抗冻蛋白(antifreeze proteins, AFPs)是一类能够在低温条件下抑制冰晶生长并调控冰晶形态的功能蛋白,在食品冷冻保鲜中具有应用潜力。该研究选取冬小麦(GaAFP)与银鳕鱼(DmAFP)来源的抗冻蛋白,通过毕赤酵母系统实现其异源表达,并评估其在冷冻保鲜中的应用。根据密码子偏好性合成基因,构建重组载体pPIC9K-GaAFP与pPICZαA-DmAFP并转化至毕赤酵母GS115与X-33菌株,经抗性筛选与发酵优化获得高产菌株,实现重组GaAFP与DmAFP高效表达。纯化后的重组蛋白表现出显著热滞活性。应用实验显示,AFPs处理的冷冻鸡胸肉解冻损失与蒸煮损失显著降低,持水性能显著提升;同时,AFPs处理后的马铃薯切片在冻融后水分分布较对照组更为均匀,细胞保水能力增强,且该性质与AFPs浓度相关。该研究为抗冻蛋白的规模化生产与产业化应用提供了技术参考。

人体与动物体内的肠道菌群在宿主营养代谢、免疫稳态及疾病抗性中发挥关键作用,但天然菌群存在个体差异大、功能冗余等问题,传统益生菌或粪便微生物移植(fecal microbiota transplant,FMT)技术面临安全性与可控性瓶颈。肠道合成微生物群落(synthetic microbial communities, SynComs)作为特征明确、功能可控的人工组装群落,通过“自上而下”或“自下而上”策略构建,可保留天然菌群核心功能并降低研究复杂度。该文系统梳理了其构建原则、核心技术与评价标准,综述其在小鼠基础研究及人类疾病机制解析、活体生物治疗产品(live biological products,LBPs)开发等领域的应用进展,分析标准化、定植效率等当前挑战,并展望个性化设计、多界群落构建等未来方向,为SynComs跨领域研究与转化应用提供参考。

针对β-葡萄糖苷酶在应用中普遍存在的催化活性偏低、不耐高温以及酶活力容易受到水解产物的反馈抑制等问题,该研究从嗜热玫瑰红球菌(Thermomicrobium roseum)中筛选获得了一个新型的β-葡萄糖苷酶Bgl95,并对其酶学性质和应用潜力进行了综合评价。研究结果显示,Bgl95蛋白分子质量为52 kDa,最适反应温度90 ℃、最适反应pH 7.5;以对硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷为底物时,比活力达(310.5±4.1) U/mg,米氏常数(K_m)为(6.1±0.5) mmol/L,最大反应速率(V_max)为(163.9±3.6) μmol/(min·mg);Bgl95可特异性水解β-1,4糖苷键及天然底物纤维二糖、乳糖;5 mmol/L Fe²⁺、Mg²⁺及1%(质量分数)Tween 80可显著促进Bgl95的酶活力,5 mmol/L Co²⁺、Cu²⁺及1%(质量分数)SDS对酶活力有明显抑制作用;Bgl95为罕见的葡萄糖、木糖激活型β-葡萄糖苷酶,0.8 mol/L葡萄糖、1.8 mol/L木糖分别可使酶活力提升至3.55倍和4倍,即使在4 mol/L葡萄糖或木糖存在时,Bgl95仍可发挥51%和139%的酶活力。研究结果为Bgl95在纤维素降解、食品发酵等领域的应用提供理论支撑。

D-苯基乳酸(D-phenyllactic acid,D-PLA)是一种具有重要生理活性和广泛应用前景的有机酸,可作为天然防腐剂、医药及精细化工中间体以及高分子材料的手性单体,其绿色高效制备已成为研究热点。该研究旨在通过蛋白质工程手段提升D-PLA合成过程中关键限速酶L-氨基酸脱氨酶(PmLAAD)的催化性能。基于理性设计策略,利用同源建模与分子对接分析解析PmLAAD的结构特征与序列保守性,筛选关键催化位点并实施定点饱和突变。结果获得突变酶PmLAAD (L279 W/P315D)重组菌,其比酶活力为野生型酶重组菌的2.66倍。进一步将表达突变酶的E.coli/pET28a-pmlaad (L279 W/P315D)与表达D-乳酸脱氢酶的E.coli/pET28a-ldh进行细胞偶联,构建以两步催化为核心的级联反应体系,实现L-苯丙氨酸经苯丙酮酸高效转化为D-PLA,产物质量浓度达13.09 g/L。研究表明,通过结构改造可显著提升脱氨酶的催化效率。该研究为通过结构改造提升脱氨酶催化性能、实现手性化合物的绿色合成提供了新的思路与技术支撑。

N-乙酰氨基葡萄糖(N-acetylglucosamine, GlcNAc),具有抗炎、抗氧化等多种生理功能,在医药、食品、化妆品等领域有重要应用。相比于合成GlcNAc的常用底盘菌株大肠杆菌W3110、枯草芽孢杆菌等,益生大肠杆菌Nissle1917(EcN)具有非致病性、低内毒素、抵御T4噬菌体感染等优势。因此,该研究首次以EcN为底盘菌株合成GlcNAc。首先,通过敲除EcN中GlcNAc代谢基因nagAB以及异源表达GlcNAc合成基因glmS和gna1,实现了GlcNAc的从头合成,产量为1.9 g/L;其次,通过关键酶葡萄糖胺-6-磷酸合酶(GlcN-6-phosphate synthase,GlmS)、葡萄糖胺-6-磷酸乙酰基转移酶(GlcNAc-6-phosphate N-acetyltransferase, GNA1)的筛选、强化GlcNAc合成途径(过表达pgi、yqaB)、提高辅因子谷氨酰胺的供应等策略使GlcNAc产量提高了5.4倍,达到10.2 g/L。最后,对关键酶GlmS进行半理性设计。筛选到6个阳性突变株且解析了其作用机理。最优突变体L381A的摇瓶产量提高了25.7%,在10 L发酵罐中的产量达到135 g/L。该研究为EcN高效合成GlcNAc奠定了基础。

胶原蛋白作为细胞外基质中关键的结构性和功能性蛋白,其重组表达形式相比于天然提取具备无毒性、低免疫原性、高溶解度和质量一致性等优势。目前重组胶原蛋白通过光交联方式制备水凝胶的研究在序列方面仍旧存在诸多难题。因此该文探究不同长度重组胶原蛋白分子通过甲基丙烯酰化后光交联对水凝胶性能的影响。基于前期的研究结果,实验选用2种重组胶原蛋白分子V-P₅BP₅和V-P₁₀BBP₁₀作为研究对象,其中V-P₅BP₅序列为V-P₁₀BBP₁₀序列长度的0.5倍。研究结果表明,P₅BP₅和P₁₀BBP₁₀在大肠杆菌中成功表达。圆二色光谱测定显示P₅BP₅和P₁₀BBP₁₀的分子椭圆率分别为3.17和2.62,T_m分别为44、49 ℃。重组胶原蛋白经过甲基丙烯酰化后,核磁共振氢谱在5.4、5.8 ppm附近出现新的特征峰,红外光谱在1 130、1 730 cm^-1附近出现新的特征吸收峰,证实甲基丙烯酸酐的成功插入。通过光交联方式制备水凝胶,微流变实验显示P₁₀BBP₁₀甲基丙烯酰化重组胶原蛋白在频率为2.72 rad/s时G′=G″,低频下状态为水凝胶,高频下状态为溶液,宏观结果呈现形成具有自支撑性能的三维网络结构。而P₅BP₅甲基丙烯酰化重组胶原蛋白仅形成了黏性溶液。该研究通过将不同序列长度的胶原蛋白分子进行甲基丙烯酰化反应,为开发光交联制备水凝胶在序列长度设计领域提供依据,为组织工程和生物医用材料的构建奠定了理论基础。

聚苹果酸[poly (β-L-malic acid), PMLA]作为一种在食品和医药领域具有广阔应用前景的生物聚合物,其产业化发展受到下游分离纯化技术不成熟的制约。该研究采用单因素试验法,对树脂解吸附后的PMLA进行了脱色工艺优化,结果表明脱色率与保留率之间存在显著的权衡关系,从而凸显了双目标优化的必要性。为此,该文引入反向传播人工神经网络(backpropagation artificial neural network, BP-ANN)和非支配排序遗传算法(non-dominant sorting genetic algorithm-Ⅱ, NSGA-Ⅱ),系统探索PMLA活性炭脱色的多目标优化解集,确定最优工艺条件为:活性炭添加量5.0～5.3 g/L,pH 8,处理时间100 min,温度50 ℃。在此条件下,PMLA脱色率达到73%～77%(色泽与去离子水对照无差异),保留率保持在93%～96%。该研究不仅拓展了BP-ANN与NSGA-Ⅱ在PMLA纯化工艺中的应用,也为可解释机器学习及智能优化算法在天然产物提取领域的进一步开发提供了参考依据。

该研究旨在阐明不同脱乙酰度壳聚糖在冷藏期间对凡纳滨对虾虾仁的保水能力以及品质的影响。将去壳虾仁分别用70%、90%脱乙酰度壳聚糖浸泡后沥干,并对其在4 ℃贮藏条件下品质变化进行动态追踪。结果表明,与空白对照组相比,90%脱乙酰度壳聚糖可显著提高凡纳滨对虾虾仁的持水能力,减轻水分的散失、抑制蒸煮损失率、离心损失的上升、同时低场核磁共振结果表明,90%脱乙酰度壳聚糖能显著抑制水分迁移。同时扫描电镜结果显示,90%脱乙酰度壳聚糖能显著维持微观结构的稳定性与完整性。相关性分析表明,90%脱乙酰度壳聚糖的添加能够形成保护膜阻隔外界抑制水分迁移、蛋白降解和脂质氧化、更好地维持虾肉品质。该研究为绿色无磷保水保鲜剂在水产品加工中的应用提供一定的理论依据。

为促进百香果果皮的高值化利用,该研究采用蒸汽爆破(steam explosion,SE)预处理百香果果皮,优化复合酶法提取百香果果胶(passion fruit pectin,PFP)的工艺,系统比较PFP与柑橘果胶(citrus pectin,CP)的结构特征,并考察两者对低脂搅拌型酸奶理化性质、流变、质构及挥发性风味的影响。结果表明,百香果果皮经0.3 MPa压强维持90 s的SE预处理后,采用复合酶提取PFP的最佳工艺条件为复合酶酶活800 U、料液比1∶34 (g∶mL)、温度53 ℃、酶解时间90 min,此条件下PFP得率为17.41%,较未预处理组(10.67%)显著提高。结构分析表明,PFP与CP均为低酯果胶,但PFP以半乳糖醛酸聚糖为线性主链,侧链分支较少,重均分子质量为130.8 kDa。酸奶品质分析表明,与空白组相比,PFP与CP的添加对酸奶pH均无显著影响;在0.5 g/L添加量下,PFP组的持水性提升13.45%,脱水收缩率降低12.65%,硬度提升27.49%,改善效果均优于CP组;在1 g/L和1.5 g/L添加量时,两者对酸奶的改善效果无显著差异;风味和感官分析表明,添加PFP显著促进了酸奶中醛类、酮类等特征风味物质的形成并改善了感官品质。该研究表明,SE预处理辅助复合酶法提取的PFP能有效改善低脂酸奶的品质,为PFP的应用和百香果加工副产物的高值化开发提供了理论依据。

基于前期研究证实该合生元具有润肠通便功能的基础,该研究旨在从微生态角度深入探究由植物乳植杆菌CCFM8661、动物双歧杆菌乳亚种XLTG11与低聚木糖(xylooligosaccharide,XOS)组成的合生元对便秘小鼠肠道菌群结构及短链脂肪酸(short chain fatty acids,SCFAs)代谢的调节作用,并分析其剂量-效应关系。根据前期功能实验确定的剂量范围,将ICR小鼠分为空白组、模型组及低、中、高剂量合生元组。灌胃14 d后建立便秘模型,收集粪便样本进行宏基因组测序和SCFAs分析。合生元干预能剂量依赖性地调节肠道菌群结构,各剂量组均提升了双歧杆菌属(Bifidobacterium)、粪杆菌属(Faecalibaculum)等有益菌属丰度,并降低了丁酸单胞菌属(Butyricimonas)等菌属丰度。α和β多样性分析显示,中剂量干预在恢复菌群多样性和群落结构方面表现出最佳趋势,而高剂量干预则引起了ACE指数与Obs指数的显著降低(P<0.05)。SCFAs分析表明,低剂量与中剂量组接近于空白组,高剂量组发生了显著变化。该合生元可通过重塑肠道菌群结构及影响SCFAs代谢缓解便秘。综合菌群结构稳态与代谢功能指标,中剂量(3×10⁶ CFU+2 mg XOS)显示出更优的调节潜力。

薄荷醇具有清凉感、芳香性与生物活性,在日化、食品和医药领域应用广泛,但其低水溶性、高挥发性和热不稳定性限制了其应用。为实现薄荷醇的稳定化与缓释,该研究采用明胶-阿拉伯胶复凝聚法制备薄荷醇微胶囊,系统探究了不同壁材比例(明胶与阿拉伯胶的质量比为3∶7至7∶3)对微胶囊粒径、ζ-电位、形貌、包封率、贮藏稳定性及模拟口腔释放行为的影响。结果表明,壁材质量比为5∶5时,复凝聚反应最为充分,微胶囊结构完整、粒径适中(37.97 μm)、包封率最高(75.21%),且在25 ℃贮藏7 d后保留率达92.51%,模拟口腔环境中3 min 保留率为81.78%,显示出优异的缓释性能与稳定性。该研究为薄荷醇的高效包埋与可控释放提供了可行的技术路径,也为易挥发晶体类物质的微胶囊化提供了理论参考。

肠道微生态的稳态维持与宿主健康密切相关,开发具有代谢调控潜力的新型益生菌对改善肠道功能与食品发酵品质具有重要意义。该研究系统解析了来源于鱼酱酸的熊蜂魏斯氏菌(Weissella bombi) Y133的代谢特征及其在体外肠道发酵体系和食品发酵过程中的功能表现。通过基因组注释与代谢通路分析,结合LC-MS非靶向代谢组学技术,揭示了Y133在碳水化合物代谢、有机酸合成及氨基酸转化等方面的代谢潜能。结果显示,Y133能高效产生乳酸、乙酸等代谢产物,并显著影响体外人源粪便发酵体系中肠道菌群结构,促进乳杆菌属(Lactobacillus)、双歧杆菌(Bifidobacterium)等有益菌增殖,抑制潜在致病菌生长,增强短链脂肪酸积累。进一步在泥鳅鱼酱发酵体系中验证了其应用潜力,发现添加Y133可显著降低pH值和挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)值,提升产品风味与安全性。研究结果表明,W.bombi Y133兼具独特代谢活性与肠道调控功能,为拓展Weissella属益生资源及其在功能性食品中的应用提供了科学依据与实践基础。

该研究旨在系统解析不同欧姆加热(ohmic heating,OH)处理时间(0~130 min)对原肌球蛋白(tropomyosin,TM)构象变化与致敏性消减规律的影响,以揭示OH处理降低其致敏性的结构基础。该研究首先纯化了TM,并将所得纯化TM,于100 ℃、120 V条件下进行OH处理。通过间接酶联免疫吸附实验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)评估其免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)G/IgE结合能力。同时,运用SDS-PAGE、圆二色光谱、荧光光谱、紫外光谱、粒径分析、差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)等技术表征了TM的结构变化。结果表明,OH处理70 min后,TM的IgG/IgE结合能力显著下降(P<0.05),分别降至未处理组的73.24%和70.21%。结构分析表明,致敏性降低与TM构象变化密切相关,OH处理破坏了TM的二级和三级结构,并导致蛋白粒径增大和热稳定性改变,这预示着致敏表位被遮蔽或破坏。氨基酸分析进一步表明,包括谷氨酸在内的多种关键致敏氨基酸含量降低,为IgG/IgE结合能力下降提供证据。该研究阐明了OH处理通过诱导TM构象变化以降低其致敏性的作用机制,为基于OH技术的水产品过敏原消减策略提供了重要的理论依据。

便秘是一种常见的消化系统疾病,与肠道运输和肠道屏障之间存在密切关系。副干酪乳酪杆菌(Lacticaseibacillus paracasei)已被报道对肠道运输有显著的调节作用,为了探究副干酪乳酪杆菌SMN-LBK及其复合制剂对便秘小鼠的影响,该文通过测定小鼠粪便指标、病理表征、血清胃肠调节肽、肠道菌群的变化,评估其缓解便秘症状的潜力。结果表明,副干酪乳酪杆菌SMN-LBK和复合制剂均可有效缓解小鼠的便秘症状,减轻小鼠结肠的病理损伤,调节小鼠血清中胃肠调节肽的水平。与模型组相比,复合制剂显著提高了小鼠肠道菌群的Simpson指数,重塑了肠道菌群的结构和组成,并增加乳杆菌属(Lactobacillus)、Colidextribacter、Incertae Sedis和毛螺菌科(Lachnospiraceae) NK4A136 group等有益菌丰度。此外,复合制剂富集了亚油酸代谢、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成等相关功能通路,并提高了短链脂肪酸的水平。综上,副干酪乳酪杆菌SMN-LBK及其复合制剂均能有效缓解便秘并改善小鼠的胃肠道功能,研究结果为开发缓解便秘的功能性食品提供了理论依据。

该研究探究微酸性电解水(slightly acidic electrolytic water,SAEW)处理对腌制斑点叉尾鮰在低温贮藏期间品质和危害因子的影响。腌制斑点叉尾鮰经过减菌处理(SAEW浸泡15 min)后在4 ℃条件下进行贮存,定期检测菌落总数、总挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)、亚硝酸盐、生物胺等危害因子及品质指标变化。结果表明,SAEW处理可显著抑制鱼肉中微生物生长和腐败进程。至贮藏第12天,SAEW组的菌落总数、TVB-N、亚硝酸盐和总生物胺含量分别比对照组减少1.03 lg CFU/g、2.1 mg/100 g、1.8 mg/kg和40.22 mg/kg,有效延缓亚硝酸盐含量、脂肪氧化程度和pH值上升。SAEW处理影响了鱼肉中水分分布和微生物群落结构,处理组结合水与不易流动水含量在贮藏后期高于对照组,且菌群结构更为稳定,多样性较低。相关性分析显示,希瓦氏菌属与TVB-N、腐胺、尸胺及酪胺的含量显著相关(P<0.05),气单胞菌属与TVB-N、pH值的含量显著相关(P<0.05),假单胞菌属与亚硝酸盐的含量呈正相关。综上所述,经过SAEW处理,能有效控制和延缓腌制斑点叉尾鮰鱼肉的腐败进程,减少危害因子的生成,有利于鱼肉品质的保持。

螺旋藻是一种营养丰富的微藻,但其强烈的藻腥味和苦涩口感严重制约了食品领域的应用。为开发螺旋藻的高品质发酵产品,该研究采用从传统食品来源筛选的马克思克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)与植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)菌株组合,采用顺序发酵的方式系统评估发酵过程中菌株生长、理化指标、抗氧化活性与风味特征的协同变化。结果表明,酵母在前期有效破解藻体结构并实现基质预酸化,乳杆菌后续生长旺盛。顺序发酵48 h后,体系pH值显著降至3.45,活菌数均超过8.20 lg CFU/mL。发酵显著提升了螺旋藻的抗氧化活性,其中KCL6组表现最优,DPPH自由基与ABTS阳离子自由基清除率分别提升至86.33%和80.78%,总酚与总黄酮含量分别提升85.37%和206.75%。感官评价结果显示,发酵产品整体可接受度最高提升389.36%,藻腥味与苦涩味被有效抑制。风味分析表明,发酵后醛类、酚类及烷烃类等不良气味物质显著减少,而乙酸苯乙酯、苯乙醇等果香与花香类物质大量积累,KCL6组总挥发性物质含量较对照组提高了114.67%。该研究证实酵母-乳杆菌顺序发酵能协同改善螺旋藻风味品质并增强其抗氧化功能,为螺旋藻的高值化深加工提供了可靠的技术路径与理论支撑。

以花椰菜为原料,经水提醇沉法提取得到花椰菜粗多糖,采用DEAE-52阴离子交换柱、Sephadex G-200凝胶柱对花椰菜粗多糖分离纯化,得花椰菜多糖(Brassica oleracea L. var. Botrytis L. polysaccharide,BBP),对其结构进行表征。通过高脂饮食联合链脲佐菌素构建2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)小鼠模型,再给模型小鼠灌胃不同剂量的BBP进行辅助治疗并评价其降血糖效果。结果表明,BBP是一种酸性多糖,由鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖和半乳糖醛酸组成,不含3股螺旋结构,可能含有α-型糖苷键和β-型糖苷键,分子质量为3.98×10⁶ Da。动物实验发现,多糖低剂量组(100 mg/kg)、多糖高剂量组(300 mg/kg)、多糖协同二甲双胍组(二甲双胍200 mg/kg+BBP 100 mg/kg)均可改善T2DM小鼠糖尿病症状,协同组显示出最佳治疗效果,高剂量组治疗效果优于低剂量组。多糖协同二甲双胍能够调节T2DM小鼠血糖水平,表现为空腹血糖和口服糖耐量降低;显著降低T2DM小鼠的总胆固醇、甘油三酯、游离脂肪酸、低密度脂蛋白胆固醇以及丙二醛含量(P＜0.05);显著提高高密度脂蛋白胆固醇、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽、过氧化氢酶活性(P＜0.01)。结果表明,BBP对糖尿病小鼠具有明显降血糖效果,其可作为辅助治疗糖尿病的功能性食品成分。

该文以牦牛乳干酪苦味肽RPKHPIK(RK7)和VYPFPGPIPN(VN10)为研究对象,系统探究其抗血栓活性的分子间作用机制。使用ExPASy-ProtParam、Innovagen和PepDraw等工具计算RK7和VN10的理化性质,并结合体外试验测定肽段对凝血酶的抑制活性,通过分子对接技术和分子动力学揭示肽段抑制凝血酶活性的作用机制及抗凝血的分子作用。经研究表明,肽段RK7和VN10均能抑制凝血酶的活性,抗血栓活性显著。分子对接显示凝血酶中的Ser195、Glu192、Gly193、Gly216与RK7和VN10的结合起重要作用,并且Ser195、Glu192和Gly193是影响凝血酶活性的关键氨基酸;RK7和VN10通过氢键、疏水作用及静电相互作用与凝血酶(1A4W和2BVR)活性位点结合,结合能分别为-7.6和-8.6 kcal/mol以及-7.5和-7.7 kcal/mol,优于阳性对照比伐卢定(-7.0和-6.4 kcal/mol)。为明晰凝血酶与多肽RK7及VN10所形成复合物的动态特性,该文进行了分子动力学模拟,并对其关键结构参数进行了分析,包括均方根偏差(root-mean-square deviation,RMSD)、均方根波动(root mean square fluctuation,RMSF)、氢键数目、回转半径(radius of gyration,Rg)以及溶剂可及表面积(solvent accessible surface area,SASA),结果均表明肽与目标蛋白的复合体系稳定。经生物信息学预测与试验验证相结合印证,该试验从分子层面为牦牛乳酪蛋白降解肽的抗血栓活性提供重要理论参考,为功能性食品的开发设计提供理论依据与创新方向。

该研究旨在构建一种复合生物保鲜剂,通过工艺优化提升其环境稳定性和抑菌活性,以替代化学农药在果蔬采后保鲜中的应用。以自主筛选的枯草芽孢杆菌X1-HP为核心,通过旋转蒸发浓缩技术构建了枯草芽孢杆菌-结冷胶复合剂(KF-1),并在优化参数(4.0 g/L NaCl、3.0 g/L低酰基结冷胶、70 ℃旋蒸12 min)下使活菌数达3.3×10¹¹ CFU/mL,形成稳定的包埋颗粒。在此基础上,系统评估了其在黄桃常温贮藏中的保鲜效果,结果表明6%(体积分数)KF-1处理效果最佳,可使货架期延长4 d,失重率降低58%,同时显著提升果实抗氧化能力,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)与过氧化氢酶(catalase,CAT)活性分别提高至对照组的1.44倍与1.61倍,总酚含量达对照的4.89倍,气味轮廓分析进一步证实6% KF-1处理可以有效延缓黄桃的品质劣变。研究揭示KF-1通过“动态释放-抗氧化激活-代谢调控”多重机制协同维持果实品质,为果蔬采后病原真菌的绿色防控提供了抑菌机制与技术方案,同时为枯草芽孢杆菌复合制剂的抑菌活性强化及剂型优化提供了关键理论支撑与数据参考。

不同乳酸菌发酵剂参与的苹果酸-乳酸发酵(maliclactic fermentation,MLF)过程造成了葡萄酒风味上的差异。为探究不同接种方式下乳酸菌的相互作用及对最终风味物质的影响,该研究采用植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)YH-17与酒酒球菌(Oenococcus oeni)S共发酵葡萄酒,检测MLF前后基本理化指标,并基于风味组学技术分析[顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)、液相色谱-质谱联用(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS)]5种不同接种方式下风味物质的差异。结果表明,5种接种方式均可在8 d内完成MLF,先接种O.oeni S 48 h后接种L.plantarum YH-17(S48L组)的酒体拥有5组中最优的风味物质组成表现,显著增加了更多醇(6种)、酯(5种)、醛酮(3种)类物质。挥发性成分分析表明,S48L组苯甲醛、1-壬醇、香豆雌酚含量显著高于平均水平,3-庚醇含量则显著低于平均水平。非挥发性成分分析表明,S48L组样品中香豆雌酚、月桂胺氧化物、2-苯乙基-β-D-葡萄糖苷显著高于平均水平。综合对比分析发现S48L组的酒体部分保留了O.oeni S的发酵特征。该实验结果显示针对具体菌株,选择合适共发酵接种策略可以充分发挥菌株各自的优势,赋予酒体更为突出的特点。

浓香型白酒传统酿造采用“千年糟”的方式,窖池酒糟层自然形成具有梯度特性的上、中、下3个功能层区。该研究基于16S rDNA高通量测序对泸州某酒厂浓香型白酒糟的微生物进行解析,结果表明,各层细菌群落的α多样性无显著差异,且均以乳杆菌科(Lactobacillaceae)为绝对优势科(相对丰度97.29%),在属水平上,上层的乳杆菌属(Lactobacillus)相对丰度较其他层更高,未分类的乳杆菌属在各层中均占据较高比例。基于浓香型白酒酒糟群落结构分析及其KEGG 功能预测结果,筛选分离的18株产酸菌与阿根图拉特乳植杆菌(Lactiplantibacillus argentoratensis)、戊糖乳植杆菌(Lactiplantibacillus pentosus)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、粪海恩德里克斯氏菌(Heyndrickxia faecalis)和凝结海恩德里克斯氏菌(Heyndrickxia coagulans)相似(相似性≥98%)。编号A0001与A0008菌株的耐酸性能、耐乙醇活性、产酸性能和抗氧化性能的综合能力较强,且应用于固态发酵酒糟后,其可溶性蛋白产量远高于黑曲霉等常用商业菌株。该研究可为酒糟功能菌株的高值化应用提供参考,为浓香型白酒酒糟的资源化利用提供酒糟源功能微生物功能菌种支撑。

为探究氮源在热凝胶的合成过程中的调控作用,该研究系统考察了氮源种类、补加时机及补加方式对热凝胶合成效率与产品品质的影响,并揭示结构特性与寡糖制备产量之间的关联。通过摇瓶与7-L发酵罐试验,对不同氮源及其动态供给策略下热凝胶产量变化进行比较,并结合质构分析、红外光谱和扫描电镜对产物结构与性能进行表征。结果表明,以1 g/L NH₄Cl作为初始氮源,并在菌体生长期补加体积分数0.6% NH₄Cl溶液(100 g/L),热凝胶产量较对照提高18.1%,达到26.6 g/L。发酵罐条件下,恒速流加策略(constant-rate feeding,CF)热凝胶产量最高(43.4 g/L),间歇式补加策略(intermittent feeding,IF)葡萄糖转化率最高(69.5%)。不同氮源补加方式未改变热凝胶β-1,3-葡聚糖主体结构,但显著调控分子间氢键作用强度及三维网络致密程度,从而影响凝胶强度、持水性及质构稳定性,并进一步改变酶对底物的可及性及酶解效率。基于结构差异优化酶解条件,获得分子质量约2 498 Da、聚合度分布为8~14的热凝胶寡糖。研究表明,氮源动态供给可通过调控分子间相互作用与空间网络结构,实现热凝胶产量与结构性能的协同调节,并进一步影响其酶解行为与寡糖生成效率。该研究为基于营养调控的热凝胶结构定向构建及功能寡糖制备提供了理论依据。

该研究旨在探究白藜芦醇(resveratrol,Res)对牛肉肌原纤维蛋白(myofibrillar protein, MP)结构与凝胶特性的调控作用。研究发现,Res添加量在0.05%~0.15%(质量分数,下同)时可有效抑制蛋白氧化,表现为羰基含量下降与总巯基含量上升。随着添加量Res从0.05%添加至0.25%,MP粒径由1 454.33 nm增至1 757.00 nm后回落至1 665.00 nm,zeta电位由-4.56 mV升至-3.91 mV后略降低至-4.47 mV。光谱分析显示,Res引起MP三级结构改变,荧光强度降低,并在0.1%添加量时提升二级结构稳定性。流变学结果表明,Res显著增强储能模量与损耗模量。0.2%的Res通过显著增强氢键、疏水相互作用及二硫键等分子间作用力,促使MP形成更为致密均匀的三维网络结构,从而有效提高了凝胶强度、改善了质构特性。低场核磁与持水力结果显示Res通过增强水分束缚能力使凝胶保水性得到显著提升。微观结构也表明添加0.2%的Res使得凝胶结构更加致密。综上所述,添加量为0.15% ~0.2%的Res通过修饰蛋白结构、增强分子间作用力及优化水分分布,从而改善MP凝胶性能的机制,该研究为Res作为功能性添加剂在高品质牛肉制品开发中的应用提供了理论依据。

植物奶酪需要添加椰子油冷藏成型或依赖稳定剂维持结构,然而会造成口感油腻、质地脆弱的品质问题。该研究创新性地构建了一种“生物酶联用-乳酸菌协同发酵”的双生物改性新工艺,在无添加稳定剂的工艺下大大提升了大豆植物奶酪的结构与感官品质。研究结果表明,与不添加生物酶的大豆植物奶酪(BC)相比,分别添加转谷氨酰胺酶(transglutaminase,TGase)和酪氨酸酶(tyrosinase,TYR)(TG+TYR)、TG酶和凝乳酶(chymosin,CHY)(TG+CHY)、酪氨酸酶和凝乳酶(TYR+CHY)的大豆植物奶酪,蛋白质含量显著提高,硬度、回弹性、胶黏度、耐嚼性均呈显著性增大;耐热性也较BC组优良;相比于其他3组样品,TG+TYR 组表现出更稳定的微观结构和最好的流变特性,其储能模量为(1 639.01±0.21) Pa,损耗模量为(393.08±0.15) Pa,且表面疏水性最大,为(140.36±0.24) μg bound BPB。在28 d的贮藏期内,4组样品的pH、总可滴定酸度、持水力均稳定,但TG+TYR组样品表现出最佳的贮藏稳定性。该研究提出了一种可应用于植物蛋白结构重构的新型酶促-发酵协同策略,为新一代高感官、清洁标签植物奶酪的开发提供了理论与技术依据。

该研究旨在探究堆积形状对芝麻香型白酒酿造过程及风味形成的影响。通过设置扁平形(A)、缓坡形(B)和陡峭形(C)3种堆形,系统分析了酒醅理化特性、微生物群落结构、挥发性风味物质及基酒感官品质的差异。结果表明,堆积形状通过改变堆体比表面积,显著影响酒醅微环境及微生物群落结构组成。其中,堆B表现出最优的综合性状,其升温平稳,水分与酸度变化合理,微生物群落结构更为稳定多样,其中克雷伯菌属(Klebsiella)和魏斯氏菌属(Weissella)等关键功能菌显著富集,酒醅中糠醇、苯乙醛和愈创木酚等特征风味物质含量最高,所得原酒芝麻香、焦香与粮香协调,感官评分最优。相比之下,堆A因水热散失过快,微生物多样性低,风味物质积累不足;堆C则因积热严重、酸度过高,抑制微生物代谢,导致风味失衡。Mantel检验结果显示,温度是细菌群落的主要驱动因子,而真菌群落同时受到温度和还原糖、淀粉的共同调控。相关性分析进一步表明,芽孢杆菌属(Bacillus)、维克汉姆酵母菌属(Wickerhamomyces)等12个细菌属和2个真菌属与关键风味物质的形成密切相关。该研究揭示了堆积形状通过“物理形态-微环境-微生物代谢”路径影响白酒品质的机制,确认缓坡形为较优工艺,为芝麻香型白酒堆积工艺的精准调控提供了理论依据。

金属-酚是一种碱性保鲜剂,包浆豆腐是呈碱性的易腐败的高蛋白食品,该研究旨在开发适用于包浆豆腐的金属-酚复合保鲜剂,以期延长包浆豆腐货架期。以大豆多糖为基质,复合茶多酚与MgO,以抑菌圈直径为考察指标,通过响应面法结合人工神经网络与遗传算法优化得到复合保鲜剂配方,并探究其对包浆豆腐的保鲜效果。结果显示,配方为大豆多糖0.04%(质量分数)、茶多酚4.2%(质量分数)、MgO 0.52%(质量分数),pH 8.5 的保鲜剂的抑菌圈直径(17.368 mm)。与空白组相比,优化后的复合保鲜剂可显著延缓菌落总数、出浆率、质构特性及含水率的下降,也可显著改善产品色泽以及包浆豆腐凝胶结构的连续性。该研究为金属-酚复合保鲜剂应用于包浆豆腐保鲜提供了理论依据。

莓茶粉中富含的二氢杨梅素(dihydromyricetin,DHM)具有一定的防腐潜力,为探讨莓茶粉及DHM对面包防腐及品质的影响差异,通过在面包中分别添加为0.05%、0.1%、0.2%、0.5%和1%(质量分数)的莓茶粉及对应等量的DHM(以莓茶粉中DHM含量计),采用理化指标分析抑菌效果和品质特性,并利用电子鼻和电子舌分析风味轮廓,比较了二者在菌落总数、水分含量、酸度、比容、色泽、微观结构、质构以及风味方面的影响。结果表明,莓茶粉与DHM均有一定的抑菌效果,莓茶粉组在贮藏初期抑菌效果突出,而0.05%莓茶粉对应等量的DHM在整个贮藏期内抑菌效果更持续稳定;DHM组整体表现出更优的酸度控制效果,其中0.05%、0.1%莓茶粉对应等量的DHM效果最佳,且能显著提高持水性(P<0.05);二者均会降低面包比容,但DHM组比容显著高于莓茶粉组(P<0.05);0.1%莓茶粉对应等量的DHM能显著维持色泽稳定(P<0.05);0.05%,0.1%的莓茶粉能丰富面包滋味,对应等量的DHM更能稳定面包整体香气;微观结构方面,0.05%莓茶粉能促使面包形成密集小气孔,而对应等量的DHM则促使面包形成疏松大气孔。质构方面,0.05%莓茶粉能显著降低面包硬度、咀嚼性、胶着性(P<0.05),提高弹性、内聚性(P<0.05)。综合来看,莓茶粉和DHM在面包防腐与品质改良方面具有差异化优势,0.05%、0.1%莓茶粉对应的DHM在长效抑菌、持水性、控制酸度、维持比容与色泽、稳定香气方面突出,莓茶粉在贮藏初期抑菌、丰富滋味和改善质构方面效果更好。研究结果可为天然原料在面包防腐和品质改良上的应用提供参考依据。

高浓磨浆技术(high-concentration grinding technology,HCGT)是将高浓度大豆浆料置于上下钢制磨盘中高速反向研磨,通过机械力与浆料间摩擦揉搓挤压作用使膳食纤维断开、分丝帚化,同时改变了纤维的大小和形态,采用该技术制备的豆腐样品记为GN-T。该研究先确定高浓磨浆技术生产高纤维豆腐的最佳工艺,再与现有其他磨浆技术:陶瓷磨(TC)、胶体磨(JT)与砂轮磨(SL)所生产的豆腐进行品质比较,探讨高浓磨浆技术生产高纤维豆腐的可行性。结果表明,响应面结合人工神经网络-遗传算法构建了高纤维酸浆豆腐的最佳生产工艺,即磨盘间隙70 μm、豆浆浓度8 °Brix、煮浆温度105 ℃、离心目数120 目,此时豆腐得率为2.20 kg/1 000 g、保水性为78%、水分含量为82.6%、蛋白质含量为13.3 g/100 g,总膳食纤维含量为(6.12±0.01) g/100 g,高于GB 28050—2011规定的6 g/100 g,可判定为高膳食纤维食品。相较于TC、JT与SL制得样品,GN-T组产品得率、保水性以及蛋白质含量、感官评分、内聚性均为最高,弹性维持在较高水平,蛋白二级结构中β-折叠含量最高、α-螺旋含量最低,三维荧光光谱分析发现,GN-T组蛋白样主峰发生5 nm蓝移。微观表征显示,GN-T形成更致密且均匀的三维凝胶网络。研究结果表明,高浓磨浆技术可改善高纤维豆腐品质,为高纤维豆腐的加工提供了新的参考。

为了提高冷冻预制薯条的烹饪效率和感官品质,该研究构建了微波辅助热风(microwave-assisted hot air, MAHA)工艺,并结合多物理场模拟与实验验证进行系统研究。通过建立三维耦合仿真模型,分析了薯条MAHA烹饪过程的电场分布、温度变化及热通量的演变过程。在恒定总功率下,通过改变烘烤管以及微波功率设定了MAHA1、MAHA2、MAHA3等组别。仿真结果表明,微波体积加热与热风对流的协同作用显著增强了能量的叠加效应,其中MAHA3局部温升可达370 K,而MAHA2 组热量分布均匀性最佳,其温度变异系数仅为0.092。基于这些仿真结果进一步工艺验证,发现组合烹饪显著改善了薯条的硬度与色泽特性,虽然收缩率有所上升,但有效促进了脆皮的形成。水分特性分析表明,MAHA1组的脱水效果最好,同时加速了自由水的脱除。扫描电镜结果进一步验证了该工艺能促进形成均匀连通的多孔结构,加速水分的扩散。该研究为MAHA的工艺优化和应用提供了理论支持。

胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)是由微生物分泌的高分子质量碳水化合物聚合物,具有诸多生物学活性。肠膜明串珠菌作为典型产EPS的乳酸菌,其EPS的结构与肠道菌群调节之间的构效关系缺乏系统研究。该研究对13株肠膜明串珠菌EPS的基本结构进行表征,从中筛选出结构差异最显著的DQHXN_Q37M5和DQHXN_Q38M5两种EPS。通过构建抗生素相关性腹泻模型,探究二者在调节肠道菌群方面的构效关系,结果显示DQHXN_Q38M5 EPS更有利于缓解腹泻症状,修复肠道屏障。尽管体内实验表明2种EPS均能靶向调控肠道菌群,但DQHXN_Q38M5 EPS显著促进增殖的菌属与生理指标改善之间呈现更强的正相关性。为进一步验证EPS对特定菌属的富集作用,以EPS作为唯一碳源进行体外厌氧发酵实验,结果显示2种EPS对菌群调节的靶点不同,且呈现出显著的剂量依赖效应。其中另枝菌属(Alistipes)、肠球菌属(Enterococcus)响应DQHXN_Q37M5 EPS、副拟杆菌属(Parabacteroides)、副萨特氏菌属(Parasutterella)响应DQHXN_Q38M5 EPS。该结果与体内实验呈一致趋势,提示它们是多糖介导菌群重构与功能响应的潜在关键菌群。该研究加深了对EPS结构-功能关系的认识,为肠膜明串珠菌在益生菌领域的精准开发提供了科学参考。

该研究系统探究了温度与氧气对马瑟兰葡萄酒陈酿品质的影响规律,并建立化学成分与感官属性之间的内在联系。采用双因素实验设计,系统研究不同温度(4、15、30 ℃)与氧气接触水平满贮低氧[(low oxygen,LO)、半贮中氧(medium oxygen,MO)、定期通氧高氧(high oxygen,HO)]条件下,酒样在12个月贮藏期内色泽(色度、色调、花色苷组成、聚合色素)、挥发性成分(GC-MS分析)及总抗氧化能力(ABTS法)的动态变化,结合定量描述性感官分析进行综合评价。结果表明,高温与高氧条件明显促进了葡萄酒的化学老化过程。色泽方面,总花色苷含量下降,聚合色素比例上升,色调由0.58升高至1.35;凝胶渗透色谱结果显示,高温高氧组平均聚合度(mean degree of polymerization,mDP)达到4.2,显著高于低温隔氧组(2.1)。香气方面,酯类及萜烯类物质分别减少82.0%与86.7%,而乙酸与乙醛含量最高增加214%与340%。总抗氧化能力与总酚含量呈正相关(R²=0.91)。主成分分析(principal component analysis,PCA)表明,第一主成分(97.4%)代表了从“新鲜”到“氧化”的陈酿主轴。感官分析显示,“果香”、“花香”属性与酯类、萜烯含量呈正相关,而“氧化味”、“醋味”与乙酸、乙醛含量显著相关(R²>0.94),说明温度与氧气通过促进水解、氧化及聚合反应,共同调控马瑟兰葡萄酒的感官品质演变路径。该研究为基于化学机制的葡萄酒精准陈酿管理提供了理论依据与实践参考。

针对小米糠膳食纤维 (millet bran dietary fiber,MBDF)活性成分未被充分开发利用的问题,该实验以小米糠为原料,系统探究双酶、热压、热压-双酶复合3种改性方式,对小米糠膳食纤维化学组成、表面微观结构、理化性质与体外降血糖活性的影响。结果表明,双酶改性和热压-双酶复合改性处理均使MBDF微观结构呈现凹凸状、微孔和多孔状表面结构,同时,3种改性方式使其持水力、黏度、α-淀粉酶抑制力及α-葡萄糖苷酶抑制力均得到显著提升。其中,热压改性使其持水性由1.69 g/g提升至4.74 g/g,膨胀力由0.28 mL/g提升至0.84 mL/g;双酶改性可使33.33 g/L MBDF对葡萄糖扩散抑制力从7.69%提高至21.5%;热压-双酶复合改性使小米糠可溶性膳食纤维含量提升7倍,达到质量分数7.93%, 并使10.00 g/L MBDF对α-淀粉酶抑制力从17.5 g/g提高至45.2 g/g;使8.33 g/L MBDF对α-葡萄糖苷酶抑制力由7.22%提升至12.52%。该研究为小米加工副产物的综合利用提供参考。

为系统探究金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜的理化特性及保鲜机制,该研究以壳聚糖为基材、金花茶黄酮为活性成分,制备不同金花茶黄酮提取物添加量(0、10、20、30、40、50 g/L)的复合膜,系统考察金花茶黄酮提取物添加量对复合膜性能的影响,并探究最优性能复合膜对生鲜猪肉的保鲜效果。结果表明,当金花茶黄酮提取物添加量为30 g/L时,复合膜综合性能最优,其厚度为0.11 mm,水蒸气透过率0.46%,拉伸强度达114.08 MPa,断裂伸长率为67.88%,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌均具有良好的抑菌效果;该复合膜能显著延缓生鲜猪肉贮藏期间pH值升高、质构硬化,同时有效抑制菌落总数增值及TVB-N值、TBARS值上升,保鲜期较对照组延长6 d。该研究为生鲜猪肉绿色保鲜提供了一种新型高效的可食性包装材料,具有良好的应用前景。

细菌纤维素微球作为一种功能性递送载体,具备高负载量、精准控释性能和良好的生物相容性,但无法均一化制备使其应用受限。该研究以木醋杆菌为纤维素合成菌株,采用微流控油包水(W/O)乳液模板法制备细菌纤维素微球,探究乳化剂种类、乳化剂浓度和流速比对微球生成及稳定性的影响。结果显示,当内相为0.02 g/mL超低凝胶温度琼脂糖菌液,接收相温度为4 ℃,内相流速为10 μL/min,外相流速为90 μL/min时,所制备微球粒径为147 μm,木醋杆菌能够在微球内生长并分泌细菌纤维素。综上,利用微流控技术成功实现木醋杆菌原位合成细菌纤维素微球,为其规模化生产提供了可靠方案,进一步拓展了其在食品中的应用领域。

采集宜宾某酒企15个窖池的窖泥样品,分析其理化指标,采用高通量测序法检测其细菌区系,同时采用感官及色谱分析检测其对应窖池原酒的感官特征及挥发性风味物质含量,关联分析窖泥特性与原酒风味指标。研究发现,窖泥滴定酸、速效磷含量对原酒感官评分及挥发性风味物质含量影响较大。进一步分析发现,窖泥中发酵单胞菌属(Fermentimonas)、Clostridium_sensu_stricto_12、己酸菌属(Caproiciproducens)、厌氧孢杆菌属(Anaerosporobacter)、norank_f__Caloramatoraceae与白酒感官评分显著相关,特别是Clostridium_sensu_stricto_12、Fermentimonas、氨基酸杆菌属(Aminobacterium)、norank_f__Caloramatoraceae与至少3种挥发性风味物质含量显著相关;窖泥中的辛酸、庚酸、戊酸对原酒感官评分有显著影响,而辛酸、庚酸、戊酸、丁酸、癸酸乙酯、庚酸乙酯对原酒挥发性风味物质含量有显著影响。结果表明,浓香型白酒窖泥特性指标与原酒风味品质之间存在量比关系,可用于窖泥质量评价。

姜黄素具有抗炎、抗癌和抗糖尿病等生物功能。然其性质极不稳定,在体内外都容易受到复杂环境因素的破坏,因此该研究旨在开发具有生物相容性递送系统并研究不同酯化度的果胶对递送效果的影响。采用反溶剂法构建了玉米醇溶蛋白-姜黄素-不同酯化程度的果胶三元复合物。当玉米醇溶蛋白与高甲氧基果胶、中甲氧基果胶、低甲氧基果胶的质量比分别为1∶3、2∶1和1∶2时,所制备的复合物粒径较小,样品大小均匀,在各自组别中的包封率最好,分别为(73.89±0.33)%、(80.73±0.25)%和(74.42±0.28)%。傅立叶变换红外光谱和荧光光谱显示,玉米醇溶蛋白、姜黄素和果胶之间的主要相互作用包括氢键、疏水和静电相互作用。X射线衍射结果表明,姜黄素在纳米颗粒中呈无定形形式。研究还发现,3种复合物对姜黄素的pH值、紫外线光照和热降解具有较好的保护作用。体外模拟消化研究表明,玉米醇溶蛋白、高甲氧基果胶递送系统具有在胃液中更好地保护姜黄素并在模拟肠液中缓慢释放姜黄素的作用。玉米醇溶蛋白、高甲氧基果胶复合物可作为一种高效的生物活性物质递送方法,在功能性食品及药物递送系统中具有广阔的应用前景。

该研究以云南、湖南、四川和贵州四大主产区的八月瓜果肉为对象,综合运用电子鼻、电子舌、氨基酸自动分析仪以及气相色谱离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)技术,并结合人工感官评价,对其风味特征进行系统检测与区分。结果显示,人工感官评分最高的是贵州产八月瓜,其气味与滋味最受欢迎;仪器分析表明贵州和湖南产八月瓜的香气轮廓相似,云南和湖南的滋味轮廓相近,四川与贵州则在滋味上较为接近。氨基酸分析发现,湖南产八月瓜的总游离氨基酸含量(681.1 mg/100 g)最高,以赖氨酸(74.7 mg/100 g)为主。GC-IMS共鉴定出32种挥发性风味物质,其中醇类、酮类和酯类为主要香气成分。基于正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysi,OPLS-DA)模型,乙酸乙酯、乙酸、2-丙酮、丙醛、2-甲基-1-丁醇、二烯丙基硫醚、正丁醛、异丙醇[贡献变量重要性投影(variable importance in projection,VIP)值>1]被确定为区分不同产地八月瓜果肉的关键风味物质。该研究系统揭示了不同产地八月瓜的风味特征差异,为湖南八月瓜在健康食品开发、贵州八月瓜在浓郁果香产品开发方面的精准应用奠定了理论基础,并为产业的高值化发展提供了关键数据支撑。

该研究以明胶为原料,采用酶解制备的胶原蛋白肽与钙离子交联形成胶原蛋白肽钙,构建胶原蛋白肽钙皮克林乳液。通过测定不同质量浓度(10~50 g/L)和油水比(4∶6~8∶2,体积比)条件下胶原蛋白肽钙皮克林乳液的静置稳定性、粒径、微观结构、多重光散射、离心稳定性、持水率和持油率,对乳液稳定性进行系统分析。结果表明,胶原蛋白肽钙皮克林乳液的粒径与浓度成正比,与油水比成反比。随着胶原蛋白肽钙颗粒的浓度减小以及油水比的增加,乳液的稳定性增加。胶原蛋白肽钙皮克林乳液质量浓度为10 g/L且油水比8∶2(体积比)时,乳析现象被抑制且持水率和持油率显著增加(P＜0.05)。该条件有利于促进胶原蛋白肽钙颗粒在油水界面的吸附并且产生更多均匀分布的乳滴,从而有效地防止乳滴的絮凝和聚集。本研究为胶原蛋白肽钙皮克林乳液的开发提供了理论依据。

促进浓香型白酒新窖老熟一直是白酒行业近年来的研究重点,不同工艺对新窖老熟的促进效果及机理不尽相同。该研究基于嫁接工艺,利用气相色谱、实时荧光定量PCR(quantitative polymerase chain reaction,qPCR)定量分析技术,研究不同老窖泥及酒醅移植方式对促进浓香型白酒新窖老熟的效果。结果表明,老窖泥与酒醅移植工艺能稳定促进新窖基酒风味物质组成加速靠近老窖,能有效改善新窖基酒酯比关系,并在提升酒质的同时,显著提升新窖基酒等级;此外,老窖泥与酒醅移植工艺能显著影响新窖窖泥微生物群落,能显著提升(P<0.05)新窖泥中总细菌、古菌以及梭状芽孢杆菌的数量,该研究为促进浓香型白酒新窖老熟研究提供了一定的理论支撑与实践依据。

该研究建立了应用固相萃取(solid-phase extraction, SPE)结合气相色谱-质谱联用法(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)快速测定食醋中川芎嗪(tetramethylpyrazine, TMP)含量的分析方法。样品经Poly-Sery HLB Pro SPE小柱净化后,采用GC-MS外标法定量。该方法重复性及仪器精密度的相对标准偏差(relative standard deviation, RSD)均小于3%,加标回收率为96.90%～100.79%。TMP在0.1～100 mg/L质量浓度内线性关系良好,相关系数r²>0.999 9。方法的检出限为0.309 μg/L,定量限为1.031 μg/L。该方法定量准确、操作简便、灵敏度高,适用于食醋中TMP的测定。此外,对地理标志产品山西老陈醋和非地理标志陈醋样品分析,结果表明两类产品中TMP含量差异显著。

建立了一种基于高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱(high-performance liquid chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometry,HPLC-ICP-MS)的分析方法,用于高效、同步测定枸杞中的11种砷形态,可在20 min内完成所有目标化合物的分离与检测。该研究系统评估了5种提取方式与8种提取溶剂,最终确定热辅助提取为最优方案,并通过优化实验得出最佳提取条件:体积分数为0.9% 的盐酸溶液,在90 ℃下加热萃取3 h。此外,该研究创新性地引入阀前柱技术,构建在线砷本底去除系统,有效消除了环境背景砷对定量的干扰。方法学验证表明,各砷形态的定量限为0.108~0.425 μg/kg。加标回收实验在3个浓度水平下进行,回收率为90.6%~105.2%,变异系数为2.5%~5.8%,具有良好的准确度与精密度。应用该方法对80批次枸杞样本进行分析,结果显示所有样品中均检出无机砷[As(Ⅲ)和As(Ⅴ)],而有机砷仅检出砷甜菜碱和二甲基砷。进一步分析表明,枸杞中不同砷形态的组成与总砷含量存在显著差异,其中无机砷是砷的主要存在形态。

嘧霉胺是一种苯胺基嘧啶类杀菌剂,常用于防治果蔬中的真菌病害,当其在食品中的残留量超标时,会对消费者造成危害。为了快速、灵敏、准确检测食品中嘧霉胺残留,该研究利用嘧霉胺的结构特点,在半抗原设计策略中完整保留嘧霉胺分子中的苯环和二甲基嘧啶环结构,制备得到一株对嘧霉胺IC₅₀值为1.97 μg/L的高灵敏度单克隆抗体。基于此单克隆抗体建立了一种用于快速检测果蔬中嘧霉胺残留的胶体金免疫分析法。在最优条件下,所建立的方法对嘧霉胺的标准溶液检出限为10 μg/L,对果蔬样品检出限为25 μg/kg,整体检测时间约为15 min。该研究建立的胶体金免疫分析法具有灵敏度高、准确性好、检测速度快等特点,能有效应用于果蔬中嘧霉胺残留的现场快速检测。

次氯酸盐(ClO^-)因其强氧化性作为高效消毒剂被广泛应用在食品及饮用水领域,但其过量残留会危害人体健康,因此建立食品中快速、高效的ClO^-检测方法至关重要。该研究以表没食子儿茶素没食子酸酯和盐酸多巴胺为碳源,通过3 min微波辅助快速制备出蓝绿色碳点G-CDs。当有ClO^-存在情况下,其可诱导G-CDs发生聚集,导致溶液由浅黄色变为深黄色,同时引发荧光共振能量转移并导致荧光淬灭,据此构建比色-荧光双模式ClO^-检测体系。实验结果表明,比色法和荧光法的检测信号均在ClO^-浓度0~300 μmol/L范围内呈良好线性关系:比色法相关系数R²=0.994,检测限(limit of detection, LOD)为0.354 μmol/L;荧光法相关系数R²=0.959,检测限为0.167 μmol/L,且2种检测模式的响应时间均低于10 s。将该方法应用于实际样品水发鱿鱼检测,回收率为97.82%~107.5%,相对标准偏差(relative standard deviations, RSD)不超过2.61%。该研究建立的ClO^-检测方法具有碳点合成周期短、操作简便、检测快速等优势,并且双模式检测的结果可以相互补充验证,提升检测结果的准确性,在比色-荧光双模式下用于实际食品样品中ClO^-检测的可行性较高。

为探究农家传统与工业化2种工艺对腊肉风味特征的影响,该研究以城口老腊肉为对象,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC/MS)技术对2种不同加工工艺的城口腊肉在蒸煮前后的理化指标与挥发性化合物组成进行了比较分析。结果表明,2种工艺腊肉的水分、蛋白质、亚硝酸盐等理化指标存在差异;共鉴定出77种挥发性风味物质,工业化工艺腊肉的挥发性物质种类与总量显著高于农家工艺,根据气味活度值(odor activity value,OAV)法检测出51种OAV＞1的挥发性物质,农家工艺腊肉风味以酚类物质主导,工业化工艺则依赖酯类、醇类和酮类物质;主成分分析(principal component analysis,PCA)与正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)显示,4组样品可显著分离,进一步筛选出乙酸、右旋萜二烯等30种变量投影重要性(variable importance in projection,VIP)值＞1的潜在重要香气活性成分。该研究明确了不同工艺城口老腊肉的风味差异及重要物质,为其加工中风味调控提供了数据支撑。

饮品风味是影响消费者偏好与市场竞争力的关键因素。随着人们对天然、多样化风味需求的不断提升,基于乳酸菌、酵母菌和醋酸菌等优质微生物的发酵调控技术展现出巨大潜力。该文首先梳理了微生物初级代谢和次级代谢对酸度、醇厚度与香气轮廓的贡献机制;探讨了菌群构建与顺序接种、固定化发酵、酶促协同与在线智能监测等精准调控策略;评述了合成生物学与代谢工程在定向增产关键风味分子中的应用进展;最后总结了当前存在的香气通路不全、群落互作机理欠缺以及安全风险控制难等技术瓶颈,并展望了基于“多组学在线分析＋AI预测＋智能发酵平台”的未来发展方向。该综述旨在为饮品风味品质提升与产业高质量发展提供系统的理论依据和技术参考。

大豆加工副产物(如豆渣、酱油渣、豆粕、大豆皮等)富含膳食纤维(dietary fiber,DF),DF中大部分为不可溶膳食纤维(insoluble dietary fiber, IDF)。IDF的致密结构限制了其生物活性和加工性能,导致利用率较低,需要通过改性提升功能性。改性方法包括物理(如超微粉碎、动态高压微射流、高压均质)、化学、生物(微生物发酵、酶法)、联合改性。该文综合论述了不同改性方法处理后对大豆加工副产物DF的影响和大豆副产物DF在面制品、肉制品和乳制品等食品中的应用进展,并展望了其未来前景。为探究大豆加工副产物DF改性后在食品工业中的创新应用并促进大豆加工副产物高值化利用提供了有力的借鉴。

牛蒡(Arctium lappa L.)作为一种典型的药食两用植物,近年来备受关注。其根茎及果实富含牛蒡多糖(Arctium lappa polysaccharides,ALPs)、牛蒡子苷元(arctigenin,ATG)、绿原酸等活性成分,已被证实具有优异的人体代谢调控、抗炎抗氧化、抗肿瘤等功能特性。该文系统总结了牛蒡活性物质通过调控AMPK、NF-κB、PI3K/Akt等信号通路,在改善脂代谢紊乱、抑制炎症反应、阻止肿瘤发展及发挥神经保护作用等方面的机制。同时梳理了当前主流加工工艺的研究进展,重点分析了微波、超声和超临界流体等绿色萃取工艺在牛蒡活性成分提取中的应用价值、微生物发酵对牛蒡风味的优化效果以及热加工及低温干燥技术在牛蒡保藏中的突出优势,以期为牛蒡功能食品的开发及牛蒡产业规模扩展提供参考。

抗生素的滥用导致耐药性问题成为全球难题,抗菌肽(antimicrobial peptides, AMPs)是理想的替代品。该文简述其传统的化学改造,以及基于数据库和AlphaFold2等工具的计算机辅助设计策略。全面综述原核、真核及植物表达系统的技术优势、挑战与应用案例。研究表明,理性分子设计与多系统协同表达可提升AMPs稳定性、活性及产量。该文指出了传统改造周期长、计算机设计依赖样本、异源表达系统存在宿主毒性、修饰差异等问题。未来应聚焦人工智能辅助设计、糖工程与跨学科融合,推动AMPs在医药、农业等领域的临床转化与规模化应用。

该文介绍了微胶囊技术在保护、稳定生物活性物质及实现其控释的核心作用,以及天然植物蛋白作为微胶囊壁材的优势与存在的水溶性差、包封性能欠佳等功能缺陷,阐明了植物蛋白改性是突破其应用瓶颈的关键途径。简述了植物蛋白物理改性、化学改性、生物酶法改性及复合改性方法的作用机制、技术特点与改性效果,其中物理改性绿色安全,化学改性高效便捷,生物酶法改性特异性强,复合改性可实现功能特性协同提升。同时阐述了改性植物蛋白在益生菌、功能性油脂、天然色素及维生素等生物活性物质微胶囊包埋与递送中的应用进展,证实改性后植物蛋白可作为单一壁材实现高效包封。展望了植物蛋白改性技术的发展方向,旨在为微胶囊化中植物蛋白的选择提供方法和理论依据,助力拓展植物蛋白资源的多元化应用途径。

海洋生物活性肽因其抗氧化、抗高血压等多种活性及广阔的应用前景而备受关注。该文通过分析其提取制备、纯化鉴定以及标志性成分挖掘鉴定等关键技术环节的常用方法及挑战,综述了虚拟筛选策略、人工智能驱动的制备技术、生物信息学、合成生物学与细胞工厂等新型技术手段在海洋生物活性肽的高效、精准、绿色制备中的优势与应用价值,最后对其未来研究方向进行展望,强调以上技术在推动海洋生物活性肽从基础研究走向产业化应用中的重要作用,为海洋生物原料的高效利用和高附加值生物多肽开发提供参考。