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理性设计提高角质酶水相催化合成风味酯的热稳定性

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食品科学 2024年

作者：林良才肖冬婷袁宇轩方超张煜行张翠英工业发酵微生物教育部重点实验室天津科技大学生物工程学院河北衡水老白干酿酒(集团)有限公司博士后科研工作站

角质酶AFLACUT-2在水相中具有优异催化合成酯的能力，适用于白酒酯化生香体系，但在较高温度下，其催化合成酯的活力受到明显抑制。为了提高AFLACUT-2的热稳定性，基于蛋白质折叠自由能变化（ΔΔG）进行预测、筛选，并对突变体的酶学... 详细信息

角质酶AFLACUT-2在水相中具有优异催化合成酯的能力，适用于白酒酯化生香体系，但在较高温度下，其催化合成酯的活力受到明显抑制。为了提高AFLACUT-2的热稳定性，基于蛋白质折叠自由能变化（ΔΔG）进行预测、筛选，并对突变体的酶学性质进行了表征。结果显示，突变体Q163M在不影响活性的基础下，热稳定性明显提高，在40 ℃下残余活性提高了20%，在40 ℃下孵育168 h后，残余活性可以保持在86%，较野生型提高约30%，在60 ℃下，半衰期是野生型的1.68倍。另外，相比于野生型，突变体Q163M对偏酸性环境也具有更好的耐受性。通过分子间作用力和分子动力学模拟初步阐明了突变体Q163M热稳定性提高的机制。这些研究结果为理性改造角质酶热稳定性，提高其在高温条件下水相合成风味酯的能力提供了依据和策略。

关键词：白酒角质酶热稳定性水相体系

水相条件下合成短链脂肪酸酯霉菌角质酶的筛选与催化特性研究

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食品与发酵工业 2024年第7期50卷 1-8页

作者：林良才梁梦帆杜荣菲郑佳肖冬婷张煜行彭志云张翠英天津科技大学生物工程学院天津300457 河北衡水老白干酿酒(集团)有限公司博士后科研工作站河北衡水053000 宜宾五粮液股份有限公司中国轻工业浓香型白酒固态发酵重点实验室四川宜宾644000

短链脂肪酸酯是白酒重要风味物质,挖掘适用于白酒酿造体系的酯化酶对提升白酒品质具有重要的应用价值。该文在大肠杆菌BL21(DE3)中成功表达了7个霉菌角质酶,研究了其在单一酸和混酸条件下水相中催化合成风味酯的能力。研究结果表明角质... 详细信息

短链脂肪酸酯是白酒重要风味物质,挖掘适用于白酒酿造体系的酯化酶对提升白酒品质具有重要的应用价值。该文在大肠杆菌BL21(DE3)中成功表达了7个霉菌角质酶,研究了其在单一酸和混酸条件下水相中催化合成风味酯的能力。研究结果表明角质酶AFLACUT-2在水相条件下具有较好的短链脂肪酸酯合成能力,其在30℃、pH 4的条件下酶活力最高。进一步酶学特性分析显示,当反应温度升到40℃时,该酶催化合成己酸乙酯的活力不变,而合成丁酸乙酯活力显著下降。角质酶AFLACUT-2催化合成己酸乙酯的最佳反应时间为18 h,比催化合成丁酸乙酯缩短了25%。此外,酸醇比例的提高有助于短链脂肪酸酯的合成,但过高的酸浓度会抑制酶活力,AFLACUT-2对已酸的耐受性优于丁酸。这些结果不仅拓宽了对白酒风味酯合成机制的认识,也为利用酯化生香技术定向调控基酒风味提供了新的策略。

关键词：白酒短链脂肪酸酯角质酶水相催化体系

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某难处理金矿生物预氧化

有色金属工程 2024年第3期14卷 63-69页

作者：谭巧义高立强贾先兵贾炎孙和云牛晓鹏赵海平阮仁满中国科学院过程工程研究所北京100190 战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190 北方矿业有限责任公司北京100053 中关村科技园区西城园管理委员会博士后科研工作站北方矿业有限责任公司分站北京100053

某金矿石中黄铁矿含量5.31%、氧化率6.02%,直接氰化金浸出率仅27.78%,属典型的低品位硫化物包裹型难处理金矿。为评估生物堆浸预氧化工艺对该矿石的工业化应用前景,开展了直接氰化试验、生物搅拌预氧化-氰化试验和生物柱浸预氧化-氰化试... 详细信息

某金矿石中黄铁矿含量5.31%、氧化率6.02%,直接氰化金浸出率仅27.78%,属典型的低品位硫化物包裹型难处理金矿。为评估生物堆浸预氧化工艺对该矿石的工业化应用前景,开展了直接氰化试验、生物搅拌预氧化-氰化试验和生物柱浸预氧化-氰化试验,考察了黄铁矿氧化率和金浸出率的关系以及温度对黄铁矿氧化率和金浸出率的影响。生物柱浸试验获得良好指标:原生矿破碎至D80=5.5 mm,在室温条件下(8~30℃)预氧化221 d后,黄铁矿氧化率52.30%,金的浸出率为62.70%,氰化渣金品位为0.47 g/t,较直接氰化浸出金浸出率(27.78%)提高34.92个百分点。

关键词：难处理金矿生物预氧化黄铁矿柱浸

高气液比井下气液旋流分离器结构设计与性能分析

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化工学报 2024年第3期75卷 900-913页

作者：邢雷关帅蒋明虎赵立新蔡萌刘海龙陈德海东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318 黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室黑龙江大庆163318 大庆油田博士后科研工作站黑龙江大庆163458 大庆油田有限责任公司采油工程研究院黑龙江大庆163318 中海油能源发展股份有限公司清洁能源分公司冷能利用技术中心天津300452

针对井下高气液比工况气液高效分离难度大的问题,提出了一种旋流-重力耦合式井下气液分离器结构。结合实验研究、数值模拟及实验设计方法,对气液分离器结构参数进行显著性分析和优化设计,建立显著性结构参数与气液分离效率间的数学关系... 详细信息

针对井下高气液比工况气液高效分离难度大的问题,提出了一种旋流-重力耦合式井下气液分离器结构。结合实验研究、数值模拟及实验设计方法,对气液分离器结构参数进行显著性分析和优化设计,建立显著性结构参数与气液分离效率间的数学关系模型,确立了结构参数的最佳匹配方案。分析了入口流量、压力及气液比对气液分离器性能的影响规律。结果表明,重力沉降与旋流分离的结合设计可以实现高气液比条件下的液相沉积,进而实现气液两相的高效分离。分离器的分离效率随着进液量升高而升高,增幅逐渐趋于平稳。随着气液比增大,分离效率呈现先增加后降低的趋势。得出该气液分离器的最佳进液量为42m^(3)/d,最佳入口压力2MPa,最佳气液比为700∶1,在最佳工况下分离效率为97%,模拟结果与实验结果呈现出较好的一致性。研究结果将为高气液比条件下气液分离装备研发提供新的思路和参考。

关键词：旋流分离分离性能流场特性结构设计气液比

玄武岩机制砂混凝土抗压性能试验及配比优化研究

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长春工程学院学报（自然科学版） 2024年第1期25卷 38-42页

作者：龚晓彤天津中铁工程检测有限责任公司天津300308

结合云南省杨柳至宣威高速公路项目隧道洞碴为玄武岩的实际情况,以抗压强度作为评价指标,采用正交试验方法对玄武岩机制砂混凝土配比进行了优化,以明确玄武岩代替天然砂的最优配比。结果表明:当水胶比0.35、粉煤灰掺量5%、钢渣掺量10%... 详细信息

结合云南省杨柳至宣威高速公路项目隧道洞碴为玄武岩的实际情况,以抗压强度作为评价指标,采用正交试验方法对玄武岩机制砂混凝土配比进行了优化,以明确玄武岩代替天然砂的最优配比。结果表明:当水胶比0.35、粉煤灰掺量5%、钢渣掺量10%、机制砂替代率50%、砂率43%时,在养护28 d后,混凝土的抗压强度为59.9 MPa,满足C50混凝土的要求;通过有效控制各掺量比例,可保证混凝土力学性能和工作性能最优。为类似的工程施工建设提供了参考。

关键词：高速公路玄武岩机制砂混凝土配合比

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盾构机与钢套筒分体平移施工技术

施工技术(中英文) 2024年第16期 62-66页

作者：毛明山中煤天津设计工程有限责任公司

盾构法广泛应用于地铁项目区间隧道施工中，其中盾构机始发和接收是盾构施工的关键环节，盾构吊装需占用较大施工空间。为优化车站临时占地、交通疏解及管线迁改方案，盾构接收车站仅单线设置一处盾构吊出井，另一条线考虑盾构平移后吊... 详细信息

盾构法广泛应用于地铁项目区间隧道施工中，其中盾构机始发和接收是盾构施工的关键环节，盾构吊装需占用较大施工空间。为优化车站临时占地、交通疏解及管线迁改方案，盾构接收车站仅单线设置一处盾构吊出井，另一条线考虑盾构平移后吊出。以青岛地铁9号线正阳东路站为例，车站两端区间采用盾构法施工，利用盾构井接收盾构机，再将北侧盾构机平移至南侧盾构吊装井后吊出，并明确了盾构接收井的尺寸及对车站结构柱的要求，阐述了盾构分体平移并吊出的步骤及相应措施。

关键词：地铁盾构钢套筒分体平移施工技术

嗜热毁丝霉果胶酯酶MtCE12-1的克隆表达及其酶学性质和应用研究

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生物技术通报 2024年第9期40卷 291-300页

作者：张曼玉董嘉诚苟福凡弓朝晖刘倩孙文良孔臻郝捷王敏田朝光天津科技大学生物工程学院工业发酵微生物教育部重点实验室天津 300457 中国科学院天津工业生物技术研究所低碳合成工程生物学重点实验室天津 300308 中国烟草总公司郑州烟草研究院烟草行业烟草工艺重点实验室郑州 450001 内蒙古昆明卷烟有限责任公司呼和浩特 010020

【目的】挖潜新型果胶酯酶的酶资源，在嗜热毁丝霉（Myceliophthora thermophila）中高水平表达烟草生物质诱导显著上调的同源果胶酯酶，对其进行酶学性质研究，并探究该果胶酯酶在协同降解烟草生物质过程中的作用。【方法】利用RT-qPC... 详细信息

【目的】挖潜新型果胶酯酶的酶资源，在嗜热毁丝霉（Myceliophthora thermophila）中高水平表达烟草生物质诱导显著上调的同源果胶酯酶，对其进行酶学性质研究，并探究该果胶酯酶在协同降解烟草生物质过程中的作用。【方法】利用RT-qPCR的方法分析嗜热毁丝霉在烟草生物质中果胶酯酶MtCE12-1的表达水平，通过2A肽介导的表达筛选系统，在嗜热毁丝霉菌株ATCC 42462中高表达果胶酯酶基因Mtce12-1，对高活性的阳性转化子进行产酶培养和蛋白纯化，表征了果胶酯酶MtCE12-1的酶学性质；以两种烟草生物质烟草压棒和烟草梗丝为底物，通过检测纤维素的剩余含量，分析了与纤维素酶的协同作用效果。【结果】与葡萄糖培养条件相比较，烟草生物质条件下果胶酯酶基因Mtce12-1的转录水平显著上调109-110倍，SDS-PAGE电泳分析、拷贝数和Western检测显示，重组蛋白MtCE12-1成功进行了表达和分泌，表达水平达到464.08 U/mL。该酶在75℃、pH 8.0时表现出最佳酶活力，在50-85℃和pH 7.0-9.0的范围内表现出较好的酶活力，具有良好的热稳定性。将100-300 µg的MtCE12-1添加至降解体系后，烟草生物质中纤维素降解效率分别提高了18.5%-30.7%和14.6%-30.5%。【结论】用2A肽介导的表达系统在嗜热毁丝霉中可以高效表达和纯化制备目标蛋白，碱性果胶酯酶MtCE12-1不仅具有良好的温度稳定性，在烟草生物质降解过程中也具有突出的作用效果，为烟草工业生产应用提供了潜在的优质酶资源。

关键词：嗜热毁丝霉果胶酯酶基因表达酶学性质烟草生物质

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基于模糊理论的酵母发酵动力学模型

无锡轻工大学学报（食品与生物技术） 2002年第6期21卷 638-640,644页

作者：于湘莉苗志奇元英进李睿洁张磊天津大学化工学院天津300072 天津华立达生物工程有限责任公司博士后工作站天津300241

在模糊理论基础上,提出了一种描述菌体生长的模糊动力学模型,将专家对发酵过程的定性经验描述和精确的数学模型联系起来.模型分析发现,对数期隶属度函数就是菌体的相对比生长速率,从而提供了一种划分菌体发酵阶段的方法.最后针对酵母发... 详细信息

在模糊理论基础上,提出了一种描述菌体生长的模糊动力学模型,将专家对发酵过程的定性经验描述和精确的数学模型联系起来.模型分析发现,对数期隶属度函数就是菌体的相对比生长速率,从而提供了一种划分菌体发酵阶段的方法.最后针对酵母发酵过程,精确地确定了划分对数生长期的开始时间和结束时间.

关键词：模糊理论酵母发酵动力学模型生长动力学

热水解对鸡粪和牛粪厌氧消化及重金属风险的影响

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农业工程学报 2024年第4期40卷 254-261页

作者：任征然王佳伟高金华文洋韩军李相昆马培元张含北京城市排水集团有限责任公司科技研发中心北京市污水资源化工程技术研究中心北京100124 河北工业大学土木与交通学院天津300401

为探究热水解预处理对鸡粪和牛粪在厌氧消化过程中产气效率的提升作用以及对消化残渣中重金属形态变化及潜在生态风险的影响。该研究以鸡粪和牛粪为处理对象,采用热水解处理技术,开展了连续中温厌氧消化试验。考察了热水解对畜禽粪污可... 详细信息

为探究热水解预处理对鸡粪和牛粪在厌氧消化过程中产气效率的提升作用以及对消化残渣中重金属形态变化及潜在生态风险的影响。该研究以鸡粪和牛粪为处理对象,采用热水解处理技术,开展了连续中温厌氧消化试验。考察了热水解对畜禽粪污可生化性和重金属迁移风险。该研究还评估了连续施用厌氧消化鸡粪和牛粪15 a后土壤中重金属的积累量和Hakanson潜在生态风险指数。试验发现,鸡粪中木质纤维素含量占干固体总量的25%,牛粪为57.7%。热水解处理能够增强牛粪中木质纤维素的水解,热水解后木质纤维素的降解率为19.2%;但热水解对鸡粪的木质纤维素水解影响不明显,降解率仅为5.3%。鸡粪挥发性固体(volatile solid,VS)产气率为482 L/kg,热水解后产气率提升了12.4%;牛粪产气率为321 L/kg,热水解后产气率提升了31.2%。仅通过热水解不能降低鸡粪中重金属的迁移风险;而经过厌氧消化后,除Hg和Ni外,其他重金属迁移风险均降低到了低风险水平。牛粪经过热水解和厌氧消化处理后重金属向残渣态转换,但迁移风险没有明显改善。连续施用鸡粪和牛粪15 a后,土壤未出现的重金属积累,且15 a内总潜在生态风险等级处于低风险。该研究结果可为鸡粪和牛粪的能源化、无害化处理以及土地利用应用提供了理论依据和数据指导。

关键词：积累迁移风险生物降解性 Hakanson潜在生态风险指数