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面向多网联无人机的MADRL协同路径规划算法

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西安电子科技大学学报 2025年

作者：李安余传鑫陈成南昌大学信息工程学院先进信号处理与智能通信江西省重点实验室

针对多架网联无人机（Cellular-connected Unmanned Aerial Vehicle， CUAV）执行多个动态目标点巡航监测任务的协同路径规划问题，本文提出了一种基于多智能体深度强化学习(Multi-Agent Deep Reinforcement Learning， MADRL)的协同动... 详细信息

针对多架网联无人机（Cellular-connected Unmanned Aerial Vehicle， CUAV）执行多个动态目标点巡航监测任务的协同路径规划问题，本文提出了一种基于多智能体深度强化学习(Multi-Agent Deep Reinforcement Learning， MADRL)的协同动态目标分配与路径规划算法。具体而言，首先对多架CUAV对地通信系统环境建模，在CUAV与蜂窝网络通信连接约束、防碰撞等移动性约束下，构建多架CUAV任务完成总时间和总中断时间加权和最小化优化问题。然后把优化问题离散化并转为马尔可夫博弈。为解决所构建的组合优化问题，提出了基于深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient， DDPG)的系列算法有效地处理CUAV之间的合作与竞争关系，且引入一个共享经验池，以提高算法的稳定性和学习效率；最后通过仿真实验验证了所提出的MADRL框架在多架CUAV协同路径规划的可行性、有效性和鲁棒性。研究表明：多智能体双延迟-确定策略梯度算法（multi-agent twin delayed deep deterministic policy gradient algorithm，MATD3）算法在动态目标位置的协同目标分配与路径规划中具有更好的效果。

关键词：无人机强化学习网联无人机多智能体深度强化学习路径规划动态目标分配

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代谢工程改造大肠杆菌合成甲萘醌-7

食品与发酵工业 2025年第1期51卷 1-10页

作者：何雨锴曾伟主徐沙江南大学生物工程学院江苏无锡214122 江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室江苏无锡214122 江南大学未来食品科学中心江苏无锡214122

甲萘醌-7(menaquinone-7,MK-7),作为维生素K2亚型之一,具有治疗骨质疏松,保护心血管健康等作用。常见MK-7生产主要由纳豆等食品发酵而来,但存在产量低,提取复杂等问题,而枯草芽孢杆菌作为MK-7常见生产菌株,也面临发酵周期长,发酵产量低... 详细信息

甲萘醌-7(menaquinone-7,MK-7),作为维生素K2亚型之一,具有治疗骨质疏松,保护心血管健康等作用。常见MK-7生产主要由纳豆等食品发酵而来,但存在产量低,提取复杂等问题,而枯草芽孢杆菌作为MK-7常见生产菌株,也面临发酵周期长,发酵产量低的问题。该研究对一株引入甲羟戊酸途径的大肠杆菌进行改造,首先利用DLKcat模型比较筛选出4个关键酶,包括七聚异戊二烯焦磷酸合酶BtHepS\BtHepT、1,4-二羟基-2-萘甲酸七烯基转移酶MnMenA、甲萘醌生物合成C-甲基转移酶NtMenG,将其进行表达优化,构建了大肠杆菌内源合成MK-7途径。随后,整合表达异戊烯基焦磷酸异构酶EcIdi提升前体供应,再对得到的菌株进行补料分批发酵条件优化,包括延迟诱导时间,提升溶氧量至60,MK-7产量达到929.58 mg/L,但出现1217.58 mg/L的去甲基甲萘醌-7(DMK-7)大量堆积的现象。进一步筛选了不同来源的MenG降低DMK-7的堆积,发现Bacillus subtilis 168来源的MenG可以较好地降低DMK-7堆积。最终,在5 L发酵罐上MK-7的产量达到1090.45 mg/L,DMK-7降低至231.14 mg/L。该研究结果对应用大肠杆菌生产MK-7具有一定的指导意义。

关键词：甲萘醌-7 大肠杆菌 DLKcat 去甲基甲萘醌-7 发酵优化

面向机器人交互识别的抗干扰多模态柔性电子皮肤

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机器人 2025年

作者：彭欢熊鹏文张宇洪金华徐健宁宋爱国南昌大学先进制造学院智能机器人江西省重点实验室东南大学仪器科学与工程学院

传统的阵列式机器人触觉感知系统存在界面柔性不够以及阵列密度与刷新频率相矛盾的问题，难以广泛应用。为了提高机器人的触觉感知效率，受人体皮肤结构的启发，提出了一种多模态柔性电子皮肤，并开展其在机器人物体识别及抗磁场干扰方... 详细信息

传统的阵列式机器人触觉感知系统存在界面柔性不够以及阵列密度与刷新频率相矛盾的问题，难以广泛应用。为了提高机器人的触觉感知效率，受人体皮肤结构的启发，提出了一种多模态柔性电子皮肤，并开展其在机器人物体识别及抗磁场干扰方面的研究。首次将混有磁粉的硅胶与分布式柔性触觉传感阵列集成为多模态力触觉感知层，在时间和空间域同步感知触觉信息和力触觉阵列信息，解决传统触觉感知系统时空弱配对的问题。构建了基于CNN-SVM-MLP（卷积神经网络-支持向量机-多层感知器）的多模态融合算法，实现对多模态触觉信息的高效融合，基于此构建机器人物体识别框架，实现交互物体的精准识别。对非磁性物体和磁性物体进行了交互实验及分析，结果表明提出的多模态柔性电子皮肤可以有效提高磁性触觉传感器的抗磁场干扰能力，实现24种物体的精准识别，且准确率达到99.42%。

关键词：电子皮肤磁性触觉传感器多模态信息融合多层感知机物体识别

右旋糖酐纳米硒的制备表征及其稳定性和体外抗氧化活性分析

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食品工业科技 2025年

作者：王清贾蕾刘涛朱静李建芳涂剑秋陈山信阳农林学院食品科学与工程学院信阳市健康食品开发与营养调控重点实验室广西大学轻工与食品工程学院

目的：优化右旋糖酐纳米硒（DEX-SeNPs）的制备工艺，检测其形态特征及评价体外抗氧化能力，并探究右旋糖酐（DEX）稳定纳米硒（SeNPs）的机制。方法：以DXE为分散剂和稳定剂，通过化学还原法制备DEX-SeNPs，通过单因素试验对其制备工... 详细信息

目的：优化右旋糖酐纳米硒（DEX-SeNPs）的制备工艺，检测其形态特征及评价体外抗氧化能力，并探究右旋糖酐（DEX）稳定纳米硒（SeNPs）的机制。方法：以DXE为分散剂和稳定剂，通过化学还原法制备DEX-SeNPs，通过单因素试验对其制备工艺进行探究，采用粒度仪、紫外光谱、红外光谱、X射线衍射等对其结构进行表征，之后进一步讨论其稳定性机制，探究其羟基自由基清除能力。结果：DEX-SeNPs制备的最优条件是抗坏血酸与亚硒酸钠摩尔比4:1，反应温度40℃，反应时间1 h。确定了DEX-SeNPs为无定型态零价硒，呈均匀规则的球形，平均尺寸114 nm，多分散性指数为0.038，在4℃存储条件下可保持稳定的胶体溶液状态30 d，并具有较好的羟基自由基清除能力。DEX稳定SeNPs的可能机制为：SeNPs表面的硒原子与DEX的羟基基团结合，形成Se···HO氢键以防止SeNPs聚集。结论：DEX-SeNPs的制备为多糖基SeNPs补硒制剂的研发与其生物活性应用研究提供了理论数据支撑。

关键词：纳米硒右旋糖酐表征稳定性抗氧化

戊糖乳杆菌单宁酶的性质及其水解石榴皮提取鞣花酸

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微生物学通报 2025年

作者：吕昂闫巧娟马志远杨绍青江正强中国农业大学食品科学与营养工程学院中国农业大学工学院中原食品实验室

【背景】鞣花酸是一种天然多酚，具有抗癌、抗氧化、抗病毒和降血压等功能，在食品、饲料和制药等行业应用广泛，市场需求量逐年增加。单宁酶能水解鞣花酸单宁生成小分子鞣花酸，但现有的酶种少，转化率低、生产成本高。【目的】从戊糖... 详细信息

【背景】鞣花酸是一种天然多酚，具有抗癌、抗氧化、抗病毒和降血压等功能，在食品、饲料和制药等行业应用广泛，市场需求量逐年增加。单宁酶能水解鞣花酸单宁生成小分子鞣花酸，但现有的酶种少，转化率低、生产成本高。【目的】从戊糖乳杆菌（Lactiplantibacillus pentosus）中克隆一个新型单宁酶基因，在大肠杆菌中表达，研究其相关酶学性质及从石榴皮中提取鞣花酸。【方法】以戊糖乳杆菌（L. pentosus）基因组DNA为模板，克隆一个单宁酶基因（LpeTanA）。构建重组表达载体pET32a-LpeTanA，并在大肠杆菌BL21(DE3)中表达。Ni-NTA亲和层析纯化后测定酶学性质及水解石榴皮提取鞣花酸。【结果】该酶与路邓葡萄球菌（Staphylococcus lugdunensis）单宁酶同源性最高，为48.50%。纯化后重组单宁酶分子质量为75 kDa，最适pH和温度分别为pH 7.0和25℃，在pH 6.0-8.0和40℃以下稳定。该酶对没食子酸甲酯具有最高比酶活力，为137.7 U/mg。LpeTanA以石榴皮粉为底物，于25℃水解24 h后鞣花酸提取率为11.5%，纯度达28%。【结论】通过对单宁酶LpeTanA的酶学性质研究，确定了LpeTanA对石榴皮的水解特性，为单宁酶的开发和水解石榴皮提取鞣花酸提供了参考依据。

关键词：戊糖乳杆菌单宁酶石榴皮鞣花酸

基于代谢组学研究乙草胺对上海青生理代谢影响

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农业环境科学学报 2025年

作者：张凯玮陈蒙张雪李越董春村杨晨烨李勇余向阳南京财经大学食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心省部共建国家重点实验室培育基地江苏省食品质量安全重点实验室江苏省农业科学院农产品质量安全与营养研究所江苏省农业科学院中心实验室

为探究乙草胺除草剂喷施对上海青体内生理及代谢影响，本试验基于生理生化指标及代谢组学分析，对不同剂量乙草胺胁迫下上海青生理变化及代谢产物差异进行研究。结果表明：低剂量(5 mg·L-1)、高剂量(50 mg·L-1)乙草胺均引起上海青叶... 详细信息

为探究乙草胺除草剂喷施对上海青体内生理及代谢影响，本试验基于生理生化指标及代谢组学分析，对不同剂量乙草胺胁迫下上海青生理变化及代谢产物差异进行研究。结果表明：低剂量(5 mg·L-1)、高剂量(50 mg·L-1)乙草胺均引起上海青叶片氧化应激反应，致使丙二醛含量、超氧化物歧化酶及过氧化物酶活性显著增加。高剂量乙草胺显著抑制光合作用（叶绿素含量降低）及总蛋白质合成，致使青菜生长受到抑制。基于代谢组学分析，鉴定出148个显著差异代谢物。高低剂量组中亚油酸、亚麻酸均显著累积，其有助于维持细胞膜的流动性和调节渗透压。在低剂量乙草胺组，叶片中与防御相关的氨基酸、类黄酮、酚酸显著累积，有助于帮助植物防御胁迫响应；而高剂量组这些物质显著降低，其可能降低了植物对农药的适应性。此外，高剂量乙草胺显著影响植物碳代谢通路，大部分有机酸及溶血磷脂酰胆碱物质含量显著下降，其可能与光合作用减弱有关。研究表明，高、低浓度乙草胺对上海青叶片造成了不同的生理反应，上海青对不同浓度的乙草胺启动了不同的代谢防御机制。

关键词：代谢组学除草剂乙草胺胁迫响应代谢通路

等离子体活化水耦合生物保鲜剂对牛肉的保鲜作用

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食品科学 2025年第2期46卷 20-29页

作者：柯志刚田玉玲刘书来周绪霞丁玉庭浙江工业大学食品科学与工程学院浙江杭州310014 浙江省全省深蓝渔业资源绿色低碳高效开发重点实验室浙江杭州310014 国家远洋水产品加工技术研发分中心(杭州) 浙江杭州310014

为延长生鲜牛肉货架期,本研究设计了一种等离子体活化水(plasma-activated water,PAW)耦合ε-聚赖氨酸盐酸盐(ε-polylysine hydrochloride,ε-PLH)、乳酸链球菌素(Nisin)的保鲜方法,并辅以六偏磷酸钠作为保水剂,探究此保鲜技术对生鲜... 详细信息

为延长生鲜牛肉货架期,本研究设计了一种等离子体活化水(plasma-activated water,PAW)耦合ε-聚赖氨酸盐酸盐(ε-polylysine hydrochloride,ε-PLH)、乳酸链球菌素(Nisin)的保鲜方法,并辅以六偏磷酸钠作为保水剂,探究此保鲜技术对生鲜牛肉的保鲜效果以及对贮藏期间品质变化的影响。结果表明,经PAW-ε-PLH-Nisin处理的牛肉经真空包装并于4℃条件下贮藏28 d后,其菌落总数为5.1(lg(CFU/g)),仍在可接受范围内;其总挥发性盐基氮值在贮藏21 d后为18.3 mg/100 g,保持在二级鲜度标准。对样品在贮藏期间的红度、质构、感官评分、硫代巴比妥酸反应物含量、脂肪酸组成、总巯基含量、羰基含量等的检测分析发现,PAW-ε-PLH-Nisin处理能显著提高牛肉红色,保持牛肉质构和感官评分的贮藏稳定性,延缓牛肉脂质和蛋白质氧化,并维持脂肪酸贮藏稳定性。以上研究表明,PAW-ε-PLH-Nisin在生鲜牛肉保鲜领域具有较高的应用潜力与开发价值。

关键词：生鲜牛肉等离子体活化水 ε-聚赖氨酸盐酸盐乳酸链球菌素保鲜

法压式冲泡对海南罗布斯塔咖啡感官品质的影响

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食品科学 2025年第1期46卷 108-120页

作者：刘迪劳菲董文江于鑫欣中国农业大学食品科学与营养工程学院国家果蔬加工工程技术研究中心农业农村部果蔬加工重点实验室北京市食品非热加工重点实验室北京100083 中国热带农业科学院香料饮料研究所海南万宁571533 海南省特色热带作物适宜性加工与品质控制重点实验室国家重要热带作物工程技术研究中心海南万宁571533

以中度烘焙海南罗布斯塔咖啡为研究对象,制备可溶性固形物质量分数为2%的法压式咖啡,采用喜好度评价对4种冲泡参数进行单因素和响应面试验优化,通过感官定量描述分析结合气相色谱-质谱联用法、超高效液相色谱法挖掘咖啡喜好度与其感官... 详细信息

以中度烘焙海南罗布斯塔咖啡为研究对象,制备可溶性固形物质量分数为2%的法压式咖啡,采用喜好度评价对4种冲泡参数进行单因素和响应面试验优化,通过感官定量描述分析结合气相色谱-质谱联用法、超高效液相色谱法挖掘咖啡喜好度与其感官特性及风味物质之间的相关性信息。结果表明,咖啡萃取质量浓度会随着咖啡粒径减小、粉水比增加、冲泡水温升高或冲泡时间延长而显著增大(P<0.05)。咖啡喜好度(0~6分,七点法)在粉水比1∶5(m/m)、研磨度8、冲泡水温92℃、冲泡6min时达到最高(3.3±1.6)。咖啡中共检测出78种挥发性成分,通过气味活性值分析得大马士酮、3-乙基-2,5-甲基吡嗪等关键香气化合物10种。Pearson相关性分析表明,喜好度与咖啡的圆润感、巧克力香属性呈正相关,与咖啡因、具有丁香味和酚味的4-乙基愈创木酚、4-乙烯基愈创木酚及具有粪臭味的3-甲基吲哚呈负相关。本研究能为挖掘海南罗布斯塔咖啡的风味喜好及其物质基础提供一定理论依据。

关键词：罗布斯塔咖啡冲泡参数感官定量描述分析气相色谱-质谱联用 Pearson相关性

副溶血性弧菌噬菌体vB_VpP_1裂解酶的生物信息学分析、原核表达及生物活性鉴定

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食品科学 2025年第3期46卷 83-89页

作者：张德福杨雯静刘可刘青青白梧桐李凡吕欣然柏雪檀茜倩李学鹏励建荣渤海大学食品科学与工程学院渤海大学海洋研究院生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心辽宁省食品安全重点实验室辽宁锦州121013

为了研究副溶血性弧菌噬菌体vB_VpP_1裂解酶重组表达后对副溶血性弧菌的体外裂解作用,本实验根据全基因组测序及功能分析结果初步判断噬菌体vB_VpP_1的gp32基因片段为裂解酶基因,使用Expasy等工具分析了gp32的氨基酸序列组成和结构等;使... 详细信息

为了研究副溶血性弧菌噬菌体vB_VpP_1裂解酶重组表达后对副溶血性弧菌的体外裂解作用,本实验根据全基因组测序及功能分析结果初步判断噬菌体vB_VpP_1的gp32基因片段为裂解酶基因,使用Expasy等工具分析了gp32的氨基酸序列组成和结构等;使用Primer 5.0软件设计引物后克隆至pET-28a(+)载体进行原核表达;纯化后的裂解酶作用于宿主菌及乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)处理后的宿主菌,测定裂解酶的活性。结果表明,vB_VpP_1裂解酶的三级结构为球形亲水蛋白,预测含有2个催化结构域,符合革兰氏阴性菌噬菌体裂解酶的基本特征,不存在跨膜区域及信号肽。纯化后的噬菌体vB_VpP_1裂解酶活力约为(1 487±182)U/mg,对已被EDTA破坏细胞壁外膜的副溶血性弧菌表现出较强的裂解能力,但不能有效裂解细胞壁完好的副溶血性弧菌。本研究成功构建噬菌体vB_VpP_1裂解酶原核表达载体,表达、纯化后的裂解酶能够裂解细胞壁被破坏的副溶血性弧菌。

关键词：副溶血性弧菌噬菌体裂解酶生物抗菌剂食品安全