乳酸菌发酵技术脱除大米粉中镉的工艺优化

为了解决镉超标精米的利用问题,该试验以镉质量分数为0.6479 mg/kg的精米为原料,尝试用乳酸菌发酵技术脱除大米粉中的重金属镉,并对发酵工艺进行了优化研究。通过对比试验确定发酵菌种为植物乳杆菌和戊糖片球菌(2∶1,体积比)的混合菌,并通过单因素试验分析了大米粉粒度、发酵温度、发酵时间和接种量对镉的脱除率的影响。在固定大米粉粒度为40目的条件下,利用响应面法优化并确定的工艺参数为:发酵温度40.8℃、发酵时间23.4 h、接种量3%。在此条件下,大米粉中镉的脱除率达85.73%,在发酵后的大米粉中,镉的残留量为0.0925 mg/kg,低于国家限量标准(0.2 mg/kg)。该研究结果能有效地缓解镉超标精米的利用问题以及为工业生产提供参考数据。     

早籼米制备大米蛋白和酒精的联产工艺研究

该文以早籼米为原料,采用碱法提取大米蛋白并利用残余淀粉发酵制备酒精。通过研究碱液浓度、提取温度、料液比和时间对大米蛋白提取的影响,确定了提取大米蛋白的较佳工艺条件为：碱液浓度0.05 mol/L、提取温度30℃、料液比1∶4、提取时间2 h。此条件下提取的大米蛋白纯度为94.9%,提取率为52.4%。残余淀粉中添加25%的玉米粉有较好的发酵效果：发酵时间45 h,酒精度为12.78%,残余还原糖为0.13%。     

甘薯渣同步糖化发酵生产酒精的工艺优化

为了综合利用甘薯淀粉工业废渣,本研究以甘薯渣为原料发酵生产酒精,并对其同步糖化发酵工艺(SSF)进行优化。研究同步糖化发酵时影响酒精发酵工艺的9个因素,采用Plackett-Burman试验设计筛选出显著因素,并在筛选结果的基础上,用最陡爬坡途径逼近最大响应区域,然后利用响应面分析法确定其最佳参数。结果表明,影响酒精发酵工艺的显著因素为糖化酶、接种量和发酵温度。酒精发酵优化最佳参数为:α-淀粉酶8U/g,液化时间1.5h,液化温度90℃,硫酸铵质量分数0.15g/100g,pH值4,发酵时间36h,糖化酶151U/g,接种量0.3%,发酵温度36℃。在此条件下,验证试验得到的酒精体积分数达到17.15%,接近理论预测值16.95%。优化后的工艺可为甘薯渣同步糖化发酵生产酒精提供技术参考。     

能源甜菜酒精发酵的工艺优化及数学模型

利用菌种ADY（Saccharomyces cerevisiae）对能源甜菜NY0503进行酒精发酵。应用Plackett-Burman设计法从底物浓度、料液比、加菌量、营养盐添加量、加磷量、pH值、转速、发酵温度和发酵时间9个因素中筛选出了加磷量、发酵温度和底物浓度为主要影响因素,并用响应面分析法求出回归方程。结果表明,经优化后最佳工艺条件为：底物浓度12%、料液比（质量比）1︰1、加菌量15%、营养盐添加量0.5、加磷量1.9%、pH 5.0、转速130 r/min、发酵温度31℃和发酵时间44 h,共进行5批次验证试验,结果为酒精转化率的平均值为95.48%,与模型的理论值96.54%的差值仅占理论值的1.09%,进一步说明所建立的模型是切实可行的。     

挤压法制备富钙强化重组大米的工艺优化及其结构表征

为提高碎粳米的利用率并制备出富含钙元素的重组强化大米,该文以粳米碎米为原料,添加乙酸钙作为强化剂,通过使用挤压法制备富含钙元素的重组强化大米。试验以钙强化大米质构特性为指标,对挤压工艺参数进行响应面优化,得到最佳工艺参数为:机筒温度100℃,螺杆转速85 r/min,质量含水率20.0%。在最佳工艺条件下得到的钙强化大米硬度为13.38N,弹性为0.67mm,黏着性为0.64m J,咀嚼性为851.51m J,接近普通粳米的质构特性,其钙质量分数为108.2 mg/(100g)。经X射线衍射表明强化米的结晶度明显减少,通过扫描电镜表征发现其外表面粗糙呈现不规则形状,并产生聚集现象,糊化温度降低。将其按1:12的比例添加到粳米中,钙质量分数为18.02 mg/(100 g),可提高人体对钙的摄入。     

柑桔保健果醋酿制工艺的研究

为开发利用我国的柑桔资源,对柑桔果醋的酿制工艺进行了研究.通过拟水平均匀试验优选出最佳工艺条件:果胶酶水解的最佳条件为:加酶量0.037%,温度40℃,时间4 h;酒精发酵的最优条件为:接菌种量0.037%,温度30℃,表观糖度11%;醋酸发酵的最优条件为:接菌种量0.85%,温度37℃,酒精度(v/v)6.0%.通过营养分析和对比表明,生产出的果醋具有良好的营养价值,适合于作为调味品或者生产保健饮料.     

高活菌数复合益生菌发酵乳工艺优化

益生菌发酵乳中的活菌数是保证其功能特性的关键因素,为提高益生菌发酵乳中的活菌总数,以干酪乳杆菌和双歧杆菌复合菌种为试验对象,以发酵过程中的pH值和吸光度平均值值为试验指标,在单因素试验的基础上,利用 Box-Benhnken中心组合试验和响应面分析法研究了接种量、益生菌接种比例、发酵温度、葡萄糖添加量以及大豆多肽添加量对发酵乳pH值和活菌数的影响,并建立了复合益生菌发酵模型。响应面优化试验结果表明复合益生菌发酵的最佳工艺条件是脱脂乳乳固体质量分数为12%,接种量为6%,干酪乳杆菌：双歧杆菌接种体积比为3∶1,葡萄糖添加量为2.9%,大豆多肽添加量为0.8%,发酵温度为34℃,在此条件下预测值为1.076,验证试验得到实际值为1.087,与理论预测值相比,相对误差为1.0%。发酵乳最大活菌数为4.1×1011 cfu/mL,与已有研究相比,活菌数提高了1-2个对数级。在4℃条件下贮藏21 d后,发酵乳的活菌数仍然保持在4.7×1010 cfu/mL。研究结果为工业化生产高活菌数的益生菌饮料提供参考。     

猪骨粉制备胶原多肽螯合钙工艺优化

为了充分利用猪骨资源,该文以猪骨粉为原料,研究了胶原多肽螯合钙的制备工艺。首先利用乳酸菌发酵酶解猪骨粉,以发酵液中游离钙含量为指标,确定最佳发酵条件为：蔗糖添加量7%,温度35℃,转速120 r/min,接种量12%,发酵时间18 h。对发酵液进行浓缩后,再与胶原多肽溶液进行螯合,通过单因素和响应面试验,确定螯合的最优条件为：pH值7.9,温度40℃,胶原多肽溶液与发酵液体积比为7∶1,螯合时间 4 h,无水乙醇添加倍数为11,此时螯合率为79.9%,为猪骨的深入开发提供依据。     

甜高粱茎汁及茎渣同步糖化发酵工艺优化

为了提高甜高粱秸秆乙醇生产中茎汁和茎渣的利用,以甜高粱茎汁及其渣为发酵原料,对茎汁茎渣混合原料同步糖化乙醇发酵的工艺条件进行优化研究。采用Plackett-Burman(PB)筛选设计试验筛选出影响甜高粱茎秆渣汁同步糖化乙醇发酵的显著因素。采用响应面法建立了同步糖化发酵乙醇生产的乙醇产量数学模型。根据该模型进行了工艺参数的优化,以乙醇产量为指标,试验所得甜高粱茎秆渣汁同步糖化化乙醇发酵的优化工艺条件为:发酵温度36.58℃,混合纤维素酶添加量=23.5(FBU/m L)/35.25(CBU/m L),甜高粱渣汁质量体积比为8.2%,理论预测乙醇产量为89.2%,在此条件下进行验证试验,乙醇产量为88.98%,平均质量浓度,验证了数学模型的有效性,为提高甜高粱茎汁及茎渣混合原料同步糖化发酵产乙醇和提高发酵效率提供参考。     

冬瓜酸乳饮料生产工艺优化研究

以新鲜冬瓜和鲜牛乳为试验材料,采用单因素试验与响应面试验筛选冬瓜酸乳饮料最佳配比及最优发酵条件.结果表明,冬瓜酸乳饮料最优工艺配方为冬瓜汁添加量10.52％、白砂糖添加量5.72％、复合稳定剂添加量1.33％;制备冬瓜酸乳饮料的最优发酵条件为发酵剂添加量(即发酵菌株或接种量)5.12％、发酵温度41.25℃、发酵时间5...     

赤泥施用量对镉污染稻田水稻生长和镉形态转化的影响

通过盆栽试验,研究了不同赤泥施用量对水稻产量、土壤中镉生物有效性及其形态和糙米镉含量的影响。结果表明,适宜的赤泥施用量能提高水稻有效穗数和促进水稻生长,实现水稻增产,与不施赤泥处理相比,0.75%（W/W）赤泥处理（RM-3处理）的水稻株高、有效穗数和产量分别提高了5.02%、1.12%和6.93%。随着赤泥施用量的增加,土壤pH值增加,土壤交换态Cd含量逐渐减少,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态Cd含量逐渐增加,但对有机结合态Cd含量的影响不明显,相比不施赤泥处理,1.25%（W/W）赤泥处理（RM-5处理）的土壤交换态Cd含量下降了31.6%（P＜0.01）,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态Cd含量分别增加了16.3%、22.5%和8.7%（P＜0.01）。水稻糙米中Cd的含量随赤泥施用量的增加而降低,当赤泥施用量达到或高于0.5%（W/W）时,糙米Cd含量达到国家粮食卫生标准,综合考虑水稻产量、土壤修复效应和糙米品质,本试验Cd污染程度的稻田土壤上赤泥的适宜施用量为0.75%（W/W）。     

低镉水稻研究进展

稻米镉污染已成为全球粮食安全的一个重大问题.系统了解水稻体内镉响应基因调控机制及镉代谢的影响因素有助于推动低镉优质水稻新品种的培育.本文重点阐述了镉进入根细胞、镉从根转移至茎、从茎转移至籽粒的三种机制及主要影响因素,同时对目前已知的水稻镉代谢调控相关基因进行了综述,以期为利用分子育种技术选育低镉积累水稻品种提供参考.     

稻米镉关键积累时期研究

探明水稻不同生育期镉积累特征对于稻米安全生产具有重要的科学价值与现实意义,本研究采用水培试验方法,于水稻不同生育期分阶段添加外源镉,分析水稻不同生育期低浓度镉(50μg·L~(-1))胁迫下水稻每个生育期、主要部位镉含量及其内在关联。抽穗期阶段镉胁迫对水稻籽粒镉积累速率影响最为明显,最高达到3.41μg·蔸~(-1)·d~(-1)。孕穗期和抽穗期阶段镉胁迫对稻米镉积累量贡献率较高,中嘉早17号分别为40.51%、31.66%,湘晚籼13号分别为37.97%、35.46%。研究表明,孕穗期、抽穗期是控制镉米形成的关键时期,本结果可为镉超标稻田的安全生产及阻控米镉积累提供支持和科学指导。     

纳米矿物基土壤调理剂对水稻富集镉的影响

将纳米矿物基土壤调理剂应用于镉污染耕地水稻种植,施用土壤调理剂对水稻产量无显著影响,但可显著降低稻米中的镉含量,也可以有效降低土壤中有效态镉的含量。施用该土壤调理剂1 500~4 500 kg/hm2,土壤有效态镉含量下降25.00%~35.71%,稻米镉含量则下降20.31%~50.00%,降镉效果随调理剂用量的增加而提高。同时,对纳米矿物基土壤调理剂的降镉机理进行了探讨,对材料应用的经济效益进行了简要分析。     

钙镁水滑石对双季稻产量及稻米镉积累的影响

为研究不同用量钙镁水滑石对镉污染稻田土壤特性、双季稻产量与稻米镉积累的影响,探讨镉污染双季稻田钙镁水滑石的最佳施用方式。2021年,以早稻品种“湘早籼45号”和“陆两优996”,晚稻品种“创两优669”和“玉针香”为试验材料,在湖南省郴州市良田镇重度镉污染稻田(全镉含量1.16 mg/kg)开展大田试验,比较研究钙镁水滑石(0,CK;早稻基施3 000 kg/hm²,T1;早稻基施1 500 kg/hm²,T2;早稻基施750 kg/hm²+晚稻基施750 kg/hm²,T3)4个处理下土壤特性、双季稻产量构成与植株镉积累情况。结果表明：(1)钙镁水滑石可提高土壤pH与碱解氮、速效钾、速效磷含量,早稻成熟期分别提高0～3.06%,4.30%～13.80%,6.67%～40.00%,25.53%～30.47%;晚稻成熟期分别提高1.56%～4.07%,11.79%～14.50%,15.79%～31.58%,3.73%～17.17%;增幅表现为T1>T2>T3。(2)施用钙镁水滑石可降低土壤...     

不同土壤质地条件下麦秸、铅对镉在水稻-土壤系统中迁移的影响

通过室外砂土和黏土的大型土柱栽培试验,研究了麦秸、铅对镉在水稻-土壤中迁移的影响。研究结果表明,在砂土和黏土中随着水稻的生长发育,水稻植株镉含量逐渐降低,添加铅和麦秸均促进了水稻对镉的吸收,增加了水稻植株镉的含量,且铅的促进效应大于麦秸处理。添加铅和麦秸有利于镉向籽粒的转运和提高水稻籽粒镉的富集系数,砂土中添加铅、麦秸的处理籽粒镉含量和富集系数比镉单一处理分别增加44.00%、36.00%和41.67%、50.00%;黏土中分别增加58.62%、43.00%和46.15%、61.54%。镉进入土壤后会随着水分流动向下迁移,在砂土中的迁移能力大于黏土。随着土壤深度的增加镉含量逐渐减少,黏土在40～60cm、砂土在60～80cm土层中镉含量与对照含量差异不显著。添加铅和麦秸可以降低镉在土壤中向下迁移的能力,降低幅度黏土大于砂土。     

米渣蛋白对镉的吸附效果及其对土壤中镉的钝化作用研究

为探究米渣蛋白对水溶液中镉的吸附效果及米渣对土壤中镉活性的钝化效果,该研究首先用米渣蛋白在水溶液中对镉进行吸附、用盐酸解吸,并用Langmuir、Freundlich等温吸附方程来拟合米渣蛋白在水溶液中对镉的吸附过程,用动力学方程研究米渣蛋白与镉结合的机理,并根据线性关系从准一级、准二级吸附动力学方程中筛选更接近吸附动力的拟合方程。其次,通过周期取样,用Tessier分步连续提取法测定并探究米渣对土壤中镉的钝化能力。研究结果表明:在不同初始质量分数的镉溶液中米渣对镉的最大吸附量13.28mg/g,用盐酸解吸各初始质量分数下结合的镉,解吸率均达到90%以上。同时,Langmuir和Freundlich等温方程均能拟合米渣蛋白在水溶液中对镉的吸附过程,且R2达到0.99以上;准一级动力学、准二级动力学方程拟合结果是,拟合出的准二级动力学方程线性更好,米渣蛋白对镉的吸附动力更符合准二级动力学方程。土壤中镉钝化试验表明:加入米渣后,28d内土壤中镉的钝化效果较好,可能是由于米渣中的蛋白改变了土壤中镉的存在状态并降低镉的活性所致。该研究结果为米渣的应用提供新的思路,可为其在废水除镉、镉污染土壤的修复等方面应用提供理论依据。     

龙眼果浆复合乳酸菌发酵工艺优化

为筛选出适合龙眼发酵的复合乳酸菌,优化建立其发酵工艺,比较分析了7种不同的乳酸菌发酵龙眼的降糖能力和释放结合态酚类物质的能力,发现明串珠菌降糖能力最强,植物乳杆菌释放结合态酚能力最强。利用植物乳杆菌和明串珠菌复合发酵龙眼果肉,以游离酚质量分数和还原糖质量分数结合的综合模糊评判值为指标,通过Box-benhnken中心组合试验设计,确定复合乳酸菌发酵龙眼的最佳工艺条件。结果表明,各因素对复合乳酸菌发酵龙眼果浆的模糊评判值影响程度从强到弱依次为:发酵时间发酵温度接种量料液比。复合乳酸菌发酵龙眼的最佳工艺为:料液比为1∶7(g/m L),发酵温度为37℃,发酵时间为53 h,接种量为1.4%,菌种配比为1∶1。在最佳工艺条件下,发酵龙眼果浆的游离酚质量分数为(161.77±3.93)mg/(100 g),还原糖质量分数为(122.80±3.64)mg/g。该研究为开发低糖含量,且适合糖尿病、肥胖症等病人食用的龙眼乳酸菌发酵饮料新产品提供参考。     

外源锌对水稻植株镉的累积差异分析

通过水稻威优46盆栽种植试验,研究了外源Zn施用(0,40,80,160 mg/kg 4个水平)对Cd中度(0.72mg/kg)和重度(5.26mg/kg)污染土壤中Cd生物有效性及水稻Cd累积的差异。结果表明:施Zn对各检测指标存在影响,但土壤Cd总量仍是土壤Cd活性和水稻Cd累积差异变动的主控因素。在Cd中度污染土壤中,施Zn降低了土壤交换态Cd含量1.9%~17.0%,但水稻根表铁膜、根和糙米中Cd含量随Zn施用浓度的增大而增大,糙米Cd含量从0.09mg/kg上升到0.17mg/kg,相关分析显示糙米Cd含量与土壤交换态Zn含量显著正线性相关。在Cd重度污染土壤中,施Zn增大了土壤交换态Cd含量2.1%~4.8%,但降低了水稻各部位中Cd含量,当施Zn浓度超过80mg/kg时,糙米Cd含量可从对照组的0.45mg/kg降低到0.12mg/kg,符合国家食品污染物限量标准(GB 2762-2017)的要求,相关分析显示糙米Cd含量与土壤交换态Zn含量显著负线性相关。对2种Cd污染程度的土壤,施Zn均可增大Cd在水稻地下部的累积率,从而降低水稻地上部Cd的累积率。在Cd重度污染土壤中,可通过施Zn降低糙米Cd含量,施Zn量80mg/kg是试验中最佳施用量;但在Cd中度污染土壤中,施Zn有增大糙米Cd含量的风险。     

土壤耕作方式对双季稻产量构成与穗镉积累的影响

为比较研究不同土壤耕作方式(翻耕、旋耕、免耕)对南方双季稻区水稻产量构成与稻穗镉积累分配特性的影响,探讨镉污染稻田双季稻最优土壤耕作方式,2015—2017年,以"陵两优211"与"威优46"为早、晚稻供试品种,在湖南省湘潭县易俗河镇中度镉污染稻田(全镉含量0.86 mg/kg)开展定位试验,比较研究了双季免耕、双季翻耕、双季旋耕、早旋晚免、早翻晚免5种土壤耕作方式下土壤有效镉含量、双季稻的产量构成与穗镉积累分配情况。结果表明:(1)双季稻产量以双季翻耕处理最高,早翻晚免处理次之,双季旋耕与早旋晚免处理再次之,双季免耕处理最低;翻耕处理产量最高的原因在于其有效穗数与每穗粒数较高。(2)齐穗期至成熟期,穗镉含量一般呈增长趋势;第1年早晚稻齐穗期穗镉含量以免耕处理最高,但免耕能明显降低水稻齐穗至成熟期穗镉含量的增长速率;早晚稻成熟期穗镉含量一般以翻耕处理较高,免耕与旋耕处理较低,免耕与旋耕处理有差异但在不同年份与季别间表现不尽相同。(3)成熟期稻穗各部位镉含量趋势表现为枝梗谷壳糙米;第1年糙米镉含量以免耕处理较高,但第2,3年呈现免耕处理低于翻耕与旋耕处理的趋势。(4)第1年早、晚稻穗镉累积量均以旋耕处理较低,但第2,3年均以免耕处理较低。(5)较其他处理而言,双季免耕明显提高了土壤有效镉含量,双季旋耕则降低了土壤有效镉含量。3年定位试验表明,土壤耕作方式对镉污染稻田土壤有效镉含量、双季稻产量构成与稻穗镉积累分配有明显影响,从保证双季稻产量、降低稻米镉含量与轻简省工的角度出发,早翻晚免是中度镉污染双季稻田的最优土壤耕作方式。