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基于温度分布和水分状态分布的扇贝柱蛋白质加热变性数值模拟

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食品工业科技 2024年

作者：石启龙刘静赵亚山东理工大学农业工程与食品科学学院

蛋白质变性是影响扇贝柱热加工（干燥、真空低温慢煮、高温烹饪等）制品品质的关键点，构建扇贝柱蛋白质变性动力学模型，揭示蛋白质变性及其与水分状态的相关性，对于调控扇贝柱热加工制品品质至关重要。本文采用差示扫描量热仪（diffe... 详细信息

蛋白质变性是影响扇贝柱热加工（干燥、真空低温慢煮、高温烹饪等）制品品质的关键点，构建扇贝柱蛋白质变性动力学模型，揭示蛋白质变性及其与水分状态的相关性，对于调控扇贝柱热加工制品品质至关重要。本文采用差示扫描量热仪（differential scanning calorimeter，DSC）获得扇贝柱蛋白质变性动力学参数；基于温度分布与水分状态分布，对扇贝柱蛋白质加热变性进行数值模拟。结果表明，扇贝柱肌球蛋白初始变性温度32.50℃，完全变性温度55.00℃；肌动蛋白初始变性温度51.00℃，而完全变性温度77.50℃。超声波（ultrasonic，US）预处理导致肌球蛋白和肌动蛋白变性温度都提高了3.75℃，进而提高了扇贝柱热稳定性。利用低场核磁共振（low-field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）技术探究扇贝柱水分组成及状态分布规律。结果表明，随着蛋白质变性程度增加，强结合水(T2b)和弱结合水(T21)弛豫时间在小范围内波动(T2b0.19～0.25 ms，T211.38～2.97 ms)，不易流动水(T22)和自由水(T23)弛豫时间减少；T22所占比例显著降低，T2b和T21比例略有增加，而T23比例基本保持恒定状态。相比于对照组，US预处理导致T22弛豫时间及其所占比例降低。肌球蛋白和肌动蛋白蛋白变性程度与自由水、不易流动水及其所占比例呈负相关。因此，通过监测扇贝柱水分组成及状态分布，可无损、快速评估扇贝柱肌球蛋白和肌动蛋白加热变性程度。

关键词：扇贝柱超声波蛋白质变性动力学模型数值模拟低场核磁共振

乙醇耦合其他预处理提高扇贝柱热泵干燥速率及品质（英文）

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农业工程学报 2024年

作者：赵亚吴小恬石启龙山东理工大学农业工程与食品科学学院

干燥后期速率低、能耗高是限制热泵干燥(heat pump drying, HPD)在水产品干燥中应用的瓶颈。非热力预处理技术在包括水产品的易腐食品干燥中具有提高干燥速率和改善干制品品质的巨大潜力。基于此，该研究以乙醇(E)单独和联合真空(VC+E)... 详细信息

干燥后期速率低、能耗高是限制热泵干燥(heat pump drying, HPD)在水产品干燥中应用的瓶颈。非热力预处理技术在包括水产品的易腐食品干燥中具有提高干燥速率和改善干制品品质的巨大潜力。基于此，该研究以乙醇(E)单独和联合真空(VC+E)、超声波(US+E)、超声波辅助真空(USVC+E)预处理作为处理组，以未经预处理的扇贝柱为对照(CK)，探究其对扇贝柱干燥动力学及干制品品质特性的影响。利用低场核磁共振(LF-NMR)技术，对扇贝柱热泵干燥过程中水分状态及分布进行了研究。结果表明：扇贝柱热泵干燥处于降速干燥阶段，干燥过程受水分内部扩散的控制。Weibull模型能较好地描述扇贝柱热泵干燥过程。与CK相比，乙醇单独处理和US和/或真空联合预处理都能提高水分有效扩散系数(Deff)，进而提高干燥速率。US+E的Deff最高，分别比CK提高了25.99%(基于Weibull模型)和28.97%(基于Fick扩散模型)。LF-NMR结果表明，扇贝柱中主要水分为不易流动水；随着干燥进行，各组分的横向弛豫时间向左偏移；不易流动水所占比例降低，而紧密结合水、疏松结合水和自由水所占比例增加。与CK相比，预处理有利于扇贝柱不易流动水向自由水转化，进而提高干燥速率。与CK相比，乙醇单独处理和US和/或真空联合预处理可降低扇贝柱黄度、总色差、收缩率、硬度、弹性和咀嚼性，但是增加了扇贝柱的亮度、红度和复水比。预处理组中，US+E和USVC+E色泽参数(总色差：US+E,7.40±0.22;USVC+E, 6.99±0.16)最佳，收缩率(US+E,35.97%±1.29%;USVC+E,34.43%±1.24%)和硬度(US+E,25.20±1.08;USVC+E,26.68±0.61)最低；而US+E弹性(0.55±0.01)和咀嚼性(7.27±0.30 N)最低，但复水比(1.753±0.022)最高。相比于CK,US+E可显著降低总色差58.24%，收缩率32.75%、硬度23.17%、弹性15.38%、咀嚼性38.91%，但是复水180 min后，能显著提高复水比9.975%。综合考虑，US+E作为一种非热力、绿色预处理技术，可用于强化扇贝柱热泵干燥效率，改善干制品品质。

关键词：热泵干燥乙醇超声波扇贝柱干燥动力学品质特性

济南市主城区空间形态对地表温度影响的交互关系及空间效应

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干旱区资源与环境 2024年第3期38卷 65-74页

作者：沈中健赵亚琛山东大学土建与水利学院济南250061 山东大学城乡人居环境研究中心济南250061

基于济南市主城区的三维建筑数据、Landsat遥感影像等多源数据,运用地理探测器、空间杜宾模型等方法,分析空间形态对地表温度影响的作用关系及空间效应。结果表明:1)研究区域地表温度呈显著的空间正相关性,高值区主要位于城市中心区域,... 详细信息

基于济南市主城区的三维建筑数据、Landsat遥感影像等多源数据,运用地理探测器、空间杜宾模型等方法,分析空间形态对地表温度影响的作用关系及空间效应。结果表明:1)研究区域地表温度呈显著的空间正相关性,高值区主要位于城市中心区域,低值区多位于南、北边缘地带。2)局部区域地表温度同时受到该区域形态因子的交互作用及邻近区域空间形态的影响。绿地比例、水域比例、农田比例对地表温度呈负向影响,不透水面比例、建筑均匀指数普遍呈正向影响。局部地区至道路、工业区、蓝绿空间的距离对本地区地表温度的影响显著,而对邻近区域的影响较弱。3)各形态因子对地表温度的影响在不同空间形态分区中存在空间分异。在空间开敞的建成区,地表温度易受周边道路、工业区、蓝绿空间及建筑格局的影响。在建筑密集区域,不透水面比例与建筑形态因子的交互作用较强,建筑密度、建筑高度的负向作用凸显。在自然地表密集区域,绿地比例、水域比例、农田比例、至工业区距离对地表温度的影响显著。根据研究结论,建议采取多维形态因子协同优化及空间联动的策略,并因地制宜、分类施策,以减缓热岛效应。

关键词：地表温度空间形态城市热岛地理探测器空间杜宾模型济南

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纾解道德认识之困的道德隐喻及其教育实现

当代教育科学 2024年第3期 47-54页

作者：赵亚婷南京师范大学教育科学学院道德教育研究所江苏南京210000

近代理性化和科学化的发展使整个世界祛魅化,追求确定性知识成为教育的主要目的,道德知识被窄化为必须遵守的道德法则,无法通达人的内心。破解这一困境,需要澄明道德认识的特殊性,阐明道德知识何以发生。从现象学视域看,道德认识发生就... 详细信息

近代理性化和科学化的发展使整个世界祛魅化,追求确定性知识成为教育的主要目的,道德知识被窄化为必须遵守的道德法则,无法通达人的内心。破解这一困境,需要澄明道德认识的特殊性,阐明道德知识何以发生。从现象学视域看,道德认识发生就是道德经验的发生,道德认识是直观的,它源于人的感性经验,包含着想象力的生发和权变思维。道德隐喻思维作为人的基本认知方式之一,具有非确定性、具象化以及“情”“知”一体的特性,能够激发人的道德想象力,解除抽象知识之蔽,进而通达人的意义世界。以道德隐喻疏解道德认识之困,需要重视儿童的具身体验,从感性直观走向本质直观,进行诗性的道德教化。

关键词：道德认识道德隐喻道德教育

流穿模式层析分离单抗聚集体及连续流层析研究

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流穿模式层析分离单抗聚集体及连续流层析研究

作者：赵亚欣浙江大学

学位级别：硕士

单抗是重要的生物技术药物,提升下游分离过程效率越来越受到关注,其中单抗聚集体是关键杂质,常用流穿模式层析进行分离。连续流层析是生物分离新技术,可显著提高过程效率,但流穿模式连续流层析研究较少。本文围绕流穿模式离子交换层析... 详细信息

单抗是重要的生物技术药物,提升下游分离过程效率越来越受到关注,其中单抗聚集体是关键杂质,常用流穿模式层析进行分离。连续流层析是生物分离新技术,可显著提高过程效率,但流穿模式连续流层析研究较少。本文围绕流穿模式离子交换层析去除单抗聚集体,优化分离条件,探讨吸附机理,提出过程设计新方法;进一步开展流穿模式双柱连续流层析新方法研究,完成方法构建和实验验证,优化连续流层析过程。首先,针对具有不同配基密度和接枝方式的两款阳离子交换介质Eshmuno CP-FT和Eshmuno CPX,考察上样pH、盐浓度和保留时间对单抗聚集体分离的影响,优化分离条件。结果表明,Eshnuno CP-FT介质性能较优,单抗单体纯度限制为99%时,在pH 5.5、4.0 mS/cm、保留时间3 min的上样条件下,单抗单体收率达83.21%,过程产率达90.93 g/L/h。分析Eshmuno CP-FT介质的吸附机制,发现单抗单体和聚集体存在竞争性吸附,聚集体会顶替单体,从而实现流穿模式高效分离单抗聚集体。其次,在介质筛选及上样条件确定的基础上,进一步优化层析分离性能。针对冲洗阶段,提出优化设计方法,通过改变冲洗液盐浓度进行过程优化。以收率和过程产率作为评价指标,在纯度限制99.0%时,冲洗条件优化后单抗单体收率可提升至87.01%,过程产率达109.9g/L/h。纯度限制提高至99.5%时,发现高纯度目标下优化困难,需要探索其他分离模式和过程优化方法来突破常规层析分离的瓶颈。最后,引入流穿模式连续流层析,开展双柱连续流层析Flow2的方法构建和实验验证,实现过程优化,在不同纯度要求下比较批次层析和Flow2的过程性能。纯度限制99.0%时,过程产率提升至151.73 g/L/h,为批次层析过程产率的1.38倍,收率达86.78%;纯度限制99.5%时,单抗单体收率提升至89.14%,是批次层析的1.35倍,过程产率也有略微提升,达82.57g/L/h,克服了批次层析高纯度目标下过程优化的困难。结果表明,Flow2连续分离具备更大的操作空间和更高的过程稳定性,具有良好的应用前景。本文针对流穿模式层析分离单抗聚集体,实现了常规层析的过程优化,完成了连续流层析的方法构建、工艺验证和过程优化,为单抗聚集体的高效分离提供指导,促进连续分离的实际应用。

关键词：离子交换层析连续流层析流穿模式单克隆抗体聚集体

项目式学习中学生合作问题解决能力模型的建构和意义

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课程．教材．教法 2024年第4期44卷 110-117,132页

作者：赵亚楠王磊北京师范大学化学学院北京100875

合作问题解决能力是现代公民的必备能力,对学生的未来发展具有重要意义。国内外对合作问题解决能力日益关注,但在理论建构和培养方面的研究尚显不足。项目式学习具有培养学生合作问题解决能力的潜质,但目前对于项目式学习中需要什么样... 详细信息

合作问题解决能力是现代公民的必备能力,对学生的未来发展具有重要意义。国内外对合作问题解决能力日益关注,但在理论建构和培养方面的研究尚显不足。项目式学习具有培养学生合作问题解决能力的潜质,但目前对于项目式学习中需要什么样的合作问题解决能力尚不清楚。本研究建构的项目式学习中合作问题解决能力模型将问题解决过程分为对项目意义的理解和问题提出、项目拆解与总体规划、项目具体计划和执行、项目成果梳理与汇报四个阶段,将合作问题解决能力概括为合作意愿、个人贡献、团队协作、合作问题解决成果四个要素,明确了学生能力典型表现,为在项目式学习中培养学生的合作问题解决能力提供了参考框架。

关键词：合作问题解决项目式学习能力模型

CFRP-木结构波纹钢填板螺栓节点力学性能正交试验研究

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浙江大学学报（工学版） 2024年第4期58卷 847-856页

作者：郭轩徐忠根赵亚涛钟丹云广州大学土木工程学院广东广州510006

为了明确异型截面钢填板对节点性能的影响,为木结构异型钢填板螺栓节点提供安全性的设计经验,提出CFRP-木结构波纹钢填板螺栓节点,在正交试验设计条件下开展单轴顺纹拉伸试验研究.试验发现,节点具有多种受力特征,包括木构件剪切破坏、... 详细信息

为了明确异型截面钢填板对节点性能的影响,为木结构异型钢填板螺栓节点提供安全性的设计经验,提出CFRP-木结构波纹钢填板螺栓节点,在正交试验设计条件下开展单轴顺纹拉伸试验研究.试验发现,节点具有多种受力特征,包括木构件剪切破坏、顺纹向张开型断裂(TL断裂)、端部顺纹压溃、CFRP断裂和螺栓弯折等形式;节点在受力过程中没有明显屈服阶段,主要经历线弹性阶段、断裂失效过渡阶段和断裂失效阶段.通过正交参数分析得到不同因素对所提节点主要力学性能的影响程度及规律.结果表明:各因素对极限强度和延性的影响比对弹性刚度的影响显著,且波角和波高为主要影响因素.极限强度与波角负相关且随着波高的增大呈波动变化,延性与波角和波高负相关.

关键词：木结构波纹钢填板螺栓节点 CFRP 正交试验

基于变形局部化方法的冲击地压时空强预测研究

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基于变形局部化方法的冲击地压时空强预测研究

作者：赵亚周北方工业大学

学位级别：硕士

冲击地压的发生和预测是一个非线性很强的工程问题,针对强非线性问题,如何建立监测预测方法,实现对冲击地压发生的空间、时间、强度进行有效预测,是冲击地压防治的重中之重。本文通过推导变形局部化与冲击地压之间的关系,构建了变形局... 详细信息

冲击地压的发生和预测是一个非线性很强的工程问题,针对强非线性问题,如何建立监测预测方法,实现对冲击地压发生的空间、时间、强度进行有效预测,是冲击地压防治的重中之重。本文通过推导变形局部化与冲击地压之间的关系,构建了变形局部化预测冲击地压的空间、时间、强度体系;基于改进微震定位算法和莫兰指数,提出了变形局部化启动判别方法;结合微震监测中的微震事件坐标参数,利用核函数空间演化模型和空间尺度显著性模型实现冲击地压空间预测;根据微震监测中的累计事件率、累计能量、累计振铃计数参数,结合时间预测模型实现冲击地压时间预测;结合能量时间序列数据,利用ARIMA模型、LSTM模型、CNN模型、CNN-LSTM模型实现冲击地压强度预测;基于单轴压缩实验,对变形局部化方法预测冲击地压空间、时间、强度进行验证;以某冲击地压矿井的工程实际为背景,将冲击地压预测的变形局部化方法进行实际应用,主要研究成果如下:在构建变形局部化方法预测冲击地压体系方面,对冲击地压发生条件和变形局部化发生条件进行推导,建立了冲击地压和变形局部化之间的关系,构建了变形局部化方法预测冲击地压的空间、时间、强度体系。在冲击地压空间预测方面,提出了一种改进微震定位算法,结合莫兰指数,得到了变形局部化启动点的判别方法;利用空间核函数演化模型和空间尺度显著性模型,得到了微震事件在空间上随时间演化的规律,搭建了冲击地压空间预测模型,结合单轴压缩试验,对空间预测模型进行了验证,结果表明,空间预测模型能很好的预测出试件破坏位置。在冲击地压时间预测方面,依据累计事件率、累计能量、累计振铃计数曲线特性,提出了冲击地压时间预测模型,并通过实验对冲击地压时间预测模型进行验证,结果表明,在时间预测模型中,累计事件率参数的预测效果最好,累计能量参数的预测效果次之,累计振铃计数的预测效果最差。针对时间预测模型特点,对影响时间预测模型预测效果的参数进行了分析。在冲击地压强度预测方面,依据强度时间序列特性,提出了利用ARIMA模型、LSTM模型、CNN模型和CNN-LSTM模型对冲击地压强度预测的方法,结合实验数据,验证了各个模型的预测效果。结果表明,ARIMA模型的预测效果较差,CNN模型和LSTM模型的预测效果相当,CNN-LSTM模型的预测效果最好。在工程应用方面,以某冲击地压矿井为背景,将本文提出的冲击地压时空强预测方法进行应用。首先对现场数据进行预处理,监测变形局部化启动状态,得到变形局部化启动结果,分别利用冲击地压空间、时间、强度预测模型预测冲击地压发生的空间、时间和强度。结果表明,在空间预测中,核函数演化模型和空间尺度显著性模型能很好的预测出冲击地压的空间位置;在时间预测中,根据时间预测模型,累计事件率参数预测冲击地压发生时间效果较好,累计能量参数预测冲击地压发生时间效果一般;在强度预测中,LSTM模型与CNN模型的预测效果相当,但总体上略差于CNN-LSTM组合模型,ARIMA模型的预测效果最差。

关键词：冲击地压预测变形局部化空间预测时间预测强度预测

小球藻蛋白/多糖复合水凝胶的制备及在负载缓释方面的应用研究

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小球藻蛋白/多糖复合水凝胶的制备及在负载缓释方面的应用研究

作者：赵亚男齐鲁工业大学

学位级别：硕士

蛋白水凝胶因其无毒性、高营养价值、良好的生物相容性以及可降解性而在负载缓释载体方面得以广泛的应用。小球藻蛋白（CP）营养价值高,必需和非必需氨基酸都和人类非常接近,水溶性好,成本低,并且具有良好的抗氧化、抗血管紧张素转换酶... 详细信息

蛋白水凝胶因其无毒性、高营养价值、良好的生物相容性以及可降解性而在负载缓释载体方面得以广泛的应用。小球藻蛋白（CP）营养价值高,必需和非必需氨基酸都和人类非常接近,水溶性好,成本低,并且具有良好的抗氧化、抗血管紧张素转换酶（ACE）和抗乙酰胆碱脂酶（ACh E）活性,这些优异的特性表明小球藻蛋白水凝胶用作缓释载体是有潜力的。但是单一蛋白水凝胶的结构稳定性和完整性较差,通常需要添加多糖进行复配来改善水凝胶结构。基于此,本文利用小球藻蛋白为原料,添加多糖制备了多款新型结构性能优良的水凝胶,以应用于缓释载体,具体内容如下:（1）以小球藻蛋白（CP）为原料,在EDC/NHS催化下,制备了一系列新型多功能蛋白水凝胶（CPH）。FTIR和XRD结果显示,CPH的形成主要是依靠酰胺键的共价交联。流变学、扫描电子显微镜、保水性（WHC）结果表明,CPH具有良好的类固体行为、稳定的空间多孔结构和良好的WHC（96.53%）,并且,随着蛋白浓度的增加,其结构稳定性越来越好。同时,水凝胶也具有良好的热稳定性,分解温度达到～150℃（重量损失5%）;并且,CPH具有优异的p H敏感性和溶胀率（448.50%）。在CP形成水凝胶之后,其抗氧化能力也得到了显著的提升,对DPPH（74.50%）和ABTS（97.92%）表现出优异的自由基清除能力。因此,我们成功制备了同时具有良好热稳定性、p H敏感性和抗氧化活性的CPH。（2）以小球藻蛋白（CP）和透明质酸（HA）为原料,在EDC/NHS的交联下,制备了不同比例的复合水凝胶（CP/HA）。质构结果显示,添加HA后,CPH的硬度由107.573±1.132 g增加到758.051±1.985 g（CP/HA）,表明添加HA对水凝胶结构稳定性和完整性进行改善是有效的。流变、扫描电镜、热重和溶胀结果表明,随着HA比例的升高,水凝胶的流变行为越好,空间结构越稳定,热稳定性越好,溶胀率越高。值得注意的是,当HA比例达到1:1,1:2（CP/HA-3,CP/HA-4）时,其空间结构由“多孔效应”变为“填充效应”。并且,所制备的CP/HA具有p H敏感性,这有利于其在缓释方面的应用。因此,将综合性能最优的CP/HA-2用于姜黄素的包埋缓释,包埋后的姜黄素在胃液（19.01%）和肠道（81.79%）模拟液中表现出了定向控释,提高了肠道中的缓释率。并且提高了姜黄素的稳定性,对DPPH自由基的清除率由28.92%提高至42.42%。因此,CP/HA比CPH具有优异的结构和性能,是一种可以作为缓释载体的材料。（3）将小球藻蛋白和海藻酸通过EDC/NHS的共价交联,制备了不同EDC/NHS浓度的复合水凝胶（CPA）。质构研究结果发现,添加海藻酸后水凝胶（CPA）的结构稳定性和完整性得到了提高。流变、扫描电镜和溶胀结果表明,随着EDC/NHS浓度的升高,水凝胶的硬度越大,空间多孔结构越密集、越稳定,热稳定性越好,溶胀率越高。并且,CPA具有p H敏感性,有利于在缓释方面的应用。综合考虑,CPA-23水凝胶最符合缓释载体的要求。将CPA-23用于聚赖氨酸缓释载体,CPA-23在p H 1.2（30.87%）和7.4（95.37%）下在200小时内表现出延长而有效的聚赖氨酸缓释期,而且所缓释出的聚赖氨酸具有良好的抗菌活性。因此,CPA比CPH具有更优异的结构和性能,是一种可以作为缓释载体的材料。

关键词：小球藻蛋白多糖水凝胶负载缓释