食品与发酵工业

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张芝琳, 陈耀, 朱丽英, 刘伟, 江凌

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 1-8. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034310

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D-塔格糖是一种稀有的具有特殊保健功能的天然食品甜味剂。目前,以D-半乳糖为底物,基于异构化途径的D-塔格糖生物合成受到基本的热力学平衡限制,底物转化率较低;而基于氧化还原途径,可通过热力学耦合辅因子避免不必要的逆反应,具有更高的理论转化率;但现有氧化还原途径中关键酶醛糖还原酶底物谱广,对D-半乳糖底物特异性低,是制约此合成工艺发展的瓶颈。该研究以Scheffersomyces stipitis CBS 6054来源木糖还原酶(xylose reductase,XR)SsXR为模板,基于氨基酸同源性分析,从美国国家生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)中筛选出11个同源序列,并分别对其进行同源建模和分子对接,以D-半乳糖与蛋白分子的结合自由能、作用位点处氨基酸距离为主,结合底物在蛋白口袋中的深度及契合程度等要素筛选到对D-半乳糖特异性最佳的Spathaspora gorwiae来源SgXR。将SsXR和SgXR分别引入大肠杆菌中异源表达并进行酶学性质研究。结果显示,二者均为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氢(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate hydrogen,NADPH)偏好,SgXR对D-半乳糖的底物亲和力是SsXR的4倍,其K_m值与k_cat分别为SsXR的1/4与1.11倍;进一步引入来源Rhizobium legumenosarum的半乳糖醇脱氢酶RlGDH,以10 g/L D-半乳糖为底物,发酵48 h,含有SgXR的重组菌D-塔格糖产量达到5.47 g/L,是SsXR的1.23倍,且对D-半乳糖转化率为54.7%,高于大多数基于异构化途径的报道。该研究为基于氧化还原途径的D-塔格糖高效生物合成工艺开发奠定了基础。

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毕赤酵母甲酸脱氢酶辅因子特异性改造及应用

胡力元, 刘璐瑶, 白仲虎, 杨艳坤, 金坚

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 9-16. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035349

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甲酸脱氢酶(formate dehydrogenase, FDH, EC 1.2.1.2)在发酵工业中常被应用于酶法辅因子再生系统。为了改造巴斯德毕赤酵母甲酸脱氢酶(FDH from Komagataella phaffii, KphFDH)的辅因子特异性并应用于体外NADPH辅因子再生系统,研究基于多序列比对和文献调研的结果,确定了D195、Y196为突变位点,构建了16个突变体,并表征了野生型和突变体的比酶活力和酶促反应动力学。得到最优的NADP⁺特异性突变体为KphFDH^D195Q/Y196R,其对NADP⁺的催化效率(k_cat/K_m)为1.967 L/(mmol·s),催化特异性比率[(k_cat/K_m^NADP+)/(k_cat/K_m^NAD+)]为36.426;以NADP⁺作为辅因子时,对甲酸的催化效率(k_cat/K_m)为0.020 L/(mmol·s)。最后成功将该突变体应用于苯丙酮酸还原胺化反应中的NADPH再生,200 min内几乎完全反应。该研究填补了毕赤酵母FDH辅因子特异性改造方面的研究空白,为发酵工业中NADPH辅因子再生系统应用提供了一种工具酶,同时也为进一步改造该酶的辅因子特异性提供了一种出发突变体。

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大肠杆菌中利用整合型蛋白支架合成维生素B₆

王腾鹤, 王岩岩, 刘林霞, 乔长晟, 张大伟

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 17-22. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034781

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维生素B₆是重要的水溶性维生素之一,在生物医药、饲料及食品美容等方面具有广泛的应用。目前工业上通常采用噁唑法生产维生素B₆,该方法存在安全隐患,易造成环境污染。该研究以大肠杆菌为底盘细胞构建了具有潜力的环境友好型维生素B₆细胞工厂。为了降低中间代谢物4-磷酸羟基-L-苏氨酸(4-hydroxy-L-threonine,4HTP)对大肠杆菌的生物毒性,提升维生素B₆在大肠杆菌中的发酵产量,通过构建整合型蛋白支架,并结合随机突变技术对关键酶PdxA3进行了改造。结果显示,4种不同来源的4HTP脱氢酶(PdxA)中,Sinorhizobium meliloti来源的PdxA3活性最高,使产量达到2.24 mg/L;针对PdxA3进行的随机突变使维生素B₆产量提升了60%,产量达到3.92 mg/L;整合型蛋白支架优化比例为1∶1∶2时,产量有了大幅提升,与出发菌株相比,产量提升约20倍,最终达到了21.23 mg/L。通过实验发现,最适来源和最优表达比例的途径酶能使产量大幅提升。该研究基于蛋白支架技术,避免了代谢过程有毒中间产物过度积累,对于大肠杆菌维生素B₆工程菌株的构建具有重要作用。

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NaCl通过调控MdAAT1影响鲜切苹果香气的研究

马愫, 马金伶, 石晶盈

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 23-30. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031923

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该研究采用香气质量评价、气相色谱-质谱分析、电镜观察、基因表达、瞬时转化等手段探究NaCl处理对鲜切苹果香气的影响及其调控机理。结果表明,与对照组相比,0.1 mol/L的NaCl浸泡处理5 min能显著提高(P<0.05)贮藏后期鲜切苹果的香气评分,显著抑制(P<0.05)包装袋顶空气体中乙醇浓度,较好地保持细胞结构,显著提高(P<0.05)MdAAT1的相对表达量,改变苹果果肉酯类物质相对含量,其中丁酸乙酯相对含量下降显著;TRV2-MdAAT1-S转入苹果果肉瞬时沉默MdAAT1后,丁酸乙酯相对含量上升,这与NaCl处理后丁酸乙酯相对含量变化相反;pBI121-MdAAT1转入苹果果肉瞬时过表达MdAAT1后,丁酸乙酯相对含量下降,这与NaCl处理后丁酸乙酯相对含量变化相同。因此,NaCl可以在转录水平上调控MdAAT1的表达,改变鲜切苹果的香气物质比例。

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基于高光谱成像的非包装和PE包装冷鲜猪大排肉中热杀索丝菌的含量预测

章泽华, 刘小花, 兰维杰, 唐长波, 屠康, 吴菊清, 武杰, 潘磊庆

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 31-39. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034609

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为探究高光谱成像技术(hyperspectral imaging,HSI)在包装冷鲜肉微生物检测上的适用性,提出了一种基于HSI的包装冷鲜猪大排肉中热杀索丝菌含量的预测方法。采集接种热杀索丝菌的非包装和聚乙烯(polyethylene,PE)包装冷鲜猪大排肉在400~1 000 nm和1 000~2 000 nm波段内的HSI数据,选择不同的预处理算法进行光谱预处理,再通过连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)和竞争性自适应重加权算法提取特征波长,分别基于全波段和特征波长建立热杀索丝菌含量预测的偏最小二乘法(partial least squares,PLS)和支持向量机(support vector machine,SVM)模型。结果表明,PE包装组样品的光谱响应值略小于非包装组,但不影响建模效果。基于400~1 000 nm内全波段和特征波段构建的非包装和PE包装冷鲜猪大排肉中热杀索丝菌预测模型优于1 000~2 000 nm内的。其中,基于SPA算法筛选的特征波长建立的预测模型在最大限度减少波段的同时保证了较高的预测精度,非包装组最优模型为1 st-SPA-SVM(R_P²=0.932, RPD=3.674),PE包装组最优模型为OSC-SPA-PLS(R_P²=0.919, RPD=3.537),这为HSI技术应用于PE包装冷鲜肉中微生物的检测提供了方法参考和数据支撑。

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一种海洋几丁质酶产生菌的筛选及酶学性质研究

严佳佳, 尤田, 张雪梅, 李欣格, 薛鲜丽, 王德培

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 40-48. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033466

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海洋是自然界几丁质主要来源地,滋养出种类繁多可降解几丁质的微生物,因此从海洋中筛选产高活性几丁质酶的细菌,是获得高产几丁质酶微生物的有效途径。该文以胶体几丁质为唯一碳源,从渤海滩涂筛选到一株具有降解几丁质特性的细菌Y-8,对其进行鉴定并研究其几丁质酶酶学性质。Y-8菌株经分子鉴定为副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus),发酵上清液经SDS-PAGE及蛋白质谱分析,发现其存在2种几丁质酶,分别为Chi1几丁质外切酶,氨基酸残基数为848,理论分子质量为87.6 kDa;Chi2几丁质内切酶,氨基酸残基数为1 054,理论分子质量为112.9 kDa。Y-8所产生的几丁质酶能够高效降解胶体几丁质,获得单一产物N-乙酰氨基葡萄糖,其最适反应温度为55 ℃,45 ℃保温1 h,仍能保持70%以上活性;最适pH为6.0,在pH 4.0~9.0、37 ℃保温1 h后相对酶活性保留55%以上,具有较好的稳定性。10 mmol/L的Mn²⁺能使几丁质酶活性提高362%,而EDTA以及SDS、吐温-20、吐温-80对酶活力具有抑制作用。

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二氧化硫胁迫下褪黑素对酵母细胞凋亡的影响

郑卓琦, 李松艳, 冯冠霖, 李静媛

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 49-55. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033023

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该研究对SO₂胁迫下褪黑素对酵母细胞凋亡的影响进行研究。通过在培养基中添加或不添加褪黑素,测定不同发酵体系中酵母细胞的成活率、线粒体膜电位水平、细胞色素C的变化等。结果表明,与未添加褪黑素的菌液相比,添加褪黑素培养的酵母细胞存活率提高了7.73%,线粒体内膜电位的荧光强度提高了22.76%,细胞色素C浓度和胞内活性氧荧光强度分别降低了44.59%和21.43%。由此可以推断在SO₂诱导的酵母细胞凋亡过程中,褪黑素可以减少酵母细胞的凋亡,对细胞起到一定的保护作用。酿酒酵母广泛应用于生物技术、食品工业等领域,因此在发酵工业生产中以该研究为基础分析褪黑素应用于不同胁迫损伤下的保护具有重要的生产意义。

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B族维生素对大肠杆菌发酵生产乳清酸的影响

李长庚, 龚雨, 宗媛, 徐庆阳, 余义发

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 56-63. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033313

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为提高大肠杆菌发酵乳清酸的产率和糖酸转化率,以大肠杆菌(Escherichia coli)Ora-6为供试菌株,在原有培养基的基础上,通过单因素试验及正交试验探究维生素B₁、维生素B₃、维生素B₅、维生素B₆、维生素B₇、维生素B₁₂几种关键B族维生素对菌体生长及产酸能力的影响,并确定最佳组合添加量为维生素B₁ 6.8 mg/L,维生素B₃ 4.8 mg/L,维生素B₅ 4 mg/L,维生素B₆ 3.4 mg/L,维生素B₇ 1.4 mg/L,维生素B₁₂ 4 mg/L。在此条件下,经5 L发酵罐验证对比,此时优化后的培养基菌体量(OD₆₀₀)、乳清酸产量、糖酸转化率分别为134.32、121.41 g/L和25.73%,较原始培养基分别增长了13.16%、15.47%、12.96%。同时研究确定了B族维生素采取从10 h持续流加的发酵优化策略,使得5 L发酵罐发酵乳清酸最终菌体量和产量分别达到148.23、138.2 g/L,为工业化发酵生产乳清酸提供了参考依据。

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膜醭毕赤酵母挥发性物质对灰葡萄孢菌的抑菌活性及组分分析

陈莹莹, 张亚敏, 郭红莲

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 64-69. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033373

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为探究膜醭毕赤酵母(Pichia membranaefaciens)对采后灰葡萄孢菌的抑菌机制,该研究对其挥发性物质进行了抑菌活性与抑菌机制分析。结果表明,灰葡萄孢菌被挥发性物质熏蒸48 h时,菌丝长势明显受阻,抑制率高达72.41%,其产孢量始终低于空白组(P<0.05)。经熏蒸后72 h,菌丝体细胞膜内核酸、蛋白质的大量外泄(P<0.05)改变了细胞膜的通透性,同时,通过扫描电镜观察到处理过的菌丝表面出现干瘪、皱缩甚至部分菌丝胞内的内容物渗漏。有伤接种实验证明熏蒸处理的番茄果实病斑直径仅为(1.47±0.16) cm,显著低于空白对照组。利用顶空固相微萃取-气质联用法(headspace solid-phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry, HS-SPME-GC-MS)分离鉴定到20种挥发性物质,主要组分为醇类(39.26%)、酮类(24.72%)和有机酸类物质(8.51%)。上述结果为研究酵母菌防控采后果蔬腐烂提供了理论依据,为生防菌的安全防腐策略提供新思路。

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不同发酵顶温大曲中细菌群落结构的差异性分析

杨阳, 禄凌飞, 刘光钱, 张芮, 温福丽, 沈才洪, 董异, 王小军, 王松涛

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 70-77. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033568

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该研究以优质白酒核心产区的中温大曲及高温大曲为对象,运用高通量测序技术对不同发酵顶温大曲样品细菌群落结构进行分析与比较。结果表明,相较于顶温类型,厂家来源对大曲细菌群落结构影响较小;中温大曲与高温大曲细菌群落差异主要体现在物种组成上,物种数量、群落稳定性(由α-多样性指数表征)无显著性差异;以Weissella、Lactobacillus等为主的乳酸菌以及包括Kroppenstedtia、Virgibacillus、Oceanobacillus等在内的芽孢杆菌目细菌分别构成了中温大曲与高温大曲的细菌优势类群;多种芽孢杆菌与多种乳酸菌之间多呈显著负相关,同时这两大类细菌内部种群之间多呈显著正相关,这些互斥和互促关系能够对大曲菌群网络的整体稳定性产生正面影响。该研究结果进一步证实了温度这一环境因素对成品大曲菌群的重要影响,并通过Spearman相关性分析解析主要菌群互作规律,可为中、高温大曲制作工艺的改进及品质提升提供理论基础。

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浓香型白酒窖池中细菌群落结构的研究

翟磊, 刘瑞娜, 张京涛, 郑佳, 奚文韬, 张天圆, 赵东, 姚粟

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 78-84. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033887

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为探究浓香型白酒窖池中细菌群落结构和多样性变化,采用HiSeq高通量测序技术,对6个窖池样品中的细菌16S rRNA基因V3~V4区进行测序分析,比较了窖泥和酒醅中的细菌物种组成和丰度,解析了窖泥和酒醅中共有的细菌物种和关键差异物种,探究了浓香型白酒窖池中潜在的关键细菌菌种。研究结果表明,3个窖泥样品共注释到1 009个OTUs,主要分布于厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidete),其中厚壁菌门菌株的丰度超过了60%;3个酒醅样品共注释518个OTUs,主要分布于厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)。窖泥样品中的细菌物种总数和多样性均高于酒醅样品,窖泥样品中关键的细菌菌种主要来自梭菌属(Clostridium IV)、岩石单胞菌属(Petrimonas)、沉积物棒菌属(Sedimentibacter)、嗜蛋白菌属(Proteiniphilum)和喜热菌属(Caloramator);酒醅样品中关键的细菌菌种主要来自乳杆菌属(Lactobacillus)、丙酸杆菌属(Propionibacterium)、梭菌属(Clostridium sensu stricto)和埃希氏菌属(Escherichia)。该研究为浓香型白酒窖池中特征性菌种的定向筛选和微生物可培养组的研究奠定了基础。

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现代工艺浓香型白酒蒸馏过程中不同馏分风味物质的变化特性

倪书干, 罗高建, 朱美玲, 柯锋, 施鹏, 万朕, 吴鑫, 易翔, 詹苏, 管莹, 祝成, 乐细选, 林韡, 童国强, 李澜奇

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 85-92. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033323

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为探究现代工艺酿造的浓香型白酒不同馏分中各风味组分以及对应酒精度的馏出特性和相关性,以机械化酿造的34个不同馏分的浓香型原酒为研究对象,采用液液萃取-气相色谱-质谱联用(liquid-liquid-extraction gas chromatography-mass, LLE-GC-MS)对样品风味物质进行定性定量分析,结合感官品评分析结果,进行了层次聚类热图分析,Pearson相关性分析以及正交偏最小二乘判别分析(orthogonal projections to latent structures-discriminant analysis, OPLS-DA),建立了不同馏分酒精度变化的数学模型:C_t=73.373-0.012e^0.007t,其中决定系数以及均方根误差均为0.997,表示模型拟合的效果非常好。通过总结馏出规律,可以很好地把34个馏分分为4个大类,其中馏分0~2为酒头,馏分3~12为头段酒,馏分13~26为中段酒,馏分27~33为酒尾。16种主要风味物质按照相关性分成了A、B两个大类,且2个类别之间存在着显著的负相关,A类物质随着馏分的馏出,含量逐渐降低,B类物质的趋势则完全相反。感官评定结果显示,头段酒的综合评价最好,酯香浓郁,窖香突出,糟味明显,口感谐调,而没有明显的尾味。该研究分别基于风味物质和酒精度建立了不同时间段馏分的分类模型,为浓香型白酒现代工艺的量质摘酒、分段摘酒提供了参考依据。

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不同品种高粱应用于酱香型白酒的生产研究

蒋英丽, 沈毅, 程伟, 牛姣, 李秋霞

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 93-99. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033204

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为探究酱香型郎酒酿造高粱的适用性,研究不同高粱品种酿酒的品质差异,以4种不同的高粱品种(郎酒专用糯高粱LJ1、泸州本地糯高粱LJ2、东北糯高粱NLJ1、东北粳高粱NLJ2)为研究对象,在大生产条件下进行酱香型白酒的酿造实验,通过对比分析不同高粱品种的主要营养组分差异以及产酒品质的差异,结果表明,富含高比例支链淀粉的糯高梁品种(LJ1、LJ2、NLJ1)更有利于酱香型白酒的发酵;粳高粱不利于酱香型白酒多轮次蒸煮发酵;郎酒专用糯高粱LJ1由于含有较高的淀粉含量,且全部为支链淀粉,全年总出酒率最高,且在第三、第四、第五轮次的出酒率明显高于其他几个品种;LJ1的酿造酒质略优于LJ2,优于NLJ1,东北粳高粱产酒风格最差。研究结果表明,川南酱香型酒厂更适于选用当地的糯高粱品种进行生产酿造。

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陶坛储存对红葡萄酒颜色的影响

王辰汇, 侯俊, 沈立群, 刘新宇, 王成婷, 唐柯

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 100-107. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033035

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采用4种不同的储存容器(橡木桶、无釉陶坛、有釉陶坛和不锈钢罐)对赤霞珠干红葡萄酒进行处理,通过对比分析不同储存容器储存过程中样品总花色苷、游离花色苷和颜色参数的变化,研究陶坛储存对葡萄酒颜色的影响。研究表明,随着储存的进行,所有样品的总花色苷和游离花色苷含量均不断下降,其中有釉陶坛下降幅度最大,对花色苷的影响较大,橡木桶下降幅度在4种储存容器中最小。此外,橡木桶与无釉陶坛花色苷的变化趋势基本相同。不同处理样品颜色变化具有较大差异,其中有釉陶坛颜色变化较为明显,黄色色调较深,无釉陶坛颜色变为砖红色,黄色色调较有釉陶坛稍浅,橡木桶和不锈钢罐颜色变化相对较小。该研究为开发新的葡萄酒储存容器提供了数据支撑及理论依据。

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橡木片对‘赤霞珠'葡萄酒酚类物质与抗氧化能力的影响

赵益梅, 王新, 唐佳代, 王雪秋, 王芙蓉

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 108-113. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033550

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以河北产区‘赤霞珠'葡萄所酿葡萄酒为样本,分析不同橡木片处理的葡萄酒酚类物质和抗氧化能力的差异及相关性。对样本理化指标、酚类物质和抗氧化能力的分析结果表明,经橡木片处理的葡萄酒理化指标变化明显,色度、色调和酚类物质含量均增加。陈酿过程中,所有样本的总花色苷含量呈下降趋势,且在90 d时较显著。橡木片处理葡萄酒的ABTS阳离子自由基和·OH的清除力均较强,在陈酿60和90 d时,法国重度烘烤橡木片处理的葡萄酒·OH的清除力均最强,分别为44.0%和44.6%。DPPH自由基清除活性与·OH的清除力呈显著正相关(P<0.05),对抗氧化能力贡献较大的3个指标依次为总酚、总类黄酮和总单宁。经综合评价,美国重度烘烤橡木片处理的葡萄酒的得分最高,认为其综合品质最佳。

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植物乳植杆菌P-8低温喷雾干燥工艺优化及其特性研究

刘青轩, 郑新飞, 张静雯, 张和平, 姚国强

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 114-120. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034245

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喷雾干燥制备益生菌制剂具有成本低、处理量大且可连续化生产的优势,但由于高温会损伤菌体活性因此喷雾干燥的应用受限。利用低温喷雾干燥技术降低热损伤,提高菌体存活率。通过单因素试验和响应面中心组合设计联用的方法优化工艺条件,以制备植物乳植杆菌P-8活性菌粉,并探究其菌株形态变化、贮藏稳定性以及在动态体外仿生胃肠道消化模型中的耐受性。植物乳植杆菌P-8在进料速度9 mL/min、干燥温度75 ℃、雾化压强为0.3 MPa时,存活率最高为81.50%,且菌粉颗粒形态完整。在动态体外仿生胃肠道消化模型内连续消化4 h后,表现出良好的耐受特性。菌粉4和25 ℃贮藏35 d后存活率分别为92.18%和87.49%。低温喷雾干燥技术可用于植物乳植杆菌P-8高活性菌粉的制备,优化后的工艺参数可以为植物乳植杆菌P-8中试制备提供参考。

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混菌固态发酵菜籽粕提高可溶性蛋白的研究

郭珍红, 管军军, 杨刚, 郭琳娜, 张梦琪, 刘艳霞, 冯明星

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 121-128. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034499

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为提高菜籽粕中的可溶性蛋白(soluble protein,SP),该试验通过植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)与米曲霉(Aspergillus oryzae)混菌固态发酵的方法对其进行研究。结果表明,通过试验和响应面优化分析得出菜籽粕发酵最优工艺条件为料液比1∶1.01(g∶mL),接种量7.95%(质量分数),L. plantarum、B. subtilis与A. oryzae接种比例2∶2∶1(体积比),发酵温度34.02 ℃,共发酵93.86 h。发酵的菜籽粕相对于未发酵菜籽粕,多肽含量提高105.65%(P＜0.01),SP含量提高22.335%(P＜0.05);SDS-PAGE中14 kDa以下的亚基先降解;傅里叶红外光谱显示,蛋白二级结构中α-螺旋大部分转变为β-折叠、无规则卷曲、β-转角;氯化钯法测硫苷,其降解率达到(85.06±1.63)%(P＜0.05);菌落平板计数显示,微生物的总数增长,在72 h时达到最大值。因此,混菌固态发酵的方式中各菌协同发酵,可有效提高SP、多肽含量,降解硫苷,使蛋白结构发生改变。

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淮山活性物质对嗜热链球菌的促生长作用研究

欧阳佳, 宋晓燕, 李清明, 王锋, 李文佳, 杨红, 苏小军

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 129-135. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033394

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嗜热链球菌在食品加工中应用广泛,挖掘能有效促进菌体增殖和维持活性稳定的物质具有重要意义。通过菌株活菌数与淮山全粉中活性成分质量分数的相关性比较和偏相关分析,研究不同来源淮山全粉及其主要活性物质对嗜热链球菌的促生长作用。结果显示,不同来源淮山全粉对嗜热链球菌增殖的影响存在差异,其中HS-4全粉的促生长效果最显著,嗜热链球菌活菌数可达到(9.42±0.04)lg CFU/mL。此外,多糖质量分数与菌株活菌数之间存在明显的正向相关性(P<0.05),而其余活性成分与菌株活菌数的正相关关系不显著或呈现出负相关关系。进一步研究发现,不同来源淮山粗多糖均能明显促进嗜热链球菌增殖,其中HS-4粗多糖的促生长效果最好;当HS-4粗多糖添加量为0.1%~0.2%(质量分数)时,对应的活菌数能达到9.00 lg CFU/mL以上;HS-4粗多糖分离纯化得到的4种组分的促生长效果也表现出明显差异,菌株活菌数整体上较对照(CK)组提高了6.03%~11.48%。研究结果说明多糖是淮山全粉中能有效促进嗜热链球菌增殖的主要活性因子。

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自然及人工接种发酵对细菌型豆豉食用品质的影响研究

高梦颖, 王浩宇, 谭小琴, 周才琼

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 136-143. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033191

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研究比较分析了人工接种及自然发酵对细菌发酵型豆豉食用品质及安全性的影响。结果显示芽孢杆菌是细菌型豆豉的主要发酵微生物,纯种发酵和自然发酵中芽孢杆菌数量分别在1.62×10⁷~1.89×10⁹ CFU/g和1.74×10⁵~3.80×10⁷ CFU/g,分别占菌落总数的87.23%~101.38%和67.26%~83.25%;纯种发酵24 h后pH呈碱性并在延时发酵中保持稳定,自然发酵pH上升缓慢至发酵36 h后快速升高;纯种发酵色泽变化高于自然发酵,硬度、黏性、弹性和咀嚼性在24~36 h时较低,并在延时发酵中保持稳定;食品卫生指标硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)、过氧化值(peroxide value,POV)、挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)和亚硝酸盐含量在纯种发酵中分别为1.09~2.64、43.37~72.64、18.17~49.95 mg/100 g和2.66~10.08 μg/g,自然发酵中依次分别为1.76~3.30、50.28~117.75、16.07~169.79 mg/100 g和1.79~9.14 μg/g,TBA、POV及TVB-N值纯种发酵低于自然发酵,亚硝酸盐含量略高于自然发酵。全发酵时段亚硝酸盐和POV低于相关标准;游离氨基酸、总酸和还原糖含量随发酵时间延长逐渐升高,但2种发酵方式差异不大;纯种发酵蛋白酶活及黏性物质含量分为27.44~91.95 U/g和13.32%~16.48%干基,自然发酵分别为9.99~92.26 U/g和5.92%~9.65%干基,纯种发酵蛋白酶活性和黏性物质含量更高,并在延时发酵中保持稳定。研究结果显示,纯种发酵更有利于豆豉品质的形成,延时发酵中纯种发酵各品质指标变化小于自然发酵,延时发酵可提升豆豉鲜酸的滋味,但发酵中TBA值和TVB-N值的持续升高对豆豉品质有负面影响。该研究为不同发酵方式中发酵时间的控制与豆豉的安全食用及商品化开发提供参考。

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分子对接技术筛选菲律宾蛤仔抗炎肽

姜玉, 林海生, 秦小明, 高加龙, 曹文红, 陈忠琴, 郑惠娜, 伍彬

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 144-151. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035099

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基于分子对接技术筛选菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)来源的具有抗炎作用的活性肽。采用三氯乙酸-丙酮沉淀法提取菲律宾蛤仔蛋白质,通过双向凝胶电泳(2-dimensional electro phoresis,2-DE)技术和液质联用(LC-MS/MS)技术分离和鉴定其蛋白质,借助BIOPEP-UWM在线工具对主要蛋白进行虚拟酶解,使用PeptideRanker和ToxinPred等程序对肽段进行评分和理化性质分析;利用Discovery studio 2019和AutoDock Vina软件进行分子对接筛选潜在抗炎肽片段,探讨人工合成抗炎肽对LPS诱导的RAW264.7细胞炎症的改善作用。结果表明,原肌球蛋白和组蛋白为肌肉组织的主要蛋白质。选用原肌球蛋白作为底物,通过虚拟酶解和分子对接筛选出8种潜在的新颖活性肽。其中DQTF与TLR2和TLR4分别存在 7个氨基酸残基和8个氨基酸残基结合位点,而GYTR与TLR2分子中的10个氨基酸残基和TLR4分子中的7个氨基酸残基紧密结合(结合能均低于-5 kcal/mol),表明其是潜在的抗炎肽。活性验证结果表明,2条合成寡肽均能显著增强RAW264.7细胞活力(P＜0.001),并显著降低细胞产NO能力(P＜0.05),表现出良好的抗炎活性。综上,基于虚拟酶解和分子对接方法可用于筛选菲律宾蛤仔来源的抗炎肽。

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食源抗氧化肽的制备与活性筛选

张李伟, 张铂瑾, 姜岩, 崔永泉, 殷佳艺, 张英华

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 152-158. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031601

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过多的活性氧自由基会导致细胞凋亡甚至组织损伤,引发慢性疾病,采用食源性活性肽辅助疾病的预防和治疗具有一定的开发潜力。该研究选择α-乳白蛋白、酪蛋白、米糠蛋白、麦谷蛋白和火麻仁蛋白,进行碱性蛋白酶单酶水解、胃蛋白酶与胰液素双酶解两种方式制备抗氧化肽,并测定水解产物的抗氧化活性。结果表明,碱性蛋白酶水解条件下的样品活性更高,α-乳白蛋白、酪蛋白、米糠蛋白和麦谷蛋白水解样的抗氧化活性相近且显著高于火麻蛋白(P<0.05)。将4种抗氧化活性较高的蛋白的水解样品进行凝胶色谱分离纯化,测定活性后发现,分子质量越小的分离组分活性越高。利用液相色谱-质谱联用对抗氧化肽进行序列鉴定,获得6条三肽和5条四肽,其中WVC、LFY和YWL具有抗氧化活性潜力。

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超滤联用中压柱层析分离咸鸭蛋清抗氧化肽

谢亮亮, 李晶晶, 蔡为荣

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 159-164. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032458

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为了提高咸鸭蛋清的综合利用,制备咸鸭蛋清抗氧化肽。该研究以脱盐咸鸭蛋清粉为原料,以自由基清除能力为指标,筛选出最适蛋白酶并确定水解条件。再通过超滤联用中压柱层析技术依次对水解粗肽进行分级和纯化。最后,鉴定所得活性肽纯度及序列。结果表明酸性蛋白酶为最适蛋白酶,其水解最优条件为酶解温度45 ℃、底物质量浓度为30 g/L、酶添加量为2×10⁴ U/g、水解时间为6 h。该条件下水解液DPPH自由基清除率达94.23%,水解度达33.52%。水解液经超滤和中压柱层析得最优组分UF-43,纯度达91.97%,其自由基清除能力较未分离的水解液提高约5倍。经高效液相串联二级质谱测定,其氨基酸序列为Phe-Gly-Ser-Val,分子质量为408 Da。因此,利用超滤联用中压柱层析技术可实现小分子活性肽分级和纯化。

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青钱柳多糖降血糖活性成分研究

姚新伟, 赵锦金, 徐德平

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 165-171. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032983

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该研究旨在探究青钱柳多糖的结构及其降血糖活性。以青钱柳叶为原料,对水提醇沉得到的青钱柳粗多糖采用DEAE-纤维素柱、HW-55F凝胶柱及Sephacryl S400凝胶柱进行分离纯化,并利用动物实验筛选降血糖活性成分,通过核磁共振波谱分析鉴定化学结构。结果表明,青钱柳粗多糖及其DEAE-纤维素柱水洗脱样品B能够显著降低糖尿病小鼠的空腹血糖,提高口服葡萄糖耐受量。样品B再经进一步分离纯化得到具有降血糖活性的多糖CPP-1。根据其核磁共振波谱分析结果,初步推断该多糖由(1→2)-β-D-葡萄糖构成主链,由β-D-葡萄糖醛酸乙酯构成侧链,侧链连接在β-D-葡萄糖C3上,该结构在青钱柳多糖的研究中为首次报道。

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基于HepG2细胞评价不同来源虾青素抗氧化能力差异

丁锐, 冯铭镭, 陈阿琴

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 172-176. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032263

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为探究雨生红球藻源虾青素(Haematococcus pluvialis ester astaxanthin, E-AST)和人工合成虾青素(synthetic astaxanthin, S-AST)抗氧化能力的差异,该研究分析了不同浓度(0、2.5、5、10 μmol/L)2种来源虾青素处理24 h后,对HepG2细胞存活率、细胞内不同活性氧分子含量和细胞内抗氧化活性(cellular antioxidant activity, CAA)的影响。结果显示,与对照组相比,E-AST和S-AST对HepG2细胞存活率无明显影响,仅10 μmol/L E-AST能够显著提高细胞存活率。荧光探针DCFH-DA检测显示,与对照组比较,除5 μmol/L E-AST和2.5 μmol/L S-AST外,添加其他浓度的2种虾青素均能够显著降低细胞内活性氧(reactive oxygen species, ROS)含量(P<0.05),但是同一浓度2种虾青素处理组之间不存在显著性差异(P>0.05)。DHR123荧光探针的检测结果则显示,在虾青素处理浓度为5 μmol/L时,E-AST对H₂O₂的清除能力显著高于S-AST(P<0.05)。而使用DHE探针检测发现,仅2.5 μmol/L S-AST处理后细胞内·O₂^-的含量显著降低(P<0.05),其他处理组与对照组比略有减少但不存在显著性差异(P>0.05)。2种虾青素的CAA值随虾青素处理浓度的升高而升高,但同一浓度不同来源虾青素之间CAA值无显著性差异(P>0.05)。综上所述,2种不同来源虾青素抗氧化能力存在差异,并可能与2种虾青素对HepG2细胞内活性氧分子的清除能力不同有关。

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大黄鱼鱼卵磷脂/麦芽糊精-虾青素微胶囊性质表征及其体外消化特性研究

杜艳瑜, 黄璐瑶, 吴晨昕, 张华丹, 火玉明, 祝玉杰, 林艺璇, 梁鹏

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 177-182. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032443

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为探究大黄鱼鱼卵磷脂/麦芽糊精包埋虾青素微胶囊性质,采用喷雾干燥技术制备了大黄鱼鱼卵磷脂/麦芽糊精-虾青素微胶囊,通过测定微胶囊的水分含量、过氧化值、酸价、虾青素包埋率及溶解度等指标,结合场发射扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、热稳定性分析考察了微胶囊的理化性质并进行体外模拟消化研究。结果表明,大黄鱼鱼卵磷脂/麦芽糊精-虾青素微胶囊包埋率高达(90.12±2.01)%,外观呈近球状,表面致密,无明显裂纹,大黄鱼鱼卵磷脂/麦芽糊精-虾青素可形成稳定的微胶囊,并能够在体外模拟消化液中实现缓慢释放。研究结果可为开发大黄鱼鱼卵磷脂作为微胶囊新型壁材提供理论依据。

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改性甘蔗渣微晶纤维素特性及其对明胶膜性能的影响

孙雪, 李新萍, 陈成, 范方宇

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 183-190. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032475

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该研究以甘蔗渣微晶纤维素为原料,制备了醚化微晶纤维素和乙酰化微晶纤维素,利用扫描电镜、X-射线衍射、傅里叶变换红外光谱及差示扫描量热分析了2种改性甘蔗渣微晶纤维素性质。同时以明胶为成膜基质,研究了2种改性甘蔗渣微晶纤维素对复合膜性能的影响,结合上述方法分析复合膜的结构及热稳定性。结果表明,甘蔗渣微晶纤维素改性后,形貌未发生明显变化,改性基团成功被接入,结晶度、熔融温度均有降低。明胶与甘蔗渣微晶纤维素、醚化微晶纤维素、乙酰化微晶纤维素的复合膜透水透气性及机械性能均低于明胶膜,乙酰化微晶纤维素的相关性能最好,3种微晶纤维素均与明胶有良好的相容性,结构致密,稳定性增强。

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百里香精油/磷酸化淀粉晶/明胶复合膜的制备及性能研究

王耀, 陈萍, 王朋凯, 洪鹏志

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 191-199. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032957

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以明胶为原料,通过添加磷酸化淀粉晶改善明胶膜的机械性能和表面疏水性能,研究不同质量分数(4%,6%,8%,相对于干基总质量)的百里香精油对明胶/磷酸化淀粉晶的结构和功能特性的影响。傅里叶变换红外光谱表明,明胶/磷酸化淀粉晶/百里香精油组分之间发生了氢键相互作用。扫描电镜表明,添加百里香精油后,复合膜表面变得较为粗糙。接触角结果显示,添加精油的复合膜表面疏水性随着精油添加量的增大而降低。相比于明胶和明胶/磷酸化淀粉晶的薄膜,添加质量分数为4%的百里香精油,复合膜兼具良好的疏水性、抗菌和抗氧化活性,随着其质量分数增加到8%时,复合膜呈现出优异的体外抗氧化和抗菌活性,同时具有较强的紫外屏蔽性能。动力学迁移实验表明,添加精油的复合膜均可在水体环境中形成长效控释。因此,可根据食品原料属性的差异性,通过调控百里香精油的含量,为开发多功能食品保鲜膜奠定理论基础。

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乳清蛋白与黄豆苷元/葛根素相互作用及复合物性质研究

杨敏, 王裕成, 季伟, 李茜

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 200-208. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032653

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黄豆苷元和葛根素是天然多酚,具有多种生物活性,但其生物利用度低。该研究以乳清蛋白为载体,以黄豆苷元、葛根素为配体,采用荧光光谱法研究了二者相互作用;制备了乳清蛋白-黄豆苷元/葛根素复合物,采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等手段表征了复合物结构;分析了复合物的热稳定性和抗氧化性,并评价了复合物中黄豆苷元和葛根素的胃肠模拟释放性。结果表明,葛根素与乳清蛋白间的主要作用为氢键和范德华力,而黄豆苷元主要以疏水作用与乳清蛋白结合。与乳清蛋白结合后,黄豆苷元和葛根素的部分特征红外峰及X射线衍射峰消失,但喷干后复合物的微观形貌与乳清蛋白相似。与乳清蛋白结合后,黄豆苷元的DPPH自由基清除活性提高。模拟消化试验表明,与乳清蛋白结合减缓了黄豆苷元和葛根素的肠道释放率。研究结果可为黄豆苷元、葛根素以及乳清蛋白在功能食品中的应用提供参考依据。

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水热抽提玉米芯半纤维素结构变化及对酶解行为影响

周明春, 滕超, 李良军, 张小涵, 范光森, 张珺骊

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 209-214. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032970

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为提高富含木聚糖的农业废弃物再利用-高效制备低聚木糖,该研究以玉米芯为原料,通过水热预处理结合乙醇分级沉淀获得不同组分半纤维素,并利用分子质量测定、糖基结构及红外表征了半纤维素组分的基本特征,研究了半纤维素结构变化及对酶解效果的影响。结果显示,当利用3倍体积的乙醇分离半纤维素时,木聚糖的得率达到最大为48.67%,醇沉获得的各木聚糖组分由木糖、葡萄糖、甘露糖等组成;分支度(木糖/阿拉伯糖)为6.61~16.10,木聚糖的沉淀主要受到木聚糖的分子质量和分支度2个因素的影响。以不同组分进行酶促反应动力学实验结果表明,分子质量分布系数较小同时分支度最小的组分,其K_m及V_max分别为(5.43±0.31) mg/mL 和(154.9±2.33) U/mg,表现出的催化适应性明显高于其他组分,此结果显示分子质量及分支度可能是影响酶解效率的关键因素。

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加酶挤压对燕麦淀粉理化性质的影响及在燕麦乳制备中的应用

任孝茹, 刘青, 杨月月, 金征宇, 焦爱权

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 215-221. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035201

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燕麦乳易因淀粉回生引发沉淀、口感变差,是燕麦乳生产、储运、消费等环节面临的共性难题。通过尝试加酶挤压替代传统酶解工艺,考察了加酶挤压对燕麦淀粉理化特性的影响,并评估其应用于燕麦乳加工中的可行性。结果表明:在α-淀粉酶添加量为0%、0.02%、0.06%、0.1%和0.2%的条件下,燕麦淀粉分子质量与加酶量呈负相关,水溶性指数、还原糖含量和糊化度与加酶量呈正相关。添加0.2%的α-淀粉酶后,淀粉分子质量由原淀粉的178.38×10⁴ g/mol降为41.42×10⁴ g/mol,水溶性指数和还原糖含量分别由原淀粉的0.41%和15.13 mg/g升高为44.39%和56.72 mg/g,糊化度为98.19%。加酶挤压样品的黏度显著降低。通过扫描电子显微镜观察,加酶挤压导致淀粉颗粒不规则形状的形成。流变学结果表明,加酶挤压样品表现出更强的流体特性。加酶挤压处理后,燕麦乳稳定性明显增强,感官评价良好。

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超微粉碎脱脂米糠对面粉加工特性和水分分布及面条品质的影响

胡瀚, 王娅殊, 张雨鑫, 钱鑫, 周文化

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 222-229. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032301

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为降低脱脂米糠对面粉品质和面条口感的不利影响,最大限度利用米糠营养价值,研究了不同超微粉碎时间和不同添加量的脱脂米糠对面粉加工特性、水分分布及面条品质的影响。结果表明,随着米糠粉添加量的上升(0~9%),混合粉糊化特性和粉质特性变差,延长米糠粉碎时间(0~8 h)有利于减弱部分趋劣变化。随着米糠粉的添加量增加,由3种不同粒径米糠粉制备面团的结合水比例分别从10.56%增加到26.07%、31.83%和32.08%,米糠粉粒径的减小会促进面团从束缚水向结合水的转化。此外,米糠粉的添加使面条的蒸煮特性和感官得分降低,而当粉碎时间达到8 h,较粉碎4 h组,面条断条率显著下降(P<0.05),膨胀率显著上升(P<0.05)。综上所述,脱脂米糠的添加使面粉的加工特性和面条的食用品质变差,通过超微粉碎使米糠粒径降低可以减小这种趋劣变化,改善面条的食用品质。

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塔罗科血橙果肉色素及糖酸分布规律及其关联关系分析

计楠, 曾凯芳, 邓丽莉

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 230-238. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031911

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以塔罗科血橙为实验材料,通过测定其不同部位果肉的可溶性固形物、还原糖、葡萄糖、果糖、蔗糖、可滴定酸、苹果酸、柠檬酸、花色苷以及总类胡萝卜素含量并分析差异,研究塔罗科血橙不同部位的着色特性以及主要糖酸与着色差异之间的关系。结果表明,塔罗科血橙果顶部位果肉的着色快于赤道,赤道快于果蒂,外侧果肉着色快于内侧果肉。在不同部位的果肉中,色素含量(花色苷、总类胡萝卜素)、可溶性固形物含量、还原糖含量、可溶性糖含量(果糖、葡萄糖、蔗糖)分布均呈现为果蒂<赤道<果顶的规律,且在3个部位的内外侧分布存在差异,而且在不同部位与色素含量显著相关的营养物质有一定差异。果蒂部位的果肉中,可溶性固形物含量和总类胡萝卜素含量呈极显著正相关(P<0.01),苹果酸含量与花色苷含量相关性不显著;赤道部位的果肉中,可溶性固形物和花色苷、总类胡萝卜素含量呈显著正相关(P<0.05),还原糖含量和花色苷、总类胡萝卜素含量呈极显著正相关(P<0.01),苹果酸含量与花色苷含量呈显著负相关(P<0.05),与总类胡萝卜素含量呈极显著负相关(P<0.01);果顶部位的果肉中,可溶性固形物含量和总类胡萝卜素含量呈显著正相关(P<0.05),还原糖含量和花色苷含量呈显著正相关(P<0.05)。各个部位果肉中色素和糖酸分布特性表明,果肉着色过程中糖酸在不同部位的特异性分布与果肉的色泽形成密切相关。

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构建原位集气袋气相色谱质谱测定苹果香气并预测其品质变化

曹晓蒙, 杜国荣, 赵鹏涛, 刘慧, 赵擎豪, 成晨亚琼, 王晓宇

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 239-249. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033528

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为建立新的苹果品质评价标准和寻找苹果标志性香气化合物,该文利用集气袋收集苹果逸散香气,同时结合顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用和电子鼻分析技术,对苹果香气组分进行分析。结果发现,利用原位集气袋收集到苹果逸散香气47种,果体自留香气有30种,峰面积值较高的包括2-甲基丁酸己酯、己酸己酯、乙酸己酯、乙酸2-甲基丁酯和2-甲基丁酸丁酯。气味活度值分析发现,随着货架期延长,苹果主要呈香物质数量减少。热图聚类分析与偏最小二乘-判别分析可根据特征香气变化区分其品质,通过变量重要性因子分析寻找出1-丁醇、2-甲基-1-丁醇、乙酸2-甲基丁酯为潜在标志性香气。电子鼻结果显示不同货架期在LDA2可被显著区分。该实验为苹果采后贮藏和流通过程中香气品质变化提供了可行的检测方法。

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菠萝叶高值化利用生产生物制品过程研究

王六合, 张雨雨, 高晨, 李松, 陈阿娜

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 250-254. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032350

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该研究开发了一种简单、高效的菠萝叶转化生物乙醇、酵母蛋白质和纤维材料方法。菠萝叶通过机械压榨产生叶汁和纤维材料,每吨新鲜菠萝叶可产生0.75 t叶汁和0.12 t干纤维。菠萝叶汁自身的营养成分完全可以提供酿酒酵母生长所需,含有的糖分主要为葡萄糖和果糖,采用酿酒酵母进行厌氧发酵生产生物乙醇及酵母蛋白质。通过发酵参数优化,在温度30 ℃,初始pH 4.0,接种量10%(体积分数)的发酵条件下,乙醇的产量最高达12.88 g/L,干酵母粉可达 3.83 g/L。研究结果将菠萝叶转化为具有利用价值的生物原料,可为我国菠萝种植废弃物的综合利用提供参考。

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基于感官定量描述分析及吸附笔-气质联用技术的浓香型白酒品质差异因子锚定

侯雅馨, 马彦超, 黄河, 武亚帅, 陈昊, 赵东瑞, 敖冉, 赵志刚, 张春生, 孙金沅, 黄明泉

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 255-265. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034549

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采用感官定量描述分析(sensory quantitative descriptive analysis,SQDA)、吸附笔-气质联用技术(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)、液液萃取(liquid-liquid extraction,LLE)-气相色谱-嗅闻-质谱联用技术(gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry,GC-O-MS)锚定浓香型白酒的品质差异因子。根据谱库检索、保留指数比对等,3个浓香型白酒中共鉴定出80种微量成分,因微量成分种类含量差异导致不同等级白酒品质差异显著。基于香气活性值(odor activity values,OAVs)、滋味活性值(taste activity values,TAVs)以及香气表达强度值,47种香气品质因子和9种滋味品质因子被筛定对浓香型白酒有重要贡献。结合感官评价,综合锚定乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁醇、己酸、糠醛、苯乙醛、二甲基三硫醚是区分浓香型白酒等级的品质差异因子。研究结果为稳定提升浓香型白酒品质以及白酒行业高质量可持续发展提供参考。

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酶联免疫法快速检测保健食品中吲哚美辛和阿西美辛

刘凤银, 陆曼芝, 梁水源, 胡玉璐, 黄更生, 邹红丽, 李攻科

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 266-271. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034835

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针对保健食品中吲哚美辛和阿西美辛的非法添加问题,以吲哚美辛和阿西美辛分别作为免疫半抗原和包被半抗原,通过活泼酯法与载体蛋白偶联制备完全抗原,免疫动物筛选获得了可同时识别吲哚美辛和阿西美辛的兔多克隆抗体,并建立了抗风湿类保健食品中吲哚美辛和阿西美辛同时检测的间接竞争酶联免疫分析方法。方法对吲哚美辛的检出限为0.3 ng/mL,半抑制质量浓度(IC₅₀)为5.6 ng/mL,线性范围为0.9~32.9 ng/mL;对阿西美辛的检出限为1.1 ng/mL,IC₅₀为7.4 ng/mL,线性范围为2.2~24.3 ng/mL;与多种非甾体抗炎药无交叉反应。片剂、硬胶囊和软胶囊3种剂型的抗风湿类保健食品经甲醇超声提取,通过标准稀释液稀释消除基质效应,吲哚美辛和阿西美辛的添加回收率为80.0%~119.7%,相对标准偏差低于15%;检测结果与液相色谱-串联质谱法检测结果的线性相关系数均大于0.99,结果一致性良好,可用于保健食品中吲哚美辛和阿西美辛的快速筛查。

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基于高效液相色谱-二极管阵列检测器结合气相-质谱/脉冲火焰检测器分析香橙中类黄酮和挥发性物质

程玉娇, 李贵节, 黄林华, 韩冷, 谭祥, 吴厚玖, 陈炜铃

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 272-280. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033764

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以香橙不同部位(果肉和果皮)为研究对象,采用高效液相色谱-二极管阵列、固相微萃取结合气相色谱-质谱/脉冲火焰检测器对香橙果实中6种类黄酮物质(芸香柚皮苷、柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷、柚皮素和橙皮素)和挥发性物质进行定性和定量分析,探讨香橙不同部位目标类黄酮物质和挥发性物质的分布规律。结果表明,香橙果肉和果皮中仅检测出芸香柚皮苷、柚皮苷、橙皮苷和新橙皮苷4种目标类黄酮物质,且果皮中总目标类黄酮物质含量明显高于果肉中含量;在香橙果实中共检测到69种挥发性化合物,果肉中的挥发性化合物种类(60种)多于果皮中(57种),而果肉中的含量低于果皮中;此外,芳樟醇(花香)、柠檬烯(橘香)、丁酸乙酯(果香)、对伞花烃(橘香)、α-蒎烯(松香)、β-月桂烯(果香和香脂味)、萜品油烯(松香)和乙酸丁酯(果香)是果肉中气味活性值(odor activity values,OAV)＞100的重要特征风味组分;芳樟醇(花香)、柠檬烯(橘香)、α-蒎烯(松香)、β-月桂烯(果香和香脂味)、对伞花烃(橘香)、α-水芹烯(橘香)、石竹烯(油炸味、香料味)、丁酸乙酯(果香)是果皮中OAV＞1 000的重要特征风味组分;芳樟醇是香橙中最具有风味活性的物质;该研究可为香橙加工生产提供理论依据。

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不同处理方法茶叶提取液香气成分分析

袁华伟, 张敏琴, 刘钰洁, 戴秋涟, 张立强, 尹礼国, 魏琴, 陈静, 李莉, 陈兴明, 沈才洪, 王松涛

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 281-287. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032247

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为探究不同处理方法对茶叶提取液香气成分的影响,分别采用超声波和β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、果胶酶辅助提取,结合GC-MS技术和感官评价对茶叶提取液进行香气特征和组分分析,利用气味活度值(odor activity value, OAV) 结合主成分分析探讨提取液中关键香气物质。GC-MS结果显示,不同处理方法的茶叶提取液香气成分组成和含量有一定差异,共鉴定出87种化合物,共有香气物质58种,其中醇类物质最丰富,含量最高。OAV结果表明,β-紫罗兰酮、香叶醇、芳樟醇是主要的关键香气物质,以花香为主体香,反,反-2,4-癸二烯醛还赋予纤维素酶提取液浓郁的脂香。主成分分析发现,因关键香气物质不同使得4种提取液香气差异较大。感官评价表明,β-葡萄糖苷酶提取液的香气浓郁且持久性好,协调度高,层次感丰富。香气物质组成和含量的不同造成香气差异较大,以β-葡萄糖苷酶提取液的整体香气最佳。

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不同烹饪方式小龙虾的风味特征分析

沙小梅, 蒋文丽, 李鑫, 章彬彬, 谢作桦, 黄国太, 涂宗财

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 288-296. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031877

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该研究采用电子舌、电子鼻及气相-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectroscopy,GC-IMS)等技术分析不同烹饪方式(麻辣、蒜香、清蒸)小龙虾和生肉小龙虾中的风味特征。结果表明,电子舌、电子鼻和GC-IMS能很好地区分不同烹饪方式小龙虾。在4种小龙虾样品中能明确定性的挥发性风味化合物有47种,其中共同的风味物质有5种,包括丙酮、正戊醛-M、正戊醇-M、2-庚酮、壬醛。此外,麻辣和蒜香小龙虾的特征风味物质分别有12和6种;2-庚酮、正戊醛-M和正戊醇-M在清蒸小龙虾的所有风味物质中含量最大;生肉小龙虾中的风味化合物主要为3-羟基-2-丁酮、2-戊酮-M/D和2-壬酮。

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白龙江武都区段3个品种花椒果皮风味物质随生长发育的动态变化

侯莹莹, 马君义, 朱建朝, 胡翠兰, 黄盼盼, 赵琳

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 297-303. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028593

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以甘肃省陇南市经济林研究院种质资源库的狮子头、茂汶大红袍、实生大红袍3个品种花椒为试材,利用反相高效液相色谱法检测麻味物质、电子鼻及气相色谱-质谱联用法分析挥发性物质,并对生长发育过程中风味物质的动态变化规律进行研究。同时,以麻味物质和挥发性物质作为评价指标,对3个品种花椒品质进行对比分析。结果表明,生长发育过程中3个品种花椒果皮麻味物质的含量均随着果实的成熟而增加,并呈现不断累积的趋势,这与当地的采收时间相吻合,麻味物质含量从高到低依次为茂汶大红袍、狮子头、实生大红袍。电子鼻传感器W2W、W1W、W2S、W1S、W5S对3个品种花椒挥发性物质均有较好的响应,其共有挥发性物质7种,芳樟醇、柠檬烯和2-氨基苯甲酸-3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-酯被连续检出且相对含量较高,各挥发性物质含量动态变化差异明显。以成熟期麻味物质与挥发性物质为花椒品质评价指标进行主成分分析,品质优劣顺序依次为茂汶大红袍、狮子头、实生大红袍。

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蓝莓籽油与6种常用植物油营养成分差异分析

李童, 刘慧蒙, 周慧雨, 顾若兰, 甘慧, 吴卓娜, 朱晓霞, 窦桂芳, 孟志云

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 304-310. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034980

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旨在评价蓝莓籽油脂肪酸营养价值和品质,探究蓝莓籽油与玉米油、大豆油、芝麻油、胡麻油、花生油、葵花籽油等常用植物油的营养成分差异。该实验通过GC-MS分析对比了蓝莓籽油与6种常用植物油中脂肪酸和微量营养物质的含量。结果表明,在7种植物油中,蓝莓籽油多不饱和脂肪酸相对含量最高、饱和脂肪酸相对含量最低,在脂肪酸营养价值评价中,有预防动脉粥样硬化和高胆固醇的优势;微量营养物质相对含量高,其中角鲨烯含量最高,菜油甾醇和β-谷甾醇的含量较高,蓝莓籽油具有明显营养价值优势。与其他6种常用植物油相比,蓝莓籽油具有高多不饱和脂肪酸和低饱和脂肪酸、高微量营养物质的含量特点,能够降低动脉粥样硬化和高胆固醇症的潜在患病风险,具有更高的营养价值,为植物油的营养评价、蓝莓籽资源开发利用和相关食品及保健品的产品研发提供理论依据。

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辅助缓解妊娠糖尿病的膳食成分研究进展

兰潇文, 吴贞红, 赵建新, 张灏, 杨波, 陈卫

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 311-319. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033439

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妊娠糖尿病(gestational diabetes mellitus, GDM)是一种妇女在妊娠期间由于糖代谢紊乱等原因而导致首次出现的糖尿病,胰岛素抵抗是主要的发病机制。膳食营养干预是改善妊娠糖尿病的主要方法。该文总结了具有改善胰岛素抵抗与糖脂代谢、降低炎症及氧化应激水平功能的食品成分应用于妊娠糖尿病的研究进展及作用机理,以期为妊娠糖尿病的营养干预与进一步开发特殊配方食品提供参考。

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基于量子点可视技术快速检测鲜食农产品中食源性致病菌的应用研究进展

谷鑫, 胡金庆, 胡钰梅, 刘佳妮, 欧杰, 潘迎捷, 赵勇, 刘海泉

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 320-327. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033283

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鲜食农产品营养损失少,食用方便,已成为健康饮食新食材和膳食结构的重要组成部分。但由于在运输、贮藏等环节中易受到环境条件影响导致食源性致病菌的污染,从而引发腐败变质和食品安全事件,因此,针对鲜食农产品食源性致病菌的污染开发出操作简单、可视化的快速检测技术至关重要。量子点是一类能够产生荧光的纳米级半导体颗粒,具有稳定性好、可视性强、灵敏度高、量子产率高等优点,近年来在食品检测中的应用呈数量级增长。文章在总结了量子点的理化性质、合成制备的基础上,综述了其在食源性致病菌检测中的应用研究进展,并对量子点在鲜食农产品快速检测的主要挑战和应用前景进行阐述,以期为基于量子点的快速检测在食品安全中的广泛应用提供借鉴,为食品安全以及人类健康保驾护航。

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直接饲喂微生物和发酵制品生产菌株鉴定概述

曹艳花, 程坤, 刘艺茹, 丁健, 白飞荣, 张欣, 王荃, 宋智泉, 张娜, 谢九艳, 李婷, 姚粟, 胡广东

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 328-333. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033727

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我国生物发酵类饲料添加剂主要涉及两类,即直接饲喂微生物和发酵制品(如酶制剂、氨基酸等)。对微生物进行科学准确的鉴定是开展生物发酵类饲料添加剂安全性评价的基础,也是此类产品研发和产业化发展的必要前提。文章介绍了欧盟和我国直接饲喂微生物和发酵制品生产菌株鉴定要求,分析了形态学、生理生化和分子生物学鉴定技术,并系统阐述了微生物鉴定技术的应用,为开展直接饲喂微生物和发酵制品生产菌株鉴定提供参考。

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甘薯渣发酵及其他应用研究进展

周运峰, 扶教龙, 胡翠英, 王桃云, 孙子龙, 王月

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 334-341. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033168

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我国每年甘薯产量约为5 200万t。在甘薯淀粉的加工过程中会产生大量甘薯渣,这些甘薯渣常被作为廉价的动物饲料或直接丢弃,造成资源浪费和严重的环境污染。甘薯渣中含有较为丰富的淀粉、果胶、纤维素等成分。通过微生物发酵或改性等方法可实现甘薯渣的高值化利用,对提升甘薯经济价值、改善甘薯产业结构和减少环境污染具有重大意义。该文综述了目前国内外关于甘薯渣在生物发酵、食品加工、废水处理、能源制备等领域的研究进展。着重介绍了甘薯渣发酵生产各种产品的最新进展,并对存在的问题与未来的发展进行了分析与展望,有望为相关的研究人员提供一定的参考和借鉴。

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4D打印技术在食品加工领域中应用的研究进展

李鑫, 彭常安, 张爽, 许月明, 王鹏, 徐幸莲

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 342-348. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034299

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4D打印技术是在3D打印基础上的延伸,3D 印刷产品在4D变化的过程中可以产生所需的结构,实现形状、功能的动态改变。4D 打印技术作为新兴的数字化生产技术,在诸多领域中具有广阔的发展前景。近年来,4D打印技术在食品加工领域受到关注并取得一些研究成果,通过4D打印可以得到风味更好、营养价值更高、更具趣味性的新型食品。该文综述了4D打印技术在食品加工领域中的研究进展,包括打印材料、外界刺激、打印制品的变化等方面;最后针对食品的4D打印在未来发展中面临的机遇与挑战进行展望。

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生物表面活性剂的研究进展及工业应用

王光宇, 陈愉平, 吴亚婕, 张艺, 柳雨欣, 邱伟芬

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 349-356. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035385

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生物表面活性剂是由微生物代谢时产生的一种具有表面活性的化学物质,同时含有亲水和疏水部分。生物表面活性剂具有降低液体、固体和气体不同界面间表面张力的能力,并表现出乳化、润湿、分散、增溶、去污等多种特性。此外,它在抗黏附和抗菌活性方面也具有显著的潜力。与化学表面活性剂相比,生物表面活性剂具有表面活性高、耐盐耐酸、毒性低、生物兼容性好、可生物降解等优点,在食品、石油、环境、制药、农业、化妆品、洗涤剂等行业均有良好的应用前景。该文介绍了生物表面活性剂的分类和物理化学性质,并讨论了不同的表征技术及其在各个领域的应用。

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萝卜硫素功能性及其机制研究进展

赵凇民, 李颖畅, 董高缘, 崔方超, 檀茜倩, 励建荣, 俞张富, 沈荣虎

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 357-362. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032835

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萝卜硫素是一种异硫氰酸酯类化合物,又称莱菔硫烷,是硫代葡萄糖苷在内源芥子酶作用下水解产生,广泛存在于十字花科蔬菜中。萝卜硫素具有多种功效,引起了国内外学者的广泛关注。萝卜硫素具有抗菌功能,通过影响菌体核酸和蛋白质合成等方式抑制细菌生长;萝卜硫素通过参与相应的NF-κB信号通路来减轻或抑制炎症;同时,萝卜硫素是蔬菜中抗癌效果最好、效力最强的天然活性物质,它对乳腺癌、肝癌、结肠癌等有很好的抑制作用。该文综述了萝卜硫素的抑菌、抗氧化、抗炎症、抗癌等功能,对其作用机制进行了系统介绍,探讨了其研究前景,为萝卜硫素的应用与科学研究提供借鉴和参考。

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基于4C的《生物工程分析与检测》立体教学模式探究

游玲, 谢玉松, 张永光, 潘婉舒, 田志革, 王松

食品与发酵工业. 2023, 49(13): 363-368. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034604

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在生物工程专业“新工科”的教育改革实践中,基于4C教育理论(Communication沟通,Collaboration 合作,Creativity 创造力,Critical thinking 批判性思维),以产业需求为导向,以学生发展为中心,针对《生物工程分析与检测》课程开展了线上线下融合、课程思政等教学改革,提出了“线上线下现场,自助自主自发”的教学理念,建立了“慕课+线上翻转课堂+雨课堂+实验室”的立体教学模式,并针对3个年级172名学生进行了教学实践,问卷调研表明,该教学模式的教学效果良好。

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2023年, 第49卷, 第13期　刊出日期：2023-07-15

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