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完全密闭发酵条件下酿酒酵母的生长代谢及其代谢通量分析

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完全密闭发酵条件下酿酒酵母的生长代谢及其代谢通量分析

作者：单祖华西北农林科技大学

学位级别：硕士

CO2是酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)发酵代谢的主要产物之一,在许多工业发酵过程,发酵基质中会积累高浓度的CO2。高浓度的CO2能降低酿酒酵母的发酵活力,阻碍其增殖,影响发酵产品的风味,导致发酵缓慢甚至中止。因此,充分认识CO2对... 详细信息

CO2是酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)发酵代谢的主要产物之一,在许多工业发酵过程,发酵基质中会积累高浓度的CO2。高浓度的CO2能降低酿酒酵母的发酵活力,阻碍其增殖,影响发酵产品的风味,导致发酵缓慢甚至中止。因此,充分认识CO2对酿酒酵母生长代谢的抑制及其作用机制具有非常重要的现实意义。但是,至今人们尚未回答,在完全密闭条件下,由于发酵产生的CO2的抑制,酿酒酵母的发酵代谢如何以及发酵何时停止这一疑问,而在抑制机制的研究上也缺乏代谢途径方面的定量研究。本研究旨在考察在完全密闭的容器内发酵葡萄汁时,发酵产生的CO2在基质中的积累对酿酒酵母生长代谢的影响,定量分析高浓度CO2对酿酒酵母代谢途径的作用。首先,建立厌氧条件下酿酒酵母的代谢通量分析(MFA)模型,为代谢通量分析奠定基础。然后,采用常压厌氧发酵(用发酵栓隔绝空气)和完全密闭发酵(在耐压发酵罐中密封进行)这两种发酵方式,利用酿酒酵母发酵无菌葡萄汁,装液量为发酵罐容积的70%,发酵温度控制在18-20℃。考察完全密闭条件下发酵何时停止,并通过比较这两种发酵方式下酿酒酵母发酵速度、挥发性产物的种类以及酒精、甘油、乙酸和琥珀酸等的产量和产率的差别,了解CO2对酿酒酵母生长代谢的影响。最后,根据酿酒酵母在常压厌氧和完全密闭两种发酵方式下的碳源消耗速率和各种代谢产物的产率,利用已建立的代谢通量分析模型进行分析,通过比较酿酒酵母在两种发酵方式下的代谢通量图,找到CO2的作用位点。研究结果如下: 一、在完全密闭条件下,酿酒酵母每消耗5.73g L-1的葡萄糖所产生的CO2可形成1bar的压力,而当消耗糖82.0g L-1、压力达到14.3bar时,酿酒酵母的发酵代谢停止,此时发酵液的含糖量为83.0g L-1,活酵母浓度为5.5×107cfu mL-1,而常压厌氧条件(对照)下酿酒酵母几乎能够消耗完基质中的所有糖。发酵结束时,常压厌氧处理下的酵母总数约为完全密闭处理下的两倍。二、完全密闭发酵和常压厌氧发酵两种处理下乙醇产率相差不大,但完全密闭发酵的甘油产率为常压厌氧发酵时的79.1%,而琥珀酸产率和乙酸产率分别为常压厌氧发酵时的24.7倍和26倍。三、在已鉴定的风味物质成分中,有36种成分是常压厌氧发酵液和完全密闭发酵液共有的,有6种为完全密闭发酵液特有,2种为常压厌氧发酵液独有。与常压厌氧发酵相比,完全密闭发酵产生了更多的高级醇,3-羟基-2-丁酮(乙偶姻)产量为前者的23.54倍,但酯类产量较低。四、代谢通量分析结果表明,两种处理下酵母的代谢在乙醛产乙酸、丙酮酸产草酰乙酸、磷酸戊糖途径(PPP)和磷酸二羟丙酮产甘油等途径上的通量存在较大差异。完全密闭处理下分配给PPP途径的碳源为对照的35.6%,但流向草酰乙酸的碳源是对照的1.89倍。通过对上述结果的讨论分析,得出如下结论:在完全密闭发酵条件下,由发酵产生并在发酵基质中积累的CO2的浓度到达一定值时能完全抑制酵母的繁殖和酒精发酵代谢;高浓度CO2能抑制酯类和甘油的合成,促进乙醇和高级醇的产生,大大提高乙酸、琥珀酸和乙偶姻的产量;代谢通量分析表明,丙酮酸产草酰乙酸途径和葡萄糖-6-磷酸产5-磷酸核酮糖途径是CO2的作用位点,而丙酮酸产乙醇途径对CO2不敏感。

关键词：酿酒酵母二氧化碳生长代谢抑制代谢通量分析

上游带弯头的T型管内混合流动数值模拟的湍流模型评价

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原子能科学技术 2013年第10期47卷 1729-1734页

作者：单祖华赵云淦蒲勇孙浩时维立李向宾华北电力大学核科学与工程学院北京102206

T型管是研究冷热流体混合流动及其引起的温度振荡现象的典型几何模型,而上游带弯头的T型管又是一不可忽视的特殊情形。本文运用计算流体力学软件,采用3种湍流模型(RNGk-ε模型、SSG雷诺应力模型、LES模型)对上游带弯头T型管内冷热流体... 详细信息

T型管是研究冷热流体混合流动及其引起的温度振荡现象的典型几何模型,而上游带弯头的T型管又是一不可忽视的特殊情形。本文运用计算流体力学软件,采用3种湍流模型(RNGk-ε模型、SSG雷诺应力模型、LES模型)对上游带弯头T型管内冷热流体的交混现象进行模拟,并与实验数据进行了对比。结果表明:非混合区域如上游弯头内,RNG k-ε模型、SSG雷诺应力模型的模拟结果与实验结果较吻合,而在混合区内LES模型的模拟结果更能表征实际流动。

关键词： T型管弯头混合流动湍流模型评价

AP1000安全壳流动循环与热分层一维模型分析

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原子能科学技术 2014年第10期48卷 1803-1806页

作者：玉宇张鹤单祖华胡迎秋王升飞牛风雷刘鑫刚直华北电力大学核科学与工程学院非能动核能安全技术北京市重点实验室北京102206 上海核工程研究设计院上海200233 国家核电技术研发中心北京100010

非能动安全壳冷却系统是先进大型压水堆AP1000核电厂的重要安全系统之一,该系统利用安全壳内及安全壳外空气流道中的自然循环过程将安全壳内的热量带至环境中,大空间内的循环与热分层现象对安全壳内的传热及流动特性具有重要影响。本文... 详细信息

非能动安全壳冷却系统是先进大型压水堆AP1000核电厂的重要安全系统之一,该系统利用安全壳内及安全壳外空气流道中的自然循环过程将安全壳内的热量带至环境中,大空间内的循环与热分层现象对安全壳内的传热及流动特性具有重要影响。本文基于热分层理论,针对钢制安全壳内、外的自然循环过程,建立一维计算模型,在提高计算效率的基础上,得到安全壳内的温度分布,并与三维模型的计算结果进行了对比,验证了模型的合理性;同时得到了安全壳内压力及组分的分布。

关键词：非能动安全壳热分层一维模型

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压缩变换及应用

中学教研(数学) 1985年第5期 35-37页

作者：石临康单祖华浙江新昌中学

我们这里所说的压缩变换,就是指?(0单性质:性质1 直线l的斜率为k,l经过压缩后为l~′,则l~′的斜率k~′=mk.

关键词：内接三角形三角形面积切线方程压缩变换

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低温条件下果胶酶对黑莓汁影响的研究

酿酒科技 2008年第5期 21-23,26页

作者：宋建强单祖华梁艳英王华西北农林科技大学葡萄酒学院陕西杨凌712100

研究了果胶酶对黑莓汁的澄清作用。结果表明,在低温(15～18℃)条件下,与对照相比,添加50mg/L的果胶酶可完全降解果胶,使果汁达到良好的澄清效果。用50mg/L果胶酶处理的黑莓汁中含有较多的总酚、单宁和色素。黑莓汁用果胶酶处理后,仍能... 详细信息

研究了果胶酶对黑莓汁的澄清作用。结果表明,在低温(15～18℃)条件下,与对照相比,添加50mg/L的果胶酶可完全降解果胶,使果汁达到良好的澄清效果。用50mg/L果胶酶处理的黑莓汁中含有较多的总酚、单宁和色素。黑莓汁用果胶酶处理后,仍能保留大量的营养物质,提高了黑莓汁的稳定性和品质。

关键词：黑莓果胶酶澄清理化指标低温条件

省科技厅：完善产学研结合创新体制机制 009

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湖南日报

作者：胡宇芬单祖华

本报1月14日讯（记者胡宇芬通讯员单祖华）在学习实践活动中，省科技厅将完善产学研结合创新体制机制作为贯彻落实科学发展观、提升我省自主创新能力和应对金融危机的重要抓手，积极开展促进产学研结合的政策的制定工作。　　产学研...

本报1月14日讯（记者胡宇芬通讯员单祖华）在学习实践活动中，省科技厅将完善产学研结合创新体制机制作为贯彻落实科学发展观、提升我省自主创新能力和应对金融危机的重要抓手，积极开展促进产学研结合的政策的制定工作。　　产学研结合作为科技创新的基本组织形式，既是?

关键词：

来源： cnki报纸评论

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cnki报纸

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二氧化碳对酿酒酵母生长代谢的抑制

科技导报 2008年第5期26卷 31-34页

作者：李华单祖华王华西北农林科技大学葡萄酒学院陕西杨凌712100

在发酵生产中,酿酒酵母有时处在高浓度的CO2环境下,而高浓度的CO2会影响酵母代谢,抑制酵母生长,造成发酵缓慢或停滞。因此,全面了解CO2对酵母生长代谢的抑制机制,系统分析各种机制间的相互关系,对控制发酵过程,优化发酵工艺有重要意义。

关键词：二氧化碳酿酒酵母发酵抑制

深层肌肉刺激与肌电生物反馈干预脑卒中后患者小腿三头肌痉挛和步态的改变

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中国组织工程研究 2025年第2期29卷 385-392页

作者：张其明廖迪钟志亮林利华郑翔李琼单莎瑞广东药科大学附属第一医院广东省广州市510000

背景:深层肌肉刺激疗法具有松解粘连、缓解痉挛、改善和恢复肌肉顺应性和弹性等作用;肌电生物反馈疗法能有效促进神经恢复和改善下肢运动功能和步态。目的:利用数字化肌肉检测仪和三维步态分析仪等手段综合评估深层肌肉刺激联合肌电生... 详细信息

背景:深层肌肉刺激疗法具有松解粘连、缓解痉挛、改善和恢复肌肉顺应性和弹性等作用;肌电生物反馈疗法能有效促进神经恢复和改善下肢运动功能和步态。目的:利用数字化肌肉检测仪和三维步态分析仪等手段综合评估深层肌肉刺激联合肌电生物反馈对脑卒中后小腿三头肌痉挛及步态改变的影响。方法:选取2020年10月至2023年10月在广东药科大学附属第一医院康复科住院且符合纳入标准的患者72例,随机分为对照组和联合组,每组36例。对照组接受常规康复治疗+肌电生物反馈+假性深层肌肉刺激,联合组在对照组基础上增加真性深层肌肉刺激治疗,5次/周,连续4周。统计分析两组治疗前、后患侧腓肠肌内外侧振荡频率和动态刚度、踝背屈主动关节活动度、胫骨前肌肌电信号、下肢Fugl-Meyer评分量表和三维步态分析相关参数。结果与结论:①两组患者治疗后患侧腓肠肌内外侧的振荡频率和动态刚度值较治疗前明显降低(P0.05)外,其余指标治疗前后的变化量联合组均较对照组效果更明显(P<0.05);⑤结果说明,深层肌肉刺激治疗仪联合肌电生物反馈短期内能有效缓解脑卒中后小腿三头肌痉挛、改善踝背屈功能和提高下肢运动功能及改善步态,治疗效果显著。

关键词：脑卒中深层肌肉刺激数字化肌肉检测仪痉挛步态

脉冲电流对AZ91镁合金温挤压过程中动态析出和微观组织的影响

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金属学报 2025年第1期 129-142页

作者：王彬杉徐光任睿张强单召辉樊建锋太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室太原理工大学材料科学与工程学院太原理工大学镁基材料山西省重点实验室太原理工大学物理与光电学院

脉冲电流辅助成形工艺具有提高成型能力及细化微观组织等优点，被广泛用到各种塑性变形过程中。然而，关于脉冲电流在动态挤压变形过程中的作用尚不明确。本工作利用脉冲电流辅助挤压（EPAE）技术，研究了脉冲电流对于AZ91镁合金挤压过... 详细信息

脉冲电流辅助成形工艺具有提高成型能力及细化微观组织等优点，被广泛用到各种塑性变形过程中。然而，关于脉冲电流在动态挤压变形过程中的作用尚不明确。本工作利用脉冲电流辅助挤压（EPAE）技术，研究了脉冲电流对于AZ91镁合金挤压过程中动态析出和微观组织的影响。结果表明，在能够完全动态再结晶（DRX）的临界变形条件下，EPAE工艺可以降低AZ91镁合金挤压过程中β-Mg17Al12相的体积分数并促使其发生球化，同时能够促进平均晶粒尺寸和最大基面织构强度的增加，且峰值电流密度越高，效果越明显。与常规热挤压相比，峰值电流密度为6.4×10～7 A/m2的EPAE工艺促使AZ91镁合金中β-Mg17Al12相的体积分数从76.9%降低至16.5%，平均晶粒尺寸从1.07μm增加至3.54μm，最大织构强度从3.39增加至5.92。在不均匀分布的β-Mg17Al12相的钉扎作用下，最终EPAE态AZ91镁合金内部形成双峰组织。实验及理论分析表明，脉冲电流中热效应和非热效应的共同作用所导致的AZ91镁合金挤压过程中的Gibbs自由能变化量和原子扩散通量的提高是上述实验现象发生的主要原因，在促进了β-Mg17Al12相的溶解及其附近Al溶质原子均匀分布的同时提高了晶界迁移速率。同时，脉冲电流可以通过其漂移电子对基面滑移的加速作用促进β-Mg17Al12相颗粒贫乏区中晶粒的旋转。

关键词： AZ91镁合金脉冲电流辅助挤压 β-Mg17Al12相动态析出晶粒长大

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