2024年, 第39卷, 第02期　
刊出日期：2024-04-25

  

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  纤维素及纤维素纤维气凝胶的制备及其在油水分离中的应用研究进展

  孔凡功, 倪庆润, 李阳, 刘忠明, 王守娟

  天津科技大学学报. 2024, 39(02): 1-7+64. https://doi.org/10.13364/j.issn.1672-6510.20230098

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  近年来，研究者们制备了各种吸附材料应用于溢油处理，其中气凝胶作为地球上最轻的合成固体，具有超低密度、高孔隙率和高比表面积等优点，在油水分离处理方面得到了广泛关注。纤维素作为一种廉价而丰富的天然聚合物，是制备气凝胶材料的良好原料。本文综述了纤维素气凝胶的制备方法、干燥方法以及疏水改性方法，并对纤维素气凝胶在油水分离领域的应用现状进行分析总结。
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  亚麻籽胶-魔芋胶复合凝胶体系的制备及特性研究

  杨振东, 李文博, 程婕, 钟添宇, 杨晨, 汪建明

  天津科技大学学报. 2024, 39(02): 8-15. https://doi.org/10.13364/j.issn.1672-6510.20230018

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  亚麻籽胶(flaxseed gum,FG)的凝胶性较弱，魔芋胶(konjac glucomannan,KGM)有较高的黏度和良好的持水性，可提高所形成亚麻籽胶-魔芋胶复合凝胶体系(flaxseed gum-konjac glucomannan system,FKG)的特性。以亚麻籽胶和魔芋胶为原料，研究不同比例下FKG的形成过程及其特性。结果表明：随着魔芋胶添加比例逐渐增大，FKG的凝胶强度和凝胶性能逐渐增强，并在亚麻籽胶与魔芋胶的质量比为6∶4时达到最大，且FKG的硬度、咀嚼性、胶着性和弹性均优于其他比例样品，相较于亚麻籽胶分别提升了10.00倍、6.25倍、5.29倍和1.61倍；其表观黏度和剪切应力表现出较强的协同增效作用；Zeta电位绝对值为13.85 m V，稳定性相对较高；通过红外光谱3 425.13 cm~(-1)附近的羟基伸缩振动峰观察到FG与KGM之间可能产生了分子间氢键；扫描电子显微镜结果证实，FKG具有较为致密的空间网状结构，说明亚麻籽胶经过与魔芋胶复合后有效改善了凝胶特性，为进一步推进亚麻籽胶的研究与应用提供了基础。
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  植物乳杆菌CS3全基因组分析及对己醛的转化

  呼振豪, 王文君, 李旭, 赵国忠

  天津科技大学学报. 2024, 39(02): 16-24. https://doi.org/10.13364/j.issn.1672-6510.20230094

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  大豆是传统酱油酿造的主要原料，在酿造过程中容易发生氧化变质和酸败等现象，从而产生不良风味和有害物质，其原因是发酵过程中产生了不饱和脂肪醛类物质。本研究以植物乳杆菌(Lactiplantibacillusplantarum)CS3为研究对象，在对该菌株进行全基因组测序和己醛胁迫下的转录组分析的基础上，筛选出转化己醛的关键基因AdhE(双功能乙醛CoA/酒精脱氢酶)和己醛胁迫下的高表达转录因子Fru R。利用CRISPR-Cas9基因编辑技术，将基因AdhE和FruR进行基因敲除验证，敲除后的菌株在MRS培养基中代谢己醛的能力分别下降了17.72%和56.72%。这表明两个基因在己醛转化过程中都发挥重要作用。这一结果为植物乳杆菌在酱油生产中降低醛类等有害物质的应用提供了理论支持。
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  胶原蛋白–茶多酚–肉桂精油涂膜对调理黑鱼鱼片品质的影响

  张容, 白利荣, 霍栓, 李璐, 袁志宁, 郑捷

  天津科技大学学报. 2024, 39(02): 25-33+80. https://doi.org/10.13364/j.issn.1672-6510.20230082

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  以黑鱼为原料制备调理黑鱼鱼片，研究蒸馏水(CK组)、5%胶原蛋白(C1组)、5%胶原蛋白+0.4%茶多酚(C2组)、5%胶原蛋白+1.5%肉桂精油(C3组)和5%胶原蛋白+0.4%茶多酚+1.5%肉桂精油(C4组)涂膜处理对其在冷藏过程中品质的影响。结果表明：在4℃密封冷藏条件下，涂膜处理可以有效延缓调理黑鱼鱼片冷藏过程中菌落总数、挥发性盐基氮含量和硫代巴比妥酸值的增加，维持调理黑鱼鱼片的L~*值、硬度和弹性等，抑制肌原纤维蛋白含量、总巯基含量和Ca~(2+)-ATPase活性的降低。CK组鱼片的菌落总数在冷藏9 d时达到了1.70×10~6CFU/g，而C4组鱼片的菌落总数在冷藏15 d时为1.91×10~6CFU/g，说明5%胶原蛋白+0.4%茶多酚+1.5%肉桂精油涂膜处理可以延长调理黑鱼鱼片保质期6～7 d。这为调理黑鱼鱼片以及其他水产品的保藏提供了参考。
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  孤雌卤虫雌激素相关受体基因(ERR)的表达特性分析

  刘雪, 韩学凯, 欧阳雪梅, 隋丽英

  天津科技大学学报. 2024, 39(02): 34-41. https://doi.org/10.13364/j.issn.1672-6510.20230069

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  雌激素通过其相关受体进而影响动物的生殖发育与成熟。为了探究雌激素相关受体基因ERR在孤雌卤虫卵巢发育和成熟过程中发挥的作用，本研究对孤雌卤虫(Artemia parthenogenetica)的ERR基因进行了克隆及相关生物信息学分析，并对该基因在不同组织(卵巢、头部、躯干)和卵巢在不同发育时期[卵黄发生早期(early oocytes,EO)、卵黄发生晚期(late oocytes,LO)、早期胚胎(early embryos,EE)、晚期胚胎(later embryos,LE)]的表达特征进行了探究。结果显示，ERR基因的开放阅读框(ORF)长1 536 bp，共编码521个氨基酸，编码蛋白质的相对分子质量和等电点分别为5.711 4×10~4和5.06，该蛋白质具有两个结构域，没有信号肽和跨膜结构。蛋白质的二级结构主要以无规则卷曲(46.97%)和α-螺旋(40.7%)为主，三级结构与二级结构的结果一致。在NJ系统进化树中，孤雌卤虫(A.parthenogenetica)与大型溞(Daphnia magna)和苏拉威西秀体溞(Diaphanosoma celebensis)最为相近，而与湿木白蚁(Zootermopsis nevadensis)、台湾乳白蚁(Coptotermes formosanus)的亲缘关系较远。表达特征结果显示，ERR基因在孤雌卤虫头部组织中的表达量显著高于卵巢组织和躯干组织中的表达量，且随着卤虫卵巢的发育，表达量逐渐上升，在EE达到最高，随后在LE显著下降(P<0.01)。
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  阳离子分散松香胶/AKD乳液/壳聚糖联合提高麻浆与烟梗浆配抄滤嘴棒用纸的疏水疏油性能

  殷沛沛, 刘莹莹, 管敏, 刘洪斌, 周桂园

  天津科技大学学报. 2024, 39(02): 42-49. https://doi.org/10.13364/j.issn.1672-6510.20230111

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  以麻浆和烟梗浆为原料，抄造滤嘴棒用纸。通过浆内添加施胶剂[阳离子分散松香胶和烷基烯酮二聚体(AKD)乳液]和表面涂布壳聚糖的方法，提高滤嘴棒用纸的疏水疏油性能。探究施胶剂添加量和壳聚糖涂布量对滤嘴棒用纸防水性能、防油等级和物理性能的影响。研究结果表明：当浆内阳离子分散松香胶和AKD乳液添加量均为2%(相对绝干浆)时，滤嘴棒用纸的接触角为128.8°，60 s时滤嘴棒用纸的可勃值为24.30 g/m~2；当壳聚糖涂布量为20 g/m~2时，滤嘴棒用纸的防油等级为12级。
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  两轮电动车骑车人头部损伤的生物力学分析

  李海岩, 孙宗祥, 赵洪乾, 崔世海, 贺丽娟, 吕文乐

  天津科技大学学报. 2024, 39(02): 50-58. https://doi.org/10.13364/j.issn.1672-6510.20230081

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  两轮电动车(poweredtwo-wheeler,PTW)骑车人头部损伤是我国道路交通事故中一种常见的伤害类型，完善骑车人头部损伤评价标准对制定两轮电动车骑车人安全法规以降低碰撞损伤风险具有重要意义。本文采用头部具有详细解剖学结构的人体数值模型进行骑车人-车辆碰撞仿真，对头部进行生物力学分析和损伤评估，并与行人-车辆碰撞中行人头部损伤进行对比分析。研究发现行人和骑车人在车辆碰撞事故中运动学响应较为相似，但头部生物力学响应存在差异，骑车人头部损伤风险高于行人。同时发现骑车人握力因素影响头部的运动学响应，应考虑其在两轮电动车骑车人头部损伤评估中的影响。
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  基于多任务学习的青光眼智能诊断

  魏宏博, 武劲圆, 陈磊, 冯梓毅, 游国栋

  天津科技大学学报. 2024, 39(02): 59-64. https://doi.org/10.13364/j.issn.1672-6510.20230080

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  为了提高青光眼检测的准确率，降低青光眼的危害，本文提出一种基于多任务学习的青光眼智能诊断方法，将U-Net网络和VGG16网络结合，U-Net网络和VGG16网络共用U-Net网络的编码器部分，通过U-Net网络得到杯盘比(cup-to-discratio,CDR)，并且将CDR作为眼底图像的特征之一输入VGG16网络，实现眼底图像的青光眼分类。实验使用REFUGE挑战数据集进行验证，网络模型在训练后得到的工作特性曲线下面积为0.978 8，且视盘和视杯的分割准确率分别达到0.874 5和0.962 4，对比其他使用相同数据集的方法，本方法具有更高的青光眼分类准确率。
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  基于模糊PID的阀门电液伺服开度控制

  高杰, 杨世凤, 高喆

  天津科技大学学报. 2024, 39(02): 65-70. https://doi.org/10.13364/j.issn.1672-6510.20230125

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  针对电液伺服开度控制系统存在的非线性、负载扰动、时变性等问题，以蝶阀的阀门电液伺服开度控制系统为研究对象，使用AMESim软件搭建该系统的物理模型，使用MATLAB软件搭建控制模型，将二者进行联合仿真，并对常规PID控制(proportional-integral-derivativecontrol)和自整定模糊PID控制两种算法的控制性能进行对比。实验结果表明：与常规PID控制相比，采用自整定模糊PID控制方式的电液伺服开度控制系统超调量更小，调节时间更短，准确性有很大提升，且对扰动也有很好的鲁棒性。
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  基于多尺度时空优化的空气质量预测方法

  董梅, 张贤坤, 黄文杰, 秦锋斌, 宋琛

  天津科技大学学报. 2024, 39(02): 71-80. https://doi.org/10.13364/j.issn.1672-6510.20230047

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  本文提出一种基于多尺度时空优化的空气质量预测方法(multi-scalespatial-temporalnetworkforairquality prediction,MSSTN-AQP)，结合空气质量系统中存在的长短期时间依赖关系和动态空间依赖性，提高长期空气质量预测的准确性。首先，通过构建多尺度时空特征提取模块，从多源异构数据中提取时空特征。其次，构建动态空间特征提取模块。通过将图卷积网络与注意力机制进行有效结合，捕捉空气质量网络中的全局空间特征，用于对多种空间依赖关系的联合建模。最后，构建时间特征提取模块，对Transformer模型进行改进与优化。自适应时间Transformer模块主要用于模拟跨多个时间步长的双向时间依赖关系。此外，将上述时空特征提取模块进行有效集成化，构建端到端的空气质量预测模型。为了验证模型的有效性，在两个真实数据集中进行实验验证。实验结果表明，MSSTN-AQP在预测精度上更具优势，尤其是在长期的空气质量预测任务中优势更加明显。