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2021年, 第41卷, 第5期　刊出日期：2021-10-25 上一期    下一期

目次

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本期目次和封面 2021 (5):  0-0.  摘要 ( 136 )   PDF(19700KB) ( 319 )   相关文章 | 计量指标

重点研发专栏

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杨木联产低聚木糖和枯草芽孢杆菌的研究 文沛瑶, 游佳欣, 徐勇, 张军华 2021 (5):  1-7.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.05.001 摘要 ( 399 )   HTML ( 1799045353 )   PDF(595KB) ( 545 )   采用乙酸(AC)水解杨木制备低聚木糖(XOS)，然后探讨不同第二步预处理对乙酸水解杨木酶水解的影响，最后以酶水解液作为碳源进行发酵培养枯草芽孢杆菌。采用5%乙酸在170℃下预处理杨木30 min后，低聚木糖得率为55.8%。第二步预处理中，各种预处理对乙酸杨木酶水解改善效果的顺序依次是：乙酸-双氧水(HPAC)、NaOH、NaOH-H2O2、γ-戊内酯(GVL)、NH3·H2O预处理。乙酸水解杨木再经过乙酸-双氧水预处理后的纤维素酶的水解液中葡萄糖得率最高为72.4%。加入吐温80可以使乙酸和乙酸-双氧水(AC-HPAC)两步预处理的杨木酶水解液中的葡萄糖得率提升至93.8%。两步预处理得到的酶水解液经过11.5 h发酵后，培养的枯草芽孢杆菌按菌落形成单位(CFU)计数，菌体浓度最高可达2.1×109 CFU/mL，此时酶水解中的葡萄糖利用率为95.3%，木糖利用率为25.0%。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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木糖酸辅助水解木聚糖制备低聚木糖及其分离与回收工艺研究 黄天, 张晓彤, 赵江琳, 郭健铭, 周鑫, 徐勇 2021 (5):  8-14.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.05.002 摘要 ( 399 )   HTML ( 1728053373 )   PDF(2204KB) ( 563 )   以玉米芯碱抽提木聚糖为原料，设计了木糖酸质量浓度、反应温度及反应时间3因素3水平的响应面试验以确定木糖酸辅助水解木聚糖制备低聚木糖的最优条件，同时通过氧化葡萄糖酸杆菌的生物氧化作用将木聚糖水解液中的木糖转化为木糖酸，最后通过电渗析装置实现了木糖酸与低聚木糖产品的分离与回收。研究结果表明：固液比1：10(g：mL)的条件下，木糖酸质量分数6%，反应温度170℃，反应时间22 min的条件下，低聚木糖质量浓度达到38.4 g/L，得率为54.9%。此外，未经处理的酸水解液中的18.5 g/L木糖可在12 h内直接经由4 g/L氧化葡萄糖酸杆菌氧化为18.2 g/L的木糖酸，木糖利用率91.6%，木糖酸得率为90.9%，酸水解液中木糖酸总质量分数由6%提升至7.8%，最后该发酵液通过双极膜电渗析可实现木糖酸与低聚木糖的分离与回收，二者的回收率分别为95%和98%，低聚木糖纯度由30%提高到75%。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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伴侣蛋白提高木糖苷酶的可溶性表达及其协同酶解木聚糖 李琦, 朱文慧, 姜云鹏, 赵林果 2021 (5):  15-22.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.05.003 摘要 ( 283 )   HTML ( 10561 )   PDF(3033KB) ( 483 )   通过分子伴侣蛋白共表达的方式，对6种商业化的分子伴侣蛋白进行筛选以提高β-木糖苷酶(Xln-DT)的可溶性表达量。研究结果表明：构建诱导型质粒pG-KJE8和含有xln-DT基因的重组表达质粒pET-28a-xln-DT共表达系统后，Xln-DT的可溶性表达量为原酶初始表达量的1.31倍；以质量分数2.0%甘油为碳源，质量分数1.2%蛋白胨为氮源，添加0.01 mmol/L异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)、5 μg/L四环素、1.5 g/L L-阿拉伯糖，32℃下诱导60 h，重组酶的表达量可达11.9 U/mL，较原酶提高了4.22倍。此外，利用内切木聚糖酶(XynB-DT)和Xln-DT协同酶解木聚糖，在添加Xln-DT后，榉木、桦木、玉米芯、燕麦和甘蔗渣5种木聚糖的酶解率分别为84.4%、90.2%、79.6%、77.3%和64.7%，相较于仅添加XynB-DT的酶解率有了显著的提高。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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亚氯酸钠和氢氧化钠两步预处理杨木制备低聚木糖和单糖 方鑫, 文沛瑶, 徐勇, 张军华 2021 (5):  23-30.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.05.004 摘要 ( 572 )   HTML ( 2054750212 )   PDF(2954KB) ( 631 )   以杨木为研究对象，考察了亚氯酸钠(SC)和氢氧化钠(SH)两步预处理对杨木组成的影响，探讨了酶法制备低聚木糖(XOS)和单糖的特性。研究结果表明：亚氯酸钠预处理能选择性地脱除杨木木质素，杨木经质量分数6%的亚氯酸钠在70℃下处理3 h，木质素移除率达到65.8%，葡聚糖和木聚糖的保留率分别为90.7%和92.4%。X射线衍射和X射线光电子能谱仪分析表明，亚氯酸钠预处理移除了底物中的总木质素和表面的木质素，提高了底物结晶度，增加了底物的可及性。杨木经70℃的亚氯酸钠和50℃的氢氧化钠预处理后，葡聚糖质量分数为67.8%，木聚糖的质量分数为21.5%，木质素质量分数为2.9%。固体残渣经木聚糖酶水解后低聚木糖得率达到47.2%，其中木二糖占低聚木糖总量的98%以上。与单独亚氯酸钠预处理(6%，70℃，3 h)相比，氢氧化钠预处理将低聚木糖得率提升了7.1倍。经过木聚糖酶水解后，两步预处理的杨木残渣经30 mg/g的纤维素酶(以底物质量计)水解，葡萄糖得率高达90.2%。最终，1 kg杨木可获得52.5 g的低聚木糖、317.6 g葡萄糖和49.9 g木糖。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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木质素磺酸钠基膨胀阻燃聚氨酯泡沫的制备及性能 马悦, 李旭, 刘志明 2021 (5):  31-37.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.05.005 摘要 ( 300 )   HTML ( 1484783619 )   PDF(2873KB) ( 555 )   利用木质素磺酸钠(SLS)作为物理添料，同时利用聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)复配组成膨胀阻燃剂(IFR)，通过一步发泡法，制备木质素磺酸钠基膨胀阻燃聚氨酯泡沫(PUF)材料。利用极限氧指数(LOI)测试对PUF材料阻燃性能进行研究；利用热重分析(TG)仪和锥形量热(CONE)仪测试对PUF材料热降解行为和燃烧行为进行分析研究；利用扫描电子显微镜(SEM)对经过CONE测试后的PUF材料残炭微观形貌进行分析研究；通过万能力学测试机对材料的压缩性能进行测试。测试结果表明：当SLS的添加量为4%，添加30%的以APP与PER质量比为4：1复配组成的IFR时，阻燃PUF材料的LOI值达到了25.5%，同时材料的压缩强度提高到了359.87 kPa，与未经阻燃改性的PUF材料相比，阻燃PUF材料的最大热降解速率、热释放速率和总热释放量降低，700℃的残炭量明显提高到了34.5%，SLS和IFR的加入明显提高了PUF材料的阻燃性能和压缩强度。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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α-桐酸酰胺类化合物的合成及抑菌、抗癌活性研究 成江, 谢普军, 黄立新, 张彩虹 2021 (5):  38-44.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.05.006 摘要 ( 364 )   HTML ( 2017460227 )   PDF(502KB) ( 424 )   为了寻求具有潜在生物活性的α-桐酸酰胺衍生物，以α-桐酸为原料，制备得到了一系列α-桐酸酰胺衍生物：α-桐酸-3-甲基苯酰胺(3a)、α-桐酸-4-甲氧基苯酰胺(3b)、α-桐酸-4-三氟甲氧基苯酰胺(3c)、α-桐酸-4-氟苯酰胺(3d)、α-桐酸-3-氯苯酰胺(3e)、α-桐酸-2，3-二氯苯酰胺(3f)、α-桐酸-2-甲基环己酰胺(3g)，并用FT-IR、1H NMR、13C NMR和HPLC-MS对产物进行了确证。生物活性实验结果表明：化合物3c对肝癌细胞HepG2、直肠癌细胞DLD-1和乳腺癌细胞MCF-7均有较好的抑制效果，其对肝癌细胞HepG2的半数抑制浓度(IC50，55.58 μmol/L)和5-氟尿嘧啶相近。所有目标化合物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有一定的抑制活性，其中，化合物3f对金黄色葡萄球菌有良好的抑菌活性，IC50为0.022 μmol/L，与氨苄青霉素钠的抗菌效果相近，具有成为动物饲料中抗生素替代品的潜力。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

研究报告

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疏水亲油木质纳米纤维素气凝胶的制备及表征 卞辉洋, 扶艳荞, 陈李栋, 杨伟胜, 姚双全, 戴红旗 2021 (5):  45-50.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.05.007 摘要 ( 322 )   HTML ( 1544553472 )   PDF(3479KB) ( 668 )   以芒草秸秆纤维为原料，采用柠檬酸预处理结合高压均质制得木质纳米纤维素(LCNF)；LCNF在催化剂三乙胺作用下与4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)交联制备高吸油性木质纳米纤维素气凝胶，利用冷场发射扫描电子显微镜、红外光谱仪、热重分析仪、光学接触角仪对气凝胶性能进行表征分析，并以重量法测定气凝胶的吸油性能。研究结果表明：改性LCNF气凝胶有明显的多级微/纳粗糙结构，且具有良好的热稳定性和疏水吸油性能，最大失重热降解温度和水接触角分别为353.6℃和152.2°；红外光谱分析表明LCNF上的羟基与MDI的异氰酸根发生交联反应；当LCNF与MDI的质量比为1：4时，改性气凝胶的水接触角为138.1°，吸油性能最佳，对氯仿的吸油倍率可达41.6 g/g。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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生物预处理对油樟精油组成、油细胞和内生菌群的影响 程贤, 毕良武, 李胜男, 陈玉湘, 赵振东, 莫开林 2021 (5):  51-57.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.05.008 摘要 ( 325 )   HTML ( 735 )   PDF(5194KB) ( 426 )   分别使用加水、加入酵母菌和加入复合菌3种方式对新鲜采集的油樟叶进行预处理，提取预处理后的油樟叶的油樟精油，并利用GC-MS鉴定油樟精油的化学成分；然后利用组织透明法对油樟叶中油细胞进行形态观察，统计油细胞密度；最后通过基因测序，表征油樟叶内生菌群落结构，分析内生菌群落与生物预处理的相关性。研究结果表明：酵母菌预处理和复合菌预处理使油樟精油提取得率分别提高33.6%和49.8%，并且使主成分1，8-桉叶素的相对含量略有降低，β-蒎烯、α-松油醇和γ-松油烯等次要成分略有提高；水预处理、酵母菌预处理和复合菌预处理后油樟叶油细胞密度分别为(37±2)、(27±2)和(25±5)个/mm2，低于新鲜油樟叶的油细胞密度，(37±3个)/mm2；基于距离冗余分析(dbRDA)和相关性热图分析预处理方式对油樟叶的内生菌群落结构影响较大，其中γ-变形菌、α-变形菌、蓝细菌和酸杆菌为受影响最大的菌群，3种预处理方式对内生菌群落结构影响的程度从大到小顺序为复合菌预处理＞酵母菌预处理=水预处理；复合菌种的加入与多种核心内生菌种显著相关，尤其对浮霉菌、酸杆菌和梭状芽孢杆菌丰度的影响最为显著。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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CQDs/TiO2的制备及光催化性能 韩有奇, 倪佳馨, 黄晓琳, 李煜东, 姜贵全, 韩世岩 2021 (5):  58-64.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.05.009 摘要 ( 387 )   HTML ( 27651 )   PDF(4512KB) ( 617 )   以玉米秸秆为原料，采用磷酸活化法制备了活性炭，并以活性炭为碳源，水热法制备了碳量子点(CQDs)，再与TiO2超声波复合制得复合光催化剂CQDs/TiO2。通过FT-IR、XPS、TEM、XRD和拉曼光谱对CQDs进行表征，确证了CQDs主要含C、O元素，并且以C—C/C＝C、C—O和C＝O的结合方式存在；CQDs主要是纳米球形粒子(平均粒径3.1 nm)，由石墨化碳核和表面功能基团组成。CQDs的荧光性能分析表明：其最佳激发波长为315 nm，发射波长为435 nm，呈蓝色荧光。采用TEM和XPS确证了CQDs/TiO2光催化剂的成功制备，且CQDs与TiO2的复合是通过Ti—O—C连接。在紫外光(365 nm)、可见光(氙灯和太阳光)照射下，对比CQDs/TiO2和TiO2催化降解罗丹明B的性能，结果表明：在紫外光照下CQDs/TiO2比纯TiO2的催化能力低，而在模拟太阳光(氙灯)和室外太阳光照射下CQDs/TiO2的催化性能均优于纯TiO2，其中室外太阳光照射105 min时，降解率最高为99.51%，基本完全降解。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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Pt-La/SAPO-11催化剂一步加氢制备航空煤油及其反应过程探究 张文杰, 陈玉保, 刘莹, 徐锐, 李兴勇, 胡良栋 2021 (5):  65-71.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.05.010 摘要 ( 520 )   HTML ( 1610612736 )   PDF(627KB) ( 496 )   在高压微型固定床中，以Pt-La/SAPO-11为催化剂，蓖麻油为原料进行一步加氢连续催化制备生物航空煤油，探索了不同反应温度、空速、氢气压力和氢气/蓖麻油体积比（氢油比）值对反应生成的C8~C16烷烃、C8-C16异构烷烃和C8~C16芳烃的选择性，以及脂肪酸甘油三酯转化率的影响，得到最佳工艺参数。在温度400℃、氢气压力4 MPa、空速1 h-1、氢油比值1 000的最优条件下，原料转化率为87.78%、C8~C16烷烃选择性为58.24%、C8~C16异构烷烃选择性17.32%、C8~C16芳烃选择性为10.72%。结合课题组前期研究，推测不饱和蓖麻油酸在Pt-La/SAPO-11催化剂上加氢转化为饱和蓖麻油酸，随后在催化剂的酸性位点生成中间产物醇、酸等中间产物，中间产物在金属位点与酸性位点上通过脱羟、脱羧等反应得到碳氢化合物，最后在加氢、裂化、异构化反应下得到航油组分C8~C16烷烃。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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松香接枝纳米纤维素增强天然橡胶复合材料的制备及性能研究 郭晓亮, 祁思迈, 王春鹏, 王基夫, 储富祥 2021 (5):  72-78.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.05.011 摘要 ( 359 )   HTML ( 7870 )   PDF(1846KB) ( 573 )   采用松香改性纤维素纳米晶体（CNC），合成松香接枝纤维素纳米晶体（R-CNC），并以R-CNC增强天然橡胶（NR），制备松香接枝纤维素纳米晶体增强天然橡胶（R-CNC/NR）复合材料，并采用FT-IR、UV-Vis、XRD、SEM和万能试验机对R-CNC和R-CNC/NR的结构及性能进行表征。FT-IR证明R-CNC成功合成，通过UV-Vis试验得松香的接枝率为30%，XRD试验测得R-CNC/NR的结晶度为53.94%，SEM分析表明相比于CNC，R-CNC作为填料在NR分子中具有更好的相容性。通过拉伸试验表明NR拉伸强度为0.33 MPa；当CNC质量分数为40%时，纤维素纳米晶体增强天然橡胶（CNC/NR）的拉伸强度为1.56 MPa，弹性回复率88.75%；当R-CNC质量分数为40%时，R-CNC/NR的拉伸强度为2.87 MPa，弹性回复率90.04%。因此R-CNC作为填料更好的增强了NR的机械性能。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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松香基阴离子交换树脂对类黑精的吸附性能初探 鄂羽羽, 李文, 蒋建新, 李伟源, 韦伟, 雷福厚 2021 (5):  79-84.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.05.012 摘要 ( 274 )   HTML ( 325 )   PDF(2094KB) ( 486 )   以改性松香为交联骨架，季铵盐阳离子为官能团，制备松香基阴离子交换树脂（RAER），研究其对蔗汁中代表性色素类黑精的吸附性能。采用静态吸附法对树脂投加量、吸附温度、pH值以及吸附时间4个单因素进行探索，在类黑精溶液初始质量浓度350 mg/L时，得到最佳吸附条件为：RAER投加量0.06 g/mL，温度333 K，pH值7.0，时间2 h。在最佳吸附条件下，RAER对类黑精的最大吸附量1.29 mg/g，吸附率达到22.07%，表明松香基阴离子交换树脂对类黑精有较好的吸附效果。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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木瓜蛋白酶辅助提取丹皮中多酚、总黄酮的响应面优化及抗氧化活性研究 马晓, 陈刚 2021 (5):  85-92.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.05.013 摘要 ( 300 )   HTML ( 2080374784 )   PDF(465KB) ( 394 )   为了解牡丹干燥根皮（丹皮）多酚、总黄酮的体外抗氧化活性，以木瓜蛋白酶酶解丹皮粉末，提取丹皮多酚和总黄酮，选取多酚得率、总黄酮得率和DPPH自由基（DPPH·）清除率为考察指标，采用响应面法对提取条件进行优化。通过建立模型并分析得到3个指标分别达到最优时的因素水平，以及3个指标同时达到较优时的因素水平并进行验证。研究结果表明：多酚得率的最佳因素水平为酶添加量400 U/g，液料比21：1（mL：g，下同），pH值5.5，酶解119 min，该条件下多酚的得率为28.96 mg/g；总黄酮得率的最佳因素水平为酶添加量400 U/g，液料比20：1，pH值6，酶解121 min，该条件下总黄酮得率为44.32 mg/g；DPPH·清除率的最佳因素水平组合为酶添加量400 U/g，液料比21：1，pH值6，酶解123 min，该条件下DPPH·清除率为66.87%。3个指标同时达到较优的因素水平为酶添加量400 U/g，液料比21：1，pH值6，酶解122 min，该条件下多酚得率为28.25 mg/g，总黄酮得率为42.96 mg/g，DPPH·清除率为66.72%，此优化条件可靠，得率较为理想，可为木瓜蛋白酶酶法提取多酚和总黄酮提供一定的指导。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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松脂气液平衡特性及其N2/CO2循环活气法蒸馏过程分析 侯文彪, 江文夺, 吴嘉超, 梁杰珍, 王琳琳, 陈小鹏 2021 (5):  93-99.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.05.014 摘要 ( 327 )   HTML ( 6813 )   PDF(551KB) ( 689 )   采用改进的Ellis平衡釜和气相色谱分析方法，测定了常压、温度428.15~488.15 K下松香质量分数为0~70%的松脂体系气液平衡数据，考察了松节油优油（α-蒎烯95.85%）和松节油中油（α-蒎烯36.00%）组分对松脂蒸馏解吸的影响。研究结果表明：松脂气液平衡温度随着松香质量分数增加而升高，说明松脂蒸馏时松节油含量越低蒸馏温度越高，即松节油组分难以从松脂中解吸出来，但松香作为不挥发组分对松节油馏出组分的含量影响不大。依据松脂气液平衡特性和解吸影响因素，针对松脂蒸馏过程设计了N2/CO2循环活气法改进工艺，以年产1万吨松香为计算基准，与传统过热水蒸气活气法蒸馏松脂相比，N2 /CO2循环活气法减少消耗标准煤567.4~694.0 t/a，减少温室气体CO2排放量2 080~2 545 t/a，减少冷却水消耗量1.329×105~1.624×105 m3/a；不需要油水分离和盐滤生产工序，所得松香松节油产品不夹带水分；无含松节油废气、废水和废盐排放，减少松节油损失13.52~29.72 t/a，减少废盐排放60 t/a，所得松香、松节油产品符合国标要求。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

综述评论

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过渡金属基催化剂催化5-羟甲基糠醛合成2, 5-呋喃二甲醛研究进展 白继峰, 杨雨, 蒋志薪, 程曼芳, 张霖, 王景芸 2021 (5):  100-112.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.05.015 摘要 ( 502 )   HTML ( 1655635990 )   PDF(1772KB) ( 699 )   本文综述了近些年过渡金属基催化剂催化5-羟甲基糠醛（HMF）氧化制备2，5-呋喃二甲醛（DFF）的研究进展。重点介绍了锰基、铜基、钒基、铁/钴基及其他催化体系在HMF氧化制备DFF的应用。详细分析了不同反应条件对催化剂性能的影响，阐述了不同催化剂的反应机理，并总结了不同催化剂的优缺点。此外，在分析当前催化剂催化过程中存在问题的基础上，还对过渡金属基催化剂催化HMF氧化制备DFF的发展前景进行了展望。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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生物质活性炭基超级电容器电极材料研究进展 陈浩男, 于婷, 周亚丽, 雷西萍, 关晓琳 2021 (5):  113-125.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.05.016 摘要 ( 809 )   HTML ( 1162674396 )   PDF(6778KB) ( 979 )   综述了活性炭的微观结构、比表面积对电化学储能性能的影响，归纳了生物质活性炭的管状、片层状、蜂窝状、网络状等常见微观结构及其电化学性能，并从植物基、动物基、微生物基3类来分析不同生物质成分对活性炭性能的影响。最后简单介绍了制备活性炭的传统方法和近些年新的制备方法和思路，并指出了目前生物质活性炭存在的问题和所面临的挑战，对于指导生物质活性炭前驱体的选择以及采用何种制备方法提出了一些建议。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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无患子皂苷及常春藤皂苷元生物活性的研究进展 殷杰, 魏敏平, 姚卫蓉 2021 (5):  126-134.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.05.017 摘要 ( 386 )   HTML ( 1140850692 )   PDF(682KB) ( 452 )   无患子（Sapindus mukorossi Gaertn.）是一种不可多得且具有广泛利用价值的自然资源。本文对无患子的主要有效成分，即无患子皂苷及常春藤皂苷元的分子结构进行了简单介绍，详细分析了无患子皂苷和常春藤皂苷元在抗氧化、抗炎、抗抑郁、抗肿瘤、降血脂、降血糖、抑菌、抑制黄嘌呤氧化酶和改善肉畜肉质等方面的生物活性，同时比较了二者在生物活性方面的异同，并推测其产生的原因，以期为无患子的合理利用提供依据。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标