玉米赤霉烯酮生物降解及其脱毒机制研究进展

真菌毒素是一类严重危害谷物、食品、饲料安全的污染物,可造成大量资源浪费和严重经济损失。在霉变玉米、小麦等谷物中,玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)具有高检出率,其污染暴露可造成生殖毒性、肝毒性、肾毒性等危害。因其污染范围广泛、危害严重,成为食品安全的重大隐患。传统的物理化学方法在降解ZEN的同时也存在二次污染风险,因此,食品相关产业一直在寻求具有更高专一性、靶向性、安全性和适应性的生物降解技术。本文综述ZEN毒性及其危害、ZEN降解菌株与降解酶及现代生物技术在ZEN脱除中的应用,重点分析ZEN生物降解产物类型及其脱毒机制,并展望ZEN生物脱毒的潜在应用方向,为ZEN生物脱毒研究提供理论依据。

生物降解材料

本文介绍了生物降解材料的含义、作用机理、影响微生物降解的因素、以及生物降解材料的应用,并列举了几种主要的可生物降解的材料。

全生物降解地膜对湖南不同地区果蔬生长的影响

针对塑料地膜使用造成土壤环境污染的问题,研究以白色/黑色全生物降解地膜和普通塑料地膜为参试材料,在湖南省长沙市、沅江市、汉寿县等地区开展了西瓜、莴苣、秋葵等作物的覆膜试验,探究全生物降解地膜对不同作物的生长、品质、产量及土壤性质等指标的影响,观察全生物降解地膜的降解情况。结果发现,两种全生物降解地膜对湖南各地区果蔬生产均起到提质增效的作用。沅江地区黑色降解地膜覆盖栽培西瓜,西瓜单瓜重增加25.8%,叶片数增加45.5%,显著高于未覆膜处理;覆盖白色降解地膜的秋葵叶片长度比对照高42.1%,叶片宽度比对照高55.9%,叶片数增加43.2%,产量增加55.5%。普通塑料地膜在作物收获后未能降解,白色和黑色全生物降解地膜的降解率分别为80.3%~90.7%和63.0%~80.3%。综合不同地区的试验结果,认为两种降解地膜均可作为普通塑料地膜的潜在替代品,具有较大的推广前景。

生物降解聚乳酸复合材料的增韧增透性能研究

选用成本低的生物降解柔性材料聚丁二酸丁二酯(PBS)为增韧剂,具有溶剂化增塑的乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)为界面相溶剂,自由基引发聚合的过氧化二异丙苯(DCP)为增容剂,细化球晶提高聚乳酸(PLA)透明性的多酰胺类化合物(TMC)为成核剂,采用熔融共混法制备生物基聚乳酸复合材料,重点研究增韧剂、相溶剂和增容剂对聚乳酸复合材料力学性能、透明性能的影响,开发出高透明增韧PLA的制备技术。结果表明:在PLA基体中加入PBS、ATBC、TMC和DCP,提高了PLA的韧性、相容性和结晶能力。PLA/PBS/ATBC/TMC/DCP共混物中各组分的最佳质量比为80∶20∶10∶0.4∶0.3时,共混物的断裂伸长率为416.5%,相比纯PLA增加了71倍,冲击强度为4.22kJ/m^(2),相比纯PLA提高了165%,拉伸强度为44.3MPa,透光率为82%,显然,PLA的增韧增透性能最佳。其次,在PLA/PBS/ATBC/TMC共混物中添加DCP后,共混物的玻璃化温度(Tg)降低,当DCP添加质量为0.3%时,相比纯PLA降低了10.8℃,显然PLA/PBS共混物的相容性最佳,此时共混物的增韧增透效果显著,拓宽了其在透明产品领域的应用。

环氧树脂生物降解方法研究

环氧树脂因其优异的力学和化学性能在诸多领域得到了广泛的应用。环氧聚合物以强交联和醚基为主骨架,具有高强度和高耐久结构,不可生物降解,故对聚合物和复合材料的回收利用提出了挑战。传统的环氧树脂回收方法存在高能耗和使用有毒化学物质的缺点,为了满足复合材料工业资源需求、减少环氧树脂废弃物对环境的影响,急需开发可持续的回收方法。综述了环氧树脂的传统回收方法及生物降解方法的研究进展,讨论通过生物基方法回收环氧树脂存在的问题。需进一步加强对可生物降解环氧树脂和生物增强材料的研究,探索和优化生物基环氧树脂的回收方法,促进绿色生态工业和循环经济的发展。

可生物降解Zn-2Ag-0.04Mg合金生物相容性及体内骨再生能力的动物实验研究

目的:采用动物实验的方式,分析可生物降解Zn-2Ag-0.04Mg合金生物相容性及体内骨再生能力。方法:将30只实验兔随机均分为Zn支架组、Zn-2Ag支架组和Zn-2Ag-0.04Mg支架组(每组10只),建立兔股骨缺损模型后,分别使用不同材料的支架固定,术后6周及术后6个月,取出部分大白兔股骨,使用Micro-CT对股骨远端入口周围直径为3 mm的区域进行扫描和三维重建,分析支架体内成骨性能,使用X线观察局部骨缺损愈合情况,并观察股骨组织学情况。结果:入组实验兔实验中未出现异常行为及死亡现象,伤口均愈合良好,无感染及渗出情况出现;二维和三维显微CT结果显示,Zn-2Ag-0.04Mg支架组的新生骨明显多于Zn支架组,Zn-2Ag-0.04Mg合金支架组的骨体积更大(P<0.05);Zn-2Ag-0.04Mg支架组的成骨指数也高于Zn支架组(P<0.05);术后6个月时,Zn-2Ag-0.04Mg组的支架比Zn组或Zn-2Ag组小(P<0.05);肝脏、肾脏和心脏的HE染色未检测到任何异常,证实了Zn-2Ag-0.04Mg合金支架的生物安全性。结论:Zn-2Ag-0.04Mg支架具有良好的生物相容性和体内骨再生能力,具有较好的临床应用前景。

紫外光固化接枝明胶改性可生物降解水性聚氨酯的性能研究

以聚己内酯二醇(PCL)为软段成分,丙烯酸羟乙基酯(HEA)为封端剂,制备了具有丙烯酸酯端基的水性聚氨酯(WPU)预聚体。将乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)与明胶水解缩合反应后得到的乙烯基接枝改性明胶(GH)通过共价键合的连接方式引入到WPU分子骨架中。通过紫外光固化将GH中的乙烯基和WPU预聚体中的丙烯酸酯末端连接,制备了可生物降解的WPU/GH复合材料。对WPU/GH的热性能、热失重性能及生物降解性能、降解后结晶度的变化等进行了测试和分析。结果表明,共价键合能提高WPU的成膜性能、耐水性和热稳定性。当GH含量达到10 wt.%时,WPU/GH在0.6%脂肪酶PBS溶液中的降解率达到68%,在土壤中的降解率达到56%。

生物降解地膜在江淮地区再生稻上的应用效果

为解决水稻生产中杂草难除的问题,同时提高江淮地区再生稻的生产能力,保障生产安全,以4个厂家生产的生物降解地膜为材料,选取4个较适宜用于再生稻生产的水稻品种进行再生稻覆膜栽培试验,验证水田环境下可降解地膜的降解效果,分析覆膜对田间土壤的温度、墒情及对水稻植株生长和产量的影响。结果表明:湖北光合生物科技有限公司、甘肃梓雨生物科技有限公司和新疆蓝山屯河科技股份有限公司生产的全生物降解地膜可以满足水田环境下的生产需要,在覆膜59~65 d进入降解诱导期,在当季生产中基本达到无膜期,宿州中科德润环境治理有限公司生产的氧化-生物双降解地膜在水田降解较慢,直至收获后仍未明显降解。4种地膜覆膜区域基本无杂草,覆膜能有效调节地温,在5—6月环境温度较低时能提高土壤温度2℃以上,但在7月连续高温情况下,膜下温度较裸地对照低0.7~1.0℃,对土壤墒情保持效果较好,0~<10 cm土层土壤含水量平均增加8.6百分点,对水稻植株促发快长效果明显,头茬较不覆膜对照平均增产38.15%,二茬较不覆膜对照平均增产17.33%。

壳聚糖生物降解薄膜在食品保鲜包装中的应用进展

壳聚糖是天然高分子材料,其来源广,可再生,生物降解性和生物相容性良好,同时也具有优良的成膜性能、抗菌性能和抗氧化性能,在食品保鲜包装领域展现出巨大的应用前景。本文综述了壳聚糖生物降解薄膜的制备方法、改性方法和其在食品保鲜包装中的应用进展,并对壳聚糖生物降解薄膜的未来发展方向进行了展望。今后对壳聚糖食品包装材料的研究,应侧重于降低材料成本,提升材料的安全性;还应加强对新型壳聚糖复合材料的研究,以拓展其应用范围;此外,还应深入研究壳聚糖的保鲜机理和作用方式,从而提升其保鲜效果和适用性。

《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》简介

由张玉霞编著、机械工业出版社出版的《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》一书于2017年6月出版,本书介绍了可生物降解聚合物的种类及目前的生产与应用状况,重点介绍了目前研究得较多、有一定的生产量并得到了一定程度上应用的几种可生物降解塑料,包括可再生资源基、微生物参与制得的可生物降解塑料——乳酸和聚羟基烷酸酯,以及石油基可生物降解塑料——聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯等,涉及其化学结构、合成工艺、力学性能、熔融行为与结晶性能、成型工艺等;同时还介绍了其改性方法,包括共混改性及其与纳米材料的复配方法,重点介绍了各种可生物降解塑料与纳米层状硅酸盐(纳米黏土、蒙脱土等)复合材料的制备工艺、复合材料结构、物理与力学性能、熔融行为与结晶性能、流变性能、阻透性能、阻燃性能等,其中各类可生物降解塑料/层状硅酸盐纳米复合材料的制备工艺重点介绍了原位聚合插层法、熔融插层法和溶液插层法。

《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》简介

由张玉霞编著、机械工业出版社出版的《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》一书于2017年6月出版,本书介绍了可生物降解聚合物的种类及目前的生产与应用状况,重点介绍了目前研究得较多、有一定的生产量并得到了一定程度上应用的几种可生物降解塑料,包括可再生资源基、微生物参与制得的可生物降解塑料——乳酸和聚羟基烷酸酯,以及石油基可生物降解塑料——聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯等,涉及其化学结构、合成工艺、力学性能、熔融行为与结晶性能、成型工艺等;同时还介绍了其改性方法,包括共混改性及其与纳米材料的复配方法。

《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》简介

由张玉霞编著、机械工业出版社出版的《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》一书于2017年6月出版,本书中介绍了可生物降解聚合物的种类以及目前的生产与应用状况,重点介绍了目前研究得较多、有一定的生产量并得到了一定程度上应用的几种可生物降解塑料,其中包括可再生资源基、微生物参与制得的可生物降解塑料——乳酸和聚羟基烷酸酯,以及石油基可生物降解塑料——聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯等,涉及其化学结构、合成工艺、力学性能、熔融行为与结晶性能、成型工艺等.

《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》简介

由张玉霞编著、机械工业出版社出版的《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》一书于2017年6月出版,本书介绍了可生物降解聚合物的种类及目前的生产与应用状况,重点介绍了目前研究得较多、有一定的生产量并得到了一定程度上应用的几种可生物降解塑料,包括可再生资源基、微生物参与制得的可生物降解塑料——乳酸和聚羟基烷酸酯,以及石油基可生物降解塑料——聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯等,涉及其化学结构、合成工艺、力学性能、熔融行为与结晶性能、成型工艺等。

生物降解地膜对辣椒生长发育的影响

为明确不同材质生物可降解地膜对辣椒(Capsicum frutescens)生长发育的影响,选用聚乙烯地膜(PE)、天然产物类(PM1、PM2)、合成聚合物类降解膜[聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等](PM3、PM4、PM5)进行田间试验,观察不同地膜的增温作用、降解性能和不同地膜覆盖下辣椒的生长性状。结果表明,辣椒生育前期(覆膜后0~52 d)是地膜增温的主要时期,覆膜种植主要提高该时期0~5 cm和5~10 cm土层各时间段土壤温度。其中,PM5的增温效果与PE相近,5~10 cm和10~15 cm土层土壤平均温度比CK(露地种植)提高了2℃以上。地膜覆盖使辣椒株高在覆膜后24~47 d得到明显生长,平均增长了20.28 cm,在覆膜后39 d,PM5比CK提高了8.2 cm;不同覆膜处理的辣椒叶绿素SPAD在覆膜后23 d存在显著差异,PM5和PE显著高于CK,分别提高了5.67和3.70。地膜覆盖对辣椒产量的影响表现为PM3、PM4、PM5处理的辣椒总产量均显著高于CK,分别提高了4 123、4 445、5 552 kg/hm^(2),其增产效果接近或优于PE,其中PM5对辣椒产量提升的效果最明显。因此,辣椒露天栽培推荐使用厚度为0.01 mm,主要成分为PBAT、PHA的可降解地膜。

全生物降解地膜在大棚辣椒栽培中试验效果

为推动全生物降解地膜在金湖县大棚辣椒栽培中的应用,笔者比较了覆盖全生物降解地膜、常规普通PE地膜及无覆盖地膜3种不同辣椒栽培方式。结果表明:辣椒产量及产值均以生物降解膜处理最高,分别为3829kg/667㎡和15531元/667㎡,其次为普通PE膜,分别为3641kg/667㎡和14621.5元/667m2,均极显著高于未覆膜处理。全生物降解膜在覆膜后35天进入开裂期,38d即进入大裂期,125d的时候进入碎裂期,普通PE膜从铺膜直至采收尾期,虽亦有开裂,但捡拾均是大的碎片,残留量较大。金湖县农业技术推广中心以实施废旧农膜回收利用项目为契机,开展大棚辣椒全生物降解地膜覆盖试验示范,比较全生物降解地膜与普通地膜对辣椒生产的影响,研究两种材质地膜在生产过程中的降解程度,探求解决“白色污染”新路径,为大面积推广可降解地膜、增加大棚辣椒种植收益提供科学依据。

可生物降解的食品活性包装技术进展现状

本研究界定了可生物降解的食品活性包装涵义,在此基础上阐明了可生物降解的活性包装在食品行业应用的必要性。考察和分析了各种可生物降解食品活性包装材料技术发展状况。指出可生物降解活性包装技术不是单一技术构成,而是由生物活性薄膜制备技术和活性物质释放动力学机制构成的技术体系。

玉米赤霉烯酮毒素生物降解酶研究进展

玉米赤霉烯酮(ZEN)及其衍生物是由镰刀菌产生的具有类雌激素效应及细胞毒性的次级代谢产物,广泛存在于受镰刀菌侵染的谷物及其制品中。ZEN不仅影响粮食的品质和产量,也会对人畜生命健康造成威胁。ZEN脱毒方法主要包括物理法、化学法和生物法。生物法特别是生物酶法因反应条件温和、特异性好、脱毒效率高、环保、便捷等优势而具有较高的应用价值。本研究对近年来报道的ZEN降解酶的挖掘、鉴定及其实际应用等方面进行了综述,旨在为ZEN的生物酶法脱毒研究提供参考。

生物降解作用对原油稀土元素的响应——以渤海湾盆地渤中坳陷庙西凹陷为例

【目的】原油中的稀土元素(Rare Earth Element,REE)被广泛地应用于油—油(源)对比和沉积环境重建的工作,然而生物降解作用对原油REE浓度和分配模式仍不明确。因此,迫切需要进一步明确REE在油气成藏过程中的地球化学行为,探讨REE所蕴含的地球化学意义。【方法】选取渤海湾盆地渤中坳陷庙西凹陷地区成熟度类似、受运移作用影响小,仅在生物降解程度上具有差异性的原油,采用GC-MS和ICP-MS对该地区14个原油样品,进行了分子标志物和无机元素的测试。【结果】通过正构烷烃完整性及25-降藿烷含量对原油生物降解程度进行了判识,发现研究区原油样品从PM0~PM7(PM指数代表生物降解等级)均有分布,具有较好的生物降解梯度。在高硫油中检测到高含量伽马蜡烷和高C_(35)升藿烷,认为其主要来自还原性更强、盐度更高的沙四段烃源岩的贡献;低硫油表现为低伽马蜡烷、低C_(35)升藿烷、高C_(27)重排甾烷、高四甲基甾烷的特征,推测主要来自沙三段烃源岩的贡献。原油的ΣREE浓度、La_(N)/Yb_(N)与C_(35)H/C_(34)H、Ts/(Ts+Tm)、ββ/(ββ+αα)-C29RS不具备明显的相关性,表明成熟度对其影响有限。随着生物降解程度增加,ΣLREE/ΣHREE和La_(N)/Yb_(N)先降低后增加,在轻微生物降解阶段(PM<4),ΣLREE/ΣHREE和La_(N)/Yb_(N)显著下降,在严重—强烈生物降解阶段(PM>4),ΣLREE/ΣHREE和La_(N)/Yb_(N)表现为增加的趋势。Sm/Nd、δEu和Pr/Pr^(*)随生物降解程度的增加呈现为降低的趋势,δCe表现为微弱增加的趋势。【结论】对比发现陆相成因原油普遍比海相成因原油的REE浓度高,可以利用REE浓度和分布模式区分海相和陆相成因原油。母质沉积环境及成熟度对原油的REE浓度与配分模式影响有限,生物降解作用对REE浓度与配分模式具有较大影响。原油中的REE浓度随生物降解程度增加不断升高,REE模式和La_(N)/Yb_(N)、δEu和δCe等指标也随生物降解程度的增加而发生规律性变化。REE浓度能够作为标志物应用于轻微到极端程度和各种类型含油气系统的生物降解程度评价。

生物降解原油的地球化学特征及其意义

简要叙述了生物降解原油的地球化学特征及其意义,指出微生物降解原油有喜氧/厌氧降解2种机制,实验室条件下一般进行喜氧生物降解,由于厌氧降解的速率很慢,因而在实验室条件下不可能完全模拟地下厌氧生物降解;温度对生物降解有控制作用,40℃左右时实验室生物降解效果最佳;在实验室条件下,微生物降解对原油的饱和烃、芳烃、非烃、沥青质各个组分都产生影响,使饱和烃含量相对下降,芳烃、非烃、沥青质的含量相对上升,而沥青质不易被生物降解,其热解产物及钌离子催化氧化产物在生物降解原油对比、油源对比中具有重要的作用。

淀粉基生物降解塑料的研究进展

我国淀粉资源丰富、价格低廉,淀粉作为可完全生物降解的天然高分子材料日益受到人们的重视。本文综述了当今淀粉基生物降解塑料的分类、研究方法、发展状况,以及当今淀粉基生物降解塑料发展中存在的一些问题和应用前景。