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1986~2021年北京市用水结构演变及驱动因素分析

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水电能源科学 2024年第6期42卷 46-49页

作者：王嘉浩郝春沣仇亚琴李海明杜军凯刘海滢天津科技大学滨海地下水利用与保护研究室天津300450 中国水利水电科学研究院水资源研究所北京100038

为从根本上解决北京市水资源短缺问题,深入分析北京市用水结构演变并掌握其主要驱动因素显得尤为必要。利用水足迹法、信息熵理论综合分析1986~2021年北京市供用水结构变化规律,并基于灰色关联度探究影响用水结构演变的主要驱动因素。... 详细信息

为从根本上解决北京市水资源短缺问题,深入分析北京市用水结构演变并掌握其主要驱动因素显得尤为必要。利用水足迹法、信息熵理论综合分析1986~2021年北京市供用水结构变化规律,并基于灰色关联度探究影响用水结构演变的主要驱动因素。结果表明,北京市水足迹由53.0×10^(8)m^(3)增至131.5×10^(8)m^(3),且外贸虚拟水对于缓解用水压力至关重要;北京市区用水结构逐年下降,其余各区用水结构由均衡发展逐渐朝单一化演变,各区用水驱动因素有差异;全市用水结构演变驱动因素由最初农业用水主导(其灰色关联度高达0.9以上),逐渐转化为生活、生态环境为主。

关键词：用水结构演变水足迹信息熵灰色关联度

聚对二氧环己酮/聚乙烯醇复合水凝胶的制备及性能

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高分子材料科学与工程 2024年第1期40卷 57-65页

作者：郭守城邢瑞权杜学超范雨薪周善立庞晓旭于晓亮樊志郭敏杰天津科技大学化工与材料学院天津科技大学生物源纤维制造技术国家重点实验室天津300457

在聚乙烯醇(PVA)水凝胶的网络中引入完全生物降解的聚对二氧环己酮(PPDO),采用冻融法制备出生物降解周期可控的PPDO/PVA复合水凝胶。通过调整低分子量PPDO与高分子量PVA之间的比例,使PPDO柔性分子链与PVA分子链之间形成聚合物网络互穿结... 详细信息

在聚乙烯醇(PVA)水凝胶的网络中引入完全生物降解的聚对二氧环己酮(PPDO),采用冻融法制备出生物降解周期可控的PPDO/PVA复合水凝胶。通过调整低分子量PPDO与高分子量PVA之间的比例,使PPDO柔性分子链与PVA分子链之间形成聚合物网络互穿结构,实现改善水凝胶力学性能和生物降解性能的目的。采用红外光谱、扫描电镜和万能试验机对水凝胶进行了结构表征和性能测试;并通过溶胀性能及失水性能测试、降解性能测试和抑菌性测试对水凝胶进行了研究。结果表明,PPDO/PVA复合水凝胶呈现出孔隙均匀的三维网络结构,拉伸强度和压缩强度与纯PVA水凝胶相比提高了1~3倍;在37℃的PBS缓冲溶液中降解,降解速率明显提升,35 d可以降解45%,且在伤口愈合的周期内保持优异的力学强度。平板细菌培养实验证明了复合水凝胶具有抑菌的特性。PPDO/PVA复合水凝胶在伤口敷料领域具有广泛的应用前景。

关键词：聚对二氧环己酮水凝胶冻融法伤口敷料

基于数值模拟的太原盆地孔隙地下水可再生性评价

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人民黄河 2024年第1期46卷 68-74页

作者：金子涵李海明肖瀚王瑞芬杨丽霞天津科技大学滨海地下水利用与保护研究室天津300457 中国环境科学研究院国家环境保护地下水污染模拟与控制重点实验室北京100012 太原理工大学水利科学与工程学院山西太原030024

为了评估太原盆地孔隙地下水可再生能力,以太原盆地孔隙含水层为研究对象,基于研究区的水文地质条件,利用GMS软件中的MODFLOW模块建立地下水流数值模型并校准。根据模拟结果计算得到回归补给率、补采平衡率、天然补给可用率、调蓄系数... 详细信息

为了评估太原盆地孔隙地下水可再生能力,以太原盆地孔隙含水层为研究对象,基于研究区的水文地质条件,利用GMS软件中的MODFLOW模块建立地下水流数值模型并校准。根据模拟结果计算得到回归补给率、补采平衡率、天然补给可用率、调蓄系数、贮水系数与导水系数6项评价指标,建立了地下水可再生性评价指标体系,分析了该区地下水资源的可再生能力。结果表明:研究区的地下水总体流动特征为从盆地北部流向南部,从盆地周边山区流向平原地区;研究区各分区的地下水可再生性综合评价指数介于0.06到0.08之间,地下水资源的可再生能力较弱。

关键词：太原盆地孔隙地下水数值模拟可再生性评价评价指标

不同凝胶化程度马铃薯淀粉的体外发酵特性研究

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中国食品学报 2024年第2期24卷 1-10页

作者：王书军王乾王绍康天津科技大学食品营养与安全国家重点实验室天津300457

虽然天然B型晶体结构的淀粉是一种2型抗性淀粉,但是绝大多数在食用前都要经过不同程度的热加工,导致其酶抗性显著下降。在一定的条件下,即使是易被酶水解的淀粉也有可能会逃脱小肠的消化进入结肠而被微生物利用,然而易消化淀粉进入结肠... 详细信息

虽然天然B型晶体结构的淀粉是一种2型抗性淀粉,但是绝大多数在食用前都要经过不同程度的热加工,导致其酶抗性显著下降。在一定的条件下,即使是易被酶水解的淀粉也有可能会逃脱小肠的消化进入结肠而被微生物利用,然而易消化淀粉进入结肠中对肠道菌群和人体健康的影响还未被关注。本研究通过精准控制水分含量和加热温度制备出不同凝胶化程度(DG)的马铃薯淀粉样品,通过体外粪便发酵试验明确其产气量、短链脂肪酸产量、肠道菌群组成等发酵特性。试验结果表明:在发酵前半阶段(0~12 h),产气量从低凝胶化程度淀粉样品(DG16)的9.8 mL增加到高凝胶化程度淀粉样品(DG100)的14 mL,乙酸和丙酸的产量也随着凝胶化程度的增加而逐渐增加,高凝胶化淀粉样品(DG100)的乙酸(67.26 mmol/L)和丙酸产量(61.19 mmol/L)显著高于低凝胶化淀粉样品(DG16,乙酸41.29 mmol/L,丙酸21.27 mmol/L);中、低凝胶化程度的马铃薯淀粉组(DG16、DG49)在发酵结束时具有最高的丁酸产量,这与发酵过程中罗斯氏菌属、毛螺菌科和布劳特氏菌属等菌群的增殖有关;中、高凝胶化程度淀粉组(DG49、DG65和DG76)在发酵结束时促进了巨单胞菌属的增殖,产生较高的乙酸和丙酸。结论:能够促进丁酸菌增殖及具有良好丁酸生成能力的低、中凝胶化程度的马铃薯淀粉(DG16、DG49)具有改善结肠健康的功能。

关键词：马铃薯淀粉凝胶化程度发酵特性短链脂肪酸肠道菌群

木葡糖酸醋杆菌运动相关基因的敲除及对细菌纤维素合成的影响

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生物工程学报 2024年第6期40卷 1856-1867页

作者：刘嘉恒王旭彭昭君辛波钟成天津科技大学食品营养与安全国家重点实验室天津300457 天津科技大学教育部工业发酵微生物重点实验室天津300457

细菌纤维素(bacterial cellulose,BC)是由细菌合成的高分子生物聚合物,具有持水性高、结晶度高、纯度高等优良特性,广泛应用于食品、医疗、化妆品和功能膜等领域。木葡糖酸醋杆菌(Komagataeibacter xylinus)是BC合成研究的模式菌株。在... 详细信息

细菌纤维素(bacterial cellulose,BC)是由细菌合成的高分子生物聚合物,具有持水性高、结晶度高、纯度高等优良特性,广泛应用于食品、医疗、化妆品和功能膜等领域。木葡糖酸醋杆菌(Komagataeibacter xylinus)是BC合成研究的模式菌株。在细菌中,运动相关基因与BC合成有关,而在木葡糖酸醋杆菌CGMCC2955中,尚不清楚运动相关基因的功能及其对BC合成的影响。本研究利用λ-Red重组系统敲除细菌运动相关基因motA、motB、mot2A,以此构建了敲除菌株K.x-ΔmotA、K.x-ΔmotB、K.x-Δmot2A及双敲菌株K.x-ΔmotAB。结果表明:敲除菌K.x-ΔmotAB的BC产量最高,达到(5.05±0.26)g/L,与野生型菌株相比,提高24%左右;同时,该菌株合成的BC的孔隙率最低,达到了54.35%,并具有更优越的力学性能,杨氏模量可达5.21 GPa。在木葡糖酸醋杆菌CGMCC 2955中敲除运动相关基因之后,并未降低BC的产量,反而促进了BC的合成,进一步加深了醋酸菌中运动性与BC关系的认知;并且敲除motA和motB基因后,降低了BC的孔隙率并提升了BC的力学性能,为BC合成及膜结构调节改造提供了参考。

关键词：木葡糖酸醋杆菌细菌纤维素运动相关基因基因敲除

缓释氮源的固定化Rhodococcus sp.W7颗粒处理焦化废水

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环境工程学报 2024年第1期18卷 22-31页

作者：吴志国孙静孙炜刘翙羽左梓涵闫慧娟杨宗政天津科技大学化工与材料学院天津300457 天津科技大学海洋与环境学院天津300457 天津市卤水化工与资源生态化利用重点实验室天津300457

本研究将固定化微生物与氮源缓释相结合,以提高一般固定化微生物在氮源缺乏环境中的生物降解效率。利用尿素作为缓释氮源,通过将聚乙烯醇-海藻酸钠混合凝胶(包含尿素)在3%CaCl_(2)饱和硼酸溶液中一次交联,在0.5 mol·L^(-1)硫酸钠溶液... 详细信息

本研究将固定化微生物与氮源缓释相结合,以提高一般固定化微生物在氮源缺乏环境中的生物降解效率。利用尿素作为缓释氮源,通过将聚乙烯醇-海藻酸钠混合凝胶(包含尿素)在3%CaCl_(2)饱和硼酸溶液中一次交联,在0.5 mol·L^(-1)硫酸钠溶液中二次交联,最终制得的缓释尿素固定化微生物颗粒包封率高达98%以上,溶胀率在15%~25%,同时有较高的机械强度。在无氮条件下,颗粒可在4、8、12 h内分别完成对100 mg·L^(-1)苯酚、吡啶或喹啉的降解;在高碳氮比的模拟焦化废水环境下,可在6 h内完成对100 mg·L^(-1)苯酚、10 mg·L^(-1)吡啶及10 mg·L^(-1)喹啉混合底物的降解。另外,固定化微生物颗粒所包含的尿素提供的氮源能满足固定化微生物每天降解100 mg·L^(-1)苯酚并持续20 d。以上研究结果表明所制备的缓释尿素固定化微生物颗粒可应用于氮源匮乏的污水治理中并有较好的应用效果。

关键词：缓释氮源尿素固定化微生物生物降解

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高水分含量下淀粉的回生行为和分子机制

粮油食品科技 2024年第2期32卷 21-29页

作者：王书军刘泽松天津科技大学食品科学与工程学院天津300457 天津科技大学食品营养与安全国家重点实验室天津300457

从凝胶化淀粉短程有序性的角度研究了高水分含量下淀粉在储藏过程中的回生行为。结果表明,在高水分含量下,短时间(1天)回生并未检测到晶体结构的形成,但是非晶态凝胶化淀粉的短程有序性结构有所增加。延长回生时间至7天,淀粉形成了明显... 详细信息

从凝胶化淀粉短程有序性的角度研究了高水分含量下淀粉在储藏过程中的回生行为。结果表明,在高水分含量下,短时间(1天)回生并未检测到晶体结构的形成,但是非晶态凝胶化淀粉的短程有序性结构有所增加。延长回生时间至7天,淀粉形成了明显的晶体结构;进一步延长回生时间,淀粉的回生程度继续增加。低场核磁共振(LF-NMR)和磁共振成像(MRI)分析发现,在回生过程中,游离水会从高水分含量的淀粉凝胶中分离出来。综上,得出结论:高水分含量下,凝胶化淀粉在短期储藏期间并不能形成晶体结构,但是其短程有序性程度会增加,随着回生时间的延长,会形成明显的晶体结构。

关键词：短程有序性凝胶化小麦淀粉回生晶体结构水流动性

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大肠杆菌肌苷酸节点代谢优化高效合成肌苷

食品与发酵工业 2024年第4期50卷 44-50页

作者：刘铁重高志强侯德欣谢希贤吴鹤云天津科技大学生物工程学院天津300457 工业发酵微生物教育部重点实验室(天津科技大学) 天津300457

该研究以产肌苷的大肠杆菌INO4-5为出发菌,针对其发酵过程中副产物含量高、肌苷产量低以及需要额外添加腺嘌呤等问题,对肌苷酸节点代谢流进行了优化。首先使用不同启动子和核糖体结合位点对枯草芽孢杆菌来源的purA_(bsu)基因进行了表达... 详细信息

该研究以产肌苷的大肠杆菌INO4-5为出发菌,针对其发酵过程中副产物含量高、肌苷产量低以及需要额外添加腺嘌呤等问题,对肌苷酸节点代谢流进行了优化。首先使用不同启动子和核糖体结合位点对枯草芽孢杆菌来源的purA_(bsu)基因进行了表达,以强化腺苷合成支路,使菌株5 L发酵罐上的肌苷产量达到了29.5 g/L,且无需额外添加腺嘌呤。接着通过替换guaB基因的原有启动子以弱化鸟苷合成支路,并过表达guaC基因促使鸟苷酸回流至肌苷酸,使菌株副产物含量显著降低且肌苷产量提升至35.1 g/L;最后对不同5′-核苷酸酶进行了筛选和强化,发现引入来自酿酒酵母的特异性5′-核苷酸酶基因(introduction of specific 5′-nucleotidase gene,ISN1)可有效促进肌苷生产。最终所得菌株INO7-6在5 L发酵罐上发酵,肌苷产量为41.2 g/L,转化率为0.17 g/g葡萄糖,生产强度为0.86 g/(L·h),为目前报道的基因工程菌株的最高产量。

关键词：肌苷肌苷酸大肠杆菌代谢工程发酵

纳米Cu/多糖复合抗菌膜的制备与表征及其对冬枣黑斑病的防治效果

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食品科学 2024年第3期45卷 125-133页

作者：徐悦陈海艺周梦含刘艺璇郭红莲天津科技大学食品科学与工程学院天津300457 天津市食品质量与健康重点实验室天津300457

本研究以明胶和海藻酸钠为成膜基质,采用共混法将绿色合成的纳米Cu掺入多糖膜液,采用流延法制备纳米Cu/多糖复合膜。通过场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、紫外-可见近红外分光光谱仪、质构仪以及电感耦合等离... 详细信息

本研究以明胶和海藻酸钠为成膜基质,采用共混法将绿色合成的纳米Cu掺入多糖膜液,采用流延法制备纳米Cu/多糖复合膜。通过场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、紫外-可见近红外分光光谱仪、质构仪以及电感耦合等离子体质谱仪表征纳米Cu及纳米Cu/多糖复合膜的结构,探究薄膜的透光性、理化性能。测定膜的抗真菌活性,并应用到冬枣黑斑病防治,及测定薄膜Cu^(2+)迁移量。结果显示,绿色合成纳米Cu粒径约为44 nm,明胶/海藻酸钠薄膜可作为纳米Cu的优良载体。并且复合膜具有良好的热稳定性、阻隔性和机械性能。此外探究不同质量浓度纳米Cu/多糖复合膜对链格孢菌、镰刀孢菌及灰霉的抑菌性能,最高抑菌率分别为87.80%、77.73%、81.96%,具有良好的抗真菌效果及广谱性。其中对链格孢菌生物量的半抑制浓度为0.25 g/L,在贮藏10 d时,该质量浓度纳米Cu/多糖复合膜对感染黑斑病冬枣的防治效果为52.53%,发病率可有效降低53.16%,且Cu^(2+)迁移量为0.018 7 μg/mL。综上,本实验制备出了一种具有抗真菌活性生物可降解包装膜,为纳米Cu的应用提供了新思路,可为新型抗真菌保鲜材料开发提供理论依据。

关键词：纳米Cu 复合膜抗真菌冬枣生物防治