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近期，西华大学师生科研团队

在国际顶级期刊、知名期刊发表论文

在多学科研究领域取得新进展

高质量科研成果不断涌现

接下来，一起来看

食品与生物工程学院向文良教授“发酵食品过程学”团队在Food Research International（一区，IF：6.475）上发表研究论文。

材料科学与工程学院高性能高分子复合材料研究团队卞军教授在Composites Part A（一区，IF：7.664）上发表研究论文。

能源与动力工程学院流体机械及工程团队闫盛楠博士在Energy Conversion and Management（一区，IF2020=9.709）上发表研究论文。

食品与生物工程学院“果蔬保鲜与精深加工”团队毕秀芳副教授在Postharvest Biology and Technology（一区，IF:5.537）上发表研究论文。

食品与生物工程学院向文良教授团队在Food Research International（一区）发表论文

近日，食品与生物工程学院向文良教授“发酵食品过程学”团队在Food Research International（一区，IF：6.475）上发表题为“Tetracycline Residue Alters Profile of Lactic Acid Bacterial Communities and Metabolites of Ginger Pickle during Spontaneous Fermentation”的研究论文。

研究内容

近年来，食物原料中的抗生素残留引起的安全风险受到了越来越多关注。人们对于抗生素命运的关注多数仍集中在种植环境污染、食物残留检测和对人类健康的不利影响方面，很少关注食物原料中抗生素残留对食品加工过程的影响。自然发酵是时令蔬菜最古老的加工和保存方法之一，四环素（TC）是应用最广泛的抗生素，其在生姜中的残留量往往高于其他抗生素。蔬菜原料中的抗生素残留不可避免地会影响其发酵过程微生物群落及演替，从而改变代谢产物形成。然而，抗生素残留对蔬菜发酵过程微生物群落的演替和代谢产物的生成动力学还尚不清楚。因此，应将抗生素残留列为发酵蔬菜原料的质量控制指标。

Fig. 1. The concentrationof TC residue in TCT and sterilized aged salt brine(TCB).

Fig.2. The distribution heat map and cluster diagrams of volatile compounds in TCT and CON during the fermentation.

Fig.3.The LAB distributions in aged salt brine starter, TCT and CON.

结果表明在四环素残留下，即使生姜发酵盐水中TC残留含量从4 mg/kg下降到2.56mg/kg，但异型乳酸菌发酵仍然没有启动。TC残留影响了LABs的发生、繁殖和演替过程，LAB生物标记转变为Lab. parafarraginis, Lab. buchneri 和 Lab. kisonensis。随着TC残留 对LAB群落的改变，有机酸和挥发性化合物也发生了明显的变化。重要的挥发性化合物变量为香茅醇、烯丙基塞内酚、乙酸香叶醇、乙烯基硬脂醚、异硫氰酸苯乙酯、3-辛醇等。TC残留诱导LAB生物标志物的转化是重要挥发性化合物变量变化的主要原因，但更有趣的是，并不是所有的生物标志物都具有显著的正或负相关性。 综上，抗生素残留对蔬菜发酵过程有着不良的生态影响。 因此，应将抗生素残留列为发酵蔬菜原料的质量控制指标。

Fig.4.The distribution and succession of LABs in TCT and CON during the fermentation.

Fig.5.The co-occurrence patterns (r>0.6 and r<– 0.6) between volatile compounds and LABs.

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材料科学与工程学院卞军教授团队在国际复合材料领域知名期刊Composites Part A发表论文

近日，我校材料科学与工程学院“高性能高分子复合材料研究团队”卞军教授在国际复合材料知名期刊Composites Part A（一区，IF：7.664）上发表了题为“Facile preparation of TPU conductive nanocomposites containing polypyrrole-coated multi-walled carbon nanotubes for a rapid and selective response in volatile organic compounds applications”的研究性学术论文。

研究内容

空气质量与社会可持续发展、人类的身体健康、生命安全息息相关。随着工农业的发展，大气污染问题愈发严重，特别是大量有毒有害溶剂的使用以及挥发性有机物（VOCs）的不适当排放已经对空气质量造成了严重影响。因此，快速监测、预警和高效去除这些VOCs具有重要的现实意义。

Figure (a) Principle diagram of the preparation process of MWCNTs-g-PPy conductive nanofillers; (b) The preparation process of TPU/MWCNTs-g-PPy conductive nanocomposites.

气体传感器是一种能够准确、快速、高效监测环境中有毒有害物质的仪器。而作为气体传感器的核心元件，气敏材料的研究一直是人们关注的重点。传统的气敏材料多为陶瓷材料和金属半导体材料，虽然其响应速度快，稳定性高，但较高的工作温度（通常在200oC以上）大大限制了其实际应用。近年来，随着高性能复合材料的不断发展，人们发现以高分子为基体制备的导电纳米复合材料能够用于VOCs的检测，且具有适应范围广、分子结构设计灵活、易加成型、柔性及成本低等优点。但这一类气敏复合材料也存在响应时间长，稳定性差等缺点。

鉴于此，课题组通过在多壁碳纳米管（MWCNTs）表面包覆聚吡咯（PPy）进行功能化改性后，填充到柔性热塑性聚氨酯（TPU）中制备出了TPU/MWCNTs-g-PPy导电纳米复合材料，并对其气敏响应性能进行系统测试，研究工作得到了同行的高度评价。

Figure Gas-sensitive response selectivity of TPU/MWCNTs-g-PPy nanocomposites: (a) responsiveness of nanocomposites in different gases; (b) recovery of nanocomposites after adsorption of different gases.

Figure Resistance changes of TPU/MWCNTs-g-PPy nanocomposites during 6 cycles of adsorption-desorption in ammonia atmosphere.

研究结果表明，所制备的导电纳米复合材料具有优异的气敏响应选择性、灵敏性及优异的响应稳定性和可恢复性。论文中还对导电纳米复合材料的气敏响应原理进行了深入分析解释，这为高分子基气敏传感器的开发和应用奠定了良好的基础。

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能源与动力工程学院闫盛楠博士在能源领域一区期刊发表论文

近日，我校能源与动力工程学院流体机械及工程团队闫盛楠博士在Energy Conversion and Management（一区，IF2020=9.709）上发表题为“Energy storage enhancement of paraffin with a solar-absorptive rGO@Ni film in a controllable magnetic field”的研究论文。

研究内容

基于环境友好性及易获取性等主要特征，太阳能是化石燃料的最佳替代品之一。太阳能高效转换技术主要包括光电和光热利用，其中，光热储能是光热转换的重要应用，提高所用材料的太阳能吸收能力和储热能力至关重要。太阳能光热转换和储存已被证明是有效的太阳能利用途径。在相变过程中，相变材料可以储存和释放大量能量；因此，它们被认为是优良的太阳能存储介质。然而，相变材料的导热系数一般较低，导致传热过程缓慢，限制了相变材料的光热转换效率。为了解决上述问题，研究人员尝试将纳米颗粒掺入相变材料之中，并取得了优良的效果。但是，该种方法存在一定缺点，例如需要大量的纳米颗粒，造成成本较高；此外，一些纳米颗粒容易氧化或团聚，单位质量相变材料的光热吸收能力较低，而且纳米颗粒不易从相变材料中分离出来，会污染相变材料。

Fig.1 Preparation of the composite film.

（a）

(b)

Fig.2 (a) A schematic of the experimental setup. (b) The locations of the thermocouples.

为改善上述缺点，团队成员将纳米颗粒（石墨烯）涂覆在导磁材料（泡沫镍）之上。泡沫镍是一种耐腐蚀的磁性材料，通常作为基底；石墨烯具有优异的力学、光学和热性能，广泛用于与太阳能转换和存储相关领域，包括太阳能收集和光热催化等。在制备实验过程中，将泡沫镍作为基底，并将还原氧化石墨烯通过电化学还原方式涂覆在泡沫镍之上，制成复合膜；该复合膜具有耐腐蚀和抗氧化性，并可重复使用。在光热转换实验过程中，将该复合膜置于固态石蜡之上，并引入外部磁场，通过调控磁场强度，使复合膜伴随相变过程而紧贴固液相界面，改善石蜡光热转换特性。该方法结合了磁控调节与纳米颗粒强化光热吸收的优点。磁场调控下的表面式吸收方法可以在不污染相变材料的情况下调节相变过程，提升相变材料的光热存储能力。

Fig.3 Magnetically driven photothermal conversion.

Fig.4 The photothermal characteristics of rGO@Ni-paraffin under various magnetic field strengths.

结果表明，在泡沫镍上涂覆还原氧化石墨烯能够有效增强泡沫镍的光热吸收能力；通过调节磁场强度可以动态调整rGO@Ni复合膜的位置，使其紧贴固液相界面，且该复合膜易取出，不会污染石蜡；增大磁场强度提升了准稳态温度、储热能力和储热效率，并提高了单位质量石蜡的光热吸收能力以及相界面的移动速度。综上，该方法为太阳能转换和利用提供了一种有效解决方案。

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食品与生物工程学院毕秀芳副教授团队在食品生物领域一区期刊发表论文

近日，食品与生物工程学院“果蔬保鲜与精深加工”团队毕秀芳副教授在Postharvest Biology and Technology（一区，IF:5.537）上发表题为“Combining natamycin and 1-methylcyclopropene with modified atmosphere packaging to evaluate plum (Prunus salicina cv.‘Cuihongli’) quality”的研究论文。

研究内容

脆红李（Prunus salicina cv. ‘Cuihongli’）属于蔷薇科李属植物，因果肉酸甜、脆嫩可口，富含多种抗氧化成分，如维生素C、多酚和花青素等而广受消费者欢迎。许多国家尤其是在中国，大部分李子主要用于鲜食，少部分用于加工如腌制、干制等。直至2019年，我国李子总产量超过670万吨，其中四川作为李子产业大省，年产量超过50万吨。脆红李主要在每年9月前后集中成熟上市，此时正值高温多雨，果实腐烂严重。脆红李属于呼吸跃变型果实，采摘后呼吸代谢旺盛，一系列与成熟相关的代谢活动加强，李子会随着水解酶活性的增加而软化，质量迅速恶化。同时，真菌病原体侵染导致的李子腐烂会造成巨大的经济损失，因此需要采取适当的保鲜方法来延长李子的货架期。

Fig.1 Decay incidence of the PP (PP box-packed), MAP (MA-packed), NT+MAP(MA-packed after NT treatment),1-MCP+MAP (MA-packed after 1-MCP treatment), and NT+1-MCP+MAP (MA-packed after1-MCP and NT treatment) plums stored at 25 ℃ (a) and 4 ℃ (b).

Fig.2 Disease progressionin the PP (PP box-packed), MAP (MA-packed), NT+MAP (MA-packed after NTtreatment), 1-MCP+MAP (MA-packed after 1-MCP treatment), and NT+1-MCP+MAP(MA-packed after 1-MCP and NT treatment) plums stored at 25 ℃ and 4 ℃. 

针对李子贮藏的采后处理和包装方法已被广泛研究，包括气调包装（MAP）、食用涂料、冷藏和化学试剂，如一氧化氮、水杨酸和二氧化氯等方法。这些技术有效地延长了李子的货架期，但在应用方面仍存在一些不足。例如，冷藏可能导致李子出现冷害症状，造成质量损失和消费者接受度降低。1-甲基环丙烯（1-MCP）的应用可以阻碍乙烯受体，有效地降低李子的冷害症状。然而，1-MCP也会产生一些抑制水果香气、促进水果病害的负面影响。目前，将1-MCP与其他保鲜技术，如MAP、紫外线C、辐照或二氧化氯相结合，可以克服单独应用1-MCP的技术缺陷，并保持果蔬在贮藏期间的品质。

Fig.3 Respiration rates ofthe PP (PP box-packed), MAP (MA-packed), NT+MAP (MA-packed after NT treatment),1-MCP+MAP (MA-packed after 1-MCP treatment), and NT+1-MCP+MAP (MA-packed after1-MCP and NT treatment) plums stored at 25 ℃ (a) and 4 ℃ (b). 

Fig.4 Weight loss of thePP (PP box-packed), MAP (MA-packed), NT+MAP (MA-packed after NT treatment),1-MCP+MAP (MA-packed after 1-MCP treatment), and NT+1-MCP+MAP (MA-packed after1-MCP and NT treatment) plums stored at 25 ℃ (a) and 4 ℃ (b).

MAP可以防止或延缓水果衰老以及相关的生理变化，达到延长多种果蔬贮藏期的目的。纳他霉素（NT）作为抑菌剂在食品工业中被广泛使用，以防止霉菌和酵母污染。据我们所知，目前还没有关于NT在控制李子采后质量变化方面的有效信息。应用1-MCP和MAP调节李子贮藏期间的生理学变化已被广泛研究。然而，对1-MCP和MAP的研究主要集中在单一处理上，而目前综合处理的应用较少。此外，NT在李子保鲜中的应用鲜有报道。因此，本研究探讨了抑菌剂（NT）结合1-MCP与MAP（NT+1-MCP+MAP）对李子在贮藏期间品质特性和生物活性化合物的影响，并开发了一种可用于延长李子采后货架期的综合保鲜方法。

Fig.5 Firmness of the PP(PP box-packed), MAP (MA-packed), NT+MAP (MA-packed after NT treatment),1-MCP+MAP (MA-packed after 1-MCP treatment), NT+1-MCP+MAP (MA-packed after1-MCP and NT treatment) plums stored at 25 ℃ (a) and 4 ℃ (b).

Table 1 The variation in the protopectin and water-soluble pectin (WSP) content of the plums, resulting from different treatments during storage at 25 ℃ and 4 ℃.

Table 2 The variation in the polygalacturonase (PG) and pectin methylesterase (PME) activity of the plums,resulting from different treatments during storage at 25 ℃ and 4 ℃.

结果表明，与未处理组李子相比，经NT+1-MCP+MAP处理的李子在4℃条件下，货架期从80天延长至120天；在25℃条件下，货架期从12天延长至21天。与未处理组李子相比，NT+1-MCP+MAP处理能明显延缓李子的质量损失、降低呼吸速率峰值和保持更高的硬度。此外，NT+1-MCP+MAP处理的效果大于NT和MAP（NT+MAP）或1-MCP和MAP（1-MCP+MAP）单独处理的效果。NT+1-MCP+MAP处理显著降低了李子丙二醛（MDA）的积累，同时抑制了果胶甲基酯酶（PME）和多聚半乳糖醛酸酶（PG）的活性。综上，NT+1-MCP+MAP是一种改善李子采后品质、延长货架期的有效策略。

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