纳米材料的发展与应用摘要: 纳米涂料对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能,使室内空气更加清新。对各种霉菌的杀抑率达99%以上,有长期的防霉防藻效果。纳米改性内墙涂料,实际上是高级的卫生型涂料,适合于家庭、医院、宾馆和学校的涂装。纳米改性外墙涂料,利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理,较低的表面张力,具有高强的附着力,由于目前应用纳米材料对涂料进行改性尚处在初级阶段,技术、工艺还不太成熟,需要探索和改进。但涂料的各种性能得到某些改进的试验结果足以证明,纳米改性涂料的市场前景是非常好的。关键词: 纳米 材料 应用纳米发展小史1959年,著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德。费曼预言,人类可以用小的机器制作更小的机器,最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品,这是关于纳米科技最早的梦想。1991年,美国科学家成功地合成了碳纳米管,并发现其质量仅为同体积钢的1/6,强度却是钢的10倍,因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年,纳米产品的年营业额达到500亿美元。什么是纳米材料纳米(nm)是长度单位,1纳米是10-9米(十亿分之一米),对宏观物质来说,纳米是一个很小的单位,不如,人的头发丝的直径一般为7000-8000nm,人体红细胞的直径一般为3000-5000nm,一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小,金属的晶粒尺寸一般在微米量级;对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示,1埃相当于1个氢原子的直径,1纳米是10埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件:一是材料的特征尺寸在1-100nm之间,二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。1、纳米技术在防腐中的应用由加拿大万达科技(无锡)有限公司与全国涂料工业信息中心联合举办的无毒高效防锈颜料及其在防腐蚀涂料中的应用研讨会近日在无锡召开。中国工程院院士、装甲兵工程学院徐滨士教授,上海交通大学李国莱教授,中化建常州涂料化工研究院钱伯荣总工等业内知名人士分别在会上作了报告,与会者共同探讨了纳米技术在防锈颜料中及涂料中的应用、无毒高效防锈颜料在防腐蚀涂料中的应用以及新型防锈涂料和防锈试验方法发展等课题。徐院士就当前纳米技术的发展情况作了简单介绍,他指出:纳米技术的研究对人类的发展、世界的进步起着至关重要的作用,谁掌握了纳米技术,谁就站在了世界的前列。我国纳米技术的研究因起步较早,现基本能与世界保持同步,在某些领域甚至超过世界同行业。作为国内表面处理这一课题的领头人,徐院士重点谈了纳米技术对防锈颜料及涂料发展的促进作用。他说,此前我国防锈颜料的开发整体水平落后于西方发达国家,仍然以红丹、铬酸盐、铁系颜料、磷酸锌等传统防锈颜料为主。红丹因其污染严重,对人体的伤害很大,目前已被许多国家相继淘汰和禁止使用;磷酸锌防锈颜料虽然无毒,但由于改性技术原因,性能并不理想,加上价格太贵,难以推广;而三聚磷酸铝也因价格原因未能大量应用。国外公司如美国的Halox、Sherwin-williams、Mineralpigments、德国的Hrubach、法国的SNCZ、英国的BritishPetroleum、日本的帝国化工公司均推出了一系列无毒防锈颜料,有的性能不错,甚至已可与铬酸盐相比,但均因价格太高,国内尚未引进。我国防锈涂料业亟待一种无毒无害、性能优异而又价格低廉的防锈颜料来提升防锈涂料产品的整体水平,增强行业的国际竞争力。中化建常州涂料化工研究院高级工程师沈海鹰代表常州涂料院,在题为《无毒高效防锈颜料在防腐蚀涂料中的应用》报告中,详细介绍了复合铁钛醇酸防锈漆及复合铁钛环氧防锈漆的生产工艺、生产或使用注意事项、防锈漆技术指标及其与铁红、红丹同类防锈漆主要性能的比较。在红丹价格一路攀升的今天,这一信息无疑给各涂料生产厂商提供了巨大的参考价值,会场气氛十分热烈,与会者纷纷提出各种问题。万达科技(无锡)有限公司总工程师李家权先生就复合铁钛防锈颜料的防锈机理、生产工艺、载体粉的选择、产品各项性能指标及纳米材料的预处理方法等一一做了详细介绍。目前产品已通过国家涂料质量监督检测中心、铁道部产品质量监督检验中心车辆检验站、机械科学院武汉材料保护研究所等国内多家权威机构的分析和检测,同时还经过加拿大国家涂料信息中心等国外权威机构的技术分析,结果表明其具有目前国内外同类产品无可比拟的防锈性能和环保优势,是防锈涂料领域划时代产品,为此获得了中国专利技术博览会金奖.复合铁钛粉及其防锈漆通过国家权威机构的鉴定后已在多个工业领域得到应用,并已由解放军总装备部作为重点项目在全军部分装备上全面推广使用。本次会议的成功召开,标志着我国防锈涂料产业新一轮的变革即将开始,它掀开了我国防锈涂料朝高品质、高技术含量、高效益及全环保型发展的崭新一页。其带来的经济效益、社会效益不可估量。这是新型防锈颜料向传统防锈颜料宣战的开始,也吹响了我国防锈涂料业向高端防锈涂料市场发起冲击的号角。2、纳米材料在涂料中应用展前景预测据估算,全球纳米技术的年产值已达到500亿美元。目前,发达国家政府和大的企业纷纷启动了发展纳米技术和纳米计划的研究计划。美国将纳米技术视为下一次工业革命的核心,2001年年初把纳米技术列为国家战略目标,在纳米科技基础研究方面的投资,从1997年的1亿多美元增加到2001年近5亿美元,准备像微电子技术那样在这一领域独占领先地位。日本也设立了纳米材料中心,把纳米技术列入新五年科技基本计划的研究开发重点,将以纳米技术为代表的新材料技术与生命科学、信息通信、环境保护等并列为四大重点发展领域。德国也把纳米材料列入21世纪科研的战略领域,全国有19家机构专门建立了纳米技术研究网。在人类进入21世纪之际,纳米科学技术的发展,对社会的发展和生存环境改善及人体健康的保障都将做出更大的贡献。从某种意义上说,21世纪将是一个纳米世纪。由于表面纳米技术运用面广、产业化周期短、附加值高,所形成的高新技术和高技术产品、以及对传统产业和产品的改造升级,产业化市场前景极好。在纳米功能和结构材料方面,将充分利用纳米材料的异常光学特性、电学特性、磁学特性、力学特性、敏感特性、催化与化学特性等开发高技术新产品,以及对传统材料改性;将重点突破各类纳米功能和结构材料的产业化关键技术、检测技术和表征技术。多功能的纳米复合材料、高性能的纳米硬质合金等为化工、建材、轻工、冶金等行业的跨越式发展提供了广泛的机遇。预期十五期间,各类纳米材料的产业化可能形成一批大型企业或企业集团,将对国民经济产生重要影响;纳米技术的应用逐渐渗透到涉及国计民生的各个领域,将产生新的经济增长点。纳米技术在涂料行业的应用和发展,促使涂料更新换代,为涂料成为真正的绿色环保产品开创了突破性的新纪元。我国每年房屋竣工面积约为18亿平方米,年增长速度大约为3%。18亿平方米的建筑若全部采用建筑涂料装饰则总共需建筑涂料近300万吨,约200~300亿元的市场。目前,我国建筑涂料年产量仅60多万吨,世界现在涂料年总产量为2500万吨,每人每年消耗4千克,为发达国家的1/10,中国人年均涂料消费只有千克。因而,建筑涂料具有十分广阔的发展前景。纳米涂料已被认定为北京奥运村建筑工程的专用产品,展示出该涂料在建筑领域里的应用价值。它利用独特的光催化技术对空气中有毒气体有强烈的分解,消除作用。对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能,使室内空气更加清新。经测试,对各种霉菌的杀抑率达99%以上,有长期的防霉防藻效果。纳米改性内墙涂料,实际上是高级的卫生型涂料,适合于家庭、医院、宾馆和学校的涂装。纳米改性外墙涂料,利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理,较低的表面张力,具有高强的附着力,漆膜硬度高且有韧性,优良的自洁功能,强劲的抗粉尘和抗脏物的粘附能力,疏水性极佳,容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次,具有良好的保光保色性能,抗紫外线能力极强。使用寿命达15年以上。颗粒径细小,能深入墙体,与墙面的硅酸盐类物质配位反应,使其牢牢结合成一体,附着力强,不起皮,不剥落,抗老化。其纳米抗冻性功能涂料,除具备纳米型涂料各种优良性之外,可在-10℃到-25℃之内正常施工。突破了建筑涂料要求墙体湿度在10%以下的规定,使建筑行业施工缩短了工期,提高了功效,又创造出高质量,一举三得,所以备受建筑施工单位的欢迎。由于目前应用纳米材料对涂料进行改性尚处在初级阶段,技术、工艺还不太成熟,需要探索和改进。但涂料的各种性能得到某些改进的试验结果足以证明,纳米改性涂料的市场前景是非常好的。
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纳米材料技术作为一门高新科学技术,纳米技术具有极大的价值和作用。下面我给大家分享一些纳米材料与技术3000字论文, 希望能对大家有所帮助!纳米材料与技术3000字论文篇一:《试谈纳米复合材料技术发展及前景》 [摘要]纳米材料是指材料显微结构中至少有一相的一维尺度在100nm以内的材料。纳米材料由于平均粒径微小、表面原子多、比表面积大、表面能高,因而其性质显示出独特的小尺寸效应、表面效应等特性,具有许多常规材料不可能具有的性能。纳米材料由于其超凡的特性,引起了人们越来越广泛的关注,不少学者认为纳米材料将是21世纪最有前途的材料之一,纳米技术将成为21世纪的主导技术。 [关键词]高聚物纳米复合材料 一、 纳米材料的特性 当材料的尺寸进入纳米级,材料便会出现以下奇异的物理性能: 1、尺寸效应 当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或投射深度等物理特征尺寸相当或更小时,晶体的边界条件将被破坏,非晶态纳米微粒的颗粒表面附近原子密度减小,导致声、光电、磁、热、力学等特性呈现出新的小尺寸效应。如当颗粒的粒径降到纳米级时,材料的磁性就会发生很大变化,如一般铁的矫顽力约为80A/m,而直径小于20nm的铁,其矫顽力却增加了1000倍。若将纳米粒子添加到聚合物中,不但可以改善聚合物的力学性能,甚至还可以赋予其新性能。 2、表面效应 一般随着微粒尺寸的减小,微粒中表面原子与原子总数之比将会增加,表面积也将会增大,从而引起材料性能的变化,这就是纳米粒子的表面效应。 纳米微粒尺寸d(nm) 包含总原子表面原子所占比例(%)103×1042044××1028013099从表1中可以看出,随着纳米粒子粒径的减小,表面原子所占比例急剧增加。由于表面原子数增多,原子配位不足及高的表面能,使这些表面原子具有高的活性,很容易与 其它 原子结合。若将纳米粒子添加到高聚物中,这些具有不饱和性质的表面原子就很容易同高聚物分子链段发生物理化学作用。 3、量子隧道效应 微观粒子贯穿势垒的能力称为隧道效应。纳米粒子的磁化强度等也具有隧道效应,它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化,这称为纳米粒子的宏观量子隧道效应。它的研究对基础研究及实际 应用,如导电、导磁高聚物、微波吸收高聚物等,都具有重要意义。 二、高聚物/纳米复合材料的技术进展 对于高聚物/纳米复合材料的研究十分广泛,按纳米粒子种类的不同可把高聚物/纳米复合材料分为以下几类: 1、高聚物/粘土纳米复合材料 由于层状无机物在一定驱动力作用下能碎裂成纳米尺寸的结构微区,其片层间距一般为纳米级,它不仅可让聚合物嵌入夹层,形成“嵌入纳米复合材料”,还可使片层均匀分散于聚合物中形成“层离纳米复合材料”。其中粘土易与有机阳离子发生交换反应,具有的亲油性甚至可引入与聚合物发生反应的官能团来提高其粘结。其制备的技术有插层法和剥离法,插层法是预先对粘土片层间进行插层处理后,制成“嵌入纳米复合材料”,而剥离法则是采用一些手段对粘土片层直接进行剥离,形成“层离纳米复合材料”。 2、高聚物/刚性纳米粒子复合材料 用刚性纳米粒子对力学性能有一定脆性的聚合物增韧是改善其力学性能的另一种可行性 方法 。随着无机粒子微细化技术和粒子表面处理技术的 发展 ,特别是近年来纳米级无机粒子的出现,塑料的增韧彻底冲破了以往在塑料中加入橡胶类弹性体的做法。采用纳米刚性粒子填充不仅会使韧性、强度得到提高,而且其性价比也将是不能比拟的。 3、高聚物/碳纳米管复合材料 碳纳米管于1991年由 发现,其直径比碳纤维小数千倍,其主要用途之一是作为聚合物复合材料的增强材料。 碳纳米管的力学性能相当突出。现已测出碳纳米管的强度实验值为30-50GPa。尽管碳纳米管的强度高,脆性却不象碳纤维那样高。碳纤维在约1%变形时就会断裂,而碳纳米管要到约18%变形时才断裂。碳纳米管的层间剪切强度高达500MPa,比传统碳纤维增强环氧树脂复合材料高一个数量级。 在电性能方面,碳纳米管作聚合物的填料具有独特的优势。加入少量碳纳米管即可大幅度提高材料的导电性。与以往为提高导电性而向树脂中加入的碳黑相比,碳纳米管有高的长径比,因此其体积含量可比球状碳黑减少很多。同时,由于纳米管的本身长度极短而且柔曲性好,填入聚合物基体时不会断裂,因而能保持其高长径比。爱尔兰都柏林Trinity学院进行的研究表明,在塑料中含2%-3%的多壁碳纳米管使电导率提高了14个数量级,从10-12s/m提高到了102s/m。 三、前景与展望 在高聚物/纳米复合材料的研究中存在的主要问题是:高聚物与纳米材料的分散缺乏专业设备,用传统的设备往往不能使纳米粒子很好的分散,同时高聚物表面处理还不够理想。我国纳米材料研究起步虽晚但 发展 很快,对于有些方面的研究 工作与国外相比还处于较先进水平。如:漆宗能等对聚合物基粘土纳米复合材料的研究;黄锐等利用刚性粒子对聚合物改性的研究都在学术界很有影响;另外,四川大学高分子 科学 与工程国家重点实验室发明的磨盘法、超声波法制备聚合物基纳米复合材料也是一种很有前景的手段。尽管如此,在总体水平上我国与先进国家相比尚有一定差距。但无可否认,纳米材料由于独特的性能,使其在增强聚合物 应用中有着广泛的前景,纳米材料的应用对开发研究高性能聚合物复合材料有重大意义。特别是随着廉价纳米材料不断开发应用,粒子表面处理技术的不断进步,纳米材料增强、增韧聚合物机理的研究不断完善,纳米材料改性的聚合物将逐步向 工业 化方向发展,其应用前景会更加诱人。 参考 文献 : [1] 李见主编.新型材料导论.北京:冶金工业出版社,1987. [2]都有为.第三期工程科技 论坛 ——‘纳米材料与技术’ 报告 会. [3]rohlich J,Kautz H,Thomann R[J].Polymer,2004,45(7):2155-2164. 纳米材料与技术3000字论文篇二:《试论纳米技术在新型包装材料中的应用》 【摘 要】作为一门高新科学技术,纳米技术具有极大的价值和作用。进入20世纪90年代,纳米科学得到迅速的发展,产生了纳米材料学、纳米化工学、纳米机械学及纳米生物学等,由此产生的纳米技术产品也层出不穷,并开始涉及汽车行业。 【关键词】纳米技术 包装材料 1 纳米技术促进了汽车材料技术的发展 纳米技术可应用在汽车的任何部位,包括发动机、底盘、车身、内饰、车胎、传动系统、排气系统等。例如,在汽车车身部分,利用纳米技术可强化钢板结构,提高车体的碰撞安全性。另外,利用纳米涂料烤漆,可使车身外观色泽更为鲜亮、更耐蚀、耐磨。内装部分,利用纳米材料良好的吸附能力、杀菌能力、除臭能力使室内空气更加清洁、安全。在排气系统方面,利用纳米金属做为触媒,具有较高的转换效果。 由于纳米技术具有奇特功效,它在汽车上得到了广泛的应用,提升汽车性能的同时延长使用寿命。 2 现代汽车上的纳米材料 (1)纳米面漆。汽车面漆是对汽车质量的直观评价,它不但决定着汽车的美观与否,而且直接影响着汽车的市场竞争力。所以汽车面漆除要求具有高装饰性外,还要求有优良的耐久性,包括抵抗紫外线、水分、化学物质及酸雨的侵蚀和抗划痕的性能。纳米涂料可以满足上述要求。纳米颗粒分散在有机聚合物骨架中,作承受负载的填料,与骨架材料相互作用,有助于提高材料的韧性和其它机械性能。研究表明,将10%的纳米级TiO2粒子完全分散于树脂中,可提高其机械性能,尤其可使抗划痕性能大大提高,而且外观好,利于制造汽车面漆涂料;将改性纳米CaCO3以质量分数15%加入聚氨酯清漆涂料中,可提高清漆涂料的光泽、流平性、柔韧性及涂层硬度等。 纳米TiO2是一种抗紫外线辐射材料,加之其极微小颗粒的比表面积大,能在涂料干燥时很快形成网络结构,可同时增强涂料的强度、光洁度和抗老化性;以纳米高岭土作填料,制得的聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料不仅透明,而且吸收紫外线,同时也可提高热稳定性,适合于制造汽车面漆涂料。 (2)纳米塑料。纳米塑料可以改变传统塑料的特性,呈现出优异的物理性能:强度高,耐热性强,比重更小。随着汽车应用塑料数量越来越多,纳米塑料会普遍应用在汽车上。主要有阻燃塑料、增强塑料、抗紫外线老化塑料、抗菌塑料等。阻燃塑料是燃烧时,超细的纳米材料颗粒能覆盖在被燃材料表面并生成一层均匀的碳化层,起到隔热、隔氧、抑烟和防熔滴的作用,从而起到阻燃作用。 目前汽车设计要求规定,凡通过乘客座舱的线路、管路和设备材料必须要符合阻燃标准,例如内饰和电气部分的面板、包裹导线的胶套,包裹线束的波纹管、胶管等,使用阻燃塑料比较容易达到要求。增强塑料是在塑料中填充经表面处理的纳米级无机材料蒙脱土、CaCO3、SiO2等,这些材料对聚丙烯的分子结晶有明显的聚敛作用,可以使聚丙烯等塑料的抗拉强度、抗冲击韧性和弹性模量上升,使塑料的物理性能得到明显改善。 抗紫外线老化塑料是将纳米级的TiO2、ZnO等无机抗紫外线粉体混炼填充到塑料基材中。这些填充粉体对紫外线具有极好的吸收能力和反射能力,因此这种塑料能够吸收和反射紫外线,比普通塑料的抗紫外线能力提高20倍以上。据报道这类材料经过连续700小时热光照射后,其扩张强度损失仅为10%,如果作为暴露在外的车身塑料构件材料,能有效延长其使用寿命。抗菌塑料是将无机的纳米级抗菌剂利用纳米技术充分地分散于塑料制品中,可将附着在塑料上的细菌杀死或抑制生长。这些纳米级抗菌剂是以银、锌、铜等金属离子包裹纳米TiO2、CaCO3等制成,可以破坏细菌生长环境。据介绍无机纳米抗菌塑料加工简单,广谱抗菌,24小时接触杀菌率达90%,无副作用。 (3)纳米润滑剂。纳米润滑剂是采用纳米技术改善润滑油分子结构的纯石油产品,它不会对润滑油添加剂、稳定剂、处理剂、发动机增润剂和减磨剂等产品产生不良作用,只是在零件金属表面自动形成纯烃类单个原子厚度的一层薄膜。由于这些微小烃类分子间的相互吸附作用,能够完全填充金属表面的微孔,最大可能地减小金属与金属间微孔的摩擦。与高级润滑油或固定添加剂相比,其极压可增加3倍-4倍,磨损面减小16倍。由于金属表面得到了保护,减小了磨损,使用寿命成倍增加。 另外,由于纳米粒子尺寸小,经过纳米技术处理的部分材料耐磨性是黄铜的27倍、钢铁的7倍。目前纳米陶瓷轴承已经应用在奔驰等高级轿车上,使机械转速加快、质量减小、稳定性增强,使用寿命延长。 (4)纳米汽油。纳米汽油最大优点是节约能源和减少污染,目前已经开始研制。该技术是一种利用现代最新纳米技术开发的汽油微乳化剂。它能对汽油品质进行改造,最大限度地促进汽油燃烧,使用时只要将微乳化剂以适当比例加入汽油便可。交通部汽车运输节能技术检测中心的专家经试验后认为,汽车在使用加入该微乳化剂的汽油后,可降低其油耗10%~20%,增加动力性能25%,并使尾气中的污染物(浮碳、碳氢化合物和氮氧化合物等)排放降低50%~80%。它还可以清除积碳,提高汽油的综合性能。更令人注意的是,纳米技术应用在燃料电池上,可以节省大量成本。因为纳米材料在室温条件下具有优异的储氢能力。根据实验结果,在室温常压下,约2/3的氢能可以从这些纳米材料中得以释放,故其能替代昂贵的超低温液氢储存装置。 (5)纳米橡胶。汽车中橡胶材料的应用以轮胎的用量最大。在轮胎橡胶的生产中,橡胶助剂大部分成粉体状,如炭黑、白炭黑等补强填充剂、促进剂、防老剂等。以粉体状物质而言,纳米化是现阶段橡胶的主要发展趋势。新一代纳米技术已成功运用其它纳米粒子作为助剂,而不再局限于使用炭黑或白炭黑,汽车中最大的改变即是,轮胎的颜色已不再仅限于黑色,而能有多样化的鲜艳色彩。另外无论在强度、耐磨性或抗老化等性能上,新的纳米轮胎均较传统轮胎都优异,例如轮胎侧面胶的抗裂痕性能将由10万次提高到50万次。 (6)纳米传感器。传感器是纳米技术应用的一个重要领域,随着纳米技术的进步,造价更低、功能更强的微型传感器将广泛应用在社会生活的各个方面。半导体纳米材料做成的各种传感器,可灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化,这在汽车尾气和大气环境保护上已得到应用。纳米材料来制作汽车尾气传感器,可以对汽车尾气中的污染气体进行吸附与过滤,并对超标的尾气排放情况进行监控与报警,从而更好地提高汽车尾气的净化程度,降低汽车尾气的排放。我国纳米压力传感器的研制已获得成功,产品整体性能超过国外的超微传感器,缩小了我国在这一技术领域与世界先进国家存在的差距。有专家认为,到2020年,纳米传感器将成为主流。 (7)纳米电池。早在1991年被人类发现的碳纳米管韧性很高,导电性极强,兼具金属性和半导体性,强度比钢高100倍, 密度只有钢的1/6。我国科学家最近已经合成高质量的碳纳米材料,使我国新型储氢材料研究一举跃入世界先进行列。此种新材料能储存和凝聚大量的氢气,并可做成燃料电池驱动汽车,储氢材料的发展还会给未来的交通工具带来新型的清洁能源。 结语 随着材料技术的发展,纳米技术已成为当今研究领域中最富有活力,对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象。纳米科技正在推动人类社会产生巨大的变革,未来汽车技术的发展,有极大部分与纳米技术密切相关,纳米材料和纳米技术将会给汽车新能源、新材料、新零部件带来深远的影响。对于汽车制造商而言,纳米技术的有效运用,有效地促进技术升级、提升附加价值。相信在不久的将来,纳米技术必将在汽车的制造领域得到更广泛的应用。 参考文献 [1]肖永清.纳米技术在汽车上的应用[J].轻型汽车技术,. [2]潘钰娴,樊琳.纳米材料的研究和应用[J].苏州大学学报(工科版),2002. [3]周李承,蒋易,周宜开,任恕,聂棱.光纤纳米生物传感器的现状及发展[J].传感器技术,2002,(1):18~21 纳米材料与技术3000字论文篇三:《试谈纳米技术及纳米材料的应用》 摘要:本文主要论述了纳米材料的兴起、纳米材料及其性质表现、纳米材料的应用示例、纳米材料的前景展望,以供与大家交流。 关键词:纳米材料;应用;前景展望 1.纳米技术引起纳米材料的兴起 1959年,著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言,人类可以用小的机器制作更小的机器,最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品,这是关于纳米科技最早的梦想。80年代初,德国科学家成功地采用惰性气体凝聚原位加压法制得纯物质的块状纳米材料后,纳米材料的研究及其制备技术在近年来引起了世界各国的普遍重视。由于纳料材料具有独特的纳米晶粒及高浓度晶界特征以及由此而产生的小尺寸量子效应和晶界效应,使其表现出一系列与普通多晶体和非晶态固体有本质差别的力学、磁、光、电、声等性能,使得对纳米材料的制备、结构、性能及其应用研究成为90年代材料科学研究的 热点 。1991年,美国科学家成功地合成了碳纳米管,并发现其质量仅为同体积钢的1/6,强度却是钢的10倍,因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年,纳米产品的年营业额达到500亿美元。 2.纳米材料及其性质表现 纳米材料 纳米(nm)是长度单位,1纳米是10-9米(十亿分之一米),对宏观物质来说,纳米是一个很小的单位,不如,人的头发丝的直径一般为7000-8000nm,人体红细胞的直径一般为3000-5000nm,一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小,金属的晶粒尺寸一般在微米量级;对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示,1埃相当于1个氢原子的直径,1纳米是10埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件:一是材料的特征尺寸在1-100nm之间,二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。 纳米材料的特殊性质 纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径,导致了高扩散率,它对蠕变,超塑性有显著影响,并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电磁等性质,往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比,纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、润滑剂等领域。 3.纳米材料的应用示例 目前纳米材料主要用于下列方面: 高硬度、耐磨WC-Co纳米复合材料 纳米结构的WC-Co已经用作保护涂层和切削工具。这是因为纳米结构的WC-Co在硬度、耐磨性和韧性等方面明显优于普通的粗晶材料。其中,力学性能提高约一个量级,还可能进一步提高。高能球磨或者化学合成WC-Co纳米合金已经工业化。化学合成包括三个主要步骤:起始溶液的制备与混和;喷雾干燥形成化学性均匀的原粉末;再经流床热化学转化成为纳米晶WC-Co粉末。喷雾干燥和流床转化已经用来批量生产金属碳化物粉末。WC-Co粉末可在真空或氢气氛下液相烧结成块体材料。VC或Cr3C2等碳化物相的掺杂,可以抑制烧结过程中的晶粒长大。 纳米结构软磁材料 Finemet族合金已经由日本的Hitachi Special Metals,德国的Vacuumschmelze GmbH和法国的 Imply等公司推向市场,已制造销售许多用途特殊的小型铁芯产品。日本的 Alps Electric Co.一直在开发Nanoperm族合金,该公司与用户合作,不断扩展纳米晶Fe-Zr-B合金的应用领域。 电沉积纳米晶Ni 电沉积薄膜具有典型的柱状晶结构,但可以用脉冲电流将其破碎。精心地控制温度、pH值和镀池的成份,电沉积的Ni晶粒尺寸可达10nm。但它在350K时就发生反常的晶粒长大,添加溶质并使其偏析在晶界上,以使之产生溶质拖拽和Zener粒子打轧效应,可实现结构的稳定。例如,添加千分之几的磷、流或金属元素足以使纳米结构稳定至600K。电沉积涂层脉良好的控制晶粒尺寸分布,表现为Hall-Petch强化行为、纯Ni的耐蚀性好。这些性能以及可直接涂履的工艺特点,使管材的内涂覆,尤其是修复核蒸汽发电机非常方便。这种技术已经作为 EectrosleeveTM工艺商业化。在这项应用中,微合金化的涂层晶粒尺寸约为100nm,材料的拉伸强度约为锻造Ni的两倍,延伸率为15%。晶间开裂抗力大为改善。 基纳米复合材料 Al基纳米复合材料以其超高强度(可达到)为人们所关注。其结构特点是在非晶基体上弥散分布着纳米尺度的a-Al粒子,合金元素包括稀土(如Y、Ce)和过渡族金属(如 Fe、Ni)。通常必须用快速凝固技术(直接淬火或由初始非晶态通火)获得纳米复合结构。但这只能得到条带或雾化粉末。纳米复合材料的力学行为与晶化后的非晶合金相类似,即室温下超常的高屈服应力和加工软化(导致拉神状态下的塑性不稳定性)。这类纳米材料(或非晶)可以固结成块材。例如,在略低于非晶合金的晶化温度下温挤。加工过程中也可以完全转变为晶体,晶粒尺寸明显大干部份非晶的纳米复合材料。典型的Al基体的晶粒尺寸为100~200nm,镶嵌在基体上的金属间化合物粒子直径约50nm。强度为~1GPa,拉伸韧性得到改善。另外,这种材料具有很好的强度与模量的结合以及疲劳强度。温挤Al基纳米复合材料已经商业化,注册为Gigas TM。雾化的粉末可以固结成棒材,并加工成小尺寸高强度部件。类似的固结材料在高温下表现出很好的超塑性行为:在1s-1的高应变速率下,延伸率大于500%。 4.纳米材料的前景趋向 经过我国材料技术人员多年对纳米技术的研究探索,现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子,纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪4大领域高速发展。可以预测:不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、平面显示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生;用于集成电路的单电子晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投入应用;分子、原子簇的控制和自组装、量子逻辑器件、分子电子器件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。 近年来还有一些引人注目的发展趋势新动向,如:(1)纳米组装体系蓝绿光的研究出现新的苗头;(2)巨电导的发现;(3)颗粒膜巨磁电阻尚有潜力;(4)纳米组装体系设计和制造有新进展。
太大了 给你复制点吧水稻秸秆纤维素发酵转化燃料乙醇的研究摘要我国水稻秸秆资源丰富,年产量达3亿多吨。利用水稻秸秆生产燃料乙醇,对来我国能源问题、实现节粮代粮和环保有着巨大的潜力和广阔的应用前景。水稻秸要成分是纤维素,对纤维素的利用最主要的限制性因素是将纤维素转化为可发酵还解决的办法主要有两类途径:(l)提高纤维素酶生产的经济性,主要涉及纤维素酶高获得及纤维素酶的生产技术,提高其合成效率以降低单位纤维素酶生产成本;(2)提素酶利用效率,主要涉及纤维素酶解催化过程,以降低单位可发酵还原糖生产成本本研究从菌种的选育着手,研究了菌株的产酶特性,用响应面策略优化发酵培养基,了SL发酵罐分批发酵生产高活力纤维素酶技术;分离纯化了纤维素酶;构建了代二糖的酿酒酵母工程菌;对酿酒酵母工程菌细胞固定化发酵进行了研究,利用二级生物反应器祸合系统生物协同酶解水稻秸秆发酵生产燃料乙醇等。主要研究结果如1.筛选到一株纤维素酶高产菌株(PenicilliumYT01),原生质体紫外诱变后变株YT02,YT02以水稻秸秆为碳源,豆饼粉和硫酸钱为氮源,在29”c,初始p酵12Oh,纤维素酶活力达到最高,摇瓶发酵滤纸酶活(FPA)、CMC酶活(CMcas葡萄糖昔酶活(CB)分别达、和。2.用响应面方法(RSM)优化的发酵培养基组成为:水稻秸秆为留L,为,数皮为叭,困H4)2504、KHZpO4为4g/L,MgSO;为;起始以优化的培养基发酵120h,滤纸酶活、cMc酶活和p一葡萄糖普酶活分别达到IU/mL、。远高于优化前的纤维素酶活水平。3.在SL发酵罐中研究了温度、pH值和溶氧对菌体生长和产酶的影响,确定发酵的工艺条件为:0一32h时发酵温度犯”C,溶氧70%;犯h至1加h发酵结果发29oc,溶氧50%,发酵液初始pH值,发酵%h滤纸酶活、CMC酶活和p一葡酶活分别达到、,均高于摇瓶发酵水平,酵动力学过程显示,突变菌YT02菌体生长和纤维素酶各组分均为部分祸联。4.利用DEAEsephadexA一25和sephadexG一75分离纯化了二个内切葡(CMCase)和一个p一葡萄糖营酶,CMCase纯化倍数为,回收率为,糖昔酶纯化倍数为,回收率为,经SDS一PAGE得到单蛋白分子条带,I、沪’_心钳3卜“’门尸,..量测定分别为73kDa、43kDa和,并对其进行了N端测序和质谱分析。5.以生产乙醇性能优良的酿酒酵母菌株NAN一27作为工程菌株的受体菌。利用能良好的多拷贝整合型载体pYMIKP,使纤维二糖代谢基因BGLI整合到酿酒酵母体上。从而在酿酒酵母工业菌株中建立了稳定的纤维二糖代谢途径,拓展了酒精生物利用范围,降低了纤维二糖对纤维素酶解的抑制作用。采用海藻酸钙凝胶包埋固纤维二糖酿酒酵母工程菌,固定化细胞与游离细胞相比,发酵时间缩短,乙醇产率提以上,并能有效地利用水稻秸秆水解液进行酒精发酵。6.对水稻秸秆酶解过程中底物性质、酶解温度、酶解pH、底物浓度及纤维素等关键因子进行了研究。由于YT02纤维素酶系中纤维二搪酶活力较低(CB/F队为经稀酸稀碱预处理后的水稻秸秆纤维素对乙醇转化率仅为18%。采用代谢纤维二糖母工程菌游离细胞发酵,可部分去除纤维二糖对酶解的抑制,水稻秸秆纤维素对乙率可提高至20%。进一步利用采用海藻酸钙凝胶包埋固定代谢纤维二糖酿酒酵母工酵,水稻秸秆纤维素对乙醇转化率可达26%。这方面的研究结果有助于深入了解纤的协同降解机制。7.将纤维原料的酶解、固定化代谢纤维二搪酿酒酵母工程菌的作用有机祸联,新型的二级串联式生物反应器,在该反应器体系的协同作用下,可有效解除纤维二萄糖对纤维素酶的反馈抑制作用,促进纤维原料水稻秸秆的酶水解,发酵40h,乙达留L,纤维素对乙醇的转化率达(纤维素对乙醇的理论转化率为是游离细胞同时糖化发酵(SSF)的倍,生产效率达留(Lh)。采用分批添料酶解发酵工艺,可提高纤维底物的终浓度达250岁L,产物乙醇的终浓度留L,高了纤维素酶的利用率和乙醇生产效率,降低乙醇的生产成本。该反应器性能稳定效率高,固定化细胞可以重复使用,便于自动化控制。关键词:纤维素酶,水稻秸秆,酿酒酵母,燃料乙醇,串联式生物反应器目录摘要..............................................................……ABSTRACT..........................................................……IH第一章文献综述l水稻秸秆资源及其降解方式............................................……水稻秸秆的组成与结构..…,................................……,.……水稻秸秆的预处理..................................................……物理方法预处理水稻秸秆..........................................……化学方法预处理水稻秸秆..........................................……生物方法预处理水稻秸秆..........................................……水稻秸秆纤维素的降解方式..........................................……水稻秸秆的酸水解................................................……水稻秸秆的酶水解................................................……52纤维素酶的性质与用途................................................……纤维素酶的多酶体系................................................……纤维素酶的分子结构................................................……纤维素酶的作用机理................................................……纤维素酶的分子量大小.............................................……纤维素酶的最适反应条件与稳定性...................................……纤维素酶的应用...................................................……H3纤维素酶的生产.....................................................……纤维素酶的生产菌种选育...........................................……纤维素酶的生产...................................................……144水稻秸秆原料生物转化燃料乙醇.......................................……燃料乙醇的优越性和使用现状.......................................……水稻秸秆纤维素生物转化燃料乙醇的方法.............................……分步水解发酵法生产燃料乙醇.....................................……同步糖化发酵法生产燃料乙醇.....................................……固定化细胞发酵生产燃料乙醇.....................................……酉良酒酵母途径工程应用于燃料乙醇的生产.............................……175本研究的目的、意义和主要内容.......................................……本研究的目的和意义...............................................……本研究的思路和技术路线...........................................……本研究的主要内容.................................................……21第二章纤维素酶高产菌株的选育及产酶条件研究.........................……231材料与方法..........................................................……材料.............................................................……试剂与溶液配制.................................................……器菌种与菌种分离源...............................................……培养基.........................................................……主要仪器与设备.................................................……方法.............................................................……水稻秸秆的预处理...........................……,.,...........……纤维素酶高产菌的分离与纯化.....................................……纤维素酶高产菌的初步鉴定.......................................……纤维素酶高产菌的原生质体紫外诱变...............................……产纤维素酶的液体发酵培养方法...............................……不同预处理水稻秸秆的酶水解.....................................……分析方法.......................................................……272结果与分析.........................................................……不同预处理水稻秸秆的各组分含量...................................……纤维素酶高产菌的分离与筛选.......................................……纤维素高产菌YT01的菌种鉴定......................................……纤维素酶高产菌YT01的原生质体紫外诱变............................……液体发酵培养基成分与发酵条件对YT02产纤维素酶的影响..............……不同碳源对YT02产酶的影响......................................……不同预处理水稻秸秆对YT02产酶的影响............................……不同氮源对YT02产纤维素酶的影响................................……微晶纤维素添加量对YT02产纤维素酶的影响........................……不同无机盐对YT01产纤维素酶的影响..............................……起始pH对YT01产纤维素酶的影响.................................……装液量对YT02产纤维素酶的影响..................................……转速对YT02产纤维素酶的影响....................................……培养温度对YT02产纤维素酶的影响................................……接种量对YT02产纤维素酶的影响.................................……培养时间对YT02产酶的影响.....................................……纤维素酶的酶学性质研究...........................................……温度对纤维素酶各组分酶活的影响................................……对纤维素酶各组分酶活的影响..................................……纤维素酶对不同预处理水稻秸秆的酶解试验...........................……423结论与讨论...............................................··········……4:关于筛选出的纤维素酶高产菌株....................................……4:纤维素酶生产菌的改造............................................……招青霉YT02产酶条件与酶学特性.....................................……44第三章YT02产纤维素酶发酵培养基的优化研究..........................……451材料与方法....................................···.·················……材料.............................................................……试剂................................................·.·.·······……供试菌种.......................................················……培养基................................................·········……主要仪器与设备.................................................……方法.............................................................……4尽实验设计.............................................··········……培养方法.............................................··········……分析方法.......................................................……462结果与分析..............................................···········……部分因子实验筛选发酵培养基的主要影响因子.........................……最陡爬坡实验逼近发酵培养基最优点.................................……中心组合设计优化YT02发酵培养基组成..............................……发酵过程中PH、残余还原糖与纤维素酶变化的测定结果.................……593结论与讨论...................................……,...............……61第四章YT02分批发酵产纤维素酶的研究................................……63材料与方法.........................................................……材料.............................................................……试剂...........................................................……菌株...........................................................……培养基.........................................................……娜.主要仪器.......................................................……64方法.....................·······…….1用于分批发酵的种子培养.........…….…64.…恒温分批发酵对YT02产纤维素酶的影响.............................……变温分批发酵对YT02产纤维素酶的影响.............................……溶氧量对YT02分批发酵产纤维素酶的影响...........................……分段溶氧对YT02分批发酵产纤维素酶的影响.........................……分析方法.......................................................……652结果与分析.........................................................……发酵温度对YT02产纤维素酶的影响结果..............................……变温发酵对YT02产纤维素酶的影响结果..............................……溶氧对YT02产纤维素酶的影响结果..................................……分段溶氧分批发酵对YT02产纤维素酶的影响结果......................……723结论与讨论.........................................................……73第五章YT02产纤维素酶的分离纯化及酶学性质研究...........……以U(b叮‘叮‘(bt了叮‘叮‘材料与方法….1材料.…….试验材料..主要试剂.....……76.....……常用储备液及缓冲液....................................……主要仪器........................................................……方法..............................................................……蛋白质浓度的测定方法...........................................……纤维素酶的分离纯化.............................................……纤维素酶SDS一PAGE凝胶电泳纯化及酶相对分子量的测定..............……酶蛋白的N端测序...............................................……酶蛋白的质谱分析...............................................……862结果与分析.........................................................……一SephadexA一25阴离子交换层析结果.............................……层析收集管酶蛋白同洗脱缓冲液NaCI浓度的关系.....................……层析收集管酶蛋白活性检测.......................................……即hadexG一75分子筛凝胶过滤层析结果..............................……一75分子筛凝胶过滤层析分离酶蛋白......................……分子筛凝胶过滤层析纤维素酶活测定结果...........................……纤维素酶各纯化步骤纯化情况.......................................……一PAGE聚丙烯酸胺凝胶电泳.......................................……一PAGE聚丙烯酸胺凝胶电泳银染结果.............................……纤维素酶分子量SDS一PAGE凝胶电泳测定结果........................……酶蛋白的N端测序结果.............................................……酶蛋白的质谱分析结果.............................................……933结论与讨论.........................................................……94第六章酿酒酵母纤维二糖代谢途径的构建及其细胞固定化研究.............……96材料和方法................................................·········……%1材料.............................................................……菌株和质粒.....................................................……分子克隆用酶和试剂.............................................……水稻秸秆水解液的制备...........................................……972方法.............................................................……含纤维二糖酶基因(及咒1)的重组质粒pYMIKP一那艺了的构建方法.......……酿酒酵母纤维二糖代谢途径的搭建方法.............................……酿酒酵母工程菌细胞的固定化方法................................……固定化酵母细胞发酵方法........................................……分析方法......................................................……1022结果与分析........................................................……表达及范了基因的重组菌株的构建结果...............................……目的基因及法了的获得...........................................……含目的基因那Z了重组质粒的构建.................................……酿酒酵母工业菌株NAN一27转化子的获得二,........................……转化子NAN一28细胞纤维二糖酶活性测定结果.......................……1()不同固定化条件对NAN一28细胞固定化的影响结果.....................……不同溶剂对固定化细胞转化纤维二搪的测定结果......……,.......……不同海藻酸钠浓度对固定化细胞凝胶特性的影响....................……l()酵母包埋量对固定化细胞转化纤维二糖的影响结果..................……!固定化细胞与游离细胞分批发酵实验结果............................……l()固定化细胞重复分批发酵试验结果..................................……1073结论与讨论........................................................……酉良酒酵母纤维二糖代谢途径的构建.................................……酿酒酵母工程菌细胞固定化.......................................……110第七章串联式生物反应器转化水稻秸秆生产燃料乙醇的研究..............……112材料与方法........................................................……112l材料......................................……,..............……试剂.........................................................……菌种.........................................................……主要仪器与设备...............................................……1122方法...........................................................……稻草粉的预处理................................................……纤维素酶的制备................................................……稻草粉的酶解糖化..............................................……水稻秸秆生物转化燃料乙醇......................................……测定方法......................................................……115vi2结果与分析........................................................……不同预处理方法对水稻秸秆糖化效果的影响结果......................……不同温度对水稻秸秆糖化效果的影响结果............................……不同pH对稻草粉糖化效果的影响结果...............................……不同加酶量对稻草粉糖化效果的影响结果............................……不同底物浓度对稻草粉糖化效果的影响结果..........................……水稻秸秆同步糖化发酵(SSF)结果.................................……串联式反应器转化水稻秸秆生产乙醇................................……固定化NAN一28细胞发酵生产燃料乙醇结果.........................……串联式生物反应器的稳定性结果..................................……分批添料式协同酶解发酵生产燃料乙醇结果........................……1223结论与讨论......................................................··……二级串联式生物反应器生产乙醇....................................……分批添料式协同酶解发酵工艺......................................……水稻秸秆资源的全利用............................................……123第八章结论.....................................................……124主要参考文献......................................................……126英文缩写与主要符号表...............................................……146本研究的特色与创新.................................................……147发表与待发表的学术论文及成果.......................................……148致谢............................................................……149作者简介..........................................................……150你要看哪部分?
纤维素(cellulose)是由葡萄糖组成的大分子多糖,不溶于水及一般有机溶剂,是植物细胞壁的主要成分。纤维素是世界上最丰富的天然有机物,占植物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近100%;一般木材中,纤维素占40~50%。食物中的纤维素(即膳食纤维)对人体的健康有重要的作用。纤维素也是重要的造纸原料。此外,以纤维素为原料的产品也广泛用于塑料、炸药、电工及科研器材等方面。麻、麦秆、稻草、甘蔗渣等,都是纤维素的丰富来源。纤维素是重要的造纸原料。此外,以纤维素为原料的产品也广泛用于塑料、炸药、电工及科研器材等方面。食物中的纤维素(即膳食纤维)对人体的健康也有着重要的作用。纤维素的分子式(C6H10O5)n,由D-葡萄糖以β-1,4糖苷键组成的大分子多糖,分子量50000~2500000,相当于300~15000个葡萄糖基。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。全世界用于纺织造纸的纤维素,每年达800万吨。此外,用分离纯化的纤维素做原料,可以制造人造丝,赛璐玢以及硝酸酯、醋酸酯等酯类衍生物和甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素钠等醚类衍生物,用于石油钻井、食品、陶瓷釉料、日化、合成洗涤、石墨制品、铅笔制造、电池、涂料、建筑建材、装饰、蚊香、烟草、造纸、橡胶、农业、胶粘剂、塑料、炸药、电工及科研器材等方面。人类膳食中的纤维素主要含于蔬菜和粗加工的谷类中,虽然不能被消化吸收,但有促进肠道蠕动,利于粪便排出等功能。草食动物则依赖其消化道中的共生微生物将纤维素分解,从而得以吸收利用。
9. 浅析权益的形成及其分类。8. 试论降低产品成本的意义与途径3. 谨慎性原则在企业中的合理应用。5. 论会计科目设置的必要性、严肃性9. 浅析权益的形成及其分类。4. 会计基础工作规范化的思考。( )1. 实质重于形式原则在我国会计管理中的运用。1. 实质重于形式原则在我国会计管理中的运用。4. 会计基础工作规范化的思考..数字是我的q,我来帮你
(第一篇文章)水溶性膳食纤维聚葡萄糖的市场现状及发展应用杨海军辛修峰黄婧聚葡萄糖属于水溶性的膳食纤维,是一种低热量、无糖、低血糖指数的特殊碳水化合物,还具有益生元的特点。它是由天然存在的葡萄糖、和少量山梨醇、柠檬酸经高温熔融缩聚而成,是随机交联的葡萄糖组成的多糖。聚葡萄糖作为一种作用和性能最好的膳食纤维之一,近年来得到快速发展,在50多个国家被批准使用,它可用于各种食品的纤维强化,取代食品中的糖和脂肪,改善食品的质构和口感。因此在众多食品、饮料、保健食品中得到越来越广泛的应用。1 膳食纤维及聚葡萄糖的社会背景1.1膳食纤维的社会背景膳食纤维是一种新型的食品配料,也是人体不可缺少的第七营养素和活性成分。自20世纪60年代Trowoll首次列出现代“文明病”的特征,并提出膳食纤维在对抗“文明病”方面的重要作用以来,膳食纤维的研究和开发便迅即受到世界各国的高度重视,营养学界、临床医学界和食品科学界相继投人很大的精力进行研究,在全球范围内掀起了研究膳食纤维的热潮。目前,各国政府几乎都把营养问题纳入国民经济发展计划之中,膳食纤维正被越来越多地利用和普遍重视。我国对膳食纤维的研究起步较晚,但发展迅速。1993年2月9日,国务院颁发的“90年代中国食物结构改革与发展纲要”中指出:由于膳食不平衡或营养过剩而造成的文明病已在我国登陆,肥胖、高血压、糖尿病、心血管疾病和结肠癌等已成为危害我国人民健康的主要疾病。同时,国家计委“八五”攻关计划首次对“高品质膳食纤维的研究”立项资助,极大地推动了膳食纤维在我国的发展。在我国膳食纤维的缺乏是一个普遍性的问题,从城市到农村,从老年人到儿童,都存在不同程度的缺乏。中国营养学会在2000年调查显示,我国成人平均每人每日摄人的膳食纤维为13-3g,其中最低11.5g,中等为13.2g,最高14.5g;上海地区为9.1g,天津为l2.7g,广东为8.6g。可见,膳食纤维的发展存在着巨大的市场空间。1.2 聚葡萄糖的历史背景聚葡萄糖由美国Pfizer中心实验室的H_H.Rennhard博士于1965年发明。80年代末,美国食品与药品监督管理局(FDA)、联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(wHo)均批准聚葡萄糖(水溶性膳食纤维)为安全的食品添加剂,列人美国食品化学品法典(FCC)。随后日本、韩国、马来西亚、新加坡、中国等多个国家批准使用聚葡萄糖,其中日本厚生省将聚葡萄糖定为食品。目前世界上超过57个国家批准聚葡萄糖应用于食品中,其中56个国家允许其使用1Kal/g的能量标签,聚葡萄糖在以下国家被承认为膳食纤维:阿根廷、澳大利亚、奥地利、比利时、巴西、文莱、捷克、芬兰、法国、印尼、意大利、日本、马来西亚、墨西哥、新西兰、挪威、中国、菲律宾、波兰、俄罗斯、新加坡、南韩、台湾、泰国、英国、美国、越南,以及中国台湾且在不断获得越来越多的国家认可。2007年8月21日美国FDA在联邦纪事上将2003年CODEX食品化学物(FCC)第5修订版关于聚葡萄糖的规范作为质量标准参考,并进一步扩大了聚葡萄糖的使用范围。2 膳食纤维及聚葡萄糖的市场状况2.1 发达国家的应用情况膳食纤维在全球有近40年的研究和发展历史。在国外的应用主要是食品领域,作为一种常量元素添加到各种食品中去,使人们能够非常方便地在不同食物中自然摄取膳食纤维,在欧美等发达国家的超市和便利店中甚至有专门的膳食纤维产品专柜,各类添加膳食纤维而包、饮料、饼干、乳制品等琳琅满目。国外研究应用的膳食纤维主要有六大类:谷物 豆类、微生物多糖及其它天然纤维和合成、半合成纤维,计30多个品种,其中实际应川于牛产 有10余种,在市场上比较畅销的有聚葡萄糖、大豆膳食纤维、燕麦膳食纤维等6种。。Mintel公司的GNPD数据库资料显示,2006年约有0.9%的全球新 市的食品声称含有纤维,其中1.6%的焙烤食品、1-4%的乳制品和0.6%的饮料含有纤维。以前,食品中主要用不溶性膳食纤维进行强化,水溶性膳食纤维的应用诞生后,这个情况很快扭转。以丹尼斯克的利体素(聚葡萄糖)为例,1981年经FDA批准后它最先问世于美国等发达国家市场,用作低热量填充剂。上世纪90年代初,国际市场上就有各种大品牌的低热量食品添加了利体素,例如日本LOTFE公司的ZERO系列低热量巧克力、营养棒等。H本的大琢制药(Otsuka)1988年推出了Fibe—MINI纤维饮料,每瓶含有7g聚葡萄糖,并于1997年获得FOSHU认证,目前该产品依然畅销。F】本的三得利公司(Suntory)于1993年开发了利体素的新应用,用它和一种低聚糖成功开发“Bikkle”酸乳饮料,创下了销售2亿瓶的记录。日本的Yakult专注于益生菌乳饮料,旗下有添加了利体素的Joie益生菌奶,还有含低聚半乳糖和利体素的调节肠道菌群的功能性饮料等。最近日本市场上含利体素的新产品,还有明治乳业的酸奶和加钙乳饮料、明治制果的特浓奶片、Calpis的乳酸菌饮料、Suntory的DAKARA等渗运动饮料等。目前,Otsuka、Lotte和Yakult依然是日本最著名的强化纤维饮料和低热量食品生产商。2.2 膳食纤维在我国的应用情况膳食纤维的真正市场是普通食品,但纵观我国各类膳食纤维产品,主要以保健品居多,而食品所占份额过少。据调查,仅保健品就占80多种,这与发达国家不仅存在量的差距,而且在市场格局上存在严重的不均衡,同时也与膳食纤维的普及和应用是不相适应的。由于膳食纤维知识普及不够到位,整个市场容量仍停留在一个较小的水平上。总之,膳食纤维在我国的发展还处于起步阶段,从行业法规上看,行业标准以及质量标准还不健伞,目前多数企业只有沿用国际标准执行;从供应 业来看,专业生产膳食纤维的企业还很少,国内应用企业及膳食纤维产品也少之又少;从产品质量来看,发展参差不齐,多数企业在膳食纤维的口感、含量、色泽等指标上还存在很大问题。因此,多数食品企业仍处于尝试阶段,并未掀起膳食纤维的应用热潮。聚葡萄糖作为一种高品质的良好的水溶性膳食纤维,21世纪初在保龄宝生物股份有限公司实现工业化生产。在国外,聚葡萄糖作为一种大众化的食品配料,被广泛的应用于各种食品中,目前在我国也得到广泛的认可。2-3 水溶性膳食纤维聚葡萄糖的发展趋势聚葡萄糖对人体的特殊疗效作用日渐明显,其特殊营养功能受到医学及食品界的广泛关注,开发和利用聚葡萄糖的研究不断深入,对聚葡萄糖用途进一步的拓展,它的各种独特理化性质、生理功能的种种优点将得到世人的不断认可,而且聚葡萄糖新产品也将拥有更广阔的消费市场,以聚葡萄糖作为功能性食品的原料的需求量将会大大增加。纤维食品有“生命绿洲”之称,近年国际食品结构正朝着纤维食品的方向调整。日本、美国的消费需求每年以10%速度增长。在欧美市场,将聚葡萄糖加入食品中已经流行了许多年,在日本、台湾、韩国加入聚葡萄糖的食品销量不断增加。在中国,已有一些饮品中添加了聚葡萄糖,如娃哈哈的乳饮料思慕C等。在不久的将来,含有聚葡萄糖这种水溶性膳食纤维饮品或保健食品将在中国得到进一步发展。21世纪食品的发展主题是健康+美味。消费者对食品的要求在可口的基础上更加注重食品的功能与健康,同时消费者也不可能会单纯因为健康的需求而牺牲口味。而聚葡萄糖作为一种高品质的膳食纤维具有如下优点:良好的口感、更低的热量、广泛的应用范围、更多的生理功效、合理的价格。这些优点使得各种食品不会因为聚葡萄糖的添加而影响其口感,且不至于因为添加膳食纤维而过多地提高食品的成本,让食品企业容易接受,从而使聚葡萄糖在中国具有良好的发展前景。3 聚葡萄糖在食品中的应用3.1饮料行业聚葡萄糖是强化纤维饮料的理想纤维来源,它具有的水溶性好,低pH值及加热条件下的稳定性高,在货架期内稳定,纤维无损失等的优良特性,使其能广泛应用于饮料产品,包括固体饮料,无不良口味、色泽和透明度均良好,并可增强无糖或低糖饮料的口感。3.2 乳制品聚葡萄糖在低pH值下稳定,用于酸奶,能提供清爽口感和纤维强化;用于乳饮料中,能直接强化纤维。用在低脂无脂产品中能防止析水,赋予良好的质构和奶油口感。3.3 焙烤食品可用于生产高纤维的面包、蛋糕和饼干等焙烤食品,强化焙烤食品的纤维概念。聚葡萄糖十分耐热,作为蔗糖和油脂的替代品,能延缓淀粉老化,保持水分,提供良好的质构和口感,特别适于加工低糖、低脂的焙烤食品。3.4 保健品或药品因聚葡萄糖具有较低的热量值(1Kal/g),可用于生产低能量,瘦身、减肥的保健食品或功能性饮料,针对爱美人士或年轻女性。3.5 糖果无糖糖果的良好配料,耐受性好。高水溶性和高黏度,保证硬糖和橡皮糖的良好咀嚼性;能防止结晶,特别是使用糖醇的糖果;非致龋性,适用于健齿糖果。添加聚葡萄糖的蔗糖糖果,起到强化纤维/益生元/降低蔗糖的作用,也可降低热量或降低总血糖生成值。3.6 其他应用还可用于巧克力、冰淇淋/冷冻甜点、果酱和果陷、肉制品等食品中,具有改善食品质构,起到营养强化的功能。(第二篇文章)水溶性膳食纤维——聚葡萄糖袁卫涛 高传林 杨海军现代食品工业既要满足人们的食欲. 义要兼顾人们的健康.而功能性食品的开发正~f-Jtlgi应了时代的要求 作为健康因子.水溶性膳食纤维聚葡萄精逐渐成为食品阡发者的新宠1.聚葡萄糖简介聚葡萄槠(俗名水溶悱膳食纤维). 为内色或乳黄色颗粒 体. 易溶于水, 是在柠檬酸、I“梨醇的存在下,将葡萄糖高温低压反应聚合而成的多聚体, 其化学式为葡萄糖无舰则键合的缩埭物,但以1.6一精苻键结合为主 平均分于馈大于3 2(x】, 平均聚合艘大下20.的用量, 可以促进面团发酵速度..但是, 酵母用量过大时, 面闭中可用来提供的营_养不足. 则酵母的生长受到抑制. 会影响而团的酮发.从而影响到苏打饼干的疏松感(2) 小苏打用量小苏打是制作苏打饼干的一种重要原料,它在焙烘过程中受热分解.可产生大量的二氧化碳.从而使饼坯体积膨胀增大..小苏打的分解温度为60℃ ~150 如果小苏打加入量过多. 会使饼干的碱性增强.影I晌口味.同时碱也会呵面粉中的色累反应.使饼干内部色泽变黄(3)烘烤温度烘烤苏打饼干时.筇1阶段应当使烤炉的底火Hl盛.面火温度则应 相应低蝗.这样町以使开始阶段的饼坯袭 尽可能保持柔软.防止其迅速彤成硬壳.有利于饼坯体积的胀发和二氧化碳 C体的敞逸..加强底火.热凰迅速传导到中心层. 促使饼坯内冈发酵产生的二氧化碳急剧膨胀,在短时lⅦ 匈将饼坯胀发起来 ,如粜烤炉温度过低. 即使发酵良好的饼坯亦将变成僵片; 而在合理的烘烤处理F. 尽衍发酵并不太理想的面团也-Ⅱ得到较好的产品在烘烤的中间阶段.虽然水分在继续蒸发.但重要的是将胀发到最大限度的体积嗣定下米,获得优良的焙烤弹性 闻此,此时要求表 火势渐增而底面火势渐减 此阶段温度如不够岛.会使表面不能凝固定形.胀发起来的饼坯重新塌陷而使饼干密度增大。制品最终将不够酥松 最后阶段, 即饼干J二色阶段的炉温通常低于前面备阶段,以防止饼干色泽过深。(4)食盐用量食盐对耐筋有增强其弹性和坚韧性的特点.能使fli『团扰胀力提高,增强面闭的保气性; 食盐同时 是面粉巾淀粉阿雉的活化剂.能增加淀粉的转化率.以供给酵母觅足的糖分; 食盐还是调节口眯的主料.能满足口味的需求。食盐最显著的特点就是具有抑制杂菌的作用..虽然酵母的耐盐力比其他痫原菌强得多,但过lIi;的食盐含量同样会扣I制奠活性,使发酵作用减弱 为此,通常将眄己方中用盐总量的30% 在第2次捌粉时加入, 余70% 的食盐刚在油酥巾拌人. 以防用睛过多对酵母产生影响。2.聚葡萄糖的功能(1) 调节血脂水溶性膳食纤维可在小肠内造成一层膜。并缠裹部分食物脂肪,能有效限制消化道内脂肪的吸收,促进类脂化合物的排泄,增加饱腹感,减少进食量,从而达到调节血脂,减少脂肪堆积, 预防肥胖等功效。(2) 降低胆固醇聚葡萄糖进入肠道后被肠道微生物降解的产物可抑制胆固醇的合成,并能吸附胆同醇的代谢产物胆汁酸并排出体外。从而降低人体内胆固醇含量。阻碍对胆固醇的吸收,预防胆结石的形成。(3) 调节血糖值聚葡萄糖能改善末梢组织对胰岛素的感受性,降低对胰岛素的要求,抑制胰岛素的分泌, 阻碍对糖的吸收,从而达到降低血糖水平的日的,预防糖尿病。(4) 整肠作用 聚葡萄糖能促进人体肠胃蠕动, 消除便秘,预防痔疮;能促进肠道中有益微生物的生长, 降低十二指肠中pH值, 创造微酸环境以刺激有益微生物如双歧杆菌及其他乳酸菌的生长。同时减低有害细菌的繁殖,提高机体免疫能力。减少肠道与有毒物质接触的机会,抑制有害物质的吸收并促进排泄。达到排毒养颜的作用; 预防痔疮和结肠癌;改善体质。(5) 助控作用 可溶性纤维有助于预防过量的食物摄入和脂肪堆积。(6)减肥作用一方面膳食纤维可以减少进食量, 并从人体内带走多余的脂肪和能量。另一方面可溶性膳食纤维还可在胃肠壁上形成薄膜,阻止葡萄糖的吸收, 阻碍营养素转化成热能,从而有效地起到减肥的功效3.聚葡萄糖在食品中的应用(1)在烘培食品中的应用聚葡萄糖具有保湿性, 能通过保持水分或防止水分迁移来控制食品含水I量的不利变化,延长货架期; 还能减少糕点制作过程中面筋的形成,保持酥性结构。(2) 水果馅料聚葡萄糖常被添加到低热量、低糖水果馅料中。能防止水分从馅料中转移到面团或糕点的内部。延长货架期。(3) 乳制品 聚葡萄糖作为功能因子用于牛乳及涮昧乳、发酵乳、乳酸菌饮料和调制奶粉等乳制品中, 可以改善乳品口感,提高稳定性,不用担心会f“现与乳制品中的成分发生对人体不利的理化反应的情况。(4) 糖果聚葡萄糖的水溶性及黏性均很高,适于制造风味俱佳的无糖糖果;并且与其他原料混用。还能减少结晶。消除冷流动性并提高糖果稳定性。(5) 冷冻甜点聚葡萄糖具有冰点降低功能,用它能生产m富有奶油口感的美味冷冻甜点等。除了用于降低热量、糖分和脂肪的产品中外。还能向低脂冷冻甜点提供某些功能特性如控制水分、提供清新圆滑的口感及改进组织结构等。(6) 饮料南于聚葡萄糖溶解度大, 溶液清澈透明,在低pH 值的条件下稳定, 可随意用以增加饮料的固形物。改善及丰富口感,作为功能性膳食纤维来源可以广泛应用于各种功能性饮料中。(备注:文章是从国内期刊中能找到此类内容的精华,如果满意,加分后留下邮箱,将原始PDF文档发给你,可以纠正个别的乱码)
1 邱雁临.纤维素酶的研究和应用前景[J].粮食与饲料科技,2001,30~31 2 刘耘,鄢满秀.纤维素酒精发酵的研究进展[J].广州食品工业发酵,1999,15(2):51~54,63 3 戴四发,金光明,王立克,等.纤维素酶研究现状及其在畜牧业中的应用[J].安徽技术师范学院学报,2001,45(3):32~38 4 阎伯旭,齐飞,张颖舒,等.纤维素酶分子结构和功能研究进展[J].生物化学与生物物理进展,1999,26(3):233~237 5 张鸿雁,陈锡时.微生物纤维素酶分子生物学研究进展[J].生物技术,2003,13(3):41~42 6 杨礼富,微生物学通报,2003, 30 (4):9 987 史雅娟,吕永龙,环境科学进展1999, 7 ( 6)3} 378 宋桂经,纤维素科学与技术,广西人学学报:自然科学版).2004. 29(1):73- 769 曲杳波,高培基.开展生物质转化为洒精研究实现液态燃料可持续供应}c}.发酵工程学科的进展一第一次全国发酵工程学术讨论会.北京:中国轻工业出版社,2002, 34一39.
太大了 给你复制点吧水稻秸秆纤维素发酵转化燃料乙醇的研究摘要我国水稻秸秆资源丰富,年产量达3亿多吨。利用水稻秸秆生产燃料乙醇,对来我国能源问题、实现节粮代粮和环保有着巨大的潜力和广阔的应用前景。水稻秸要成分是纤维素,对纤维素的利用最主要的限制性因素是将纤维素转化为可发酵还解决的办法主要有两类途径:(l)提高纤维素酶生产的经济性,主要涉及纤维素酶高获得及纤维素酶的生产技术,提高其合成效率以降低单位纤维素酶生产成本;(2)提素酶利用效率,主要涉及纤维素酶解催化过程,以降低单位可发酵还原糖生产成本本研究从菌种的选育着手,研究了菌株的产酶特性,用响应面策略优化发酵培养基,了SL发酵罐分批发酵生产高活力纤维素酶技术;分离纯化了纤维素酶;构建了代二糖的酿酒酵母工程菌;对酿酒酵母工程菌细胞固定化发酵进行了研究,利用二级生物反应器祸合系统生物协同酶解水稻秸秆发酵生产燃料乙醇等。主要研究结果如1.筛选到一株纤维素酶高产菌株(PenicilliumYT01),原生质体紫外诱变后变株YT02,YT02以水稻秸秆为碳源,豆饼粉和硫酸钱为氮源,在29”c,初始p酵12Oh,纤维素酶活力达到最高,摇瓶发酵滤纸酶活(FPA)、CMC酶活(CMcas葡萄糖昔酶活(CB)分别达、和。2.用响应面方法(RSM)优化的发酵培养基组成为:水稻秸秆为留L,为,数皮为叭,困H4)2504、KHZpO4为4g/L,MgSO;为;起始以优化的培养基发酵120h,滤纸酶活、cMc酶活和p一葡萄糖普酶活分别达到IU/mL、。远高于优化前的纤维素酶活水平。3.在SL发酵罐中研究了温度、pH值和溶氧对菌体生长和产酶的影响,确定发酵的工艺条件为:0一32h时发酵温度犯”C,溶氧70%;犯h至1加h发酵结果发29oc,溶氧50%,发酵液初始pH值,发酵%h滤纸酶活、CMC酶活和p一葡酶活分别达到、,均高于摇瓶发酵水平,酵动力学过程显示,突变菌YT02菌体生长和纤维素酶各组分均为部分祸联。4.利用DEAEsephadexA一25和sephadexG一75分离纯化了二个内切葡(CMCase)和一个p一葡萄糖营酶,CMCase纯化倍数为,回收率为,糖昔酶纯化倍数为,回收率为,经SDS一PAGE得到单蛋白分子条带,I、沪’_心钳3卜“’门尸,..量测定分别为73kDa、43kDa和,并对其进行了N端测序和质谱分析。5.以生产乙醇性能优良的酿酒酵母菌株NAN一27作为工程菌株的受体菌。利用能良好的多拷贝整合型载体pYMIKP,使纤维二糖代谢基因BGLI整合到酿酒酵母体上。从而在酿酒酵母工业菌株中建立了稳定的纤维二糖代谢途径,拓展了酒精生物利用范围,降低了纤维二糖对纤维素酶解的抑制作用。采用海藻酸钙凝胶包埋固纤维二糖酿酒酵母工程菌,固定化细胞与游离细胞相比,发酵时间缩短,乙醇产率提以上,并能有效地利用水稻秸秆水解液进行酒精发酵。6.对水稻秸秆酶解过程中底物性质、酶解温度、酶解pH、底物浓度及纤维素等关键因子进行了研究。由于YT02纤维素酶系中纤维二搪酶活力较低(CB/F队为经稀酸稀碱预处理后的水稻秸秆纤维素对乙醇转化率仅为18%。采用代谢纤维二糖母工程菌游离细胞发酵,可部分去除纤维二糖对酶解的抑制,水稻秸秆纤维素对乙率可提高至20%。进一步利用采用海藻酸钙凝胶包埋固定代谢纤维二糖酿酒酵母工酵,水稻秸秆纤维素对乙醇转化率可达26%。这方面的研究结果有助于深入了解纤的协同降解机制。7.将纤维原料的酶解、固定化代谢纤维二搪酿酒酵母工程菌的作用有机祸联,新型的二级串联式生物反应器,在该反应器体系的协同作用下,可有效解除纤维二萄糖对纤维素酶的反馈抑制作用,促进纤维原料水稻秸秆的酶水解,发酵40h,乙达留L,纤维素对乙醇的转化率达(纤维素对乙醇的理论转化率为是游离细胞同时糖化发酵(SSF)的倍,生产效率达留(Lh)。采用分批添料酶解发酵工艺,可提高纤维底物的终浓度达250岁L,产物乙醇的终浓度留L,高了纤维素酶的利用率和乙醇生产效率,降低乙醇的生产成本。该反应器性能稳定效率高,固定化细胞可以重复使用,便于自动化控制。关键词:纤维素酶,水稻秸秆,酿酒酵母,燃料乙醇,串联式生物反应器目录摘要..............................................................……ABSTRACT..........................................................……IH第一章文献综述l水稻秸秆资源及其降解方式............................................……水稻秸秆的组成与结构..…,................................……,.……水稻秸秆的预处理..................................................……物理方法预处理水稻秸秆..........................................……化学方法预处理水稻秸秆..........................................……生物方法预处理水稻秸秆..........................................……水稻秸秆纤维素的降解方式..........................................……水稻秸秆的酸水解................................................……水稻秸秆的酶水解................................................……52纤维素酶的性质与用途................................................……纤维素酶的多酶体系................................................……纤维素酶的分子结构................................................……纤维素酶的作用机理................................................……纤维素酶的分子量大小.............................................……纤维素酶的最适反应条件与稳定性...................................……纤维素酶的应用...................................................……H3纤维素酶的生产.....................................................……纤维素酶的生产菌种选育...........................................……纤维素酶的生产...................................................……144水稻秸秆原料生物转化燃料乙醇.......................................……燃料乙醇的优越性和使用现状.......................................……水稻秸秆纤维素生物转化燃料乙醇的方法.............................……分步水解发酵法生产燃料乙醇.....................................……同步糖化发酵法生产燃料乙醇.....................................……固定化细胞发酵生产燃料乙醇.....................................……酉良酒酵母途径工程应用于燃料乙醇的生产.............................……175本研究的目的、意义和主要内容.......................................……本研究的目的和意义...............................................……本研究的思路和技术路线...........................................……本研究的主要内容.................................................……21第二章纤维素酶高产菌株的选育及产酶条件研究.........................……231材料与方法..........................................................……材料.............................................................……试剂与溶液配制.................................................……器菌种与菌种分离源...............................................……培养基.........................................................……主要仪器与设备.................................................……方法.............................................................……水稻秸秆的预处理...........................……,.,...........……纤维素酶高产菌的分离与纯化.....................................……纤维素酶高产菌的初步鉴定.......................................……纤维素酶高产菌的原生质体紫外诱变...............................……产纤维素酶的液体发酵培养方法...............................……不同预处理水稻秸秆的酶水解.....................................……分析方法.......................................................……272结果与分析.........................................................……不同预处理水稻秸秆的各组分含量...................................……纤维素酶高产菌的分离与筛选.......................................……纤维素高产菌YT01的菌种鉴定......................................……纤维素酶高产菌YT01的原生质体紫外诱变............................……液体发酵培养基成分与发酵条件对YT02产纤维素酶的影响..............……不同碳源对YT02产酶的影响......................................……不同预处理水稻秸秆对YT02产酶的影响............................……不同氮源对YT02产纤维素酶的影响................................……微晶纤维素添加量对YT02产纤维素酶的影响........................……不同无机盐对YT01产纤维素酶的影响..............................……起始pH对YT01产纤维素酶的影响.................................……装液量对YT02产纤维素酶的影响..................................……转速对YT02产纤维素酶的影响....................................……培养温度对YT02产纤维素酶的影响................................……接种量对YT02产纤维素酶的影响.................................……培养时间对YT02产酶的影响.....................................……纤维素酶的酶学性质研究...........................................……温度对纤维素酶各组分酶活的影响................................……对纤维素酶各组分酶活的影响..................................……纤维素酶对不同预处理水稻秸秆的酶解试验...........................……423结论与讨论...............................................··········……4:关于筛选出的纤维素酶高产菌株....................................……4:纤维素酶生产菌的改造............................................……招青霉YT02产酶条件与酶学特性.....................................……44第三章YT02产纤维素酶发酵培养基的优化研究..........................……451材料与方法....................................···.·················……材料.............................................................……试剂................................................·.·.·······……供试菌种.......................................················……培养基................................................·········……主要仪器与设备.................................................……方法.............................................................……4尽实验设计.............................................··········……培养方法.............................................··········……分析方法.......................................................……462结果与分析..............................................···········……部分因子实验筛选发酵培养基的主要影响因子.........................……最陡爬坡实验逼近发酵培养基最优点.................................……中心组合设计优化YT02发酵培养基组成..............................……发酵过程中PH、残余还原糖与纤维素酶变化的测定结果.................……593结论与讨论...................................……,...............……61第四章YT02分批发酵产纤维素酶的研究................................……63材料与方法.........................................................……材料.............................................................……试剂...........................................................……菌株...........................................................……培养基.........................................................……娜.主要仪器.......................................................……64方法.....................·······…….1用于分批发酵的种子培养.........…….…64.…恒温分批发酵对YT02产纤维素酶的影响.............................……变温分批发酵对YT02产纤维素酶的影响.............................……溶氧量对YT02分批发酵产纤维素酶的影响...........................……分段溶氧对YT02分批发酵产纤维素酶的影响.........................……分析方法.......................................................……652结果与分析.........................................................……发酵温度对YT02产纤维素酶的影响结果..............................……变温发酵对YT02产纤维素酶的影响结果..............................……溶氧对YT02产纤维素酶的影响结果..................................……分段溶氧分批发酵对YT02产纤维素酶的影响结果......................……723结论与讨论.........................................................……73第五章YT02产纤维素酶的分离纯化及酶学性质研究...........……以U(b叮‘叮‘(bt了叮‘叮‘材料与方法….1材料.…….试验材料..主要试剂.....……76.....……常用储备液及缓冲液....................................……主要仪器........................................................……方法..............................................................……蛋白质浓度的测定方法...........................................……纤维素酶的分离纯化.............................................……纤维素酶SDS一PAGE凝胶电泳纯化及酶相对分子量的测定..............……酶蛋白的N端测序...............................................……酶蛋白的质谱分析...............................................……862结果与分析.........................................................……一SephadexA一25阴离子交换层析结果.............................……层析收集管酶蛋白同洗脱缓冲液NaCI浓度的关系.....................……层析收集管酶蛋白活性检测.......................................……即hadexG一75分子筛凝胶过滤层析结果..............................……一75分子筛凝胶过滤层析分离酶蛋白......................……分子筛凝胶过滤层析纤维素酶活测定结果...........................……纤维素酶各纯化步骤纯化情况.......................................……一PAGE聚丙烯酸胺凝胶电泳.......................................……一PAGE聚丙烯酸胺凝胶电泳银染结果.............................……纤维素酶分子量SDS一PAGE凝胶电泳测定结果........................……酶蛋白的N端测序结果.............................................……酶蛋白的质谱分析结果.............................................……933结论与讨论.........................................................……94第六章酿酒酵母纤维二糖代谢途径的构建及其细胞固定化研究.............……96材料和方法................................................·········……%1材料.............................................................……菌株和质粒.....................................................……分子克隆用酶和试剂.............................................……水稻秸秆水解液的制备...........................................……972方法.............................................................……含纤维二糖酶基因(及咒1)的重组质粒pYMIKP一那艺了的构建方法.......……酿酒酵母纤维二糖代谢途径的搭建方法.............................……酿酒酵母工程菌细胞的固定化方法................................……固定化酵母细胞发酵方法........................................……分析方法......................................................……1022结果与分析........................................................……表达及范了基因的重组菌株的构建结果...............................……目的基因及法了的获得...........................................……含目的基因那Z了重组质粒的构建.................................……酿酒酵母工业菌株NAN一27转化子的获得二,........................……转化子NAN一28细胞纤维二糖酶活性测定结果.......................……1()不同固定化条件对NAN一28细胞固定化的影响结果.....................……不同溶剂对固定化细胞转化纤维二搪的测定结果......……,.......……不同海藻酸钠浓度对固定化细胞凝胶特性的影响....................……l()酵母包埋量对固定化细胞转化纤维二糖的影响结果..................……!固定化细胞与游离细胞分批发酵实验结果............................……l()固定化细胞重复分批发酵试验结果..................................……1073结论与讨论........................................................……酉良酒酵母纤维二糖代谢途径的构建.................................……酿酒酵母工程菌细胞固定化.......................................……110第七章串联式生物反应器转化水稻秸秆生产燃料乙醇的研究..............……112材料与方法........................................................……112l材料......................................……,..............……试剂.........................................................……菌种.........................................................……主要仪器与设备...............................................……1122方法...........................................................……稻草粉的预处理................................................……纤维素酶的制备................................................……稻草粉的酶解糖化..............................................……水稻秸秆生物转化燃料乙醇......................................……测定方法......................................................……115vi2结果与分析........................................................……不同预处理方法对水稻秸秆糖化效果的影响结果......................……不同温度对水稻秸秆糖化效果的影响结果............................……不同pH对稻草粉糖化效果的影响结果...............................……不同加酶量对稻草粉糖化效果的影响结果............................……不同底物浓度对稻草粉糖化效果的影响结果..........................……水稻秸秆同步糖化发酵(SSF)结果.................................……串联式反应器转化水稻秸秆生产乙醇................................……固定化NAN一28细胞发酵生产燃料乙醇结果.........................……串联式生物反应器的稳定性结果..................................……分批添料式协同酶解发酵生产燃料乙醇结果........................……1223结论与讨论......................................................··……二级串联式生物反应器生产乙醇....................................……分批添料式协同酶解发酵工艺......................................……水稻秸秆资源的全利用............................................……123第八章结论.....................................................……124主要参考文献......................................................……126英文缩写与主要符号表...............................................……146本研究的特色与创新.................................................……147发表与待发表的学术论文及成果.......................................……148致谢............................................................……149作者简介..........................................................……150你要看哪部分?
纳米在生物技术上的应用特别广,建议在纳米生物科技类的期刊或者图书上找。
不知道怎么写最简单的办法就是去参考文献,比如材料科学,纳米技术这些,只有看的多了,脑子里有货你才能写出来
是的,纳米材料是国家的发展大趋势,你也可以看下(纳米技术)这里面的范文吧~~
纳米吸波复合材料的研究与发展趋势吸波复合材料主要是应用在飞机,坦克等表面来降低其被探测和摧毁的概率,提高目标的生存能力。吸波复合材料是一类功能复合材料,它能吸收投射到它表面的电磁波能量,并通过材料的介质损耗使电磁波能量转变成热能或其它形式的能量_1]。吸波复合材料是由功能体(吸收剂)和基体组成。当吸波复合材料中的功能体为纳米量级时,吸波复合材料将产生不同于常规材料的吸波性能。在已公开报道的纳米吸波复合材料中,性能比较突出的是美国研制的“超黑粉”纳米吸波复合材料_2J,它实质上就是以纳米石墨为功能体的石墨一热塑性复合材料和石墨环氧树脂复合材料。纳米吸波复合材料之所以具有不同寻常的吸波性能是因为纳米材料的特殊结构引起的口]。一方面,纳米微粒尺寸为1~100 nm,远小于雷达发射的电磁波波长,对电磁波的透过率大大高于常规材料,这就大大降低了电磁波的反射率;另一方面,纳米微粒材料的比表面积比常规微粒大3~4个数量级,对电磁波和红外光波的吸收率也比常规材料高得多。此外,随着颗粒的细化,颗粒的表面效应和量子尺寸效应变得突出,颗粒的界面极化和多重散射成为重要的吸波机制,量子尺寸效应使纳米颗粒的电子能级发生分裂,其间隔正处于微波能量范围(10 ~10eV从而形成新的吸波通道_|J。吸波复合材料按其应用形式可分为涂敷型吸波复合材料和结构型吸波复合材料。1 涂敷型吸波复合材料纳米铁氧体吸波复合材料_5。o]铁氧体吸波复合材料是既有一定介电常数和介电损耗,又有一定磁导率和磁损耗的双复介质。它除有电子共振损耗外,还具有铁氧体特有的畴壁共振损耗、磁矩自然共振损耗和粒子共振损耗等特性。其作用机理可概括为铁氧体对电磁波的磁损耗和介电损耗。23(5):796—800.[37] 李华,Bocaz—Beneventi G,Have J.计算机与应用化学_J],2002,1 9(3):296—297.[38] 熊少祥,李建军,程介克.分析测试学报EJ3,1996,15(3):69—73.将铁氧体纳米颗粒与聚合物复合而成的纳米复合吸波材料能有效吸收和衰减电磁波和声波,被认为是一种极好的吸波材料。铁氧体纳米复合材料多层膜在7~17 GHz的频率段内的峰值吸收为一4OdB,小于一lO dB的频宽为2GHz_l 。王国强等人对比了纳米铁氧体/导电聚合物复合吸波材料和非纳米铁氧体/导电聚合物复合吸波材料的吸波性能。实验结果表明,在8~12 GHz的频段内,纳米吸波复合材料的吸收率均高于非纳米吸波复合材料_1引。铁氧体吸波复合材料的研究重点在于如何通过调整材料本身的化学组成、粒径及其分布、粒子形貌及分散性等来提高复合材料损耗特性和降低其密度。美国已研制出一系列薄层状铁氧体吸波复合涂料,并成功应用于F一117A战斗机。纳米金属粉吸波复合材料_l �6�8从金属的电子能级跃迁、原子相对振动的光学波、原子的转动能级和原子磁能级的分析可以看出,具有磁性的金属超细颗粒与电磁波有强烈的相互作用,具备大量吸收电磁波能量的条件_l 。纳米金属粉吸波复合材料具有微波磁导率较高、温度稳定性好(居里温度高达770 K)等突出优点,己得到了广泛应用。纳米金属粉吸波复合材料主要包括羰基纳米金属粉复合材料和纳米磁性金属粉复合材料两类。其中羰基纳米金属粉主要包括羰基Fe、羰基Ni和羰基Co等:纳米磁性金属粉主要包括Co、Ni、CoNi和FeNi等。陈利民等人[1副制备了高抗氧化能力的纳米金属吸波复合材料y一(Fe,Ni)。实验结果表明,该材料在厘米波和毫米波波段均有较好的吸波性能。法国科学家最新研制成功了一种由CoNi纳米金属合金粉与绝缘层构成的复合材料。将该材料与粘合剂复合而成的吸波复合材料的电阻率高于5 Q�6�1cm,在50 MHz~50 GHz的频率范围内具有良好吸波性能 引。纳米有机聚合物吸波复合材料作为功能体的导电聚合物主要包括聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等。其主要的吸波机理是:利用某些具有共轭主链的高分子聚合物,通过化学或电化学方法与掺杂剂进行电荷转移作用来设计其导电结构,实现阻抗匹配和电磁损耗,从而吸收雷达波。将不同种类的无机纳米相与有机聚合物复合可以制成强吸收的电阻损耗型、介电损耗型、磁损耗型纳米吸波复合材料。比如,将碳纳米管与聚合物复合能形成一种性能优良的电阻型宽带吸波复合材料。因为碳纳米管具有良好的导电性,引入到聚合物中不仅可形成导电网络,而且对复合材料有增强作用,比常规的炭黑、石墨填充到聚合物中的吸波性能强得多。结构型纳米吸波复合材料n。 们结构型吸波复合材料既能吸波,又能承载,具有频率宽、效率高、不增加消极重量等优点。目前结构型吸波复合材料主要有两大类:蜂窝夹层型吸波复合材料和层压平板型吸波复合材料口 。。]。下面主要研究作为功能体的结构型纳米复合材料的特点与应用。纳米SiC吸波复合材料lL2 。SiC功能体具有密度小、耐高温性能好和吸收频带宽等优点,但常规制备的SiC吸收效率较低,不能直接作为吸波复合材料的功能体。因此,必须对SiC进行一定的处理以提高其吸收效率。一般采取以下两种处理方法:提高SiC的纯度和对其进行有控制的掺杂。日本利用高纯度的原料,制得了纯度极高的SiC粉体。前苏联曾用掺杂的方法提高了SiC的吸波性能。此外,还可以采用多层复合的结构形式进行改进。日本用二氧化碳激光法制备出了具有优良吸波性能的Si/C/N 和Si/C/N/O 吸波复合材料 。最新的研究结果表明,Si/C/N和Si/C/N/O纳米吸波复合材料在毫米波段和厘米波段均有优良的吸波性能。纳米SiC纤维吸波复合材料SiC系列纤维具有强度高、模量高、热膨胀系数低、电阻率可调节等特性和耐高温氧化直径小、易于编织等特点,是高性能复合材料的理想增强剂。由于常规SiC纤维的电阻率分布在10。~10 Q �6�1C1TI的范围内,而其电阻率在10 ~10。Q�6�1C1TI范围内才具备较好的吸波效果。因此,SiC纤维必须用适当的处理来调节其电阻率。一般采用的方法为高温处理法和掺杂异元素法。王 军等人L2 制备出力学性能良好、电阻率连续可调的纳米SiC/Ti复合纤维。将这种纤维与环氧树脂复合后可得到具有良好的吸波性能的结构型吸波复合材料。前景展望针对吸波材料“薄、轻、宽、强”等性能方面的更高要求,需要首先研制出具有吸波性能的纳米粉体,然后根据具体要求将不同种类的纳米粉体进行各种形式的复合以获得最佳吸波性能。在先进复合材料基础上发展起来的既能隐身又能承载的结构型吸波复合材料,是当今吸波复合材料的主要发展方向。其关键技术主要包括复合材料层板的研制、介电性能的设计匹配、有“吸、透、散”等功能的夹芯材料的研制与设计及诸因素的优化组合匹配等。随着先进探测器的相继问世,吸波复合材料必将发展成能兼容米波、厘米波、毫米波、红外和激光等多波段的吸波复合材料。
首先,通过分析膳食结构和方式和改变与慢性病的关系,阐述合理营养与平衡膳食的重要性。其次,说明合理营养和平衡膳食的应遵循哪些内容。最后,小结合理营养和平衡膳食的意义。 一、合理营养与平衡膳食的重要性 “民以食为天”,生命必须以饮食而得存活,食物的功用在于维系生命,人体生命形式存在的质量高低与营养饮食有极大的关系,人的精神心理与食物关系密切,人的智力、体力、学习能力、运动能力、防病能力、康复能力、生殖能力、寿命、身高、体重都与营养饮食不可分割的联系。 所谓的“病从口入”,不仅指经口传播的传染性疾病,还应包括因营养素摄入不平衡引起的非传染性疾病。如缺铁性贫血、维生素C缺乏病和肥胖症、糖尿病,分别是因营养素摄入不足和营养素摄入过剩引起的营养疾病。所以合理营养和平衡膳食是预防疾病的重要措施。现代医学的发展,人们不仅注重疾病的治疗,更重视疾病的预防,要做到未雨绸缪、就要深入了解如何合理的营养和平衡膳食,因为它是治疗和预防的基础。 过去,我国的传统膳食多以谷物为主这种膳食结构对人体有利。但随着经济的发展,人们生活水平的提高,传统膳食习惯已经发生了很大的转变。2005年7月25日中国营养学会首次发布了《居民营养膳食与营养状况变迁》系列报告,该报告以1989年到2002年的一系列营养、健康调查为基础又经过3年的数据分析,发现现代生活使膳食结构有了很大的变化。从调查结果显示,谷类摄入量尤其是粮食的摄入量明显下降,蔬菜水果类摄入量大大减少,而动物性食物的摄入量无论是从数量上还是比重上都显著增加。动物性食品中主要以猪肉为主脂肪含量很高,再加上摄入其他纯热能食物,使热能不断增加已超过W H O 建议的上限。这种膳食营养状况的变迁对我们有什么影响呢?调查表明,我国成人超重率为,肥胖率为7。1%,估计人数分别为2个亿和6000多万;大城市成人超重率与肥胖率分别高达和儿童肥胖率已达与1992年全国营养调查资料相比,成人超重率上升39%,肥胖率上升97%。 我国居民膳食结构发生的变化,导致居民膳食中谷类、薯类和蔬菜所占的比例明显下降,与1982年调查结果比较,1992年平均每标准人日摄入谷类和薯类分别减少了 克和克,动物性食物和油脂摄入过高,畜禽增加了克,植物油增加了克;全国平均膳食脂肪提供22%的膳食总能量,大城市脂肪能量均超过膳食总能量的30%。一些维生素和矿物质摄入量比10年前反而下降。能量过剩、体重超常者在城市 ,尤其是大城市的成年人中日渐增多,与之相关的一些慢性病如心脑血管疾病、恶性肿瘤等到的患病率也逐渐上升。另一方面在广大农村,尤其是贫困地区农村人群中,因食物单调或不足而造成的营养素缺乏病,如儿童生长迟缓、缺铁性贫血及佝偻病等虽在逐渐减少,但在一些贫困地区仍很严重。针对这些,必须对广大群众进行合理膳食指导,使居民重视整体上的合理膳食。 膳食结构的变迁直接导致了慢性病的发病率逐年增高,可以说两者是密切相关的。对这一变化,如不及时予以纠正和引导,将会对我国居民的健康状况产生极其严重的影响,同时也以家庭的经济生活水平和国家的经济发展造成巨大的负面影响。因此,有必要在全民当中提倡通过合理膳食改变膳食模式,从而减少慢性病的发生。 二、正确理解合理营养与平衡膳食 (一)合理营养与平衡膳食的几个误区 合理营养是一个综合性概念,它既要求通过膳食调配提供满足人体生理需要的能量和各种营养素:又要考虑合理的膳食制度和烹调方法,以利于各种营养物质的消化、吸收和利用:此外,不应避免膳食构成的比例失调,某些营养素摄入过多,以及在烹调过程中营养素的损失或有害物质的形成。因为,这些情况都会给身体造成不必要的负担,甚至引起代谢的紊乱。 2003年,足健会组织了“传播健康新理念、关注亚健康”活动,在社区内进行的“健康与饮食的关系”的调查中发现,群众对营养有着不同的理解,归纳几个比较典型的观点如下: 1、有人认为讲营养就是吃点好的,如鸡、鸭、鱼、肉等 2、有人认为我身体挺健壮,没有病,想吃什么就吃,那是人体需要。 3、有人认为我家庭条件不好,都下岗了,没时间考虑营养问题。 4、还有人认为我祖辈也没讲营养,不也活到99岁。 掌握科学知识,走出营养误区之一是没条件讲营养。这种认为是十分错误的。生活条件不好更要讲营养。毫无疑问,营养水平与经济水平密切相关,但并不等同。在经济高度发达的美国,仍有许多人患营养不良症。这些人之所以患营养不良症,并非由于贫困,而是由于缺少营养知识或对营养有错误认识所造成的。二次世界大战后的日本经济非常困难,但日本政府非常重视营养问题,制定了《营养法》,为在困难时期保障日本国民,特别是儿童的健康起了重要的作用。此外,讲营养要因地制宜,只要掌握了营养知识就可以在经济允许的范围内实行合理膳食,满足健康需要。食物的价格并不一定与其营养价值相平行。在贫困地区,有些农民家长将自产的蛋白质营养价值很高的鸡蛋卖掉,给营养不良的孩子买昂贵的,如蛋白质价值很差的听装饮料和糖果,这是本末倒置的特大的错误。 事实上,对家庭条件不好或贫困地区的人群应该将营养教育纳入扶贫计划,我国的营养调查证明,儿童营养不良有50%以上的人,是由于营养偏差及家庭卫生状况不好及患病等原因所致。所以,应当把普及营养知识作为巩固扶贫工作的重要措施之一来对待,要制订扶贫营养指标,并根据这些指标提出每户人均应达到的食物消费量,与此同时因地制宜地推广庭院食物生产,大豆不仅可以提供优质蛋白质,而且价格相对低廉,所以,可在贫困地区的中、小学校实行《大豆行动计划》。 调查结果表明:有许多疾病追根朔源都与膳食习惯和营养失衡有着关密不可分的联系。如: 1、30年如一日的坚持蒸着吃胡萝卜。大多数人都知道胡萝卜对人体有益,是因为通过吃胡萝卜我们可以摄取大量的胡萝卜素,预防维生素A缺乏病。胡萝卜素在体内可以转化为维生素A,而维生素A是脂溶性维生素,它需要与脂肪在一起才有利于吸收,如果胡萝卜蒸着吃会失去它的食用价值。 2、出现高血压症状,还继续追求重口味。对于高血压患者而言,过多的盐进入机体,会刺激“肾素-血管紧张素-醛固酮系统激素”分泌增加,引起细小动脉痉挛,血压升高。同时,由于钠盐吸附水分,大量钠盐进入体内,在肾脏的保钠排钾的功能作用下可导致水钠潴留。 3、长期不吃肥肉血脂反而升高,出现高血脂以后改吃素食。 人体血液中所含的脂质称为血脂。血脂中的脂质主要有胆固醇、甘油三酯、磷脂和游离的脂肪酸。它们是血液中的正常成分,分别具有重要的生理功能。与动脉硬化有关的血脂主要是胆固醇和甘油三酯。胆固醇是细胞膜结构的重要组成成分。在肝脏形成胆汁酸,胆汁在脂质消化吸收过程中发挥着重要的作用。当胆固醇水平过高或存在不正常的低密度脂蛋白分子时,都会血脂升高,诱发动脉硬化。 (二)合理营养与平衡膳食应注意的问题 各种食物都有不同的营养特点,必需合理搭配才能得到全面营养。我国传统的饮食习惯是比较合理的,具有很大优点;以谷类为主,蔬菜相辅、低糖、高纤维。但随着经济发展,生活改善,倾向于食用更多的动物性食物。1992年全国营养调查结果,在一些比较富有家庭中动物性食物的消费量已超过了谷类的消费量。这种西方化或富裕型膳食提供的脂肪和能量与心血管病、高血脂、糖尿病、肥胖的发生率高有关。 如何达到合理营养和平衡膳食,我们要从以下八点分析: 〈一〉食物多样,谷类为主 谷类为主有益健康,2000多年前我国的古医书《黄帝内经.素问》已提出以“五谷为养,五菜为充,五畜为益,五果为助”。 如何按照食物多样,谷类为主的原则安排膳食 (1)合理搭配,全面营养 同一类食物所含的主要营养成份大致相近,但也有区别,如粮食中维生素的含量相差明显。大米和面粉中不含胡萝卜素,而小米和黄玉米面中含量较多,并还含有人体必需的B族维生素和维生素E。蔬菜和动物性食物含有较多的维生素和矿物质。因此,在安排膳食时,几种食物要合理化搭配,尽量做到多样化,才能得到营养全面的膳食。在美国,营养宣传教育工作者提倡居民多吃谷类,并在一天当中至少吃5种蔬菜与水果。 (2)食物不宜太精,粗细搭配 粮食是维生素B1的丰富来源,以谷类为主的食物,本不应缺乏这种维生素。但由于近年来人们所吃的米、面越来越精,米、面被碾磨的太细不仅损失了大量的B族维生素、矿物质,大部分膳食纤维也流失到糠皮中。长期食用这种过精的粮食,就会造成营养缺乏,我国南方曾发生过,由于母亲长期吃过精的白米,乳汁中维生素B1缺乏,致使乳婴发生严重的维生素B1缺乏病,甚至夭亡的事件。另外,膳食摄入过精,膳食纤维少,肠胃功能会逐渐减弱,造成便秘或其他更严重的问题。饮食中注意粗细搭配,经常吃一些粗粮、杂粮,各取所长,可以起到营养素互补的作用。 比如一个成年人男子,早餐吃一碗小米粥,一个玉米饼(其它副食如鸡蛋、小青菜等)中午标准粉面条,辅助西红柿、黄瓜、肉末等到:晚餐吃大米和黑米做的米饭,再加一碗玉米面熬的粥,可获得毫克维生素B1,毫克维生素B2和52微克胡萝卜素。这样的搭配是一个不错的例子,粗粮所占比例为30% (3)主副食合理安排,获得全面营养 膳食以谷类为主,每天应摄入300克—500克粮食,,同时要注意副食的安排。粮食中蛋白质质量不够优良,其构成蛋白质的氨基酸中赖氨酸不足,大豆或其制品中赖氨酸含量比较多,因而粮食与豆制品一起吃可以提高蛋白质的营养价值,同时应选用适量的动物性食物及蔬菜、水果,以增加优质蛋白质、各种矿物质、维生素和纤维素的摄入量。 〈二〉多吃蔬菜、水果和薯类 蔬菜与水果含有丰富的维生素、矿物质和膳食纤维。红、黄、绿等到深色蔬菜中维生素含量超过浅色的蔬菜。蔬菜除了能提供丰富的矿物质、维生素和膳食纤维以外,还可以促进鱼、肉、蛋等食物的蛋白质 的消化吸收。有研究表明,单独吃肉食、蛋白质消化吸收率为70%;肉和蔬菜同吃,蛋白质消化吸收率能达到80%—90% 蔬菜的营养与水果相比,除鲜枣等维生素C特别多之外,很多水果中维生素和矿物质的含量不如蔬菜,尤其是不如绿叶蔬菜。但水果含有葡萄糖、果糖、柠檬酸、等到物质又比蔬菜丰富。经常吃不同种类的水果可增进食欲,帮助消化,对人体健康非常有益。 一般水果含糖量较高,糖尿病病人往往想吃而不敢吃,其实糖尿病病人什么水果都可以吃,只是必须注意每次吃的份量,并将其放入总能量内计算,而且最好在两餐之间吃。 例如,150克的柿子、200克的梨、桃、苹果、桔子、橙子等都相当于1份90千卡能量的食物,即其中所含的糖和能量是一样的,可以随便换着吃。如果想吃的份量多一些,可选择含糖较少、体积较大的水果,如500克的西瓜与200克葡萄所含糖和能量是一样的 薯类包括土豆、白薯等是我国传统膳食的重要组成部分,它们除了提供丰富的碳水化合物、膳食纤维及B族维生素外,还有较多的矿物质和维生素,兼有谷类和蔬菜的双重好处。近年来随着生活改善,人们消费的薯类减少,这是一种不好的趋势,应当提倡多吃些薯类。 中国居民膳食指南建议,每天膳食中含水量有400—500克的蔬菜及薯类,100克—200克的水果,这对保护心血管健康,增强抗病能力,减少儿童发生干眼病的危险及预防某些癌症等方面有着重要的作用。 教育论文在线 〈三〉常吃奶类、豆类或其制品 这一点是中国居民膳食指南重点强调的内容。中国居民的膳食中奶类和豆类摄入很低,造成我国居民普遍缺钙。一般居民膳食中钙的摄入量平均只达到推荐供给量的一半左右。奶类是钙的最好的食物来源营养专家认为,人在一生中都应该喝牛奶或吃奶制品。中国居民膳食指南建议,每天平均吃奶及奶制品100克是当前我们吃鲜奶及奶粉等的平均数,约相当于鲜奶200克或奶粉30克。也就是说如果你喝鲜奶应该喝一袋,如果冲奶粉应该用半两多些。这们每天从奶类获得的钙就在200毫克以上,可以有效地改善钙摄入过低的现状。膳食指南还建议我们每天吃些豆类及豆制品50克。每百克大豆含量有200毫克左右的钙,如每天吃大豆50克就可以获得100毫克左右的钙。同时大豆还富含水量赖氨酸,和谷类食物 搭配可以弥补谷类食物 赖氨酸的不足,提高膳食蛋白质的营养价值。 〈四〉经常吃适量鱼、禽、蛋、瘦肉,少吃肥肉和荤油 鱼、禽、蛋、瘦肉等到动物性食物 是优质蛋白质、脂溶性维生素和矿物质的良好来源。动物蛋白质的氨基酸组成更适合人体需要,且赖氨酸含量较高,有利于补充植物性食物中赖氨酸不足的缺陷。肉类中铁的利用较好,是预防缺铁性贫血的良好食物。鱼类及其他水产品是理想的高蛋白质低脂肪,畜禽类的内脏虽然含多种矿物质和维生素,但内脏多含脂肪及胆固醇较高,尤其是猪脑等,不应该吃的太多。 少吃肥肉和荤油,由于肥肉和荤油中含有过多的饱和脂肪酸和胆固醇,均是引起肥胖和诸多慢性病的危险因素。为减少患慢性病的危险期因素,早期预防心血管疾病的发生,应少吃肥肉。日常烹调尽量少用荤油,多用植物油。 〈五〉食量与体力活动要平衡,以保持适宜体重 〈六〉吃清淡少盐的膳食 吃清淡膳食有利于健康,世界卫生组织建议,每人每日食盐用量不超过6克为宜,我国居民食盐摄入量过多,平均值是世界卫生组织建议值的2倍以上。 流行病学调查表明,钠的摄入量与高血压发病呈正相关,因而食盐不宜过多。 〈七〉戒烟限酒 〈八〉吃清洁卫生不变质和食物 日常生活中要重视饮食卫生,加强自己保护,避免食源性疾病的危害。应注意饭前便后要洗手,集体用餐要提倡分餐制,减少疾病的传染的机会。 (三)合理营养与平衡膳食的生活模式 营养学家警示人类正用牙齿把自己送进坟墓。 现代文明人吞进了文明病,营养过剩和生活方式疾病已成为威胁人类健康的头号杀手,各种致命和慢性病如肥胖、高血压、冠心病等发病率大幅上升,人类正用牙齿把自己送进坟墓。现代人许多病都是自己吃出来的,人类社会目前存在着严重和饮食误区,膳食结构不合理以及洋垃圾食品的入侵是导致文明病的发生的最大的原因。 与膳食结构的不合理相比,含热量过高的洋快餐给中国青少年带来的危害更大。由于快餐食品营养严重失衡,许多中国青少年患上了肥胖的病症。近年来,不少外国家长已经教育孩子拒绝该类快餐。然而令人担忧的是,美式快餐在中国的发展却十分迅猛。 改革开放以来,中国人的健康状况得到了明显改善,但食物消费也存在巨大误区,据统计,目前中国成年人高血压患率达到80%以上,而患糖尿病的人数也高达2000万。 针对人类面临的饮食问题,专家希望中国人重拾中国传统的饮食文化如果人类要在21世纪继续生存下去,必须回首2500年前,吸收孔子智慧而不要盲目模仿西方的饮食方式。 要想得到合理的膳食营养,应从三方面入手 (1)合理的膳食 营养科学告诉我们,“没有一种食物能提供我们身体所需的全部营养物质”;“没有不好的食物 ,只有不好的膳食”。任何一种食物都可提供某些营养物质,关键在于调配多种具有不同特点的食物,组成合理的膳食。营养学家用人类的牙齿打比方说,按照牙齿切牙、尖牙和磨牙的数量比例,人类的食物应该保持金字塔型,底层为植物性食物,包括面包、麦片、米、面等,每人每天应吃300--500克:第二层为蔬菜和水果,每天分别应吃400--500克;倒数第三层为鱼、肉、禽、蛋类食品,每天应吃125--200克(鱼虾类50克,畜、禽肉50—100克,蛋类25—50克);奶类和豆类食物合占第四层,每天就吃奶类及奶制品在100克和豆类及豆制50克;最顶层为油脂类,每天不超过25克。营养学家认为,一个正常的成年人每天摄的油量,按热量计算应占总热量的15%—20%,如:一个体重60公斤人,每日则摄入脂肪以60—100克为宜。 上述金字塔就是中国营养学会根据中国居民的膳食结构特点,设计的“中国居民平衡膳食宝塔”的内容。 虽然宝塔中未提到糖,但我们也应注意糖的摄取。糖分要适量,成人每天16克左右,儿童每天 5—7克不宜。老年人不宜多吃糖果目前,科学研究成果表明,除脂肪外,糖也会导致动脉粥样硬化。因为老年人体力活动减少,消耗能量不多,如果老年人每日过量食糖,糖在体内可转变为脂肪,使血液中的中性脂肪增多,即血脂升高,从而引起或加重的动脉粥样硬化、冠心病等疾病。据药理研究发现,患癌症的可能性会比普通人多四五倍。食糖果过多会消耗体内碱性物质,又特别是钙、铬等到,会使老年人缺钙,引起骨质疏松,对视力产生影响。还因为糖代谢时需要量维生素B1参加,而老年人体内维生素B1的贮存量又不多,很容易耗尽,可引起维生素B1缺乏症。嗜糖而不注意口腔卫生,还会引起龋齿。 (2)合理的膳食制度 调配确定膳食制度时应注意以下几点: 1.考虑胃肠消化能力,使食物中营养物质被充分利用。 2.安排的进餐间隔不宜太长,也不宜太短,一般来说,混合性膳食胃排空时间大约是4—5个小时。间隔时间过长,可引起饥饿感受,血糖降低,影响工作效率。太短则没有食欲,且容易导致消化不良。大多数人一天的主要工作在上午,因而特别要注意吃好早餐,不吃早餐不但会降低工作效率,还会对身体有损害。 3.全天各餐食物分配比例,通常早餐摄入的能量应占全天总能量的25%—30%,午餐占40%,晚餐占30%—35%。 4.用膳食时间应和生活工作制度相配合 合理调配膳食时也应注意做到:“三少,三不和一平衡”。三少:少盐,少糖,少油脂;三不:不吃甜食、不挑食,不偏食;一平衡:即摄入的和消耗的热量平衡。 (3)合理的烹调方式 关于合理的烹调方式很多,以下只做举例说明。 如何掌握用油来进行合理烹调? 1、炒菜油温不宜过高,食用油烧到冒烟不仅所含的脂溶性综合利用生素被破坏殆尽,人体必须的各种脂肪酸也被大量氧化,降低了营养价值。同时,蔬菜与高温油接触时维生素特别是维生素C遭到大量破坏。油温过高使脂肪氧化产生过氧质。过氧指质不仅对人体吸收蛋白质和氨基酸起阻碍和干扰的作用。如果长期在饮食中摄入过氧脂质,并在体内积聚,会损伤人体内某些代谢系统,合人未老先衰。油料在高温中会产生丙烯醛气体,它对鼻、眼粘膜有强烈的刺激作用,使人流泪、呛咳,甚至头晕、恶心。 在煎、炸时油温达到油面波动加剧时为宜,这时下料,可使炸的过程始终处于旺火状态,使原料迅速受热且表面脱水,腥杂味也随之气化掉。炸上了浆的食物时,以油温在油面波动,还没油沫时为宜,油温过高,原料的的淀粉外衣骤遇高温会相互粘结,太低则容易脱落,失去上浆意义。炸制菜的原料要挂糊,要在保证原料熟的同时,还要使糊壳脱水变脆,因此油温定高些,可在油烟大量上升时为宜。大部分溜菜是在油炸后再裹包或浇上味汁,入油锅时油温与炸大致相同。爆菜强调脆嫩爽滑,下料时油温应在油烟大量上升时为好,加热时间较短。由于家庭烹制菜肴火力小,油量少,油温升高速度慢。因此,如按菜谱做菜,下料时油温应升高1—2成为好。 植物油是不饱和脂肪,如果吃得过多,很容易在人体内被氧化成过氧脂。而过氧化脂在体内积存能引起脑血栓和心肌梗塞等症。据科学测定,每人每天吃7—8克植物油就足够身体所需了,另外适当吸收一点动物的脂肪,对人体健康有益。 低脂肪食物有:瘦猪肉、牛肉、鸡肉、鸭肉、鸽肉、兔肉、羊肉、鸡蛋白、鱼、虾、鲜豆类、干豆类及各种蔬菜。这些食物适宜于腹泻、胆囊炎、胆石症、胰腺炎、肝硬化、肥胖症、高血压、动脉硬化、高脂症、高胆固醇和冠心病者食用;在烹制时,要避免煎、炒,宜用蒸、煮、炖、烩等到方法。 随着经济发展,生活改善,人们倾向于食用更多的动物性食品。1992年全国营养调查结果,在一些比较富裕的家庭中动物性食物的消费量已经超过了谷类的消费量。这种西方化或富裕型膳食提供的脂肪和能量已超过《中国居民膳食指南》的推荐摄入量,高血脂等“富贵病”的出现难以避免。而膳食治疗这些营养疾病都提倡多摄取富含纤维素多的食物,所以纤维也应是健康生活模式中相当重要的一环。 纤维是指食物中不能被人体消化吸收的部分,它是一种植物性物质,但却是均衡饮食中的一个重要成员。它包括纤维素、半纤维素、果胶、藻胶、木质素等一些过去认为不能被身体利用的多糖物质。纤维不可缺乏据调查资料表明,不少疾病如结肠癌、动脉粥样硬化、冠心病等到与膳食中缺乏纤维素有关。缺少纤维的人最常出现排便困维。常有腹胀感,严重的甚至会有习惯性便秘和情况。平时多吃富含纤维素的蔬菜,有益于身体健康(现代科学研究证实,食物纤维并不只是食物的残渣,而是人类防治疾病,延年益寿所不可缺少的一种营养物质)。据研究表明,适量摄入食物纤维可以预防某些慢性疾病。高纤维食物可以预防阑尾炎。因为纤维素能排除较多的胆汁酸,致使纤维素能抗动脉硬化等到心血管疾病,粗纤维能使脂肪沉积减少,有减肥功能。纤维素对防治便秘、痔疮、肛裂沟疝、胆石症等到疾病有裨益。坚持多吃含纤维素的食物对防治糖尿病有一定作用。故纤维素又被人们称为“第七营养素”。每天的饮食中,至少需含有6—7克的粗纤维,即饮食纤维20克,可由全谷类、全麦面包及新鲜蔬菜、水果的摄影取来平加饮食中的纤维量。一般食用的豆腐,在经肠胃消化酶作用后,也可产生很多的饮食纤维,所以并非质地粗糙的食物,不含高纤维。还有,进口的早餐麦片中,有些产品含非常丰富的纤维。 纤维虽仅仅是用来增加粪便体积,但须注意下列情形: 1、突然大量增加饮食中纤维量,有时会有腹胀、胀气、腹痛,甚至腹泻等到现象,应以渐进方式增加饮食纤维为宜。因为过量的纤维,增加了纤维在小肠内发酵的量。会降低钙、锌、铜等到矿物质及维生素A有吸收。若是摄食过量的果胶,会使维生素B12的吸收减少。因此,必须留意评估整个饮食内容,是否需额外补充相关的维生素及矿物质。 2、某些疾病患者需注意纤维摄影取量。当结肠患有痉挛性的便秘时,过量的纤维反而会造成伤害。曾患小肠阻塞者,必须停止摄取过量纤维。因高量饮食纤维有时会导致肠阻塞现象。 总之,过多的食物纤维可能会影响钙、铁和一些纤维素的吸收。但如适量掌握则利多敝少。只要我们粗细杂粮食搭配合理、多食些蔬菜果,食物纤维素会为您的健康长寿奇功。 三、合理营养与平衡膳食的意义 合理营养是健康的基石,不合理的营养是疾病的温床。健康和营养适当的人,既是社会发展进步的结果,又是对社会发展做出贡献的主体。因此,营养是人类发展的一项关键目标,也是反映一个社会进步的重要标志。虽然有些疾病是由生活方式等多种因素作用所致,但膳食结构不合理、肥胖、营养不均衡是其中特别重要的因素。为了尽快改善我国居民的营养状况,我国政府制定了〈中国营养改善行动计划〉,并于1997年底经国务院批准后开始实施。这一具有深远意义的计划对提高我国人民及子孙后代的身体素质必将发挥巨大的作用。 合理营养和平衡膳食是人类健康的重要基石,是公共营养的重要组成部分,是关系国计民生的大事,需要很多人不断努力来实现的。目前,由国务院法制办组织,由中国营养学会起草的《国民营养管理条例》不久将出台。条例中设定了营养师的岗位,确立了居民营养状况的监测制度和食品标识制度,提出了营养人才培训和教育方案,同时,还着重提到了加强公众营养的教育问题。 国家的重视,各政府部门的积极配合,将有利于营养健康理念的推广, 有利于全民旧传统观念的改变,有利于全民整体综合素质的提高,更有利于民族昌盛,国家的发展。强国先强民,而强民要从基础做起,那就是------合理营养和平衡膳食!
需要我帮你搞定。
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