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利用介质阻挡放电等离子体杀灭鲜榨果汁大肠杆菌

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农业工程学报 2010年第9期26卷 345-349页

作者：林向阳李雁晖黄彬红程艳玲张宏朱榕壁 Roger Ruan 福州大学生物科学与工程学院福州350108 明尼苏达大学生态系统与农业工程系美国明尼苏达州圣保罗市55108

与传统热杀菌相比,非热杀菌能较大程度地保持食品中营养成分,节约能耗。为了进一步研究非热杀菌技术,利用自行设计的介质阻挡放电反应器(DBDR),以鲜榨果汁为杀菌介质,研究了DBDR所产生的低温等离子体(LTP)的杀菌效果和对鲜榨果汁品质的... 详细信息

与传统热杀菌相比,非热杀菌能较大程度地保持食品中营养成分,节约能耗。为了进一步研究非热杀菌技术,利用自行设计的介质阻挡放电反应器(DBDR),以鲜榨果汁为杀菌介质,研究了DBDR所产生的低温等离子体(LTP)的杀菌效果和对鲜榨果汁品质的影响。采用响应面法建立了介质阻挡放电等离子体(DBDP)杀灭鲜榨果汁饮料中大肠杆菌的二次多项数学模型,验证了模型的有效性,并探讨了循环次数、pH值、温度及电压对DBDP杀灭大肠杆菌的影响,优化出杀灭7个数量级大肠杆菌(***)ATCC 8739的工艺参数为:循环次数6次,pH值3.14,温度39.72℃,电压21.42kV。为进一步研究DBDP的杀菌规律和探讨杀菌机理奠定了数学基础,同时,此模型的决定系数R2达到0.9817,可推广应用到其他果蔬汁的杀菌处理,提高鲜榨果蔬汁的品质和质量安全。

关键词：放电离子体品质控制大肠杆菌响应面法非热杀菌

玉米大豆间作对喀斯特区土壤理化性质及微生物碳代谢特征的影响

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作物学报 2025年第1期51卷 273-284页

作者：钱玉平宿兵兵高吉星阮粉花李亚伟茅林春滇西应用技术大学普洱茶学院云南普洱665000 兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070 甘肃省农业科学院作物研究所甘肃兰州730070 浙江大学生物系统工程与食品科学学院浙江杭州310000

为探明喀斯特区玉米大豆带状复合种植对土壤理化性质及微生物群落结构多样性的影响,本研究设置玉米大豆间作(MSI)、玉米单作(MM)和大豆单作(SM) 3种模式,采用Biolog-ECO微孔培养法,旨在揭示玉米大豆种植模式对土壤微生物碳源代谢活性、... 详细信息

为探明喀斯特区玉米大豆带状复合种植对土壤理化性质及微生物群落结构多样性的影响,本研究设置玉米大豆间作(MSI)、玉米单作(MM)和大豆单作(SM) 3种模式,采用Biolog-ECO微孔培养法,旨在揭示玉米大豆种植模式对土壤微生物碳源代谢活性、多样性以及土壤性质的影响及其机制。结果表明,与MM及SM相比, MSI土壤微生物群落丰富度指数(McIntoshindex)分别显著提高了11.90%和58.40%,平均颜色变化率(averagewellcolordevelopment, AWCD)分别显著增加了24.50%和80.10%,羧酸类、氨基酸类和酚酸类碳源的平均相对吸光度分别显著提高了34.50%、63.70%和61.80%;碳源代谢指纹图谱表明,MSI模式中土壤微生物通过提高衣康酸的代谢活性进而增加了对羧酸类碳源的利用,通过提高L-苯丙氨酸、L-苏氨酸和甘氨酰-L-谷氨酸的代谢活性从而增加了氨基酸类碳源利用,通过提高吐温40、吐温80和肝糖的代谢活性从而增加了对多聚类碳源的利用;同时, MSI处理土壤SOC分别较MM和SM显著提高8.50%和72.84%, NH_4~+-N和TN含量分别较SM处理显著增加46.70%和33.30%;主成分分析表明,提取的2个主成分解释了碳源利用总变异的79.69%,种植模式对碳源代谢的综合利用能力表现为MSI>MM>SM,其中MSI土壤微生物群落对羧酸类、氨基酸类和多聚类代谢利用能力最强;冗余分析则表明,显著影响碳源代谢利用的2个环境因子分别是TN (53.50%)和SOC (30.90%),其中TN促进了羧酸类和氨基酸类碳源的代谢利用, SOC加强了胺类和酚酸类碳源的利用。综上可见,玉米大豆间作模式土壤微生物碳代谢的偏好性主要由微生物群落结构多样性引起,同时又受土壤全氮和有机质含量的调控,表明微生物群落结构与土壤理化因子间的互作可能是大豆玉米复合种植增产增效的一个关键因素。

关键词：玉米大豆土壤微生物碳源代谢活性土壤理化性质 Biolog-ECO

联合FOD-sCARS的土壤有机质高光谱机器学习估测模型

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 204-212页

作者：吴梦红窦森林楠姜然哲陈思李佳璇付佳伟梅显军吉林农业大学资源与环境学院吉林长春130118 吉林建筑大学测绘与勘查工程学院吉林长春130118 吉林大学生物与农业工程学院吉林长春130115

土壤有机质(SOM)含量是表征土壤质量的关键指标,在全球碳循环系统中发挥重大作用。快速准确的SOM估算和空间制图对土壤碳库估算、作物生长监测和耕地规划管理具有重要意义。利用传统方法监测区域性SOM含量耗时费力,基于高光谱遥感影像建... 详细信息

土壤有机质(SOM)含量是表征土壤质量的关键指标,在全球碳循环系统中发挥重大作用。快速准确的SOM估算和空间制图对土壤碳库估算、作物生长监测和耕地规划管理具有重要意义。利用传统方法监测区域性SOM含量耗时费力,基于高光谱遥感影像建立SOM估测模型是现在较为合理有效的方法。为探索解决目前高光谱遥感影像建立SOM含量估测模型存在光谱数据冗余、光谱数据特征提取精度低、小样本模型泛化能力不强的问题,选择位于青海省湟中县的研究区,共采集67个土壤样本。获取资源1号02D(ZY1-02D)高光谱遥感影像并进行预处理得到样点像元光谱数据,采用分数阶微分变换(FOD)方法挖掘与SOM含量具有响应关系的敏感波段,以0.2为一个步长,利用相关性阈值法对比分析不同阶次微分处理数据挖掘能力;运用稳定性竞争性自适应重加权采样算法(sCARS)去除高光谱冗余数据获取建模特征波段,选择随机森林(RF)、极端梯度提升树、极限学习机和岭回归机器学习作为建模算法,以全波段和特征波段光谱数据分别作为模型输入变量构建SOM估测模型进行高光谱反演研究工作;最后根据最优特征变量和建模算法,基于ZY1-02D遥感影像进行了SOM空间分布制图。结果表明:采用FOD变换相比整数阶可以大大提高波段与SOM含量间的相关性,挖掘出更多细微的与SOM含量产生响应关系的光谱波段,其中0.8阶微分变换效果最优,较原始波段相比相关系数最大值提高了0.546;相较于全波段光谱数据,采用sCARS特征提取方法获取特征波段构建模型的估测精度得到较大提升,说明sCARS可以有效提升建模数据的质量,提升模型预测精度。建模算法中RF表现最优,R_(p)^(2)(模型决定系数)达到0.766,RPD达到1.86,较全波段建模结果R_(p)^(2)提升约7.58%;基于FOD-sCARS和RF实现了区域SOM含量估测制图。研究进一步验证利用星载高光谱遥感影像是实现区域SOM估测制图的可靠途径,研究结果可为估测区域SOM含量提供新思路,为利用星载高光谱遥感影像绘制SOM含量空间分布图提供了数据支持。

关键词：高光谱遥感影像分数阶微分变换稳定性竞争性自适应重加权采样算法土壤有机质随机森林

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CSF絮凝微藻技术研究

中国食品学报 2016年第9期16卷 151-156页

作者：陈晓燕林向阳王静沈英阮榕生刘明华福州大学生物科学与工程学院福州350108 福州大学机械工程及自动化学院福州350108 明尼苏达大学生态系统与农业工程系美国明尼苏达圣保罗55108 福州大学环境与资源学院福州350108

从藻液中高浓度高效率地收获微藻,是限制微藻产业工业化规模发展的瓶颈。为此研究一种高效、环保、经济型的微藻收获新技术对微藻收获具有重要意义。阳离子淀粉絮凝剂(CSF)是收获微藻的新技术。在CSF(DS=0.32)絮凝微藻试验中,以絮凝效... 详细信息

从藻液中高浓度高效率地收获微藻,是限制微藻产业工业化规模发展的瓶颈。为此研究一种高效、环保、经济型的微藻收获新技术对微藻收获具有重要意义。阳离子淀粉絮凝剂(CSF)是收获微藻的新技术。在CSF(DS=0.32)絮凝微藻试验中,以絮凝效率为指标,研究搅拌时间、搅拌速度、沉降时间、微藻溶液的p H值对絮凝效率的影响,确定CSF絮凝微藻的最佳絮凝条件,并对CSF的安全性和经济性进行评估。结果表明:当搅拌时间10 min,搅拌速度200 r/min及沉降时间20 min时,絮凝效果最佳。CSF絮凝效率不受微藻絮凝体系中p H值的影响。CSF絮凝微藻不影响微藻的生理活性,是安全无害的絮凝剂。制备的取代度为0.32的CSF絮凝1 kg微藻,所需絮凝剂粗成本为0.2元,可满足微藻生物柴油的经济可行性。

关键词：微藻收获阳离子淀粉絮凝效率斜生栅藻

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基于微流控芯片的鼠伤寒沙门氏菌免疫磁分离

食品科学 2025年第1期46卷 200-209页

作者：金彦王敬依程佳宁于乐民张壁臣张一博许童羽沈阳农业大学信息与电气工程学院辽宁沈阳110866 沈阳农业大学生物科学技术学院辽宁沈阳110866

开发一种用于鼠伤寒沙门氏菌快速分离与富集的免疫磁分离微流控系统,该系统由微流控芯片、微控制器、电磁分离与混合模块组成,具备电磁驱动混合和磁分离功能,能够实现免疫磁珠与鼠伤寒沙门氏菌的快速孵育、分离与富集。在最优条件下,可... 详细信息

开发一种用于鼠伤寒沙门氏菌快速分离与富集的免疫磁分离微流控系统,该系统由微流控芯片、微控制器、电磁分离与混合模块组成,具备电磁驱动混合和磁分离功能,能够实现免疫磁珠与鼠伤寒沙门氏菌的快速孵育、分离与富集。在最优条件下,可以在13 min内实现对牛奶样品中浓度范围为2×10^(1)~2×10^(6) CFU/m L鼠伤寒沙门氏菌的快速捕获与分离,捕获率在33.3%~67.5%之间,最低检测限为20 CFU/m L。因此,这种高度集成的免疫磁分离微流控系统能够从复杂食品基质中迅速、准确地富集目标细菌,为食源性致病菌的快速检测提供了有效的解决方案,对于应对食源性疾病引发的公共卫生问题具有重要意义。

关键词：鼠伤寒沙门氏菌免疫磁珠免疫磁分离主动电磁混合微流控芯片

低温等离子体用于液体食品的低温杀菌(英文)

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农业工程学报 2002年第5期18卷 155-159页

作者：马虹兵阮榕生林向阳邓少波叶晓非刘玉环陈灵美国明尼苏达大学生物系统与农业工程系和食品营养系南昌大学食品工程中心南昌330047

介绍了一项新的非热 (或低温 )巴氏杀菌技术——低温等离子体 (NTP)的初步研究结果。 NTP一般由高压电场下的气体介质放电所诱发。该文作者的一项美国专利技术成功的在液体介质中诱发 NTP。该研究表明这项新的 NTP技术可以在常温下和极... 详细信息

介绍了一项新的非热 (或低温 )巴氏杀菌技术——低温等离子体 (NTP)的初步研究结果。 NTP一般由高压电场下的气体介质放电所诱发。该文作者的一项美国专利技术成功的在液体介质中诱发 NTP。该研究表明这项新的 NTP技术可以在常温下和极短的时间内杀死液体食品中的病源菌包括大肠杆菌 O15 7:H7和沙门氏菌。实验中 ,NTP可使接种在橙汁和牛奶细菌总数降低 5个对数值 ,而对橙汁中的维生素 C和牛奶的氧化值影响甚微。能量消耗估算为 1～ 2 J/m L。

关键词：低温等离子体液体食品低温杀菌巴氏杀菌果汁牛奶大肠杆菌沙门氏菌

生物质微波热解制备液体燃料和化学品的研究进展

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化工进展 2021年第6期40卷 3151-3162页

作者：曾媛王允圃张淑梅夏美玲吴秋浩刘玉环 RUAN Roger 南昌大学生物质转化教育部工程研究中心江西南昌330047 南昌大学食品科学与技术国家重点实验室江西南昌330047 美国明尼苏达大学生物产品与生物系统工程系美国明尼苏达

微波热解是一种高效的生物质转化利用技术,具有独特的热效应和非热效应,可将生物质转化为液体燃料和化学品,能有效缓解能源压力,减少环境污染。本文着重探讨了生物质原料特性、微波吸收剂、催化剂对生物质微波热解制备高品质液体燃料和... 详细信息

微波热解是一种高效的生物质转化利用技术,具有独特的热效应和非热效应,可将生物质转化为液体燃料和化学品,能有效缓解能源压力,减少环境污染。本文着重探讨了生物质原料特性、微波吸收剂、催化剂对生物质微波热解制备高品质液体燃料和化学品的影响。原料特性的影响主要从生物质的水分含量、灰分含量和有效氢碳比三方面展开论述,催化剂包括金属盐、金属氧化物、ZSM-5、微波驱动型催化剂以及其他一些催化剂,如HY、MCM-41和碳基催化剂等。简述了生物质的微波热解特性、液体燃料的组成以及转化机理,并对现存的热解机理复杂、产物复杂不稳定、目标产物选择性差、催化剂易结焦失活、重复性差等问题进行了分析,展望了未来的发展方向,以期为生物质的高效转化利用提供依据。

关键词：生物质微波热解原料特性微波吸收剂催化剂

畜禽场空气悬浮颗粒物污染与其监控技术研究进展

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农业机械学报 2017年第6期48卷 232-241页

作者：汪开英戴圣炎王玲娟浙江大学生物系统工程系杭州310058 北卡罗莱纳州立大学生物与农业工程系罗利nc276957625

随着畜禽养殖的快速发展,近年来畜禽场空气中的悬浮颗粒物(PM)对于动物的健康、福利以及生长的危害越来越受到重视。畜禽场PM的来源、理化和生物特征、扩散模型以及相关监控技术已成为国内外研究的热点。本文阐述了畜禽场PM的来源、特... 详细信息

随着畜禽养殖的快速发展,近年来畜禽场空气中的悬浮颗粒物(PM)对于动物的健康、福利以及生长的危害越来越受到重视。畜禽场PM的来源、理化和生物特征、扩散模型以及相关监控技术已成为国内外研究的热点。本文阐述了畜禽场PM的来源、特征、危害和国内外针对PM的相关标准;根据畜禽场PM复杂的理化和生物特征,阐述了相应的检测技术;从源头、过程和末端3个环节分析了畜禽场PM的控制技术。

关键词：畜禽场悬浮颗粒物空气污染监控技术

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微藻生物固碳技术进展和发展趋势

中国科学：化学 2014年第1期44卷 63-78页

作者：周文广阮榕生美国明尼苏达大学生物加工和生物系统工程系生物质精炼中心美国圣保罗55108

大气中CO2含量升高是导致温室效应的主要原因,因此,减少CO2的排放和积累是解决全球气候变暖的重点.传统的CO2减排方法包括捕集（capture）和储存（storage）,涉及化学吸附、物理吸收、膜分离和低温蒸馏等一系列物理化学方法,但其均存在... 详细信息

大气中CO2含量升高是导致温室效应的主要原因,因此,减少CO2的排放和积累是解决全球气候变暖的重点.传统的CO2减排方法包括捕集（capture）和储存（storage）,涉及化学吸附、物理吸收、膜分离和低温蒸馏等一系列物理化学方法,但其均存在成本高和不可再生等缺点.通过种植或养殖生物质可以捕集CO2.微藻生长周期短、光合效率高,其CO2固定效率为一般陆生植物的10~50倍;同时微藻生长速度快,能利用不可耕地,具有广阔的发展前景.本文概述了适用的藻种及所能达到的CO2固定效果,分析了光生物反应器类型、光照强度、光周期、温度、pH、CO2浓度、CO2吸收效率、气体传质效率和营养需求（包括来自市政和工业农废水中的N、P等营养）等多种因素对微藻固碳效果的影响.最后,对微藻固碳的实际应用和经济可行性进行了评估,展望了微藻固碳技术的发展和应用前景.

关键词：微藻二氧化碳全球气候变暖生物固定光生物反应器