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項目針對國內(nèi)外脂溶性功能因子微膠囊化產(chǎn)品儲藏穩(wěn)定性差、生物利用率低、 配料安全性問題等諸多品質(zhì)不足，提出以構建乳化和成膜特性俱佳的食品大分子乳化體系為基礎，進行包載脂溶性功能因子的高生物利用率、高穩(wěn)態(tài)化、可控型納米顆粒及固態(tài)粉末產(chǎn)品的綠色制備。產(chǎn)品結(jié)構多樣，填補了國內(nèi)市場空白，縮小了我國食品配料產(chǎn)業(yè)與發(fā)達國家的差距。取得了一系列創(chuàng)新性成果。 針對脂溶性營養(yǎng)素微膠囊化產(chǎn)品載量低、生物利用率差等問題，利用天然蛋白質(zhì)的分子柔順性和復雜大分子結(jié)構，采用增溶、乳化-溶劑揮發(fā)高效制備技術，提高營養(yǎng)素載量，同時收縮載體分子體積、減小粒徑，制備獲得高載量、安全、無油型包載營養(yǎng)素的蛋白質(zhì)納米顆粒。該產(chǎn)品粒徑范圍在 60-100nm，β-胡蘿卜素載量較普通含油型載體提高了 100 倍，具有抗胃蛋白酶消化和完全的小腸吸收特性，β-胡蘿卜素生物利用率是未包埋時的 25 倍，抗氧化活性提高了 2-8 倍。針對蛋白質(zhì)易在等電點 pH、高鹽、高溫等極端環(huán)境下因變性而失穩(wěn)，采用Maillard 糖基化反應對其進行接枝，通過控制反應進程及糖基供體，獲得等電點不沉淀、乳化穩(wěn)定性提高 5-7 倍，變性溫度提高 10℃以上的高穩(wěn)定蛋白。以 其為載體制備的抗環(huán)境因子干擾型納米顆粒在pH2.0-10.0 范圍內(nèi)粒徑均穩(wěn)定在 100nm 以下，4 °C 下儲藏 6 個月，營養(yǎng)素保留率達 92%以上。 針對液態(tài)乳化產(chǎn)品在儲藏過程中的不穩(wěn)定性，利用淀粉的結(jié)構可塑性，在確低黏度且兼具乳化和成膜雙重特性的辛烯基琥珀酸（OSA）酯化淀粉的改性機制的基礎上，提出同步改性-乳化-干燥技術，構建了脂溶性營養(yǎng)素的粉末化制品。通過分析 OSA 淀粉分子分散密度和取代度與功能因子儲藏穩(wěn)定性及生物有效性之間的相關性，獲得了生物利用率提高 10 倍以上的乳化粉末產(chǎn)品。復水后乳液 保持納米級粒徑，室溫下儲藏半年保留率達 95%以上。 針對不易使用熱處理手段的熱敏性風味油脂，提出納米乳液包埋-多孔淀粉 吸附的兩步非熱固化技術。創(chuàng)新性的采用“熱液處理”原淀粉結(jié)合生物酶法打孔，制備得到吸油率為 135%的高吸附型多孔淀粉。強揮發(fā)性薄荷油納米乳液多孔淀粉吸附產(chǎn)品，在室溫敞口放置 40 天，保留率可達 98%以上，且產(chǎn)物在 160-200℃ 高溫條件下具有緩釋特性。

河海大學海洋學院王喜冬教授團隊在海盆-跨海盆尺度海氣相互作用對熱帶氣旋強度低頻變異的調(diào)制機理、鹽度障礙層變化機理及其對海氣相互作用的影響、衛(wèi)星海洋遙感數(shù)據(jù)重構海洋三維溫鹽場等研究方面取得新進展。 熱帶氣旋強度尤其是迅速強化的預報是限制熱帶氣旋預報水平的一個瓶頸，是熱帶氣旋預報中面臨的最具挑戰(zhàn)的難題之一，課題組研究生開展了海盆-跨海盆尺度的海氣相互作用對熱帶氣旋強度低頻變異的調(diào)制機理研究。基于觀測和數(shù)值模擬試驗，發(fā)現(xiàn)冬季ENSO通過影響沃克環(huán)流和羅斯貝波列的傳播調(diào)制次年夏季北大西洋大氣海洋熱力和動力環(huán)境，進而影響北大西洋熱帶氣旋的數(shù)量和強度等。該研究成果強調(diào)了赤道東太平洋冬季海溫異常季節(jié)持續(xù)性效應對北大西洋熱帶氣旋活動的重要性，為提高熱帶氣旋氣候預測能力提供了新的思路（Quan等，2019）；同時，也發(fā)現(xiàn)在夏季風后的孟加拉灣，與ENSO相關的赤道東太平洋的海溫異常誘導了沃克環(huán)流和羅斯貝波列的變異，導致北印度洋熱帶和熱帶外的大氣和海洋狀態(tài)形成偶極子狀異常結(jié)構，繼而誘導了熱帶氣旋生成位置的南北振蕩，伴隨熱帶氣旋生成位置的變化，熱帶氣旋的強度也隨之發(fā)生顯著的變化（Fan等，2019）。 印太暖池是引起全球氣候變化最為敏感的海域之一，大量的降雨在印太暖池近表層形成強的鹽度層結(jié)，誘導障礙層的發(fā)生，從而影響海氣相互作用，深入研究印太暖池鹽度障礙層變異規(guī)律及其控制機理對提高極端天氣和氣候事件的預測水平具有重要的科學意義。課題組成員提出了控制孟加拉灣障礙層年代際變化的機制，發(fā)現(xiàn)PDO通過影響沃克環(huán)流的年代際變化間接地調(diào)控孟加拉灣障礙層的年代際變化，而赤道印度洋羅斯貝波和孟加拉灣沿岸開爾文波在年代際尺度上對障礙層的變異影響較小；動力學分析顯示，淡水通量引起的卷挾和平流過程主導了孟加拉灣北部海域障礙層的年代際變化，而淡水通量和海表熱通量誘導的卷挾過程主導了孟加拉灣南部海域障礙層的年代際變化（Pang等，2019）。另外，還發(fā)現(xiàn)孟加拉灣北部深厚的障礙層對近二十年季風后孟加拉灣熱帶強化率的變化有重要影響，顯著地促進了強化率的增加，這主要是因為近二十年熱帶氣旋軌跡向東北方向發(fā)生了偏移，孟加拉灣北部深厚的障礙層限制了熱帶氣旋誘導的海面冷卻，進而促進了熱帶氣旋的強化（Fan等，2020）。 衛(wèi)星遙感可以提供高時空分辨率的海表觀測數(shù)據(jù)，特別是微波遙感即使在熱帶氣旋期間也能獲得大量的觀測數(shù)據(jù)。然而，衛(wèi)星觀測資料只能提供海洋表層信息，如何有效地同化衛(wèi)星遙感資料從而獲得上層海洋熱鹽結(jié)構是海洋數(shù)據(jù)同化領域中亟需解決的前沿難題。課題組根據(jù)不同海區(qū)的動力學特征，基于表面強迫準地轉(zhuǎn)理論，從動力映射角度建立了海洋表層與次表層之間的關系模型，該技術可利用實時的衛(wèi)觀測海表溫度、海表鹽度和海面高度資料，快速地估計三維溫度、鹽度、密度和流速等海洋狀態(tài)（Chen等，2020）。

將城市污水處理廠的脫水污泥利用中水調(diào)制到適當濃度，然后對污泥進行熱堿預處理，使污泥細胞破壁，充分釋碳。在中溫條件下進行堿性厭氧發(fā)酵生產(chǎn)VFAs（揮發(fā)性脂肪酸），發(fā)酵后污泥在利用木屑和氯化鎂聯(lián)合調(diào)理后通過板框壓濾機進行高干脫水實現(xiàn)發(fā)酵液的回收并去除發(fā)酵液中部分的氮和磷。回收得到的 富含 VFAs 的發(fā)酵液添加到城市污水處理廠的生物處理單元，作為補充碳源，強化污水的生物脫氮除磷，從而達到去除污染物的目的。具體技術內(nèi)容包括污泥預處理、污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸、污泥深度脫水以及有機 酸強化污水脫氮除磷技術。

此項工作進一步展示了GCaMP-X優(yōu)于GCaMP的神經(jīng)元相容性，實現(xiàn)了離體培養(yǎng)神經(jīng)元（共聚焦）和活體小鼠大腦皮層（雙光子）的長時程GCaMP-X成像，定量揭示了自發(fā)鈣振蕩與神經(jīng)元形態(tài)發(fā)育的緊密關聯(lián)，為神經(jīng)科學及相關領域的長期鈣成像提供了簡便而有效的新方案。