食品与发酵工业

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刘振山, 时祎, 陈剑雄, 辛瑜, 顾正华, 张梁

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 1-8. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030010

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为满足工业生物催化需求,寻求一种简单、快捷、有效的脂肪酶固定化方法来扩大其实际应用范围。采用声化学方法,在10 min内将脂肪酶固定于由磷酸铜沉淀所构成的无机杂化纳米花中,并进一步通过扫描电子显微镜 (scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和傅里叶红外光谱 (Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)等技术对制备的脂肪酶杂化纳米花进行表征。随后,研究了不同金属离子、金属盐离子类型、合成条件对脂肪酶杂化纳米花活性的影响。结果表明,Cu²⁺可实现最佳固定化效果,且不同含铜无机盐类型对所形成的杂化纳米花活性存在影响。其中,使用CuSO₄合成纳米花可实现100%的包封率,而CuCl₂可使最终合成的纳米花相对酶活力达到145.7%。酶动力学研究结果表明,CuSO₄和CuCl₂纳米花的催化效率(k_cat/K_m)分别是游离酶的106%和134%。此外,该固定化方法可有效提高固定化酶的储藏稳定性,在室温下储藏30 d其酶活力仍能保持在80%以上。在重复使用性研究中发现,固定化酶在连续使用5次后仍具有40%以上的催化活性。该研究结果有助于提高脂肪酶在工业生产中的适用性,并为其在生物柴油合成、洗涤剂及高温生产环境等多方面领域的应用奠定基础。

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信号肽及发酵条件优化促进胶原蛋白在谷氨酸棒杆菌中分泌表达

齐静静, 范炳森, 张萌, 许菲

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 9-17. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031128

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胶原蛋白独特的三股螺旋结构,使其具有良好的力学性能和生物相容性,在生物医学材料等方面有广泛应用。利用微生物表达重组胶原蛋白,具有发酵周期短、成本低、便于遗传操作等优点,近些年发展迅速,但分泌带有三股螺旋结构的重组胶原蛋白仍是研究的难点。该研究以来源于化脓性链球菌的胶原蛋白V-B为对象,搭建了谷氨酸棒杆菌分泌表达重组胶原蛋白的平台。在重组胶原蛋白V-B前端引入6种不同信号肽(CspB、PorB、Cg1514、CgR0949、Cg2052或TorA),构建重组表达载体,并转入食品级表达宿主谷氨酸棒状杆菌Corynebacterium glutamicum ATCC 13032中,结果显示PorB信号肽介导的分泌效果最好。此外,对PorB信号肽介导的分泌表达进行培养基、起始诱导菌浓度、诱导时长、IPTG浓度、溶氧的优化,最终胶原域B在摇瓶水平产量达到30 mg/L,是优化前的3倍,并通过圆二色谱表征,验证其正确折叠为三股螺旋。该研究为重组胶原蛋白在谷氨酸棒杆菌中的高效分泌表达奠定了基础。

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基于灌流浓缩培养的罗伊氏乳杆菌高密度发酵研究

李子财, 李林, 李光洲, 王建清, 辛维岗, 张棋麟, 王峰, 林连兵

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 18-23. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029745

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罗伊式乳杆菌作为美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)和国家卫生部批准的食用级益生菌,具有重要的益生功能,已被广泛地应用于食品与发酵行业,因此,研究其高密度发酵具有重要的意义。该研究首先探索了批培养、批补料培养和灌流浓缩培养对罗伊氏乳杆菌发酵生物量的影响,然后以灌流浓缩培养方式探究发酵过程中培养条件对发酵液中活菌数的影响。结果表明:灌流浓缩培养相比于批培养和批补料培养,能极大地延长菌株对数生长期的持续时间,活菌数高达2.98×10¹⁵ CFU/mL,菌体干重较前两者分别提高了5.3和3.6倍;在通气(氧含量恒定设定为15%)、恒pH为5.5、流速40 mL/min的条件下灌流培养,活菌数最高达8.1×10¹⁵ CFU/mL,菌体干重为60.96 g/L,相比于未通气和不维持恒定pH值的发酵方式,菌体干重分别提高了2.72和1.07倍。综上结果表明,灌流浓缩培养方式能实现罗伊氏乳杆菌高密度发酵,活菌数和产量都凸显出巨大的优势,该研究为罗伊氏乳杆菌的高效制备奠定了较好的基础。

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窖泥中梭菌和互营球菌交互作用对生长和短链脂肪酸代谢的影响

孙红, 柴丽娟, 方冠宇, 陆震鸣, 张晓娟, 王松涛, 沈才洪, 史劲松, 许正宏

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 24-32. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032308

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为研究浓香型白酒窖泥中重要功能微生物梭菌属和其他微生物之间的交互作用,通过比较基因组解析了不同梭菌属微生物基因组功能及短链脂肪酸代谢通路的差异,以窖泥中筛选出的1株互营球菌和7株梭菌为研究对象,构建了互营球菌和梭菌的两两共培养体系,比较了不同梭菌纯培养和共培养中生长和短链脂肪酸代谢的变化。比较基因组分析结果表明,梭菌属的短链脂肪酸代谢通路存在种间差异。共培养结果进一步表明,互营球菌Novisyntrophococcus fermenticellae JN500902(N.902)对Clostridium fermenticellae JN500901(C.901)和C.luticellarii Clu07的生长和代谢具有显著促进作用,共培养中葡萄糖的消耗量增加,生物量增加。此外,C.901的丁酸和己酸积累量分别增加0.44和0.63倍左右,Clu07的丁酸和戊酸产量分别增加0.77倍和2.63倍。N.902与2株产戊酸梭菌共培养时对生长的影响效果不显著,但是促进了C.scatologenes Cls01戊酸的产生,抑制了C.aciditolerans Claci01戊酸的积累。N.902与3株产丁酸梭菌C.beijerinckii Clb01、C.guangxiense Clgx01和C.tyrobutyricum Clt01共培养前期(24 h之前),生长速度或生长量高于纯培养,但是发酵结束共培养中丁酸的积累量发生不同程度的下降。对梭菌属和互营球菌之间的相互作用研究有助于拓宽窖泥微生物互作产香的认识。

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糖耗速率对浓香型白酒发酵过程异戊醇合成的影响

梁清文, 方芳

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 33-40. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030555

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高级醇是白酒的风味物质之一,其含量过高影响白酒饮用的舒适度。通过考察酵母种类与初始菌浓度、发酵起始温度、大曲酶活力等因素对浓香型白酒发酵过程异戊醇合成的影响,为研究减控策略提供参考。结果表明,初始酵母种类与数量、发酵起始温度、大曲酶活力均对浓香型白酒发酵过程异戊醇合成阶段还原糖的消耗、酿酒酵母的增殖和异戊醇合成水平有影响。预估表观耗糖速率变小,酿酒酵母增殖倍数减少,异戊醇合成水平也相应降低。酿酒酵母是影响白酒发酵过程异戊醇合成的主要酵母,当发酵起始酿酒酵母数量为5×10⁷ CFU/g时,酒醅中的异戊醇比对照减少22.9%;酒醅入池发酵起始温度的降低也可显著减少异戊醇含量,降幅最高为22.6%;此外,通过降低大曲糖化酶活力也能有效减少发酵过程异戊醇的合成。该研究揭示了浓香型白酒发酵过程酿酒酵母增殖和还原糖消耗与异戊醇合成水平之间的关系,为阐明白酒发酵过程异戊醇合成机制和研究异戊醇减控策略奠定理论基础。

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黄水芽胞杆菌Bacillus aquiflavi 3H-10全基因组序列分析及功能探究

刘红强, 程坤, 于学健, 翟磊, 郑佳, 姚粟

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 41-46. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029581

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黄水芽胞杆菌Bacillus aquiflavi 3H-10分离自浓香型白酒黄水样品,是我国四川省宜宾地区首株酿酒微生物新种菌株。为了深入挖掘其功能特性,利用高通量测序技术测定菌株的全基因组序列,并通过数据库比对、平板透明圈法、福林酚法和GC-MS技术解析该菌株的功能基因、产生物酶和发酵风味物质的能力。研究结果表明,菌株B.aquiflavi 3H-10基因组大小3.62 Mb,G+C含量35.40 mol%,其中预测到3 224个蛋白质编码基因。通过与KEGG、NR和CAZy数据库比对发现,基因组中含有编码22种蛋白酶和多种碳水化合物酶类的基因;B.aquiflavi 3H-10在蛋白酶培养基平板上透明圈较明显,蛋白酶活力可达85 U/mL;在大豆酪蛋白液体培养基37 ℃培养72 h的菌体发酵液中,可检测到56种代谢风味化合物,包括酯类、醇类、芳香族、羰基化合物、杂环化合物等,其中,相对含量较高的物质包括苯甲醛(杏仁香,坚果香)、2,5-二甲基吡嗪(炒芝麻香)、正丁醇(水果香)、3-甲基己醇以及浓香型大曲酒的主体香味物质己酸乙酯(甜香,水果香,窖香,青瓜香)。研究表明,黄水芽胞杆菌B.aquiflavi 3H-10具有显著的产蛋白酶能力,可发酵产生多种风味物质,促进浓香型白酒风味的形成,推测其在白酒发酵过程中具有潜在应用价值。

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弱絮凝性下面啤酒酵母菌株的选育

刘小航, 阮玉磊, 宿萌, 付晓芬, 贺秀丽, 郭立芸, 武晓乐, 郭学武, 肖冬光, 陈叶福

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 47-54. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030107

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在啤酒工业中,啤酒酵母的絮凝特性是决定啤酒高质量生产的重要因素之一。下面啤酒酵母菌株L-1应用于大生产存在酵母悬浮稳定期较短等问题,导致发酵不彻底,影响了最后的啤酒风味质量。基于此,该研究以菌株L-1为出发菌株,进行常压室温等离子体诱变并对诱变菌株进行初筛和二轮复筛,获得了絮凝性减弱且遗传稳定性能较良好的3株目的菌株179、293和361,其絮凝能力分别降低了6.67％、6.67％和5.56％,死亡率分别降低了31.21％、34.57％和16.93％,对应的发酵液中乙醛含量分别降低了19.53％、19.17％和15.83％,同时其消耗碳源、α-氨基氮、产酒精能力等指标均有所提高,主要高级醇含量无明显变化。这些菌株的获得在啤酒工业生产中具有一定的实际应用潜力。

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混菌发酵、酒泥陈酿结合β-葡聚糖酶对赤霞珠干红葡萄酒有机酸含量的影响

刘晓燕, 张小月, 阿卜杜喀依尔·阿卜杜艾尼, 曲一鸣, 闵海东, 李学文

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 55-61. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030073

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新疆产区的葡萄酒因地理位置的优势而风味独特,但是糖高酸低的问题会影响葡萄酒口感结构的平衡,通过混菌发酵与酒泥陈酿结合的方式提高葡萄酒品质的同时可实现对酿酒“废弃物”的合理利用,因此采用高效液相色谱法对混菌发酵后不同酵母酒泥陈酿及加入β-葡聚糖酶处理的赤霞珠干红葡萄酒中7种有机酸含量进行检测分析。结果显示:混菌发酵可提升葡萄酒中酒石酸、丙酮酸、乳酸、乙酸、柠檬酸的含量,而降低琥珀酸的含量;经酿酒酵母酒泥陈酿后,酒石酸、丙酮酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、琥珀酸含量增加;混菌酒泥陈酿后,酒石酸、乳酸、琥珀酸上升,丙酮酸、乙酸、柠檬酸下降,混菌发酵总酸含量可增加5.37%~13.02%,酒泥陈酿总酸含量可增加6.62%~12.53%,添加β-葡聚糖酶使葡萄酒有机酸含量增加3.84%~12.63%,综上,酒泥陈酿可以为葡萄酒带来更多的有机酸含量,可为改善新疆地区葡萄酒糖高酸低的问题提供一定的理论基础和技术参考。

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山西老陈醋酿造过程四甲基吡嗪形成规律及稳定性研究

王家东, 刘丹彤, 王馨宇, 冯智伟, 谢三款, 郑宇, 何静

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 62-68. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031498

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四甲基吡嗪是山西老陈醋中重要的风味与功能物质之一,该文对山西老陈醋整个酿造过程中四甲基吡嗪变化规律进行了分析。醋酸发酵和熏醅阶段是其含量增加的主要阶段。进一步分析了乙偶姻、双乙酰、铵以及16种氨基酸等四甲基吡嗪主要前体化合物在醋酸发酵阶段的变化规律,重点分析了温度对四甲基吡嗪生成及其稳定性的影响。结果表明,熏醅过程四甲基吡嗪处于生成和降解的动态平衡,高温和乙酸是四甲基吡嗪降解的主要原因。95 ℃熏醅3 d时四甲基吡嗪含量与85 ℃和105 ℃条件下熏醅相比分别提高30%和17%,总酯含量提高9%和10%,并且增加了酯类、酮类、醛类和杂环类风味物质相对含量,总酸、还原糖和氨基态氮等指标无显著差异,说明95 ℃熏醅温度更有利于四甲基吡嗪等风味物质的积累。

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高渗适应德尔卑沙门氏菌对交叉环境胁迫抗性分析

翟立公, 李港回, 周紫洁, 黄菊, 蔡秋慧, 王俊颖, 杨剑婷

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 69-77. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030135

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为研究高渗适应性德尔卑沙门氏菌(Salmonella enterica subsp.enterica Derby)在高浓度NaCl交叉及其他胁迫环境耐受性的影响,将德尔卑沙门氏菌在含有质量分数4% NaCl的培养基中进行驯化,诱导高渗适应性。以具有高渗适应的德尔卑沙门氏菌为耐渗菌株,未适应的德尔卑沙门氏菌为对照菌株,经饱和NaCl处理4 h后,交叉不同温度、pH、胆盐、紫外线照射、消毒剂等胁迫环境的存活率来评价其耐受性。高渗适应德尔卑沙门氏菌在饱和NaCl胁迫环境的存活率提升1.46倍;在低温、NaOH、乙醇、双氧水、NaClO、紫外线照射胁迫时存活率高于对照菌株1~3倍;在65 ℃高温、胆盐和极酸环境条件下的存活率低于20%,生存受到抑制。德尔卑沙门氏菌经过质量分数4% NaCl驯化会诱导产生高渗适应性,还会协同提高对4 ℃低温、H₂O₂等胁迫环境的交叉抗性,但对高温、H₂O₂等杀菌措施敏感性提高。研究结果为腌制食品中沙门氏菌的防控提供一定的理论依据。

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牛乳外泌体对动物双歧杆菌F1-3-2生长及益生特性的影响

周子寒, 刘琦琦, 郝海宁, 仝令君, 刘同杰, 公丕民, 张兰威, 易华西

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 78-84. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030565

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采用超速离心法从牛乳中分离提取外泌体,通过免疫印迹法、纳米颗粒追踪技术、透射电镜对牛乳外泌体进行鉴定。评价了牛乳外泌体对动物双歧杆菌(Bifidobacterium animalis)F1-3-2生长及益生特性的影响。结果表明,牛乳外泌体促进了动物双歧杆菌F1-3-2的生长,提高了其耐酸、耐胆盐等肠胃环境耐受性,增加了菌体的黏附性。此外,牛乳外泌体增强了动物双歧杆菌F1-3-2的抗炎特性,炎症因子TNF-α、IL-1β水平显著下调。该研究为牛乳外泌体作为新型益生元的应用开发奠定了基础。

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产β-葡萄糖苷酶乳酸菌益生特性研究

冯程程, 蔡子哲, 陈琼, 欧仕益, 谢小冬, 汪勇, MARTIN J T REANEY, 张宁

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 85-90. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031471

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研究了3株乳酸菌在不同碳源诱导下产β-葡萄糖苷酶的能力,并评价了其益生特性。研究发现,3株乳酸菌产生的β-葡萄糖苷酶同时具有水解烷基糖苷和芳香基糖苷的能力,纤维二糖诱导能显著提高β-葡萄糖苷酶活力。坚强肠球菌(Enterococcus durans)GW18275在纤维二糖为碳源时有最大β-葡萄糖苷酶活力(16.02 U/mL)。模拟胃肠液耐受试验结果表明,3株乳酸菌活菌数保持在10⁶ CFU/mL以上。植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)C5在3 g/L胆盐培养3 h有最大存活率(83.70±6.21)%,对二甲苯和乙酸乙酯的表面疏水性最佳。植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)C1有最高的自聚集率(80.72±1.58)%。此外,3株菌均无溶血性,对头孢菌素类、β-酰胺类及氨基糖苷类抗生素有不同的药敏性,对四环素均敏感。3株乳酸菌具有较高的β-葡萄糖苷酶活性,作为功能性益生菌候选物具有良好的益生特性,可为日后开发高产β-葡萄糖苷酶益生制剂提供基础。

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三种葡萄醋对高脂饮食大鼠血脂水平的影响

陈璐, 石俊, 赵昊, 张晓蒙, 王妍凌, 张晶晶, 杨帆, 卢灏泽, 张凤杰, 金玮鋆, 于佳俊, 薛洁

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 91-97. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030080

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以3种葡萄醋为样本,葡萄醋(纯葡萄汁发酵,样品A)、葡萄醋[V(葡萄汁)∶V(药食同源产品)=1∶1发酵,样品B]、市售葡萄醋(样品C),测定其对大鼠血脂水平的影响。将120只KM雄性大鼠随机分为12组,分别灌胃生理盐水、脂肪乳剂和葡萄醋样品,连续灌胃8周后,检测血清、肝脏生化指标及肝脏病理切片,结果表明,与模型组相比,各试验组大鼠体质量均有不同程度的降低,其中A、B样品大鼠在第5周~第7周体质量降低幅度较大;总胆固醇与甘油三酯降低、高密度脂蛋白胆固醇升高、低密度脂蛋白胆固醇降低,其中样品B组与模型组差异较大;各试验组大鼠血清载脂蛋白ApoA1升高、ApoB降低,其中样品B对这2项指标影响最大;大鼠肝脏质量及肝脏系数均有降低,但降低规律并不与样品及剂量高低相关联;与模型组相比,样品B各组及样品A、C高剂量组肝细胞基本恢复正常,其他各组肝细胞均有不同程度的损伤。

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益生菌饮料改善甲型副伤寒沙门氏菌诱导小鼠腹泻作用研究

薛玉玲, 袁庆彬, 冯丽莉, 张栋, 康志远, 王世杰

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 98-101. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029859

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考察嗜酸乳杆菌和动物双歧杆菌乳亚种益生菌饮料对甲型副伤寒沙门氏菌诱导的腹泻改善效果,并探究其作用机制。饲喂腹泻模型小鼠益生菌饮料原液,观察益生菌饮料对腹泻改善情况;饲喂正常小鼠沙门氏菌和益生菌饮料混合液,观察小鼠腹泻情况,检测粪便中的乳杆菌和双歧杆菌的数量,探究益生菌的竞争抑制作用;饲喂正常小鼠益生菌饮料以及菌粉,检测粪便及胃肠道组织内的乳杆菌和双歧杆菌的数量,探究益生菌的定植作用。结果显示,饲喂益生菌饮料原液的实验组腹泻模型小鼠1 d后腹泻停止,较对照小组恢复快;饲喂沙门氏菌和益生菌饮料混合液,小鼠没有出现水样便和腹泻,且5 d后的粪便中益生菌数量与对照组相近;小鼠肠道内的乳杆菌和双歧杆菌的数目均随着饲喂益生菌饮料以及菌粉时间的延长呈上升趋势。综上,益生菌饮料基于益生菌可通过竞争抑制、定植肠道等作用,改善由甲型副伤寒沙门氏菌引起的小鼠腹泻症状,对肠道起到保护作用。

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促进酿酒酵母在溶液体系中分散的研究

陈翔宇, 李雪松, 徐娟, 李蒙蒙, 林丽军, 陆利霞, 刘元建, 熊晓辉

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 102-109. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031130

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为探究溶液体系中细胞聚集的有效分散方法,以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)ATCC 9080为研究对象,研究了吐温-20、乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid, EDTA)、离子强度、pH、低频超声波(50 Hz)对其细胞水溶液中分散指数的影响,对吐温-20、EDTA、超声波3个因素进行正交试验以获得优化分散条件,然后进行酿酒酵母分散前后的分布类型的变化分析。结果表明,酿酒酵母最佳分散条件为,在PBS中添加0.2%(体积分数)吐温-20和8 mmol/L EDTA并超声波处理15 s,可使酿酒酵母细胞在水溶液中分散指数为0.24。处理后细胞在溶液中分布类型由对照组的集群分布转变为规则分布,且在适宜的分散条件下对酿酒酵母细胞活性无影响。

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响应面法优化大肠杆菌异源合成番茄红素

苟宗芹, 音提扎尔·吐尔逊买买提, 田园, 戴健欣, 艾连中, 熊智强

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 110-117. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030178

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番茄红素是一种C₄₀类胡萝卜素,具有强抗氧化性和提高免疫力等功效,已广泛应用于食品和化妆品等行业。为提高大肠杆菌异源生产番茄红素效率,筛选出最适大肠杆菌生产菌株Top10,采用单因素试验和响应面法优化发酵培养基,确定番茄红素生产最佳配方为LB培养基中添加果糖4.22 g/L,NH₄Cl 0.89 g/L和正十二烷15%(体积分数)。在此条件下,番茄红素得率达到29.3 mg/g DCW,比优化前提高了138%。实时荧光定量PCR分析表明,优化后番茄红素合成关键基因IspG和crtE表达比优化前显著增强(P<0.05),分别提高6.9倍和4.5倍。该研究通过宿主筛选和培养基优化显著提高了番茄红素合成效率,为大肠杆菌高效生产番茄红素奠定基础。

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短乳杆菌GLB-127发酵制备γ-氨基丁酸

张言慧, 渊辛华, 高先岭, 袁建国, 吉武科, 王丹华, 邵宝凯

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 118-123. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030061

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短乳杆菌(Lactobacillus brevis)为国家卫健委批准用于制备γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)的微生物菌种。利用短乳杆菌发酵表达谷氨酸脱羧酶(glutamic acid decarboxylase, GAD),将GAD全细胞用于催化L-谷氨酸生产GABA的研究具有重要意义。采用扫描电子显微镜与分子生物学手段鉴定了1株短乳杆菌GLB-127,构建了该乳酸菌的系统发育树。通过优化发酵及转化条件,包括培养转速、培养温度及全细胞催化酶加量等条件,初步确定了短乳杆菌制备GABA的工艺;然后又对发酵培养基进行了优化,使得GAD活力及GABA产量有了明显提升。经10 L发酵罐放大培养,GABA质量浓度达到了345.1 g/L,转化率为98.5%,GAD活力达315.9 U/g。该研究为新食品原料GABA的工业化生产奠定了基础。

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添加氮源和金属离子提高深黄伞形霉利用麸皮水解液积累油脂的研究

冯爱博, 周化岚, GULTOM Sarman Oktovianus, 张建国

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 124-130. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029482

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深黄伞形霉是积累油脂的重要微生物,以深黄伞形霉利用麸皮水解液生成油脂有利于麸皮的综合利用。基于前期研究,在麸皮水解液中添加氮源、金属离子提高了油脂产量和麸皮水解液中糖分的利用。当乙酸铵添加至氮元素为1.5 g/L时,深黄伞形霉的生物量达到最大值25.8 g/L。乙酸铵添加至氮元素为1.0 g/L时,油脂产量提高11%。麸皮水解液中添加Mg²⁺、Ca²⁺和Mn²⁺促进深黄伞形霉的代谢和脂肪合成。当添加0.5 g/L CaCl₂、1.0 g/L MgSO₄、8 μg/L MnSO₄时油脂产量分别提高脂肪酸分别达到13.8、10.26、12.91 g/L,分别提高了39.8%、65.8%、30.8%。研究结果为麸皮的综合利用提供了参考。

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克伦生葡萄内生菌Acremonium sclerotigenum的分离鉴定及致腐能力研究

李培谦, 药震, 冯宝珍, 师守国

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 131-136. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029951

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为明确储藏期克伦生葡萄果实内生真菌和致病菌主要类群,通过形态学、分子生物学方法确定菌株分类地位,并探讨了内生菌对不同果实的致腐能力。研究结果表明,健康克伦生葡萄果实内生菌株K1~13在马铃薯葡萄糖琼脂培养基上培养性状一致,菌落白色,表面平展,呈绒状,其形态与枝顶孢属(Acremonium)形态特征吻合;转录间隔区ITS和核糖体28S rDNA序列构建进化树分析,其与Acremonium sclerotigenum聚为一簇,因此将其确定为菌核枝顶孢(A.sclerotigenum)。将A.sclerotigenum接种健康葡萄、番茄和苹果均能引起果实腐烂,证明了其致腐特性。同时从腐烂克伦生葡萄果实上分离纯化到灰葡萄孢(Botrytis cinerea)和链格孢(Alternaria sp.)菌株。内生菌A.sclerotigenum对灰葡萄孢、链格孢均无拮抗作用。该研究首次报道了具有致腐特性的葡萄内生菌,丰富了葡萄内生菌种的资源,为葡萄采后病害防治提供了技术和理论支持。

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明日叶可培养内生真菌分离鉴定及功能性筛选

刘雯雯, 冯瑞章, 魏琴, 周万海, 王虹, 杜永华

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 137-143. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029994

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为揭示明日叶内生真菌的多样性及筛选可利用菌株,利用选择性平板分离培养技术,对明日叶茎、叶、花和果实器官中可培养内生真菌进行分离,结合ITS序列和系统发育树分析菌株多样性,并筛选产黄酮和抑菌功能菌株。明日叶中共分离出34株可培养内生真菌,可划分为1门、4纲、8目、10科、10属、22种,优势属为Cladosporium(32.4 %)。以纲为类群单位,果实器官的5属8种12株系统发育可分为4个类群,茎的5属10种11株分为3个类群,叶的5属8种9株分为2个类群,花的1属2种2株分为1个类群。果实中的优势菌为Alternaria alternata,茎的为Cladosporium tenuissimum,叶的为Colletotrichum karsti,花的为Aspergillus sp.。对产黄酮和抑菌功能的筛选发现,9株产黄酮,15株对至少1种病原细菌有抑制效果,26株对至少1种真菌指示菌显示抑制作用,其中菌株MRY-1效能最佳,最优培养基条件为初始pH 7、时间7 d、温度26 ℃、转速120 r/min、装液量60 mL/150 mL。因此,明日叶不同器官中分离的内生真菌具有遗传多样性,筛选得到的功能性菌株值得深入挖掘和开发利用。

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不同发酵剂对剁辣椒品质的影响

史婷, 高甜甜, 刘伟, 覃业优, 张菊华

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 144-153. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029508

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采用自筛发酵乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌混合发酵剁辣椒,测定其质构和理化指标,并通过顶空固相微萃取气相色谱质谱联用比较挥发性风味成分(volatile organic compounds,VOC)间的差异。结果表明,以发酵乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌制作的混合发酵剂显著增加了剁辣椒的总酸、可溶性蛋白、可溶性固形物及总酚含量。不同菌种混合发酵剁辣椒共鉴定出71种9类VOC,相对自然发酵,混合发酵后烯烃类含量增加最多,酯类种类最丰富;不同组合中VOC种类及含量差异明显;自筛发酵乳杆菌单独发酵产生的酯类、烯类、酮类种类和含量都较高;而植物乳杆菌与嗜酸乳杆菌混合发酵后,庚酸乙酯、癸酸乙酯、棕榈酸甲酯、α-松油醇、正癸酸、丙酸、枯醛、己醛含量高于其他组,但VOC总含量和种类数低于其他2个试验组;3株菌混合发酵酯类和酸类含量增加最多,其中苯甲酸乙酯、乙酸戊酯、β-瑟林烯、D-柠檬烯、异松油烯、香树烯、芳樟醇、顺式-亚麻酸、辛酸、己酸含量显著高于其他组。感官分析表明,3株菌混合发酵显著增强剁辣椒的柠檬和橙子果香、松木香和乳酸味,同时降低了苦味,这些差异香气成分构成了剁辣椒独特的风味。综上,发酵乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌3株菌混合发酵可显著增加香气成分的种类和含量,有效改善剁辣椒的口感与风味。

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超声波协同低盐处理对萝卜泡菜水菌群分布和特征风味的影响

高苏敏, 吴丹璇, 高子武, 刘宗振, 吴鹏, 姜松松, 王恒鹏, 孟祥忍

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 154-161. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029689

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为明确超声波干预结合低盐处理对泡菜发酵的影响,以传统自然腌制泡菜为对照(CK),将超声波技术(25 kHz, 40 W, 15 min)与低盐腌制(盐质量浓度20~40 g/L)结合,监测发酵期间各处理组(CK6、CK4、U2、U3、U4)泡菜水样品理化指标、挥发性风味物质和微生物多样性的变化。结果表明,发酵6 d时,所有处理组发酵成熟,其中CK4、U2、U3组酸度处于适宜范围6~8 g/kg。与CK组相比,相同盐含量下,超声波组泡菜水中有机酸和游离氨基酸含量更高,挥发性风味物质种类更丰富,其中二甲基三硫阈值小,对风味贡献大,仅存于超声波组样品,在U3组中含量最高。随着发酵时间的延长,泡菜水微生物多样性逐渐降低,超声波组中腐败菌丰度较CK组降低明显(P<0.05),同时U3组在属水平上的物种组成变化小,发酵过程中品质更加稳定。综上可知,采用超声波协同低盐(盐质量浓度30 g/L)处理,能有效加速泡菜的发酵进程,促进特征风味的释放和乳杆菌等有益菌的生成,该结果可为超声波辅助低盐工艺在泡菜加工中的应用提供理论依据。

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柠檬籽纤维素纳米晶/纳米纤丝协同稳定Pickering乳液包埋姜黄素研究

罗钰湲, 张欢, 陈媛, 吕天艺, 马良, 张宇昊, 戴宏杰

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 162-168. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028953

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为提升姜黄素在递送系统中的稳定性,对柠檬籽纤维素纳米晶/纳米纤丝协同稳定的姜黄素Pickering乳液的贮存稳定性、姜黄素保留率及模拟体外消化展开研究。结果表明,柠檬籽纤维素纳米纤丝(lemon seed cellulose nanofibrils,LSCNF)和纤维素纳米晶(lemon seed cellulose nanocrystals,LSCNC)协同稳定的Pickering乳液[颗粒质量浓度为0.5% LSCNC(w/v,下同)+0.1%~1% LSCNF;油/水体积比为5∶5]可作为包埋姜黄素的良好载体。在包埋姜黄素后,其乳液的流变性能略有增强,有利于乳液的稳定,放置15 d后仍保持良好的物理稳定性;同时,姜黄素Pickering乳液可延缓姜黄素的降解速率。随着LSCNF浓度的增加(0.1%~1%),LSCNC/LSCNF协同稳定的乳液样品中姜黄素保留率逐渐增加,其中低温下(4 ℃)的保留率更高。随着LSCNF质量浓度的增加(0.1%~1%),乳液中的游离脂肪酸总释放率由40%降低至25%左右,但姜黄素生物可及性也轻微降低。研究表明,通过纤维素纳米晶和纤维素纳米纤丝协同稳定的乳液可以作为一种有效的生物活性物质递送系统进一步开发利用。

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燕麦耐消化肽纳米载体的制备表征及其对咖啡酸苯乙酯的包埋作用研究

靳祖珑, 冯思怡, 胡亚雯, 宋洪东, 管骁, 孙注, 戴智华

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 169-175. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031343

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为提高燕麦蛋白的水溶性并提高其在纳米材料领域的应用价值,通过酶水解法制备了燕麦耐消化肽纳米颗粒,并评估其包封疏水活性物质的能力及耐消化特性。燕麦蛋白经胃蛋白酶和胰蛋白酶消化制备出燕麦肽纳米颗粒,为50 nm的球形胶束。燕麦蛋白经过胃蛋白酶消化水解度为3.1%,胰蛋白酶消化水解度为10.7%。对内部相互作用进行分析表明,燕麦肽纳米颗粒主要由疏水作用驱动自组装,氢键和二硫键对维持结构稳定有一定作用。表面活性研究表明,燕麦肽纳米颗粒表面具有一定的疏水性和亲油性,水解改性大大增强了纳米颗粒的水溶性。以咖啡酸苯乙酯为模型药物评估燕麦肽纳米颗粒的载药性能,包封率为71%,载药量为3.5%,咖啡酸苯乙酯在水中的质量浓度从1.8提升至140 μg/mL。载药纳米颗粒体外模拟消化结果表明,耐消化肽纳米颗粒具有较强的耐消化特性,在胃肠液中咖啡酸苯乙酯的释放率低。稳态荧光光谱分析表明,疏水相互作用是咖啡酸苯乙酯与肽分子结合的主要作用力。研究表明,燕麦肽纳米颗粒是增加疏水物质溶解度的良好载体。

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基于网络药理学与分子对接研究马氏珍珠贝降糖活性肽

李佳芸, 王欣之, 韦源青, 林彬燕, 刘睿, 吴皓

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 176-184. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029015

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基于网络药理学及分子对接方法筛选马氏珍珠贝软体来源的具有潜在降糖活性的肽类成分。采用纳升液相串联质谱鉴定马氏珍珠贝软体中的主要蛋白质类成分;通过Peptide Cutter在线工具模拟酶切获得马氏珍珠贝软体来源的肽类成分;进一步借助SYBYL-X 2.0软件进行分子对接筛选潜在活性肽段;通过Swiss Target数据库收集活性肽段潜在靶点,采用GeneCards数据库和OMIM-GENE-MAP数据库收集2型糖尿病相关的疾病靶点;借助Cytoscape软件和STRING平台构建“肽段-成分-靶点”网络和蛋白质相互作用网络,进行可视化分析,筛选酶解肽的核心成分和关键靶点;利用Omicshare云平台对共同靶点进行GO(Gene Ontology)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)富集分析;体外二肽基肽酶-IV(dipeptidylpeptidase-IV,DPP-IV)抑制率实验验证马氏珍珠贝软体肽段的活性。结果表明,肌动蛋白、肌球蛋白和微管蛋白为马氏珍珠贝软体主要蛋白质类成分,从模拟酶切肽段中筛选获得潜在降糖活性肽段28条及其对应基因靶点377个;确定2型糖尿病疾病靶点1 705个;可视化分析筛选出25个关键靶点;富集分析显示,马氏珍珠贝软体酶解肽主要参与细胞增殖与凋亡、蛋白质代谢、信号转导、炎症反应等过程。活性验证结果表明,19条肽段具有体外DPP-IV抑制活性,其中26号活性肽段体外DPP-IV抑制活性最佳(IC₅₀=395 μmol/L)。网络药理学和分子对接方法可用于筛选马氏珍珠贝软体中活性肽类成分,据此筛选的活性肽类成分可通过调控炎症、物质代谢、细胞凋亡等途径发挥降糖作用。

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紫贻贝(Mytilus edulis)蛋白计算机模拟消化物活性的生物信息学分析

陈艳楠, 邱智军, 刘学强, 任国艳, 李文洁, 张梦圆, 赵渊, 张彬

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 185-192. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031287

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贻贝(Mytilus sp.)是我国常见的养殖贝类之一,具有很高的食用价值。然而,我国目前贻贝产品仍以活鲜品为主,产品单一,资源利用不足。对紫贻贝(Mytilus edulis)蛋白进行模拟消化获得寡肽(二肽至五肽),通过PeptideRanker活性评分以及理化性质分析,从这些寡肽中筛选出9条具有潜在研究价值的多肽。通过ADMET分析和BIOPEP-UWM生物活性预测,发现其中7条寡肽具有血管紧张素转换酶(angiotensin converting enzyme, ACE)抑制活性,7条寡肽具有二肽基肽酶-IV(dipeptidyl peptidase-IV, DPP-IV)抑制活性。通过SwissDock和iDPPIV-SCM进一步筛选,确定QYGGR和HMR分别具有最优的ACE和DPP-IV抑制活性。通过分子对接发现,QYGGR和ACE以及HMR和DPP-IV能够形成稳定的复合物,其CDOCKER能值分别为-156.078和-92.410 kcal/mol,其中QYGGR通过与ACE分子中的8个氨基酸残基发生相互作用而产生抑制。HMR通过与DPP-IV S1中的5个,S2中的3个以及S3中的1个氨基酸残基发生相互作用而产生抑制。该研究结果为紫贻贝营养价值的阐释以及紫贻贝来源的生物活性肽的开发提供了理论依据。

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青稞萌芽富集酚类物质品种筛选及条件优化

张蕊杰, 顾茁, 薛辰旭, 祝亚辉, 王冕, 谢翀, 王沛, 杨润强

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 193-199. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028750

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该文旨在研究不同品种萌芽青稞中富集酚类物质含量及萌发条件对于酚类合成的影响,以获得适合萌发富集酚类物质的青稞品种和萌发条件。以产自西藏的6种供试青稞:果洛、喜马拉雅22号、喜马拉雅19号、冬青1号、藏青2000和藏青690为材料,在30 ℃萌发36 h后,测定其生理生化指标、酚类物质含量及其合成关键酶活力以筛选品种;研究萌芽时间和温度对总酚含量的影响,优化萌发条件。在6个供试品种中,冬青1号的发芽率虽然较低,但是呼吸速率和鲜重最高,说明冬青1号青稞代谢旺盛。同时,该品种中总酚和酚酸含量最高,并且酚类合成酶活性较高,因此确定冬青1号为适合萌发富集酚类物质的青稞品种。冬青1号青稞在萌发24~72 h的过程中,游离酚含量下降,总酚含量组间差异不显著;较低温度下(25~30 ℃)萌发更有利于酚类物质的累积。响应面优化结果显示,25 ℃萌发48 h时青稞中总酚含量达到296.72 mg GAE/100 g DW,是原料青稞(201.62 mg GAE/100 g DW)的1.47倍。优选冬青1号青稞品种萌发富集酚类物质,在25 ℃萌发48 h时青稞中酚类物质含量最高。该研究结果为开发富含酚类物质的藏区萌芽青稞及其功能性产品研发提供理论和数据支撑。

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不同晶体类型药食两用植物淀粉粒结构及体外消化研究

敖志超, 马玉琦, 张立然, 蔡金文, 满建民

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 200-206. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028606

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晶体结构类型对淀粉粒结构与功能性质具有显著影响,该研究以6种药食两用淀粉为材料,测定了淀粉粒晶体类型、颗粒形态、直链淀粉含量、粒度分布、溶胀力、溶解度、热力学性质,并分析了结构特性差异对体外消化特性的影响。结果表明,淀粉粒晶体类型分为A(薏苡,芡实),B(贝母,百合)和C(葛根,山药),不同晶型淀粉粒理化性质差异明显。淀粉粒形状主要为球形、椭球形和多角形;在测定的指标中,结晶度表现为A型>C型>B型淀粉;葛根淀粉具有含量最高的快速消化淀粉(rapidly digestible starch,RDS),慢消化淀粉(slowly digestible starch,SDS),总体呈现为A型>B型淀粉,抗性淀粉(resistant starch,RS)表现为B型>A型淀粉,C型淀粉中葛根为C_A型,山药为C_B型,所以其含量也分别接近A型和B型淀粉。其他几项指标中淀粉粒均呈现B型>C型>A型的趋势。

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碱性电解水对重庆小面面团理化特性的影响

李傲荣, 邹勇, 任元元, 钟耕

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 207-213. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028703

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该文以钾盐电解的碱性电解水替代食用碱,研究其对重庆小面淀粉糊化特性、面团热机械学特性、流变学特性、蛋白质结构变化的影响,并与纯水及传统食用碱制面比较分析。结果表明,碱性电解水和制面团提升了面团稳定性,降低了蛋白质弱化度,淀粉结构排列更有序,晶体热稳定性提升;面团模量上升,损耗因子下降,面团黏弹性得到改善,面筋网络加强;面团蛋白质组分发生变化,碱性电解水面团麦醇溶蛋白与麦谷蛋白比接近1.0,麦谷蛋白大聚体含量上升,面筋网络黏弹性提升;面团二硫键含量增加,蛋白质二级有序结构上升,面筋网络更加稳定且面团弹性提高。该文研究了碱性电解水对重庆小面专用面粉及面团理化特性的影响,既为面团品质改良剂提供了新的选择性,也对后续小面加工及其蒸煮食用品质评价提供理论参考。

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菊粉对冷冻熟面冻藏品质的影响

于晴, 李雪琴

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 214-221. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028913

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针对当前冷冻熟面在冻藏过程中存在硬度增大、弹性丧失等劣变问题,该研究通过向冷冻熟面中添加短链菊粉和长链菊粉以改善其冻藏品质。利用差示扫描量热仪、低场核磁共振仪、傅里叶红外光谱仪、X-射线衍射仪和扫描电子显微镜探究不同聚合度菊粉对冷冻熟面中可冻结水含量、水分结合状态、淀粉分子短程有序性、结晶度和微观结构的影响,观察质构特性和蒸煮品质的变化。结果表明,与对照组相比,添加长链菊粉能有效延缓冷冻熟面硬度和拉断力的降低,抑制可冻结水含量的增加和紧密结合水的迁移,降低淀粉结晶度,面筋网络结构较为连续,复煮后仍然有较好的口感。而添加短链菊粉的冷冻熟面冻藏到60 d后,复煮损失显著增大、淀粉老化和水分迁移加剧、淀粉颗粒从网络结构中大量溶出,故不适宜长期冻藏。因此,添加长链菊粉有利于延缓冷冻熟面冻藏品质的劣变,满足消费者对健康、方便主食品的需求。

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木瓜蛋白酶联合沙蒿籽胶对面团的增筋作用及机理研究

卫晓怡, 苏婷婷, 司晓晶, 张路遥, 韩梅, 崔琳琳

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 222-229. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031000

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我国面粉加工存在品质变异范围大以及优质高筋粉不足等问题,亟待开发安全有效的增筋剂。该研究探讨了木瓜蛋白酶联合沙蒿籽胶对面团的增筋作用与机理。研究结果显示,30.7 ℃条件下,3.9 U/g木瓜蛋白酶与1.1%沙蒿籽胶(质量分数)复配加入面粉,效果优于常用增筋剂偶氮甲酰胺。分析木瓜蛋白酶与沙蒿籽胶对面团作用显示,一定条件下,木瓜蛋白酶对面筋蛋白中的醇溶蛋白较谷蛋白有更快的酶解速度,相对提高表现高筋力的谷蛋白的蛋白占比,同时沙蒿籽胶以其高黏性和持水性增加湿面筋含量、面筋指数,两者共同作用提高面筋筋力以增大馒头比容。

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不同干燥方式对新鲜花生营养成分、理化特性及能耗的影响

朱凯阳, 任广跃, 段续, 李琳琳, 仇彩霞

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 230-236. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028871

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为使新鲜花生在干燥后保留更好的品质,采用热风干燥(hot-air drying, HD)、微波干燥(microwave drying, MD)、微波冷冻干燥(microwave vacuum freeze drying, MFD) 3种干燥方式对新鲜花生进行干燥处理,考察不同干燥方式对花生营养成分、理化特性及能耗的影响。结果表明,花生经3种不同干燥方式干燥后,其粗蛋白含量无显著差异,脂肪含量显著降低,氨基酸和脂肪酸含量显著下降(P<0.05)。其中MFD花生的氨基酸、脂肪以及脂肪酸含量显著高于其他2组(P<0.05)。酸价和过氧化值的检测结果表明,MFD花生酸价和过氧化值显著低于其他2组。此外,计算HD、MD和MFD除去1 kg水所消耗的能量,MFD分别比HD和MD增加了0.7×10⁵和1.3×10⁵ kJ/kg。综合分析3种干燥条件下新鲜花生的变化,得出经MFD处理后新鲜花生的氨基酸和脂肪酸的保留量最高、过氧化值和酸价的变化值最低,但较HD和MD而言,其能耗有所增加。综合考虑营养成分、理化特性和能耗,建议MFD作为获得高质量干燥新鲜花生的最佳方式。

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臭氧处理对阿克苏苹果贮藏品质的影响

白玉, 纪海鹏, 陈存坤, 于晋泽, 张娜, 董成虎, 姜余梅

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 237-242. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028549

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以阿克苏苹果为试材,在(0±0.5)℃条件下贮藏38 d,探究不同浓度臭氧(0、2.14、10.7、19.26 mg/m³)处理对阿克苏苹果贮藏品质的影响。结果表明,与对照组(0 mg/m³)相比,臭氧处理组能够抑制阿克苏苹果的乙烯释放速率,维持果实较高的硬度,抑制还原糖降解,延缓失重率的上升和可滴定酸的下降,促进过氧化物酶活性的提高,抑制多酚氧化酶活性,延长贮藏时间。其中,19.26 mg/m³处理组保鲜效果最好。

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真空结合加热、冷冻浓缩羊奶理化品质分析

朱丽, 李林强, 鱼喆喆, 刘永峰

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 243-248. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028624

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该文探究了加热、真空加热和真空冷冻3种浓缩方法对羊奶理化品质(pH、浊度、色值、粒度、酪蛋白二级结构和脂肪球)的影响。结果表明,25%总固形物含量中,3种浓缩羊奶的pH、浊度、粒度、酪蛋白二级结构较鲜羊奶有显著差异(P<0.05),真空加热和加热浓缩羊奶脂肪球变大但真空冷冻浓缩羊奶的脂肪球无明显变化;真空冷冻浓缩羊奶较加热、真空加热浓缩羊奶的粒度、脂肪球、酪蛋白二级结构和浊度变化显著(P<0.05),真空冷冻浓缩对羊奶色差的影响最小;35%总固形含量中,3种浓缩羊奶的浊度、色差、pH值较鲜羊奶有显著变化(P<0.05),加热浓缩羊奶粒度比鲜羊奶增大33.90%(P<0.05),但其他2种浓缩羊奶无显著变化(P>0.05),真空加热浓缩羊奶酪蛋白二级结构无显著变化(P>0.05);真空冷冻浓缩羊奶浊度、色差、粒度、酪蛋白二级结构较其他2种羊奶均发生显著变化(P<0.05),脂肪球小于其他2种羊奶。因此,25%总固形物浓缩羊奶理化品质优于35%固形物浓缩羊奶,且含25%固形物的真空冷冻浓缩羊奶较其他浓缩羊奶品质最好。

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不同嫩化剂改善猪大肠嫩度的工艺优化

程成鹏, 贺稚非, 唐春, 李芳, 廖林, 李洪军

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 249-256. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029532

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为探寻猪大肠的最佳嫩化工艺,以剪切力和蒸煮损失为指标,研究NaHCO₃、NaOH、CaCl₂、木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶对猪大肠的嫩化效果。结果表明,NaOH、木瓜蛋白酶对猪大肠嫩化效果显著(P<0.05)。然后在单因素试验的基础上,研究各个因素对猪大肠品质的影响,以猪大肠感官评分、剪切力为响应值,根据响应面实验设计原理,建立多元二次回归方程。以NaOH为嫩化剂时响应面试验结果表明,NaOH处理时间对猪大肠品质的影响极显著(P<0.01),优化后的参数组合为:NaOH 1.1 g/L,24 min,41 ℃,此时猪大肠的感官评分为7.7,与模型预测值基本符合。以木瓜蛋白酶为嫩化剂时,木瓜蛋白酶处理时间对猪大肠品质的影响极显著(P<0.01),优化的参数组合为:木瓜蛋白酶质量分数为2.0%,102 min,36 ℃,此时猪大肠的剪切力为11.70 N,与模型预测值基本符合。

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微冻和冷藏对2种毛肚品质影响的差异性分析

肖旭, 贺稚非, 张枭, 黎轩铭, 廖林, 王琴, 程成鹏, 李洪军

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 257-266. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031785

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以黄牛毛肚和水牛毛肚为研究对象,探究在微冻(-3 ℃,0~10 d)和冷藏(4 ℃,0~10 d)条件下的品质变化情况,比较2种毛肚感官评分、菌落总数、pH、挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen, TVB-N)、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid reactive substance, TBARS)、汁液流失率、水分含量等指标的变化,结合电子鼻技术对2种毛肚在微冻和冷藏贮藏期间的挥发性气味进行检测,并对所获得的响应信号强度进行雷达图、主成分分析、载荷分析,综合评价其新鲜度变化,以期研究微冻及冷藏条件下2种毛肚的品质变化规律。结果表明,随着贮藏时间延长,2种毛肚的菌落总数、TVB-N值、TBARS值以及汁液流失率呈现逐渐上升的趋势;pH值总体呈先下降后升高的趋势;感官评分、汁液流失率及水分含量与贮藏时间呈反向关联,以上指标在4 ℃条件下的变化趋势更明显。综合各指标分析得到,微冻贮藏的2种毛肚货架期为6 d,冷藏贮藏的2种毛肚的货架期为3 d;水牛毛肚综合品质优于黄牛毛肚,能较好地保持新鲜度;电子鼻分析结果与贮藏期2种毛肚品质变化基本吻合,能有效区分同一贮藏温度下不同种类毛肚新鲜度,且冷藏条件下区分效果优于微冻。研究结果为微冻和冷藏贮藏温度下的2种毛肚短期存储提供了理论基础。

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低场核磁共振方法下热泵干燥过程中蚕蛹的品质变化

吴钊龙, 黄纪民, 林芳, 李秉正, 陈振林, 黄志民

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 267-272. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028466

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在65 ℃条件下对蚕蛹进行热泵干燥,测定不同干燥时间蚕蛹的含水量、脆度、硬度和亮度(L^*),并采用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术检测氢质子成像图、横向弛豫时间(T₂)和T₂反演谱的总峰面积(A₂)的变化。结果表明,新鲜蚕蛹中存在结合水T₂₁(0~2 ms)、不易流动水T₂₂(2~100 ms)、自由水T₂₃(100~1 000 ms)3种水分状态,其中含量最少的是结合水,其次是不易流动水,最多的是自由水。随着干燥时间增加,整个T₂反演谱呈现出所有峰逐渐向左移动、总峰面积减少和峰融合的现象。蚕蛹的含水量和硬度显著降低(P＜0.05),脆度显著增加(P＜0.05),L^*没有显著变化(P＞0.05)。当干燥240 min时,含水量、脆度、硬度和L^*值分别为7.79%、12.67个、57.38 g和68.02。分别建立A₂与含水量、脆度和硬度之间的关系方程,发现均有较高的拟合度(R²＞0.9)。其中,A₂与含水量和硬度之间的关系方程R²分别为0.988和0.986。结果表明,通过热泵干燥可以制备品质较高的蚕蛹干制品,采用LF-NMR技术可实现热泵干燥过程中蚕蛹含水量和硬度的快速、准确、无损检测。

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QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱法同时检测土壤-小青菜系统中丁虫腈及其代谢物残留

李晶, 董超, 左巍, 安文进, 张耀海, 赵其阳, 焦必宁

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 273-280. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030990

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采用超高效液相色谱-串联质谱结合QuEChERS前处理技术建立了土壤-小青菜系统中的丁虫腈及其多种代谢物(丁虫腈砜、丁虫腈硫醚、丁虫腈酰胺和氟虫腈)的多残留分析方法。小青菜(根、茎和叶)和土壤样品经乙腈快速提取,多壁碳纳米管净化。丁虫腈及其代谢物采用Titank F5色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.8 μm)分离,多反应监测模式检测,基质匹配标准曲线法定量。方法验证结果表明,在质量浓度0.5~100 μg/L,丁虫腈及其代谢物的基质匹配标准曲线的线性关系良好(r≥0.992 3);方法定量限为5 μg/kg;在不同的添加水平下,丁虫腈及其代谢物在小青菜(根、茎和叶)和土壤样品平均回收率为76%~107%,相对标准偏差为0.8%~7.6%。所建方法快速简单,适用于土壤-小青菜系统中丁虫腈及其代谢物的多残留检测分析。

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融合密度与光谱特征的苹果霉心病无损检测

张佐经, 付新阳, 陈柯铭, 赵遵龙, 张仲雄, 赵娟

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 281-287. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029024

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针对近红外漫反射光谱对苹果霉心病判别准确率较低的问题,提出了一种融合密度特征与漫反射光谱的苹果霉心病多因子无损检测方法。基于光谱采集平台获取195个富士苹果的漫反射光谱(200~1 100 nm)信息,利用WLD-600密度仪获取苹果密度信息,采用标准正态变量变换(standard normal variable transformation,SNV)对光谱数据进行预处理,竞争性自适应重加权采样法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)和连续投影算法(successive projection algorithm,SPA)结合用于提取与霉心病相关的特征光谱,分别以密度、特征光谱、密度+特征光谱作为模型因子,建立偏最小二乘判别(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)、Fisher判别、支持向量机(support vector machine,SVM)和最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LS-SVM)4种不同的苹果霉心病判别模型。结果表明,在不同的霉心病判别模型中基于密度与特征光谱融合的模型总体判别率均高于分别基于密度、特征光谱的模型总体判别率,其中,基于密度与特征光谱融合的SVM模型总体判别率最高,为95.56%,而基于密度、特征光谱建立的SVM模型总体判别率分别为82.22%、91.11%,因此融合密度特征可进一步提高漫反射光谱对苹果霉心病的判别准确率,同时为开发基于漫反射检测原理的便携式苹果内部病害与品质一体化无损检测设备提供了可能。

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UPLC/MSMS内标法测定火锅食品中5种生物碱和15种喹诺酮类物质

杨昌彪, 李占彬, 阙云飞, 黄永桥, 包娜, 崔姗姗, 赵莎, 马凯

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 288-294. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029880

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该研究建立了UHPLC/MSMS内标法同时测定火锅食品中5种生物碱和15种喹诺酮类物质的分析方法。样品经1%甲酸乙腈沉淀蛋白,分散固相萃取净化后,在正离子ESI-MRM模式测定,内标法定量。药物组分在质量浓度1.0~250 ng/mL线性良好,相关系数≥0.997 5,方法检出限为0.5~5 μg/kg;方法平均回收率为74.6%~114.8%,相对标准偏差小于15.1%。该方法操作简单,灵敏度高,适合火锅食品中非法添加的喹诺酮类药物和生物碱检测确证。

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树莓中氨基酸、矿物元素及维生素含量分析与营养评价

黄永桥, 高亮, 张群英, 申鹰, 杨昌彪, 吴新文, 马凯

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 295-302. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030251

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该研究对4种树莓(小蜜莓、红莓、掌叶覆盆子、黑莓)样品中的17种氨基酸、12种矿物元素和3种维生素含量进行分析检测,并进行营养评价分析。研究结果表明,4种树莓中谷氨酸和钾含量均为最高,第一限制氨基酸均为蛋氨酸+半胱氨酸,钠、铬、硒和钼的营养质量指数值均小于1,镁、钾、锰、铁、铜、维生素B₁、维生素B₆的营养质量指数值均大于2;小蜜莓中的总氨基酸、必需氨基酸、非必需氨基酸和维生素B₆含量在4种树莓中为最高。营养评价结果显示,蛋氨酸、半胱氨酸、钠、铬、硒和钼为树莓新产品研发过程中需增强的营养素,红莓可作为营养元素镁、钾、锰、铁、铜、维生素B₁、维生素B₆的良好来源,尤其小蜜莓和红莓中维生素B₆、掌叶覆盆子中锰及黑莓中的铜和维生素B₆,可为特殊人群补充营养素。通过热图分析将4种树莓分为两类,小蜜莓因其营养成分含量相对较高且更均衡为第一类,其他3种为第二类。研究结果可为膳食合理搭配、均衡营养结构提供参考依据,为树莓种植栽培、良种选育、质量标准的制定及其综合开发利用提供科学依据和理论支撑。

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靶向肠道菌群改善失眠的研究进展及展望

田培郡, 蒋娇娜, 吕天凤, 王荣, 王刚, 陈卫

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 303-308. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030457

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失眠是一种最常见的睡眠障碍,其发生受神经/内分泌系统失调、环境因素和社会心理因素等多重因素的影响。长期失眠不仅会导致疲劳、注意力不集中等问题,更严重者会出现记忆衰退、情绪障碍乃至神经退行性疾病。目前的化学药物疗法存在副作用大、疗效不足等缺陷,因此亟待开发新的防治策略。近年来,随着科学界对“菌群-肠-脑”轴的深入了解,靶向肠道菌群以调控宿主昼夜节律、改善失眠引发的神经系统问题,已经取得了理论上的突破,并展示出巨大的实践价值。基于此,该文对失眠的病理学机制、肠道菌群在失眠中扮演的角色和缓解失眠的膳食策略进行梳理和总结,以期为开发新型抗失眠药物和功能食品提供参考。

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益生菌对宿主肠道屏障功能的影响

王超越, 韩瑨, 吴正钧, 郭诚笑, 唐月方

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 309-315. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030031

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肠道是人体与外界环境之间最大的界面,不仅负责吸收必需的营养物质,还负责保护宿主免受各种毒素和病原体的侵害。肠屏障由机械屏障、化学屏障、菌群屏障和免疫屏障组成。肠屏障受损与多种胃肠疾病及肠外疾病的发生和发展有关。益生菌可通过多种途径来改善宿主肠道屏障功能:(1)通过促进细胞增殖、增强肠细胞之间的连接来改善机械屏障;(2)通过促进宿主对黏蛋白的表达来改善化学屏障;(3)通过竞争黏膜定殖位点、调节肠道菌群的组成来改善菌群屏障;(4)通过提升固有层中分泌免疫球蛋白A细胞的数量,提升肠腔黏液中分泌型免疫球蛋白A的水平来改善免疫屏障。文章总结了过去二十年研究益生菌改善肠道屏障功能、预防和缓解肠道疾病所取得的主要进展,强调了益生菌作为生物治疗剂在治疗肠道疾病中的菌株特异性,提出了在后续研究中可将灭活益生菌和益生菌代谢产物作为活益生菌的替代制剂用于治疗胃肠疾病的有效策略。

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白酒酿造中适产高级醇酿酒酵母菌株选育研究进展

李园子, 田伏锦, 王凤寰, 廖永红

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 316-324. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030126

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随着时代的发展,白酒的品质成了大众日益关注的话题,这就要求酒既有优质的风味口感,又不对人体造成伤害。高级醇是白酒中最重要的风味物质之一,主要由酿酒酵母生成。适量的高级醇可赋予酒体醇香、柔和的口感,但当高级醇含量超过一定限度时,不但会降低酒体的口感,还会有损饮用者的身体健康。因此,白酒中高级醇种类及含量的调控对改善酒体品质有着重要意义。文章介绍了酿酒酵母中高级醇的形成机制,重点总结了高级醇代谢调控的关键基因以及白酒酿造中适产高级醇酿酒酵母菌株选育研究进展,以期为白酒中高级醇的精细化调控及适产高级醇酿酒酵母菌株的选育提供参考。

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食源性金黄色葡萄球菌及其肠毒素建模的研究进展

贾凯, 王军, 王翔, 李卓思, 秦晓杰, 刘阳泰, 牛洪梅, 董庆利

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 325-331. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030115

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基于预测微生物学理论,准确预测食品从生产到销售过程中,食源性致病菌的数量及毒素生成量的变化对食品安全风险控制具有重要意义。金黄色葡萄球菌广泛分布于各类食品中,特别是动物性食品和速冻米面制品,其引起了众多的食源性疾病暴发事件,故作为重要的食源性致病菌,金黄色葡萄球菌被重点监测。文章综述了近年来国内外针对金黄色葡萄球菌开展的预测微生物建模研究,对各类食物中建立的生长、失活模型的研究内容进行总结,概述了肠毒素生成所需的条件及边界,最后对金黄色葡萄球菌及肠毒素预测建模的研究及应用提出了展望。

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基于牛乳铁蛋白的生产技术创新及应用研究进展

纪颖, 艾连中, 邢明霞, 谢凡, 赖凤羲

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 332-340. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031675

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乳铁蛋白是存在于大多数哺乳动物中的天然糖蛋白,具有多样化生物活性。在实际应用中大都采用牛乳铁蛋白,是食品级公认安全的营养补充剂,也是天然的免疫调节剂、广谱抑菌剂,在食品、健康管理和医药工业中都深具应用潜力。由于其容易受温度(65~75 ℃)、酸碱和其他加工或环境因子影响而变性失活,因此工业生产与应用时,维持牛乳铁蛋白高活性和稳定性相当关键。近年来针对高活性的牛乳铁蛋白的工业化生产的工艺流程、关键技术、创新的技术组合以及具商业价值的专利技术或产品等研究已有很大进展,但尚未见有关高活性牛乳铁蛋白生产技术和应用面的系统性知识体系被报道。文章总结了近年来最新的研究与应用型专利,介绍了高活性牛乳铁蛋白工业化生产流程的关键技术与条件、发展中的创新工艺组合、加工与配方因素的影响与控制等,归纳最新的应用产品专利(乳制品和机能饮料、辅助疾病预防的特医食品、口腔保健食品和口腔清洁用品等)中牛乳铁蛋白有效剂量与临床功效,并比较了国内外法规允许添加牛乳铁蛋白的特定食品种类与最大使用剂量,以期为相关产业发展提供新思路和理论基础,有助于牛乳铁蛋白新产品配方设计和工业化生产。

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食品减盐研究进展

郭嘉昒, 冯明会, 马慧, 李想, 童光森, 钟伦超, 欧阳灿, 孟甜, 黄开正, 张松, 江祖彬, 张海豹, 李兴华, 刘博

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 341-350. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029790

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食盐(氯化钠)不仅包含人体必需的微量营养素(钠),而且还是烹饪和食品工业中使用最广泛的调味品之一。目前,中国成年人每天的钠摄入量远高于世界卫生组织(World Health Organization,WHO)推荐摄入量的上限。全民减少食盐的摄入将有助于改善公共健康,因此,WHO和世界盐与健康行动(World Action on Salt and Health,WASH)等国际权威机构建议大幅减少食盐的摄入。然而,降低食品中含盐量并非易事,因为食盐不仅会影响最终产品的风味和质地,而且在食品的加工和保藏过程中也起着重要的作用。该文综述了全球的减盐行动,以及减少食品中钠含量的不同方法,包括直接逐步减盐、使用替代盐和增味剂、以及食盐在食品中非均匀分布等。介绍了用于食品减盐的新兴技术,例如超声、高压处理、电渗析和旋转蒸发技术等。最后,总结并讨论了各种减盐方法的优势和存在的问题。

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新工科背景下《酿酒工厂综合设计》教学改革及应用

钮成拓, 郑飞云, 刘春凤, 王金晶, 许鑫, 李崎

食品与发酵工业. 2022, 48(15): 351-356. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030841

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《酿酒工厂综合设计》是江南大学生物工程学院酿酒工程专业的一门集中性实践环节课程,实践性较强,学生学习和教师教学难度均较大。基于新工科背景,借助江南大学生物工程学院引入工程认证为契机,授课教师团队近年来通过讲解工厂实际案例以及邀请专家报告等方式优化了该课程的教学内容,使其能够保持与时俱进;进一步通过引入师生小组讨论、设置挑战性课题以及经验分享和观摩学习法,对教学方法进行了系统改革,最终完善细化了课程考核方式,建立了“教学-反馈-改进” 闭环持续改进策略。在《酿酒工厂综合设计》课程实际教学过程中,课程目标的达成度随教学年度显著提升,说明课程教学改革取得了良好的效果,提升了学生对该课程内容掌握程度的同时夯实了其工程实践思维。

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