环境污染与食品安全综合性实验探索与实践——以“重金属在土壤基质-食用菌体-人体中的迁移及利用”为例

以“重金属在土壤基质—食用菌体—人体中的迁移及利用”科研素材为例,采集云南省不同地区食用菌及其根际土壤为代表性样本,基于环境污染与食品安全相关理论知识,探究菌体、根际土壤及人体系统中镉的迁移规律,建立具有设计性和研究性的综合实验。采用“预习准备—实验过程—分析总结—拓展思考”的教学方式,开展“基础—进阶—高阶”渐进式教学过程,层层递进难度系数,形成一种具有专业特色的综合实验教学模式,增强学生对环境和食品学科交叉融合知识的理解,提高学生的实践操作能力和创新能力,培养具有社会责任感的高素质人才。

铜仁地区菱锰矿矿物学特征及其元素赋存状态研究

贵州铜仁位于中国的“锰三角”地区,锰矿蕴藏量丰富,主要以菱锰矿的形式存在。采用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、同步热分析仪(TG-DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等表征分析方法,对菱锰矿中C、O、Mn、Ca等元素的赋存状态、矿物学特征及热解性质进行了研究。结果表明:该矿物锰质量分数为14.656%、锰铁质量比为4.22,属低品位中铁酸性菱锰矿;矿石中的化学成分及物相组成较为复杂,其中锰元素主要存在形式为碳酸锰,少量为二氧化锰;钙和镁元素主要以白云石形式存在,少量以硅酸盐形式存在;500~600℃时菱锰矿分解生MnO和CO_(2),高于600℃时菱锰矿中的白云石分解成生成CaCO_(3)、MgO和CO_(2),同时MgO与少量MnO会反应生成镁锰氧化物,温度达到800℃时,CaCO_(3)分解生成CaO和CO_(2)。研究结果可为铜仁地区菱锰矿的开发利用提供借鉴。

霉菌发酵剂的制备及其对干腌肉块品质的影响

以干腌肉块作为宣威火腿的模拟体系,探讨6组霉菌发酵辅助剂对其物理化学特性和风味品质的影响。在6组发酵辅助剂中,鲁本斯青霉W10-1+褐藻青霉V8展现出了最高的中性、酸性蛋白酶和脂肪酶酶活性。将发酵辅助剂接种至干腌肉块中,发现相较于自然发酵组,接种霉菌均能提高干腌肉块的水分活度、pH、蛋白降解指数,且能使其维持在干腌肉制品的最佳范围内;此外,能增加挥发性风味化合物的种类并降低醛类物质的含量,改善亮度和红度,降低剪切力和硫代巴比妥酸值。其中,W10-1+V8组表现最为优异。电子鼻分析表明,W10-1+V8组与自然发酵组的风味特性最为接近,还能缓解脂质过度氧化。电子舌分析表明,W10-1+V8组在鲜味、丰富度上显著高于自然发酵组,酸味显著低于自然发酵组。因此,鲁本斯青霉W10-1+褐藻青霉V8最适宜作为干腌肉制品的发酵剂,为提升宣威火腿的品质提供技术支撑。

煅烧温度对ZnGaZrO_(x)/SAPO-34催化性能的影响

在CO_(2)加氢制低碳烯烃(C_(2)^(=)-C_(4)^(=))中,双功能催化剂的煅烧温度对其催化性能具有显著影响。基于此,采用共沉淀法制备了ZnGaZrO_(x)氧化物,水热法制备了SAPO-34分子筛,然后对两者进行研磨制得ZnGaZrO_(x)/SAPO-34双功能催化剂,并考察煅烧温度对ZnGaZrO_(x)和SAPO-34物化性质及催化性能的影响。通过XRD、XPS、H_(2)/CO_(2)/NH_(3)-TPD、SEM、N_(2)吸附-脱附和原位DRIFTS表征发现,在制备ZnGaZrO_(x)过程中,当煅烧温度为650℃时,ZnGaZrO_(x)具有最强的H_(2)和CO_(2)吸附活化能力,能有效提高HCOO*和CH_(3)O*的生成速率和浓度,促进甲醇产物生成;在制备SAPO-34过程中,当煅烧温度为450℃时,分子筛比表面积最大、晶粒尺寸最小、强酸位点的酸性最弱,能有效避免低碳烯烃发生二次加氢,从而获得较高的低碳烯烃选择性。最佳条件下合成的ZnGaZrO_(x)/SAPO-34双功能催化剂在反应温度为390℃、压力为3 MPa、空速为3600 mL/(g∙h)条件下,CO_(2)转化率为28.3%,CO选择性仅为44.6%,C_(2)^(=)-C_(4)^(=)选择性为84.4%,C_(2)^(=)-C_(4)^(=)产率高达13.2%,且在反应100 h内催化性能无明显衰减。该工作为双功能催化剂的改性提供了新的研究思路。

食品工程研究生导师团队培养模式研究

国内外发展趋势表明,构建研究生导师团队培养模式将成为高校研究生培养的主流。本文以昆明理工大学食品科学与工程学院食品功能因子研究与利用团队为例,阐述了传统单一导师培养模式存在的弊端,提出了研究生导师团队建设以及研究生培养的具体实践方案,以期为食品工程硕士研究生的培养提供借鉴。

腌制剂及冲洗工艺对宣威火腿滋味的影响

以宣威火腿为研究对象,探讨3种腌制剂及2种冲洗工艺对其滋味特征的影响。通过钠离子含量、水分含量、水分活度、氨基酸、核苷酸、肽分子质量分布和电子舌分析不同宣威火腿滋味化合物和滋味属性的差异。结果表明,海藻碘盐腌制且高压水枪冲洗的火腿钠离子含量最高,为6.61 g/100 g;氯化钠腌制且清水浸泡冲洗的火腿中氨基酸含量最高,为961.96 mg/100 g;海藻碘盐腌制且高压水枪冲洗的火腿中核苷酸含量最高,为493.38 mg/100 g;分子质量分布分析表明,清水浸泡冲洗的火腿中小分子肽(<1000 Da)含量最多;电子舌分析发现高压水枪冲洗的火腿鲜味和咸味显著高于清水浸泡处理的火腿;主成分分析发现,高压水枪冲洗的条件下海藻碘盐和氯化钠腌制的宣威火腿在鲜味、咸味和丰富度上更加接近,该研究在阐明不同腌制剂及冲洗工艺对宣威火腿滋味影响的前提下,为提升宣威火腿的品质及其工业化提供了理论依据及技术支撑。

西式干腌火腿中蛋白降解与粗肽抑菌能力相关性分析初步研究

该研究以不同成熟时期的西式干腌火腿作为研究对象,分别对水分含量、水分活度、蛋白降解指数进行分析,优化得到干腌火腿提取粗肽工艺中乙醇沉淀的条件:乙醇使用量2倍,沉淀时间10 h。通过对比不同时期和不同提取手段下火腿粗肽的抑菌能力,发现采用磷酸法提取24月成熟期火腿的粗肽抑菌能力最强。进一步结合多元回归分析和偏最小二乘判别分析对粗肽的氨基酸组分、蛋白降解指数和抑菌能力进行分析,发现组氨酸、脯氨酸和蛋白降解程度对抑菌呈显著正相关,这可能跟抗菌肽中N端大多数为碱性氨基酸,其中含有大量疏水性氨基酸有关。该结果为深入分析西式干腌火腿中抗菌肽性能与蛋白降解之间的关系提供了理论基础。

ZnO-CeO_(2)制备及催化性能研究

利用可再生能源产生的绿氢将CO_(2)催化转化为甲醇,是实现碳中和的一条很有前途的路径。CO_(2)加氢制甲醇技术所用到的催化剂是一种ZnO-CeO_(2)双金属氧化物,考察了浸渍法、共沉淀法、沉淀包覆法和物理混合法等制备方法,并采用X射线晶体衍射(XRD)、N_(2)吸附-脱附、二氧化碳程序升温脱附(CO_(2)-TPD)、氢气程序升温脱附(H_(2)-TPD)、扫描电子显微镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,对ZnO-CeO_(2)双金属氧化物催化剂的物化性质和催化CO_(2)加氢制备甲醇的性能影响进行了分析。结果表明,制备方法对催化剂物化性质和催化性能具有较大的影响。采用共沉淀法制得的ZnO-CeO_(2)催化剂表现出优异的催化性能,在温度为300℃、压力为4 MPa、质量空速为19 600 mL/(g·h)的反应条件下,CO_(2)转化率为4.61%,甲醇选择性达到80.64%,甲醇时空产率达到244.96 mg/(h·g);同时发现拥有丰富的氧空位缺陷浓度、较强H_(2)活化能力、较大比表面积及孔容是该催化剂催化性能提升的关键。

助剂对ZnO/ZrO_(2)物化性质及催化性能的影响

CO_(2)加氢制甲醇是实现碳中和目标的有效途径。尽管已报道的ZnO/ZrO_(2)催化剂具有高活性和稳定性,但其催化性能仍有望进一步提高。采用浸渍法制备得到一系列不同元素掺杂的Ma-ZnO_(x)/ZrO_(2)催化剂,并通过评价发现只有Ga促进了ZnO/ZrO_(2)催化剂催化CO_(2)加氢制甲醇。其中,5%Ga-ZnO_(x)/ZrO_(2)催化剂表现出优异的催化性能,在反应条件:P=3 MPa、T=320℃、V(H_(2))∶V(CO_(2))=4∶1、气体质量空速(WHSV)=24 000 mL/(g·h)时CO_(2)转化率为7.2%,甲醇选择性为81.0%,甲醇时空产率可达410 mg/(g·h),是ZnO/ZrO_(2)的1.26倍,且在反应100 h内催化性能无明显衰减。X射线光电子能谱(XPS)和电子顺磁共振(EPR)表征发现,适量Ga助剂的掺入可以促进催化剂中氧空位的形成。H_(2)程序升温还原(H_(2)-TPR)、CO_(2)/H_(2)程序升温脱附(CO_(2)/H_(2)-TPD)结果表明,Ga助剂的掺入增强了ZnO/ZrO_(2)催化剂活性位点的活性,Ga-ZnO_(x)/ZrO_(2)催化剂表现出更强的CO_(2)和H_(2)吸附活化能力。原位漫反射傅里叶变换红外(in situ DRIFTS)结果表明,各催化剂合成甲醇均遵循甲酸盐-甲氧基路径,Ga助剂的掺入促进了甲醇中间体的形成,并且更有利于HCOO*物种向CH3O*物种的转化,从而提高甲醇产率。

纳米二氧化硅改性硫酸铝无碱液体速凝剂的制备及其性能研究

采用硫酸铝、氟硅酸、氢氧化铝等原料制备无碱液体速凝剂母液,使用纳米SiO_(2)对其进行改性处理,用基准水泥检测了改性无碱速凝剂的性能指标,并采用XRD、SEM、TG-DTG等手段对掺有速凝剂水泥样品进行检测,结果表明:随着纳米SiO_(2)掺量的增加,掺有速凝剂的水泥抗压强度逐渐增加,凝结时间先降低后增加,当速凝剂中掺入3%纳米SiO_(2)时,凝结时间最短。添加含有3%纳米SiO_(2)的速凝剂,水泥初凝时间为195 s,终凝时间为345 s。1 d抗压强度可以达到10.2 MPa,28 d抗压强度为50.5 MPa。在速凝剂中引入纳米SiO_(2)可以促进水泥的水化,但当速凝剂中纳米SiO_(2)掺量较高时,会使钙矾石变为细针状导致速凝效果变差。

磷石膏中杂质的形态及水溶性磷对水泥物理性能的影响

在对磷石膏中杂质的类型、存在形式及磷石膏的溶解性质检测分析的基础上 ,研究了磷石膏中水溶性磷含量以及磷石膏直接替代天然石膏用作水泥缓凝剂对水泥质量的影响。结果表明 ,磷石膏中的主要杂质为 :以H3PO4、H2 PO-4 或HPO2 -4 形式存在的可溶性P2 O5、与金属共生磷酸盐复合物和共晶形式存在的不溶性P2 O5及石英。磷石膏中的水溶性磷含量 <1%时 ,对水泥物理性能的影响不大 ,磷石膏中的水溶性磷含量 >1%时 ,水泥的凝结时间明显延长 。

碳载体空位工程助力原位合成的Pt纳米枝晶促进电催化氧气还原

质子交换膜燃料电池(PEMFCs)因其高能量密度、低操作温度和环保等特性,被视为极具潜力的能量转换系统.目前,碳载铂颗粒(Pt/C)是PEMFCs阴极氧还原反应(ORR)中使用最广泛的催化剂.然而,Pt与碳载体间的电子结构差异导致Pt纳米颗粒(Pt NPs)易从碳载体上脱落,严重降低了ORR的催化活性.此外,Pt的高成本和稀缺性也限制了其广泛应用.相比之下,Pt纳米枝晶(NDs)因具有高利用率的表面活性位点而备受关注.然而,Pt NDs的合成通常需要严格控制反应条件,且其与碳基底间的弱相互作用易导致活性位点损失和性能下降.因此,开发具有强金属载体相互作用的Pt复合碳催化剂对PEMFCs的实际应用至关重要.本文通过原位Cl-介导的生长策略,结合碳本征空位工程,成功制备了分散在富含碳本征空位的中空氮掺杂碳基底上的Pt NDs催化剂(Pt@HNC-V-800).拉曼光谱和电子顺磁共振光谱结果表明,碳本征空位的形成机制源于碳基底结构中氮原子的耗散,该过程引起碳原子的重新排列,进而产生了丰富的本征缺陷位点.X射线吸收光谱和X射线光电子能谱结果表明,与无碳空位的Pt@HNC催化剂相比,富含本征碳空位的样品(Pt@HNC-V-800)表现出较低的Pt-Pt键配位数(8.64)和更强的给电子效应.得益于Pt NDs丰富的活性位点及其与本征碳空位基底之间的强电子效应,Pt@HNC-V-800的ORR半波电位高达0.947 V,质量活性和比表面活性分别为1.55 A mg^(-1) Pt和1.85 mA cm^(-2),是商用Pt/C的8.2和6.8倍(0.191 A mg^(-1)Pt和0.27 mA cm^(-2)).加速耐久性测试结果表明,经20000次电势循环后,Pt@HNC-V-800的活性无明显变化,其活性损失远低于无碳本征空位的Pt@HNC材料和商业Pt/C催化剂.因此,与无碳本征空位的Pt@HNC材料相比,Pt@HNC-V-800的ORR活性和稳定性都有较大提升,进一步证实了碳本征空位工程协同Pt NDs策略的优越性.此外,密度泛函理论计算结果表明,Pt@HNC-V的丰富空位降低了氧中间体过电势,优化了ORR中间体在Pt NDs上的吸附能,进而提高了催化剂的ORR本征活性.同时,富碳本征空位的存在增强了Pt NDs在碳载体上的结合能,使Pt NDs不易在电势循环过程中脱离碳载体,从而增强了稳定性.综上所述,本文通过Pt NDs与碳本征空位工程协同效应策略,精准调控碳负载Pt基催化剂的结构,大幅提升其在酸性条件下的ORR性能,为进一步设计高性能的ORR电催化剂提供了新思路.

滇青冈幼苗的光合和生长对不同生长光强的适应

研究了3种光强（全日照的80％、20％和2％）下生长的滇青冈幼苗的光合一光强响应和生长状况。结果表明：3种光强生境滇青冈幼苗光饱和点和最大净光合速率没有显著差异，20％和2％生长光强下光补偿点显著低于80％生长光强。3种光强生境幼苗的光合饱和点在400-450μmol·m^-2·s^-1左右，光补偿点也很低（6～10μmol·m^-2·s^-1），表现出阴生植物的特征。但滇青冈幼苗较强的耐荫能力，是以牺牲生长为代价的。在2％的弱光生境中滇青冈幼苗比叶重显著降低，单位面积和单位干重叶绿素含量均显著增多，具有利用较强辐射的潜力，一旦林窗出现就可以利用增加的辐射提高光合速率，及时进入快速高生长。

利用电石渣制备硬硅钙石

利用动态水热合成工艺,首次采用电石渣作钙质原料合成了硬硅钙石。探讨了原料、电石渣处理方法和水热合成工艺参数等因素对合成硬硅钙石晶体结构和微观形貌的影响,并采用XRD和SEM对其结构和形貌进行了分析及表征。结果表明,煅烧后的电石渣可以制备出纯度较高且结晶良好的硬硅钙石;电石渣处理方法对合成硬硅钙石晶体及其二次粒子形貌有很大的影响;煅烧后的电石渣与分析纯CaO作钙质原料制备硬硅钙石的水热合成工艺参数基本一致。

双源CT双能量融合图像显示肝癌病灶

目的评估双源CT双能量线性混合(LB)和非线性混合(NLB)图像显示肝癌病灶的能力。方法对30例肝癌患者行肝脏双能量CT扫描,并将140kV和80kV两种能量图像进行融合,生成0.3LB、0.5LB、0.7LB、NLB1(λ=80HU,ω=400HU)、NLB2(λ=150HU,ω=200HU)和NLB3(λ=80HU,ω=200HU)图像,比较肝动脉期6种混合能量图像和80kV图像的背景噪声、肝内病灶的对比度及对比噪声比(CNR)。结果背景噪声、病灶对比度和CNR在7种图像间的差异均有统计学意义(P均<0.05),与0.3LB图像比较,0.5LB、0.7LB、80kV、NLB1、NLB2和NLB3图像的病灶对比度及CNR均明显增加(P均<0.05),其中NLB1图像显示病灶的CNR最大。结论 0.5LB、0.7LB及NLB技术能明显提高CT对肝癌病灶的显示效果,特别是λ为80HU、ω为400HU时,NLB技术的优势更为明显。

不同土壤条件下滇青冈和元江栲幼苗生长特征的比较

通过盆栽对比试验,对酸性土和石灰土上生长的滇青冈和元江栲幼苗的生长特征进行研究。结果表明:红色石灰土上滇青冈和元江栲幼苗生长均受到抑制,两种植物幼苗在黑色石灰土上均生长良好;黑色石灰土上滇青冈幼苗根生物量比显著提高,而叶生物量比降低,根冠比显著高于酸性土和红色石灰土上植株的根冠比;红色石灰土上元江栲幼苗叶片的叶绿素和类胡萝卜素含量显著低于酸性土和黑色石灰土上的植株的相应值;在3种土壤条件下元江栲幼苗各部分的生物量分配没有显著差异。

虚拟仿真教学技术在食品专业类实验教学的发展建设

食品专业类学科教育旨在全面培养新型创新实践能力、提高学生的综合素质与行业竞争力,侧重培养学生的学习认知与习惯,坚持以立德树人为基本,建设高质量教学体系,办好人民满意的教育。随着社会经济的不断发展,科学技术的飞速迭代,针对传统的食品专业类的实验教学环节,由于基础实验设备成本较高,体积较大,很多高校不具备完善配套的实验设施,导致学生缺乏足够的实践经验。

磷石膏的改性及其在水泥生产中的应用

研究了磷石膏的改性方法及改性磷石膏在水泥生产中的应用。结果表明 ,通过改性 ,可将磷石膏中对水泥有害的杂质转化为难溶盐 ,并能改善磷石膏中硫酸钙的溶解性能。

最佳心电脉冲窗技术在双源CT冠状动脉成像中的应用

目的评价最佳心电脉冲窗技术对降低双源CT冠状动脉成像(CTCA)辐射剂量的价值。方法 201例患者接受双源CT冠状动脉检查,并分成A、B两组。A组使用最佳心电脉冲窗技术,慢心率(<70次/分)、中等心率(70～80次/分)和快心率(>80次/分)患者使用的最佳心电脉冲窗范围分别为61%～77%R-R间期、30%～78%R-R间期和32%～49%R-R间期。B组使用常规心电脉冲窗技术,范围均为25%～80%R-R间期。比较两组的辐射剂量和图像质量。结果 A组慢心率、中等心率和快心率患者接受的有效辐射剂量依次为(5.41±1.36)mSv、(7.82±1.80)mSv和(4.36±0.88)mSv,B组慢心率、中等心率和快心率患者接受的有效辐射剂量依次为(10.20±3.41)mSv、(8.82±2.21)mSv和(7.61±2.19)mSv,A组和B组各心率段有效辐射剂量比较差异均有统计学意义(P均<0.05),慢心率、中等心率和快心率患者使用最佳心电脉冲窗技术时分别减少约46.96%、11.34%和42.71%的辐射剂量,而两组图像质量比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论运用最佳心电脉冲窗技术能明显降低双源CTCA的辐射剂量,而图像质量不受影响。

双源CT在急性胸痛诊断和鉴别诊断中的临床价值

目的:探讨双源CT在急性胸痛诊断和鉴别诊断中的临床价值。方法:51例急性胸痛患者行双源CT心脏及胸部血管检查,对图像进行重组并进行诊断,其中36例患者双源CT结果并与血管造影结果进行对比较。结果:所有患者一次心脏和胸部血管双源CT检查即可快速获得清晰的冠状动脉、肺动脉、胸主动脉及胸部其他结构。双源CT诊断冠状动脉狭窄或闭塞26例,其中5例并发急性心肌梗死,1例合并有冠状动脉夹层;肺动脉栓塞7例,胸主动脉夹层、壁间血肿和动脉瘤分别为6例、2例和2例。冠状动脉及胸主动脉双源CT结果与血管造影结果具有良好的一致性。结论:双源CT可以同时清晰地显示心脏及胸部血管,是急性胸痛病因诊断和鉴别诊断的无创、快速、可靠的检查方法。