基于MW-KECA与变量贡献SVDD的间歇过程故障检测系统

针对间歇过程的非线性和时变性特点以及故障易误报的问题,提出了一种将移动窗-核熵成分分析(MW-KECA)故障监测与基于变量贡献的支持向量数据描述(SVDD)故障诊断集合而成的故障检测系统。MW-KECA方法构建局部模型能有效处理数据的时变性,同时保留KECA优秀的非线性处理能力。故障诊断中以各变量对CS统计量-向量间角度关系指标的贡献作为输入数据来构建SVDD分类器,相较于原始数据,故障贡献能够突出同类相似信息和异类差异信息。通过青霉素发酵仿真实验,验证了检测系统在监测准确性与故障识别率上都有良好效果,证明了该检测系统的有效性。     

三种浸提方法从普通小球藻中提取油脂的比较研究

分别采用直接浸出、索氏提取和超声波辅助提取三种方法从小球藻(Chlorella vulgaris C9-JN2010)藻粉中提取油脂.选择了三种方法各自的最适提取剂,研究了提取时间对提取率的影响以及提取方法对小球藻油脂肪酸组成的影响.结果表明,三种方法的提取率最高可分别达到84.06％、89.11％和88.66％,所得油脂在脂肪酸组成上无明显差别.超声波辅助提取法的提取效率最高、具有工业放大的前景.小球藻油中亚麻酸、亚油酸等多不饱和脂肪酸含量较高,可作为功能性油脂进行开发.     

利用普通小球藻Chlorella vulgaris C9-JN2010处理氨基酸工业废水的研究

用普通小球藻Chlorella vulgaris C9-JN2010处理氨基酸工业废水,实现废水无害化利用。在微型鼓泡式光反应器中,(25±1)℃,pH(6.5±0.5),0.1 vvm空气流速,4 000 lux,16 h:8 h光暗比条件下,分别考察小球藻在体积分数为20%、40%、60%、80%及100%的氨基酸废水中培养生物量变化及TN、TP、COD的去除率。结果表明,体积分数40%氨基酸废水处理效果最好,停留时间3～4 d,藻细胞干重、比生长速率和最大生产强度分别为0.731 g/L、0.565 d-1、0.243 g/(L.d);废水中TN、TP及COD的去除率分别为92.0%、98.0%及80.0%,对应去除强度分别为30.7、3.28、133.3mg/(L.d)。利用小球藻可以较彻底的去除氨基酸废水中氮、磷及COD等营养,达到污水处理效果。     

利用酒糟处理液作为氮源培养裂殖壶菌生产DHA的发酵工艺优化

为降低发酵培养裂殖壶菌生产DHA的成本,以酱香型白酒酒糟为实验材料,将其简单预处理后作为裂殖壶菌发酵培养基氮源,首先分析了酒糟处理液与胰蛋白胨的游离氨基酸组成与含量,然后以生物量、油脂产量和DHA产量为指标,对酒糟处理液、胰蛋白胨、酵母提取物和牛肉膏作为氮源培养裂殖壶菌生产DHA进行了比较,优化了酒糟处理液作为氮源时的发酵工艺条件,并对发酵废液进行三次循环利用。结果表明：酒糟处理液可以作为满足裂殖壶菌生长的氮源;与酵母提取物、牛肉膏相比,酒糟处理液作为氮源有明显优势;利用酒糟处理液作为氮源的最佳发酵工艺条件为酒糟（含水量约10%）与水质量比1∶ 9、酒糟处理液添加量70%（与基础发酵培养基中水的置换比例）、初始pH 7.0、培养时间108 h,在此条件下裂殖壶菌生物量、油脂产量和DHA产量分别达到22.14、8.88 g/L和284 g/L;最佳条件下三次循环添加15.0%（与基础发酵培养基中水的置换比例）发酵废液于酒糟处理液培养基中,裂殖壶菌DHA产量分别为4.27、3.70 g/L和2.75 g/L。综上,利用酒糟处理液培养裂殖壶菌生产DHA是酒糟资源化利用的新方法。     

微板核酸杂交检测芽孢杆菌属的方法建立

以白酒发酵过程中的优势菌枯草芽孢杆菌为模式菌株,针对具有高保守性及特异性的16SrRNA设计一组核酸探针,建立了对芽孢杆菌属进行定性和定量分析的新型的微板核酸杂交检测方法,优化了关键检测条件。结果表明,当S1酶反应温度为42℃时,芽孢杆菌属检测探针能分开目标序列仅差一个碱基的近缘属。当捕获探针和信号探针工作浓度均为5nmol/L,与分析探针杂交温度都为50℃,杂交时间分别为60min和15min时,检测信号的强弱与细菌数呈良好的线性关系,能实现定量检测,灵敏度高达1.33×102cells/mL。本方法提供了一个快速定性定量的检测技术,具有很好的应用于白酒发酵过程中芽孢杆菌属实时监测的潜力。     

啤酒酵母谷胱甘肽的高效抽提方法

建立了一种从酿酒酵母干细胞中高效抽提谷胱甘肽(GSH)的新方法,料液比为1:8,采用醋酸-盐酸调节抽提pH值为3.5,抽提温度(70±1)℃的条件下,GSH抽提量可达5.50 mg/g,比已报道的其它抽提法提高54.49%～62.24 0A.抽提液经微滤(膜孔径0.45、0.22μm)、超滤(膜截留相对分子质量5 000)处理,蛋白质总去除率为60.98%.所得超滤液经高效液相法和氨基酸分析仪分析表明,粗提物中的杂质除蛋白质、小肽外,氨基酸类杂质主要为谷氨酸,为GSH的进一步精制提供了基础数据.     

环糊精促进Burkholderia cepacia转化胆固醇生成胆甾-4-烯-3,6-二酮

Burkholderia cepacia可转化胆固醇生成甾体激素药物前体。通过质谱、红外光谱、核磁共振光谱等技术鉴定出一种有较高医药用价值的转化产物为胆甾-4-烯-3,6-二酮,但胆固醇的疏水性导致其转化得率较低。添加环糊精提高目标产物的转化得率,并考察环糊精对细胞生长及底物包埋情况的影响。分别选取多种环糊精(与胆固醇的摩尔比为1∶1)添加到转化体系,结果表明,甲基-β-环糊精和羟乙基-β-环糊精对提高胆甾-4-烯-3,6-二酮摩尔转化得率效果显著,分别是对照组的27.55倍和37.95倍。进一步优化羟乙基-β-环糊精的添加比例,当其添加量与底物胆固醇的摩尔比为2∶1时,产物胆甾-4-烯-3,6-二酮转化得率是摩尔比为1∶1时的1.59倍。红外光谱表征2 mol羟乙基-β-环糊精与1 mol底物胆固醇的包结络合情况,发现2 mol的羟乙基-β-环糊精可有效对胆固醇甾核的A环、侧链的26-C和27-C进行包被,形成稳定的包结物。羟乙基-β-环糊精可有效包被底物胆固醇,进而提高产物胆甾-4-烯-3,6-二酮的产率,为微生物转化生产胆甾-4-烯-3,6-二酮提供借鉴。     

乳酸脱氢酶高产菌株的选育及条件研究

以植物乳酸短杆菌RS2-2(Lactobacillus plantarum)为出发菌株,经紫外线、亚硝基胍单独处理和复合处理,获得1株乳酸脱氢酶高产菌株U-N-B14,通过优化实验对该菌株生产乳酸脱氢酶的营养要求和发酵条件进行了研究,优化后的发酵培养基组成为(g/L):酵母膏10,麦芽糖12,乙酸铵4,K2HPO44,NaCl 8,吐温80 2mL/L。发酵条件是:培养温度30℃,pH值6.5,培养时间24 h,接种量8%。在此条件下,1.5 m3罐中试生产的乳酸脱氢酶产量可达1 497 U/g。     

酿酒特色的《发酵工程原理与技术》课程教学改革与实践

《发酵工程原理与技术》是江南大学国家一流本科专业核心课程,也是酿酒工程专业的核心课。该课程旨在培养学生在发酵工程方面的专业知识体系,并注重提高学生的工程实践和解决现代发酵产业实际问题的能力。然而目前该课程教学过程仍存在“课程体系酿酒特色不够突出、学生畏难情绪较重、理论学习和产业衔接较差、评价体系和反馈有待完善,以及学生创新和实践能力培育意识淡薄”等问题。基于以上问题,充分发挥江南大学在酿酒领域的科教优势,分别通过重构覆盖酿酒工艺全流程的课程体系、思政元素设计激活专业热情、经典产业案例式教学使得理论学习和产业深度融合、基于OBE(outcomes-based education)理念多元化评价和教学反馈的持续改进以及科创竞赛/产业课题延伸第二课堂教学,多维度举措保障课程培养目标的完成。经过以上教学改革和实践活动,课程目标达成度持续提升,学生多次荣获国内外顶级学科竞赛奖项,实现了知识传授和创新实践能力培养的有机统一,为现代酿造产业持续输送工科特色的创新实践型人才。     

黄酒前酵中生物胺生成规律的研究

本研究对黄酒前酵工序的生物胺生成规律及影响因素进行了分析探讨。采用反相高效液相色谱技术,改进了生物胺定量检测法,该检测体系准确可靠,样品峰型对称分离度好且缩短了检测时间。分析了前酵工序中主要微生物,氨基酸,发酵醪酸度、糖度、酒精度、p H对生物胺生成的影响。发现前酵工序对成品酒生物胺的影响度为77.67%,第一次开耙阶段生物胺总量增幅最大,达到7.63 mg/L。研究发现主要酿造微生物中乳酸菌总数与生物胺总量成正相关,乳酸菌在搭窝期间生长速率最大,为7.13×106CFU/(m L·h)。在前酵工序中生物胺总量与发酵醪酸度、酒精度、p H呈显著正相关,与糖度呈负相关;前酵过程中主要生物胺与前体氨基酸也呈明显正相关。本研究分析了黄酒前酵中生物胺生成规律,有助于建立降低黄酒生物胺含量的更安全、科学的工艺。