直投式泡菜乳酸菌发酵剂冷冻保护的研究

以蔗糖、甘露醇、山梨醇、麦芽糖、谷氨酸钠为保护剂对筛自泡菜的嗜酸乳杆菌S1的冻干保护效果进行研究表明,乳糖为最佳保护剂,菌体存活率可达到了70%以上,其次是麦芽糖、山梨醇、蔗糖、甘露醇.对冻干前后及未加保护剂的菌体作电镜观察表明,所选保护剂对菌体有很好的保护作用.     

硅烷偶联剂改性纳米纤维素气凝胶的制备及其表征

为研究硅烷偶联剂含量对纳米纤维素气凝胶性能的影响,选用氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)2种硅烷偶联剂对纳米纤维素(CNF)气凝胶进行修饰。通过扫描电子显微镜、热重分析仪、万能强力机和热常数分析仪进行测试与表征。结果表明:硅烷偶联剂的添加使改性气凝胶红外光谱图上出现了含硅峰值,但并未改变气凝胶的组分;改性后气凝胶的孔洞明显增多;MTMS与CNF的质量比为1∶2时,改性气凝胶的压缩回弹性最好(7.25 kPa);MTMS的添加使改性气凝胶具有良好的疏水性,接触角为156°;随着KH-550的添加,气凝胶导热系数先降低后升高;随着MTMS的添加,气凝胶导热系数逐渐降低。     

乳酸链球菌冻干保护剂的筛选和优化

通过采用9因素2水平Plackett-Burman设计法,对可溶性淀粉、蔗糖、甘油、大豆粉、海藻糖、甘露醇、明胶、甘氨酸和谷氨酸钠9种材料对乳酸链球菌的保护效果进行评价.结果表明:乳酸链球菌的有效冻干保护剂是大豆粉、蔗糖、甘油和甘露醇.通过正交试验设计确定最优冻干保护剂的配方组合和用量,即大豆粉10％、蔗糖10％、甘油3％和甘露醇0.8％(均为质量分数),经过多次实验证明最优保护剂配方组合能使乳酸链球菌的冻干存活率达到77.85％.     

不同淀粉基气凝胶的制备及其结构表征

为探究不同来源淀粉基气凝胶的微观结构及物理性能，采用扫描电子显微镜、全自动比表面及孔径分析仪、X射线衍射仪和质构仪等，对大米、豌豆、马铃薯和玉米淀粉气凝胶的微观形貌和功能特性进行表征。结果表明，4种淀粉气凝胶均具有较低的密度与较高的孔隙度，通过扫描电子显微镜观察大米淀粉气凝胶为片状排列结构，豌豆和马铃薯淀粉气凝胶为多孔结构，孔径分布不均匀，且部分区域孔壁过厚，而玉米淀粉气凝胶呈现良好的三维空间网络结构。4种淀粉气凝胶平均孔径相差不大，主要分布于5～13 nm附近，比表面积存在差异，其中豌豆淀粉气凝胶最小(0.330 m²/g)，玉米淀粉气凝胶最大(0.562 m²/g)。X射线衍射结果显示，4种淀粉糊化回生后结晶度均有所降低，玉米淀粉结晶度降低最大，由30.71%降至8.13%。经溶解性和力学性能比较分析，玉米相较于豌豆、马铃薯淀粉气凝胶的溶解度和吸水率最高，承受的应力最大，杨氏模量为6.233 MPa，具有较强的抵抗形变能力，为性能优良的淀粉基气凝胶材料。     

纤维素纳米纤维/纳米蒙脱土复合气凝胶制备及其结构与性能

针对纤维素纳米纤维(CNF)气凝胶易燃、强力低等问题,利用纳米蒙脱土(MMT)共混改性纤维素纳米纤维,基于冷冻干燥的方法制备阻燃隔热的CNF/MMT复合气凝胶。研究了MMT质量分数对CNF/MMT复合气凝胶形貌结构、压缩性能、热稳定性、热导率和阻燃性能的影响。结果表明:MMT的引入使气凝胶具有更加紧密的片层结构,气凝胶力学性能、热稳定性和阻燃性能得到改善;在MMT质量分数为50%时,CNF/MMT复合气凝胶的表观密度最大且仅为0.016 8 g/cm³,应变为10%的应力最大为12.45 kPa,应变为70%的应力最大为77.93 kPa,导热系数最大为 0.04 W/(m·K); 气凝胶中MMT质量分数不低于42.9%时,复合基气凝胶的极限氧指数得到明显提升。     

疏水纳米纤维素气凝胶的制备及保温隔热性能

针对废旧纯棉织物再利用率较低的问题,以废旧纯棉织物为原料制备纳米纤维素气凝胶,并分别采用甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和三甲基氯硅烷(TMCS)为改性剂对气凝胶进行疏水改性。采用扫描电子显微镜、红外光谱仪、热重分析仪、表面接触角测试仪以及导热系数测试仪研究了疏水改性剂种类和添加量对气凝胶结构和性能的影响。结果显示,采用MTMS为改性剂制备的疏水纳米纤维素气凝胶的结构和性能优于TMCS。综合考虑MTMS添加量对气凝胶结构、疏水性、热稳定性和保温隔热性的影响,得出MTMS与CNF的最佳质量比为2∶1,此时疏水气凝胶的结构比较平整均匀,疏水性、热稳定性分别增加了1.22倍和1.43倍,导热系数降低了12.3%。     

鲢鱼酶解产物在冷冻鱼糜中的抗冻性能研究

分别利用复合蛋白酶和碱性蛋白酶酶解鲢鱼,获得复合蛋白酶酶解产物(protamex hydrolysates,PH)和碱性蛋白酶酶解产物(alcalase hydrolysates,AH),将PH和AH分别加入冷冻鲢鱼鱼糜中,研究其对鱼糜色泽和凝胶结构的影响,并与工业上常用的抗冻剂(蔗糖—山梨醇)进行比较。结果表明:PH相比AH具有较高含量的天冬氨酸、赖氨酸及游离氨基酸(P0.05);PH比AH中包含较多的较大分子质量的组分;在-20℃冻藏4周的情况下,2%PH添加组和蔗糖—山梨醇添加组的凝胶强度和硬度有一定提高;各组样品的弹性均略有降低;冻藏条件对各鱼糜样品的色泽影响较小;各组样品均出现了鱼蛋白分子聚集现象,而2%PH添加组和蔗糖—山梨醇添加组的鱼糜样品表面较为均匀、鱼糜孔隙较小。该研究表明PH有助于稳定鱼糜在冷冻过程中的凝胶结构,为鲢鱼酶解产物作为一种可能的新型鱼糜抗冻剂提供了依据。     

以纤维素气凝胶为模板合成孔隙结构可调的二氧化钛

以生物质纤维素气凝胶为新型模板合成了具有多级孔隙结构的三维(3D) TiO_2。研究发现,通过改变制备条件可有效调控纤维素气凝胶的多级结构,进而调控TiO_2的孔隙结构。以具有壁腔结构的纤维素气凝胶为模板制得的TiO_2保留了原来模板的结构,而以相互连接的纳米纤维气凝胶为模板制得的TiO_2则形成与原模板明显不同的孔隙结构。TiO_2晶粒大小受TiO_2前驱体浓度的影响,但不受模板孔隙结构的影响。制备的3D TiO_2具有高孔隙率与比表面积分别高达0. 690 cm3/g、102 m2/g;同时,制得的TiO_2具有高的光催化活性,可在55 min内使甲基橙的降解率超过95%,高于商业化的TiO_2纳米颗粒。     

磁性疏水性纤维素纳米纤丝气凝胶的制备及性能研究

以TEMPO氧化法制备的纤维素纳米纤丝（CNF）为原料制备CNF气凝胶,随后采用Fe₃O₄纳米粒子和十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）对其进行改性制得磁性疏水性CNF气凝胶,并对其疏水性能、磁性、吸附性及其他各项性能进行表征。结果表明,交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）可提高CNF之间的结合强度,使气凝胶结构更加稳定、不易被破坏。制备得到的气凝胶密度和孔隙率分别为0.015 g/cm³和99.02%,其水接触角可达133°,表现出优异的超疏水性,吸附倍率最高可达145 g/g（机油）;同时,添加Fe₃O₄纳米粒子使气凝胶具备较好的磁响应性能,有利于气凝胶的后期回收。     

尿素脱胶对丝素蛋白气凝胶力学性能的影响

为提高丝素蛋白气凝胶的力学性能,采用尿素溶液体系对蚕丝进行脱胶处理后,经丝素蛋白溶解、稀释、冷冻干燥制备得到丝素蛋白气凝胶,借助扫描电子显微镜、X射线衍射光谱仪、红外光谱仪和万能材料试验机对气凝胶的形貌与结构进行分析,并与碳酸钠脱胶蚕丝制备的气凝胶进行对比。结果表明:非碱体系的尿素脱胶可降低对丝素蛋白的损伤,制备得到的气凝胶形貌完整,具有稳定的骨架结构,β-折叠结构相对含量为50.27%,结晶度为49.33%;压缩形变为70%时,尿素脱胶气凝胶的压缩强度为(32.36 ± 2.35) kPa,压缩模量为(119.31 ± 8.93 ) kPa,上述指标均远高于碳酸钠脱胶工艺制备的丝素蛋白气凝胶。