关键词： 香椿   液氮速冻   烫漂   低温冻藏   挥发性成分   色泽  

摘要： 为探究不同预处理方式对低温贮藏条件下香椿嫩芽挥发性成分及色泽的影响,新鲜香椿分别经烫漂和液氮速冻预处理,然后于-20℃条件下低温贮藏270 d,以直接低温贮藏为对照。采用顶空固相微萃取法与气相色谱-质谱联用技术分析香椿嫩芽贮藏30 d、90 d和270 d时的挥发性成分,对贮藏270 d解冻后香椿嫩芽进行感官评价,并对L、a、b值和叶绿素含量进行测定。结果表明:与直接冷冻和烫漂加热处理方式相比,液氮速冻技术在香椿嫩叶色泽上占明显优势,经过长期低温冻藏其叶绿素含量和L、a、b值显著高于其他两组(P<0.05)。在挥发性成分保留方面,烫漂加热香椿的挥发性成分种类在低温贮藏期间均高于其他两组处理,但在贮藏270 d后种类骤然降低,与其他两组无明显差异。低温贮藏期间含硫类化合物相对含量均随着贮藏时间的延长逐渐升高,使香椿呈现刺激性臭味,影响香椿品质。

关键词： 生物质   低温预处理   木质素优先   离子液体  

摘要： 随着中国对于燃烧化石燃料和秸秆造成的环境污染的治理力度的加大，以及对于低碳经济发展的需求日趋强烈，研发基于秸秆等农林废弃物的清洁生物燃料和可再生化学品对于国家的能源、环境和经济安全至关重要。本课题以木质纤维素生物质为原料，依据“木质素优先”的概念，在生物质预处理方法和木质素应用方面开展了研究，主要包括以下几个方面:　　1.比较了几种不同的低温预处理生物质方法的效果。以高粱和芒草为原料，研究了在温和条件（温度60℃）下，几种生物质预处理方法（包括超声波、低共熔点液体、表面活性剂、碱法预处理分别与离子液体1-乙基-3-甲基咪唑基醋酸盐联合预处理）的效果。实验结果表明碱和离子液体联合预处理芒草可将葡萄糖转换率从3.8％提高至53.1％，初步说明碱和离子液体联合预处理可以实现低温预处理生物质的目的。　　2.基于碱和离子液体联合预处理构建“木质素优先”的预处理过程。使用碱和离子液体联合预处理，研究了柳枝稷和松木两种不同的生物质。实验表明，对于草本和木本植物，碱预处理的效果有显著差异，这表明这种低温预处理过程不适合木本植物。碱处理生物质的机制，实际上就是部分除去生物质中的木质素，增加生物质的比表面积，使离子液体可以在低温条件下与纤维素相互做用，降低纤维素结晶度。同时还研究了低温预处理过程对于木质素结构的影响。对于未处理的柳枝稷木质素和预处理过程中分离的三种木质素进行了表征，主要包括分子量，抗氧化性，红外和磷谱的表征。　　3.研究了木质素的溶液结构及其对于纳米颗粒制备的影响。以商业木质素(Sigma-Aldrich)为研究对象，用小角中子散射(SANS)和动态光散射(DLS)的方法，探究木质素在乙二醇溶液中溶液结构的动态变化。发现氢键是乙二醇和木质素之间的主要相互作用。在木质素的溶液中加入反溶剂（盐酸）制备纳米颗粒，发现增加酸的体积可以使纳米颗粒的尺寸更加均一。控制酸的加入量，提高木质素溶液中木质素的浓度则会形成更大的木质素颗粒。随后用柳枝稷木质素制备纳米颗粒。发现反溶剂的pH越大，形成的纳米颗粒粒径越小，木质素的荧光强度也会相应减小。最后通过将木质素的乙二醇溶液在水中透析，制备出在水溶液中均一分布的木质素纳米颗粒。

关键词： 番茄   低温   交叉适应   盐胁迫  

摘要： 低温导致番茄(Solanum lycopersicum)生长发育不良,影响其产量及品质,造成经济损失。近年来,人们通过升级园艺设施、喷施外源物质、进行低温锻炼以及交叉适应等方法,提高作物的低温抗性,以期达到稳产的作用。众多植物的耐冷性均存在交叉适应,如番茄、水稻、玉米、香蕉、马铃薯以及菠菜等;并且植物交叉适应的产生与植物激素、渗透调节、活性氧清除系统以及热激蛋白等密切相关,然而番茄盐-低温交叉适应的产生机制尚不明确。本文通过NaCl预处理番茄幼苗,再进行低温胁迫,以探明NaCl预处理提高番茄低温抗性的交叉适应途径。主要研究结果如下:***预处理显著提高低温下番茄植株的光合能力并缓解光抑制。与LT组相比,NaCl预处理显著缓解低温下番茄植株Pn、Tr、Ci和Gs的降低;低温下NaCl预处理组Fv/Fm、NPQ的变化趋势与番茄叶片气体交换参数相同。***预处理缓解低温下色素含量的降低。NaCl预处理显著增加低温下叶绿素a、b以及类胡萝卜素含量,与此同时,叶绿素合成基因CAO1、DVR、HEMA1、HEMD相对表达量增加,叶绿素分解基因EEL、HCAR、NYC1、PIF4、PAO等相对表达量降低。***预处理可改变番茄叶片光合器官的形态。NaCl预处理缓解低温胁迫下的气孔关闭:常温下NaCl处理使番茄叶片气孔趋向关闭,而低温处理后,NaCl预处理组番茄气孔开度大于LT组;且NaCl预处理可显著增加离子通道相关基因KAT1-1、SLAC1、QUAC1-1、QUAC1-2、KAT1-2以及微管蛋白基因BEAT-TUBULIN、MAP56-1a、TUB1-1的相对表达量;另外,低温导致叶绿体淀粉粒膨大、嗜锇颗粒数增加、基粒片层紊乱、叶绿体膜受损伤,而NaCl预处理可缓解以上状况,说明NaCl预处理保护低温下番茄叶片的叶绿体形态。***预处理增强低温下番茄叶片的ROS清除能力。低温下NaCl预处理的番茄叶片DAB和NBT染色均浅于LT组,HO含量和O.生成速率也显著低于LT组。NaCl预处理显著增强低温下番茄抗氧化酶SOD、POD活性及其相关基因表达量。***预处理通过ABA代谢及信号转导途径提高低温抗性。NaCl预处理显著增加低温下ABA合成相关基因(AAO、ZEP1、NCED1)、ABA分解相关基因(CYP707A1、CYP707A1)以及ABA信号转导相关基因ABRE、MYB1的相对表达量;增加了CBF1、CBF2、CBF3以及其上游相关基因Solyc02g090390.3、Solyc01g108280.3、ICE1、ICEa的相对表达量,以至于增强番茄的低温抗性。

关键词： 玉米籽粒   低温等离子体   动力学   干燥   储藏特性  

摘要： 作为我国重要的粮食作物,玉米的储藏安全关系到国计民生。新收获的玉米含水率较高,在储藏和运输过程中易霉烂、变质,需及时干燥以达到安全储藏的目的。目前,热风干燥是玉米常用干燥技术,但存在能耗高、营养价值损失及感官品质下降等问题。因此研究开发新的干燥技术对提高玉米干燥效率及保证干燥产品质量有着重要意义。本文采用低温等离子体技术对玉米籽粒进行预处理,通过对处理后玉米表观形貌及化学成分演变过程的分析,探究等离子体作用机理,同时研究了不同等离子体预处理条件对玉米热风干燥动力学的影响,优化干燥工艺参数,并在此基础上进一步考察了该技术对干燥后玉米储藏特性的影响。主要研究工作及结论如下:(1)采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析等离子体预处理前后玉米籽粒表面形貌及化学成分的演变。结果表明:等离子体对玉米表面产生刻蚀作用,处理后的玉米籽粒表面有凹坑和裂缝产生,且随着预处理功率增大或处理时间的延长,凹陷与裂缝加深且更为密集,表面粗糙度增大;经等离子体预处理后的玉米籽粒表面引入了-OH、-COOH、C=O和C-O等含氧基团,随着等离子体预处理功率的增大或处理时间的延长,氧碳比(O/C)增大。(2)将等离子体预处理后的玉米籽粒进行热风干燥,研究了等离子体预处理时间、处理功率和干燥温度对玉米干燥动力学的影响。结果表明:等离子体预处理增大了水分有效扩散系数,随预处理功率的增大,玉米籽粒水分有效扩散系数增加;随预处理时间的延长,水分有效扩散系数先增大后减小;等离子体预处理降低干燥所需活化能,从而有效提高了玉米的干燥速率,缩短干燥时间。当等离子体预处理功率为500 W,处理时间30 s,干燥温度37.5℃时,干燥时间最高缩短了21.52%,干燥速率提高了8.15%。(3)采用响应面法对等离子体预处理玉米籽粒热风干燥工艺进行优化,以干燥时间和干燥速率为响应值,在试验范围内,确定最佳工艺条件为:等离子体预处理功率500 W,等离子体预处理时间50 s,干燥温度52.5℃,在此条件下,干燥时间为1.33 h,较对照组提缩短了33.50%;干燥速率为3.5359(g/g?h),较对照组提高了25.61%。(4)探讨了等离子体预处理对玉米籽粒热风干燥后应力裂纹率及淀粉得率的影响。结果表明:等离子体预处理时间、处理功率和干燥温度对玉米干燥后的应力裂纹率和淀粉得率无显著性影响。在试验范围内,玉米籽粒应力裂纹率范围为:1.13%～5.80%,淀粉得率为:60.78%～70.36%;在最佳工艺参数下,玉米籽粒应力裂纹率和淀粉得率分别为5.74%和63.12%。(5)选取黄曲霉和寄生曲霉为研究对象,考察等离子体预处理对热风干燥后玉米储藏期间霉菌生长量的影响。结果表明:不同含水率(16%、19%和22%)的玉米霉菌生长量随储藏时间的延长先上升后趋于平稳,且生长量随玉米含水率和干燥温度的升高而增大;等离子体预处理功率的增大或处理时间的延长对玉米籽粒储藏期间霉菌生长量无显著性影响。等离子体预处理干燥方法可有效提高干燥速率,缩短干燥时间。同时,该技术对玉米品质未造成破坏和改变,对干燥后玉米储藏性能无不良影响。

关键词： 花生   种子萌发   低温   H2O2预处理   抗氧化  

摘要： 温度是影响花生正常生长发育的重要因素之一。春花生的生长时期可能会遭遇倒春寒等多种极端天气,从而延长花生种子萌发时间及幼苗的生长,严重可能造成部分种子丧失发芽能力。因此采取有效措施促进花生种子低温条件下正常萌发具有重要意义。本试验以珍珠豆型花生品种“白沙1016”和普通型花生品种“远杂9102”为材料,采用人工气候箱模拟低温室内培养,设置常温处理和低温处理,分别为(23±1℃)(正常播种期间平均温度)和(12±1℃)(晚直播期间平均温度)。通过测定形态指标、膜脂过氧化程度(MDA)、抗氧化酶清除活力及非酶促抗氧化物质系统等变化,探究过氧化氢(HO)预处理对低温抑制花生种子萌发的缓解作用。试验结果如下:低温条件下花生种子的萌发受到了明显抑制。通过研究花生种子在低温条件下露白率、发芽率等活力指标,可以看出低温对于花生种子有较明显的抑制作用。研究对比得出白沙1016低温发芽率抑制42.82%,远杂9102抑制了23.82%。过氧化氢(HO)浸种预处理可以明显缓解低温对花生种子的伤害。研究结果可以明显看出,花生种质白沙1016过氧化氢浸种后发芽率上升了20%,种质远杂9102发芽率上升了22.54%。试验表明通过浓度为1%HO预处理对于低温抑制花生种子萌发的形态指标具有缓解效果。试验证明外源浓度为1%HO能显著抑制花生种子MDA含量的积累。植物体内MDA的含量减少,降低细胞膜结构受损程度。过氧化氢(HO)作为植物活性氧(ROS)的一种,在低温逆境中大量积累于植物体内。经研究发现,选取的两种类型花生种子,随着处理时间的延迟,体内MDA及HO含量均有明显上升趋势。白沙1016中,MDA含量降低74.12%,HO含量降低73.1%。远杂9102经处理后,MDA含量降低56.32%,HO含量降低40.4%。得出结论,经1%浓度HO预处理的花生种子体内MDA含量及HO含量明显低于未经处理的种子。在低温处理中,外源一定浓度的过氧化氢(HO)能有效的提高花生种子中抗氧化酶活性,达到清除活性氧(ROS)积累的作用。外源1%HO8h浸种预处理能够显著抑制内源HO含量增加,施加浓度为1%HO还能够显著提高花生种子中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性,充分地清除种子中MDA、HO等有毒物质,维持ROS代谢平衡,降低种子内细胞膜脂过氧化作用带来的负面影响,从而增强种子的低温抗性。

关键词： 低温热水解   高铁酸钾   剩余污泥   污泥水解  

摘要： 分别采用低温热水解和高铁酸钾对剩余污泥进行预处理,探讨两种方法的最佳反应条件,并在此基础上采用高铁酸钾联合低温热水解方法处理剩余污泥,同时考察了3种预处理方式下多糖、蛋白质及溶解性化学需氧量(SCOD)的变化情况,为剩余污泥的资源化利用提供理论依据.实验结果表明:低温热水解最佳反应条件为:80℃、24 h;高铁酸钾最佳反应条件为:投加量0.2 g/gTS、搅拌2 h;低温热水解、高铁酸钾、高铁酸钾联合低温热水解3种预处理方式均可有效促进剩余污泥的水解,经过预处理后的剩余污泥中SCOD、蛋白质和多糖大幅度提高;对剩余污泥破解效果表现为高铁酸钾联合低温热水解>低温热水解>高铁酸钾.

关键词： 中低温煤焦油   悬浮床加氢预处理   非均相催化剂   产物分布  

摘要： 以中低温煤焦油为原料,在高压釜中模拟了煤焦油悬浮床加氢预处理过程,在自制非均相催化剂作用下,探索反应条件对液体产物分布及甲苯不溶物(TI)转化率的影响规律。结果表明,反应温度和氢初压的升高以及催化剂添加量的增加可以显著提高轻油(汽油、柴油馏分)收率,在反应温度为460℃、氢初压为16.0 MPa、催化剂添加量(w)为3.0%、反应时间为1.0 h的条件下,液体产物轻油收率达54.21%,TI转化率达到86.5%,产物分布得到显著改善。

关键词： 木塑复合材料   低温等离子体   玻璃纤维   力学性能   微观结构  

摘要： 探讨了低温等离子体预处理对玻璃纤维增强木塑复合材料力学性能的影响。结果表明:1)低温等离子体处理可有效改善玻璃纤维和木塑复合材料之间的界面相容性。较优预处理参数为:氧气氛围,处理功率100W,处理时间90s。2)玻璃纤维经等离子预处理可有效提高木塑复合材料的力学性能,但处理功率为200W,处理时间180s时,可能对纤维结构造成破坏,导致复合材料的力学性能降低。3)微观形貌特征显示,处理组复合材料中的应力得到有效传递,纤维破坏形式以断裂为主;纤维及聚合物基体表面存在不同程度的刻蚀,从而增加了比表面积,有利于两者之间的界面相互作用。4)等离子体处理主要通过改变基材表面化学组成及刻蚀作用,两者协同可提高聚合物基体与玻璃纤维之间的界面结合能力。

关键词： 苎麻织物   生物酶   脱胶   低温等离子体   预处理酶  

摘要： 将低温等离子体预处理后的脱胶酶用于苎麻织物的脱胶前处理,对其主要影响因素进行了探讨,并通过正交试验和配方试验进行了优化。结果表明,低温等离子预处理酶种类对苎麻织物的脱胶失重率、毛效、白度有非常显著的影响,而脱胶处理时间对织物失重率有显著的影响,脱胶温度则对织物白度有显著影响;但溶液pH值及其他工艺因素,以及因素间的交互作用对脱胶效果影响不显著;经正交试验优选后的推荐脱胶工艺为:脱胶温度为55.0℃,溶液pH为4.0,处理时间为100.0min;配方试验显示,经低温等离子体预处理后的混合生物酶,以脱胶失重率为指标的最佳比例为木聚糖酶:果胶酶=0.57:0.43,混合酶总用量为8.0%(o.m.f)。实验同时表明,低温等离子体预处理脱胶酶对苎麻织物的脱胶效率得到显著改善。