2023年, 第49卷, 第19期　刊出日期：2023-10-15

  

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研究报告
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  N-糖基化改造提高Aspergillus fumigatus生淀粉糖化酶的催化效率

  宋伟艳, 佟毅, 李义, 陶进, 梁颖超, 刘松, 李江华

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 1-6. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034816

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  生淀粉糖化酶(raw starch glucoamylase,RSGA)可以直接作用于未糊化淀粉颗粒。该研究基于Aspergillus fumigatus来源RSGA氨基酸序列分析发现,Asn121、Asn422和Asn610位点均为Asn-Xaa-Ser形式的糖基化基序,具有将其突变为Asn-Xaa-Thr形式糖基化基序的潜力。首先,利用NetNGlyc 1.0 Server评估突变序列N-糖基化的可能性,并获得突变体S123T(Asn121-Pro122-Thr123)、S424T(Asn422-Gly423-Thr424)和S612T(Asn610-Arg611-Thr612)。突变体在Komagataella phaffii中表达并完成糖基化,利用去糖基化酶EndoH处理进一步验证突变体均成功被糖基化。在此基础上,以生玉米淀粉为底物,在40 ℃,pH 4.6的条件下分析了突变体S123T、S424T和S612T的催化效率(k_cat/K_m),分别是RSGA的1.31、1.29和1.15倍,这主要是由于K_m值降低导致突变体对底物的亲和力增加造成的。此外,蛋白浓度及十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)分析显示突变体S123T表达量提高了9.3%,且糖基化效果显著。酶学性质分析结果显示,重组酶的最适反应温度从70 ℃降低到60 ℃。研究结果表明,N-糖基化基序改造是一种有效的提高RSGA的催化效率的策略。
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  氨基酸转氨/脱羧双功能酶克隆表达、功能鉴定及其机理研究

  丁小洁, 刘嘉荔, 杨静文, 胡雪芹, 张洪斌

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 7-14. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034741

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  大肠杆菌来源的L-天冬氨酸转氨酶(L-AspAT)是一种具有严格立体选择性、高效一步合成特性的生物催化剂,研究该酶对于手性胺化合物的生物合成至关重要。该研究将野生大肠杆菌来源的L-天冬氨酸转氨酶基因克隆表达至大肠杆菌工程菌BL21(DE3)中高效表达、分离纯化出该酶,并对该酶催化的反应进行功能鉴定。结果表明该酶是一种具有催化氨基酸转氨和二羧酸底物非氧化脱羧2种催化能力的双功能酶,该研究对其催化的2种反应酶学性质分别进行了研究,同时对酶催化机理进行了探讨。检测反应液中底物和产物的浓度随时间的变化,发现反应体系中先进行转氨反应,待反应液中脱羧底物浓度足够多时才开始进行脱羧反应,脱羧反应同时又促进转氨反应,2种反应相互影响,互相促进。同时将L-AspAT分别与转氨和脱羧的底物小分子对接,结果显示,L-天冬氨酸转氨酶对于谷氨酸和酮戊二酸而言,对接获得的结合位点是不同的,该双功能酶存在2个催化活性中心用来催化不同的反应。实验发现转氨反应的最适温度为35 ℃,脱羧反应的最适温度为37 ℃。2种反应的最适pH均为8,5 mmol/L的Cu²⁺和Mg²⁺能够促进转氨反应,5 mmol/L的Ni²⁺能够促进脱羧反应。
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  氨基脱氧分支酸合成酶对谷氨酸棒杆菌生长和产L-丝氨酸的影响

  刘安倩, 颜文斌, 肖文翰, 张晓梅, 史劲松, 许正宏

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 15-21. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034927

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  L-丝氨酸是化学和材料领域中最为重要的30个骨架化合物之一,但至今尚未实现微生物发酵法工业化生产L-丝氨酸。氨基脱氧分支酸合成酶(aminodeoxychorismate synthase,ADC synthase)是L-丝氨酸分解代谢相关的关键酶,研究前期发现,与出发菌株SSAAI相比,通过ARTP诱变获得的高产L-丝氨酸突变株A36中氨基脱氧分支酸合成酶编码基因pabAB 426位发生点突变(T426I),而氨基脱氧分支酸合成酶基因突变对酶活力、菌株生长及产L-丝氨酸的影响尚未见报道。该文采用pK18 mobsacB质粒在出发菌株SSAAI上对pabAB进行426位定点突变(T426I)研究,结果发现,pabAB定点突变株的生物量比出发菌株SSAAI下降29.3%,L-丝氨酸产量提高15.9%。同时对氨基脱氧分支酸合成酶酶活力进行测定,发现氨基脱氧分支酸合成酶编码基因pabAB 426位的T426I突变导致酶的比活力下降。进一步采用不同强度的启动子调控高产菌株A36中氨基脱氧分支酸合成酶的活力,构建重组菌株A36-Pkan和A36-Dap-e;与出发菌株A36相比,重组菌氨基脱氧分支酸合成酶的比酶活力均有提高,发酵120 h时,生物量分别提高8.3%和16%,而L-丝氨酸产量分别下降18.2%和22.6%,说明提高氨基脱氧分支酸合成酶酶活力有利于谷氨酸棒杆菌生长却不利于产L-丝氨酸。
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  黑曲霉酸性果胶裂解酶在大肠杆菌中的表达和酶学性质研究

  张海云, 马佳宁, 李阳阳, 阳鹏辉, 宋伟艳, 刘松

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 22-29. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034342

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  酸性果胶裂解酶能以β-反式消去作用断裂果胶中的α-1,4糖苷键形成不饱和寡聚半乳糖醛酸,对食品等工业中高酯化果胶降解具有重要意义。该研究将黑曲霉Aspergillus niger AG11来源的酸性果胶裂解酶(pelA)在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中进行表达,并进行了蛋白标签优化和酶学性质研究。最终确定在N端融合碳水化合物结合结构域(carbohydrate-binding structural domain, CBM)时,pelA的胞内酶活力最高,达到3.25 U/mL,比初始条件下提高4.12倍。对CBM切除前后pelA的酶学性质进行测定,结果表明pelA的比酶活力、最适反应温度及最适反应pH分别为15.45 U/mg、40 ℃和5.0,pelA在30~50 ℃孵育2 h保持80%以上活性,这与pelA+CBM相同,在40 ℃、pH为4.0~5.0时孵育2 h,相对酶活力保持在60%以上,此时pelA+CBM具有80%以上的活性。以柑橘果胶为底物,pelA的K_m和k_cat分别为4.44 mmol/L和31.44 s^-1。该研究结果为pelA的分子改造和在工业生产中的应用奠定了基础。
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  分子改造羰基还原酶CpCR提高其催化合成2-苯乙醇能力

  陈孟军, 吕育财, 龚大春, 郭金玲

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 30-37. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034383

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  该研究对近平滑假丝酵母ATCC 7330羰基还原酶CpCR进行分子改造,以提高其催化合成2-苯乙醇的能力。通过易错PCR构建突变文库,利用2,4-二硝基苯肼高通量筛选阳性突变株,测序确定氨基酸突变位点。再通过蛋白质半理性设计进行虚拟饱和突变,采用定点突变技术进行构建和评价。筛选获得突变体T171F具有更强的催化能力和热稳定性。进一步考察了催化时间、温度、pH值和底物浓度对wtCpCR和T171F催化合成2-苯乙醇的影响。研究表明,酶最适催化合成2-苯乙醇的温度为30 ℃;T171F最适催化合成2-苯乙醇的pH为6.5;苯乙醛的质量浓度为1 000 mg/L时T171F产率可达91.24%,是wtCpCR的2.8倍。此外,突变体T171F相比wtCpCR催化时间由10 h降低到4 h,催化效率得到很大的提高。该研究为羰基还原酶催化合成2-苯乙醇提供科学基础,同时具有一定的应用价值。
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  吡咯伯克霍尔德氏菌Burkholderia puraquae新型磷脂酶C催化特性及其应用研究

  李科娜, 吴楠, 杨旭, 孙永威, 段晨阳, 张志平, 宋丽丽, 张靖楠, 魏涛

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 38-43. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034369

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  酶法脱胶是一种植物油脂脱胶的绿色新工艺,具有反应条件温和、脱胶完全、副产物少、得油率更高、生产用水和废水排放少等特点,因此近年来受到油脂行业的广泛关注。磷脂酶C是油脂酶法脱胶技术重要的工业用酶之一,但目前已报道的磷脂酶C存在催化活性、稳定性不高、微生物来源酶不易分离纯化和重组酶多以包涵体表达等问题。该研究从吡咯伯克霍尔德氏菌(Burkholderia puraquae)克隆表达磷脂酶C基因plc_bp,构建重组大肠杆菌工程菌,研究重组酶酶学性质和油脂脱胶效果。通过镍柱亲和层析分子筛层析,得到纯化重组酶PLC_BP,SDS-PAGE分析表明该酶分子质量约为38 kDa。酶学性质研究表明,该酶最适温度和pH分别为60 ℃和8.5,具有较强的热稳定性,在60 ℃处理8 h保持50%左右活力。利用同源建模构建PLC_BP蛋白三维结构,发现该酶具有双核锰离子结合位点,通过定点突变鉴定D93和H169为锰离子结合关键位点。将该酶应用于不同来源毛油脱胶中,可以有效降低菜籽油、大豆油、花生油和葵花籽油的磷含量(5 mg/kg以下),满足后续油脂精炼要求,该研究成果为油脂酶法脱胶提供新的酶源和应用基础。
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  代谢工程改造大肠杆菌生产氢咕啉酸

  董宁, 房欢, 赵莹, 姜平涛, 赵江华, 张同存, 张大伟

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 44-52. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035036

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  维生素B₁₂是唯一含有金属离子的维生素,其合成途径尤为复杂。大肠杆菌工程菌是生成维生素B₁₂的新菌种。氢咕啉酸作为维生素B₁₂合成途径重要的稳定中间体,通过代谢工程提高大肠杆菌氢咕啉酸的产量具有重要意义。经过不同宿主的对比发现BW25113(DE3)是生产氢咕啉酸的合适宿主。利用CRISPR/Cas9介导的基因组编辑技术将氢咕啉酸生物合成基因在染色体上表达,氢咕啉酸产量提高12倍,达到6.38 mg/L。增加前体尿卟啉原III供应,氢咕啉酸产量再次提高,达到11.61 mg/L。敲除ackA-pta对氢咕啉酸产量提高没有效果。经过引入运动发酵假单胞菌来源的Entner-Doudoroff途径提高还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)水平,1株无抗菌株的氢咕啉酸产量提高到14.60 mg/L。该研究为大肠杆菌高效生产维生素B₁₂奠定了基础。
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  KlacPNP基因密码子优化及在枯草芽胞杆菌中的高效表达

  赵越, 王新秀, 吴思, 陈作慧, 张会, 惠觅宙, 李杰, 双宝

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 53-59. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034596

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  嘌呤核苷磷酸化酶(purine nucleoside phosphorylase,PNP)是嘌呤补救合成途径中的关键酶,嘌呤降解途径涉及氧化嘌呤环裂解,在人体中形成尿酸作为最终产物,增加患痛风的风险。为提高PNP的发酵水平,将来源于乳酸克鲁维酵母的PNP基因进行密码子优化,分别将优化前后的目的PNP基因连接至分泌表达载体pBSA43,并在枯草芽胞杆菌WB600中重组表达PNP-YP-pBSA43、PNP-YO-pBSA43。结果显示,密码子优化前的酶活力为333.69 U/mL,优化后的酶活力达到351.61 U/mL。为进一步提高重组蛋白表达量,通过响应面分析得出优化后重组菌株产PNP的最佳发酵条件为初始pH为6.67、发酵时间55 h、发酵温度28.7 ℃。在该条件下,重组PNP活力为372.79 U/mL,相比未优化前提高了12%。来源于乳酸克鲁维酵母的PNP基因经密码子优化后重组表达,酶活力显著提高,对PNP在枯草芽胞杆菌中高效表达奠定了基础。
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  大肠杆菌混菌劳动分工发酵生产氨基葡萄糖

  赵可欣, 耿自豪, 伊进行, 卓明洋, 张春月, 孙文超, 马倩

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 60-66. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034517

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  氨基葡萄糖是一种重要的功能单糖,具有广阔的市场需求。目前,氨基葡萄糖主要的工业化生产方式为酸水解虾壳蟹壳,但该方法会造成环境污染等问题,而单一微生物发酵法生产氨基葡萄糖因受到中间代谢产物的影响导致目标产物无法大量积累。该研究通过构建混菌发酵体系,将氨基葡萄糖的合成分为N-乙酰氨基葡萄糖的高效合成与脱乙酰化2个步骤,实现了混菌发酵过程中的劳动分工。分别强化内源性和外源性的脱乙酰酶基因,进一步优化菌种比例和发酵条件,提高N-乙酰氨基葡萄糖在胞内的转化率。所获得混菌体系摇瓶发酵24 h产生11.21 g/L氨基葡萄糖,较初始对照体系提高了约3.1倍。该策略可以为其他因合成酶受代谢产物抑制而无法大量积累的产物合成提供借鉴。
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  一株分离自母乳的长双歧杆菌婴儿亚种YLGB-1496的菌株鉴定

  刘冲, 马霞, 于学健, 刘艺茹, 刘伟贤, 刘蕊, 辛迪, 唐腾飞, 刘红强, 葛媛媛, 孙婷, 蒋秋悦, 洪维鍊, 姚粟

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 67-74. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034801

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  以母乳来源的长双歧杆菌婴儿亚种YLGB-1496为研究对象,收集5株不同批次的YLGB-1496作为目标菌株,收集8株长双歧杆菌参比菌株实物,同时收集28株长双歧杆菌婴儿亚种全基因组序列。采用形态学、生理生化、基质辅助激光解析电离飞行时间质谱鉴定技术和全基因组测序技术,建立了适用于YLGB-1496的菌株鉴定方法。结果表明,5株YLGB-1496与模式菌株B.longum subsp. infantis ATCC 15697^T的平均核苷酸一致性值均大于98％,数字DNA-DNA杂交值均大于85%,5株不同批次来源YLGB-1496鉴定为长双歧杆菌婴儿亚种。对YLGB-1496和参比菌株的1 059个共有核心基因开展多位点序列分型分析,结果表明该菌株可与其他参比菌株有效区分。以菌株YLGB-1 496-1的基因组序列为参考开展单核苷酸位点多态性分析,结果表明YLGB-1496不同来源菌株间SNP差异小于30,并且与其他参比菌株差异大于18 000,系统发育分析可以有效区分YLGB-1496与其他参比菌株。益生菌的安全性和功能性评价均在菌株水平具有特异性,研究建立的表型、基因型相结合的菌株鉴定方法可为菌株鉴定标准提供有效技术支撑,对促进益生菌在食品行业更加安全和广泛的应用具有重要意义。
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  基于肠道类器官解析益生菌调节肠嗜铬细胞合成5-HT的效应物质

  汪铮, 田培郡, 朱然, 王刚, 陈卫

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 75-82. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034490

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  5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)是由一种占比不到肠上皮细胞数量1%的肠嗜铬(enterochromaffin,EC)细胞产生的神经递质,其中色氨酸羟化酶1(tryptophan hydroxylase 1,TPH1)是5-HT合成途径的限速酶。特定的益生菌能够调节EC中Tph1基因的表达,维持肠道正常的5-HT合成。然而,其作用机制尚不明确。该研究利用代谢物组学技术对益生菌发酵产物中的主要活性物质进行分析,并基于小肠类器官建立了代谢产物和Tph1基因表达之间的互作量效关系,明确了L-乳酸、乙酸是益生短双歧杆菌调节肠道5-HT合成的关键效应物质。研究结果明确了特定功能益生菌发挥生理作用的物质基础,为同类功能益生菌的定向筛选提供了理论支撑。
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  菊苣、陈皮、鸡内金、山楂和余甘子对胃动力障碍大鼠的改善作用研究

  俞卓杭, 唐鑫, 张秋香, 崔树茂, 毛丙永

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 83-89. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034997

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  该文采用大鼠胃动力障碍模型,研究了菊苣、陈皮、鸡内金、山楂和余甘子等5种药食同源食物的促胃动力效果,主要测定了胃排空率、胃酸、蛋白酶、胃液、血清饥饿素、胃泌素、酪氨基酶受体基因(c-kit)和干细胞因子的转录水平等指标,观察胃窦组织切片。结果发现菊苣、山楂和余甘子能显著提高胃排空速率(P＜0.05),菊苣和陈皮显著降低胃游离酸的浓度和排出速率(P＜0.05),山楂显著提高胃蛋白酶活性和排出量(P＜0.05),鸡内金显著提高了胃蛋白酶排出速率和胃液量(P＜0.05)。另外,菊苣、山楂显著提高血清饥饿素含量(P＜0.05),余甘子显著提高血清胃泌素含量(P＜0.05),菊苣对胃底腺层有修复作用并能显著上调c-kit的转录水平。综上,菊苣、山楂和余甘子对胃动力的促进效果较好,具有开发成促消化食品的潜力。
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  凝结芽孢杆菌CGMCC 9951对小鼠溃疡性结肠炎的保护作用

  高涵, 吴影, 铁珊珊, 赵丽娜, 李欣, 曹力, 古绍彬

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 90-96. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033861

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  该研究旨在探讨凝结芽孢杆菌CGMCC 9951对5%葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium, DSS)诱导的小鼠溃疡性结肠炎的干预效应。30只昆明小鼠随机分为对照组、模型组及CGMCC 9951低、中、高干预组,在适应性饲养7 d后,实验第1、2周对照组与模型组灌胃无菌生理盐水,低、中、高干预组分别灌胃3×10⁶、3×10⁷及3×10⁸ CFU/mL CGMCC 9951菌悬液,实验第3周除对照组外每组给予5% DSS溶液进行造模,7 d后禁食12 h处死小鼠。与模型组相比,高剂量CGMCC 9951使小鼠体重增加8.59%,结肠长度增加38.55%;疾病活动指数降低53.33%,结肠炎性细胞浸润等黏膜损伤减轻46.43%;同时谷胱甘肽浓度升高181.89%、总超氧化物歧化酶活力升高48.73%、丙二醛含量下降55.41%,表明氧化应激程度得到改善;且促炎因子水平降低24.87%、抗炎因子水平提高46.81%,表明炎症反应的减轻;进一步研究发现,小鼠血清脂多糖水平降低16.57%,二胺氧化酶活力上升74.49%,有效维护了肠道机械屏障。该研究结果说明高剂量的CGMCC 9951对DSS诱导的小鼠结肠炎有良好的保护效果。
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  基因组重排选育优良发酵性能的高浓酿造啤酒酵母

  张亚萌, 王金晶, 钮成拓, 郑飞云, 刘春凤, 李崎

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 97-104. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034864

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  高浓酿造技术是啤酒工业中常用的生产技术,选育发酵性能优良的高浓酿造啤酒酵母具有重要的生产意义。以啤酒酵母(Saccharomyces pastorianus)G03为出发菌株,利用基因组重排技术,结合杜氏小管产气实验、菌株耐受性测试、三角瓶发酵实验三轮筛选,选育高效发酵的高浓酿造啤酒酵母。G03经过了常压室温等离子体诱变处理和两轮递推式原生质体融合,最终获得了发酵速度及真正发酵度均提高的菌株F2-123,且主要风味成分的含量没有受到明显影响。F2-123传代发酵性能稳定,啤酒发酵实验结果表明其在24 °P麦汁中、11 ℃发酵周期为11 d,与出发菌株G03相比,F2-123发酵周期缩短了1 d,酒精度提高了8.9%,真正发酵度提高了6.5%,其他风味物质没有明显差异。该研究获得的菌株在啤酒高浓酿造生产中具有一定的应用潜力。
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  基于液滴微流控技术选育超高浓酿造啤酒酵母菌株

  贺秀丽, 侍亚敏, 谢鑫, 郭立芸, 付晓芬

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 105-111. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034153

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  超高浓酿造可以降低成本、节约能耗,但高浓酿造的酵母需要具备良好的抗逆性能。为了提高筛选效率,获得性能稳定的超高浓酿造菌株,该研究建立了基于液滴微流控技术的啤酒酵母高通量筛选方法,并以啤酒酵母Saccharomyces pastorianus 02为出发菌株,经常压室温等离子体诱变,液滴微流控酒精初筛,α-葡萄糖苷酶和乙醇脱氢酶Ⅱ活力复筛及发酵实验,获得了遗传和发酵稳定性良好的超高浓啤酒酿造菌株9-50。与出发菌株相比,其在中试规模下增殖旺盛,发酵周期缩短42 h,并可适应9%的乙醇体积分数,发酵度达66%以上,双乙酰含量0.06 mg/L,醇酯香气较协调,具有较好的工业应用前景。
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  碣石山产区不同白葡萄品种性状及葡萄酒风味品质分析

  凌梦琪, 王诗, 时同华, 华玉波, 石英, 段长青, 崔彦志, 兰义宾

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 112-119. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034229

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  该文通过调查农艺学性状及病虫害分析葡萄品种适应性,结合相应葡萄酒挥发性物质与感官分析(选择合适项目法和定量描述性分析法),探究碣石山产区主栽白色酿酒葡萄品种‘霞多丽'、‘维欧尼'、‘胡桑'、‘阿拉奈尔'和‘小芒森'的酿酒特点。结果表明,5个品种农艺学性状表现良好,仅‘胡桑'抗病性较差,受绿盲蝽侵害较重,需相应防治措施。‘霞多丽'和‘维欧尼'酯类物质的浓度较高,表现为柑橘、柠檬、菠萝、香蕉和核果香气。‘胡桑'萜烯、降异戊二烯和一些酯类物质的浓度较高,表现为甜瓜、哈密瓜、苹果、梨、糖渍水果和花香。‘阿拉奈尔'C6/C9类、萜烯、苯类和内酯类物质的浓度较高,表现为青苹果、植物和花香。‘小芒森'高级醇、脂肪酸和果香硫醇类物质的浓度较高,表现为百香果、西柚、蜂蜜、坚果、矿物、动物皮毛、肉桂和煤油香气。根据《全球葡萄酒中国鉴评体系》,‘小芒森'整体品质得分较高,在碣石山产区可酿造成品质优良的甜型葡萄酒。
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  基于MATLAB图像处理探究气泡酒的气泡特征

  郑斯文, 黄世鑫, 周颖钿, 王凯, 刘旭炜, 赵雷, 胡卓炎

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 120-126. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034983

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  为实现气泡酒气泡的量化分析以及探究气泡特征与CO₂含量之间的关系,通过相机采集气泡图像,经图像处理后,采用连通分量标记对气泡特征参数进行提取,以人工计数和Image J软件测量结果为参考,对识别出的气泡特征参数进行准确性验证,并通过对比2种气泡酒在不同拍摄时间下(30~300 s)其气泡特征参数,评价其可靠性。结果表明应用该方法识别30张图像的气泡数量以及72个气泡面积的平均误差率分别为3.62%和7.32%,通过对比分析气泡总数量(total number,TN)、气泡总面积(total area,TA)、单个气泡面积均值(average bubble area,ABA)、单个气泡最大面积(maximum area of bubbles,MBA)等参数发现,在270~300 s拍摄气泡稳定,无显著差异(P>0.05)。通过建立不同碳酸化程度的气泡酒模型探究在不同的气容量下气泡特征的变化规律,得出可能由于成核位点的限制,气泡数量在500 kPa有最大值;CO₂含量与气泡面积相关参数呈正相关关系。研究结果可为进一步探究气泡特征与气泡酒成分之间关系奠定基础。
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  基于抗原蛋白评价的豆粕菌酶协同发酵研究

  荀冉, 卢艳波, 杨小雁, 马忠玛, 李国辉, 赵运英, 邓禹

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 127-134. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034895

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  β-伴大豆球蛋白是豆粕饲料引起严重过敏反应的主要抗原蛋白,需要有效的发酵来降低或消除其抗原性,然而如何控制发酵终点和评价抗原蛋白含量成为了难题。该文利用纳米金适配体生物传感器,通过测定β-伴大豆球蛋白降解率确定发酵终点,并获得了最优的菌酶协同发酵工艺。最终得到的豆粕产品β-伴大豆球蛋白降解率达到75.27%,氨基酸和有机酸含量显著增加,营养价值和适口性明显提升。该研究利用纳米金适配体传感器解决了豆粕发酵过程中抗原蛋白含量评价和发酵终点控制的难题,为其在发酵豆粕的工业生产应用提供了参考与借鉴。
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  油菜蜂花粉发酵工艺及生物活性研究

  段倩倩, 程妮, 赵丞, 曹炜

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 135-142. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034603

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  蜂花粉富含营养成分和生物活性物质,乳酸菌发酵是改善食品感官、营养和生物活性的有效方法之一。该文以油菜蜂花粉为原料,选用植物乳杆菌和鼠李糖乳杆菌进行混合发酵,用单因素试验和正交设计对发酵工艺进行优化,并对比了发酵前后蜂花粉基本营养成分、抗氧化、抗炎和抑菌活性。结果显示,油菜蜂花粉的最佳发酵条件为添加水量40%,发酵温度37 ℃,乳酸菌接种量10%,植物乳杆菌与鼠李糖乳杆菌的菌液比例为3∶1,最优条件下发酵72 h后油菜蜂花粉总酚和总黄酮的含量分别提高了16.09%和51.02%;还原糖和蛋白质含量显著降低(P<0.05);总抗氧化能力提高了1.26倍,DPPH自由基清除率、Fe²⁺螯合率分别提高了10.49%、23.19%;透明质酸酶活性抑制率达到46.08%,抑制蛋白质变性的能力提高了24.65%;油菜蜂花粉经发酵后对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌活性均显著增强(P<0.05)。研究表明,发酵可进一步提高蜂花粉品质,增强其生物活性,该研究可为油菜蜂花粉进一步深加工提供理论指导。
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  不同乳酸菌发酵对石榴汁理化、营养及感官品质的影响

  邹文惠, 彭亦瑾, 易俊洁, 张显, 周林燕

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 143-151. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034994

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  研究了类干酪乳杆菌Lp20241、德氏乳杆菌保加利亚亚种Ld20247、植物乳杆菌Lp20265、鼠李糖乳杆菌Lr20990以及发酵乳杆菌Lf21800共5株乳酸菌(lactic acid bacteria, LAB)发酵后石榴汁(fermented pomegranate juice, FPJ)的理化特性、色泽及相关属性、抗氧化能力以及感官品质的变化。经37 ℃发酵72 h后,5种FPJ活菌数均在7.0 lg CFU/mL以上,其中发酵乳杆菌发酵的FPJ最高为8.24 lg CFU/mL;其发酵后pH、总可溶性固形物、总糖、总花色苷降低也最多,与未发酵石榴汁相比分别降低了12.40%、8.29%、15.13%和18.30%,对应的总可滴定酸、聚合物颜色、聚合颜色百分比分别增加了157.8%、176.8%和178.2%。5种FPJ的L^*均显著降低,a^*和b^*显著升高,表明发酵后FPJ偏暗红色。发酵后FPJ的总酚含量降低了7.69%~13.62%,但总黄酮含量和抗氧化活性并无显著变化。电子鼻分析和感官评价结果表明不同FPJ的香气和滋味具有显著差异。综上,LAB发酵可以改善石榴汁的感官品质,为石榴汁发酵饮料的开发提供一定的理论依据。
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  氧化白藜芦醇的合成工艺改进及其抗氧化活性

  陈莹, 周华, 晏日安

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 152-159. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033022

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  将用于制备E型烯烃的Wittig-Horner反应法应用于氧化白藜芦醇的全合成中。以价廉易得的3,5-二甲氧基苄醇、2,4-二甲氧基苯甲醛为原料,经溴代、Arbuzov重排反应及Wittig-Horner反应得到2,3′,4,5′-四甲氧基二苯乙烯中间体,最后该中间体在AlCl₃作用下进行脱甲基反应,成功制备了目标产物氧化白藜芦醇。改进后的合成工艺步骤短、反应条件温和、操作便捷、产率较高。所合成的化合物通过熔点、红外光谱、质谱以及核磁共振仪确认结构。以维生素C、2,6-二丁基对甲酚(butylated hydroxytoluene, BHT)和特丁基对苯二酚(tert-butyl hydroquinone, TBHQ)为参照,通过ABTS阳离子自由基清除能力、DPPH自由基清除能力和铁离子还原能力讨论了氧化白藜芦醇的抗氧化活性,并与白皮杉醇、白藜芦醇、茶多酚作比较。结果表明,氧化白藜芦醇的ABTS阳离子自由基清除能力远大于维生素C、BHT、TBHQ,其DPPH自由基清除能力以及铁离子还原能力均强于白藜芦醇和BHT,抗氧化性良好。研究结果可促进氧化白藜芦醇在食品添加剂中的应用。
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  鸡蛋过敏原Gal d 4线性表位的预测定位及鉴定

  王涛, 汤鑫磊, 李倩, 姜松松

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 160-167. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032623

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  采用生物信息学软件GenBank数据库、PDB数据库、Immunomedicine Group、Bepipred-2.0 server、ABCpred、NetMHCⅡpan 4.0 Serer、SYFPEITHI、NetMHC和NetCTL在线工具分析鸡蛋过敏原溶菌酶Gal d 4的一级氨基酸序列、二级结构并预测其B细胞线性表位和T细胞表位。利用溶菌酶三级结构空间模型,对预测的线性表位进行定位。同时,利用鸡蛋过敏患者血清对Gal d 4的B细胞线性表位进行鉴定。结果表明,3种生物信息学软件预测的5个相同潜在B细胞线性表位为:¹⁹KVFGRCELAAAMKR³²、⁵⁷NTQA⁶⁰、⁶⁵TDG⁶⁷、⁸⁷TPGSRNLCNI⁹⁶和¹³²RCKGTDVQAWI¹⁴²。此外发现,¹⁹KVFGRCELAAAMKR³²、⁵⁷NTQA⁶⁰和¹³²RCKGTDVQAWI¹⁴²、⁶⁵TDG⁶⁷和⁸⁷TPGSRNLCNI⁹⁶在氨基酸序列上不连续,却在空间结构上邻近,因此,这部分线性表位可能共同构成构象表位。预测所得2个T细胞抗原表位分别为:⁴²SLGNWVCAA⁵⁰和¹⁰⁰ALLSSDITA¹⁰⁸。经鉴定所得具有免疫活性的B细胞线性表位为:¹⁹KVFGRCELAAAMKR³²。该研究首次对鸡蛋过敏原Gal d 4的B细胞线性表位和T细胞表位预测定位及鉴定,有助于进一步认识鸡蛋过敏原Gal d 4的功能与结构,对鸡蛋过敏原的识别与检测具有重要的参考与借鉴作用。
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  卵磷脂含量对负载姜黄素油凝胶凝胶结构及生物可及性的影响

  曾华英, 谢有发, 成策, 高洪霞, 邹立强, 刘伟

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 168-174. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033225

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  为解决姜黄素因水溶性低、分散性差等问题引起的低生物可及性,该研究通过对姜黄素高温加热溶解,随后与小烛树蜡和不同质量分数(0%、1%、3%、5%、10%)的葵花卵磷脂协同构建姜黄素高负载及高生物可及性的油凝胶,并对其结构及消化特性进行表征与评估。结果表明,姜黄素高温加热后可实现去晶体化,负载量可达约2.7%;去晶体化姜黄素和葵花卵磷脂的加入对凝胶晶型(β′)无显著性影响,但协同提高姜黄素生物可及性;不同葵花卵磷脂的添加量可实现对凝胶结构的调控,添加量越高,凝胶结构越松散,凝胶强度越弱,质地越柔软,脂解程度及姜黄素生物可及性越高,添加量达到10%时,姜黄素生物可及性是未加葵花卵磷脂油凝胶的2.9倍。该研究旨在为姜黄素的高值生物利用与应用转化提供进一步的理论依据与参考。
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  糖基化改性对明胶乳化性和抗氧化活性的影响

  刘杰, 邓利玲, 曾云军, 宋光明, 钟耕

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 175-182. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032896

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  为获得良好乳化性和抗氧化性的糖基化明胶,明胶分别与麦芽糊精和低聚甘露糖在65 ℃(相对湿度79%)进行干热糖基化反应,反应时间为0、24、48 h。对糖基化明胶的接枝度、色差、红外光谱、SDS-PAGE、乳化特性(乳化活性、乳化稳定性和乳液粒径)和抗氧化活性(Fe³⁺还原能力、DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除活性)进行了测定。结果显示,干热时间越长,明胶糖基化程度越高,褐变越深。糖基化会导致明胶亚基分子质量升高,也会使部分亚基分解。明胶经糖基化后二级结构发生改变,α螺旋减少,β转角增加。糖基化改性显著提升了明胶的乳化稳定性(P＜0.05),干热24 h的低聚甘露糖-明胶乳化稳定性提升了37.56%,其乳液平均粒径也远低于原始明胶乳液的平均粒径。糖基化改性使明胶的抗氧化活性显著增强,糖基化产物中,干热48 h的麦芽糊精-明胶抗氧化活性最强。
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  海地瓜岩藻聚糖与硫酸软骨素双水相分离方法的研究

  宋琳, 宋晓, 薛长湖, 李嘉靖, 刘冠辰, 陈广宁, 李嘉宇, 刘金秋, 常耀光

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 183-189. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034265

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  目前海参中的岩藻聚糖与硫酸软骨素的简便分离方法较少,该研究拟建立一种双水相分离方法用于海参中的岩藻聚糖与硫酸软骨素的简便高效分离。以海地瓜岩藻聚糖和海地瓜硫酸软骨素为研究材料,以分配系数、回收率为评价指标,进行单因素试验,分别考察盐种类、聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)分子质量、pH、PEG质量分数和K₂HPO₄质量分数对海地瓜岩藻聚糖及海地瓜硫酸软骨素在双水相体系中分配行为的影响。结果表明,PEG 6000-K₂HPO₄双水相体系可以分离海地瓜中的岩藻聚糖与硫酸软骨素,其中岩藻聚糖集中分配于上相,硫酸软骨素集中分配于下相。最佳分离条件为PEG 6000的质量分数为15%,K₂HPO₄的质量分数为10%。此条件下,海地瓜中的岩藻聚糖在该体系的分配系数为6.36,在上相的回收率为(86.92±0.97)%;硫酸软骨素在该体系的分配系数为16.53,在下相的回收率为(106.47±1.84)%。该研究建立的方法分离效果良好且简便快捷,具有良好的应用前景。
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  海黄牡丹不同部位的成分分析、体外抗氧化能力及其α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制能力

  代嫚婷, 宋静, 余潇, 张平芳, 平怀磊, 刘子榕, 王娟, 王振兴

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 190-198. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033018

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  为比较海黄牡丹的花瓣、花萼、雌蕊、雄蕊4个部位的化学成分和功能活性,测定其总酚、总黄酮含量,采用HPLC进一步分析5种多酚含量,并评估其抗氧化能力、α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性抑制能力。结果表明,海黄牡丹4个部位的总酚含量介于347.72～917.82 mg GAE/g,总黄酮含量介于13.21～58.71 mg RT/g,其中雌蕊、花萼的总酚和总黄酮含量显著高于其他2个部位(P<0.05)。HPLC分析发现不同部位之间化合物成分含量差异显著;在定量的5个多酚化合物中,花瓣部位检测到的多酚种类最多,雄蕊部位芹菜素和异鼠李素含量最高(P<0.05)。此外,花萼部位有较强的DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除能力,其IC₅₀值分别为44.97和74.44 μg/mL,雌蕊部位的铁还原能力最强为691.46 mg FeSO₄/g。花瓣对α-葡萄糖苷酶有较好的抑制作用,而雄蕊则对α-淀粉酶的抑制能力最强,优于阳性对照阿卡波糖。综上结果,海黄牡丹的雌蕊和花萼部位具有较好的抗氧化能力,而花瓣和雄蕊部位具有一定的体外降血糖的能力。该研究为海黄牡丹开发为天然抗氧化、降血糖食品提供一定的科学依据。
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  鼠李糖脂对海绵蛋糕面糊和成品品质的影响

  孙艺铭, 牛永武, 乔杉, 杨岩晓, 赵仁勇, 田双起

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 199-206. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032993

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  鼠李糖脂(rhamnolipids,RLs)是一种无毒、具有乳化性、抑菌性等多种活性的糖脂类生物表面活性剂,在食品中具有潜在的应用价值。为探究RLs在海绵蛋糕中的应用前景,该研究测定了RLs不同添加比例对海绵蛋糕面糊密度、黏度、微观结构以及成品的比容、烘焙损失率、色泽、气孔结构和全质构的影响,同时对蛋糕成品进行感官评价。结果表明,添加质量分数0.05%~0.10% RLs可以显著降低蛋糕面糊密度、提升黏度,增强面糊的持气能力和起泡性。与蔗糖酯作用效果类似,添加0.05%~0.20%(质量分数,下同)RLs能有效改善蛋糕品质,其中0.10%添加量的整体改善效果更为突出。此时,制作蛋糕的比容达到4.30 mL/g,比对照组增大约7%,同时,蛋糕的烘焙损失率最小,表皮和芯部色泽无明显变化。差示量热扫描和X射线衍射分析表明,RLs能够与淀粉形成络合物,增加晶体结晶度,提高蛋糕的热稳定性。全质构分析显示,添加量0.10% RLs制作蛋糕硬度比对照组降低了34.65%,而且内聚性、回复性都有显著提高,口感更加松软细腻,综合感官评分最高达84分。研究结果可为RLs用于改善海绵蛋糕品质提供参考。
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  聚类分析优化海藻酸钠马铃薯淀粉无矾粉条配方工艺

  张卓琼, 包毅然, 郭军

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 207-216. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036150

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  传统粉条通常使用大量明矾而威胁人体健康,目前生物多糖或多糖醛酸盐(生物胶)多用于开发无矾粉条。不同植物来源的淀粉及其粉条品质特性有所不同,基于生物胶的马铃薯无矾粉条工艺配方缺乏系统的比较研究。该研究利用化学计量学偏最小二乘法判别分析和层次聚类分析2种有监督的聚类(分类)分析策略和方法,以传统和国标铝限量明矾粉条为参照,挤压法制作粉条,从蒸煮、质构和感官3方面8个评价指标评价5种生物胶马铃薯粉条最佳配方的品质特性,并通过响应面试验进一步优化了海藻酸钠马铃薯粉条的配方和工艺。结果变量数据进行标准化处理消除量纲,可有效平衡8个指标变量的权重,从而获得最客观的聚类(分类)效果,与传统的感官、蒸煮和质构逐一统计比较结果一致。海藻酸钠粉条与传统明矾粉条聚类距离最近,模式相似度为55.2%;其次为魔芋胶、黄原胶粉条,模式相似度为42.3%;卡拉胶、沙蒿胶粉条与传统粉条聚类距离最远,无相似度,两者与国标铝限量明矾粉条接近,三者断条率和糊汤值最高,其他品质特性最差。海藻酸钠马铃薯粉条最佳配方工艺为:海藻酸钠1.5%(质量分数)、CaCl₂ 1.5%(质量分数)、漂煮90 s,粉条咀嚼筋道、久煮不软、不断条,其他各项品质均优于传统明矾粉条。将化学计量学分析嫁接到食品配方工艺优化,实现了多指标特征的整体分析,结果呈现简捷直观,是一种集成创新的尝试,对食品品质的综合评价具有指导意义。
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  大孔树脂吸附法对鲢鱼皮胶原肽脱腥脱苦的作用效果

  梁芮涵, 李博

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 217-225. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034293

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  鱼源胶原肽通常具有令人不愉快的气味和滋味,限制了其在食品领域的应用。该文以鲢鱼皮胶原肽(silver carp skin collagen peptides, SCP)为研究对象,采用活性炭、β-环糊精、硅藻土及3种型号大孔树脂对其进行腥味和苦味的脱除,以SCP腥味值、苦味值、得率、肽含量和抗血小板活性为指标,优化脱腥脱苦方式;通过单因素和正交试验得到最佳吸附条件,并分析吸附前后SCP感官品质、氨基酸组成、脂质氧化产物含量、肽含量以及抗血小板活性。实验结果表明,大孔树脂AB-8是对SCP脱腥脱苦的最适方式,其最优静态吸附条件是每10 mL胶原肽溶液添加0.9 g树脂,胶原肽溶液的调pH至6.0,在30 ℃条件下吸附2.0 h。感官评定结果表明,吸附后的SCP基本无腥味,苦味降低至感官可以接受的水平,鲜味得到提升。氨基酸分析表明,苦味氨基酸含量减少12.70%,鲜味氨基酸含量增加19.27%;与腥味相关的脂质氧化产物含量由3.71 μg/g降为2.34 μg/g;肽含量较吸附前提高了3.07%,且保持了良好的抗血小板活性。该研究为突破胶原肽的脱腥脱苦技术提供了解决方案。
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  维生素E对鲫鱼生理生化、肌肉质构及风味的影响及其缓解降温胁迫作用研究

  唐家铭, 蒋乐霞, 张长峰, 黄宝生, 陈东杰, 姜沛宏, 赵如轩, 胡超

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 226-234. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036263

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  该研究旨在分析水体中添加维生素E对鲫鱼生理生化指标、肌肉质构及风味的影响及其缓解降温胁迫作用;通过测定在降温胁迫下,鲫鱼经维生素E水溶液处理后,其机体的各项指标变化,从而研究维生素E处理对鲫鱼的缓解降温胁迫作用。首先,将鲫鱼分别放入质量浓度0、50、100、200 mg/L的维生素E水溶液以及阴性对照组M1、M2、M3的水溶液中,通过冷驯化智能降温装置从20 ℃降温至5 ℃,进行无水保活,统计存活率;其次,分别在20 ℃、10 ℃和5 ℃的3个温度点取样,对维生素E水溶液处理组的样品进行检测分析。结果表明,100 mg/L维生素E水溶液处理的鲫鱼无水保活72 h的保活效果最佳,存活率为100%,而其他处理组的存活率均有下降,为66.7%。降温过程中,血清谷草转氨酶、皮质醇和肾上腺素等指标含量呈先升高后降低的趋势,其中,各浓度维生素E处理组的血清谷草转氨酶含量由小到大对应浓度依次是100、200、50和0 mg/L,分别为458.27、700.67、792.13和1 192.90 U/L;100 mg/L处理组的血清谷草转氨酶含量为最小值,其含量极显著低于0、50、200 mg/L处理组(P＜0.01)。血清丙二醛、乳酸脱氢酶、肝脏肝糖原等指标含量呈先下降后上升的趋势,其中,各浓度维生素E处理组的血清丙二醛含量由小到大对应浓度依次是100、200、50和0 mg/L,分别为3.09、4.15、4.54和4.69 nmol/mL;100 mg/L处理组的血清丙二醛含量为最小值,其含量极显著低于0、50、200 mg/L处理组(P＜0.01)。100 mg/L处理组的血清生化指标含量极显著低于0、50、200 mg/L处理组(P＜0.01);0 mg/L处理组的硬度、弹性、咀嚼性等指标值显著高于50、100、200 mg/L处理组(P＜0.05);电子鼻分析表明维生素E处理对鲫鱼肌肉风味产生了不同的影响。经浓度为100 mg/L的维生素E水溶液处理能够缓解鲫鱼在降温胁迫下所引发机体的应激反应,为维生素E应用于缓解鱼类应激提供了理论参考。
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  轻腌大黄鱼加工过程中的品质变化

  张曦鹏, 黄海潮, 郭全友, 宋晓燕, 杨柳, 郑尧, 杨絮

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 235-241. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033722

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  以大黄鱼为研究对象,探究经0、6和15 g/L的盐腌制,冷风干燥至水分含量40%和60%加工时轻腌制品品质变化。比较整个阶段大黄鱼肌肉pH、水分活度(water activity,A_w)、离心损失率、质构特性、水分分布、挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)、菌落总数及产H₂S细菌的变化情况。结果表明,盐质量浓度从6 g/L升至15 g/L过程中,pH和A_w均下降了1%,离心损失率降低了11%,TVB-N含量从8.15 mg/100 g降至7.68 mg/100 g。低场核磁结果发现随着盐质量浓度的增加,鱼肉组织中的总含水量降低,结合水占比增加,菌落计数显示腌制处理可显著抑制菌落总数的增加和产H₂S细菌的快速生长。6 g/L(Y1)盐质量浓度腌制液腌制后干燥,水分含量从60%(Y1G2)降至40%(Y1G1)的过程中,pH增加了1%,A_w降低了4%,离心损失率降低了44%,TVB-N含量从20.78 mg/100 g降至18.60 mg/100 g,自由水占比减少,菌落总数、产H₂S菌均显著增加;15 g/L(Y2)盐质量浓度腌制液腌制后干燥,水分含量分别为40%、60%(Y2G1、Y2G2)与Y1干燥后品质变化趋势相似。感官评价分析发现Y1G2组适口性较好,蒸煮后咸香味浓郁,Y2G1、Y2G2组表面皱缩,咸度较大。综上,选用6 g/L盐腌制液,干燥至水分含量60%,可以改善轻腌大黄鱼加工过程中的肌肉品质。该研究结果可为轻腌大黄鱼产品开发及货架期维持提供理论依据与技术支持。
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  加热温度对鳜鱼肌原纤维蛋白凝胶特性的影响

  李苓, 杨明柳, 周迎芹, 殷俊峰, 陈小娥, 谢宁宁

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 242-248. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032840

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  通过测定凝胶强度、质构和巯基含量指标,以及运用SDS-PAGE、低场核磁共振和拉曼光谱技术手段,探究加热温度(40～90 ℃)对鳜鱼肌原纤维蛋白热诱导凝胶的影响。结果表明,温度对该蛋白凝胶特性的影响显著;在整个升温过程中,凝胶强度逐渐增强,从107.19 g·cm增加到422.50 g·cm,巯基含量逐渐降低,α-螺旋结构转变成β-折叠结构,α-螺旋降低了15.30%,β-折叠增加了14.70%;升温至80 ℃过程中,硬度和弹性逐渐增强,SDS-PAGE中的肌动蛋白和原肌球蛋白条带逐渐加深,而在90 ℃时,硬度和弹性略有降低,肌动蛋白和原肌球蛋白条带发生降解现象;在70~90 ℃内,该蛋白凝胶中自由水含量逐渐增多,增加了1.43%,而弛豫时间逐渐变小,减少了5 602.917 ms;在80 ℃时,该热诱导凝胶综合特性最佳。因此,鳜鱼肌原纤维蛋白凝胶具有开发成功能性鱼制品的潜力。
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  煮制过程中卤煮鸡肉色泽变化的动力学模型构建

  柳艳霞, 刘纯, 李苗云, 赵改名, 于家欢, 闫晓戈

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 249-256. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032836

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  为探究煮制过程中鸡肉不同部位色泽变化,研究测定了鸡肉表面、中心、里层3个部位色差亮度值L^*、红度值a^*、黄度值b^*、肌红蛋白含量以及感官评分,并利用阿仑尼乌斯方程构建鸡肉色泽预测动力学模型,以提高卤煮鸡肉感官品质。结果表明,随着温度的升高,各部位亮度值L^*、感官得分与脱氧肌红蛋白(deoxymyoglobin, DMb)占比呈上升趋势,而红度值a^*、黄度值b^*与氧合肌红蛋白(oxymyoglobin, OMb)占比则呈下降趋势;随着时间的延长,亮度值L^*、红度值a^*与OMb占比呈下降趋势,黄度值b^*呈上升趋势,感官得分和高铁肌红蛋白(metmyoglobin, MMb)则呈先上升后下降趋势;a^*与L^*、OMb及感官得分之间呈极显著相关性(P＜0.01),而DMb和OMb均与MMb呈显著负相关(P＜0.05);对a^*建立的预测方程经验证拟合度较好,能较准确预测95 ℃以下卤煮鸡肉的色泽变化。
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  超高压联合乳酸钙处理对牦牛肉品质及肌红蛋白消化特性的影响

  李彩云, 孙恒元, 华红新, 刘淑华, 张玉斌

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 257-264. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033043

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  该研究通过测定牦牛肉pH值、肉色、脂质氧化、肌红蛋白含量、剪切力以及肌红蛋白消化率等,并采用动力学模拟方法,测定肌红蛋白与胃蛋白酶的结合稳定性,明确超高压(100~400 MPa, 15 min)联合乳酸钙处理对牦牛肉食用品质以及肌红蛋白消化特性的影响。结果表明,在300 MPa压力下,超高压联合乳酸钙处理提高了牛肉的L^*值和a^*值,延缓了脂质氧化,显著提高牛肉的嫩度(P<0.05)。肌红蛋白肠道消化率从空白组的44.05%增加到52.28%,胃消化率提高9.16%。分子动力学模拟结果进一步表明,300 MPa高压联合乳酸钙处理后,肌红蛋白-胃蛋白酶结合稳定性提高,疏水相互作用和氢键减弱,显著改变肌红蛋白血红素与胃蛋白酶的相互作用构象,从而提高肌红蛋白的胃肠道消化率。综上,300 MPa超高压联合乳酸钙处理能明显改善牦牛肉的色度、嫩度和脂肪氧化程度,提高肌红蛋白消化率。研究结果可为肌红蛋白消化困难的潜在机制提供参考。
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  不同枸杞品种嫩茎游离氨基酸的区域化差异

  熊武来, 李佳佳, 国靖, 郭起荣, 汪贵斌

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 265-273. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032982

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  枸杞嫩茎作为我国传统的食材与中药材,因其较高的营养价值深受广大消费者欢迎,游离氨基酸是嫩茎中重要的营养成分。测定分析了4个枸杞品种在3个种植地嫩茎中氨基酸含量及组成差异,并采用主成分分析法进行了综合评价。结果表明,枸杞嫩茎中含有17种氨基酸,总含量在567.1～1 818.4 mg/100 g,其中脯氨酸、丝氨酸含量较高。不同地点不同品种之间的游离氨基酸总量、必需氨基酸和药用氨基酸均存在显著差异。整体上,青海种植的枸杞嫩茎中总氨基酸含量最高,均值为1 645.87 mg/100 g,占枸杞干重的1.65%,而江苏盐城种植的枸杞嫩茎必需氨基酸含量和药用氨基酸含量最高,均值分别占氨基酸总量的41.62%和38.60%。枸杞嫩茎呈味氨基酸中,以甜味和鲜味氨基酸占优势。主成分结果表明,种植于江苏盐城的柴杞3号、柴杞1号和柴杞2号综合营养价值最好。
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  CaCl₂处理增强Debaryomyces nepalensis对冬枣采后黑斑病的控制效果及机制

  蔡蜨, 雷兴梦, 王文军, 曾凯芳

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 274-281. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034874

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  为探究增强Debaryomyces nepalensis控制冬枣采后病害的方法,采用果实及体外实验研究了CaCl₂和D.nepalensis复合处理对冬枣采后黑斑病的控制效果和机制。结果表明,所选质量浓度为5、10、20、40 g/L的CaCl₂对链格孢菌(Alternaria alternata)没有直接抑菌作用;5 g/L CaCl₂结合1×10⁸CFU/mL的D.nepalensis处理后,能够控制冬枣采后黑斑病,且控制效果显著强于D.nepalensis单独处理。5 g/L CaCl₂结合1×10⁸CFU/mL的D.nepalensis处理,能够显著增强D.nepalensis在冬枣果实伤口处的定殖能力,促进酵母生长并增强D.nepalensis生物膜形成能力。除此之外,CaCl₂结合D.nepalensis处理后,冬枣果实苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸-4-羟基化酶、4-香豆酸辅酶 A 连接酶和过氧化物酶活性增加,同时,总酚、类黄酮及木质素含量显著上升。综上,CaCl₂通过增强D.nepalensis定殖能力及果实抗性提高D.nepalensis对冬枣采后黑斑病的控病能力。
分析与检测
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  酱香型白酒轮次基酒中非挥发性风味物质的差异研究

  骆茂香, 陈仁远, 徐兴江, 邱树毅

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 282-288. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035939

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  利用超高效液相色谱(ultra performance liquid chromatography, UPLC)和超高效液相色谱串联质谱(ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry, UPLC-MS/MS)两种分析方法对大曲酱香一至七轮次及综合基酒中非挥发性有机酸类及酚酸物质进行定性定量分析,结合化学计量方法构建辨识模型,并找出关键差异化合物。结果表明:在酱香型酒轮次基酒及综合基酒中均检出18种非挥发性风味物质,但18种化合物含量各有不同。其中,乳酸在一至七轮次及综合基酒中含量均远高于其他17种非挥发性组分。检出的18种物质在一至七轮次及综合基酒中的含量变化趋势亦有所不同。采用主成分分析级正交偏最小二乘判别分析法构建了酱香型白酒一至七轮次基酒及综合基酒的鉴别模型。变量投影重要性(variable importance in projection,VIP)分析筛选出5种可用于区分不同轮次及综合基酒的潜在差异物质,即乳酸、油酸、亚油酸、马来酸及阿魏酸,乳酸VIP值(2.628 6)最高,说明乳酸对于区分不同轮次基酒酒样贡献最大,该模型可基本实现酱香型白酒不同轮次基酒及综合基酒中非挥发性有机酸及酚酸的差异评价。通过单因素方差分析发现:5种关键化合物在不同轮次基酒中有不同的变化趋势,它们在含量最高和最低的轮次基酒中存在显著差异(P＜0.05),但在相邻轮次间会存在显著差异(P＜0.05)或不显著差异(P＞0.05)的变化趋势。进一步验证通过化学计量学方法筛选出的5种潜在差异物质的含量在不同轮次存在共性与个性。
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  传统郫县豆瓣和红油郫县豆瓣后发酵过程中风味成分的差异分析

  曾艳, 白艳, 余进, 王浩宇, 赵怡君, 张良

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 289-295. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034682

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  为揭示传统郫县豆瓣和红油郫县豆瓣的风味差异性,在检测不同后发酵时期氨基酸和有机酸的同时,采用固相微萃取-全二维气相色谱-质谱联用技术对挥发性风味成分进行检测,并结合电子舌和电子鼻分析,综合比较2种郫县豆瓣的滋味和香气成分的差异。结果表明,随着发酵的进行,传统郫县豆瓣游离氨基酸(1 764.91~2 147.96 mg/100 g)和有机酸含量(15.42~37.55 mg/g)均高于红油郫县豆瓣(1 427.86~1 938.66 mg/100 g和12.92~26.82 mg/g),但挥发性物质含量和种类数量则均低于红油郫县豆瓣,2种郫县豆瓣相对含量>1%的物质共检测出28种,在红油郫县豆瓣中未检测到苯乙醇,其他27种物质均在2种郫县豆瓣中检测到;通过电子鼻和电子舌分析,红油郫县豆瓣香气成分和传统郫县豆瓣存在交叉重叠部分,且2种郫县豆瓣最突出的滋味均为鲜味和咸味,传统郫县豆瓣鲜味响应值(1.69~2.33)总体上高于红油郫县豆瓣(1.96~2.09)。
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  基于HS-SPME-GC-MS对传统剁椒发酵过程中挥发性成分和关键香气物质分析

  何旭峰, 易良键, 郑容, 王圣开, 周祥德, 熊双, 黄小兰, 冉光荣

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 296-303. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036204

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  为探究传统剁椒发酵过程中挥发性成分组成和关键香气物质,采用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术(headspace solid phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)对不同发酵时间剁椒中的挥发性成分进行定性定量分析。结果表明,剁椒中共检出挥发性成分106种,其中烯类38种、酯类22种、醇类10种、醛类7种、硫化物15种、其他(包括醚类、酮类、酚类、酸类、烷烃类)14种,有66种为7个时间段所共有。不同发酵时间剁椒挥发性成分的种类和含量存在一定差异,成分种类由发酵初期的82种增加到后期的93种,部分成分含量变化明显,但烯类挥发性成分含量仍是最高,硫化物和酯类次之。通过香气活度值计算,共发现关键香气物质30种,且在各个发酵阶段其种类和香气活度值存在较大差异,其中共有关键香气成分23个,对香气贡献最大的成分为β-紫罗兰酮、反式-2,4-癸二烯醛、二甲基三硫醚、月桂烯、β-水芹烯。关键香气物质种类和含量的变化引起剁椒的香气由木香、柑橘香、花香转变为以木香、果香为主伴有辛辣香和蒜香。研究结果可为剁椒品质提高和标准化生产提供科学依据。
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  “金花菌”(Aspergillus chevalieri)发酵牡丹花瓣过程中挥发性物质及酚酸类物质变化

  李学震, 刘光鹏, 马艳蕊, 姚旖旎, 孟园, 赵岩, 和法涛

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 304-311. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034555

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  探究“金花菌”发酵牡丹花瓣过程中挥发性物质和酚酸化合物的成分及含量。采用GC-IMS技术和HPLC-MS技术研究“金花菌”发酵过程中挥发物质和酚酸类物质,通过主成分分析和聚类分析阐明发酵过程中挥发性物质和酚酸类物质变化。GC-IMS共检测出51种挥发性物质,定性出33种,并能表明发酵前后及发酵过程中挥发性物质的变化,将牡丹花瓣分为3类,即未发酵,发酵3 d和发酵5~11 d;HPLC-MS技术共检出并定量21种酚酸类物质,在发酵5 d时牡丹花瓣中多酚达到最大值为4.31%,通过聚类分析和主成分分析能将牡丹花瓣分为3类:即未发酵,发酵3、5、7 d和发酵9、11 d。研究结果为牡丹花瓣发酵过程中挥发性物质和多酚类物质的变化和品质控制提供理论依据,同时为牡丹花瓣的加工与利用提供新思路。
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  覆膜铁罐装食品中聚对苯二甲酸乙二醇酯及聚对苯二甲酸丁二酯环状低聚物的测定研究

  吴刚, 潘家杰, 徐彤彤, 路秋勉, 冯佳宁, 孟镇, 仇凯, 郭新光

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 312-318. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034553

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  覆膜铁表面聚酯薄膜在聚合过程中可能会产生多种低聚物,在与食品接触过程中部分低聚物可能向食品中迁移从而造成安全隐患。该研究建立了液液萃取-超高效液相色谱-四极杆飞行时间-质谱法同时测定覆膜铁罐装食品中6种聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate, PET)及聚对苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate, PBT)环状低聚物含量的方法,结果表明,该方法线性关系良好,相关系数均大于0.99,检出限为0.11~44.12 μg/L,定量限为0.36~147.06 μg/L,加标回收率为80.80%~102.71%,相对标准偏差为0.37%~9.26%。采用所建立的方法对覆膜铁罐装的食品中的PET及PBT环状低聚物进行测定,结果表明在肉类、饮料、水果、啤酒4种覆膜铁罐装食品类型中,PET环状三聚体的含量是最多的,且6种PET及PBT环状低聚物的含量大小顺序为:肉类＞饮料＞水果＞啤酒。该研究旨在为覆膜铁材料在罐装食品中的应用提供方法与安全依据。
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  基于气相色谱-离子迁移谱结合多元统计方法分析辣椒品种对辣椒油理化性质和风味物质的影响

  杨芳, 袁海彬, 贾洪锋, 邓凤琳, 王珍妮

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 319-328. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033362

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  该研究对5种不同品种辣椒(子弹头、龙脊椒、涮涮辣、七星椒、干线椒)制成的辣椒油(分别编号为PZ1、PZ2、PZ3、PZ4、PZ5)中辣椒素类物质含量、色差、过氧化值、挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)的影响,并结合多元统计方法分析5种辣椒油之间的关键差异标志物。结果表明,PZ3的辣椒素含量、辣度、亮度、黄度均最高,过氧化值最低且与其余样品间有显著性差异(P<0.05);经气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)共分离鉴定出73种VOCs,包括醛类、酯类、酮类、醇类、杂环类、羧酸类、硫醚类,分别有19、18、12、12、6、4、2种;GC-IMS二维差异图、指纹图谱及主成分分析结果一致,PZ3风味最为独特,PZ5和PZ4次之,PZ1和PZ2风味接近;通过偏最小二乘-判别分析发现,PZ3的特征香气物质主要为酯类,包括异戊酸己酯-D、异丁酸己酯、己酸异戊酯、丁酸己酯-D等;通过变量重要性投影分析,筛选出5种辣椒油的26种差异标志物,包括乙酸乙酯、异戊酸己酯、二乙醇缩乙醛、乙酸-D、己醛-D、二甲基硫醚、3-甲基丁醛、二氢-2(3H)-呋喃酮、1-羟基-2-丙酮-D、丙酮、丁酸-M等,其中异戊酸己酯、丁酸己酯-M、糠醇-M、己酸异戊酯-M、乙酸-D、3-甲基丁醛、戊醛-D等物质在第1主成分的载荷值较大;丙酸乙酯、3-甲基-1-丁醇、乙酸乙酯、丁醛、二乙醇缩乙醛等在第2主成分上的载荷较大。
综述与专题评论
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  昼夜节律、肠道微生物与精神健康关系的研究进展

  田杰, 张怡琳, 万嗣宝, 游春苹

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 329-337. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034541

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  昼夜节律是大多数生物体生理过程中以24 h左右为周期的循环,昼夜颠倒、衰老等因素会导致昼夜节律紊乱。一些特殊职业人群及老年人的昼夜节律紊乱往往与精神疾病相关,比如焦虑、抑郁、阿尔茨海默症等等。研究发现肠道微生物可以同时影响昼夜节律及精神健康,而饮食又可以影响肠道微生物。为此,该文综述了昼夜节律、肠道微生物与精神健康之间的关系,以及饮食干预对节律紊乱和神经疾病的改善,为精神疾病的发病机制和诊治提供新的视角。
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  拉曼光谱检测食源性致病菌生物被膜的研究进展

  朱华剑, 董庆利, 申佳琪, 牛洪梅, 胡敏敏, 窦鑫, 贾凯, 李代禧, 刘阳泰

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 338-347. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033686

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  生物被膜是菌群被其分泌的胞外聚合物所包裹的一种细菌生存定殖形式。食源性致病菌生物被膜具有不易检测和清除的特点,可能释放菌体进一步污染食品环境,导致消费者罹患食源性疾病风险上升,威胁食品安全。拉曼光谱是一种实时、快速、无损的检测技术,也被应用于食源性致病菌生物被膜的检测中。该文对应用拉曼光谱技术的生物被膜信息获取与分析工作进行了介绍,归纳了生物被膜胞外聚合物中多糖、脂质、蛋白质和核酸等生物大分子含量与代表性拉曼特征峰的对应关系,以及生物被膜在抗逆环境中基质、信号分子表现出的拉曼谱图变化,并讨论了拉曼光谱与其他检测技术联用检测生物被膜的可能。拉曼光谱技术在食源性致病菌生物被膜的精准检测方面虽仍具挑战,但可通过对检测过程的标准化、定量化,进一步扩大该技术在食品微生物安全领域的应用范围。
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  麦卢卡蜂蜜促健康功能研究进展

  沙芳芳, 赵瑞丽, 张璐, 范沛

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 348-359. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036005

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  随着我国人民生活质量的提高,一些国外的进口蜂蜜进入我国市场,麦卢卡蜂蜜作为一款新西兰的特色高价值蜂蜜,具有良好的市场占有率和认可度。消费者和相关领域科研、技术工作者期望从专业角度认识麦卢卡蜂蜜的生物学活性和医学价值。该文系统介绍了麦卢卡蜂蜜中碳水化合物、黄酮类/酚酸类化合物、甲基乙二醛、矿物质和蛋白质的组分特征,分析和总结了其抗病原微生物机理、调节炎症模式、抗损伤效应、抗肿瘤机制、影响神经系统功能,结果表明麦卢卡蜂蜜具有优秀的促健康品质,且作用机理较为明确,在通过食疗替代改善亚健康方面具有重要意义。因此,对麦卢卡蜂蜜促健康功能的综述,可使消费者全面了解麦卢卡蜂蜜的特点,也为蜂产品和基于优质蜂蜜为原材料的促健康食品研发提供借鉴经验。
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  牛奶β-酪蛋白水解产物生物活性及A2乳制品的研究进展

  汤晓娜, 许曦瑶, 赵锋

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 360-366. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033449

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  乳制品中酪蛋白是许多生物活性肽的重要来源。牛奶的β酪蛋白按基因型可分为13种,最常见的类型是A1和A2酪蛋白,二者的蛋白质一级结构几乎完全相同,唯一的区别是67位上的氨基酸有所不同,导致A1酪蛋白被水解生成“β-酪啡肽-7”的多肽(β-casomorphin-7, BCM-7)和相关的短BCM(BCM-5、BCM-4和BCM-3),而A2酪蛋白水解不会产生此类多肽物质。基于对上述2种主要β-酪蛋白的研究以及其可能会对人体健康产生的影响,该文从生物机理和分子机制角度阐述了A2牛奶在敏感人群中更容易消化的最新研究成果,最后对A2酪蛋白的研究和相关乳制品商业化前景进行了展望。
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  预处理与干燥方式对枸杞干燥特性及品质影响的研究进展

  王兆凯, 任广跃, 段续, 徐一铭, 楚倩倩, 赵梦月

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 367-375. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033075

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  枸杞作为中国传统的中药材和功能性食品,富含多种生物活性成分,具有抗衰老、抗氧化和增强免疫力的功效。新鲜枸杞采摘后,一方面因其含水率高,若不及时干燥处理,极易发生品质劣变,造成经济损失;另一方面因鲜枸杞表皮被蜡质层所包裹,蜡质层的存在极大地阻碍了枸杞内水分的迁移。因此,选择可有效破除天然蜡质层壁垒的预处理方式对枸杞干燥特性及其干果制品的品质产生重要的影响。同时,该文将传统和先进的枸杞干燥方式进行对比发现,热泵干燥同时控制干燥湿度和干燥环境气体种类,可替代商业生产中的传统太阳能干燥及热风干燥;微波干燥、红外干燥与其他干燥方式相结合后可有效提高干燥效率;与热风干燥相比,冷冻干燥、脉冲真空干燥获得的枸杞干果品质更接近于鲜果。此外,该文还为未来枸杞干燥技术的发展和应用提出了建议,以期为我国枸杞干制品产业的发展提供理论参考。
教育教学
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  基于成果导向教育理念的《食品添加剂》课程思政元素的设计与实践

  扶庆权, 王蓉蓉, 韩苗苗, 夏天兰, 王馨

  食品与发酵工业. 2023, 49(19): 376-380. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035188

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  立德树人是高等教育的根本任务,而课程思政是新时代的主题,课程思政既是实现高校立德树人的根本保证,也是提高我国高校人才的家国情怀和责任意识的有效途径,将思政教育融入到专业课程中,进行创新性的教学设计并付诸实践,对提高食品专业学生的综合素养具有重要的现实意义。该文根据《食品添加剂》课程的性质和特点,围绕课程教学目标,深度挖掘本课程每个章节知识点的思政元素,并基于成果导向教育(Outcomes Based Education,OBE)理念对采用混合式教学的课程进行具体的设计和实践,努力探索出一种既能提高食品专业学生的创新精神和实践能力,又能增强其民族自豪感和责任感的新方法,同时也为本专业其他课程的教学设计和实践提供一定的理论参考。