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兽疫链球菌发酵生产透明质酸的工艺研究

兽疫链球菌发酵生产透明质酸的工艺研究

作者：牛全凤齐鲁工业大学

学位级别：硕士

透明质酸(Hyaluronic acid,HA)是通过β-1,3和β-1,4糖苷键,反复交替连接β-D-N-乙酰氨基葡萄糖与β-D-葡萄糖醛酸两种单糖而形成的高分子粘多糖。由于HA独特的理化性质与生理功能,被广泛应用于化妆品、保健品和医学等领域。目前,我国H... 详细信息

透明质酸(Hyaluronic acid,HA)是通过β-1,3和β-1,4糖苷键,反复交替连接β-D-N-乙酰氨基葡萄糖与β-D-葡萄糖醛酸两种单糖而形成的高分子粘多糖。由于HA独特的理化性质与生理功能,被广泛应用于化妆品、保健品和医学等领域。目前,我国HA市场供不应求,发酵法生产HA具有不受原料资源限制、生产成本低、环境友好、操作简便、便于大规模生产等优点。但发酵法生产HA仍存在技术难题。因此研究发酵法生产HA工艺十分必要,尤其是HA的下游提取工艺与降解研究是发酵法应用于实际工业化生产中的关键。本文以兽疫链球菌NQ185为生产菌株,对HA的发酵、提取及降解工艺进行了研究,主要研究内容和结论如下:(1)利用单因素与正交实验,研究培养基组分对HA代谢积累的影响,确定最优培养基组分为:葡萄糖80 g/L、酵母粉14 g/L、蛋白胨10 g/L、酵母蛋白胨8 g/L、MgSO1.2 g/L。重复实验验证,按照优化后的培养基组分条件,摇瓶发酵得到HA产量为0.91 g/L,与优化前相比提高了28.17%。(2)采用5 L自控发酵罐进行HA发酵控制参数优化及放大实验,通过单因素实验确定了最优培养条件为:pH值7、接种量10%、温度37℃、搅拌转速300r/min、通气量2 L/min。结合前期优化的培养基组分条件,利用5 L自控发酵罐,发酵周期16 h,得到HA的产量为8.54 g/L,平均分子量为2.55×10 Da。(3)对HA预处理、酶解法及硅藻土后处理技术进行了研究,最终确定了HA最佳提取路线:发酵液中添加氯化钠使其浓度为0.4 mol/L,加入2倍体积的95%乙醇进行沉淀,离心后将沉淀复溶于与发酵液等体积的蒸馏水中。利用三氯乙酸调节溶液pH值至4.5,静置1 h后用氢氧化钠回调pH值至7.0。选用胰蛋白酶在pH值8.4,酶解温度50℃,酶用量0.174 g/g条件下酶解6 h。利用95%乙醇将溶液稀释1倍后使用1 cm厚度的硅藻土预敷层进行真空抽滤。最后再经过乙醇沉淀,采用真空冷冻干燥得到HA成品:HA得率83.86%、葡萄糖醛酸含量43.28%、蛋白质含量0.21%、蛋白去除率98.95%、分子量2.15×10 Da。(4)通过对HA热降解、超声降解和氧化降解方法的研究与比较,确定采用超声-氧化联合降解的方法:HA溶液中添加2 mmoL/gHA的抗坏血酸,用盐酸溶液调节pH值至4,再加入4 mmoL/gHA的过氧化氢后,利用超声破碎仪进行200 w超声降解20 min。降解得到了低分子量HA,分子量为12.16 kDa。

关键词：透明质酸兽疫链球菌发酵提取降解

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“基因指导蛋白质的合成”教学设计

生物学教学 2020年第5期45卷 34-35页

作者：牛全凤山东青岛西海岸新区第五高级中学青岛266400

采用“问题驱动、多元导学”的方式,利用框架问题使学生自主探究遗传信息的转录与翻译过程,理解蛋白质生物合成过程中遗传信息的传递规律。将教材知识的传授与生物学核心素养的培育相结合,在课堂教学的实践中落实新课改的要求。

关键词：问题驱动多元导学转录翻译核心素养高中生物学

基于智慧课堂的高中生物学教学--以“细胞的分化”为例

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中学生物学 2022年第1期38卷 88-90页

作者：牛全凤青岛西海岸新区第五高级中学山东青岛266400

在大数据、智能化的智慧课堂背景下,将细胞分化学科知识的传授与生物学核心素养的培育相结合,使学生在科学探究的氛围中体验学习的乐趣。

关键词：智慧课堂细胞的分化核心素养教学设计

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酶解法去除透明质酸发酵液中蛋白质

食品科学 2017年第6期38卷 160-164页

作者：牛全凤徐慧李文婧孙文涛李博程成刘建军齐鲁工业大学生物工程学院山东济南250300 山东省食品发酵工程重点实验室山东济南250013

为有效降低透明质酸的蛋白质质量分数,通过单因素试验和响应面优化试验对酶解法去除透明质酸发酵液中蛋白质进行研究。在蛋白酶的筛选实验中,结果表明,胰蛋白酶处理后的蛋白质质量分数最低,并确定了胰蛋白酶酶解的最适条件:酶解p H 8.4... 详细信息

为有效降低透明质酸的蛋白质质量分数,通过单因素试验和响应面优化试验对酶解法去除透明质酸发酵液中蛋白质进行研究。在蛋白酶的筛选实验中,结果表明,胰蛋白酶处理后的蛋白质质量分数最低,并确定了胰蛋白酶酶解的最适条件:酶解p H 8.4、酶解温度50℃、酶用量44 000 U/g、酶解时间6 h。在此条件下透明质酸的蛋白质质量分数为6.75%,蛋白质去除率为66.25%。经过硅藻土进一步后处理,得到透明质酸产品蛋白质质量分数小于0.1%,蛋白质去除率达到99%以上,符合医药级透明质酸标准。

关键词：透明质酸蛋白质胰蛋白酶响应面法

γ-TiAl基合金用Al_(2)O_(3)-SiC-AlPO_(4)复合涂层抗高温氧化性能研究

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表面技术 2024年第10期53卷 167-172,206页

作者：杨天南牛合全孔令艳海装沈阳局驻沈阳地区某军事代表室沈阳110043 太原科技大学太原030024 中国科学院金属研究所沈阳110016

目的通过表面涂层提高γ-TiAl基合金的抗高温氧化性能。方法采用常规喷涂涂料法在γ-TiAl合金基体上制备Al_(2)O_(3)-SiC-AlPO_(4)磷酸盐复合抗高温氧化涂层。研究γ-TiAl合金和涂层样品在900℃、静态空气条件下的准等温氧化动力学行为... 详细信息

目的通过表面涂层提高γ-TiAl基合金的抗高温氧化性能。方法采用常规喷涂涂料法在γ-TiAl合金基体上制备Al_(2)O_(3)-SiC-AlPO_(4)磷酸盐复合抗高温氧化涂层。研究γ-TiAl合金和涂层样品在900℃、静态空气条件下的准等温氧化动力学行为。用XRD和SEM/EDS分别对涂层样品氧化前后的物相组成、组织形貌和微区成分进行表征分析;用电子探针(EPMA)分析涂层样品的元素分布情况。结果900℃恒温氧化动力学研究结果表明,γ-TiAl基合金初期氧化速率常数为32.501×10^(-2)mg/(cm^(2)·h^(1/2)),与后期氧化速率常数28.113×10^(-2)mg/(cm^(2)·h^(1/2))基本接近,呈直线规律,不具有抗氧化性能;而Al_(2)O_(3)-SiC-AlPO_(4)磷酸盐复合涂层样品氧化后期氧化速率常数为5.967×10^(-2) mg/(cm^(2)·h^(1/2)),与氧化初期8 h内氧化速率常数23.941×10^(-2) mg/(cm^(2)·h^(1/2))相比,明显降低,遵循典型抛物线规律,具有抗氧化性能。微观分析结果表明,原始涂层与γ-TiAl合金基体结合紧密,涂层主要相组成为Al_(2)O_(3)、SiC、SiO_(2);AlPO_(4)以无定形状态构成涂层连续相。氧化后,AlPO_(4)演变成晶态,形成涂层致密的网络结构;部分基体钛元素扩散进入涂层中疏松部位,氧化后形成TiO_(2)弥散分布在涂层中,填补了涂层疏松部位,使涂层更加致密;在涂层与基体界面2μm区域内形成连续致密Al_(2)O_(3)膜,阻挡了空气中的氧进一步扩散进入基体。结论Al_(2)O_(3)-SiC-AlPO_(4)复合涂层有效降低了γ-TiAl基合金氧化速率,有助于形成保护性Al_(2)O_(3)膜,明显改善了900℃γ-TiAl基合金抗高温氧化性能。

关键词： γ-TiAl基合金抗高温氧化性能磷酸盐涂层氧化动力学微观组织

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大数据时代的地球科学知识图谱研究现状与展望

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地震学报 2024年第3期46卷 353-376页

作者：牛凤桂张贝陈石中国地震局地球物理研究所北京100081 北京白家疃地球科学国家野外科学观测研究站北京100095

地球科学是一门数据密集型学科,而知识图谱则被认为是充分利用和发挥地球科学领域庞大数据的一种有效方式。相对于通用大模型技术的发展,知识图谱能提供更为准确的知识,增强生成式大模型结果的智能性和可靠性。本文首先阐释了知识图谱... 详细信息

地球科学是一门数据密集型学科,而知识图谱则被认为是充分利用和发挥地球科学领域庞大数据的一种有效方式。相对于通用大模型技术的发展,知识图谱能提供更为准确的知识,增强生成式大模型结果的智能性和可靠性。本文首先阐释了知识图谱的相关概念和构建方法;然后,对在科学领域广泛应用的顶层本体基本形式化本体模型进行了详细介绍,简单总结了地球科学领域已经建成的知识图谱,并着重论述了地球科学领域的地质学核心本体和地质科学本体,以及两者的异同;最后,介绍了与地球科学知识图谱构建相关的深时数字地球计划等国际地学数据科学计划,并对未来地学知识图谱发展和地震科学知识图谱构建发展所面临的挑战和应用前景进行了展望。

关键词：知识图谱本体构建地球科学地质本体

高温钛合金磷酸盐涂层的制备及其抗氧化性能的研究

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高温钛合金磷酸盐涂层的制备及其抗氧化性能的研究

作者：牛合全太原科技大学

学位级别：硕士

钛及钛合金因为密度低,比强度高等优点,在航空发动机、内燃机等领域具有非常广阔的需求和应用前景。由于长期在高于600℃的温度下使用,环境中的氧会与钛合金部件发生严重氧化形成脆性层,氧化层容易出现贯穿裂纹使钛合金部件力学性能明... 详细信息

钛及钛合金因为密度低,比强度高等优点,在航空发动机、内燃机等领域具有非常广阔的需求和应用前景。由于长期在高于600℃的温度下使用,环境中的氧会与钛合金部件发生严重氧化形成脆性层,氧化层容易出现贯穿裂纹使钛合金部件力学性能明显下降,限制了钛合金的应用与发展,因此对钛合金进行高温防护是十分必要的,在钛合金表面制备高温防护涂层作为钛合金高温防护最佳选择之一,因此得到了广泛关注。本文通过在钛合金表面喷涂磷酸盐涂层研究涂层对钛合金抗高温氧化性能的影响。主要研究了以磷酸铝为粘结剂,加入Al粉和Al/Si C粉末两种不同填料制备而成的磷酸盐高温防护涂层的抗高温氧化性能。用扫描电镜、XRD、EPMA、能谱分析等表征手段分析涂层的界面组织形貌、物相组成及氧元素的扩散规律;用显微硬度计分析界面硬度,用疲劳试验机测试样品弯曲疲劳性能,探索涂层界面结构与对钛合金力学性能的关系。研究结果如下:Al/AlPO4涂层在650℃准等温氧化规律符合抛物线曲线,涂层的氧化速率kp值为2.73×10-2mg·cm-2·h-1/2和1.196×10-2mg·cm-2·h-1/2明显低于Ti65合金的氧化速率kp值11.762×10-2mg·cm-2·h-1/2和3.306×10-2mg·cm-2·h-1/2。微观结构分析结果表明:氧化初期,涂层与基体之间形成了Ti Al3金属间化合物扩散层,厚度在4～7μm之间。随氧化时间的增加,扩散层厚度也随之增厚;氧化后期,随着氧化时间的延长,形成了Ti Al3和Ti Al2两种金属间化合物扩散层,Ti Al3扩散层的厚度在7μm左右,无明显变化。Al/AlPO4+Si C/AlPO4复合涂层在650℃准等温氧化规律符合抛物线曲线,复合涂层的氧化速率在氧化过程中始终保持在1.0×10-2mg·cm-2·h-1/2左右,涂层的氧化速率明显低于Ti65合金的氧化速率和单层Al/AlPO4涂层的氧化速率。微观结构分析结果表明:氧化初期涂层与基体之间形成Ti Al3金属间化合物扩散层,厚度在6μm左右,氧化300小时后,形成了Ti Al3和Ti Al2两种扩散层,扩散层厚度在7～9μm,在氧化过程中无明显变化,说明涂层与基体之间的扩散为有限扩散。磷酸盐涂层能够有效的阻碍氧向高温钛合金基体扩散,具有良好的抗高温氧化性能和良好的粘附性,改善了高温钛合金的抗氧化性,防止高温钛合金基体氧化造成的硬度升高现象;疲劳性能研究结果显示磷酸盐涂层对高温钛合金疲劳性能无明显负面影响。

关键词：高温钛合金磷酸盐涂层氧化动力学力学性能微观组织

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再流转中土地经营权的登记效力规则研究

陕西师范大学学报（哲学社会科学版） 2024年第3期53卷 156-166页

作者：袁文全牛小玉重庆大学法学院重庆400044

再流转中的两种土地经营权在登记能力、登记效力上采区分原则。再流转阶段,基于土地承包经营权的土地经营权承继土地承包经营权的流转规则而采登记对抗效力,“未经登记,不得对抗善意第三人”应解释为未登记可以对抗恶意第三人以及能对... 详细信息

再流转中的两种土地经营权在登记能力、登记效力上采区分原则。再流转阶段,基于土地承包经营权的土地经营权承继土地承包经营权的流转规则而采登记对抗效力,“未经登记,不得对抗善意第三人”应解释为未登记可以对抗恶意第三人以及能对抗善意第三人的必要条件为已登记,登记对抗效力表现为登记公示相较于其他公示方式的优先性与相对公信力,占有使用及向发包人备案作为认定第三人善意的实质调查内容在司法实践中发挥作用。以其他方式承包取得的土地经营权再流转须“经依法登记取得权属证书”为管理性规定,同时暗含登记连续性的目的,采登记生效效力的形式正当性在于此类土地经营权再流转的物权变动在实证法上的相对独立性,进而适用不动产物权公示的原则性规定,实质正当性在于通过市场机制高效利用农村“四荒地”土地资源的价值取向。另外,可结合此类土地经营权再流转的特殊规制目的适用善意取得制度。

关键词：用益物权土地经营权再流转登记对抗效力登记生效效力

光沉积Pt复合石墨相氮化碳实现高效光催化产氢

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复合材料学报 2024年第1期41卷 219-226页

作者：牛凤延何齐升武世然郭晨曦雷伟岩沈毅华北理工大学材料科学与工程学院唐山063210 华北理工大学矿业与工程学院唐山063210

贵金属作为助催化剂,可以提高石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))光催化产氢的性能,引起了人们的广泛关注。但是,由于贵金属的不可再生性和高价格,“更少的贵金属,更好的性能”始终是目标。为了实现这一目标,通过光沉积还原法成功制备了一系列... 详细信息

贵金属作为助催化剂,可以提高石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))光催化产氢的性能,引起了人们的广泛关注。但是,由于贵金属的不可再生性和高价格,“更少的贵金属,更好的性能”始终是目标。为了实现这一目标,通过光沉积还原法成功制备了一系列不同铂负载量氮化碳复合材料(Pt/CN),并用于光催化产H_(2)。结果表明:不同Pt负载量的Pt/CN复合材料都表现出优异的光催化产氢性能。并发现当Pt的负载量为0.5wt%时,Pt/CN复合材料具有最优异的光催化产氢活性,产氢量为409.2μmol/g,是纯CN(17.8μmol/g)的23倍,同时证实了Pt和CN二者之间形成了肖特基势垒,使导带的电子快速迁移到Pt上,降低了CN的电子-空穴复合速率。并且Pt作为光催化分解水的活性位点,促进水中的绝大部分氢质子快速吸附到Pt位点,得到电子被还原为H_(2),实现了高效光催化产氢。

关键词：石墨相氮化碳光催化产氢铂光沉积复合比