传统牦牛酸奶源高产胞外多糖乳酸菌特性及发酵性能

为了研究四川藏区传统牦牛酸奶中高产胞外多糖乳酸菌特性及发酵性能，以本实验室分离出的六株高产胞外多糖乳酸菌为研究对象，以菌株生长量、耐酸性、胆盐耐受力、渗透压耐受力和细胞表面疏水性为指标进行特性研究；以发酵酸奶的凝乳时间、持水力、酸化及后酸化能力、挥发性物质及质构等为指标进行发酵性能研究。菌株的生长曲线表明，6株菌株分别在14 h（218、276、266）、16 h（271、285、231）进入对数生长稳定期，其中编号218的菌株生长量最高，OD值为2.188。耐受性实验结果表明，菌株276具有良好的耐酸能力（P<0.05）；菌株266、218、231耐胆盐的能力较强；6株菌株均具有较好的耐渗透压的能力，其中菌株285对高渗透压的耐受性较强；菌株285和218在两种有机试剂中的疏水性均显著（P<0.05）高于其他菌株，且与十六烷的结合效果较好。发酵试验结果表明，6株菌株所发酵酸奶均在6~8 h内凝固，酸乳在冷藏期间，活菌数均保持在107 CFU/mL以上，均符合发酵剂的标准，其中菌株276的最高为3.22×106 CFU/mL；菌株218发酵制得的酸奶质构特性较好，持水力和酸化能力较其余菌株均最强，分别为60.98%和83 °T；菌株276、266抗后酸化能力较好；菌株231产香性能最优，乙醛含量为24~26 μg/mL，双乙酰含量为1.58~3.73 μg/mL，能够明显改善酸奶的风味。通过综合比较6株高产胞外多糖乳酸菌特性及发酵性能，菌株218为一株性能良好、具有良好稳定性的菌株，可作为乳酸菌发酵剂且具有一定的应用潜力。研究为利用四川藏区传统牦牛酸奶中分离出的高产胞外多糖乳酸菌在发酵乳制品的应用提供理论依据。     

卡特里娜飓风引起的新奥尔良市溃坝洪水演进过程模拟

卡特里娜飓风于2005年袭击了美国墨西哥湾沿海地区，给路易斯安那、密西西比和亚拉巴马等州带来了巨大灾难，造成经济损失800亿美元。其中位于路易斯安那州的新奥尔良市由于堤坝故障导致庞恰特雷恩湖湖水倒灌，80%的地区发生了洪水，损失尤为严重。为了动态且高效地模拟其溃坝后洪水的演进过程，建立了基于“体积法”与元胞自动机的溃坝洪水演进模型。模型通过设置元胞属性来考虑洪水流向以及不同土地覆盖类型的汇流差异性；提出了一种洪水淹没元胞多级分类的快速搜索算法(MLCFC),采用不同准则处理各类元胞以提高计算效率；利用“体积法”计算不同时刻元胞的水深来间接反映洪水演进的时空特性。以新奥尔良市为例，计算其溃坝发生后2～20 h不同时刻的淹没情况。结果表明，模型模拟的淹没过程符合溃坝洪水的蔓延特性；试验结果与遥感影像中提取的水体重合率为61.18%,能较好地模拟城市地区溃坝时洪水演进的时空特性。     

一株产羧酸酯酶菌的鉴定及酯酶特征的研究

目的:鉴定中国白酒发酵过程中的微生物种类，研究关键酶的特征与作用机制有利于提高白酒的优质品率。方法:本研究用形态学和生理学、16S rRNA、gyr B基因和antiSMASH分析的方法对酒曲中的一株微生物进行了验证；对该菌株的特性进行了研究，采用分子建模的方法获得了羧酸酯酶的3D模型，用分子对接的方法探讨了该菌株的羧酸酯酶的机理。结果:该菌株为产羧酸酯酶的革兰氏阴性菌Pb1（MW580690）；该菌株呈现典型的S型生长曲线，产物曲线为S型，羧酸酯酶活化最优pH范围为5.0~9.0。分子对接结果显示Phe21A为该酶具有催化活性的主要氨基酸，水解三丁酸甘油酯为丁酸和甘油。分子对接结果显示三丁酸甘油酯经过构象变化被转移到催化中心后，进一步被加工；酶的亲水性和疏水性的相互作用表面有利于配体向下转移，进而从疏水性通道释放产物到的酶表面。结论:产羧酸酯酶的菌株为贝莱斯芽胞杆菌，并为羧酸酯酶水解三丁酸甘油酯类物质的底物识别、转移和催化机理提供了新的见解。     

基于分子模拟技术研究来源于嗜热地衣芽孢杆菌葡聚糖酶的活性位点

为研究来源于嗜热地衣芽孢杆菌葡聚糖酶与底物的识别机制,本文通过利用分子对接、分子动力学模拟和MM-PBSA计算的方法研究了葡聚糖酶与二聚糖小分子之间的作用机制,试验结果表明,葡聚糖酶与底物的接触数较大并且距离较少,这说明其结合较为紧密;通过能量拆分,我们可以得出,Gly46、Leu63、Gln67、Tyr68、His73、Thr124、Gly125和Gln129是对结合二聚糖的关键氨基酸残基,并且His73和Thr124与二聚糖分子形成了较为稳定的氢键,这将有助于葡聚糖酶与底物的结合。本研究以期为葡聚糖酶分子结构后续的理性改造和高效利用提供有力依据。     

芽孢杆菌Bacillus sp.dwc-2对模拟地下水中U(Ⅵ)的还原行为研究

在厌氧条件下研究了西南地区一种典型土壤微生物芽孢杆菌Bacillus sp.dwc-2对模拟地下水中U(Ⅵ)的还原行为，重点考察了时间、无机阴离子、腐殖酸（HA）及富里酸（FA）对还原的影响，并利用TEM、EDS、SAED和XPS对还原后的样品进行了表征。结果表明：在pH=7.0、c_NaHCO3=5 mmol/L和T=303 K条件下，Bacillus sp.dwc-2对U(Ⅵ)的还原率随时间的增加而增加，24 h内最大还原率为12.2%，此后则随时间的增加逐渐降低；HA和FA对U(Ⅵ)的微生物还原行为有一定影响，其中HA和FA浓度为25 mg/L时，U(Ⅵ)的还原在24 h最明显，其还原率分别为14.2%和16.2%，但随着HA和FA浓度的继续增加，因在U(Ⅵ)离子与HA、FA形成的配合物表面形成致密的腐殖层，抑制了电子的转移，阻止了U(Ⅵ)的还原。此外，研究表明HCO₃^-也会抑制U(Ⅵ)的还原。TEM-SAED和XPS分析证实了还原过程中U(Ⅳ)的存在。上述结果可为真实环境中微生物还原U(Ⅵ)提供基础数据和参考。     

基于三维胞元空间的MA双向并行路由算法

针对传统移动代理(MA)在监测无线传感器网络(WSNs)的感兴趣信息时产生的延迟较大和能耗较多问题,提出了基于三维胞元空间的MA双向并行(3D-BPMA)路由算法.3D-BPMA将MA与传统的客户/服务器(c/S)模式相结合,在胞元内利用C/S模式搜集信息,在单层胞元系统和路由器与路由器之间采用MA双向并行的策略进行传输.仿真结果表明:3D-BPMA与LCF,DSG-MIP算法相比减少了平均响应时间和网络平均能耗,提高了MA发送率.     

汽车前防撞系统的结构设计与优化

为解决汽车低速正面碰撞时,防撞梁变形过大超过极限空间,吸能盒吸能不足等问题。重建汽车前防撞系统原始结构,利用混合元胞自动机对其实施碰撞拓扑优化,获得了最佳的材料分布,将防撞梁设计成截面为"目"字形的铝型材,并带有侧翼加强的吸能盒新结构。对新结构方案进行三维模型重建,并将其参数化,搭建了基于ISIGHT优化平台,对设计变量自动寻优求解。研究结果表明:新结构设计方法可以得到合理的前防撞系统形状和尺寸,提高汽车低速碰撞的耐撞性指标。