食品与发酵工业

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李彦洁, 高静, 姜艳军, 周丽亚

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 1-7. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030343

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建立了一种酶催化原位产生H₂O₂和手性醇的方法,以非特异性过氧化酶(AaeUPO)和葡萄糖氧化酶(glucose oxidase,GOx)为研究对象,制备了双酶复合交联酶聚集体(combi-CLEAs)。考察了制备条件对combi-CLEAs酶活回收率的影响。结果表明,combi-CLEAs的最优制备条件为GOx与AaeUPO的酶活力比为6:1、沉淀剂-异丙醇与酶液的体积比为2:1、交联剂-葡聚糖醛(200 kDa)的体积分数为15%、牛血清白蛋白(bovine serum albumin, BSA)质量浓度为40 μg/mL,交联时间为3 h,此时,所得combi-CLEAs的酶活力回收率为87.43%,比酶活力为63.12 U/mg。将其用于催化乙苯的羟基化反应时,乙苯的转化率可达99.9%,(R)-苯乙醇的对映体过量值大于99.9%,经过8次循环后,combi-CLEAs仍能保持67.20%的乙苯转化率。对不同底物进行单加氧催化时,combi-CLEAs的性能优于外加H₂O₂时的AaeUPO-CLEAs,有良好的应用前景。

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组合策略提高枯草芽孢杆菌漆酶在大肠杆菌中的胞外表达

刘松, 韩徐悦

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 8-15. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030130

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漆酶是一种多铜氧化酶,在食品、纺织、环境修复和造纸等领域有重要应用。为提高漆酶的发酵水平,该研究将枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)来源的漆酶(CotA)表达于大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中,并分别考察了核糖体结合位点、诱导表达条件及共表达裂解蛋白对其表达效率的影响。结果显示,最优核糖体结合位点(ribosome binding site,RBS)重组菌CotA-RBS5胞内CotA表达水平达到1 236 U/L,较优化前提高1.75倍。基于正交实验设计确定了最佳诱导表达条件为:待菌体浓度OD₆₀₀达到0.8时,加入终浓度为2 mmol/L Cu²⁺及0.1 mmol/L 异丙基-β-D-硫代半乳糖苷后,于30 ℃诱导。在该条件下,重组菌CotA-RBS5的胞内酶活力提升至7 926 U/L,较优化前提升了5.4倍;同时,胞外酶活力达到4 984 U/L。共表达裂解蛋白E促进了细胞的裂解。在菌体浓度OD₆₀₀达到3.5时诱导裂解蛋白E表达,胞外CotA酶活力在发酵30 h达到10 283 U/L。研究结果将为漆酶的工业化生产提供了重要的基础数据。

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酸性普鲁兰酶显著提升淀粉酶法制备葡萄糖的效率

丛慧慧, 张亚楠, 牛丹丹, 赵继华, 王正祥

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 16-20. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032442

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长野芽胞杆菌普鲁兰酶(PulA)是我国实现规模化生产的淀粉脱支酶,但因其酶学属性与现有葡糖淀粉酶的淀粉糖化pH的不一致性,影响到淀粉制葡萄糖的转化率。该文研究了PulA酸性突变体LoPulA的酶学性质和其在淀粉制葡萄糖中的应用价值,结果显示,LoPulA在pH 4.5和60 ℃下表现出最高酶活力,在pH 4.3下的酶活力是其最高酶活力的96.40%,此酶活性特征与葡糖淀粉酶的最适作用条件十分吻合。使用突变体LoPulA与葡糖淀粉酶一起进行淀粉制糖试验,结果显示,经LoPulA与葡糖淀粉酶协同作用后,淀粉糖液的葡萄糖当量(dextrose equivalent,DE值)最高可达到96.66%,较PulA和葡糖淀粉酶协同作用后的糖液DX值提高了1.40%,显示普鲁兰酶突变体LoPulA在淀粉制葡萄糖中具有重大应用潜力。

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以甘油为碳源生产低分子质量β-1,3-葡聚糖的发酵工艺

李敏, 朱莉, 詹晓北

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 21-28. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030855

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首次利用Agrobacterium sp.ATCC 31749进行适应性驯化得到1株可单菌发酵生产低分子质量β-1,3-葡聚糖的菌株Agrobacterium sp.WS-8E3T,优化前其利用甘油生产低分子质量β-1,3-葡聚糖的产量为1.648 g/L。针对驯化菌株进行了摇瓶发酵条件的优化,结果表明,甘油初始质量浓度为20 g/L,并在甘油残余量为10 g/L左右时补加20 g/L甘油,最佳复合氮源配比为4 g/L酵母粉以及3 g/L硫酸铵,最佳装液量为75 mL/500 mL,最佳产糖pH为6.30。7 L发酵罐放大验证实验中,菌体生长期最佳pH为7.0,甘油为20 g/L;产糖期pH为6.3,甘油为30 g/L, 在此条件下低分子质量β-1,3-葡聚糖产量达到8.03 g/L,相比未优化前提高了386.7%。产品红外光谱分析结果与热凝胶一致,单糖组成为单一葡萄糖,聚合度分布在18~22。研究首次采用单菌发酵策略,显著提高了低分子质量β-1,3-葡聚糖的产量,为进一步低成本、大规模地发酵生产低分子质量β-1,3-葡聚糖提供了理论依据。

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交替糖蔗糖酶在毕赤酵母中的重组表达、酶学性质及转化反应研究

戴悦, 吴丹, 郑璞, 陈鹏程

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 29-34. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030589

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交替糖作为一种新型功能性低聚糖具有良好的益生作用。交替糖在自然界中的含量较少,主要通过发酵法和酶法制备,但目前交替糖蔗糖酶(alternansucrase,ASR)活性较低成为制约交替糖应用的主要因素。为促进交替糖的应用,该研究合成了密码子优化后的交替糖蔗糖酶基因,将其首次在毕赤酵母GS115中成功重组表达。3 L发酵罐高密度发酵72 h结果显示,重组菌发酵上清液中ASR酶活力为34.5 U/mL,约是摇瓶水平的12倍,也是目前重组ASR的最高表达水平。酶学性质研究表明,重组ASR的最适pH和最适温度分别是pH 6.0和55 ℃,K_m和k_cat分别是31.97 mmol/L,0.36 s^-1。以蔗糖、蔗糖和麦芽糖等其他小分子糖为底物,在40 ℃, pH 5.5条件下利用重组ASR制备交替糖。将催化产物经薄层色谱初步分析,鉴定得出催化产物中生成了大量交替糖寡糖和交替糖多糖。该研究首次实现了交替糖蔗糖酶基因在毕赤酵母中高水平重组表达,并催化制备了交替糖,为ASR的异源表达及规模化制备交替糖提供了良好基础。

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枯草芽孢杆菌BS08复合抗热保护剂的工艺配方优化

张雯, 王芳婷, 庞锦程, 时祥柱, 陈炳钿, 倪莉

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 35-41. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029713

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旨在生产高活菌数、高稳定性的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)BS08微生态活菌制剂。采用喷雾干燥技术,通过单因素实验从蛋白质类、碳水化合物类、亲水胶体类保护剂中筛选较优壁材进行复配联用,并以菌粉活菌数和稳定性为指标,研究抗热保护剂的包埋顺序对枯草芽孢杆菌保护效果的影响;最后,采用响应面优化技术对复合抗热保护剂配方进行了优化。结果表明,以明胶-阿拉伯胶-海藻糖的从内而外的包埋顺序复配成保护剂,能有效保护微胶囊中的枯草芽孢杆菌,且通过稳定性评估,产品在4 ℃环境中贮藏1年,预计活菌数可保持在10¹⁴以上,数量级不变。经过响应面的优化,当明胶质量分数为26%,阿拉伯胶质量分数为24%,海藻糖质量分数为24%,枯草芽孢杆菌微生态制剂的活菌数最高可达5.98×10¹⁴CFU/g。

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动态调控谷氨酸棒状杆菌合成4-羟基异亮氨酸

来文梅, 谭书煜, 史锋

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 42-48. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032011

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4-羟基异亮氨酸(4-hydroxyisoleucine,4-HIL)在治疗Ⅱ型糖尿病方面极具潜力。异亮氨酸双加氧酶(isoleucine dioxygenase,IDO)能够将L-异亮氨酸(L-isoleucine,Ile)转变成4-HIL。为提高重组谷氨酸棒杆菌的4-HIL产量同时降低副产物L-赖氨酸(L-lysine,Lys)的合成,首先将Lys-OFF核糖体开关整合到Lys合成途径的关键基因dapA序列上游,得到D-RS菌株。该菌株能够根据胞内外Lys的浓度,动态弱化Lys合成,使Lys的含量降低了46.7%。其次,在该菌株中再利用Ile激活型传感器Lrp-P_brnFEN去控制密码子优化后的ido基因的表达,使4-HIL的产量提高至116.3 mmol/L。最后,为了进一步提高4-HIL产量,利用强启动子P_brnFE7动态控制odhI和vgb的表达,增强α-酮戊二酸和O₂的供应。最终得到了1株摇瓶发酵4-HIL产量高达166.0 mmol/L,Lys含量降至6.5 mmol/L 的重组菌株D-RS-₀I₇O₇V。研究所采用的动态调控策略为4-HIL的高效合成提供了一种新思路。

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基于全基因组测序的黄水芽胞杆菌Bacillus aquiflavi 3H-10安全性评价

程坤, 刘蕊, 孙思佳, 翟磊, 郑佳, 姚粟

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 49-56. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029691

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黄水芽胞杆菌Bacillus aquiflavi 3H-10分离自我国四川省宜宾地区传统发酵浓香型白酒黄水样品,具有产生蛋白酶和多种风味物质的能力。对黄水芽胞杆菌3H-10进行高通量基因组测序,并开展耐药基因、毒力基因和致病性分析,以及药物敏感性检测、小鼠毒力实验,以综合评价黄水芽胞杆菌3H-10的安全性。结果显示,黄水芽胞杆菌3H-10基因组为一条环状的DNA,大小3 806 094 bp,G+C含量为35.66%(摩尔百分含量),基因组中预测到4 031个基因、81个tRNA基因、27个rRNA基因、16个sRNA基因;3H-10基因组中未检测到潜在耐药基因,且对常见的9大类、10种抗生素表现为敏感,判断菌株无横向转移耐药性的风险;3H-10基因组中未检测到潜在毒力相关基因,受试小鼠不产生毒性反应或死亡,判断菌株无毒力或人体致病性。黄水芽胞杆菌3H-10在耐药性、毒力与致病性方面无安全性风险。

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鼠李糖乳杆菌B6抗氧化活性和细胞保护作用研究

李瑞盈, 张怡琳, 游春苹

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 57-63. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029676

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以鼠李糖乳杆菌LGG(Lactobacillus rhamnosus GG)菌株为对照,将几株乳杆菌进行体外抗氧化能力的比较,以DPPH自由基、·OH及·O₂^-清除率为指标综合筛选出抗氧化能力较全面的鼠李糖乳杆菌B6,并比较不同培养基条件下其代谢产物的抗氧化能力;然后通过建立PC12 细胞氧化损伤模型,测定益生菌代谢产物处理后丙二醛、活性氧的含量,探究鼠李糖乳杆菌 B6代谢产物对细胞氧化应激的影响。结果表明,鼠李糖乳杆菌B6发酵MRS上清液的DPPH自由基、·OH以及·O₂^-清除率分别达到63.23%、99.38%和26.35%,都显著高于LGG。B6发酵脱脂乳得到的代谢产物与发酵MRS得到的代谢产物相比较,DPPH自由基清除率和·OH清除率都有显著升高,两者·O₂^-清除率相当。在PC12细胞氧化损伤实验中B6发酵脱脂乳的代谢产物降低了PC12细胞的氧化应激损伤,提高了氧化应激状态下的抗氧化能力。

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植物乳杆菌P-8对小鼠肠道菌群及抗氧化抗炎能力的研究

胡梦莹, 徐浩原, 韩金鹏, 张连中, 牛策, 王志斌

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 64-70. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030332

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该研究旨在探究植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)P-8对小鼠肠道菌群及抗氧化抗炎能力的影响,为植物乳杆菌P-8相关益生菌制剂的开发利用提供依据。将Balb/c雄性鼠52只随机均分低、中、高剂量组和空白组,分别灌胃等体积的生理盐水和不同剂量的植物乳杆菌P-8溶液,连续30 d。测定小鼠的体质量、摄食饮水变化,并对粪便样品进行活菌计数及16S rDNA高通量测序,处死小鼠后计算脏器系数,测定小肠、肝脏组织中总超氧化物歧化酶(total superoxide dismutase, T-SOD)、丙二醛、谷胱甘肽和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GSH-Px)的水平及血清中炎症反应指标(IL-1β、IL-6)。结果表明,与空白组相比,植物乳杆菌P-8溶液灌胃对小鼠的摄食饮水、体质量和脏器系数无显著差异(P>0.05);高剂量组小肠和肝脏组织中谷胱甘肽、T-SOD和GSH-Px的含量显著升高(P<0.05),丙二醛含量显著降低(P<0.05);中剂量组肝脏组织中GSH-Px的含量显著升高(P<0.05)。与空白组相比,高剂量组血清中IL-1β、IL-6显著降低(P<0.05)。灌胃30 d后,空白组、低剂量和中剂量组各类微生物数量与灌胃前相比无显著差异(P>0.05),而中高剂量组乳杆菌、双歧杆菌的数量显著增加(P<0.05),16S rDNA高通量测序结果表明,与空白组相比,低剂量组乳杆菌属的丰度显著增加(P<0.05),中高剂量组乳杆菌属的丰度极显著上升(P<0.01),高剂量组Odoribacter的丰度显著增加(P<0.05),Muribaculum、芽孢杆菌属的丰度显著降低(P<0.05)。综上,植物乳杆菌P-8能够提高小鼠抗氧化能力,降低血清炎症水平,调节肠道菌群组成,在益生菌制剂的开发中具有良好的应用潜力。

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凝结芽孢杆菌CGMCC 9951新型抗菌肽的挖掘、表达及活性测定

张婧, 吴影, 古绍彬, 马金亮, 田萍萍, 赵丽娜, 李欣, 张杰

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 71-78. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030314

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抗菌肽是一类能够抑制食源性致病菌生长的天然生物防腐剂。为获得凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)CGMCC 9951抗菌肽,利用全基因组测序和生物信息学分析,对抗菌肽合成基因簇进行挖掘,并进行表达和活性验证。结果表明,应用antiSMASH软件共挖掘出2个抗菌肽,与NCBI数据库比对后,发现Region 3与Amylocyclicin相似度较高,后续选择Region 3进行表达。通过Expasy等软件对Region 3抗菌肽结构进行分析,发现成熟Region 3抗菌肽由64个氨基酸残基组成,分子质量为6 371.57 Da,呈带正电的疏水性蛋白;Region 3同源比对结果为环状抗菌肽,三级结构主要为α螺旋结构。为研究该肽的抗菌活性,成功在大肠杆菌中构建了含谷胱甘肽巯基转移酶标签的融合蛋白,并进行质谱验证。以单核细胞增生李斯特氏菌为指示菌,抑菌圈直径为(15.2±1.4) mm,证实表达的融合蛋白具有抗菌活性。融合蛋白的成功表达为凝结芽孢杆菌CGMCC 9951抗菌肽的进一步研究和应用奠定基础。

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基于PMA-CELL-qPCR的葡萄酒发酵中酿酒酵母活菌计数方法的开发与应用

卫博, 王杰, 陈亦新, 王春光, 陈卓君, 张柏林, 朱保庆

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 79-86. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030337

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实时监测发酵过程中的微生物动态对葡萄酒的质量控制至关重要。开发了一种将荧光染料叠氮溴化丙啶(propidium monoazide,PMA)与CELL-qPCR相结合的方法,不需要提取DNA,即可以高效、快速地检测葡萄酒发酵过程中酿酒酵母的动态变化。针对酿酒酵母开发的PMA-CELL-qPCR计数方法对葡萄酒环境下的细胞破壁处理、PMA处理浓度、PMA检测灵敏度和样品预处理等多种条件进行了优化,结果表明,优化后的方法可以准确定量目标菌株10³~10⁷CFU/mL;当体系中死菌与活菌的浓度比例高于10 000:1时,检测结果存在0.5 lg CFU/mL的误差;用优化的PMA-CELL-qPCR方法监测赤霞珠葡萄酒发酵过程中酿酒酵母的动态变化,结果与平板计数法一致。研究开发的PMA-CELL-qPCR对酿酒酵母的活菌定量方法具有定量准确、操作简单等优势,可以作为准确监测葡萄酒和其他果酒中微生物动态变化的手段。

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溶源性发酵乳杆菌噬菌体的诱导及灭活方法

郭蛇, 许铭, 张灿, 朱含芳, 陈霞

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 87-92. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032080

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乳杆菌溶源性噬菌体在乳品发酵工业中分布广泛,其侵染特性特殊,具有一定的隐蔽性,但在一定条件下,可能被诱导转变为烈性噬菌体,使发酵剂菌株裂解,导致发酵失败。因此,溶源性噬菌体已成为发酵生产过程中的主要安全隐患之一。该研究以发酵乳杆菌为研究对象,利用不同诱导方式对其诱导,并评价热处理及不同化学杀菌剂对诱导出噬菌体的灭活效果。结果显示,发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)IMAU32579经1.9 μg/mL的丝裂霉素C诱导后,成功获得噬菌体,将其命名为LFP-VB1。形态学分析显示,该噬菌体属于长尾噬菌体科。该噬菌体对热敏感,63 ℃处理4 min即完全失活。化学杀菌剂对其灭活效果有限,800 mg/L NaClO溶液处理60 min仅使其下降6.29个对数级。

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影响传统米酒酒药发酵特性的关键因素分析

李昊颖, 徐岩, 王栋

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 93-101. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029964

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中国传统米酒酒药来源广泛,发酵特性各异。探究造成不同酒药发酵特性差异的关键因素,有助于控制米酒的生产,提升米酒产品的品质。该研究针对自然培养的2种不同类型米酒酒药,糖化型酒药和糖化发酵型酒药,通过对米酒发酵过程的控制以及酒药和发酵过程中发酵参数的分析比较,探讨可能造成不同酒药发酵特性差异的关键因素。相关性分析以及米酒控制发酵实验结果表明,虽然酒药中酿酒酵母的数量及其发酵特性对酒药的发酵性能非常重要,但是酒药的酸性蛋白酶活力对于控制米酒发酵特性可能更为关键。通过提高酒药的酸性蛋白酶活力,可以在发酵初期充分提供酵母生长所需的α-氨基氮进而影响酵母的增殖,提高其发酵力,甚至可以将糖化型酒药转变为糖化发酵型酒药。因此,酒药中酸性蛋白酶活力可能是一个预测酒药米酒发酵特性及酒药分类的重要指标。该研究结果为米酒酒药的分类以及米酒生产的控制提供了参考。

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单宁对葡萄酒香气前鼻和鼻后阈值的影响

师戈图, 付建华, 吴元, 陈秋雨, 郑嘉婧, 吕佳恒, 李记明, 唐柯

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 102-107. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030789

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单宁作为葡萄酒重要的不挥发基质成分,会显著影响葡萄酒香气感知:包括前鼻感知(杯中)和鼻后感知(饮用过程)。该研究采用国际标准三点选配法(three-alternative forced-choice,3-AFC),对单宁影响模拟葡萄酒中6种常见的重要香气化合物前鼻和鼻后检测阈值进行了全面评估。结果显示:添加单宁后,香草醛前鼻和鼻后阈值都明显增加。此外,单宁增加了1-辛烯-3-酮、β-大马酮、苯甲醛的前鼻阈值,增加了1-辛烯-3-醇的鼻后阈值,而显著降低了1-辛烯-3-酮、β-大马酮、苯甲醛的鼻后阈值;单宁对1-辛烯-3-醇的前鼻阈值无显著影响,对乙酸异戊酯的前鼻和鼻后阈值则均无显著影响。该研究为基于不挥发基质单宁调控葡萄酒杯中以及饮用过程中香气感知提供了数据支撑和理论依据。

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低度柠檬酒在发酵过程中的品质变化

杨艳丽, 杨宇航, 王璐瑶, 索化夷, 王洪伟, 张玉

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 108-115. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029873

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为了探究柠檬酒发酵和陈酿过程中的品质变化并明确最佳陈酿时间,以尤力克柠檬为原料酿造低度柠檬酒,对不同时期柠檬酒的挥发性成分、理化指标和感官品质进行了测定和分析。结果表明,随着发酵和陈酿的进行,可溶性固形物含量减少,pH值降低,可滴定酸含量升高。酒精度先升高后降低,在陈酿28 d时达到峰值4.27%vol,各时期柠檬酒的色泽并未呈现明显变化趋势。共检出109种挥发性成分,包括酯类15种、醇类25种、萜烯类36种、酸类5种、醛酮类14种和其他14种,不同阶段的柠檬酒的感官品质可被明显区分。综合实验结果,发现陈酿28 d和42 d柠檬酒在理化指标和挥发性成分方面表现较优,但是陈酿28 d的柠檬酒感官品质更优。

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酸粥发酵过程中微生物群落演替及理化特性变化研究

乌有娜, 王玉荣, 洋洋, 双全

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 116-121. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029627

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该研究为探讨酸粥发酵过程中的微生物菌群结构变化及其对酸粥理化特性的影响,采用高通量测序技术对加引子酸粥发酵过程中的细菌与真菌多样性检测分析,同时监测酸粥不同发酵时间点理化指标变化,并将其与微生物群落进行相关性分析。结果发现,9个不同发酵时期的酸粥样品细菌主要由乳杆菌属(Lactobacillus)、小坂菌属(Kosakonia)、肠球菌属(Enterococcus)、劳尔氏菌属(Ralstonia)、欧文氏菌属(Erwinia)和克雷伯氏菌属(Klebsiella)构成,真菌主要以耶氏酵母属(Yarrowia)、双足囊菌属(Dipodascus)和毕赤酵母属(Pichia)构成。整个发酵过程优势菌属相对含量有明显波动,参与发酵的细菌种类要多于真菌,且Lactobacillus、Yarrowia和Dipodascus始终为绝对优势菌属。随着发酵的进行酸粥酸度、可溶性固形物、蛋白质以及多数氨基酸含量均呈现上升趋势。相关性分析结果发现Enterococcus和Pichia 对多数氨基酸的形成起到积极作用,pH对酸粥微生物群落有较大影响,因此控制发酵酸度对酸粥品质有着至关重要的作用。

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天门地区鲊广椒中细菌群落结构及乳酸菌类群研究

席啦, 向凡舒, 张彦, 张海波, 郭壮

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 122-128. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028616

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该研究采用MiSeq高通量测序技术和PICRUSt软件分别解析了天门地区鲊广椒的细菌类群结构与功能,并结合纯培养方式分离、鉴定和保藏了其中的乳酸菌。结果显示,15份样品被分为2个聚类,聚类Ⅰ中细菌主要隶属于乳杆菌属Lactobacillus,相对含量为89.77%;聚类Ⅱ中细菌主要隶属于克雷伯氏菌属Klebsiella、小坂菌属Kosakonia和四联球菌属Tetragenococcus,相对含量分别为19.81%、12.24%和10.89%,经Mann-Whitnay检验发现2个聚类在Lactobacillus、Klebsiella和Kosakonia等菌属上存在极显著差异(P<0.001);同时,Lactobacillus与Kosakonia和Pseudomonas等菌属之间还呈现出显著负相关关系(P<0.05)。2个聚类在15个功能上存在显著性差异,但两者均在氨基酸和碳水化合物的转运与代谢功能上具有高表达。乳酸菌分离鉴定结果显示,鲊广椒中蕴含了L.plantarum、L.brevis、L.curvatus和L.sakei等乳杆菌类群,其中L.plantarum为天门地区鲊广椒中的优势乳杆菌。

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乳酸菌附属发酵剂的筛选及其对干酪浆蛋白水解的影响

李春燕, 熊智强, 王光强, 宋馨, 杨昳津, 张汇, 艾连中, 夏永军

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 129-135. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030574

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乳酸菌(lactic acid bacteria,LAB)附属发酵剂的添加对干酪的成熟和功能有着重要影响。为了改善天然干酪的成熟特性,对24株LAB的发酵特性进行了评估,包括产酸、自溶度、氨肽酶活力、蛋白水解和脂解活性、耐盐性、产胞外多糖活性以及在低温条件下的生长情况,然后利用干酪浆快速成熟模型,进一步评价筛选菌株对干酪成熟过程的影响。菌株筛选结果表明,24株菌株中,有4株(Lactobacillus fermentum AR497,L.plantarum AR611,L.salivarius AR612和L.salivarius AR809)具有作为附属发酵剂的应用潜力。干酪浆模型结果表明,4株附属发酵剂对干酪浆的pH值及基本成分(水分、脂肪、蛋白质)没有显著影响,4株菌株在干酪浆中增值良好且不影响发酵剂乳酸菌的生长;蛋白质水解分析显示,4株非发酵剂乳酸菌可不同程度地促进干酪浆中pH 4.6可溶性氮(pH 4.6-SN)和12%三氯乙酸可溶性氮(12% TCA-SN)含量的增加,其中菌株AR809对酪蛋白水解的促进效果最显著(P<0.05);RP-HPLC分析显示,菌株AR809能够促进肽的形成。以上结果表明,菌株AR809作为附属发酵剂,在干酪成熟过程中具有良好应用潜力。

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基于分子感官和稳定性评价戊糖乳杆菌AB-8对薏仁米的发酵过程

陈乐乐, 史海波, 申芳嫡, 吴隽恺

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 136-142. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032010

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运用分子感官科学、人工感官评价和稳定性测试,并结合多元统计方法分析薏仁米接种戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)AB-8的发酵过程中有机酸、游离氨基酸和挥发性风味化合物的变化。结果表明,接种戊糖乳杆菌AB-8发酵48 h后薏仁米中有机酸含量从380.98 mg/L增加至5 440.37 mg/L,尤其乳酸含量的变化最显著,其发酵48 h后可达3 412.67 mg/L,占整个有机酸含量的62.73%。发酵48 h后薏仁米中总氨基酸含量和必需氨基酸含量分别比未发酵增加了3.72倍和5倍。接种戊糖乳杆菌AB-8发酵还会增加薏仁米挥发性风味化合物的种类和含量。人工感官评定结果表明,发酵48 h的薏仁米的滋味以酸味、甜味和鲜味为主,而香气则以果香和花香最为突出。此外,发酵还可以增加薏仁米的稳定性,其ζ电位绝对值从9.16 mV显著减小至1.13 mV,而粒径则从1 020 nm增加至5 116 nm。该研究为薏仁米发酵工艺提供理论依据和数据参考。

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餐厨垃圾中油脂高效降解菌酯香微杆菌(Microbacterium esteraromaticum)的分离及其应用

易蒲红, 李芩萍, 赵彩虹, 丁晓艳, 王宁, 朱廷恒, 李季

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 143-149. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030250

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含油率高是影响餐厨垃圾处理和利用的难题之一。研究对不同来源样品进行富集驯化、油脂降解平板筛选,获得1株油脂高效降解菌JY34,经16S rDNA鉴定为酯香微杆菌(Microbacterium esteraromaticum)。探索了该菌在不同温度、酸碱度、接种量以及含油量条件下的油脂降解率,并评估其脂肪酶活力大小和在餐厨垃圾含油废水中实际油脂降解率,结果表明JY34在30 ℃、pH 7.0、接种量2%、含油量1%条件下发酵3 d后,大豆油降解率高达98.78%。JY34发酵2 d后的粗酶液在30~50 ℃下的脂肪酶活力随反应温度的升高不断增加,50 ℃时达159.5 U/L。将JY34接入餐厨垃圾含油废水中,发酵3、6 d后的油脂降解率分别达到47.49%和72.92%,是对照组的4.1倍和1.63倍。综上,菌株JY34具有良好的中温适应性以及油脂降解能力,具有广阔的应用前景。

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高亲水性油茶籽蛋白对大豆蛋白凝胶的增强作用及其机制

曾琳, 王召君, 何志勇, 秦昉, 曾茂茂, 陈洁

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 150-158. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031660

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以大豆蛋白(soy protein isolate, SPI)和油茶籽蛋白(camellia seed protein isolate, CPI)为原料制备热诱导混合凝胶,测定了混合物凝胶的流变性质、质构、持水性和凝胶结构,并基于2种蛋白各自的氨基酸组成、混合物溶解度、电泳、表面自由巯基、二硫键、表面疏水性、溶液粒径分布、二级结构等探索混合物凝胶增强的机制。结果表明,当SPI与CPI的复配比例为10:2~10:3时,复配蛋白的凝胶点温度由82.34 ℃降低至75.73 ℃,储能模量值达到最大,是纯SPI的5倍;凝胶强度达到最大,是纯SPI的2倍。电镜结果显示,适当比例的CPI能够使复配蛋白形成致密均匀的凝胶网络结构。电泳、表面自由巯基和二硫键结果显示,2种蛋白间发生二硫键参与的相互作用并形成了复合物,这种相互作用能降低复合物表面疏水性,有效提高SPI溶解度,促使凝胶网络结构更加致密均匀。红外光谱结果显示,复配蛋白的二级结构由β-折叠向β-转角和无规则卷曲转变。上述结果说明一定比例的油茶籽蛋白对SPI凝胶强度具有提升作用,该研究为将来制备高凝胶植物基混合蛋白提供了新的思路和理论依据。

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pH偏移诱导对大豆亲脂蛋白纳米颗粒及其解离缔合行为的影响

李次力, 高远, 曾剑华, 孙冰玉, 黄雨洋, 朱秀清

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 159-167. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031387

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为探究pH偏移诱导对大豆亲脂蛋白自组装纳米颗粒及其亚基解离缔合行为的影响,将大豆亲脂蛋白在不同pH条件下进行偏移诱导处理后,采用马尔文激光粒度仪联合多光谱、热分析等技术研究pH偏移诱导大豆亲脂蛋白自组装纳米颗粒及其蛋白亚基解离缔合行为并进行表征。结果显示,pH偏移诱导过程中,大豆亲脂蛋白结构经历去折叠、亚基解离以及再聚集,约10 h后蛋白构象趋于稳定,最终使大豆亲脂蛋白表面分布更多的酪氨酸和色氨酸,从而呈现出松散三维构象。傅里叶红外光谱和圆二色谱分析结果显示,pH偏移诱导(10 h)改变了蛋白表面亲水性侧链并破坏了维系蛋白二级结构的氢键等作用力,引起α-螺旋结构解旋,β-折叠含量增加;热分析结果显示,在等电点处大豆亲脂蛋白具有最大的抗变性能力。pH偏移诱导过程中,大豆亲脂蛋白纳米颗粒发生自组装,形成形状较规则且尺寸均一的球体纳米颗粒,其分子形态由无序聚集状态向粒径分布均匀状态转变,在pH 4条件下诱导的大豆亲脂蛋白颗粒呈稳定的单分布体系,进而呈现出良好的分子柔性和乳化特性。

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椰子油纳米微胶囊的性质表征及体外缓释分析

阚金涛, 弓淑芳, 王媛媛, 宋菲, 沈晓君

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 168-174. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028780

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为满足椰子加工产业对健康无害、性质稳定、椰香浓郁的食品增香剂需求,以阿拉伯胶和麦芽糊精为壁材,初榨椰子油为芯材,利用复凝聚法制备椰子油纳米微胶囊,并通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、激光粒度分析、热重分析、差示扫描量热分析、氧化稳定性分析对微胶囊进行理化性质表征、体外缓释性能分析和释放机理探究。结果表明,利用复凝聚法成功制备椰子油纳米微胶囊,外貌呈多球形不规则、多核无定边结构,平均粒径为378.07 nm,具有更好的热稳定性和氧化稳定性。体外缓释性能分析表明,15 min内椰子油微胶囊膜在模拟胃肠液中释放65%以上芯材,具有短时快速释放的特点。椰子油纳米微胶囊在胃液的释放为Fickian自由扩散机制,在肠液中符合Huguchi释放模型,为凝胶层扩散和骨架溶蚀释放机制。该研究为健康、天然椰子香精的应用提供理论技术基础。

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高F值南极磷虾小分子肽的制备优化及其对HepG2细胞影响研究

鄢珊瑶, 迟海, 冯广朋, 房文红, 张淑平, 黄艳青

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 175-182. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029526

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该实验以脱脂南极磷虾粉为原料,首先通过单因素(料液比、加酶量、温度、时间)和正交试验优化双酶酶解工艺条件,并采用超滤、活性炭脱芳手段制备南极磷虾高F值小分子肽(Antarctic krill peptides with high-Fischer ratio, HF-AKP),然后采用CCK-8法观察HF-AKP对人肝癌细胞株HepG2生长情况的影响,最后,通过流式细胞计数和ELISA方法分别检测HepG2细胞周期分布和细胞凋亡相关蛋白表达情况。结果显示,碱性蛋白酶的最佳酶解条件为料液比1:17.5(g:mL),加酶量5.0%(质量分数),温度55 ℃,酶解6 h;复合风味蛋白酶的最佳酶解条件为加酶量4.0%,酶解3 h。经双酶酶解的脱脂南极磷虾酶解液的水解度为(17.4±0.2)%,得到F值为2.4±0.2的小分子肽(Antarctic krill peptides,AKP,<5 kDa),再经活性炭脱芳处理得到F值为87.2±0.7的HF-AKP。HF-AKP对体外培养的人肝癌细胞株HepG2的细胞生长具有抑制作用,且呈剂量、时间正向依赖性;此外,HF-AKP可使HepG2细胞生长阻滞于G0/G1期;其凋亡机制可能与Bax/Bcl-2蛋白表达比值增加,以及人核因子κB(nuclear factor κB,NF-κB)蛋白表达减少有关,推测HF-AKP可能有一定抗肿瘤功效。

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采用荧光光谱技术分析胶原和酰化胶原的聚集行为

李从虎, 陈强, 吴双双, 霍红月, 程旭, 吴彦, 段炼

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 183-190. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031888

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采用荧光光谱技术考察了浓度、温度和pH对天然胶原和酰化胶原分子聚集行为的影响。结果表明,天然胶原与酰化胶原分子在277和293 nm处分别出现了归属于苯丙氨酸(phenylalanine,Phe) 和酪氨酸(tyrosine, Tyr)的特征荧光峰。与天然胶原相比,酰化胶原分子在360~400 nm处出现了归属于Tyr激发态的宽峰,表明其聚集程度强于天然胶原。随着浓度的增加,天然胶原与酰化胶原分子的聚集程度增加,导致荧光强度逐渐增大;然而随着温度的升高,Phe和Tyr的荧光量子产率逐渐降低,同时天然胶原与酰化胶原分子不断解聚集直至出现无规卷曲构造,导致荧光强度不断降低;随pH升高,天然胶原与酰化胶原分子聚集程度先增加后降低,在等电点附近,聚集程度最大。二维荧光光谱数据表明,浓度影响下,天然胶原分子的Phe和酰化胶原分子的Tyr激发态优先响应;温度影响下,天然胶原分子的Tyr和酰化胶原分子的Tyr聚集态优先响应;pH影响下,天然胶原分子的Tyr和酰化胶原分子的Tyr激发态优先响应。

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胶原蛋白肽联合大米肽促进皮肤健康改善功能的评价

秦修远, 魏颖, 林毅, 朱艳, 谷瑞增, 潘兴昌

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 191-197. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029957

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探讨胶原蛋白肽(collagen peptides, CP)与大米肽(rice peptides, RP)对皮肤美容的促进作用。针对CP、RP及其复配物,采用体外方法考察了保湿功能、总抗氧化能力及对酪氨酸酶活性的抑制作用,进一步基于小鼠黑素瘤细胞(B16)评价了2种肽及其复配物在细胞内的抗氧化作用和抑制酪氨酸酶活性的作用。CP与RP均具有良好的体外保湿活性,并且CP及其与RP一定比例的复配物保湿活性优于同等条件下的5%甘油,2种肽均具有体外抗氧化功能,并能够抑制酪氨酸酶活性,且复配时能够协同增效。复配物能够清除B16细胞内的氧自由基,提高B16细胞内超氧化物歧化酶的活力,显著降低B16细胞内的酪氨酸酶活性,最佳复配比例为胶原蛋白肽:大米肽=2:1。以2:1比例复配的CP与RP可能在保湿、美白、抗氧化等皮肤健康改善方面具有积极作用。

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美拉德反应制备鸡肉风味基料工艺优化及呈味特性分析

侯钰柯, 蒋宇飞, 康明丽, 李凌云, 韩敏义, 徐幸莲

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 198-206. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029562

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为提高鸡骨架利用率以及制备鸡肉风味基料,以鸡骨架酶解液为原料,通过单因素试验结合Friedman排序检验法和响应曲面优化结合模糊数学感官评价法,探究鸡骨架酶解液美拉德反应的最佳条件,用电子鼻和电子舌测定反应前后的气味和滋味,用高效液相色谱测定氨基酸含量,气相-离子迁移谱测定挥发性物质的含量并进行分析。结果表明,鸡骨架酶解液美拉德反应的最佳条件是pH 6、温度100 ℃,时间60 min。由电子鼻和电子舌测定结果可知,经过美拉德反应,削弱了酶解液的苦味,降低了胺类等不愉快的气味,丰富了整体风味。对氨基酸含量分析显示,酪氨酸、赖氨酸和异亮氨酸含量明显降低,说明这几种氨基酸是参与美拉德反应的主要氨基酸。对酶解液和美拉德反应产物进行挥发性风味物质检测,发现醇类、醛类和酮类物质是产生风味的主要物质。该研究可以为工业上研发高品质的肉味调味基料提供一定参考。

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二醛基纤维素/羧甲基纤维素复合薄膜的制备及在鸡蛋保鲜中的应用

田玥, 徐昊洋, 康晓鸥, 赵敏孜, 阮长晴

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 207-213. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028558

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为寻求绿色、安全的天然高分子涂膜应用于鸡蛋保鲜,选取二醛基纤维素(cellulose,DAC)和羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose,CMC)2种天然高分子材料进行复合,对鸡蛋进行涂膜保鲜。利用高碘酸钠氧化纤维素制备DAC,加热使其成为水溶性DAC后与CMC进行交联制备复合薄膜,并对其力学性能、阻隔性能、亲水性进行表征;然后将复合涂膜剂应用于鸡蛋保鲜,考察60 d内其对鸡蛋感官品质、失重率、哈氏单位、蛋黄系数和蛋清pH的影响。结果表明,DAC的添加有利于提高复合膜的拉伸强度,增强复合膜对水蒸气和氧气的阻隔性,降低复合膜的亲水性。在对鸡蛋保鲜效果的考察中,发现复合涂膜剂对鸡蛋的失重率、哈氏单位、蛋黄系数、蛋清pH等指标的降低均有良好的抑制效果,其中DAC添加量占CMC干重12%,pH为5的复合涂膜剂的保鲜效果最佳。研究所得的高分子复合材料在绿色包装材料领域、可食性涂膜保鲜方面有重要应用价值。

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镀冰衣对鲣鱼冷冻贮藏过程中鲜度品质的影响

刘文博, 柯志刚, 徐霞, 邬华威, 王求娟, 周绪霞, 丁玉庭, 刘书来

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 214-221. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032098

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选用褐藻胶、褐藻胶+D-异抗坏血酸钠、褐藻胶+复合磷酸盐3种不同的冰衣镀液对冷冻鲣鱼进行镀冰衣处理,并在-18 ℃下贮藏300 d,比较研究了冻藏过程中不同冰衣镀液对鲣鱼的鲜度品质、蛋白质与脂质氧化的影响,分析了挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen, TVB-N)、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid, TBA)、过氧化值、荧光强度、镀冰衣失重率、pH值、汁液流失、质构特性、感官特性等指标的变化规律。结果表明,未镀冰衣的鲣鱼在冷冻贮藏180 d后品质显著下降,在300 d冷冻贮藏期内,与未镀冰衣的对照组相比,镀冰衣处理能显著抑制鱼肉的腐败、蛋白质和脂肪氧化,并且大大降低鱼肉的品质损失。其中D-异抗坏血酸钠与褐藻胶的复配冰衣组的鲜度品质、脂肪氧化、蛋白质变性、汁液流失发挥了最优的效果,冻藏300 d后,其TVB-N值低于对照组7.11%,TBA值低于对照组57.34%,荧光强度高于对照组21.31%,汁液流失率低于对照组68.18%。

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贮藏温度对纳米晶纤维素/壳聚糖涂膜保鲜效果的影响

曹思源, 李保祥, 何悦, 刘敏, 吴习宇, 任丹, 徐丹

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 222-229. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028528

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为探究纳米晶纤维素(nanocrystal cellulose,NCC)/壳聚糖(chitosan,CS)复合涂膜在不同温度下对红桔的保鲜效果,该研究将对照组和NCC/CS涂膜组贮藏于4、8、12 ℃ 3个温度下,定期测定其失重率、腐烂率、营养物质含量、丙二醛含量、抗氧化酶活性及抗氧化能力等指标,并采用扫描电镜观察果皮与涂膜形貌。结果表明,贮藏于8 ℃的对照组和涂膜组的贮藏品质无显著差异;贮藏于12 ℃的涂膜组果实相较于对照组具有较低的腐烂率、失重率和丙二醛含量,并能维持较为稳定的可溶性固形物、可溶性蛋白质含量和抗氧化酶活性;贮藏于4 ℃的涂膜组果实与对照组相比,腐烂率降低,抗氧化能力得到保持且抗氧化酶活性增加。对涂膜形貌的监测表明,贮藏于4 ℃果实表皮的涂膜结构最稳定,出现微孔的时间最晚。由此说明,NCC/CS涂膜可在12 ℃时显著延缓红桔果实的衰老,提高其贮藏品质;在4 ℃时则能增强果实对冷害的耐受性。因此,涂膜处理可有效提高红桔果实在不适温度下的贮藏品质,减少贮运过程中由于温度波动造成的果实腐烂。

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麒麟菜残渣的亚硝酸钠吸附能力研究

郭杰, 史锋, 孙慢慢, 马凡淇, 李永富

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 230-235. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032096

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亚硝酸钠是食品添加剂中毒性最强的物质之一,不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber,IDF)具有很好的亚硝酸钠吸附效果。为了降低亚硝酸钠给人类造成的危害,该文研究了麒麟菜提取卡拉胶之后剩余残渣的化学组成,随后将麒麟菜残渣超微粉碎并测定了它们的水合特性和阳离子交换能力,在此基础上测定了麒麟菜残渣超微粉在体外模拟胃液下的亚硝酸钠吸附能力和亚硝胺合成阻断能力。结果显示,麒麟菜残渣的IDF含量高达90.1%,持水力和膨胀力最高分别达到(5.61±0.06) g/g和(5.67±0.30) mL/g,阳离子交换能力最高为(0.32±0.02) mmol NaOH/g;其在5 min内对亚硝酸钠的吸附率达到(70.0±0.4)%,平衡时高达(93.1±0.7)%,IC₅₀值为0.87 mg/mL,吸附容量高达(18.376±0.066) mg/g,吸附符合Freundlich等温线模型和准二级动力学模型;其对亚硝胺合成的阻断率达到(65.2±2.1)%。由此说明麒麟菜残渣超微粉具有突出的理化性质、亚硝酸钠吸附能力和亚硝胺合成阻断率,适用于开发亚硝酸钠吸附剂。

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后熟处理对五倍子蜂蜜主要品质指标的影响

樊莹, 杜林, 韩加敏, 陈庆菊, 张立, 侯萍

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 236-240. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031310

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采用浅继箱进行封盖成熟蜜生产,蜜脾封盖后放入温度为26~28 ℃,湿度为18%~20%的干燥房进行后熟处理,分析不同后熟时间(0、24、72、120、168 h)对五倍子蜂蜜中的水分、糖类、导电率、5-羟甲基糠醛、淀粉酶值等指标的影响。结果表明,五倍子蜂蜜中水分含量、淀粉酶值随着后熟时间延长逐渐降低,导电率、蔗糖及5-羟甲基糠醛含量随着后熟时间延长而增加,葡萄糖、果糖和色度变化不显著。后熟处理120 h后,五倍子蜂蜜中水分含量可降低至19.63%,电导率467.93 μS/cm,蔗糖3.32%,葡萄糖31.45%、果糖35.75%、5-羟甲基糠醛1.03 mg/kg、淀粉酶值11.31 mL/(g·h),相关指标均达到我国一级蜂蜜品质要求。该种蜂蜜后熟方法避免了高温浓缩对蜂蜜营养成分的破坏,为成熟蜜机械化生产提供理论参考。

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采用顶空固相微萃取结合全二维气相色谱-飞行时间质谱技术解析不同陈酿时间古井贡酒挥发性组分特征

凌与听, 陈双, 徐岩, 范文来

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 241-248. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031416

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采用顶空固相微萃取结合全二维气相色谱-飞行时间质谱技术对不同陈酿时间古井贡酒挥发性组分差异特征进行了解析。通过多级鉴定策略在陈酿古井贡酒中准确鉴定出262种潜在的香气活性组分。陈酿古井贡酒中除醇、醛、酸、酯等骨架成分外,微量香气化合物的种类极丰富。对挥发性组分含量进行多元统计分析,共发现50种具有显著差异的挥发性物质,其中大部分呋喃类、萜烯类、芳香族以及酸类风味化合物含量随陈酿时间的增加而逐渐增加,对增添原酒香气具有重要贡献。运用化学计量学的手段分析不同等级不同陈酿时间酒样挥发性组分时,发现不同等级间酒样的差异大于不同年份的差异,说明基酒品质控制是调控白酒陈酿风味品质的重要方面。

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全二维气相色谱-质谱联用技术解析房县黄酒的挥发性成分

刘慧杰, 王娟, 王忠朝, 黄明泉, 刘永国, 吴继红, 张璟琳

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 249-255. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030718

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为明晰房县黄酒的风味物质基础,该研究采用感官评价和顶空固相微萃取(headspace solid phase microextraction, HS-SPME)结合全二维气相色谱-质谱联用技术(two-dimensional gas chromatography-mass spectrometry, GC×GC-MS)分析了房县发酵3 d的洑汁、干型黄酒、甜型黄酒中的香气轮廓及其挥发性成分,并结合多元统计学方法分析挥发性物质与香气特征之间的相关性关系。感官评价结果表明房县黄酒的香气主要为米香、醇香、花香、果香、甜香、酸香、糟香和烤香,浓郁的米香、果香、花香是房县黄酒的特色香气。在3种黄酒中共定性出205种挥发性成分,发酵3 d的洑汁挥发性成分的质量浓度最高(20 867.26 μg/L),其次是干型(16 020.60 μg/L)和甜型黄酒(14 287.75 μg/L)。偏最小二乘法分析发现,β-苯乙醇、3-甲硫基-1-丙醇、丙酸乙酯、3-甲基丁醛、1-辛烯-3-醇、4-乙基苯酚、乙酸乙酯、壬醛、3-甲基-1-丁醇、1-丙醇、3-甲基丁酸、2-甲基-1-丙醇、乙酸苯乙酯与米香和甜香呈显著正相关,丁二酸二乙酯、乳酸乙酯、乙酸异戊酯、4-辛酮、十五酸乙酯与酸香、果香、糟香、醇香呈显著正相关。

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柑橘汁中游离态和键合态挥发性成分分析

张晨, 周佳, 马亚琴, 邓涂静, 王珺

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 256-264. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028946

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比较宽皮柑橘(南丰蜜橘、椪柑)、橙类(脐橙、长叶香橙)、杂柑(爱媛38号、沃柑)和琯溪蜜柚中键合态、游离态香气物质的组成及含量的具体差异,为柑橘类水果制汁的风味特性提供科学依据。结合顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(headspace solid phase microextraction-GC-MS,HS-SPME-GC-MS)对4大类柑橘汁中键合态、游离态挥发性成分进行萃取,并采用主成分分析(principal component analysis,PCA)进行区分辨别。4大类柑橘汁中检出键合态、游离态香气物质共127种,其中烯烃类香气物质种类最多(50种),醇类、醛类、酯类香气物质种类较多(分别为20、19和17种),酮类、酚类香气物质种类则较少(分别为6、5种)。含量方面,烯烃类物质含量最多,占到总柑橘汁样品中香气物质总量的90%以上,其次由高到低分别为醇类、醛类、酯类、酮类、酚类。此外,以4大类柑橘汁为研究对象,对检测到的目标香气物质进行PCA,4大类柑橘汁均可被明显区分开。杂柑中所含游离态香气物质的含量远低于宽皮柑橘和橙类(二者含量相近),远高于琯溪蜜柚。但对于杂柑而言,其所含的游离态香气物质种类却较为丰富,其中以爱媛38号最为丰富,且远高于其他柑橘品种(其他柑橘品种所含游离态香气物质种类数相近)。此外,宽皮柑橘所含键合态香气物质的种类数最多,其次为橙类和杂柑(二者种类数相近),琯溪蜜柚最少。

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气相色谱-离子迁移谱结合化学计量学分析成熟时间对牦牛乳干酪挥发性风味物质的影响

刘瑶, 乔海军, 贾志龙, 张卫兵, 张春艳, 霍尚蕾, 苗景源, 申梦娜

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 265-272. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029646

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采用气相色谱-离子迁移谱技术分析了牦牛乳干酪成熟过程中挥发性风味物质的变化。该研究共鉴定了46个信号峰中的22种挥发性风味物质。不同成熟时间牦牛乳干酪中挥发性风味物质的含量存在明显差异,成熟前期(1 d)乙偶姻和乙醇含量最高;成熟中期(30～90 d)2,4,6-三甲基吡啶、乙酸异戊酯和丁酸乙酯含量随着成熟时间的延长明显增加;成熟后期(120～180 d)丁酸乙酯、己酸乙酯二聚体、乙酸异戊酯和乙酸乙酯二聚体等含量达到最高。偏最小二乘-判别分析筛选出了12种特征挥发性标志物[变量重要性(variable important for the projection, VIP)>1],包括3-甲基-3-丁烯-1-醇、乙酸乙酯二聚体、乙偶姻、乙酸异戊酯、乙醇、丁酸乙酯、2-丁酮、正丁醇、己酸乙酯二聚体、烯丙基腈、2-戊酮和苯甲醛。主成分分析结果能够较好地区分牦牛乳干酪的成熟阶段。该研究结果可为今后牦牛乳干酪的产品开发和品质控制提供参考依据。

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十种食源性致病菌的多重PCR快速检测方法

张明娟, 刘明明, 余秋地, 袁磊, 王娟, 秦爱, 李根容

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 273-281. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031352

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为建立能够同时检测食品中单核细胞增生李斯特氏菌、沙门氏菌属、克罗诺杆菌属、志贺氏菌属、金黄色葡萄球菌、副溶血性弧菌、大肠埃希氏菌O157:H7、铜绿假单胞菌、粪链球菌、产气荚膜梭菌等10种食源性致病菌的多重PCR方法,通过特异性引物的设计、引物特异性验证、引物灵敏度验证和多重PCR检测体系主要反应条件优化,建立多重PCR检测体系,并对其特异性、灵敏度以及人工感染样品应用进行评价。结果表明,建立的多重PCR检测体系可以扩增出10种食源性致病菌的特异目标条带,无非特异扩增。测序结果与目的基因序列进行比对,其序列同源性高达98%,体系灵敏度可达10^-1 ng/μL。人工污染样品应用结果表明,采用多重PCR方法简单快速,仅需简单增菌,检出限可达10 CFU/mL,整个检测时间在48 h以内。建立的多重PCR检测体系特异性强、灵敏度较高,与检验机构实际检测工作联系紧密,具有推广应用价值。

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多壁碳纳米管分散固相萃取净化超高效液相色谱串联质谱测定果蔬中50种农药残留量

黄华, 谢文东, 谷雨, 孟照琦, 孙元洁, 杜洪淼, 孙娅娜, 康帅, 李萌云

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 282-290. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029524

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该文建立了以多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotube,MWCNT)结合QuEChERS样品净化、超高效液相色谱串联质谱(ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS)快速检测果蔬中50种农药残留物的分析方法,MWCNTs因其独特的中空结构和大比表面积而具有优异的吸附性能,使得它在果蔬农药残留分析的样品前处理过程中表现出优越的净化功效。通过优化实验,选择并确定了MWCNTs的型号和使用量,在QuEChERS方法基础上改善了样品净化效果。果蔬样品用0.1%甲酸乙腈溶液提取,UPLC-MS/MS对果蔬中50种农药残留物进行测定。结果表明,50种化合物的方法定量限为0.002～0.010 mg/kg;在线性范围内低、中、高3个添加水平的回收率为71%~105%,相对标准偏差为3.1%~11.2%。使用基质匹配标准曲线进行定量50种农药线性关系良好(r＞0.99)。该方法具有简单、快速、灵敏度高、准确度高等优点,适合果蔬样品中农药多残留的快速检测分析。

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重组酶聚合酶扩增反应结合侧流层析试纸条技术快速鉴别大西洋鳕鱼制品真伪

王慧芳, 喻勇新, 李晨虹, 陈文隽, 凌岚馨, 周颖

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 291-297. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031606

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建立了重组酶聚合酶扩增反应(recombinase polymerase amplification,RPA)结合侧流层析试纸条技术(RPA-lateral flow dipstick,RPA-LFD)快速鉴别大西洋鳕鱼制品真伪的方法。对比大西洋鳕鱼和常用来冒充鳕鱼的鱼类线粒体基因组序列,设计针对大西洋鳕鱼的特异性探针和引物,建立针对大西洋鳕鱼的RPA-LFD检测方法。该实验筛选最佳引物和探针并评估其特异性,优化反应温度、时间和现场检测条件,并对20份市售“大西洋鳕鱼”及常见的冒充鳕鱼的鱼类制品进行现场检测,评估检测效果。实验结果表明,RPA-LFD检测方法特异性强,在44 ℃、14 min条件下的检测效果最好。在现场开展快速检测,效果良好,20份鳕鱼制品检测结果经过基因测序证实和产品真实成分一致。该研究建立的大西洋鳕鱼RPA-LFD检测方法特异性强、反应耗时短、操作简便、结果可视,有良好的现场快速检测应用前景,为大西洋鳕鱼制品现场快速检测提供了新思路,为水产品市场监管提供了技术支持。

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酸奶发酵剂双组分信号转导系统研究进展

芦隐月, 宋馨, 夏永军, 王光强, 艾连中, 熊智强

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 298-303. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030769

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酸奶发酵剂是由多种乳酸菌复配用于酸奶发酵生产的微生物材料,主要菌种为保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌。双组分信号转导系统(two-component signal transduction system, TCS)是细菌中常见的信号机制,经典TCS由跨膜受体组氨酸蛋白激酶和同源胞质内应答调控蛋白组成,使得细菌能够感知和响应外界环境刺激并且调控自身生理生化过程。与大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和天蓝色链霉菌等模式细菌相比,乳酸菌TCS研究相对滞后,缺乏系统阐明其响应和调控机制。该文总结酸奶发酵剂中保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌TCS近年来研究进展,以期为乳酸菌TCS解析和酸奶工业化生产控制提供帮助。

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谷物发酵产品的营养功能提升与益生功能研究进展

杨庆华, 张亚飞, 田晓静, 王稳航

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 304-312. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031278

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发酵是提高原料营养价值、感官品质及功能特性最为经济安全的方法之一,也是谷物加工的重要方法。文章综述了国内外谷物发酵产品及相关生物转化研究的最新进展,主要集中探讨其营养价值提升和益生功能,包括发酵对谷物蛋白质和淀粉消化率的影响、如何消除抗营养素及提升酚类化合物和维生素等营养成分,以及发酵谷物作为益生元功能物质调节肠道菌群的巨大潜力,对人体心血管、胃肠道等产生的积极作用。最后,对谷物发酵产品的活性功能评价和未来市场开发进行了总结和展望。

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谷氨酸棒杆菌细胞工厂构建与应用的研究进展

上官玲玲, 卢慧芳, 夏会丽, 陈雄, 代俊

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 313-320. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030792

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谷氨酸棒杆菌作为工业生产氨基酸的一种核心菌株,已被开发成为能利用可再生原料生产多种有价值的天然或非天然化学品的多功能微生物细胞工厂。该文针对近年来谷氨酸棒杆菌细胞工厂的构建新技术与应用领域,首先综述了构建谷氨酸棒杆菌细胞工厂的新型诱变、高通量筛选及基因编辑技术,其次介绍了工程改造后的微生物细胞工厂高效合成有机酸、生物燃料和萜类化合物的应用,最后列举了高效的微生物细胞工厂利用可再生原料生产高附加值产品的经典实例,以期为扩展谷氨酸棒杆菌产物谱和底物谱的研究提供参考。

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毕赤酵母高效表达外源蛋白的分子水平策略

张欣然, 凌焱, 杨英

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 321-328. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029940

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毕赤酵母表达系统具有许多优异特性,并且是目前最成功的外源蛋白表达系统之一。通过近几十年的快速发展,该系统已引起各界的广泛关注,并产生了巨大的经济和社会价值。与其他现有表达系统相比,毕赤酵母在目的蛋白翻译后修饰上有着极大优势,已被广泛应用于表达外源蛋白。但是另一方面,由于该系统受包括外源基因的特性、菌种、表达环境和发酵技术等多种因素的影响,,其在不同外源蛋白的表达上也表现出很大差异。该文着眼于分子水平上的基因转录、蛋白质加工、蛋白质降解以及转运分泌4个模块,介绍了利用毕赤酵母表达系统通过优化密码子、高拷贝数外源基因、引导肽筛选、敲除蛋白酶基因、共表达促折叠因子等途径提高外源蛋白表达效率的相关策略,并简要展望了该系统的发展前景,以期为构建高效毕赤酵母细胞工厂提供指导。

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长链n-3多不饱和脂肪酸纳米乳液制备及应用研究进展

谢跃杰, 王锴, 肖懿雪, 王操, 王怡涵, 王强

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 329-335. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031913

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纳米乳液具有诸多优于传统乳液的潜在优势,尤其在婴儿食品、功能饮料等特殊食品中的应用尤为广泛。长链多不饱和脂肪酸、植物甾醇、类胡萝卜素等脂溶性物质通常需要被包埋才可均匀分散在水相食品中,但普通乳液由于载体微粒尺寸较大,搭载活性物质后无法呈现澄清、透明、均匀等品质特征,限制了负载脂溶性生物活性物质的传输系统种类。该文针对长链n-3多不饱和脂肪酸纳米乳液的制备方法、乳液特点及生物利用方式的研究进展进行综述,以期为相关搭载功能性成分的纳米乳液制备及应用途径提供参考。

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生物活性肽在特殊医学用途配方食品中的应用研究进展

邹媛婷, 张健, 王共明, 井月欣, 刘芳, 娇春娜, 钟静诗, 王艺欣

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 336-344. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029941

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生物活性肽是有益于生物机体健康的,大约2~20个氨基酸构成的短序列肽类的总称,是介于氨基酸与蛋白质之间的分子聚合物,具有抗高血压、抗氧化、抗癌、抗炎、抗菌、促进伤口愈合等有益作用,同时还具有免疫调节和生物调节等功能。近年来,生物活性肽因独特的理化性质、对人体健康的促进作用、预防或延缓疾病的发生及高安全性等被广泛应用在配方食品、功能制品和生物医学等领域。该文结合生物活性肽的理化性质及特点,对其在胃肠功能障碍、癌症、糖尿病、肌肉衰减等病人的营养干预方面的研究做了综述,并对生物活性肽的潜在应用及未来发展进行了展望,以期为生物活性肽在特殊医学用途配方食品中的应用和研究提供参考。

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保鲜剂在蔬菜贮运中的研究进展

张悦, 李安, 赵杰, 潘立刚

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 345-352. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029749

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采后蔬菜是鲜活易腐的农产品,由于自身生理代谢旺盛、病原微生物的侵染、贮藏方法不正确等造成贮运中极易出现腐烂损耗的情况。正确使用保鲜剂不仅能够保持蔬菜的品质,还能为贮存运输提供便利。近年来,保鲜剂在蔬菜采后保鲜、贮藏及流通中发挥着越来越重要的作用。该文在简述保鲜剂原理的基础上,按保鲜剂的保鲜机理及特性对保鲜剂进行了分类,并从生物保鲜剂、化学保鲜剂、植物生长物质类保鲜剂、食品添加剂类保鲜剂4个方面介绍了蔬菜保鲜剂的原理和特性。重点阐述植物源、动物源、微生物源及化学源保鲜剂在蔬菜贮运中的研究进展。最后对保鲜剂向高效保鲜、安全卫生以及复合型保鲜剂的开发研究等方向的发展前景进行了展望。

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基于项目的体验式教学在酿酒工艺实验课程中的研究初探

王金晶, 郑飞云, 钮成拓, 刘春凤, 李崎

食品与发酵工业. 2022, 48(17): 353-356. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031610

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酿酒工业是我国食品饮料行业的重要组成部分,酿酒工程师的培养更是酿酒工程专业人才培养的首要任务。酿酒工艺实验是酿酒工程专业实践课程建设中必不可少的的一个环节,要求学生将理论知识与酿酒实践相结合,锻炼学生的工程实践能力。基于目前教学方法中以教师教学为主的现象,该研究将基于项目的体验式教学方法应用于酿酒工艺实验课程中,探索体验式教学法在学生的工程实践学习过程中发挥的作用。基于项目的体验式教学模式有助于提高学生自主学习能力,学生在完成指定项目过程中与教师建立有效的线上/线下沟通,不断修正完善项目方案,完成实验实践,进一步培养工程实践能力。将该教学方法应用于酿酒工艺实验课程,学生通过反复思考与实践、结合讨论最终完成了啤酒工艺配方设计,完成啤酒小试酿造并提交最终产品,获得了较好的课程教学效果。

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2022年, 第48卷, 第17期　刊出日期：2022-09-15

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