Purification and characterization of a novel β-1,3-1,4-glucanase (lichenase) from thermophilic Rhizomucor miehei with high specific activity and its gene sequence

Production, purification, and characterization of a novel β-1,3-1,4-glucanase (lichenase) from thermophilic Rhizomucor miehei CAU432 were investigated. High-level extracellular β-1,3-1,4-glucanase production of 6230 U/mL was obtained when oat flour (3%, w/v) was used as a carbon source at 50 °C. The crude enzyme was purified to homogeneity with a specific activity of 28818 U/mg. The molecular weight of purified enzyme was estimated to be 35.4 kDa and 33.7 kDa by SDS-PAGE and gel filtration, respectively. The optimal pH and temperature of the enzyme were pH 5.5 and 60 °C, respectively. The K(m) values of purified β-1,3-1,4-glucanase for barley β-glucan and lichenan were 2.0 mM and 1.4 mM, respectively. Furthermore, the gene (RmLic16A) encoding the β-1,3-1,4-glucanase was cloned and its deduced amino acid sequence showed the highest identity (50%) to characterized β-1,3-1,4-glucanase from Paecilomyces thermophila. The high-level production and biochemical properties of the enzyme enable its potential industrial applications.     

Rapid isolation and identification of active antioxidant ingredients from Gongju using HPLC-DAD-ESI-MS(n) and postcolumn derivatization

Flos Chrysanthemi (Gongju, GJ) is used to prepare a herbal tea that is commonly consumed as a health beverage in Asia and is believed to contain abundant beneficial antioxidants. To rapidly identify the chemical constituents and to obtain the profile related to antioxidant activity, an online analytical method combining high-performance liquid chromatography-diode-array detector-electrospray ionization-ion-trap time-of-flight mass spectrometry (HPLC-DAD-ESI-IT-TOF-MS(n)) and postcolumn derivatization (PCD) has been applied for a precise and thorough identification of the chemical constituents. Meanwhile, the antioxidant profile has also been characterized by directly measuring the scavenging activity of each compound for the free radical produced by DPPH. As a result, 13 compounds have been identified in GJ, 7 of which account for its antioxidant activity. The established LC-MS(n)-PCD system has proved to offer a useful strategy for correlating the chemical profile with the bioactivities of the components without their isolation and purification, and may be used for multicomponent analysis of active substances in other foods and herbs.     

含Ni六方水钠锰矿的表征及其对Pb 2+ (Zn2+)环境行为的影响

六方水钠锰矿是土壤中普遍存在、活性最强的氧化锰矿物。它常常富集各种过渡金属如Ni等,对其地球化学行为具有重要影响。在六方水钠锰矿形成过程中加入Ni2+,Ni以+2价存在于矿物中。进入水钠锰矿结构中的Ni大部分以[NiO6]八面体形式存在于层内;部分Ni存在于八面体空位上下方。含Ni水钠锰矿沿c轴方向堆叠锰氧八面体层数逐渐减小,而a-b板面晶体大小没有明显变化,即层片状晶体逐渐变薄,比表面积显著增大。随着Ni含量的增加,水钠锰矿结构中锰氧八面体空位数减少,而层边面吸附位点数基本保持不变,其对重金属离子(Pb2+/Zn2+)吸附去除能力逐渐降低。本文为明确过渡金属离子(Ni)对土壤中氧化锰矿物的形貌、结构及其性质的影响提供了参考。     

双电磁机构锤击系统的高频调控及试验

针对现有随焊锤击装置电磁锤锤击频率低(1～3Hz),难以满足生产要求的现状,该文开发了双电磁机构锤击系统。以电磁理论为基础,设计了双电磁锤击装置;以AT89C52单片机为控制核心,设计了高频锤击控制电路、键盘输入及显示电路,并对程序进行调试、试验。试验表明:锤击装置可实现6～8Hz的高频锤击;与对照组相比,当锤击频率为3Hz时,魏氏组织晶粒视场面积为原来的23.9%,晶粒仍较大,组织性能改善不太明显;当频率为7Hz时,魏氏组织晶粒视场面积为原来的3.8%,组织明显得到细化,晶粒细小,组织的塑性韧性提高,改善了焊缝的力学性能。     

玉米免耕播种机滚筒式防堵机构的设计与试验

针对中国一年两熟地区麦茬地免耕播种玉米时小麦秸秆和杂草等易对播种机开沟器形成堵塞的问题,该文设计了一种驱动滚筒式主动防堵机构。依据流体力学边界层理论并结合对比试验分析得出滚筒的适合形状为抛物线型,将滚筒与秸秆的相对运动简化为均匀流对圆柱体的有环量绕流,得出滚筒的适宜转速。田间试验表明,驱动滚筒式防堵机构能有效防止秸秆杂草等对开沟器的堵塞,有较好的工作效果。在施肥开沟器与播种开沟器之间设置了张角为30o的分禾栅板,避免秸秆杂草等重新落入种沟而造成种子播在地表形成晾种。     

天然木粉在包裹控释尿素上的应用

为探究木质纤维素类有机物在缓/控释肥上的应用效果,采用静水浸泡法,研究了3种天然木粉包裹控释尿素(CRU20、CRU25、CRU30)在常温条件下的养分释放规律,以及不同温度、pH值和水肥比对控释尿素养分释放规律的影响。结果表明:1)包裹控释尿素的缓释期随着包裹量的增大而变长,CRU20、CRU25、CRU30的理论缓释期分别为36、54,121d,不同的包裹量表现出不同的释放曲线模式。2)氮素释放速率受温度和pH值的影响较大,不同水肥比的差异不明显。3)包裹控释尿素释放机理为"崩溃"机制。天然木粉包裹控释尿素具有很好的推广应用价值。     

油茶果脱壳清选机的研制与试验

为了找到一种油茶果脱壳及壳、籽分离的最佳方法,该文研究了油茶果的生物特性,并据此特性采用撞击、挤压和揉搓原理研发了油茶果脱壳清选机。该机采用呈一定扭角和锥角、回转半径不同的脱壳杆,在滚筒里形成一锲形脱壳室进行脱壳,适应大小不同的油茶果。利用果壳和茶籽粒的外形差异,设计了一组弧形齿光辊对辊清选机构,并进行了脱壳清选试验。试验结果表明,对于含水率较高、未开裂及开裂的油茶果,在脱壳杆转速350～400r/min,脱壳杆锥角3°,齿光辊间隙1.0～1.5mm,筛孔直径24mm的工艺条件下,处理量达1000kg/h,脱净率≥99%、清选率≥95%,碎籽率≤3%、损耗率≤2%。试验表明整机构思巧妙、工作稳定可靠,可以投入生产应用。     

黄河乌兰布和沙漠段沿岸风沙流结构与沙丘移动规律

为明确黄河乌兰布和沙漠段沿岸的风沙活动及沙丘移动特征,该文以黄河乌兰布和沙漠段沿岸的流动沙丘为研究对象,采用野外观测与实验室分析相结合的方法对沿岸沙丘的起沙风况、沙物质组成、风沙流结构及沙丘移动规律进行初步的定量研究。结果表明:起沙风的主风为西南—西风,集中于3-5月份,且5～6m/s风占起沙风的50.26%;沙物质粒径以细砂(0.1～0.25mm)为主,沿黄段沙丘粒径极细砂以下(≤0.1mm)的沙物质粒径组成比沙漠腹地减少8.92%;距地60cm高度范围内,81.75%的沙物质在0～10cm高的气层中通过。在沙丘的不同部位上,相对输沙量与高程之间有着良好的幂函数关系;沙丘向前移动的距离为8.19m/a,主要发生在3-5月份。该研究结果可为合理计算入黄风积沙量及完善黄河沿岸综合防护体系提供科学依据。     

岔巴沟流域三维地貌多重分形特征量化

流域三维地貌形态的科学量化研究是地貌学研究和流域土壤侵蚀模型研究中的热点问题之一。该文针对流域三维地貌所具有的明显各向异性和三维立体特征,根据多重分形理论,构建了基于GIS的流域三维地貌多重分形计算模型及其实现方法;并以此为基础,结合流域数字高程模型(DEM),计算分析了岔巴沟5个研究子流域的三维地貌多重分形谱及其主要参数,探讨了流域三维地貌多重分形特征及其流域地貌表征意义。研究结果表明,该文建立的基于GIS的流域三维地貌多重分形计算模型可实现流域三维地貌多重分形谱及其特征参数的直接量化;岔巴沟5个研究子流域的三维地貌具有显著的多重分形特征;流域三维地貌多重分形谱及其主要参数可以更加敏感、更加全面地对流域三维地貌的总体特征进行描述,能够分层次地刻画流域内部的精细结构,从而更加突出地表现异常局部地貌变化特征。该文研究成果为流域三维地貌复杂形态的科学准确量化研究提供了一种新思路和新方法。     

棉花异性纤维中麻绳与羽毛的分类特征

摘要：为准确识别棉花异性纤维中较难识别的羽毛和麻绳异性纤维,采用机器视觉技术,通过图像处理方法采集异性纤维目标,对羽毛和麻绳异性纤维的色彩和纹理特征进行有效的特征提取,形成异性纤维目标的特征向量。再通过一种自底向上的凝聚型层次聚类算法对提取的羽毛和麻绳的色彩与纹理特征进行层次聚类分析,选择最优特征向量。将8个特征向量进行降维分析并比较各维数下的层次聚类效果,试验结果表明,选取红色(R_ave)、绿色(G_ave)、蓝色(B_ave)、能量、熵、惯性矩等6个特征进行层次聚类效果最好,羽毛识别率达到94%,麻绳识别率达到95%, 说明选择的特征向量对这2种异性纤维具有理想的区分性。该研究可为棉花异性纤维的正确识别提供参考。