食品与发酵工业

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毛丙永, 任宝靖, 刘雪梅, 张秋香, 唐鑫, 崔树茂

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 1-8. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036261

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从健康小鼠粪便中分离到Blautia producta D4,前期研究发现B.producta D4可以缓解右旋糖酐硫酸钠导致的结肠炎和脂多糖诱导的全身性炎症。该文从基因层面、溶血性、抗生素耐受性和体内急性毒性等方面评估了菌株的安全性。结果发现,B.producta D4的大部分毒力基因与铁离子摄取和调控有关,无致病性;D4在血琼脂平板上无溶血现象,对链霉素、新霉素、四环素、氨苄青霉素、阿莫西林、甲氧苄啶、氯霉素、利福平和万古霉素敏感,对卡那霉素、红霉素、克林霉素和环丙沙星具有抗性;连续灌胃14 d 10⁹ CFU和10¹⁰ CFU的D4菌株,对小鼠的体重、摄食、饮水和器官指数均无影响,血常规、代谢和肝功能相关指标与空白组无显著差异,脏器形态组织正常、无病变。综上,初步表明B.producta D4是安全的,未来仍需进一步研究其他的安全特性,为功能性肠道菌的开发与利用提供理论依据和支撑。

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一株空肠弯曲菌噬菌体vB_Cj_QDYZ的生物学特性和全基因组分析

王越, 林洪, 王静雪

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 9-16. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035791

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空肠弯曲菌是一种重要的人畜共患病原菌,能引起人类细菌性腹痛腹泻。随着空肠弯曲菌耐药性日益严重,亟需筛选能高效裂解空肠弯曲菌的噬菌体,为应用噬菌体防治空肠弯曲菌污染提供理论基础。该研究分离一株能高效裂解空肠弯曲菌的噬菌体,将其命名为vB_Cj_QDYZ。电镜结果显示该噬菌体有一个正二十面体的头部(直径约100.81 nm)和一条可伸缩的尾部(长度约65.90 nm)。噬菌体vB_Cj_QDYZ的温度耐受范围为30~60 ℃,在pH值为3~12时效价较稳定。噬菌体的最佳感染复数为0.01,一步生长曲线表明,噬菌体的潜伏期是60 min,裂解期是150 min,爆发量是45 PFU/cell。噬菌体的基因组全长为130 627 bp, G+C含量为26%,共有165个开放阅读框,3个tRNA。基因组中不含毒力基因、抗生素耐药基因及过敏原基因。比较基因组学表明噬菌体vB_Cj_QDYZ可能是来自Eucampyvirinae亚科,Fletchervirus属的新成员。噬菌体vB_Cj_QDYZ是一株裂解能力较强、热稳定性和pH稳定性良好的空肠弯曲菌噬菌体,具有开发为新型空肠弯曲菌抗菌剂的潜力。

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大肠杆菌必需基因的CRISPR-Cas9敲除策略及高效质粒置换方法

刘锦辉, 黄建峰, 尤晓颜, 张燕飞

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 17-23. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035910

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由于必需基因的功能必须性使其难以从基因组上被删除,而此前报道的方法存在效率低、非无痕敲除等缺点。基于此,该文建立了一种基于CRISPR/Cas9的基因组必需基因高效无痕敲除方法。以大肠杆菌metK基因(编码S-腺苷甲硫氨酸合酶)为例,首先将metK基因克隆至质粒pTarget-metK,并采用定点突变方式将metK基因进行同义突变移除对应的PAM序列,构建获得质粒pHL3。进一步构建含有与pHL3相同metK的回补质粒,pCas、pHL3及回补质粒依次转化即可完成基因组必需基因的高效无痕敲除。该方法对必需基因metK编辑时编辑效率可达100%。为了研究必需基因的酶学性质改变对宿主代谢的影响,探索了基于质粒不相容及Flp/FRT系统对回补质粒的置换效率,发现基于Flp/FRT系统可实现回补质粒高效置换。生长测试表明携带metK野生型或是PAM位点突变的metK编辑菌株与野生型菌株在LB培养基和M9培养基中生长无明显差异,而对L-甲硫氨酸亲和力下降MetK突变体则表现明显的生长延滞。

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拟干酪乳杆菌全合成培养基氨基酸及维生素组分优化研究

施盛超, 刘志豪, 王永红

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 24-30. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034380

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该文在已有的乳酸发酵全合成培养基基础上,研究了氨基酸和维生素类组分对菌体生长和乳酸生成的影响。通过单组分浓度梯度实验确定了对菌体生长和乳酸合成有明显影响的6种氨基酸和3种维生素;以此作为Plackett-Burman实验设计的因素,筛选出了生物素、天冬氨酸、谷氨酸3种对于乳酸生物合成有极显著影响的因素;通过最陡爬坡实验确定3种因素具有最大响应值的浓度范围;并最终通过Box-Behnken实验得出3种因素的最佳添加浓度。在250 mL摇瓶和2.5 L发酵罐中对优化后的培养基进行验证实验,发现优化后合成培养基的乳酸产量、产率和糖酸转化率都较优化前有了显著提高。该实验研究结果为该菌株今后的代谢调控研究奠定了基础。

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基于品质改良液处理的鳙鱼片不同温度冻藏特性研究

顾赛麒, 胡彬超, 戴王力, 赵培城, 丁玉庭

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 31-40. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036234

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该文以鳙鱼片为研究对象,采用复合配方品质改良液对其进行处理,探究不同温度冻藏过程中,改良组与对照组(未改良组)鳙鱼片品质和风味变化规律。结果表明,随着冻藏时间的延长,4组冻藏鳙鱼片(-18 ℃对照组、-18 ℃改良组、-25 ℃改良组和-33 ℃改良组)的硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances, TBARS)值、总挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen, TVB-N)值、K值均持续升高,盐溶性蛋白含量持续下降,pH值先升高后下降。与对照组相比,3组改良组(-18 ℃、-25 ℃和-33 ℃)品质劣变速率均有所延缓,其中K值尤为显著。冻藏5个月后,对照组K值增幅为579.26%,其余3组改良组(-18、-25和-33 ℃)的增幅分别为398.26%、352.27%和223.31%。冻藏5个月时,3组改良组甜味和鲜味游离氨基酸含量之和分别高出对照组0.60、6.44、10.47 mg/100 g,苦味游离氨基酸含量分别减少2.04、14.55、17.57 mg/100 g,表明冻藏温度越低,越利于保持滋味品质。采用固相微萃取气质联用法(solid phase microextraction gas chromatography mass spectrometry, SPME-GC-MS)从4组鳙鱼片中共检出八大类46种挥发物,筛选出戊醛等12种气味活性物质。改良处理可以减少初始的腥味物质,增加一定的香味物质并抑制冻藏期间腥味物质的产生。3组改良组鱼片在冻藏过程中挥发物的总量均逐渐降低,与对照组趋势相反。该研究成果可以为鳙鱼片生产企业提供理论参考和方法借鉴。

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天山冷水藻油多不饱和脂肪酸纯化及其体外抗氧化活性研究

艾合买提江·艾海提, 艾斯卡尔·吐尔逊, 古丽菲热·伊力哈木, 肖移聪, 秦新政, 艾买提·买买提明, 祖丽胡玛尔·亚库普, 茹先古丽·买买提依明, 刘军

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 41-49. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032907

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为确定天山冷水藻油多不饱和脂肪酸(Tianshan cold water algae oil polyunsaturated fatty acids,TAOP)的纯化工艺条件,测定天山冷水藻粉(Tianshan cold water algae powder,TAP)、天山冷水藻油(Tianshan cold water algae oil,TAO)以及TAOP活性成分、测定其对体外抗氧化能力的影响,进行相关性分析,该研究以TAP为原料,利用尿素包合法对TAO进行工艺优化,测定TAP和TAOP中的活性成分含量,并对总抗氧化能力、DPPH自由基清除能力、超氧阴离子自由基清除能力、ABTS阳离子自由基清除能力之间进行相关性分析。结果表明,TAOP工艺优化最佳条件为:脂肪酸尿素质量比1∶3.98,结晶温度10.71 ℃,包合时间16.31 h,回流时间27.67 min,在此条件下,综合评价值为132.74。TAP和TAOP的抗氧化能力随着多酚、三萜、黄酮、总酸等成分含量的降低而下降,并且其中多酚、三萜、黄酮、总酸等成分含量与抗氧化活性具有正相关关系(P<0.05)。研究结果可为TAOP纯化工艺提供简便的新的优化方法,通过研究TAP、TAO、TAOP的抗氧化活性为其开发及应用提供科学依据和参考基础。

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三种原淀粉及其变性淀粉对牛肉糜凝胶品质的影响

秦斐, 强亚妹, 王琳琳, 冷坪蔚, 芦慧勤, 梅议文

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 50-57. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032749

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为研究不同种类淀粉对牛肉糜凝胶品质的影响,并确定能够改善牛肉糜凝胶品质的最佳淀粉品类,该研究以牛肉糜凝胶为研究对象,探究3种原淀粉(玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉)及其变性淀粉(玉米变性淀粉、木薯变性淀粉、马铃薯变性淀粉)在6 g/100 g添加量时对牛肉糜凝胶品质的影响。结果表明,3种原淀粉均能提高牛肉糜凝胶的pH值(P＜0.05),其中马铃薯淀粉组质构特性与空白对照组类似,玉米淀粉和木薯淀粉对牛肉糜凝胶品质无显著改善作用;添加3种变性淀粉都能降低牛肉糜凝胶的蒸煮损失(cooking loss, CL)、非压出水分(non-expressible water, NW)、持水性(water-holding capacity, WHC)以及冻融损失,并能使牛肉糜凝胶获得更好的组织结构和感官品质;同时,玉米变性淀粉能最显著减少牛肉糜凝胶CL和冻融损失(P＜0.05),CL和冻融损失为5.04%、3.44%;马铃薯变性淀粉对牛肉糜凝胶持水性的改善效果最好,牛肉糜凝胶水分含量为76.62%、NW为92.61%、WHC为92%、乳化稳定性为7.25%,且感官品质也较好。由此可知,变性淀粉对牛肉糜凝胶品质的作用效果要优于原淀粉,马铃薯变性淀粉能有效改善牛肉糜凝胶品质。

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植物乳杆菌CCFM 8661调节肠道菌群及缓解便秘研究

张晨玥, 马微微, 卢慧敏, 王琳琳, 刘小鸣, 王刚, 赵建新, 张灏

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 58-65. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034287

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益生菌通过调节宿主的肠道菌群来发挥其益生作用,而便秘作为一种常见的胃肠道疾病,其患者会出现肠道菌群紊乱的情况。该文依据《保健食品功能检验与评价方法(2022年版)》中关于调节肠道菌群和润肠通便的检测方法,对植物乳杆菌CCFM 8661调节肠道菌群及缓解便秘功效进行评价。首先应用洛哌丁胺构建便秘小鼠模型,分别以低(1.5×10⁶ CFU/mL)、中(1.5×10⁷ CFU/mL)、高(1.5×10⁸ CFU/mL)3个剂量的植物乳杆菌CCFM 8661灌胃小鼠,检测干预前后小鼠粪便中双歧杆菌、乳杆菌、肠杆菌、肠球菌、产气荚膜梭菌变化情况,并测定便秘相关指标,评价植物乳杆菌CCFM 8661对小鼠肠道菌群的影响及缓解便秘的能力。结果表明,植物乳杆菌CCFM 8661能够调节肠道菌群,且在低剂量条件下,具有缓解便秘的效果。缓解便秘效果可能与其影响便秘相关神经递质,提高便秘小鼠粪便中乙酸含量,以及降低由便秘所引起的炎症有关。

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热处理及成熟温度对低脂牦牛乳硬质干酪理化性质及品质影响

陈庭轩, 宋国顺, 邱婷, 梁琪, 宋雪梅

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 66-74. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034160

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干酪减脂符合消费者健康需求,生产工艺是改善低脂干酪品质经济而简便的方式之一。该实验以未热处理、65 ℃ 30 min、75 ℃ 1 min、85 ℃ 15 s和4、12 ℃分别作为原料乳热处理和成熟温度条件,制作低脂牦牛乳硬质干酪,测定不同成熟时间(0、1、3、6个月)干酪的理化、品质指标。结果表明,随着原料乳热处理温度增加,干酪出品率、水分和总游离氨基酸含量增加,NaCl含量呈现降低趋势;3组热处理组干酪的硬度显著高于未热处理组,但随热处理温度增加,硬度下降;不同热处理组干酪之间弹性差异较小;85 ℃处理组干酪的黏聚性在成熟后期,显著低于其他3组干酪;整个成熟期内,85 ℃处理组感官品质评分均较高。相同热处理原料乳制作的干酪,12 ℃成熟时的硬度始终显著低于4 ℃成熟干酪,但是其NaCl和总游离氨基酸含量始终显著高于4 ℃成熟干酪;成熟时间少于6个月时,12 ℃成熟干酪的感官品质优于4 ℃成熟干酪。因此,原料乳热处理和成熟温度的提高能增加干酪中总游离氨基酸含量,降低其硬度和黏聚性,缩短干酪成熟时间,改善其品质。该研究为低脂牦牛乳硬质干酪的生产提供了理论指导。

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典型加强型葡萄酒香气特征及主要挥发性成分分析

何曦, 陈方圆, 孙文静, 郑明鹏, 宋琳娜, 朱袁正鸿, 樊西曼, 张军翔

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 75-82. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034103

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通过探究典型加强型葡萄酒的感官特征和挥发性成分,为开发同类产品提供参考。以贺兰山东麓产区的非加强型葡萄酒(干红和白葡萄酒)为对照,通过定量描述法(quantitative description analysis,QDA)和顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)的方法分析波特、马德拉酒和雪莉酒的香气特征及其挥发性成分。结果表明,典型加强型葡萄酒香气浓郁,共同具有坚果、焦糖、甜香、橡木等香气特征;典型加强型葡萄酒中,雪莉酒的特点是带有较强的奶油味,波特酒的特点是带有青草、薄荷和红色水果味,马德拉酒的特点是坚果、烘烤、甜香、巧克力、橡木和焦糖味较强;相较非加强型葡萄酒,典型加强型葡萄酒中,乳酸异戊酯、2-甲基丁酸乙酯和葫芦巴内酯等28种挥发性成分含量较高;典型加强型葡萄酒中的主要挥发性成分有9种,其中葫芦巴内酯、异戊醇、糖醛和苯甲醛贡献坚果味香气特征,2-甲基丁酸乙酯、4-乙基苯酚、异戊酸乙酯、苯乙醇和2,4-二叔丁基苯酚贡献甜香风味。

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不同运输包装对接种苹果粉红单端孢霉生长及生理指标的影响

贾思曈, 李晓慧, 李志文, 闫师杰, 梁丽雅, 陈存坤

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 83-88. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033444

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以接种粉红单端孢霉(Trichothecium roseum)的红富士苹果为实验材料,通过测定毒素种类及含量、粉红单端孢霉生长情况和果实相关生理指标,探究运输及不同运输包装方式对接种粉红单端孢霉苹果产生毒素水平及相关生理指标的影响。结果表明,运输接种苹果中细交链孢菌酮酸( tenuazonic acid,TeA)毒素的含量高于未运输接种苹果,裸露包装、敞口包装的接种苹果中TeA毒素的含量要高于掩口处理的接种果;运输处理在一定程度上降低了接种苹果的可溶性固形物和可滴定酸含量,刺激了接种苹果的呼吸强度和乙烯释放量。说明运输及运输包装方式在一定程度上影响接种粉红单端孢霉红富士苹果中毒素含量及相关生理指标,进而影响到接种苹果的品质及生理代谢。

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副干酪乳酪杆菌PC-01复配剂量对发酵乳产品特性的影响

张哲, 于学健, 李宏, 姚粟

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 89-96. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034128

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副干酪乳酪杆菌PC-01是1株分离自我国拉萨地区自然发酵酸牦牛乳中,且具有益生特性的菌株。该试验以菌株PC-01为研究对象,探究了该菌株不同起始添加量对发酵乳发酵及贮藏期间产品特性的影响,探究该菌株是否适合复配于发酵乳中。结果表明,PC-01的添加不会加快产品到达发酵终点的时间。同时,PC-01的添加对发酵乳发酵及贮藏期间的pH值及滴定酸度无显著性影响(P＞0.05),且保持活菌数持续上升。贮藏结束时,PC-01低、中、高剂量组活菌数分别由(6.27±0.022)、(6.74±0.027)、(7.008±0.004) lg CFU/mL上升到(7.84±0.010)、(8.13±0.013)、(8.22±0.004) lg CFU/mL。此外,PC-01的添加可以提高发酵乳的黏度,在贮藏14 d后添加PC-01组发酵乳黏度显著高于对照组(P＜0.05)。菌株PC-01对发酵乳质构的影响与添加量有关,在添加中、低剂量时,产品与对照组的质构特征更为相近。综上,副干酪乳酪杆菌PC-01的添加在不改变发酵乳基本特性的同时,可以提高贮藏期间产品的稳定性,并保持有效的活菌数,适合应用于发酵乳中。该研究为该菌株发酵乳产品的开发提供依据,为实际应用奠定基础。

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超声预处理对鸡骨香精基料美拉德反应及生物活性的影响

王亮, 田玉潭, 刘军, 郑安然, 毛筱艺, 吴迅, 刘敦华

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 97-104. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032596

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为充分开发鸡骨的潜在利用价值,该研究以鸡骨为原料,利用酶解发酵技术联合美拉德反应制备鸡骨香精基料,分析热处理、超声协同热处理制备鸡骨香精基料的美拉德反应体系,并探究鸡骨香精基料的生物活性。结果表明,超声预处理后,鸡骨香精基料美拉德反应的中间产物、褐变程度、荧光强度显著增加(P<0.05),主要呈味物质醛类、烷烃类、杂环类化合物相对含量增加,表明超声能够促进鸡骨香精基料美拉德反应的发生,改善鸡骨香精基料的风味;鸡骨香精基料的DPPH自由基、ABTS阳离子自由基、超氧阴离子自由基清除率最高分别为95.45%、83.82%、90.63%,血管紧张素转换酶(angiotensin-converting enzyme,ACE)抑制率最高为90.00%,体外降胆固醇能力最高为30.97%,证明鸡骨香精基料具备一定的抗氧化能力、ACE抑制能力和体外降胆固醇能力。该实验明确超声预处理对鸡骨香精基料美拉德反应程度及风味的影响,为开发具有抗氧化活性和抑制活性的高品质肉味衍生化产品提供一定参考。

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六种柚果不同部位矿物质元素、总酚、柚皮苷含量测定及抗氧化活性研究

张声源, 陈炜铃, 王楠, 古秋明, 况伟, 陈嘉乐, 苏文欣, 刘志伟

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 105-112. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032761

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比较研究6种柚果(沙田柚、四季柚、黄肉蜜柚、红肉蜜柚、白肉蜜柚、三红蜜柚)的外皮层、中皮层、囊衣、汁胞4个部位的矿物质元素、总酚、柚皮苷含量及抗氧化活性差异。采用福林酚比色法、高效液相法、火焰原子吸收光谱法分别测定总酚、柚皮苷、矿物质元素含量;以DPPH法、ABTS法和普鲁士蓝法分别测定6种柚子4个部位95%(体积分数)乙醇提取物的自由基清除能力和铁离子还原能力。结果表明,矿物质元素中Mg和Ca元素含量较高,Mg元素最高可达(25 349.50±1.03) μg/g DW(三红蜜柚外皮层)、Ca元素最高可达(14 704.50±1.08) μg/g DW(三红蜜柚外皮层);黄肉蜜柚外皮层总酚含量最高,达(6.14±0.31) mg GA/g DW;黄肉蜜柚中皮层柚皮苷含量最高,达(11.95±0.06) mg/g DW。综合抗氧化活性指数表明,外皮层抗氧化活性最强的品种是黄肉蜜柚,其他部位抗氧化活性最强的品种均是四季柚。相关性分析显示,总酚、柚皮苷的含量与ABTS阳离子自由基清除能力均呈显著性正相关(P<0.01)。该研究可为柚类资源的开发利用及品质评价提供参考依据。

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老山芹多糖的分离纯化、结构表征及体外降糖活性研究

羡荣华, 蒲铎文, 樊梓鸾, 于承媛, 刘永旭, 季子琦, 刘荣

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 113-118. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032678

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该文以老山芹为原料,微波辅助酶法提取多糖,经DEAE-52纤维素和Sephadex G-100凝胶柱分离纯化,得到水溶性老山芹多糖(Heraclenm dissectum polysaccharides, HDP)。通过高效凝胶渗透色谱、HPLC、紫外可见光谱、红外光谱、刚果红实验、扫描电子显微镜、X射线衍射光谱和热重分析等方法对其分子质量、单糖组成、空间结构、微观结构、理化性质和体外降血糖活性进行研究。结果表明,HDP-1是一种中性杂多糖,相对分子质量为11.141 kDa,由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、鼠李糖、木糖、半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸组成,摩尔比为5.96∶1.95∶1∶1.03∶1.02∶0.29∶0.31∶0.12。HDP-1是以β-型糖苷键连接的吡喃糖且不具有三螺旋结构。HDP-1对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的半抑制浓度(half maximal inhibitory concentration, IC₅₀)值分别为0.765、3.288 mg/mL,抑制率均呈现依赖剂量的增加,提示其具备一定的降血糖活性。综上,该实验首次对老山芹多糖展开研究,证明了其对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制作用,为老山芹多糖在医药及功能性食品方面的制备与应用提供理论依据。

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石榴皮中纤维素纳米晶体的提取与表征

谢大明, 张茂栖, 涂倩, 简玉英, 杨育静, 黄茂薇, 包沅鑫, 曾珍, 李诚

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 119-124. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032925

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为提高石榴皮的附加值,采用碱处理、次氯酸钠漂白法制备了石榴皮纤维素,通过酸水解成功得到石榴皮纤维素纳米晶体(pomegranate peel cellulose nanocrystals,PCNC)。并对PCNC进行粒径和稳定性表征,同时采用扫描电子显微镜、原子力显微镜、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、差示扫描量热分析和热重分析对石榴皮渣和PCNC进行了表征。结果表明,PCNC粒径为201 nm,Zeta电位值为-38.6 mV,具有纳米尺寸,且悬浮液具有良好的稳定性。微观结构分析展示出PCNC是具有较高结晶度的棒状结构。XRD测得石榴皮和PCNC的结晶度分别为33%和63%。FITR图表明石榴皮渣中的半纤维素和木质素被成功去除。热稳定分析显示PCNC热稳定性相较于石榴皮渣略有下降。

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‘黑比诺’、‘马瑟兰’和‘北红’葡萄酚类物质差异研究

李光宗, 马军, 雷昊, 单守明

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 125-133. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034302

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酚类物质对葡萄和葡萄酒的品质至关重要,以‘黑比诺’、‘马瑟兰’和‘北红’为试材,分别于转色初期、盛期、成熟期和采收期采样,测定果实中总酚、黄烷醇和黄酮醇等指标,并进行主成分分析(principal component analysis, PCA)和正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis, OPLS-DA)。结果表明,3个品种总酚、总单宁和总花色苷含量因品种特性在成熟过程中呈不同变化趋势;采收时,3个品种中黄烷醇为主要单体酚,‘黑比诺’显著高于‘马瑟兰’和‘北红’,分别高63.97%和66.77%,儿茶素为主要成分;羟基苯甲酸为3个品种中含量第二高类酚,‘北红’显著高于‘黑比诺’和‘马瑟兰’,分别高12.27%和28.31%,主要成分为香草酸;‘马瑟兰’中黄酮醇显著高于‘北红’和‘黑比诺’,是‘北红’和‘黑比诺’的1.91倍和3.13倍;白藜芦醇表现为‘马瑟兰’>‘北红’>‘黑比诺’。对3个品种采收期单体酚含量进行PCA和OPLS-DA,筛选出差异物质主要为黄烷醇类。该研究针对不同品种酚类物质进行分析,为品种选育及酿酒品质提升提供参考。

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草莓液态与固态糖渍过程中的水分分布与迁移规律

王锐, 牛丽影, 胡丽丽, 李大婧, 张钟元, 聂梅梅, 肖亚冬, 刘春菊, 吴海虹, 肖丽霞

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 134-139. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032497

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采用低场核磁共振技术研究了固态渗透(solid osmotic dehydration, SSD)和液态渗透(liquid osmotic dehydration, LOD)过程中草莓水分的流失规律。结果表明,在糖渍72 h的过程中,2种糖渍方式下草莓水分含量均逐渐降低;在渗糖72 h时,SSD和LOD处理的草莓水分含量分别由91.83%下降至74.56%、79.90%。2种渗透方式的弛豫时间T₂₂与T₂₃值均伴随着渗透过程而变小,表示SSD和LOD都使得草莓中不易流动水和自由水的流动性减小;同时峰面积A₂₂值均逐渐减小,表示2种渗透方式均减少了不易流动水的水分含量。然而在LOD处理过程中,草莓中自由水峰面积在渗透过程中呈下降趋势,但下降不显著(P＞0.05),同时弛豫时间T₂₁峰位置逐渐右移,表示随着渗透时间的延长,草莓中结合水的流动性增强;相反,在SSD处理中,草莓中自由水峰面积在渗透72 h后显著下降(P＜0.05),相比0 h,下降幅度达55.35%,并伴随着渗透时间的延长,草莓中结合水的流动性减弱。另外,建立了低场核磁共振峰积分面积总和(A₂₁+A₂₂+A₂₃)与草莓的含水率的线性拟合模型,线性关系显著(P＜0.05),R²均大于0.90,拟合效果较好。该研究从水分的角度探究了SSD和LOD对草莓的影响,为草莓干制作中渗糖方式的选择提供参考。

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超声-酶辅助双水相提取枳壳黄烷酮工艺的建立与优化

陈珊珊, 韩冷, 程玉娇, 李贵节, 冯瑞章, 刘雯雯, 孙志高

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 140-147. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034267

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枳壳是我国柑橘属常见的药食同源植物,所含丰富的黄烷酮即新橙皮苷和柚皮苷,是其主要的药理成分。为提高枳壳新橙皮苷和柚皮苷的提取分离效率,该研究采用响应面法优化了超声辅助双水相提取的最佳条件,并进一步建立超声-酶辅助双水相法(ultrasonic-enzyme assisted aqueous two-phase extraction,UEA-ATPE)提取工艺和制备液相色谱分离纯化方法。结果表明,(NH₄)₂SO₄/乙醇为最佳双水相体系,建立并优化的UEA-ATPE最佳工艺条件为乙醇质量分数27%,(NH₄)₂SO₄质量分数21%,超声功率137 W,复合酶质量比为中性蛋白酶∶果胶酶=1∶1。在此条件下,新橙皮苷和柚皮苷的得率分别为(92.27±2.13)、(72.24±1.56) mg/g,优于水煎煮法、50%乙醇浸提法、超声辅助95%乙醇提取法和超声辅助双水相法,同时此新方法提取液中杂质的种类和含量更少。提取液经制备型液相色谱进一步分离纯化后,得到了纯度为99.37%的新橙皮苷。该方法具有提取效率高、绿色环保的优点,有助于枳壳作为保健食品的精深开发利用,提升其经济附加值。

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大曲发酵过程的环境温湿度均匀性调控系统研究

周书宇, 田建平, 高剑, 韩李鹏, 胡新军, 黄丹, 补友华, 何立新

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 148-156. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034132

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传统曲房在大曲发酵过程中受曲房空间、堆曲并房的影响,不同位置之间存在较大的温湿度差,最大温差可达22.90 ℃,最大湿度差可达41.40%相对湿度(relative humidity,RH),严重影响大曲的质量和一致性。T-S模糊神经网络控制具有响应速度快、超调量小等特点,能有效解决温湿度调节延迟的问题,从而使曲房内各区域温湿度保持均匀。因此,该文提出了将T-S模糊神经网络控制与曲房控制系统相结合的方法来调控曲房温湿度。搭建曲房的硬件与软件系统,设计T-S模糊神经网络控制器,并利用粒子群算法优化该控制器的参数,对控制器进行仿真和运用控制系统进行实际测试。结果表明,该控制器工作稳定,频率响应快;控制系统能够对曲房的温湿度进行实时测控,使发酵过程中不同发酵部位之间的最大温度差降低至6.30 ℃,最大湿度差降低至8.69%RH。通过该控制系统实现了大曲发酵过程中曲房内部各区域温湿度保持均匀,保证了大曲质量的一致性。

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水相中GOx@ZIF-7/PDA的制备及酶学性能研究

刘思媛, 刘精杏, 王则奋, 朱小璐, 李妍雪, 兰雄雕, 刘彭如, 蓝平

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 157-164. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034120

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原位包埋策略因制备条件温和、操作简单,被普遍应用在酶-金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)生物复合材料的制备中。但只有少部分MOFs能在水相中通过原位包埋法合成酶-MOFs生物复合材料。该研究首次在水相中采用原位包埋法将葡萄糖氧化酶(glucose oxidase,GOx)封装在ZIF-7(zeolitic imidazolate frameworks-7)载体中,并在所得的GOx@ZIF-7生物复合材料上合成了亲水性的聚多巴胺(polydopamine,PDA)修饰层,得到GOx@ZIF-7/PDA。采用单因素试验优化了GOx@ZIF-7/PDA的制备条件。结果表明,固定化pH值为7.0,酶质量浓度为5 g/L,苯并咪唑(benzimidazole,Bim)浓度为50 mmol/L,Zn²⁺与苯并咪唑的摩尔比为1∶9,固定化温度为 35 ℃,固定化时间为40 min,多巴胺的最佳质量浓度为2 g/L的条件下,GOx@ZIF-7/PDA具有最高酶活力回收率为(43.34±2.00)%。与游离酶相比,GOx@ZIF-7/PDA具有高的热稳定性、pH稳定性、贮存稳定性和良好的重复使用性,重复10次后,GOx@ZIF-7/PDA催化活性仍能保持(96.53±2.26)%。以上结果表明,水相原位包埋法制备固定化酶GOx@ZIF-7/PDA策略是高效可行的,有望实现低成本长期稳定的酶催化应用。

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次氯酸钠消毒对水发食品中产生氨基脲的影响

白亚敏, 梁静

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 165-169. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032361

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为研究不同条件下次氯酸钠消毒处理对水发食品中产生氨基脲的影响,该研究系统考察了次氯酸钠溶液浓度、浸泡时间、浸泡溶液pH、浸泡温度等因素对氨基脲产生量的影响。样品经次氯酸钠溶液浸泡处理后,在酸性条件下用邻硝基苯甲醛衍生,乙酸乙酯萃取,正己烷除脂,采用液相色谱-串联质谱法进行检测。结果表明,次氯酸钠溶液质量浓度、浸泡时间、浸泡溶液pH、浸泡温度与氨基脲的产生量呈正相关性;样品经1次清水漂洗后,氨基脲产生量可显著降低。该研究可为改善水发食品生产工艺提供理论参考。

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文昌市椰子资源果实表型和品质综合评价

郑奋, 李智虓, 李梓华, 韩学倩, 黄允, 柯亚丽, 陈丽, 周韬

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 170-177. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032452

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为了更好地开展椰子品种选育工作,以文昌市62份椰子资源的果实为材料,测定果实重量、椰子水重量、果形指数、可溶性固形物、维生素C、蛋白质含量和氨基酸含量等主要果实性状,对其进行相关性分析、主成分分析、聚类分析和综合排序。结果表明,果实表型和品质性状存在不同程度的变异,变异系数为7.29%~43.31%,其中蛋白质含量的变异系数最大,椰子水口感等果实风味指标存在中等的变异程度,pH值的变异系数最小。有28对指标的相关性达到了显著水平,101对指标的相关性达到了极显著水平。主成分分析提取了7个主成分,累积贡献率为80.85%。根据主成分分析结果计算得分并排序,DJ150、PL163、WC105、DG133、CX032、DJ014和DG135综合排名最高,果实品质较好。结合聚类分析的结果,最终筛选出DJ150、PL163、WC105、CX032和DJ014五份优质椰子资源,并将椰子果实品质评价因子简化为5个指标,分别是固酸比、维生素C、氨基酸、椰肉口感和可溶性固形物。研究结果可以为高种椰子品种选育工作提供数据支持。

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发芽对小麦苗酚类物质及抗氧化能力的影响

马燕, 王婧, 程永霞, 乔明武, 宋莲军, 黄现青, 刘星凯, 屈玲玉, 王世铭

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 178-185. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033123

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为研究发芽对小麦苗酚类物质含量及其抗氧化能力的影响,探讨了5个品种小麦苗在不同发芽阶段下的芽苗生长状况、总酚含量及酚类物质合成关键酶苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase, PAL)、肉桂酸-4-羟化酶(cinnamic acid 4-hydroxylase, C4H)和4-香豆酸辅酶A连接酶(4-coumaric acid CoA ligase, 4CL)活性及抗氧化能力的变化。结果表明,发芽显著提高了小麦苗酚类物质合成关键酶活力,5个品种小麦苗总酚含量均有不同程度的提高,不同品种小麦苗差异较大,其中发芽6 d时,5个品种中秋乐168酚类物质含量最高,为740.72 mg GAE/100 g DW。小麦苗ABTS阳离子自由基和DPPH自由基清除能力也随发芽时间的延长而显著提高。相关性分析表明,总酚含量与抗氧化能力之间存在显著相关性(P<0.05)。综上所述,发芽可激活小麦苗酚类物质合成关键酶,显著提高小麦苗酚类物质含量及抗氧化能力,且酚类物质的积累是提高抗氧化能力的重要条件。该研究结果可为将小麦苗研发成富含酚类物质等功能成分的食品提供理论基础。

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超声辅助低共熔溶剂法提取新疆大果沙枣多酚类化合物及其抗氧化活性研究

古丽菲热·伊力哈木, 马梦亚, 艾斯卡尔·吐尔逊, 刘丽燕, 肖移聪, 倪晓莹, 李慕春, 严欢, 艾合买提江·艾海提, 刘军

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 186-194. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033002

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该研究旨在优化超声辅助低共熔溶剂提取新疆大果沙枣多酚类化合物的工艺,评价其体外抗氧化活性。首先比较12种不同组分的低共熔溶剂和3种传统溶剂,从中筛选出得率最高的低共熔溶剂。然后通过单因素试验和响应面Box-Behnken设计试验优化超声辅助低共熔溶剂提取大果沙枣多酚和黄酮的同时考察DPPH自由基、ABTS阳离子自由基清除能力。结果显示,氯化胆碱-苹果酸摩尔比为1∶1、含水率25%、料液比1∶48 (g∶mL)、超声时间34 min、超声温度57 ℃时,大果沙枣多酚得率63.378 mg/g,黄酮得率为33.528 mg/g,DPPH自由基清除能力为35.004 mg TE/g,ABTS阳离子自由基清除能力为82.443 mg TE/g。通过不同提取方法对大果沙枣多酚、黄酮得率及抗氧化活性的比较,发现它们之间呈正相关关系(P<0.05)。该研究提供了一种绿色、高效的从大果沙枣中提取多酚类化合物的方法,在提高了活性成分得率的同时保证了抗氧化活性,适用于大果沙枣活性成分和抗氧化活性的同时提取,对新疆南疆地区大果沙枣资源开发具有科学意义。

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采后苯丙氨酸处理对‘湖景蜜露’桃果皮色泽的影响

马立杰, 邵小达, 赵晟, 潘泓, 赵婧, 张映曈, 凌军, 李鹏霞, 黄雯, 周宏胜

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 195-201. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032905

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为探究苯丙氨酸处理对采后桃果皮着色的影响,该研究以套袋采收的‘湖景蜜露’桃为材料,采用8 mmol/L 苯丙氨酸浸泡10 min处理后于常温(22±2) ℃条件下贮藏8 d,研究苯丙氨酸处理对采后桃果实外观、果皮色差、花色苷含量和花色苷代谢途径相关基因表达水平的影响。结果表明,与对照组相比,采后苯丙氨酸处理可以有效促进桃果实着色,显著提高桃果皮色差ΔE值、a^*值、颜色指数(color index of red grape,CIRG)和总花色苷含量,在贮藏第8天时,苯丙氨酸处理组的花色苷含量是对照组的1.64倍;苯丙氨酸处理显著促进了贮藏前期桃果皮中花色苷合成相关结构基因(PAL、F3H、DFR、UFGT)和调节基因(MYB10.1、bHLH3、WD40-1)的表达。研究证实了采后苯丙氨酸处理在促进套袋桃果皮花色苷合成和果皮着色中的作用,为苯丙氨酸在桃采后色泽调控中的应用提供一定技术指导和理论依据。

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浸渍冷却对鲜切皇冠梨品质特性的影响

张晓敏, 张馨月, 王娅, 李倩钰, 年蕊, 曹雪慧

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 202-207. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032191

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为探究不同冷却液对鲜切皇冠梨品质特性的影响,对鲜切梨进行空气冷却、水浸渍冷却、载冷液浸渍冷却处理,通过测定冷却速率、呼吸强度、硬度、色差、总酚以及多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)和过氧化物酶(peroxidase, POD)活性等指标,探究不同冷却液对鲜切梨块品质的影响。结果表明,浸渍冷却与空气冷却相比,浸渍冷却明显提高冷却速率,缩短冷却时间;浸渍液中添加氯化钠、维生素C及乳酸钙,使鲜切梨的呼吸强度得到显著抑制(P<0.05),有效维持了可滴定酸含量及梨块的色泽;同时,硬度也得到了较好的保持,接近于新鲜皇冠梨块;总酚含量、PPO活性和POD活性之间呈正相关,且总酚含量保持在较高水平。综上,氯化钠、维生素C及乳酸钙溶液浸渍冷却不仅可提高冷却速率,降低呼吸强度,维持总酚含量,还能保持鲜切皇冠梨的硬度与色泽。

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铁皮石斛低聚糖分离纯化及其益生活性

丁凯莉, 魏明, 吴萍香, 聂风, 钱森和, 赵世光

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 208-215. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034273

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为了探究铁皮石斛低聚糖组成及其益生活性,利用DEAE-52阴离子纤维素和Sephadex G-10葡聚糖凝胶色谱柱分离纯化得到铁皮石斛低聚糖DOO1-1组分,评价了该低聚糖对干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、两歧双歧杆菌和肠道菌群的益生作用。结果表明,铁皮石斛低聚糖DOO1-1含量为81.37%,其相对分子质量为2 270,主要由葡萄糖和甘露糖组成,还有少量葡萄糖醛酸、半乳糖和阿拉伯糖,DOO1-1具有较强的抗消化能力。铁皮石斛低聚糖DOO1-1能促进干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、两歧双歧杆菌和肠道菌群等微生物的增殖,其效果好于低聚果糖。DOO1-1能被这些益生菌利用产生短链脂肪酸,其中乳酸和乙酸含量较多,而丙酸和丁酸含量较少。试验结果表明,铁皮石斛低聚糖DOO1-1是一种良好的益生元,具有潜在的开发价值。

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pH对果胶-酪蛋白复合物包埋体系理化稳定性的影响

刘瑞, 刘郁琪, 钟金锋, 刘雄, 覃小丽

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 216-223. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032487

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果胶-酪蛋白构造的复合物包埋体系可解决姜黄素因稳定性差、生物利用度低而导致的生物活性发挥受到限制的问题,然而该复合物的稳定性极易受pH的影响。该研究采用实验和分子动力学模拟联合的方法研究了pH对果胶-酪蛋白包埋体系的物理性质、稳定性和相互作用的影响。结果表明,pH 5.0条件下制备的果胶-酪蛋白复合物对姜黄素的包封率(96.0%)显著高于pH 7.0条件下制备的复合物(83.2%);此外,pH 5.0条件下制备的果胶-酪蛋白复合物提高了姜黄素在高温条件下和胃肠道消化过程中的稳定性,其对姜黄素的保留率分别为66.9%和86.2%,显著高于pH 7.0条件下制备的复合物对姜黄素的保留率(48.8%和68.9%)。此外,采用分子动力学模拟分析了复合物的均方根偏差和分子间氢键,结果显示在pH为5.0条件下的果胶-酪蛋白-姜黄素复合物的均方根偏差平衡值最低,为0.69 nm,表明其具有最好的稳定性;同时,该复合物相互之间可以形成更多的氢键,对维持其稳定性有着重要作用。该研究从实验和理论计算的角度讨论了pH对果胶-酪蛋白复合物作为姜黄素包埋体系的理化稳定性的影响机制,可为果胶-酪蛋白复合物的性能调控提供借鉴和参考。

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柠檬苦素诱导塔宾曲霉UA13高产柠檬苦素转化酶的研究

陈钰亭, 李文杰, 杨睿昕, 雷生姣, 王顺顺, 杨丹丹, 欧阳侬非

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 224-231. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034219

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以柠檬苦素为代表的三萜化合物是柑橘类水果在加工过程中产生“后苦味”的主要原因,采用酶法转化使柠檬苦素的含量降低是目前较适合果汁加工业的方法。该研究以实验室前期分离并经等离子体(atmospheric room temperature plasma,ARTP)诱变获得的塔宾曲霉UA13为出发菌株,采用柠檬苦素作为诱导物对其进行产酶诱导,并对菌株的发酵产酶工艺和酶的底物亲和性进行研究。结果表明,在1 L发酵罐培养基中,接种量10%(体积分数)、初始pH值5.0、搅拌转速250 r/min、30 ℃的最适条件下发酵,柠檬苦素转化酶活力最高可达48.52 U/mL。酶对柠檬苦素的底物亲和性研究结果表明,柠檬苦素转化酶的K_m值为0.622 mmol/L,说明诱导后的菌株UA13所产酶对柠檬苦素的亲和力增强。同时研究结果显示,柠檬苦素转化酶具有较好的耐热性和耐酸性,在柑橘果汁加工业中具有非常好的应用前景。

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青钱柳水提物对果糖诱导的代谢综合征大鼠糖脂代谢的影响

陈靓, 田星, 邹雅倩, 慕佳, 陈絮蒙

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 232-241. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035528

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近年来,代谢综合征发病率不断上升,药物治疗存在一定局限性,通过天然植物干预代谢综合征发生发展已成为研究热点。该研究通过果糖诱导的大鼠代谢综合征模型和网络药理学探讨青钱柳水提物调节糖脂代谢紊乱的作用及机制。实验设置正常对照组、代谢综合征模型组、青钱柳干预组、青钱柳对照组。代谢综合征模型组和青钱柳干预组通过10%果糖溶液长期替代饮用水诱导代谢综合征。青钱柳干预组和青钱柳对照组每天用青钱柳水提物(800 mg/kg)灌胃,模型组用等体积生理盐水灌胃。动态观察大鼠基本状态、体质量、空腹血糖值。10周后测量大鼠口服葡萄糖耐量、胰岛素耐量、腰围、体长、肝重,计算Lee′s指数、肝脏指数,对肝脏HE染色并评分,检测血清和肝脏组织总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白、肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1β、白细胞介素-6水平、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、丙二醛、晚期糖基化终末产物水平。基于文献及数据库筛选重要靶点,构建“青钱柳-成分-靶点-代谢综合征”网络及蛋白-蛋白互作网络,并完成KEGG通路富集分析。实验结果表明,青钱柳水提物可显著改善果糖诱导的大鼠体重、腰围、Lee′s指数、肝脏指数及病理变化,调节糖脂代谢紊乱,缓解肝脏脂质过氧化及氧化损伤,降低血清及肝脏炎症因子水平。网络药理学结果提示其糖脂代谢调节的物质基础主要为酚类物质,机制涉及炎症和氧化应激,重要信号通路为AGE-RAGE等,与动物实验结果相印证。综上,青钱柳水提物对果糖诱导的代谢综合征大鼠糖脂代谢紊乱具有积极的调节作用,机制涉及炎症及氧化应激。

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不同发酵剂对发酵香肠品质的影响

杨小莹, 肖珊, 庞煜, 王波, 蔡燕雪, 王际辉

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 242-249. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034113

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微生物群落对发酵香肠的品质特征的形成具有重要作用,目前很多研究应用单一菌种作为发酵剂来改善发酵香肠品质,但将酵母菌与腐生葡萄球菌混合作为发酵香肠的发酵剂的相关研究还未见报道。该文研究了自然发酵(空白组)、接种腐生葡萄球菌、德巴汉逊氏酵母菌以及同时接种两种菌(1∶1)对发酵香肠的微生物、理化性质和风味的影响。结果表明,发酵结束后,空白组的菌落总数和pH值显著高于其他3组;3个接菌组香肠的亮度值、红度值和黄度值显著高于空白组;接种单一和混合发酵剂显著抑制了发酵香肠的脂肪和蛋白质氧化;接种不同发酵菌株显著增加了发酵香肠挥发性风味物质的丰度,减少了醛类物质的产生。综上,德巴汉逊氏酵母与腐生葡萄球菌单一和混合接入发酵香肠后,均可在不同程度上抑制杂菌生长,促进发色,促进酯类等风味物质产生,其中,混菌发酵组效果最佳。

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提取和干燥方式对肉苁蓉提取物中有效成分的影响

杨国斌, 韩玲, 余群力, 刘兴龙, 周鑫魁

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 250-258. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032559

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该研究利用纯水和乙醇为提取溶剂,以亚临界水提取,回流提取,超声提取,超临界流体提取4种提取方法,分别提取肉苁蓉中的有效营养物质。得到提取产物后以提取产物中肉苁蓉指标性物质(肉苁蓉苷)、营养元素、维生素含量作为质量指标,以农药残留含量作为安全卫生指标。评价不同溶剂、不同提取方式对肉苁蓉有效成分的影响。结果表明,亚临界水提取得到的产物中肉苁蓉苷含量比其他提取方式高2.93%~40.63%,维生素含量比其他提取方式高6.64%~35.75%,同时农药残留含量比其他提取方式降低了72.89%~84.47%;该提取方式能提高有效物质提取效率,减少有害物质溶出。提取过程不产生污染环境的废弃物,同时分别采用真空冷冻干燥法,常压烘干法,减压烘干法对肉苁蓉提取液进行干燥处理,得到提取产物粉末。再次检测不同粉末中有效营养物质的含量,发现其中真空冷冻干燥法能有效防止制备提取物粉末中的营养物质散失。其他2种干燥方式得到的提取产物比真空干燥产物的营养物质含量下降了9.09%~57.14%。利用亚临界水提取肉苁蓉中有效物质,并结合真空冷冻干燥法制备提取物的干制粉末,具有低毒、高收益、绿色环保的特性。

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复配精油抑菌剂的制备及其对鲜切猪肉的抑菌作用

李娜, 乔宏萍, 王宇欣, 安金花, 杜晓雅, 李晓君

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 259-265. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034016

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通过水蒸气蒸馏法提取肉桂精油(cinnamon essential oil,CEO)、紫苏精油(perilla essential oil,PEO)和牛至精油(oregano essential oil,OEO),采用微量二倍稀释法测定单一植物精油的最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC),用棋盘稀释法计算复配精油的分级抑菌浓度指数,并探究复配精油的抑菌效果及对鲜切猪肉的保鲜抑菌作用。结果表明,3种精油对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌均有抑菌作用,抑菌能力的大小表现为肉桂精油＞紫苏精油＞牛至精油;精油复配后存在协同或相加现象,其中,肉桂-紫苏精油复配剂对2种供试菌种的抑菌效果显著优于肉桂-牛至精油复配剂和紫苏-牛至精油复配剂。肉桂-紫苏精油复配在一定程度上能有效抑制鲜切猪肉水分及蛋白质含量的损耗,抑制微生物生长并保持鲜猪肉的色泽,证明肉桂-紫苏精油复配剂对鲜切猪肉具有一定的保鲜抑菌作用。

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冷冻干燥法制备淀粉气凝胶及其疏水改性研究

段真利, 陈景华, 林旻

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 266-274. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032561

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利用溶胶-凝胶-冷冻干燥技术制备了淀粉气凝胶材料,测试并分析了淀粉种类及直链/支链比例对气凝胶材料形貌、密度、收缩率、孔隙结构以及隔热性能的影响。优选出木薯淀粉为最适宜制备隔热气凝胶材料的原料,其所制备的气凝胶具备大孔、介孔及部分片层结构,密度低至0.094 g/cm³,孔隙率高达88.63%,导热系数低至0.043 W/(m·K),具有优良的保温隔热性能。通过一步法制备柠檬酸交联改性木薯淀粉气凝胶,以甲基三甲氧基和十六烷基三甲氧基硅烷包覆疏水纳米SiO₂制备疏水溶液,然后制备加入交联剂和自制硅烷疏水溶液的改性木薯淀粉气凝胶。扫描电镜测试结果表明,制备的改性气凝胶材料具有更加坚实的网络结构和致密的孔隙。导热系数测试结果表明,改性木薯淀粉气凝胶导热系数低至0.048 W/(m·K)。接触角测试结果表明,水滴滴入立即测量接触角达139.5°,5 min后测量接触角仍有129.5°,且表面和内部均有疏水效果。改性气凝胶具有优良的保温隔热以及疏水性能,其在食品保温材料领域具有广阔的应用前景。

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新疆地区母乳中乳酸菌的分离鉴定及潜在益生菌的筛选

国笑情, 武岳, 李瑜, 罗瑞, 刘文俊

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 275-281. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034359

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母乳是婴儿营养物质的主要来源且蕴藏着丰富的乳酸菌资源。为了了解新疆地区母乳中乳酸菌组成,筛选母乳中具有优良益生特性的双歧杆菌。该文通过传统纯培养方法对6份新疆地区母乳中的乳酸菌进行分离鉴定。以益生菌株Bifidobacterium lactis BB12作为对照,通过发酵特性、体外胃肠液耐受性及胆盐耐受性试验对双歧杆菌进行筛选,得到2株具有潜在益生特性的双歧杆菌,对其进行最适pH,最适温度,对NaCl的耐受性,生长曲线及菌株产酸能力等生理生化特性试验。从6份样品中共分离到69株乳酸菌,鉴定为7个属11个种及亚种,其中Streptococcus salivarius为优势菌,通过初步筛选获得2株具有潜在益生特性的双歧杆菌:Bifidobacterium longum IMAU99727和Bifidobacterium animalis subsp. lactis IMAU99728,有望作为新的母乳源益生菌进行其他益生特性研究和开发利用。

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基于自适应神经模糊推理系统及随机分形搜索算法的黄酒发酵过程建模与优化

刘登峰, 蒋国庆, 许锡飚

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 282-288. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034013

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黄酒酿造是多菌种混合发酵,具有产物多样的特点,已有的黄酒发酵过程模型是建立在主要生化反应基础上的发酵动力学模型,模型的精度和泛化能力尚不能满足工业需求。针对黄酒醪液中生成产物多样的特征,该文利用模糊系统的建模策略,将自适应神经模糊推理系统的单维度输出扩展到多维度输出,提出了多输出自适应神经模糊推理系统模型;然后针对该模型参数量大的特点,该文将莱维飞行和层次学习策略融入随机分形搜索算法,提出了层次学习随机分形搜索算法,用于模型参数的辨识与优化。仿真结果表明,该算法提升了模型的精度和泛化能力,实现了不同生产批次黄酒发酵状态的良好预测。

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顶空固相微萃取-全二维气相色谱-飞行时间质谱解析泉香型白酒的风味物质

秦炳伟, 吕志远, 张梦梦, 刘阳晴雪, 刘玉涛, 王文洁, 胥鑫钰, 李小杰, 崔新莹, 商海林, 王瑞明, 高红波, 宋妍妍

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 289-296. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034296

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泉香型白酒是一种创新香型,属于其他香型。为了定性泉香型白酒挥发性组分的种类数和解析泉香型白酒的风味物质,该研究采用顶空固相微萃取-全二维气相色谱-飞行时间质谱(headspace solid phase microextraction -comprehensive two-dimensional gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry, HS-SPME-GC×GC-TOF-MS)对泉香型白酒挥发性风味物质进行组分鉴定,根据正向和反向匹配度均>800、可能性≥75%,再结合C7~C40正构烷烃保留指数(retention index, RI)进行定性,采用归一化法与内标法进行半定量,计算气味活度值(odor activity values, OAV)。共检测出1 258种成分,利用匹配度和可能性定性,鉴定出可信度较高的566种香气成分,其中酯类峰面积最大,其次是醇类、酸类、醛类和酮类,说明这五类是泉香型白酒重要香气组分。再利用正构烷烃RI值定性出泉香型白酒重要成分251种。根据OAV值,共鉴定出21种关键酯类香气化合物,通过对泉香型白酒与浓香型白酒和芝麻香型白酒样品中酯类、醇类、酸类、醛类、酮类、吡嗪和硫化物等不同种类香气组分比较分析,鉴定出泉香型白酒与浓香型白酒和芝麻香型白酒的共性与差异性。基于HS-SPME-GC×GC-TOF-MS检测方法对泉香型白酒风味物质进行全面解析,将有助于对泉香型白酒风格独特的认识,进而科学有效地进行质量控制和品质提升。

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佛手类黄酮和香豆素类物质的靶向筛查和定量分析研究

谭涛, 董思龙, 秦艳, 赵希娟, 焦必宁

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 297-305. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033813

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目前对佛手(Citrus medica L.var.sarcodactylis Swingle)次生代谢产物筛查鉴定的物质种类偏少且缺乏系统的定量分析。该文采用超高效液相色谱串联三重四级杆质谱法(ultra-high performance liquid chromatography coupled with triple-quadrupole mass spectrometry, UPLC-QqQ-MS/MS)同时对金华和云南两地的佛手中36种类黄酮和23种香豆素类物质进行靶向筛查,共检出了36种类黄酮和21种香豆素类物质,并对其中的34种类黄酮和21种香豆素进行了准确定量,有2种物质能检出但不能准确定量,这是目前对佛手所含次生代谢产物进行定量分析物质数量最多的研究。结果显示,金华佛手和云南佛手中所测类黄酮总含量分别为(757.11±27.12) μg/g和(803.98±29.41) μg/g,香豆素类物质总含量分别为(1 102.72±13.29) μg/g和(676.97±49.77) μg/g。地奥司明是金华佛手和云南佛手含量最高的类黄酮,分别高达(345.85±19.92) μg/g和(417.73±12.13) μg/g,其次是橙皮苷,含量分别为(201.93±1.07) μg/g和(271.78±13.08) μg/g。川陈皮素和枸橘苷在2种佛手中均有检出,但不能准确定量,栀子黄素B在金华佛手中有检出,但不能准确定量,在云南佛手中的含量也低于0.1 μg/g;柠檬内酯(5,7-二甲氧基香豆素)是2种佛手中含量最高的香豆素类物质,分别高达(946.17±10.78) μg/g和(561±46.42) μg/g,花椒毒素和异补骨脂素在2种佛手中均无检出。此外,有14种类黄酮和4种香豆素首次在佛手中检出,包括牡荆素鼠李糖苷、5-羟基-7,8,4′-三甲氧基黄酮、半齿泽兰素-5-甲醚、根皮素、根皮苷、蔓荆子黄素、异橙黄酮、4′,5,7,8-四甲氧基黄酮、4′,5,6,7-四甲氧基黄酮、芹菜素、栀子黄素B、栎精-3,7,3′,4′-四甲醚、金合欢素、3′,4′,5,5′,6,7-六甲氧基黄酮以及6′,7′-环氧香柠檬亭、6′,7′-二羟基香柠檬亭、5-牻牛儿醇基-7-甲氧基香豆素和异紫花前胡内酯。研究结果将为佛手类黄酮和香豆素类次生代谢的相关数据库提供数据支撑,为佛手种质资源的开发利用提供参考。

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基于集成学习和近红外光谱的蓝莓贮藏品质检测方法研究

张晨, 朱玉杰, 冯国红

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 306-314. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035198

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针对传统化学方法测定蓝莓贮藏品质存在工序复杂、成本高等问题,提出一种基于集成学习和近红外光谱技术的无损检测方法。以150个瑞卡蓝莓样本和30个绿宝石蓝莓样本为研究对象,利用近红外光谱仪采集不同贮藏时间的瑞卡蓝莓和不同成熟度的绿宝石蓝莓近红外反射光谱。利用光谱-理化值共生距离法(sample set partitioning based on joint X-Y distance, SPXY)将瑞卡蓝莓样本按照4∶1的数量比划分为训练集和验证集,绿宝石蓝莓样本为测试集,统一采用偏最小二乘法(partial least squares regression, PLSR)对比分析标准正态变换(standard normal variate transformation, SNV)、数据标准化(Z-score standardization, Z-score)、一阶导数(first derivative, 1st-D)、二阶导数(second derivative, 2nd-D)中一种或几种组合方法对原始光谱的预处理效果,使用竞争性自适应重加权采样法(competitive adaptive reweighted sampling, CARS)对蓝莓近红外光谱特征波长进行筛选,将支持向量回归(support vector regression, SVR)、极端梯度上升(extreme gradient boosting, XGBoost)和多层感知机(multilayer perceptron, MLP)作为基模型,采用Stacking集成策略,建立Stacking集成学习模型。将与蓝莓贮藏品质最为相关的维生素C、可溶性固形物(soluble solids content, SSC)和花青素作为标签,分别训练4种预测模型,其中Stacking集成模型最优,维生素C、SSC和花青素测试集相关系数R²分别为0.872 6、0.881 4和0.905 5,均方根误差(root mean square error, RMSE)分别为0.566 4、0.696 3和1.693 9,相对分析误差(relative percent deviation, RPD)分别为2.801 6、2.903 7和3.253。结果表明,该文提出的Stacking集成学习模型融合SVR、XGBoost和MLP的优势,具有精度高,稳定性好,泛化能力强的特点,可为蓝莓无损检测研究提供新的思路。

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基于顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术对不同产地黄金百香果的代谢组学分析

卢晨, 陈楠, 王立娟, 袁启风, 颜培玲, 史斌斌, 粟睿, 马玉华

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 315-321. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035700

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该实验使用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术对来自3个不同产地黄金百香果果肉的挥发性代谢物质进行了定性和定量分析。共鉴定出183种与香气相关的挥发性代谢物质,分成14类,其中酯类最为常见,占38%。通过主成分分析方法分析挥发性成分,结果显示来自不同地区的样品被分为3组。正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)分析表明该模型稳定,可用于筛选挥发性代谢物质的差异。通过OPLS-DA模型分析3个比较组中的挥发性代谢物质,筛选出投影中的可变重要性(variable importance in projection,VIP)值≥1,且P＜0.05的成分,主要包含酯类和萜类等物质,可用于后续研究。结果表明不同产地的黄金百香果挥发性代谢物质存在差异,该研究可为黄金百香果的产地鉴别和品质评价提供参考。

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大蒜多糖结构及生物活性研究进展

苗昆, 刘艳, 王杰, 隗鑫曈, 颜培正, 张秀云, 赵东升

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 322-331. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033361

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大蒜为百合科葱属植物的鳞茎,是一种药食两用的天然产物资源。多糖是大蒜主要成分之一,也是大蒜药效的物质基础之一。文章系统总结了近年来大蒜多糖的结构特征及生物活性的研究进展,发现其主要结构为果聚糖,具有抗氧化、免疫调节、护肝、抗炎、抗癌、益生等多种功效, 在食品及保健产品等方面有着良好的应用价值。未来有必要进一步加强大蒜多糖高级结构和构效关系的解析,明确其生物活性的作用机制,以促进大蒜多糖在功能性食品和治疗药物中的开发利用。

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发酵食品群落生态系统微生物相互作用的研究进展:聚焦交叉喂养

慕婷婷, 荣良燕, 吴建军, 李儒仁

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 332-339. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033879

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发酵食品群落微生态系统具有微生物种类繁多、互作形式多样、代谢反应复杂、时空差异显著等特点,造成发酵过程调控困难,产品品质批次稳定性差。超过98%的微生物都属于营养缺陷型,需要依赖特定的外源营养物质进行生长。交叉喂养是一种细菌所分泌的代谢产物被另一种细菌分解代谢、消耗的现象。目前关于发酵食品微生态的研究已获得了许多相关性结论,但因缺乏菌株水平微生物互作的相关研究,尤其是“基于营养缺陷的代谢产物交互作用如何塑造发酵食品群落微生态的结构和功能,进而影响发酵食品品质”的研究,仍无法有效控制群落结构和功能变化。该文主要介绍了发酵食品中微生物电子供体交换,氨基酸、维生素交叉喂养,强调了从时空角度理解微生物交互网络的必要性,探究了微生物交叉喂养、有效筛选关键少数菌种和理性调控微生物群落的研究策略。

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益生菌在降低食品有毒污染物中对人体的作用

谈丽蓉, 古丽加马力·艾萨, 迪丽拜尔·吐尔逊, 靳奥飞, 杨灼南, 张瑞

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 340-346. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033803

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近年来,由于食源性污染物对人类健康的潜在影响,人们越来越重视食品中有毒物质的预防和控制措施。因此,有毒物质的可食用微生物降解作用及机理成为研究热点及趋势。该文对食品中2种常见有毒物质丙烯酰胺和多环芳烃的毒性、危害及其被益生菌降低作用条件及机理进行了综述,并指出益生菌(特别是乳酸菌和酵母菌)具有减少有毒物质的暴露和毒性的能力。这将为食品中有毒物质的高效去除提供理论基础和生物防治策略,对食品安全及人类健康具有重要意义。

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基于特异性识别元件的电化学传感器在食品中重金属检测的研究进展

彭钢, 刘玉婷, 宋继博, 郭梦雪, 翟立公

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 347-355. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036160

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重金属污染是造成食品安全问题的重要原因之一,同时,重金属检测体系复杂,干扰因素较多,因此开发高效、抗干扰强、操作简便的重金属检测方法是至关重要的。电化学传感技术操作简便、灵敏度高,响应快,在重金属检测中应用广泛,而将特异性识别元件与电化学传感技术结合可以进一步提高其在实际样品中检测重金属的抗干扰性。该文综述了特异性识别元件主要包括脱氧核酶、适配体和离子印迹聚合物及其区别,并介绍了基于特异性识别元件的电化学传感器在食品中重金属(主要包括Pb²⁺、As³⁺、Cd²⁺、Cr^3+/6+)检测的应用。此外,对特异性识别元件在重金属检测领域做出展望,为后续研究提供参考。

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槟榔生物碱致癌性、致口腔黏膜下纤维化及兴奋作用等活性研究进展

张晶, 代佳慧, 代文婷, 王世萍, 康效宁, 吉建邦

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 356-364. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035535

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槟榔是棕榈科植物槟榔的果实,是海南农业经济的重要支柱产业。生物碱是槟榔中重要的生物活性物质,与嚼食槟榔引起的神经兴奋作用密切相关。槟榔中生物碱种类众多,各生物碱含量、结构、作用也不尽相同,生物碱的含量与槟榔产品的成瘾性和致癌性密切相关。槟榔生物碱同时具有促进胃肠道消化、驱虫、抑菌、抗抑郁等的正面及致癌性、致口腔黏膜下纤维化、生殖系统毒性等的负面效应。该文系统全面地概述了目前研究报道的槟榔生物碱的种类结构、生物碱形成亚硝胺衍生物的代谢途径及致癌性研究进展、生物碱致口腔黏膜下纤维化及兴奋作用的分子机制以及槟榔生物碱在心血管系统、消化系统、生殖系统等系统中发挥的作用,以期为槟榔生物碱的深入研究提供理论指导。

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基于淀粉回生处理的淀粉凝胶食品品质评价研究

缪文慧, 鲁佩杰, 王明辉, 马梦恬, 张桂香, 张学军, 王华东, 张炳文

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 365-373. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033372

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淀粉回生是多数淀粉凝胶食品生产过程必不可少的处理工艺,但贮藏期间淀粉凝胶会过度回生从而降低食品的食用价值。鉴于此,科学有效地利用淀粉回生对淀粉凝胶食品加工和食用品质改良具有重要意义。该文基于淀粉凝胶形成机理与回生机制,论述了回生处理对淀粉凝胶食品的理化性质、微观结构、消化性能及食用品质4个方面的影响规律,分析了其中潜在的机理,探讨了淀粉凝胶回生时间、温度等的变化与食品宏观品质之间的相关性。指出在不当的长期贮藏过程中,回生行为会导致淀粉凝胶食品不同程度的劣变,而适宜的短期回生与回生温度对淀粉凝胶制品特定的生产要求、品质指标、功能特性等有积极作用。对淀粉凝胶食品品质的评价研究可为淀粉回生选择调控、凝胶食品品质精准提升提供一定的思路与理论指导。

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低盐榨菜加工中的危害因素分析及控制研究进展

李瑶, 余永, 陈海, 周鸿媛, 张宇昊, 赵平, 余帮兵, 马良

食品与发酵工业. 2023, 49(18): 374-380. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033487

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榨菜作为世界三大著名腌制蔬菜之一,风味独特、适口性好、加工及携带便捷,备受消费者青睐。但在大健康背景和需求下,榨菜含盐量高的特点制约了产业的发展,因此低盐榨菜逐渐成为产业发展趋势之一。低盐产品易遭受有害微生物污染,减盐后产品中危害因子的种类与含量也将发生一定的变化,如何在榨菜加工过程中实现安全减盐不减味成为产业发展的桎梏之一。该文通过分析总结榨菜加工工艺环节中影响榨菜安全品质的危害因素,基于先进的全程质量控制体系理念结合低盐榨菜加工工艺分析了榨菜安全品质控制的研究进展,并展望了低盐榨菜今后的发展趋势,为榨菜品质的控制和提升提供理论参考。

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2023年, 第49卷, 第18期　刊出日期：2023-09-25

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