可食性膜的研究进展
可食性膜的研究进展
作者：李超， 李梦琴， 赵秋艳， LI Chao， LI Meng-qin， ZHAO Qiu-yan
作者单位：河南农业大学食品系,河南,郑州,450002
刊名：
食品科学
英文刊名：FOOD SCIENCE
年，卷(期)：2005,26(2)
被引用次数：19次
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生物膜的研究进展
第7卷第5期1998年10月 环境科学进展 ADVANCESINENVIRONMENTALSCIENCE Vol.7,No.5 Oct.,1999生物膜的研究进展Ξ 王文军1、2 王文华1 黄亚冰1 张学林2 (1中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室,北京100085) (2中国科学院长春地理研究所,长春130021) 摘 要 本文综述了近年来生物膜研究成果,包括生物膜的发育形成、形态结构、组成、物理-化学特征、抗性等;生物膜在污水处理方面的作用和微生物组织腐蚀性的负效应。 关键词:生物膜 特征 作用 生物膜在天然水环境中和工程处理过程中起着重要的作用[1-3]。在天然水环境中,绝大部分矿物颗粒表面覆盖着有机外壳[4],这些有机外壳由腐殖酸物质和生物膜组成,它们将强烈地改变矿物颗粒的吸附行为,这种表面吸附作用在河水污染物的迁移过程中起着决定性作用。在工业应用中,生物膜的作用表现在废水处理,以及酸性矿物排泄物的生物修复等方面,例如在水和废水处理系统中,生物膜反应器比悬浮生长反应器具有更大的优势,能提高生物量在反应器中的滞留程度,促进对污染物降解效率。生物膜的破坏性作用表现在清洁水系统中,以及微生物诱导的腐蚀等方面[5,6]。随着对生物膜在自然环境(如水、土、生物环境)中和工业应用方面的重要性的不断认识,在过去的二十多年,人们对生物膜的兴趣极大地增加[7]。美国、德国、日本、英国、法国等国家对生物膜进行了大量的研究[1-31],取得了一些初步的研究成果。 一、生物膜的形成及影响因素 生物膜形成于自然环境和人工环境中。在自然环境条件下,生物膜存在于几乎所有暴露于水中的固体表面上,代表了一类微生物群体,其中有各种寄居者如固着细菌、原生动物、真菌和藻类[4-9]。这些微生物细胞及非生物物质镶嵌在微生物分泌的有机聚合物基质(Matrix)中,聚合物基质由细菌胞外聚合物质和腐殖质等其它有机物质组成。即生物膜代表了一种稳定的由微生物细胞组成的复杂混合物的微生态系统,细胞镶嵌在胞外聚合物的基质中,并且附着到固体表面。生物膜发育形成的条件和时间序列大致为[9]: (1)存在着清洁的可用于聚居的固体表面;(2)一种有机分子膜快速形成;(3)聚结的细胞 Ξ1国家自然科学基金资助项目:29777027 2中国科学院武汉水生所淡水生态与生物技术国家重点实验室开放基金资助
可食性包装膜
可食性包装膜 一、概念： 所谓可食性包装膜（Edible Package Films，简称EPF），就是一种以可食性生物大分子物质为主要基质、辅以可食性增塑剂、通过一定的处理工序使各成膜剂分子之间相互作用、在干燥后形成具有一定力学性能和选择透过性的结构致密的薄膜。 二、特点： 可食性包装膜一般具有以下特点：①明显的阻水性，可延缓食品中水和油及其它成分的迁移和扩散；②可选择的透气性和抗渗透能力，阻止食品中风味物质的挥发；③较好的物理机械性能，可提高食品表面机械强度使其易于加工处理； ④可以作为食品色、香、味、营养强化和抗氧化物质等的载体；⑤可与被包装食品一起食用，对食品和环境无污染。 三、分类及制作 1、多糖类可食性包装膜： （1）淀粉可食性包装膜 以玉米淀粉、马铃薯淀粉为主料，辅以明胶、甘油等制成的可食膜在抗机械拉力、韧性、透明度和速溶性等方面都优于糯米纸。 （2）改性纤维素可食性包装膜日本最近推出以豆渣为原料的EPF，用于快餐面调味料的包装。美国的生产研究机构采用羟丙基甲基纤维素(HPMC)制造可食性纤维素膜也取得了成功。 （3）动植物胶可食性包装膜这类EPF是以动物胶如明胶、骨胶、虫胶，植物胶如葡甘聚糖、角叉胶、果胶、海藻酸钠、普鲁蓝等为基质而制成的EPF。它具有透明度好、强度高，印刷性、热封性、阻气性和耐水耐湿性较好的特点，已用于调味品、甜味剂、汤料和油脂等食品的包装，还可用于冷冻食品、糖果及果脯等的包膜，以防粘连。 （4）壳聚糖可食性包装膜壳聚糖是虾、蟹、昆虫等甲壳的提取物，即甲壳素经50％左右的浓碱处理后，2位碳上的乙酰氨基被脱乙酰而得到。甲壳素与壳聚糖具有很好的成膜性和生物降解性，非常适合制造可食性包装材料。不同种类的酸( 乙酸、甲酸、乳酸、丙酸) 对壳聚糖膜性能的影响不同，发现乳酸壳聚糖膜具有良好的阻氧性、阻湿性和延伸性。 2、蛋白质类可食性包装膜 （1）大豆分离蛋白膜该膜以大豆分离蛋白为主要原料，添加甘油，分别在酸性和碱性两种条件下制成可食性膜。大豆分离蛋白膜具有良好的机械性能及耐湿性能，在大豆分离蛋白与甘油的配比为 2.5∶1，膜溶液pH 值为7，膜制备温度为90℃的条件下，可制得具有较好抗拉强度及延伸率的可食性包装保鲜膜。利用大豆提炼的蛋白质，制造出类似塑料的薄膜基料，与增塑剂甘油、山梨醇等相混合，制造成多用途的EPF，并具良好的强度、弹性和防潮性。 （2）小麦面筋蛋白可食性包装膜小麦面筋主要由麦谷蛋白和麦醇蛋白组成，其中麦谷蛋白含量占30%～40%，麦醇蛋白含量占40%～50%。由于麦谷蛋白具有弹性，麦醇蛋白具有延伸性，能与水形成网络结构，从而具有优良的黏弹性、
细菌生物膜研究进展 (1)
306 中国医学文摘耳鼻咽喉科学 NEWS AND REVIEWS/November 2009, Vol.24, No.6 专题论坛 抗生素的合理应用 EATURE 1 生物膜的概念 细菌生物膜是指在多聚糖、蛋白质和核酸等组成的基质内相互粘连粘附于物体表面的细菌群体[1]。生物膜可以由一种或几种细菌混合生长而成。乳酸乳球菌与萤光假单胞菌混合形成的生物膜就是一个典型的例子。乳酸乳球菌自身不易形成生物膜，但可以提供给萤光假单胞菌乳酸作为养料，而萤光假单胞菌帮助乳酸乳球菌固定在物体表面，并且消耗氧气为乳酸乳球菌这一厌氧菌提供更合适的生长环境[2]。 生物膜的生命周期分为附着、生长和分离3部分。附着阶段，物体表面的血清蛋白和其他物质作为连接物介导细菌的附着；生长阶段，细菌通过分裂并在物体表面定植，生成聚合物基质，使得生物膜形成三维结构，并形成隧道，这些隧道帮助营养物质的交换以及废物的排出，并调节生物膜内的pH 值。生物膜中的细菌对氧气和营养的需要有所减少，废物通过其内的管道得以排出。生物膜内细菌间的紧密接触为携带耐药基因的质粒的交换和对密度感应分子的交流提供了良好环境。生物膜内的细菌间更利于质粒、酶和其他分子的交换，通过化学信号进行交流。生物膜的形成需要细菌间的化学信号进行协调。使得细菌能感知到周围细菌的存在并对环境变化作出相应的反应。这一过程称为密度感应（quorum-sensing ）。虽然不同细菌的生物膜有其特异性，但均具有一些普遍的结构特征。生物膜中细菌形成的微菌落间具有间隙空位（interstitial voids ），液体可在这些间隙中流动，使得营养物质、气体和抗菌药物得以扩散。生物膜的结构随着外部和内部的改变而持续变化。 2 生物膜与临床 99%的细菌以生物膜的形式生活，美国疾病控制与预防中心估计至少65%的人类细菌感染与生物膜有关[3]。生物膜已经被证实与慢性中耳炎、中耳胆脂瘤、慢性腺样体炎[1]等疾病相关。Pawlowski 等[4]于2005年在耳蜗植入体上发现了细菌生物膜。Cryer 等[5]于2004年发现一些慢性鼻窦炎手术治疗后症状仍持续 细菌生物膜研究进展 郑波 [关键词] 生物膜（Bio ?lms ）；抗药性，细菌（Drug Resistance ，Bacterial ） 郑波 北京大学第一医院临床药理研究所，北京 100034 广东人，副教授，副主任医师，主要从事细菌耐药机制和抗菌药物合理应用的研究工作。Email ：doctorzhengbo@https://www.360docs.net/doc/6111608296.html, 的患者鼻窦中存在生物膜，这些患者主要为铜绿假单胞菌感染。Ramadan 等[6]于2005年对5位慢性鼻窦炎患者进行黏膜活检，对标本进行扫面电镜检查均发现有生物膜的存在。此外，生物膜已被证实与下列感染有关：慢性前列腺炎、导管相关感染、人工关节感染、牙周病、心内膜炎以及囊性纤维化患者的假单胞菌肺炎等。 3 生物膜与抗菌药物耐药 生物膜内细菌对抗菌药物的敏感性较游离状态时显著降低，最低可降低1000倍。其原因包括生物膜的结构阻止了药物的传输或生物膜中的细菌的生理学改变等。以前一直认为生物膜介导的对抗菌药物耐药的原因是抗菌药物难以渗透入生物膜。但一些研究否认了这一假设。研究显示喹诺酮类可以很快的渗透到铜绿假单胞菌和肺炎克雷白杆菌生物膜的深部[7，8]，四环素可很快的渗透到大肠埃希菌生物膜内，万古霉素可以很快渗透到表皮葡萄球菌生物膜内。目前唯一得到证实的是氨基糖苷类药物，由于生物膜中的基质带负电荷，而氨基糖苷类带有正电荷，因此氨基糖苷类药物难以渗透到生物膜的深部[9]。 生物膜对β内酰胺类耐药性增加的机制之一是细菌产生的β内酰胺酶在生物膜表面基质内聚集，可达到很高的浓度，能迅速的将渗透进生物膜内的β内酰胺类抗生素水解掉，有效保护深部细菌不被β-内酰胺类抗菌药物灭活[10]。有研究证实氨苄西林会被肺炎克雷白杆菌生物膜表层中聚集的β内酰胺酶快速水解。 生物膜造成的缺氧环境也增加了对抗菌药物耐药性。一项在囊性纤维化患者生成的铜绿假单胞菌生物膜的研究显示氧气仅能渗透到生物膜的25%深度。铜绿假单胞菌在厌氧条件下比在有氧条件下对抗菌药物的敏感性明显降低[11]。 由于很多抗菌药物对繁殖期细菌杀伤作用更强大，如青霉素类、头孢菌素类和碳氢霉烯类等。在生物膜深部的细菌受氧气、营养物质缺乏的影响及可能存在的密度感应系统的调控，使得细菌的生长、繁殖速度下降，影响抗菌药物对其作用。因此在抗菌药物作用下，生物膜中相对敏感的细菌会被杀死，但耐药菌会持
支原体生物膜研究进展_叶晓敏
·综述·支原体生物膜研究进展 叶晓敏，陆春 (中山大学附属第三医院皮肤科，广东广州510630) ［摘要］近几年，支原体生物膜研究逐渐受到研究人员的关注。多种支原体都被证实具有生物膜形成 能力，生物膜形成后支原体耐药性增加，研究生物膜对于防治临床支原体感染有着重大意义。本文从 目前报道的几种支原体生物膜的形成及结构、生物膜形成的影响因素、生物膜形成对支原体药物敏感 性的影响及可能机制等几个方面综述了目前对支原体生物膜的研究进展。 ［关键词］支原体;生物膜 ［中图分类号］R759［文献标识码］A［文章编号］1674－8468(2011)01－0060－04 生物膜(Biofilm，BF)是微生物在生长过程中附着于物体表面而形成的由微生物的细胞及其分泌的聚合物等所组成的膜样多细胞复合体［1］。生物膜的存在可以增强病原微生物对宿主免疫攻击及抗菌药物的抵抗力。目前对大量支原体的研究已发现很多支原体都具有形成生物膜的能力。生物膜形成后增强了支原体对环境压力如热、干燥、缺氧、高渗透压等［2-3］及对抗菌药物的抵抗力［4］。本文从支原体生物膜的形成及结构、生物膜形成的影响因素、生物膜形成对支原体药物敏感性的影响及可能机制等几个方面对目前支原体生物膜的研究进展作一综述。 1支原体生物膜的鉴定及其形成和结构 生物膜是微生物细胞不断粘附、聚集，并包裹在自身生成的胞外基质中形成的多聚复合物，体积上15%由细胞组成，85%由胞外基质组成。目前生物膜的培养多以玻片、细胞爬片、滤膜为载体，可在液体中或固体培养基表面培养，依靠扫描电镜或共聚焦显微镜观察，通常认为观察到多层复合结构即为生物膜结构［5-6］。 生物膜的形成是一个动态过程，先后包括5个步骤［7］:可逆性粘附、不可逆性粘附、早期形成阶段、成熟及消散阶段。虽然很多研究认为支原体培养24小时生物膜即已形成，并以此期生物膜为对象研究其对抗菌素等的抵抗力。但Laura McAuliff等［2］在研究了牛支原体生物膜时有不同的发现。作者利用共聚交显微镜结合SYTO9/PI 荧光探针对牛支原体生物膜形成的动态过程进行观测，发现形成的24及48小时大部分细胞是活的，而通过共聚交显微镜的观察及三维重构发现牛支原体生物膜在最初的24小时仅有一层细胞粘附，48小时才发展成一个非匀质的框架结构，有近20um高，还有通道样结构，此时的生物膜才趋于成熟，同时研究发现培养24小时的牛支原体生物膜对达氟沙星，恩氟沙星，土霉素与游离状态的细胞同样敏感，证明牛支原体培养24小时尚未形成成熟生物膜。可见不同微生物生物膜成熟的时间是存在差异的，在对生物膜特性进行研究之前因先确定其成熟时间点。 支原体生物膜形态与其他微生物相似，可呈网络样、蜂窝状、柱状、蘑菇样、塔样，其间可见水通道，同一种微生物可形成不同结构的生物膜。如肺炎支原体的生物膜最初可形成蜂窝状的区域，在此基础上向外生长成蘑菇状或塔状，塔的直接从小的10um到大于50um，并在塔结构内可见到通道。随着生物膜生长时间的延长，蜂窝状结构中的空洞减少而塔的直径增加，生物膜的形成逐渐趋于成熟［8］。生物膜在不断成熟、丰厚的过程中对内层细胞保护作用不断增强，但由于其深部的细胞营养物质及氧份缺乏也会抑制其生长，正如Laura McAuliff的研究发现培养72小时的生物膜中近70%的细胞都死亡了，活的细胞主要位于生物膜中心。 2影响支原体生物膜形成的因素 生物膜的形成过程中粘附是第一步也是最关键的一步，某些胞外多糖及蛋白质物质是介导粘附的重要基质。如大肠杆菌的表多糖［9］，铜绿假单胞菌的藻酸盐［10］等都可促进生物膜的形成。有关支原体的研究也发现支原体的生物膜形成也与某些多糖及蛋白质物质有关。 2．1多糖与生物膜形成 野生型的肺炎支原体可形成一种胞外多糖，即表多糖(exopolysaccharide，EPS)-Ⅰ，它是由当量克分子的葡萄糖
可食性胶原包装膜的研究进展
可食性胶原包装膜的研究进展 Ξ Progress i n ed ible collagen packag i ng f il m 马春辉ΞΞ 舒子斌 林炜 王碧 张铭让 (四川大学轻工与食品学院,成都610065) M a ChunH u i ,Shu Z ibin ,L in W ei ,W ang B i ,Zang M ing rang (D ept .of L ight I ndustry and Food Eng i neer i ng ,Sichuan Un iversity ,Chengdu 610065) 摘 要 简要描述了可食性包装膜的主要特性,并介绍了胶原包装膜的国内外研究进展状况及其功能特性。关键词 可食膜 胶原 进展 Abstract T he m ain characteristics of edib le p ackaging m aterials are b riefly described , and the developm en t of edib le co llagen p ackaging fil m in Ch ina and ab road together w ith its functi onal p rop erties are m ain ly in troduced . Keywords edib le fil m co llagen developm en t 前 言 可食性包装膜是以天然可食性物质(如:蛋白质、多糖、纤维素及其衍生物等)为原料,通过不同分子间的互相作用而形成的具有多孔网络结构的薄膜[1],通过包裹、浸渍、涂布、喷洒于食品表面(或内部)而对气体、水汽和溶质具有高度的选择透过性。可食性膜与非可食性膜同样具有较好的机械性能、阻氧性、阻气性、抗渗透、抗微生物和抗氧化剂能力。但可食性膜又具有非可食性膜无法比拟的优越性,主要表现在其可食性:不仅可以减少对环境的污染,而且它本身是富含多种营养成份的物质,有益于人体健康。除此之外,还可以通过加入一些风味剂、有色剂、甜味剂等用以改善食品的感官性能[2]。 鉴于以上可食性包装膜的诸多优越性,国内外的众多食品科学家们都将可食性包装膜的研究做为开发的重点。主要有以蛋白质为基础 的大豆分离蛋白膜、玉米醇溶蛋白膜、小麦面筋蛋白膜、乳清蛋白膜、胶原膜等;以植物多糖或动物多糖为基质的淀粉膜、改性纤维素膜、壳聚糖膜和葡甘聚糖膜等;以及以自然资源糖蜜、油脂等为原料通过微生物发酵产生的3-羟基丁酯、3-羟基戊酯、4-羟基丁酯、己内酯等经过聚酯制成的可食性包装膜。1 可食性胶原包装膜111可食性胶原膜的原料 胶原包装膜是以可食用的胶原为原料,经过交联而制成的包装材料。胶原富含于动物的皮、软骨、韧带、肌腱及其它结缔组织中,国内有极其丰富的资源,但由于我国大部分皮资源均以制革等形式加以利用,利用率极低。据统计,只有20%左右的皮资源转化为革,60%的皮资源转化为含铬和不含铬的固体废弃物,其余约20%转变为其它形式 的废弃物和副产品,这些物质如不加以回收利用,则不仅会占用场地、污染环境,而且也是对胶原蛋白资源的极大浪费。同时,胶原是一种富含多种人体必需氨基酸的蛋白质,是人体不可多得的营养物质,将其回收并制造成可食性包装材料是实施了一项重大的绿色环保工程。胶原膜具有阻油、阻氧、阻水、可携带抗氧剂及抗菌剂载体、保香等功能,可以广泛地应用于包装肉制品、熏鸡肉、油炸肉、酸奶、包装药粉的胶布和食品配料;还可用做肠衣包装香肠、冻肉;制作成包装袋包装可可粉、咖啡、香料以及药用胶囊等。112国内外研究进展 在1925年以前,肠衣材料都是由动物肠所制,该肠衣不仅可食用,而且在受热时能与肉类保持收缩一致。但由于其资源严重不足,故使用范围受到了极大限制。1925年以后,相继开发了几种合成类型的肠衣材 ? 8?ΞΞ Ξ第一作者简介:马春辉,男,1975年生,硕士生 国家科技部攀登-特别支持项目国科基字[1999]045号
生物膜法在污水处理中的研究进展
泉州师范学院 学年论文 论文题目：生物膜法在污水处理中的研究进展指导老师：黄初龙 学院：资源与环境科学学院 专业班级：09级环境工程与管理 学号：090905001 姓名：刘姣
生物膜法在污水处理中的研究进展 摘要：生物膜法在污水处理工艺中是与活性污泥法并行的一种好氧型生物污水处理方法，广泛的应用于工业废水和城市污水处理的二级处理中，也是污水处理的关键环节。与活性污泥法相比，生物膜法具有一些特有优势，比如无需污泥回流，运行管理容易，无污泥膨胀问题，易于微生物生存，运行稳定等。文中简单介绍了生物膜法对磷、氮及一些重金属去除的研究进展。 关键词：生物膜法；污水处理；活性污泥法 Abstract：Biofilm and activated sludge is a parallel-ty pe aerobic biological treatment methods，in the sewage treatment process．They widely used in the secondary treatment of industrial wastewater and urban sewage treatment，and these methods are the key link in sewage treatment．Compared with the activated sludge process，biofilm has some unique advantages．For example，no sludge return，easy operation and management，no sludge expansion，ease of microbial survival，run stable，etc．The paper describes simply biofilm research on the removal of phosphorus，nitrogen and some heavy metals． Key words：B iofilm treatment；sewage treatment；activated sludge 引言 近年来，伴随着经济的快速发展，我国在追求GDP增长的同时也带来一系列的环境问题，其中淡水资源紧缺迫使城镇生活污水处理技术显得尤其重要。然而随着人们生活水平的提高，城镇生活污水中的氮、磷含量增加，有机成分复杂，传统的生物污水处理技术已无法紧随步伐，处理效果不佳，为此，在新型填料的不断开发和完善基础上，生物膜法处理工艺借其处理效率高、剩余污泥产泥量少、运行管理方便等特点得到快速发，在污水处理中有广阔的应用前景。生物膜可认为是由一种或是多种微生物群体组成的，并附着在一种载体表面上进行生长发育[1—2]。 1 生物膜法概述 1.1生物膜法的净水机理 生物膜法和活性污泥法一样都是利用微生物来去除废水中各种有机物的处
可食性包装材料
可食性包装材料 1.淀粉类 淀粉类可食性包装材料是以淀粉为主要原料制得的。制作时，将淀粉成型剂与胶黏剂按一定比例配制，然后充分搅拌，再通过热压等方式加工制得包装薄膜或具有一定刚性的包装容器。所用淀粉有玉米、红薯、土豆、魔芋及小麦等。所加入的胶黏剂多为天然无毒的植物胶或动物胶，如明胶、琼脂、天然树脂胶等。 2.蛋白质类 蛋白质类可食性包装材料是以蛋白质为基料，利用蛋白质的胶体性质，加入其他添加剂改变胶体的亲水性而制得的包装材料，多以包装薄膜形式存在，根据基料的不同又可将其分为胶原蛋白薄膜、乳基蛋白薄膜及谷物蛋白薄膜3种。 3.多糖类 多糖类可食性包装材料主要利用多糖食物的凝胶作用，以多糖食品原料为基料而制得的。用甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和果胶等基料可制得纤维素薄膜；以水产贝类提取物和壳聚糖为基料可制得壳聚糖薄膜；利用红薯、土豆、木薯、谷物等农产品经发酵后产生的高分子化合物茁霉多糖可制得茁霉多糖薄膜；利用谷物淀粉糊与水可制得水解淀粉薄膜。 4.脂肪类 脂肪类可食性包装材料是利用食物中脂肪组织纤维的致密性制得的包装材料。根据不同的脂肪来源可分别制得植物油型薄膜、动物脂型薄膜和蜡质型薄膜3种脂肪类包装材料。植物油型薄膜中的脂肪可分别从桂树脂酸、亚麻油酸、棕榈油、向日葵油、椰子油、红花油、菜籽油等植物油中提取；动物脂型薄膜中的脂肪可从无水乳脂、猪油等材料中提取；蜡质型薄膜中的脂肪可从蜂蜡、小浊树脂小浊树脂蜡、巴西棕榈等材料中提取。 5.复合类 复合类可食性包装材料是利用多种基材组合，采用不同的加工工艺制得的包装材料。其基材包括前述4种类型所用到的基材，如淀粉、蛋白质、多糖物质、脂肪材料及其必需的添加剂。 一、可食性包装材料的应用 可食性包装材料是当前包装材料研究中较为热门的课题，不断有新的品种和技术出现，并已经应用到商品流通的许多领域中，特别是食品包装领域，现将其目前主要的应用形式简介如下： 1.油性食品的保鲜膜 这种包装主要以大豆蛋白为原料，目前主要产品为薄膜类包装材料。利用从大豆中提炼出来的蛋白质，加入甘油、山梨醇等对人体或动物无害的增塑剂和成膜剂等，通过流延等方法制成类似于塑料薄膜状的可食性包装材料。此种包装薄膜具有良好的防潮性、弹性和韧性，
高分子分离膜材料研究进展
高分子分离膜材料研究进展 摘要高分子分离膜材料是一类新型水处理材料，其在低成本、低能耗的同时还具有高效、清洁并可富集回收目标物质等优点，可以取代蒸馏、萃取、蒸发、吸附等化工单元，因而广泛应用于医药、电子、食品、环保、化工、冶金、水处理等领域，膜分离技术的核心是高分子分离膜材料。膜分离材料作为一个热门领域，发展一日千里，通过阅读一些文献，本论文着重介绍复合分离膜、智能型分离膜、分子识别功能高分子膜、新型耐高温高分子分离膜等新型高分子分离膜。主要介绍了以上高分子分离膜材料的概念、特性、改性方法应用以及研究进展，最后提出了一些膜分离材料在未来迫切需要解决的问题和研究方向。 关键词高分子分离膜复合分离膜智能型分离膜应用开发 Review on thePolymer Membrane Material Abstract Polymer membrane material is a new type of water treatment materials, and its low cost, low energy consumption also has efficient, clean and enriching and recovering the target substance, etc., can replace distillation, extraction, evaporation, chemical adsorption unit, which is widely used in medicine, electronics, food, environmental, chemical, metallurgy, water treatment and other fields, the core membrane separation technology is the polymer membrane material. Membrane separation material as a hot area, rapid development, by reading some of the literature, this paper focuses on a composite membrane, intelligent membrane, molecular recognition polymer film, the new high-temperature polymer membrane and other new polymer membrane. Introduces the concept, features, applications, and research progress in reforming method above polymer membrane materials, and finally put forward some membrane materials urgent need to address future problems and research directions. Keywords polymer separation membrane ;composite membrane ; intelligent membrane; development and utilization Contents 1 Introduction 2polymer separation membrane materials 2.1 composite membrane 2.2intelligent membrane 2.3moecular recognitio membrane
电子版-生物膜动力学的研究现状与展望
生物膜动力学的研究现状与展望 1 引言 生物膜法作为一种高效的废水处理方法，已经在工业界获得了广泛应用。生物膜废水处理系统的性能在很大程度上取决于生物膜的形成及其动力学过程。最近三十年来，各国学者围绕生物膜的形成、发展、结构以及动力学特性等从数学模型、数值模拟和实验研究等方面进行了大量的研究，取得了许多重要进展，为生物膜反应器的设计提供了理论和实验支持，有力地推动了生物膜废水处理工艺的发展。 2 生物膜动力学模型的研究进展 动力学数学模型一直被作为模拟生物膜中微生物动力学行为和生物膜微观结构的一种有力工具，也是将生物膜内微观现象和大规模工艺运行的宏观指标联系起来的关键工具【1】。迄今为止，生物膜动力学数学模型的使用仍在研究领域占主导地位。科研工作者对生物膜形成、构成、结构及功能的兴趣，极大地推动了生物膜动力学数学模型的发展。自20世纪70年代反应-扩散动力学模型提出以来，描述生物膜动力学的模型先后又有Capdeville 增长动力学体系、元胞自动机模型和复合生物膜模型，分别介绍如下： 2.1 反应-扩散动力学模型【2，3】 反应-扩散动力学模型是描述生物膜动力学的最基本的模型。几乎所有的生物膜数学模型都假定生物膜内电子供体、电子受体和所有的营养物质只通过扩散作用传递给微生物(内部传质)，而忽略了这些物质从液相主体到生物膜的传递过程(外部传质)。反应-扩散模型将生物膜假设为规则连续介质的稳态膜(包含单一物种)，仅考虑一维(1D)物质传输和生化转化作用。生物膜被理想化成具有恒定厚度(f L )和统一细胞密度(f X )的薄膜。从液相主体到生物膜的基质通量是由生物膜内部的微生物活性产生。微生物增长用Monod 方程表示；基质消耗速率(ut r )假定正比于微生物生长速率；基质通量仅用扩散表示。生物膜外部传质限制被认为出现在位于生物膜和液相主体交界面处具有恒定厚度(f L )的边界层中。传质通量采用菲克定律(Fick Law)描述，但其中的扩散系数用有效扩散系数替代：S S e dS J D dx =。这种理想化生物膜的数学模型可以用如下微分方程来表示22?.s S S e f S S S d S q S D X t dx K S ?=-?+，0f x L ≤≤（1） 边界条件为0x =时0S dS dx =（2）f x L =时()S S S e L Sb S dS J D k S S dx ==-（3） 基质利用和扩散由方程(1)描述，边界条件采用式(2)和(3)描述。由于附着表面不可穿透，故此处的通量和基质梯度为零(见式（2))。在生物膜和液相主体交界面处的基质浓度(s S )由质量守恒式确定。即，通过边界层的基质通量必定等于进入生物膜的基质通量(见式（3))。这个理想化的数学模型可以利用有限差分法近似求解。当生物膜处于稳态时，系统可以使用有效因子法和伪解析法求解。关于有效因子法和伪解析法的详细介绍可以参考文献【2，3】。 生物膜反应-扩散理论自20世纪70年代提出后，经过各国学者的大量研究工作而得到完善，并得到了广泛接受和承认。然而，最近十几年来，许多新的实验研究和发现表明，反应．扩散模型的许多假设是过于理想化的，模型的更为合理化是将来研究的重点【4】。 2.2 Capdeville 生物膜增长动力学模型【4，5】 20世纪90年代初，法国CapdeviUe 教授所领导的实验室提出生物膜反应器活性物质和非
亲和膜色谱的研究进展
亲和膜色谱的研究进展摘要：亲和膜色谱又称亲和膜分离，其在生物大分子的分离纯化中作为一种综合性的技术出现在80 年代末。亲和膜色谱主要优点是克服了颗粒状多孔载体扩散传质阻力大的缺点，代之以对流传质，这样就可以在较低的操作压和较高的流速下对目标物进行快速的分离和纯化，从而缩短操作时间、提高纯化效率。本文介绍了亲和膜色谱的分离过程，评价了亲和膜基质材料活化、改性方法，给出了配基、间隔臂的选择原则，并简单介绍了亲和膜色谱技术的应用。关键词：亲和膜色谱、分离过程、膜基质、配基、间隔臂、应用 Recent Advances in Affinity Membrane Chromatography Affinity membrane chromatography (AMC) was developed as an integrative technology for the purification of biomacromolecules in the end of 1980s. Affinity membrane are achieved by attaching affinity ligands to the inner suface of the through pores in microfiltration membranes. So the main feature of AMC is the elimination of pore diffusion that exists as themain mass-transfer resistancein conventional column chromatography with porous particles. In an AMC, target products included in a crude mixture can bind to the affinity ligands by passing througe the membrane. Thu，sAMC can be operated at a high flow rate with a low pressure drop, resulting in a large throughput for protein purification. This article reviews the fundamental aspects of affinity membrane chromatography, separating process anidts application. Activating and modifying methods of matrix materials are introduced. The principles of selecting ligands and spacer arms are elucidated.The advances in the theoretical aspect study and trends of AMC are also described. Keywords: Affinity membrane chromatography, membrane matrix, ligand, spacer arm, application 1 前言近年来，生命科学和生物工程得到了迅速发展，蛋白、酶、多肽、疫苗等生物制品成本的30%?60%来自于分离过程。分离过程的成效已成为生物技术发展的一个重要方面。这些生物大分子一般都具有生物活性，一旦脱离了它们原来的生理环境，或与某些金属或载体相接处，很容易改变其分子构象，并失去其固有的活性。它们的热稳定性也比较差，有的需在恒温(如体温)才不变性，有的需在
可食性果蔬膜包装材料研究进展_雷晏琳
网络出版时间：2017-08-29 14:17:21 网络出版地址：https://www.360docs.net/doc/6111608296.html,/kcms/detail/11.1759.TS.20170829.1417.030.html 可食性果蔬膜包装材料研究进展 雷晏琳，彭巧梅，吴贺君?，张志清，于冰洋，王玥，申光辉，黎杉珊 （四川农业大学 食品学院，四川 雅安 625000） 摘要：本文从原料配方、性能指标和包装应用等方面综述以水果和蔬菜为基材的可食性果蔬膜包装材料 的国内外研究现状，并对目前果蔬膜的研究与应用中存在的一些问题进行分析并提出发展建议，以期为果 蔬膜在可食性包装方面的应用提供理论依据和实验参考。 关键词：可食性包装材料，果蔬膜，力学性能，阻隔性能 Research progress of edible packing films based on fruit and vegetable LEI Yanlin, PENG Qiaomei, WU Hejun*, ZHANG Zhiqing, YU Bingyang, WANG Yue , SHEN Guanghui, LI Shanshan, (College of Food Science, Sichuan Agricultural University, Ya′an , Sichuan, China, 625000) Abstract: This paper reviewed the research status of edible packing films based on fruit and vegetable （fruit-vegetable films）from the aspects of raw material formula, performance index and packaging application. In addition, the existing problems and development prospects of fruit-vegetable films were also outlined in order to provide the theoretical and experimental foundation for their edible packaging application. Key words: edible film；fruit-vegetable film；mechanical properties；barrier properties 中图分类号：TS206 文献标识码：A 文章编号： 随着人们对食品安全的日益重视和环保意识的不断增强，可食性包装因能缓解塑料包装可能产生的食品污染及其废弃物造成的“白色污染”等问题，正逐渐成为当前食品工业和包装 领域科技发展的重要趋势[1-2]。其中，果蔬膜是以水果和蔬菜等天然农副产品为基材，添加 合适的助剂（如增稠剂和增塑剂等）制成的一类可食性包装材料[3]。它是一种兼有可食和包 装两种功能的新型果蔬深加工产品，不仅保留了果蔬的大部分营养，富含维生素、矿物质 和膳食纤维，具有低糖、低钠、低脂、低热量的特点[4]，而且具备一定的机械性能和阻隔性 能[5]，可作为包装材料延长食品货架期，绿色无毒且能自然降解，近年来已成为食品行业的 一大研究热点。同时我国是果蔬生产大国，仅2010年全国果蔬总产量达7亿多吨，但由于 收稿日期： 作者简介：雷晏琳(1995-)，女，硕士研究生，研究方向：食品包装材料，E-mail：1019184845@https://www.360docs.net/doc/6111608296.html, *通信作者：吴贺君(1985-)，男，博士，副教授，研究方向：食品包装材料与技术， E-mail:hejunwu520@https://www.360docs.net/doc/6111608296.html, 基金项目：四川省教育厅自然科学一般项目（16ZB0057）；国家级大学生创新创业训练计划项目 （201610626005）；四川省级大学生创新训练计划项目（201710626027）
我国生物膜研究最新成果
21世纪我国生物膜研究 一.国内外研究状况 1．生物膜结构研究的进展 生物膜是由蛋白质、脂类及糖等组成的超分子体系。膜蛋白和膜脂结构研究的最新进展主要是以下方面。（1）膜蛋白三维结构研究。膜蛋白是生物膜功能的主要体现者，可分为外周膜蛋白和内在膜蛋白(integral membrane protein)。后者部分或全部嵌入膜内，有的则跨膜分布。真核细胞所含的蛋白质，据估计约1/4－1/3 为内在膜蛋白。人类基因组中编码并可表达为蛋白质的基因约为30,000～40,000，据估计，表达的蛋白质中内在膜蛋白也占1/4－1/3。因此，无论从深入解析生物膜的功能，还是从后基因组研究考虑，内在膜蛋白三维结构的研究都是十分重要的。由于内在膜蛋白三维结构的测定存在较多的困难，至1997年，已获得高分辨率三维结构测定结果的蛋白质总数为6300左右，其中内在膜蛋白仅占20个。近3－5年内在膜蛋白三维结构的研究获得明显的进展。至2002年，已获得高分辨率三维结构的蛋白质总数共计17500左右，其中内在膜蛋白已增至69个。（2）膜脂结构研究进展。膜脂主要包括甘油脂（Glycerolipid），鞘脂（Sphingolipid）以及胆固醇（Cholesterol）。对于甘油脂研究较多，它们不仅是生物膜结构的骨架，其中有些成员还参与了信号转导的过程。近年来的研究肯定了大多数哺乳动物细胞质膜有微区结构存在，称为“脂筏lipid raft”和Caveolae。值得注意的是，它们富含鞘脂和胆固醇，物理状态介于凝胶相与液晶相之间的Lo相（Liquid-ordered state）。这些微区结构不被去垢剂所溶解，还各自含有一定量的与信号转导等功能有关的蛋白质。因此，普遍认为，它们与信号转导以及物质的跨越细胞运送等功能有密切的关系。 2.信号转导受体的二聚体化。 林其谁教授报告指出，生物膜的流动性保证了膜上蛋白的侧向运动。膜上信号转导受体中相当一部分以单体形式存在，如表皮生长因子(EGF)受体。有的虽有一部份可以是二(多)聚体, 但它们不是活性二聚体, 如红细胞生成素(EPO)受体等。它们在与配基结合后，生成活性二聚体，启动了信号转导途径。跨膜受体一般是指G蛋白偶联受体, 它们能够感受温度，味觉，光，多肽，氨基酸及其衍生物等。通常单体与配基结合就能表现活力。但有一些G蛋白偶联受体会形成同源或异源二聚体，从而表现出功能的多样性。 3．生物膜的单分子研究 林克椿教授报告说，研究生物单分子就是对单个分子进行成像观察,构象变化,动力学,操纵以及相互作用的探讨,这是分子生物学深入发展的需要,代表了21世纪这一领域的前沿。研究生物单分子之所以有可能,是近年来各种新技术陆续出现的结果。由于生物单分子具有纳米(nm)水平的尺寸,因而这类技术都必需有nm级的分辨率。目前研究方法很多,但大体上可归纳为光学技术和扫描探针技术两大类,以及两者间的相互结合。例如全内反射荧光显微术(TIRFM), 扫描近场光学显微术(SNOM),光钳(Tweezer),单粒子追踪术(SPD),原子力显微术(AFM)等。近年来生物膜的单分子研究已开始取得了一些成果.如研究膜蛋白的解折叠,受体在膜上的分布,受体-配体相互作用与信号转导,通道的结构、功能与选择性,病毒粒子感染细胞的过程等。 二. 几个主要领域的研究进展
无机膜材料的研究进展综述
课题论文 题目：无机膜材料的研究进展综述指导老师：崔云 学生姓名：张明豪学号 6011208161 专业：化学工程与工艺 院系：化工系 完成时间： 2015/01/06
无机膜材料研究应用现状及展望 摘要:膜材料作为膜分离技术的核心越来越受到人们的关注。简要概 述了膜技术的应用现状,重点介绍了无机膜材料的分类、制备以及无机膜材料的应用。分别列举了各类典型的无机膜材料及其制备方法,并对无机膜材料今后研究的方向进行了展望。 关键词:无机膜材料; 分离; 应用; 制备 膜是一种化学材料,既有分离、浓缩、净化和脱盐的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤等特征,因此被广泛地应用于污水回用处理、海水淡化、苦咸水淡化、超纯净水等行业。膜分离技术是指借助膜的选择渗透作用,在外界能量或化学位差的推动作用下对混合物中溶质和溶剂进行分离,分级,提纯和富集。膜分离现象早在250多年以前就已被发现,但是膜分离技术的工业应用是在20世纪60年代以后。膜分离技术的发展历史较短,其大致的发展史为:从20世纪30年代开发微孔过滤(microfil2tration)开始,40年代为透析(dialysis);50年代为电渗析(electrodialysis);60年代为反渗透(或称高滤reverseosmosis,hyperfiltration);70年代为超滤(ul2trafiltration)和液膜(liquidmembrane);80年代为气体分离(gasseparation);90年代为渗透汽化或称渗透蒸发(Pervaporation)。数十年来,膜分离技术发展迅速,特别是90年代以后,随着膜(TFC膜)的研制成功,膜分离技术的应用领域已经渗透到人们生活和生产的各个方面。膜分离技术作为一种新兴的高效分离技术,已经被广泛应用于化工、环保、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药、生物工程、能源工程等领域。国外有关专家甚至把膜分离技术的发展称为“第三次工业革命”。尤其在能源紧张、资源短缺、生态环境恶化的今天,膜分离技术被认为是21世纪最有发展前途的高新技术之一。据中国膜工业协会消息:我国2005年膜市场需求已达100亿,2010年,我国膜市场需求将高达200亿,而且以20%的速度递增。“十一五”期间年均增速继续保持在15%左右,将占到世界总量的10%～15%[1]。 无机膜是以无机材料为分离介质制成的具有分离功能的渗透膜,如陶瓷膜、金属膜、合金膜、分子筛复合膜、沸石膜和玻璃膜等,它具有化学稳定性好、耐高温、孔径分布窄和分离效率高等特点,可用于气体分离等。无机膜的研究始于20世纪40年代,现已历经3个阶段。由于无机膜的优异性能和无机材料科学的发展,无机膜的应用领域日益扩大,无机膜的应用主要涉及液相分离与净化,气体分离与净化和膜反应器3个方面。无机膜的工业化应用主要集中于液相分离领域,无机膜在液体分离方面的应用主要是微滤和超滤,其中使用最多的是陶瓷膜。将无机膜与催化反应过程结合而构成的膜催化反应过程被认为是催化学科的未来三大发展方向之一。因此无机膜的应用成为当前膜技术领域的一个研究开发热点。我国无机膜研究工作起步较晚,大约从20世纪80年代才开始无机膜的研究开发,目前与国际先进水平存在着明显的差距。因此,国家自然科学基金委员会于20世纪90年代初设立专项重点基金,资助无机膜的应用基础研究,以期加速其发展。在国家“九五”计划期间,无机膜制备与应用技术研究被列入国家科委重点攻关计划,开发的陶瓷滤膜已在部分产业的实际应用中获得了成功,并初步商品化。无机分离催化膜研究也纳入国家“863”发展计划,成为专家学者们研究的热 点之一。