超高压处理对枯草芽孢杆菌超微结构的影响

 研究了超高压处理对枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis AS 1.140）超微结构的影响,探讨其营养体以及芽孢的灭活机制。在经过500 MPa、60 ℃下保温保压20 min超高压处理后,采用透射电子显微镜进行观察,比较处理前后超微结构的变化。观察结果表明：超高压处理后,枯草芽孢杆菌的营养体细胞壁皱缩、出现缺口,胞浆泄漏、结构层次感消失、出现大片透电子区;其芽孢外壳被破坏、出现缺口,芽孢内含物结构紊乱、泄漏、出现部分透电子区;甚至内含物质完全泄漏,出现细胞壁或孢子外壳残留。     

温压结合的超高压技术对虾原肌球蛋白抗原性与结构的影响

近年来食源性虾过敏的事件时有发生。为深入研究超高压技术改变虾类致敏性的机理,从凡纳滨对虾中分离纯化出最主要过敏原原肌球蛋白,利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)对原肌球蛋白进行了鉴定,并运用间接酶联免疫吸附法(间接ELISA)和圆二色光谱法(CD)以及荧光光谱法分析了温压结合的超高压技术中温度因素对原肌球蛋白抗原性与结构的影响。结果表明,原肌球蛋白在300 MPa 15 min处理条件下,经35与45 ℃处理,其抗原性增强,而经55,65与75 ℃处理,其抗原性降低。原肌球蛋白二级结构随温度上升,出现α-螺旋与β-折叠、β-转角以及无规则卷曲结构之间的转换;三级结构发生了由伸展状态到折叠状态,再有部分伸展而后折叠的动态变化。由此推断,温压结合的超高压技术中通过调节温度条件,可引起虾原肌球蛋白构象发生变化,进而影响其抗原性的改变。研究结果对于开发低敏性虾制品的新方法、新工艺具有理论指导意义。     

响应曲面法优化超高压杀灭金黄色葡萄球菌条件的研究

 因子试验研究结果表明,显著影响超高压杀灭金黄色葡萄球菌效果的外界因子是温度、压力和保压时间。在此基础上,采用响应曲面法（Response Surface Methodology,RSM）建立了超高压杀灭金黄色葡萄球菌的二次多项数学模型,验证了模型的有效性,并探讨了上述3个因子的交互作用及其最佳水平范围,优化出杀灭6个数量级金黄色葡萄球菌ATCC6538的外界条件为：温度34.35 ℃,压力329.84 MPa,时间15.53 min。     

鲍鱼超高压脱壳工艺的优化及品质研究

实验研究了皱纹盘鲍的超高压脱壳工艺,评价了超高压脱壳对鲍鱼品质的影响。结果表明:超高压处理有利于鲍鱼的脱壳,200MPa保压1min和300MPa不保压的超高压处理组与对照组(手工脱壳)相比,脱壳时间分别节约69%和72%,同时提高了鲍鱼的完整性,鲍鱼肉得率分别提高18%和16%;超高压脱壳处理后,鲍鱼菌落总数从2.2×103 cfu/g减少至270~350cfu/g,水分含量显著增大,pH值变化不显著(P0.05);经超高压脱壳后,鲍鱼肉的亮度L*显著增大,而红度a*和黄度b*较对照组降低,有效改善了鲍鱼的色泽;随着处理压强的增大和保压时间的延长,鲍鱼硬度增加,弹性下降。经综合评价,选择处理压强300MPa、保压时间为零作为最佳超高压脱壳工艺参数。     

超高压处理对多酚氧化酶活性的影响

 研究了超高压中温协同处理对砀山梨汁中多酚氧化酶活性的影响,实验压力为0.1~500 MPa,温度为20~60 ℃。此外,考察了不同pH值（3~7）和保压时间（2~34 min）超高压处理对酶活性的影响。实验结果分析表明：在处理温度为50 ℃、保压时间为10 min和梨汁pH值为5的条件下,200~300 MPa处理梨汁时多酚氧化酶被激活,活性表现最高;500 MPa时酶的活性下降到75.3%。协同温度为30 ℃处理梨汁时,酶的活性反而增大;30 ℃以后,酶活性随温度升高而迅速降低;有效协同高压处理的温度为40 ℃。随着保压时间的延长,梨汁中过氧化物酶的活性减小;18 min以前下降速度较快些,之后下降速度变缓。pH在5~6之间,酶的残留活性最大;pH值为6时,梨汁中多酚氧化酶最为耐压。     

超高压处理对海参自溶酶活性影响的研究

 海参的超高压处理与传统的处理方法相比有许多优越性,具有十分广阔的应用前景。研究了超高压处理过程中压力（0.1~550 MPa）、保压时间（0~30 min）、温度（24~62 ℃）及保压方式对海参自溶酶活性的影响。在室温、保压20 min的条件下,200 MPa左右较低压力下酶活性降低,相对残存活性为88.25%;250 MPa较高压力下自溶酶被激活,酶活性为106.77%;550 MPa高压下酶活性最低为29.81%。自溶酶活性随保压时间和温度的增加先上升后下降;保压方式对自溶酶活性的影响不大。同时利用误差反向传播神经网络（Back Propagation Neural Network,BP人工神经网络）,模拟了超高压钝酶效果,与实验结果比较,平均相对误差为0.9%,可以获得较好的预测结果。研究结果表明,在一定的压力、保压时间和温度下,酶被激活,其活性上升;而在一定的压力、保压时间和温度下,酶被钝化,活性降低。对优化海参超高压钝酶工艺具有一定的参考价值。     

超高压处理优化藜麦蛋白的乳化性能

利用超高压处理藜麦蛋白,研究超高压保压压力、超高压保压时间及蛋白质量分数对藜麦蛋白乳化性的影响。采用响应面法优化超高压处理条件,得到最佳工艺条件,并利用傅里叶红外光谱、粒度仪、X射线衍射(XRD)等表征方法分析乳液蛋白质的表面性质及结构特征。结果表明:保压压力为235 MPa、保压时间为5.2 min、蛋白质量分数为0.34%时,乳化指数为119 m~2/g。同时,由傅里叶红外光谱分析蛋白二级结构可知,变性后藜麦蛋白的α-螺旋结构含量降低,β-转角结构含量增加,分子无序性增加,蛋白乳化性提高。XRD分析发现,改性后蛋白在2θ=10°附近的峰强度明显减小,说明α-螺旋结构含量降低。改性后乳液蛋白粒度减小,其乳化性提升。因此,适当的超高压处理可以改善藜麦蛋白的乳化性。     

超高压处理对不同果蔬结构和性质的影响

超高压处理用于提高食品的安全性和贮藏性已被广泛用于果蔬制品,但主要限于流态食品,原因是超高压处理可能会影响到固态食品的结构。为了探究超高压处理对不同品种的果蔬结构和性质的影响,选择了5种具有不同的密度、含水量、微观结构和质构特性的果蔬,采用不同的超高压处理条件,分析在不同压力大小和保压时间条件下,果蔬结构和性质的变化情况。结果表明:果蔬的质地会影响其耐压特性,当果蔬质地柔软、空泡结构较少时,耐压性较好;反之,果蔬的体积容易被压缩,由于组织结构的差异,不同果蔬受压时体积变化差异很大;密度大、初始硬度大的果蔬受超高压处理后硬度等质构指标下降幅度更大。保压时间的延长会进一步破坏果蔬的质构和结构。     

超高压处理对冷藏鲈鱼片品质及组织结构变化的影响

为研究超高压处理对冷藏鲈鱼片品质及组织结构变化的影响,将新鲜鲈鱼片经不同超高压(200、250、300MPa,保压时间9min)处理后,置于4℃条件下贮藏。分别于0、4、8、11、13、15d进行样品的理化指标(pH值、硬度、持水力、硫代巴比妥酸(TBA)值、挥发性盐基氮(TVB-N)值)和微生物指标(菌落总数)测定,并结合低场核磁共振技术表征其水分迁移状态,辅以外观及微观结构观察,进行指标间的相关性分析,以综合评价超高压处理对冷藏鲈鱼片品质及组织结构变化的影响。结果显示:随着贮藏时间的延长,样品的pH值呈先降后升的变化趋势,压力大小与pH值变化正相关,与硬度值、持水力负相关;超高压处理能抑制样品的TBA值、TVB-N值及菌落总数的上升,压力越高,抑制效果越显著。低场核磁共振技术结合持水力数据显示:超高压处理后鱼肉水分迁移变化明显;随着压力的增大,鱼肉样品表面呈乳白色,蒸煮效果显著。观察样品肌肉组织的微观结构得出,经超高压处理后,鱼体肌肉组织变得模糊,肌纤维结构紧致无序,其中300MPa处理组样品呈明显凝胶状。超高压处理能抑制样品的脂肪氧化和微生物生长,但会对样品外观、色泽及持水力产生不利影响。进行指标间的相关性分析得到,TVB-N、TBA值和菌落总数能作为判断鲈鱼鲜度的重要指标。比较各组别间的结果差异性,以250MPa、9min超高压处理的综合评价效果相对较好,能使鲈鱼片的冷藏货架期至少延长4d。     

钢丝缠绕剖分式超高压模具等张力预紧分析

针对超高压装置大型化受限于大质量硬质合金加工困难等问题,设计了一种新型的钢丝缠绕剖分式两面顶超高压模具。该模具主要由内部的剖分式压缸和外部的预应力钢丝组成。对采用等张力钢丝缠绕模具进行了力学模型分析,并通过有限元软件对剖分式压缸和钢丝缠绕层进行研究。结果表明:加载后压缸腔体的最大等效应力出现在压缸腔体内壁;压缸腔体尺寸稳定性与钢丝缠绕层数及钢丝直径成正比;在缠绕层内部,钢丝轴向应力与钢丝直径成反比,与缠绕层数成正比。     

超高压杀菌机制研究进展

 食品中微生物是导致食品品质降低的重要因素之一,超高压作为一种灭菌方式已取得了显著的效果。介绍了超高压杀菌基本原理,着重分析了超高压对微生物细胞形态结构、代谢、遗传物质等造成的影响,并展望了超高压在食品工业中的应用前景。     

5.5 GPa下碳纳米管的热稳定性研究

 利用X射线衍射和透射电子显微镜研究了碳纳米管在5.5 GPa下的热稳定性问题。根据以往的研究在常压真空条件下碳纳米管的热稳定性非常好，其结构在2 800 ℃以下可能并不发生变化。实验中发现，虽然在5.5 GPa压力下冷压作用后碳纳米管的微结构没有明显的改变，但在950 ℃既开始发生改变，转变成类巴基葱和类条带结构，而在1 150 ℃其结构转变成石墨结构。高压是这种转变的主要原因，高压可以促使碳纳米管管结构的破裂，从而减小了它的热稳定性。     

罐装橙汁超高温瞬时灭菌的数值模拟研究

由于对橙汁的灭菌工艺没有进行精确的研究,在橙汁的实际生产中经常是使用过度灭菌来保证果汁灭菌的彻底。过度灭菌不但引起橙汁生产的能耗增加而且会导致橙汁的营养成分的损失。本文分析了果汁中常见的细菌,得出了灭菌结束时所需的最低温度;在此基础上利用数值模拟的方法对橙汁的超高温瞬时灭菌进行了计算。同时使用实验对CFD计算的结果进行了验证,误差在9.5%以内,表明CFD对橙汁的超高温灭菌的模拟是可行的。模拟得出了不同温度时的灭菌的最理想时间条件分别为:135℃(408 K),13 s;140℃(413K),12 s;145℃(418 K),12 s;150℃(423K),11 s。     

Sterilization in supercritical media

This review summarizes the achievements in the field of sterilization in supercritical (SC) media in the last 10 years. In particular, new approaches to carrying out the sterilization process are described and the possible use of a wide range of SC media is shown. In addition, some data on microbial inactivation mechanism are presented and new areas of SC sterilization application are discussed.     

高压热处理对铝青铜热物理性能的影响

在5 GPa压力下对铝青铜进行750℃、保温15 min的高压热处理,对高压热处理前后铝青铜的电导率以及25～600℃温度范围内的热扩散系数、热容和热导率进行测试,结合显微组织的观察结果,探讨了高压热处理对铝青铜热物理性能的影响。研究表明:高压热处理能增大铝青铜的热扩散系数,减小热容;对热导率而言,温度低于400℃时高压热处理能增大铝青铜的热导率,而温度高于400℃时高压热处理能减小铝青铜的热导率。分析认为,产生变化的主要原因是高压热处理使铝青铜的微观组织发生了变化。     

地球深部探索与高压研究

地球内部是一个复杂的高温高压系统,地球核心的压力约360GPa,温度约5000℃,地球内部物质在高温高压条件下演化成为目前的地球层圈结构,在地球表面发生的许多重大的地质事件,都与高温高压条件下地球深部物质的性质密切相关,文章介绍了近年来高压物质科学的某些研究现状,并提出了若干地球科学中急待研究的科学问题。     

高静压对淀粉结构及糊化性质的影响

综述了高静压对淀粉的影响。阐述了高静压的定义及其原理,与高静压的作用直接相关的淀粉结构及其性质。根据文献资料报道对25种以上淀粉的研究表明,高静压不仅对淀粉结构影响明显,包括微观结构、宏观颗粒形态,而且对淀粉糊化过程及性质也有较大的影响。施加的压力、淀粉的种类、处理温度、溶液浓度不同,对淀粉的结构和糊化影响也显著不同。大量的研究表明,高静压对淀粉的处理是有潜力的非热物理变性的手段,通过利用不同的高静压处理手段,得到不同品质的高静压淀粉产品,使淀粉在不同的领域中发挥更大的作用。     

新型超硬材料AlMgB14高温高压物态方程和力学性质的第一性原理计算

新型三元超硬复合材料AlMgB14由于具有硬度高、密度低、热稳定性好、导电性能好且制作成本低等一系列优良特性,而成为超硬材料领域的研究热点。本文基于密度泛函理论的第一性原理算法,运用计算机模拟技术,模拟实际实验中难以达到的高温和高压条件,结合Kohn-Sham方程的自洽求解计算新型超硬材料AlMgB14在高温高压下的力学性质、物态方程。从而对比获得其物理化学性质与高压弹性常数,并讨论其背后的物理本质。本文首先对AlMgB14进行结构优化;其次,计算在不同原胞体积下所对应的晶格总能量,获得了AlMgB14的状态方程参数、热力学性质及其随温度和压力的变化关系。同时也研究了常压及加压时,AlMgB14晶体的弹性性质的特点及变化情况。研究结果不仅构建了微观结构AlMgB14与其宏观物理特性之间的桥梁,同时为其材料的工程应用和基础理论研究提供良好的帮助,而且本论文采用的理论计算方法还可以应用到其它材料的物态方程研究中。     

利用大体积压机与同步辐射进行原位高温高压研究——地球内部物质物性研究的应用

文章试图对于采用同步辐射和大体积高压技术在高温高压研究中的近期进展作一个简要的综述，并选择近期地学界的科研成果和技术突破作为例子，最后简略讨论大体积高压技术发展的前景．     

Theoretical design of diamondlike superhard structures at high pressure

Diamond, as the hardest known material, has been widely used in industrial applications as abrasives, coatings, and cutting and polishing tools, but it is restricted by several shortcomings, e.g., its low thermal and chemical stability. Considerable efforts have been devoted to designing or synthesizing the diamond-like B–C–N–O compounds, which exhibit excellent mechanical property. In this paper, we review the recent theoretical design of diamond-like superhard structures at high pressure. In particular, the recently designed high symmetric phase of low-energy cubic BC3 meets the experimental observation, and clarifies the actual existence of cubic symmetric phase for the compounds formed by B–C–N–O system,besides the classical example of cubic boron nitride.