该研究结果可为麻辣花生工业化生产提供理论和技术指导。

关键词： 桃   叶片   低温胁迫   ALA   叶绿素荧光   抗氧化酶活性   渗透溶质  

摘要： 【目的】了解外源5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ALA)预处理对桃树幼叶低温胁迫的影响。【方法】以春季桃树幼叶为试材,用50 mg·L^(-1)ALA溶液喷施叶片,然后于处理后3、6、9和12 d采集幼叶,置于-6℃低温冰柜中处理0、2、4和6 h,测定不同处理的叶片叶绿素快速荧光曲线,分析PSⅡ和PSⅠ反应中心最大光化学效率及其电子传递速率。选取ALA预处理6 d的叶片,测定相对电导率、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量,分析PSⅡ反应中心蛋白编码基因和脯氨酸代谢关键基因的相对表达量。【结果】与对照相比,ALA预处理6~12 d,可以显著抑制低温胁迫导致的桃树叶片叶绿素快速荧光诱导动力学曲线早期荧光上升和晚期荧光下降。方差分析表明,ALA预处理6 d时显著提高PSⅡ和PSⅠ反应中心最大光化学效率(分别为φP_(o)和φR_(o))、PSⅠ反应中心被氧化的最大速率(V_(PSI))以及PSⅡ传递电子还原PSI反应中心的最大速率(V_(PSII-PSI))。生理生化分析表明,低温胁迫导致桃树叶片相对电导率上升,而ALA预处理显著抑制其上升幅度。ALA预处理提高了低温胁迫下的桃叶SOD、CAT和POD酶活性,提高了可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量,降低了MDA含量。qRT-PCR分析表明,ALA预处理上调了PSⅡ反应中心关键基因PsbB、Psb28、PsbO、PsbR和PsbY以及脯氨酸合成关键基因P5CS1和P5CR的表达,下调了脯氨酸降解基因PDH的表达。【结论】外源ALA预处理可以缓解低温胁迫对桃树幼叶PSⅡ和PSⅠ反应中心的伤害,维持PSⅡ反应中心重要蛋白相关基因表达水平,提高抗氧化酶活性,增加渗透溶质含量。

关键词： 低温   烟梗预处理   丝状梗丝   美拉德反应  

摘要： 为提升丝状梗丝品质,拓宽丝状梗丝应用范围,设计了一种适用于丝状梗丝的低温烟梗预处理工艺,并以“两润两贮”工艺为对照,分析了低温烟梗预处理工艺对烟梗外观形态、物理质量、化学成分及生产效率的影响。结果表明:①低温烟梗预处理工艺直接以常温水为润梗介质将烟梗含水率提升至48%左右,然后压梗、干燥得到梗片;②低温烟梗预处理可将梗丝加工时间从10 h降低到6 h;③低温烟梗预处理制备梗片厚度均值为1.52 mm、标准偏差为0.26 mm;④与“两润两贮”工艺相比,低温烟梗预处理制备梗片的表皮组织挤压堆叠程度更高、导管断裂无序程度更大;低温烟梗预处理制备梗丝的成丝率提升约10百分点;⑤与“两润两贮”工艺相比,低温预处理工艺的梗片和梗丝中的Amadori化合物总量高于对照工艺5%以上,说明低温烟梗预处理工艺增加的梗片干燥环节可促进烟梗中美拉德反应发生。

关键词： 毛织物   低温等离子体   表面改性   数码印花   印花效果  

摘要： 使用低温等离子体技术对毛织物进行预处理,通过毛织物数码印花润湿性能的试验数据,确定低温等离子体预处理的最佳工艺参数;通过断裂强力、得色量及渗透率等各项指标,研究低温等离子体预处理对毛织物数码印花性能的影响。结果表明,毛织物的低温等离子体预处理最佳工艺参数为:输出功率60 W,处理时间60 s,气体流速1.50 L/min;经低温等离子体预处理后数码印花毛织物的断裂强力、得色量(K/S值)及渗透性能均有明显提升;染色牢度基本保持不变,织物手感变硬变差。

关键词： 马铃薯   等离子体   预处理   热风干燥   干燥特性  

摘要： 为实现马铃薯高效干燥,缩短干燥时间,提高干燥效率。本文以薄层热风干燥实验为基础,在马铃薯热风干燥前,采用低温等离子体对其预处理,研究马铃薯在不同等离子体预处理时间(20、30、40、50、60 s)、等离子体预处理功率(100、200、300、400、500 W)和干燥温度(50、70、90℃)条件下的干燥特性,并将其与未预处理马铃薯相比较。结果表明,等离子体预处理可有效提高马铃薯热风干燥速率,缩短干燥时间。水分有效扩散系数在3.785×10^(−11)~11.868×10^(−11) m^(2)/s之间。当等离子体处理功率为500 W,处理时间30 s,热风温度70℃时,干燥效果最佳,较对照组干燥时间缩短35.71%。本研究为马铃薯热风干燥预处理方法的研究提出了新思路,对等离子体技术在新领域的应用进行了探讨,同时为马铃薯高效干燥预处理技术的研究提供新的参考和理论依据。

关键词： 染色   兔毛   超临界CO_(2)   紫外线辐照   冻干处理   染色性能   上染百分率  

摘要： 分别采用紫外线辐照、超临界CO_(2)流体及冷冻干燥对兔毛针织物进行预处理,并对处理后的织物进行酸性染料的染色试验。测试了织物K/S值和上染百分率,探讨了不同处理方法对兔毛针织物低温染色性能的影响。结果表明,紫外线辐照、超临界CO_(2)流体及冷冻干燥处理都能在一定程度上改善兔毛纤维的低温染色性能,处理后样品的K/S值和上染百分率均高于未处理样品。XRD测试结果显示,冷冻干燥和超临界CO_(2)处理降低了兔毛纤维的结晶度,有利于染料上染。