食品与发酵工业

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陈剑, 张晓梅, 史劲松, 许正宏

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 1-7. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034996

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L-丝氨酸广泛应用于医药、食品和化妆品等领域,目前尚未实现微生物直接发酵糖质原料工业化生产L-丝氨酸。在前期研究中发现,谷氨酸棒杆菌A利用蔗糖和葡萄糖生产L-丝氨酸产量存在差异。该文采用比较代谢组学的分析方法,研究谷氨酸棒杆菌A在不同碳源中的胞内代谢产物差异,揭示合成L-丝氨酸的关键代谢物,再考察外源添加主要关键代谢物对L-丝氨酸产量的影响。通过GC-MS及主成分分析和偏最小二乘判别分析,发现15种胞内代谢物可能与L-丝氨酸合成密切相关,其中三羧酸(tricarboxylic acid,TCA)循环中富马酸、琥珀酸、α-酮戊二酸、苹果酸及柠檬酸5种物质对L-丝氨酸合成影响较大;通过在培养基中分别添加这5种物质进行发酵,结果表明,富马酸对L-丝氨酸的产量影响最为显著,当添加2 g/L的富马酸时,L-丝氨酸的产量提高29.8%。表明基于比较代谢组学分析理性优化培养基的方法可以提高L-丝氨酸的产量。

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大肠杆菌合成烟酰胺单核苷酸途径构建及发酵工艺研究

程琳, 龚劲松, Michael HALL, 苏畅, 徐国强, 许正宏, 史劲松

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 8-14. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035020

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β-烟酰胺单核苷酸(β-nicotinamide mononucleotide,NMN)作为人体内重要辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD⁺)的直接前体受到了广泛关注,目前工业上主要采用化学法或化学-酶催化法进行合成,发酵法仍未取得突破。为获得一株高产NMN的工程菌株,对大肠杆菌进行了代谢途径改造。首先在大肠杆菌中异源表达了来自松噬几丁质菌(Chitinophaga pinensis)的烟酰胺磷酸核糖转移酶,构建了NMN的补救合成途径;为增强前体5-磷酸核糖-1-焦磷酸(5-phosphoribose 1-pyrophosphate,PRPP)的供应,过表达了从葡萄糖出发的多个途径酶,促进了葡萄糖向磷酸戊糖途径的流动;同时,为有利于NMN积累,通过敲除NMN下游代谢分解途径基因pncC、ushA以及调控NAD⁺衍生物基因nadR,所获得的重组菌产量摇瓶水平达到60 mg/L,是初始产量的4.95倍;进一步在5 L罐上进行发酵试验,产量最高达到390.1 mg/L。该菌株用于NMN的发酵生产具有良好的潜力。

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脂多糖减量合成对细胞外膜功能的影响

李婧芳, 韩梦圆, 李铭心, 张濛, 田康明

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 15-20. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036540

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细胞生长、增殖和代谢过程中,个体间通过静电作用力或蛋白质间分子作用维持相对悬浮状态,有利于营养物质、底物和产物的传递。细胞培养完成或发酵结束后沉降方式收集细胞可以大幅度节约离心收集或板框过滤收集等方式所需要的设备和能量消耗。细胞外膜作为维持个体细胞相对悬浮状态的主要细胞结构,其多糖组成和附着在多糖中的膜蛋白可能为细胞个体悬浮提供了相应的分子间作用力。考察细胞外膜中占比最高的脂多糖的减量合成及其可能对细胞自凝集过程的影响,将有助于实现菌体细胞的可控沉降。该研究以乳酸单体高产菌种大肠杆菌LG101为出发菌株,通过阻断脂多糖部分合成途径,构建脂多糖减量合成的新菌种LGL4A06。系统评价了新菌种脂多糖减量合成情况,以及对细胞结构、生长性能、代谢性能和自凝集性能等影响。结果显示,相比出发菌株,菌株LGL4A06脂多糖的含量降低了39.34%,单位OD₆₀₀菌体干重减少32.46%;与出发菌株不同,菌株LGL4A06在显微镜下细胞出现聚集,摇瓶培养条件下,菌体细胞最终积累量相当但比生长速率降低;摇瓶培养条件下的LGL4A06菌体细胞培养液,静置12 h菌体自凝集率可达83.20%,是出发菌株的13.9倍;通过不同温度和钙、镁离子添加对菌体自凝集特性的影响分析显示,自凝集特性与环境温度的相关性不显著,添加钙离子(10 mmol/L)和镁离子(10 mmol/L)静置4 h后,LGL4A06自凝集率分别提高了95.00%和83.00%,进一步提高了菌株自凝集速率。该研究证实通过减量合成脂多糖可以提高细胞自凝集效率,有助于实现菌体细胞的可控沉降,促进生物质分离过程,并降低发酵产品制备过程下游工艺的生产成本。

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两歧双歧杆菌调控肠道生物屏障改善抗生素引起的肠动力及结构损伤

余强庆, 唐楠, 王嘉良, 梅春霞, 王琳琳, 王刚, 张灏, 赵建新

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 21-28. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035073

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口服抗生素会改变肠道微生物区系的组成。该研究检测了不同抗菌谱抗生素对小鼠肠动力、肠道结构以及肠神经的影响,然后评估了不同来源两歧双歧杆菌对广谱抗生素造成的小鼠肠道结构、功能及肠神经损伤的修复潜力。在第一项研究中,应用抑制G⁺细菌的抗生素(氨苄青霉素),抑制G^-细菌的抗生素(庆大霉素)以及广谱抗生素处理小鼠21 d,对小鼠小肠长度、结肠长度、盲肠重量、小肠推进率、整个肠道转运时间以及结肠肠神经指标进行了检测,结果发现抑制G^-细菌的抗生素对肠道结构,功能和肠神经系统的影响显著大于其余2组。在第二项研究中,针对广谱抗生素处理组,应用3株两歧双歧杆菌对其干预7 d,检测两歧双歧杆菌对小鼠肠动力、肠道结构和神经系统的影响情况,结果表明两歧双歧杆菌45M3可通过调节肠道生物屏障修复由广谱抗生素所引起的肠道结构和功能的损伤。综上所述,不同抗菌谱抗生素对小鼠肠道结构、肠动力及肠神经具有不同的影响,其中抑制G^-细菌的抗生素影响最大,而两歧双歧杆菌45M3具有修复广谱抗生素所引起的肠道结构和功能损伤的潜力。该研究为服用抗生素后补充益生菌提供了理论依据,也为开发提升国民健康的新型功能食品提供新的思路。

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共识序列改造提高南极假丝酵母脂肪酶B的热稳定性

王亚婵, 李阳阳, 刘松

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 29-36. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035083

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南极假丝酵母脂肪酶B(Candida antarctic lipase B,CALB)对水溶性和非水溶性底物均有良好的催化效率,广泛应用于各种工业领域,例如,生物柴油、对映体酮洛芬、甘油碳酸酯等的合成。为提高CALB热稳定性,将CALB与48条不同来源的脂肪酶序列进行比对获得共识序列,并初步确定了可显著提升CALB保守性的14个突变位点。随后,通过定点突变获得热稳定性显著提升的组合突变体G114A/A284 N(CALBm)。结果显示,与CALB相比,CALBm在50 ℃下的半衰期(t_1/2)提高了74.7%,达到14.5 min,但比酶活(16.1 U/mg)和k_cat/K_m[5 932.3 mmol/(L·min)]分别下降了36.3%和23%。分子动力学模拟表明,增加的疏水相互作用(G114 vs M83,G114 vs V84,G114 vs I121)和氢键(A284 vs G41,A284 vs A281)提升了CALBm蛋白分子的整体刚性和稳定性。分子对接分析显示,CALBm与底物分子之间作用力的减少可能是其活性降低的主要原因。研究结果将有助于提升CALB高温条件下的应用效果。

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纳米-氧化镁荷正电无机陶瓷膜的制备及对葡萄汁中赭曲霉毒素A的静电吸附

南米娜, 辛雪燕, 薛华丽

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 37-43. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034919

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赭曲霉毒素A(ochratoxin A,OTA)作为重要的真菌毒素之一,在葡萄制品中的污染较为普遍,尤其是葡萄酒与葡萄汁。传统的OTA物理脱除方法存在材料单一、吸附材料难去除、影响营养品质等问题。该研究采用浸渍-热分解法以尿素与MgCl₂·6H₂O为原料通过加入分散剂来制备纳米-氧化镁(nano-MgO)荷正电无机陶瓷膜,筛选了OTA的最佳吸附条件,应用于葡萄汁中OTA的去除并分析了葡萄汁的营养品质与风味变化。结果表明,nano-MgO立方体有效增加了陶瓷膜的比表面积,改变了其荷电性能,对葡萄汁中OTA的吸附率达到91%以上,且整体保留了葡萄汁的营养品质与香气物质。

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堇叶碎米荠富硒多肽对乙醇诱导THLE-2肝细胞损伤的保护作用

凌荣瑞, 丛欣, 陈尚卫, 朱松

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 44-51. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034890

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采用堇叶碎米荠富硒多肽(selenium-enriched peptide of Cardamine violifolia,SPE)处理人源肝细胞,研究SPE能否干预由乙醇引起的肝细胞损伤。利用酒精诱导损伤THLE-2肝细胞构建氧化应激模型,通过不同浓度有机硒的SPE处理后,测定细胞损伤和氧化应激相关指标,评价其细胞保护和抗氧化能力。结果显示,乙醇浓度为1 000 mmol/L,乙醇作用时间为12 h时,可对THLE-2细胞造成明显损伤(P<0.05)。SPE处理可明显提高细胞存活率(P<0.05),在12 μmol/L硒浓度作用下可达78.02%。与损伤组相比较,SPE处理组上清液的谷草转氨酶、谷丙转氨酶和乳酸脱氢酶含量显著减少(P<0.05),并且,SPE处理后,THLE-2细胞内活性氧含量减少,超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽水平显著上升(P<0.05),最高分别为34.68 U/mg、974.75 nmol/g、1.76 U/mg和55.58 μmol/g,其中,谷胱甘肽过氧化物酶高度表达,约为损伤组的5.6倍,可能因为SPE为谷胱甘肽过氧化物酶合成提供硒离子。另外,SPE处理组的细胞凋亡率降低,线粒体膜电位升高。综上所述,堇叶碎米荠富硒多肽可以通过调控氧化应激相关指标来达到缓解酒精性肝损伤的目的。

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采前壳聚糖处理结合磁场冷藏对采后李果实果肉褐变的调控作用

张婷婷, 郝义, 纪淑娟, 郝邢维, 邢英丽, 李珊珊, 周倩

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 52-61. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033165

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为探究采前壳聚糖结合采后磁场冷藏处理对李果实的贮藏期间保鲜品质的影响,该研究以大红袍李果实为试验材料,在采前30 d分别采用质量浓度10、15、20 g/L的壳聚糖对试验李树的叶面及其果实进行喷施处理,采后预冷24 h,将果实分别置于强(700 mV)、弱(300 mV)磁场的冷库中进行贮藏,每7 d对李果实感官指标、营养指标、抗氧化酶活性等相关指标进行测定,确定采前壳聚糖结合磁场最佳处理组。结果表明,采前壳聚糖结合采后磁场冷藏处理可有效维持果实硬度,保持果皮明亮度,延缓可溶性固形物含量、可滴定酸含量的降低,抑制失重率的升高,其中采前15 g/L壳聚糖结合弱磁场处理效果显著优于其他处理组。进一步研究发现,采前15 g/L壳聚糖结合弱磁场处理组能有效抑制果实中营养物质消耗、减缓果实衰老进程,主要表现为果实中总酚、类黄酮含量较稳定,延缓抗坏血酸含量的降低、相对电导率和丙二醛含量升高;该处理组显著抑制多酚氧化酶的活性,提高过氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶活性,有效延缓冷藏后李果实褐变的发生,维持大红袍李果实采后品质、延长其贮藏保鲜期。

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小麦粉品质特性对油条加工适应性的研究

王静, 赵相振, 温纪平, 展小彬, 石松业, 耿浩

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 62-69. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032737

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该研究以20种不同的系统粉为原料,测定各项理化指标及流变学指标,并对炸制的油条进行含油含水量、质构测定以及感官评价。相关性分析表明,破损淀粉与油条含油量显著正相关(r=0.301)。水分、灰分、破损淀粉、沉降值、谷蛋白溶胀指数、湿面筋含量、吸水率、稳定时间、拉伸曲线面积、延伸度和最大拉伸阻力与油条比容和感官评分均显著或极显著相关,而形成时间和粉质质量指数仅与油条比容显著相关;粗淀粉和拉伸阻力则与油条感官评分极显著相关。系统粉理化性质与流变学性质均与油条品质显著或极显著相关。进一步通过主成分分析,将小麦粉按照制作油条的加工适宜性划分等级,4Bc与D3适合制作品质较为优异的油条,3B适合制作品质一般的油条,D1~D3以及1B粉需要搭配使用以提高油条的加工适应性,而心磨、渣磨尾磨和打麸粉不推荐用于油条的生产。

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用于干预溃疡性结肠炎的异甘草素纳米颗粒研究

张琳婧, 钱楠, 俞步涛, 陈昱瑶, 马家辉, 张晨曦, 王伟, 成向荣

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 70-79. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036768

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为提高异甘草素干预溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)的作用,以玉米醇溶蛋白(zein)和果胶为包覆材料,使用反溶剂沉淀法制备异甘草素(isoliquiritigenin, ISO)纳米颗粒zein-ISO。通过单因素试验,优化了异甘草素纳米颗粒的制备条件,并进行理化性质表征。通过体外模拟消化实验比较包埋前后ISO在胃肠中的释放行为,通过动物实验评价zein-ISO针对UC的干预效果。结果表明,zein溶液质量浓度20 g/L、乙醇溶液体积分数80%、ISO添加量6 mg、zein与果胶质量比2∶1时制备的zein-ISO纳米颗粒平均粒径102.3 nm,稳定性高,包埋率达到91.66%。体外模拟消化实验表明,zein-ISO在肠液中的释放率(53.15%)明显高于胃液(18.85%)。动物实验表明,与游离ISO相比,zein-ISO更显著地改善了结肠炎小鼠结肠长度缩短的疾病状态(P<0.001),降低了结肠组织中炎性因子肿瘤坏死因子-α、白细胞介素1β和白细胞介素6的水平(P<0.001)。研究结果为ISO等水溶性差的活性膳食功能因子开发利用及UC的干预提供了新的思路。

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果胶酯化度对酪蛋白-果胶相互作用及其复合物性能的影响

刘敏, 罗国柳, 覃小丽, 刘郁琪, 刘雄, 钟金锋

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 80-87. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033598

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该文采用实验与分子动力学模拟联合的方法探究了不同酯化度果胶对其与酪蛋白的相互作用及其复合物性能的影响。结果表明,酪蛋白与酯化度为36.1%、41.6%、47.8%和67.9%的果胶复合的最佳质量比分别为4∶1、4∶1、4∶1和5∶1。对于最佳质量比的酪蛋白-果胶复合体系而言,当果胶酯化度由36.1%增加至67.9%时,酪蛋白在pH值4.6处的溶解度提高了10.44%。分子动力学模拟结果显示,β-酪蛋白与酯化度为67.9%的高甲氧基果胶形成的复合物的均方根偏差平衡值(0.36 nm)和结合能(-1.91×10⁶ kJ/mol)相对较低,表现较强的稳定性;静电相互作用在β-酪蛋白与果胶复合过程中起主要作用,且有利于降低酪蛋白-果胶复合体系在pH值4.6附近的浊度。红外光谱分析结果表明酪蛋白中的氨基酸残基与果胶中的酯羰基和羧基发生了相互作用。该研究从实验和理论计算的角度阐明了果胶酯化度对其与酪蛋白相互作用及复合物性能的影响,以期为提高酪蛋白的利用率并为酪蛋白-果胶复合产物性能的改善提供借鉴。

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基于代谢组学解析SO₂对鲜食葡萄贮藏品质的调控作用

吴敏, 张健, 玛依努尔·扎衣提, 翟荣臻, 张政, 魏佳, 吴斌, 吴忠红

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 88-96. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033073

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为研究SO₂处理对鲜食葡萄贮藏过程中的影响,该文以红地球葡萄为实验材料,通过亲水相互作用液相色谱-超高效液相色谱与四极杆飞行时间质谱联用技术(hydrophilic interaction liquid chromatography ultra-high-performance liquid chromatography coupled with quadrupole time-of-flight mass spectrometry, HILIC UHPLC-Q-TOF MS)分别测定了贮藏0、24、48 d时与葡萄果实贮藏品质有关的代谢物质,解析了SO₂处理前后葡萄果实中的代谢物差异特性。结果表明,随着贮藏时间的延长,SO₂处理通过延缓葡萄果实的硬度下降抑制腐烂率、电导率和丙二醛含量的上升,保持了果实贮藏品质;贮藏24 d时,SO₂显著调控了葡萄果实中氮代谢、氨基酸代谢、谷胱甘肽代谢和碳水化合物代谢等主要途径的富集作用;贮藏48 d时,SO₂显著调控了葡萄果实中类黄酮生物合成、氨基酸代谢和碳水化合物代谢等主要途径的富集作用。可见,在整个贮藏过程中,SO₂通过差异化调控代谢物富集途径有效保持了葡萄果实贮藏品质。该研究结果为进一步揭示SO₂延缓贮藏过程中红地球葡萄劣变的作用机理提供了新的思路。

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一种兼具腈水合酶活性与硫氰酸水解酶活性的新型腈类降解酶

吴桐, 程中一, 周哲敏

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 97-102. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035079

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硫氰酸水解酶(SCNase)是一种主要来自于硫杆菌属的含钴酶,能够催化焦化废水中的主要成分硫氰酸盐降解。它由3个亚基组成,其活性中心存在2个翻译后修饰氧化的半胱氨酸,并且和钴离子形成独特的爪型配位结构。硫氰酸水解酶在序列和机构上都与钴型腈水合酶有很高的相似性,但活性并不互通。通过在公共序列库里搜寻,发现了一种来自玫瑰单胞菌Roseomonas stagni的新基因型的硫氰酸水解酶。该研究表达、纯化并且对这个硫氰酸水解酶(Rose.s SCNase)进行了表征。有趣的是,Rose.s SCNase不但对硫氰酸钾有催化活性,对腈类底物也具有催化活性,这是迄今为止发现的第一个活性互通的天然腈类降解酶。Rose.s SCNase在最适pH和温度下对烟腈的比酶活为(17.8±1.3) U/mg,对丙烯腈的比酶活为(30.6±1.9) U/mg,对硫氰酸钾的比酶活为(13.5±0.9) U/mg。结构比对结果显示,位于Rose.s SCNase底物结合口袋顶部氨基酸的不同可能是其存在活性互通的原因。Rose.s SCNase可能对研究含氰基底物降解方面有巨大的帮助。

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D-甘露糖异构酶的酶学性质探究和热稳定性改造

沈玲, 赵丽婷, 沈昱, 陈磊, 李军训, 顾正华, 李由然, 石贵阳, 丁重阳

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 103-110. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035239

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D-甘露糖异构酶可以催化D-果糖与D-甘露糖之间的相互转化,在D-甘露糖的生物酶法制备中具有应用前景,但是目前报道的D-甘露糖异构酶热稳定性较差,无法满足工业生产高温的需求。该研究将大肠杆菌(Escherichia coli) Dh5α来源的D-甘露糖异构酶异源表达后进行酶学性质研究,并对其进行热稳定性改造。研究结果显示D-甘露糖异构酶的最适反应温度为30 ℃,最适反应pH值为6.0~7.0,K_m、kcat和kcat/K_m分别为963.4 mmol/L、1.38 s^-1、1.4×10^-3 L/(mmol·s)。通过理性改造该研究获得了一株热稳定性显著提高的突变体A241P/A116V/G253A/Q379P,其最适反应温度提高了15 ℃,在50 ℃条件下,半衰期为野生型的33倍,相对酶活力比野生型高60%。分子动力学模拟分析表明脯氨酸的引入和疏水作用的增强,提高了蛋白质的刚性,从而使热稳定性提高。该研究通过对主流来源的D-甘露糖异构酶进行酶学性质探究及热稳定性改造,为生物酶法高效制备D-甘露糖提供了理论依据,为D-甘露糖异构酶结构-稳定性的研究奠定基础。

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蛋白酶水解汉麻分离蛋白产物结构及功能特性比较

朱秀清, 王源, 朱颖, 安月欣, 黄雨洋, 孙冰玉, 夏晓雨

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 111-117. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035058

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该实验通过6种蛋白酶(木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶)对汉麻分离蛋白进行水解,比较不同蛋白酶对汉麻蛋白水解产物结构、界面性质的影响。结果表明,6种蛋白酶水解物均会产生更多的小分子肽,表现为β-转角、无规卷曲比例增加,β-折叠比例降低,Zeta电位绝对值、溶解度升高;其中碱性蛋白酶水解物具有良好的水解度(24.7±0.46)%及较高的肽含量(13.43±0.26) mg/mL和Zeta电位绝对值(16.20±0.83) mV;木瓜蛋白酶水解物具有最好的起泡性(68.85±1.22)%和泡沫稳定性(80.06±2.32)%;胃蛋白酶水解物的溶解度最高(83.31±2.51)%;中性蛋白酶水解物具有更好的乳化能力。该研究比较了不同蛋白酶处理后汉麻蛋白结构、界面性质的变化,为其作为食品功能助剂应用于食品工业提供一定的理论基础。

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贺兰山东麓赤霞珠干红葡萄酒发酵过程中香气成分与感官特征的变化

李亚军, 郑明朋, 张众, 陈方圆, 陈建胜, 张军翔

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 118-124. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034582

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香气成分与葡萄酒的品质密切相关,且发酵过程中产生的香气在葡萄酒的香气中占据重要地位。该研究利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(head space-solid phase micro-extraction hyphenated with gas chromatography-mass spectrometry, HS-SPME-GC-MS)技术和感官定量描述分析方法(quantitative descriptive analysis, QDA)对发酵过程中的酒样进行香气成分和感官特征分析,旨在研究宁夏贺兰山东麓产区赤霞珠干红葡萄酒发酵过程中香气成分与感官特征的变化规律。结果表明,随着发酵的进行,酯、高级醇、脂肪酸、类异戊二烯成分的总含量呈递增趋势,酯类成分的总含量在第8天达到最大值(26 655.39 μg/L),高级醇和脂肪酸的总含量在第9天达到最大值,分别是9 595.42 mg/L和115.39 μg/L,类异戊二烯总含量在第10天达到最大值(162.49 μg/L);葡萄汁的香气特征以青草和果梗为主,随后逐渐出现了黑色水果、柑橘水果、热带水果、清新花香、辛香料、坚果、果脯味、果酱味的感官特征并逐渐增强;热带水果的感官特征在第7天时达到最大值,红色水果、黑色水果、柑橘水果、草本植物、清新花香、辛香料和坚果等感官特征均在发酵第9天到达最大值。因此,在贺兰山东麓产区赤霞珠干红葡萄酒发酵的第7~10天,是工艺调控的关键时间节点,有利于产品由果香向更加复杂香气风格的转变。

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鲢鱼重组cystatin C的抑菌活性及抑菌机理初探

徐小烽, 李树红, 钱邓帆, 郭淇羽, 李冉, 李龙飞, 岑永好, 段志豪, 韩学艳, 米辰

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 125-131. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034950

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cystatins是一类天然抗菌蛋白,广泛分布于鱼类加工废弃组织。采用滤纸片扩散法和二倍稀释法,评价了鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)重组cystatin C(HmCystatin C)对6株常见的水产品腐败菌的抑菌活性;并以铜绿假单胞菌和腐生葡萄球菌为典型受试菌,测定HmCystatin C与菌体及其细胞壁成分脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)和肽聚糖(peptidoglycan,PGN)的结合情况,及对受试菌生长曲线、细胞壁、细胞质膜通透性的影响,初步探讨其抑菌机制。结果表明,HmCystatin C对除枯草芽孢杆菌外的5株腐败菌均具抑制作用,对典型受试菌的最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)及最低杀菌浓度(minimal bactericide concentration,MBC)均为3.5 mg/mL;HmCystatin C能与典型受试菌结合,并且对LPS和PGN表现出亲和性。此外典型受试菌的细胞壁和细胞质膜被破坏,胞内物质渗出。因此推测HmCystatin C可能首先吸附到菌体表面并与细胞壁成分结合,进而破坏细胞完整性,导致内容物外泄后菌体死亡。该结果为阐明鱼类cystatins抑菌机制奠定实验基础,也为综合利用鱼源cystatins提供理论参考。

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滩羊尾脂共轭亚油酸的提取及其生物活性研究

裴慧敏, 李亚蕾, 曹松敏

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 132-139. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033521

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该研究以滩羊尾为原料,低温结晶联合尿素包合为方法,共轭亚油酸(conjugated linoleic acid, CLA)得率和纯度为评价指标,在单因素基础上结合正交优化得出最佳提取工艺条件,并探究了滩羊尾脂CLA的生物活性。结果表明,采用低温结晶法提取滩羊尾脂CLA得到的最优条件为:提取溶剂为无水乙醇,结晶温度-20 ℃,结晶时间12 h,混合脂肪酸与无水乙醇料液比1∶12(g∶mL),提取纯度为(18.62±0.51) mg/g。在此基础上采用尿素包合法,在包合温度25 ℃,包合时间14 h,脂肪酸与尿素质量比1∶2,尿素与乙醇料液比1∶5(g∶mL)条件下效果最优,其纯度为(28.23±2.36) mg/g。体外抗氧化指标结果显示,DPPH自由基和ABTS阳离子自由基的清除率随滩羊尾脂CLA质量浓度的增加而增加,在质量浓度为6 mg/mL时,清除率分别达到(35.94±4.07)%和(51.76±5.57)%。降胆固醇活性指标结果显示,胆固醇胶束抑制率为(60.33±5.88)%,对牛磺胆酸钠、甘氨胆酸钠和胆酸钠的结合率分别为(16.11±4.01)%、(37.56±3.17)%和(25.11±4.82)%。该结果可为滩羊尾脂CLA工业化提取及活性应用方面的研究提供参考依据。

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一株降解生物胺乳酸菌用于葡萄酒苹果酸乳酸发酵的特性研究

潘思弋, 徐佳敏, 张惠玲, 杨伟明, 田晓菊

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 140-147. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035007

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葡萄酒等发酵食品中微生物通过脱羧作用形成生物胺,高浓度的生物胺对人体有害。该研究以课题组前期分离得到的一株可降解生物胺的Lactobacillus plantarum NXU-Q12为试验菌株,将其应用于葡萄酒酿造。采用HPLC法测定该菌株的生物胺降解率;采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(head space-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometer,HS-SPME-GC-MS)和电子鼻测定经该菌株苹果酸-乳酸发酵(malolactic fermentation,MLF)前后的葡萄酒中挥发性化合物,以此评价该菌株对葡萄酒品质的影响,为葡萄酒酿造过程中生物胺的控制提供解决途径。结果表明,L.plantarum NXU-Q12在发酵葡萄酒的过程中具有降解苹果酸而不降解酒石酸、柠檬酸和甘油的特点,且MLF后酒样(赤霞珠葡萄酒、马瑟兰葡萄酒)中的酒精度、总酸、还原糖、挥发酸、甘油含量以及pH值均符合葡萄酒国家标准。此外,赤霞珠、马瑟兰酒样中L-苹果酸含量在MLF 32 d后均降至0.1 g/L以下,而且该菌株发酵的赤霞珠和马瑟兰葡萄酒样中生物胺的总含量比商业乳酸菌Oenococcus oeni发酵的酒样中分别降低了31.07%和41.51%,同时L.plantarum NXU-Q12使两种酒样中部分酯类的含量与种类增加,使葡萄酒的香气更丰富。因此,L.plantarum NXU-Q12不仅具有良好的MLF发酵潜力,而且能有效控制葡萄酒中生物胺含量。

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基于神经网络和响应面法对比优化富硒绿豆芽蛋白提取工艺研究

王露露, 明佳佳, 杨涛, 徐晨凤, 肖园园, 张驰, 邓伶俐, 商龙臣

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 148-155. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036912

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该研究从多角度评估了响应面(response surface methodology,RSM)和神经网络(artificial neural network,ANN)模型性能以优化富硒绿豆芽蛋白的提取工艺。在此基础上,检测了富硒绿豆芽蛋白的氨基酸含量和有机硒形态。试验结果表明,与RSM相比,ANN模型具有更高的拟合相关系数、更小的误差值和更精确的预测性能。应用该模型得到的最优提取工艺为:碱液浓度0.15 mol/L,提取温度43 ℃,提取时间133 min,液料比50∶1(mL∶g)。以此条件提取原料3次后,其蛋白质提取率为90.32%,得率为62.23%。富硒绿豆芽蛋白的总氨基酸含量为49.89 g/100 g,必需氨基酸含量为19.92 g/100 g,其中谷氨酸的含量最高(7.85 g/100 g),符合联合国粮农组织/世界卫生组织提出的理想蛋白质条件。此外,硒形态分析结果显示,硒元素主要以硒代甲硫氨酸(SeMet)的形式存在于该蛋白质中。该研究可为人工智能技术用于功能性富硒食品的开发提供一定的理论参考。

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薏米白酸汤的工艺优化及其风味成分研究

林莉, 董玮, 吴加怡, 袁玮, 严红光, 石敏, 杨涛

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 156-163. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033140

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为丰富白酸汤加工原料的多样性,以薏米为研究对象,在单因素试验基础上利用响应面法优化薏米白酸汤的加工工艺,并结合气相色谱-质谱联用仪对比分析薏米白酸汤和白酸汤的挥发性成分。结果表明,通过回归方程模型得到最佳加工工艺条件为:糯米与薏米的质量比为62∶38,糊化温度为69 ℃,糊化时间为39 min,老水添加量为15%(质量分数);各因素对薏米白酸汤感官评分的影响顺序为:A(糯米薏米比例)＞C(糊化时间)＞B(糊化温度)＞D(老水添加量);模型预测薏米白酸汤的感官评分为93.62分。经3次平行验证试验,薏米白酸汤的感官评分为90.20分,相对标准偏差为1.06%,与模型预测值之间的拟合度较好,回归模型可靠。薏米白酸汤含有挥发性风味成分21种,其中酯类7种、酸类5种、醇类6种、醛类1种、酮类2种;而白酸汤则含有18种挥发性风味成分,其中酯类6种、酸类3种、醇类6种、醛类2种、酚类1种,2种白酸汤共有的挥发性风味成分有10种。综上,加工所得的薏米白酸汤色泽、质地均一,酸爽适口,风味成分丰富,可作为一种新型酸汤产品。

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不同压榨方式对亚麻籽饼粕营养成分及结构的影响

金丽娜, 李琳, 郭佩佩, 范艳丽, 傅婧

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 164-169. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033183

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该研究对冷榨、热榨亚麻籽饼粕进行常规营养成分、氨基酸、蛋白质营养价值的测定,采用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、X-射线衍射等技术对其结构进行了分析。结果表明,不同压榨方式得到的亚麻籽饼粕基本营养成分均具有显著差异(P<0.05),热榨亚麻籽饼粕中灰分、粗蛋白及粗纤维含量分别为5.79%、41.09%、11.65%,均高于冷榨亚麻籽饼粕;在氨基酸组成及含量上,冷榨和热榨亚麻籽饼粕中均检测出17种氨基酸,除赖氨酸、丙氨酸、脯氨酸外,两者氨基酸含量无明显差异;通过计算必需氨基酸比例、必需氨基酸比值、氨基酸比值系数及氨基酸比值系数分得知,亚麻籽饼粕中各氨基酸含量较为不均衡且冷榨亚麻籽饼粕中蛋白质的营养价值明显高于热榨亚麻籽饼粕。从两者电镜扫描图可知,经热榨得到的亚麻籽饼粕块状结构更小,孔洞结构更多;通过傅里叶变换红外光谱计算出的冷榨、热榨亚麻籽饼粕二级结构相对含量可知,热榨亚麻籽饼粕中蛋白质变性严重;X-射线衍射图谱表明,冷榨亚麻籽饼粕较热榨亚麻籽饼粕结晶度好。

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不同乳酸菌发酵对迟菜心副产物品质及风味的影响

罗文珊, 杜晓仪, 徐玉娟, 吴继军, 余元善, 李璐

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 170-177. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034581

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该研究以迟菜心副产物为原料,解析了肠膜明串珠菌Z3、干酪乳杆菌M25、嗜酸乳杆菌F11、植物乳杆菌S1、发酵乳杆菌G9对其发酵品质和挥发性成分的影响规律,筛选出适宜于发酵迟菜心副产物的菌株。与自然发酵组相比,5种乳酸菌在发酵迟菜心副产物中均表现出良好的生长状况。发酵结束时各接种组的乳酸菌数均高于8.12 lg CFU/mL,其pH值下降至3.38以下,总酸含量提高至8.63 g/kg以上,主要有机酸总含量由822.80 mg/100 g提升到1 424.93~1 913.92 mg/100 g。与其他接种组相比,经植物乳杆菌S1发酵的迟菜心副产物泡菜的亚硝酸盐含量最低(0.11 mg/kg)。GC-MS结果表明,肠膜明串珠菌Z3和植物乳杆菌S1可有效增加迟菜心副产物泡菜中风味物质种类和含量,改善其风味。综上所述,植物乳杆菌S1不仅可提高迟菜心副产物泡菜的品质和安全性,还可丰富其风味,可作为迟菜心副产物泡菜的潜在发酵剂。

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基于高通量测序与分离鉴定方法解析奉节和巫山鲊广椒微生物多样性

张振东, 李学富, 肖秋杨, 詹捷, 赵慧君, 郭壮, 王玉荣

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 178-185. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034967

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为解析重庆地区鲊广椒微生物菌群结构特点,结合高通量测序技术与分离鉴定方法,对重庆地区巫山与奉节采集的鲊广椒菌群进行了分析。结果发现,这两个地区的鲊广椒的优势属有11个,其中乳杆菌属(Lactobacillus),促生乳杆菌属(Levilactobacillus),迟缓乳杆菌属(Lentilactobacillus),伴生乳杆菌属(Companilactobacillus),魏斯氏菌属(Weissella)和普雷沃菌属(Prevotella)含量大于5%。值得注意的是,从巫山鲊广椒检测到了丰度较高的普雷沃菌属和梭菌属(Clostridium)。基于线性判别分析效应值(linear discriminant analysis effect size,LEfSe),普雷沃菌属和塔特姆菌属(Tatumella)分别作为巫山和奉节鲊广椒的生物标志属。通过分离鉴定,从重庆地区鲊广椒中分离到了18株乳酸菌,鉴定为8个菌属。结合高通量测序技术与分离鉴定方法,可将重庆地区鲊广椒的优势属促生乳杆菌属和迟缓乳杆菌属分别鉴定为短促生乳杆菌(Levilactobacillus brevis)和布氏迟缓乳杆菌(Lentilactobacillus buchneri)。该研究预期能为鲊广椒的产业化发展提供菌株资源与数据支撑。

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乳酸菌发酵对空心面条品质的影响

王文琪, 王志强, 沈海军, 王爱红, 黄玉军

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 186-192. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035210

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为探究乳酸菌单独与复合发酵对空心面品质的影响,选取3种典型酸面团乳酸菌菌株:植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum,Lp)、类食品乳杆菌(Lactobacillus paralimentarius,Lpa)、发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum,Lf)应用于空心面制作,分析空心面条蒸煮特性、质构特性、pH和可滴定酸度(titratable acid,TTA)、蛋白质体外消化率(in vitro protein digestibility,IVPD)和游离氨基酸含量的变化,并基于低场核磁共振检测技术对空心面水分分布情况进行分析。结果表明,与对照组的面条相比,乳酸菌发酵的面条断条率减少,pH值下降,TTA增加。Lpa+Lp+Lf组面条与自然发酵面条相比,硬度、弹性和咀嚼性分别提高22.85%、4.49%和19.36%,黏性下降57.81%,不易流动水值减少4.23%。在营养组分方面,Lpa+Lp+Lf组游离氨基酸总量(223.56 mg/100 g)是对照组(162.47 mg/100 g)的1.38倍;IVPD提高了15.59%。综上所述,复合乳酸菌(Lpa+Lp+Lf)发酵能改善空心面品质。

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不同分子质量虾源壳寡糖的抗菌抗氧化活性差异研究

罗威, 黄晓月, 钟萍, 陈斯琪, 区家豪, 房志家, 邓旗, 孙力军, 王雅玲

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 193-197. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033713

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为明确虾源壳寡糖的抗菌抗氧化活性与其数均分子质量之间的相关性,该研究采用乙醇分级沉淀法分离虾源壳聚糖酶解物,得到4种不同分子质量的壳寡糖产品(COS50、COS60、COS70、COS70 s),数均分子质量分别为2 365、2 807、3 105、1 390 Da。比较4种壳寡糖产品的抑菌抗氧化活性,发现COS50(数均分子质量为2 362 Da)对大肠杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、假单胞菌和希瓦氏菌均有较强的抑菌效果,对上述各种菌的最低抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC)值分别为2.50、1.25、1.25、0.62、0.16 mg/mL;壳寡糖的抗氧化能力整体上随着数均分子质量的增加而减弱,COS50清除DPPH自由基的能力最强,清除自由基一半所需浓度(IC₅₀)为0.90 mg/mL,COS70 s的总还原力最强(每克相当于9.87 mg抗坏血酸的还原力),COS50次之。综合考虑抗菌抗氧化活性,COS50(数均分子质量为2 362 Da)为具备抗菌抗氧化性能的最优壳寡糖。该研究为虾源壳寡糖的开发应用提供理论参考。

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万州尤力克柠檬果皮精油的提取工艺及其抗氧化、抑菌、抗肿瘤活性研究

张潇雪, 杜慧慧, 胡武静, 江鸿翎, 肖国生, 杨东林

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 198-205. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033443

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为研究柠檬精油提取的最佳工艺条件及抗氧化、抑菌、抗肿瘤等生物活性,以尤力克柠檬皮为原料,通过单因素实验和响应面实验优化柠檬精油提取条件并采用气质联用技术对精油成分进行分析。以抗坏血酸为对照,进行抗氧化活性测定,运用滤纸片扩散法测定柠檬精油抑菌活性,通过噻唑兰(methyl thiazolyl blue tetrazolium bromide,MTT)比色法及蛋白免疫印迹法(western blotting,WB)分析柠檬精油的抗肿瘤活性。结果表明,柠檬精油提取的最佳工艺为:液料比为12∶1(mL∶g)、超声时间29 min、蒸馏时间133 min、氯化钠添加量5.20 g/L,在此条件下提取率可达2.72%,精油中含有102种化合物,其中烯类物质相对含量最高,达62.89%。柠檬精油对DPPH自由基具有较好的清除能力,当精油质量浓度为343 mg/mL时,清除率可高达92.68%。抑菌活性试验表明,柠檬精油对4种受试菌均有抑制作用,其中对维氏气单胞菌抑制效果最佳。通过MTT试验并结合半数抑制浓度(IC50)发现,柠檬精油表现出显著的抗癌活性,其中对结直肠癌细胞增殖活力的影响尤为明显,对结直肠癌细胞周期和自噬相关蛋白进行WB检测发现,柠檬精油通过周期阻滞及促进自噬抑制结直肠癌细胞增殖。该研究可为万州区柠檬深加工产业以及废渣利用的发展提供理论依据,并且为精油活性成分深度开发提供理论参考。

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添加非肉蛋白对肌原纤维蛋白性质及乳化特性的影响

黄春阳, 马晶晶, 杨静, 李超, 徐为民, 王道营, 邹烨, 罗章

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 206-212. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033431

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将血球蛋白、大豆分离蛋白、蛋清蛋白、猪血浆蛋白分别添加至肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)溶液中,未添加非肉蛋白的MP溶液为空白对照,探讨不同的非肉蛋白与MP作用机理。与对照组相比,非肉蛋白复配均对MP表观黏度有促进作用,其中蛋清蛋白和猪血浆蛋白的触变环面积增加;荧光光谱结果显示,蛋清蛋白和猪血浆蛋白可使荧光强度上升,血球蛋白组促进了MP结构展开使荧光强度降低;根据复合蛋白组分分析血球蛋白和猪血浆蛋白组样品中肌球蛋白重链的条带,发现强度增强明显。大豆分离蛋白和蛋清蛋白添加组中肌球蛋白重链含量变化不明显;综合乳化性和疏水性结果可知,两指标显著相关,另外添加猪血浆蛋白后总巯基含量上升了5.17%;非肉蛋白处理组粒径均显著大于对照组,促使蛋白发生交联聚集,导致其分子粒径增大;对复合蛋白的热稳定性分析,发现大豆分离蛋白分子对温度更加敏感。猪血浆蛋白提高MP热稳定性的效果最明显,综合该文其他指标分析得出猪血浆蛋白与MP交联最好,从而一定程度上缓解高温对蛋白结构的破坏。

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金枪鱼复合蛋白体系乳化特性分析与工艺优化

王晋, 高飞, 江燕, 方巧飞, 余海霞, 张小军

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 213-219. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033211

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为改善金枪鱼肌肉蛋白的功能特性、提高金枪鱼乳糜液稳定性,通过单因素试验研究不同质量分数的油脂、大豆蛋白和乳清蛋白的添加对乳糜液的白度、持水力、粒径、乳化活性和乳化稳定性等指标特性的影响,再通过响应面法优化乳糜液稳定性的配方参数。结果表明,油脂的添加可提高金枪鱼乳糜液的持水力,但过多的油脂会使乳糜液体系过稀,保水能力降低,油脂质量分数超过20%后油脂析出,粒径达到了695.01 nm,乳化稳定性降低。添加油脂与大豆蛋白对金枪鱼乳糜液的乳化活性和乳化稳定性均有显著的影响(P＜0.05)。最佳乳化工艺为:油脂含量9.41%、大豆蛋白含量1.47%、乳清蛋白含量2.99%,此时的乳化活性为96.10 mL/g,乳化稳定性为74.55%,乳糜液稳定性好,不易分层析水。

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CO₂对猪肉中单增李斯特菌抑制模型的优选及建立

张文敏, 董庆利, 刘阳泰, 辛宝, 钱文文, 任晓梅, 段亮亮

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 220-227. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035319

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CO₂气调包装是猪肉常用的包装方式,包装材料的存在可避免猪肉二次污染,包装内的CO₂气体可抑制多种有害菌的生长。以无菌空气包装组为对照组(T_C),基于食品预测微生物学方法研究CO₂对猪肉中单增李斯特菌生长特性的影响。分别应用Baranyi模型、Gompertz模型和Logistic模型构建13、25 ℃贮存猪肉中单增李斯特菌在不同CO₂浓度条件下的一级生长模型,用池信息准则(Akaike′s information criteria, AIC)和贝叶斯信息准则(Bayesian information criteria, BIC)对建立的3种一级模型进行拟合优度评价。根据拟合性较好的一级模型获得的生长动力学参数,用Ratkowsky-type模型拟合CO₂抑制单增李斯特菌的二级模型。结果表明,Baranyi模型的AIC和BIC最小,拟合性优于其他两种一级模型。20%(体积分数)的CO₂即可抑制单增李斯特菌生长,并且CO₂浓度越高,抑制作用越强。和T_C组比,80%(体积分数)的CO₂可将13、25 ℃ 贮存猪肉中单增李斯特菌的迟滞时间(λ)分别延长1.06、2.04倍,最大化生长速率(μmax)分别降低47%和69%,但是对最大污染浓度(Nmax)无显著影响(P≥0.05)。Ratkowsky-type模型可以很好地描述CO₂对单增李斯特菌λ和μmax的影响。CO₂可以延缓单增李斯特菌生长,但是随着贮存时间的增加,单增李斯特菌能够达到较高的Nmax,需要联合其他控制措施,从不同方面抑制猪肉中单增李斯特菌的生长。

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植物乳植杆菌CCFM1296及后生元对小鼠透明质酸和衰老的影响

郑雪丽, 毛丙永, 唐鑫, 赵建新, 张秋香, 崔树茂

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 228-234. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035049

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衰老伴随着透明质酸(hyaluronic acid,HA)的流失,从而出现皮肤衰老、眼花、关节疼痛和记忆衰退等症状,该研究拟探讨口服不同植物乳植杆菌活菌和制备的后生元对体内HA的调控作用和抗衰老作用。通过皮下注射500 mg/(kg·d) D-半乳糖诱导衰老小鼠模型,并每天分别灌胃5×10⁹CFU/kg植物乳植杆菌CCFM1295、CCFM1296、CCFM1297活菌(CCFM1295-L、CCFM1296-L、CCFM1297-L)和500 mg/kg剂量的后生元(CCFM1295-D、CCFM1296-D、CCFM1297-D),9周后检测小鼠皮肤、关节、脑、眼的HA含量,并对HA合成相关酶水平进行了定量,并检测小鼠中与衰老相关的血清生化指标、皮肤水分和弹性以及抗氧化水平。结果显示,在灌胃植物乳植杆菌小鼠中,仅有CCFM1296-L和CCFM1296-D促进了皮肤、关节、眼的HA含量并促进了组织中HAS2 mRNA的表达水平,CCFM1296-D同时还上调了脑中HAS2 mRNA的表达水平, HAS2是HA生物合成的关键酶之一,其表达水平可能影响HA的水平。同时CCFM1296-L和CCCFM1296-D增加了胆碱酯酶(cholinesterase,CHE)活性并降低了血清C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)、谷丙转氨酶(alanine transaminase,ALT)、谷草转氨酶(aspartate aminotransferase,AST)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、肌酸激酶(creatine kinase,CK)水平。CCFM1296-L还能够增加皮肤水分和皮肤弹性,并提高皮肤组织的CAT、GSH-Px和T-AOC活力,增加其防御能力。总之,植物乳植杆菌CCFM1296能够通过上调HAS2 mRNA的表达水平增加组织HA含量,从而帮助机体起到抵抗衰老的作用。

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常见肉制品动物源性的环介导等温扩增高分辨熔解鉴别检测方法

代欣, 张月绒, 澹台玮, 李艳妮, 徐秦峰

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 235-240. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036809

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动物源性成分鉴别在肉制品掺假检测中具有重要意义。为检测肉及其制品中猪、牛、羊3种动物源性成分,该研究建立基于通用引物的环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification, LAMP)高分辨熔解曲线(high-resolution melting,HRM)检测方法。该方法对猪、牛、羊DNA的检测灵敏度分别可达0.3 pg/μL、0.03 pg/μL、0.3 pg/μL;通过分析通用引物扩增子的熔解曲线可实现牛肉、羊肉中分别掺入5%和1%猪肉的鉴别,并成功应用于市售样品检测。该方法快速、灵敏、准确度高,可以实现仅用1组LAMP引物区分猪、牛、羊3种动物源性成分,是一种有效的动物源性成分鉴别方法,在肉及肉制品动物源性成分检验的快速检测中具有良好的发展前景。

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基于顶空-气相色谱-离子迁移谱分析蒸制过程中草鱼肉挥发性成分的变化

方心如, 肖乃勇, 郭全友, 施文正

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 241-250. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034713

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为提高蒸制草鱼的风味品质,通过顶空-气相色谱-离子迁移谱(headspace-gas chromatography-ion mobility spectroscopy, HS-GC-IMS)结合主成分分析(principal component analysis, PCA)及感官评定研究了草鱼白肉和红肉在蒸制过程中挥发性成分的变化。在鱼肉中共鉴定出40种化合物,其中白肉(34种)和红肉(37种)共有的挥发性化合物有30种,主要是醛类、醇类、酮类和酯类。蒸制处理会促进鱼肉中挥发性化合物(异丁醛、戊醛、己醛、庚醛、2-乙基己醇和2-戊酮)的形成;蒸制后,红肉中挥发性成分的数量和相对含量都高于白肉。PCA结果表明,在蒸制过程中,红肉的风味变化较白肉更为丰富。在蒸制时间到达9 min时,鱼肉整体的风味趋于稳定,鱼肉中的挥发性成分可以代表熟草鱼肉的风味。感官评定的结果也显示,蒸制9 min的草鱼肉具有较好的风味和整体可接受度。综上,HS-GC-IMS和PCA的组合可以较好地描述不同蒸制时间的草鱼白肉和红肉挥发性化合物的变化,并为确定草鱼适宜的蒸制时间提供依据。

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基于重组虾铁蛋白装载山奈酚的三种不同方法的比较分析

李蝶, 张斌, 申淼淼, 袁欣, 侯原菲, 李树红, 李冉, 张志清, 李美良

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 251-258. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034651

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该研究以分离纯化后的虾重组铁蛋白和山奈酚为原料,采用超声辅助法、尿素诱导法以及pH调控法3种不同装载方法制备重组虾铁蛋白-山奈酚复合物。对比3种复合物的蛋白分子质量、装载率、粒径、电势以及二级结构。电泳结果显示3种不同装载方法对铁蛋白分子质量都不产生影响;3种复合物的装载率分别达到了20%、18.5%、16.7%;电镜图以及粒径分布图显示超声辅助法可抑制铁蛋白聚集;傅里叶红外光谱结果表明pH调控法制备的复合物对铁蛋白的二级结构有一定的影响。超声处理制备铁蛋白与活性物质的复合物具有较高装载率、蛋白质分散性良好、不破坏铁蛋白二级结构的优点,该成果对铁蛋白装载活性小分子物质具有重要意义。

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基于超高效液相色谱-四级杆/静电场轨道阱高分辨质谱非靶向筛查分析烤牛肉在不同温度下的差异标记物

李波, 孙世琨, 苏阿龙, 禹洁, 师希雄

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 259-266. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034531

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肉类加热终点温度是影响熟肉安全的重要指标。为探讨不同温度对烤牛肉代谢物合成积累的影响,采用超高效液相色谱-四级杆/静电场轨道阱高分辨质谱(ultra performance liquid chromatography-quadrupole-exactive -mass-spectrometry, UPLC-Q-Exactive-MS)结合化学计量学方法研究不同温度下烤制牛肉样品的代谢物差异。基于UPLC-Q-Exactive-MS非靶向筛查技术,结合软件数据库搜索进行标记物鉴定。采用主成分分析、偏最小二乘法判别分析和正交偏最小二乘法判别分析等方法筛选差异化学成分。结果显示,牛肉样品中的化学成分能够被显著区分,筛选出肌酸、肌酐、3-氨基-1,4-二甲基-5H-吡啶[4,3-b]吲哚、2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑[4,5-b]吡啶4个化合物作为有害标记物。随着加热温度升高,杂环胺的含量越来越高,转化为肌酐的肌酸越多,且极性杂环胺相对含量高于非极性杂环胺。该结果为热加工过程相关标记物和热致毒性化合物的研究提供了一定参考。

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超滤型高脂基质净化柱结合超高效液相色谱-三重四极杆液质联用法测定鱼肉中七种镇静剂

王小乔, 李坚, 许晓辉, 石晓峰, 吴福祥, 张生萍, 邵长春, 张虹艳, 潘秀丽, 李赟

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 267-274. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036099

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该研究旨在建立同时测定鱼肉中7种苯二氮卓类镇静催眠药(咪达唑仑、艾司唑仑、硝西泮、阿普唑仑、氯硝西泮、三唑仑、地西泮)的分析方法。样品经乙腈提取和兽药残留专用萃取盐包(内含1 g氯化钠和4 g硫酸钠)萃取,提取液通过超滤型高脂基质净化柱(multiplug filtration clean-up-QuEChERS,MPFC-QuEChERS)净化;采用超高效液相色谱-三重四极杆液质联用法(ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS)外标法定量测定供试品中7种苯二氮卓类镇静催眠药。结果显示,7种镇静催眠药在0～20 ng/mL内线性良好,相关系数大于0.99,检出限(S/N=3)和定量限(S/N=10)分别为0.25～2.0 μg/kg和1.0～4.0 μg/kg,加标回收率和相对标准偏差分别为83.8%～114.2%和1.1%～8.7%。表明该方法操作简单,准确可靠,适用于同时测定鱼肉中7种苯二氮卓类镇静催眠药。

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多肽His-Trp-His(HWH)修饰电极检测Cd²⁺研究

耿成钢, 陈文涛, 高蕙文, 邹平

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 275-282. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034693

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该课题旨在筛选金属结合肽His-Trp-His(HWH),通过电化学法制备电极实现检测Cd²⁺的目的。通过量子化学模拟的方法计算金属离子(Cd²⁺、Cr²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺)与短肽HWH的结合模式,发现HWH与Cd²⁺可形成较强的螯合作用,螯合作用的距离分别为2.0、2.1、2.4 Å,结合能为-6.4 kcal/mol。对制备多肽电极的方法进行了考察,发现以滴涂法先富集壳聚糖,再滴加多肽的方式制备出来的多肽复合电极效果最佳。利用该多肽电极对某一特定浓度的Cd²⁺离子标准溶液进行检测,以控制变量法的原理对电解质pH、富集时间、富集电位逐一进行考察,找出最佳检测条件。最终确定实验的最佳条件为电解质pH 6、富集时间150 s、富集电位-1.1 V,对一系列浓度梯度的Cd²⁺离子溶液的检测实验证明,在0.001~0.30 mg/L的质量浓度内,Cd²⁺离子浓度与其溶出峰电流值呈良好的线性关系,线性方程为I (μA)=86.78C (mg/L)+0.171 0,R²=0.998 9。经计算后得到该方法的检测限可达4.301×10^-4 mg/L,用该方法对饮用水、大学城湖水以及某饮料进行检测,其加标回收率为97.4%~103.5%,与原子光谱以及电感藕合等离子体质谱法的回收率相近。实验证明多肽电极方法能够实际用于Cd²⁺离子的检测。

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高效液相色谱法同时测定乳酸菌发酵液中L/D-乳酸方法的建立与验证

陈文林, 刘冲, 于学健, 张露, 李婷, 姚粟

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 283-289. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035205

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该研究采用高效液相色谱结合手性色谱柱的方法,建立了一种对乳酸菌发酵液中L/D-乳酸定性定量检测的分析方法。该方法中在1.0~ 400.0 μg/mL范围中,L/D-乳酸质量浓度与检测结果均呈良好线性关系,L/D-乳酸检出限为0.25 μg/mL,定量限为0.80 μg/mL。基于2株乳酸菌的发酵液对该方法进行验证,结果表明发酵液中L/D-乳酸得到良好分离,该方法精密度、重复性良好,回收率为90.0%~103.7%;在不同稀释度的发酵液中线性相关系数R²均在0.999以上;稳定性的相对标准偏差5%以下;对涵盖4属8种的18株可用于食品的乳酸菌菌株产生L/D-乳酸的情况进行分析,结果表明乳酸菌产L/D-乳酸含量具有菌株差异性,同种乳酸菌产D-乳酸比例具有相同趋势。利用该方法对乳酸菌发酵液中L/D-乳酸的定性定量检测,结果准确稳定。该研究为食品用菌种的安全性评价中菌株代谢产物D-乳酸的检测提供了有效数据支撑和实践参考。

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成都平原两季收获的藜麦中氨基酸的组成及其营养评价

张琦, 高娅, 潘鑫, 骞帆, 邬晓勇

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 290-301. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033324

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评价成都平原两季收获的藜麦的氨基酸营养价值,为相关产品的开发提供理论指导和依据。以成都平原12个品种的夏、冬2个季节收获的藜麦籽粒为原料,采用氨基酸分析仪(茚三酮柱后衍生离子交换色谱仪)测定籽粒中水解氨基酸的组成及含量,并采用氨基酸比值系数法评价藜麦籽粒的氨基酸营养价值。24批次样品中水解氨基酸的含量为10.93~13.86 g/100 g,冬季收获的H1品种最高,为13.86 g/100 g,夏季收获的2号品种最低,为10.93 g/100 g,且均含有17种氨基酸。24批次样品中必需氨基酸(essential amino acid content,EAA)含量和总氨基酸(total amino acid content,TAA)含量比值为35.78%~39.49%,必需氨基酸含量和非必需氨基酸(non-essential amino acid content,NEAA)含量比值为55.70%~65.26%,夏季收获的H1品种最高,EAA/TAA比值为39.49%,EAA/NEAA为65.26%,冬季收获的XL-3品种最低,EAA/TAA为35.78%,EAA/NEAA为55.70%。冬季收获的藜麦籽粒中酸味、鲜味氨基酸比例分别提高了1.08%,0.59%;苦味、芳香族氨基酸比例分别降低了0.58%,0.16%。冬季收获的藜麦籽粒中药用氨基酸比例明显提高了0.29%~1.10%,冬季收获的ZL-7品种比例最高,为71.98%,支链氨基酸比例下降了0.32%~1.25%,夏季收获的H1品种比例最高,为17.93%。藜麦籽粒中第一限制性氨基酸是蛋氨酸。冬季收获的1号品种氨基酸比值系数分最大,达到83.5分,夏季收获的QHXL品种氨基酸比值系数分最小,为79.0分。两季收获的藜麦籽粒中不同类别的氨基酸存在较明显的差异,可依据不同季节收获的藜麦籽粒中氨基酸品质的独特优势,为加工不同的藜麦氨基酸相关制品提供思路和理论指导。

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超高效液相色谱-串联质谱-同位素标记-酸水解法同时测定婴配奶粉中胆碱和左旋肉碱

詹胜群, 葛城, 刘金梅, 丁玉珍, 周荣杰, 刘钢, 张浩, 周钧

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 302-311. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034855

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该研究建立超高效液相色谱-串联质谱法(ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry, UPLC-MS/MS)同时测定婴配奶粉中胆碱和左旋肉碱。样品经盐酸水解提取,通过调节pH、过滤膜等过程进行除杂并用乙腈稀释样液,以乙腈和10 mmol/L甲酸铵水溶液[甲酸调pH值至(5.0±0.1)]为流动相,采用酰胺柱进行梯度洗脱,多反应监测模式测定,内标法定量,通过提取后添加法评估基质效应。结果表明,胆碱和左旋肉碱的方法检出限分别为1、0.1 mg/kg,定量限为3、0.3 mg/kg;线性范围为0.8～200 ng/mL;样品加标回收率均为95%~105%,质控样结果均在特性值范围内;胆碱、左旋肉碱的仪器精密度分别为1.77%、4.36%,方法精密度分别为2.37%、2.71%;基质效应考察表明左旋肉碱无基质效应,胆碱则存在统计学上极显著的基质抑制(P＜0.01),故需采用内标校正。该方法限值低、前处理简单、准确性高,适用于婴配奶粉中胆碱和左旋肉碱的同时测定。

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羊肚菌物理、化学保鲜方法及作用机制研究进展

龚频, 王佳婷, 龙辉, 祁卓雅, 王若彤, 邓震方, 郭玉曦, 姚文博, 陈雪峰

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 312-320. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033653

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羊肚菌在中国广泛种植,以其独特的风味和食用及药用价值而备受推崇。但是由于羊肚菌质地脆嫩,含水量高,容易发生褐变和软化,致使营养和风味丧失。该文综述了国内外关于羊肚菌采后保鲜的物理及化学方法及其作用机制的研究进展,以期更好地为开发绿色安全的羊肚菌保鲜技术提供参考。

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精油脂质体技术在食品工业中的应用研究进展

包沅鑫, 涂倩, 黄茂微, 孙榕泽, 曾珍, 刘韫滔, 惠腾, 李诚

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 321-328. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033682

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植物精油作为天然保鲜剂,具有较强抗菌和抗氧化活性,但气味强烈且稳定性较差,限制了其在食品领域中的应用。脂质体因生物相容性良好、载封效率高等优点,作为包埋材料被广泛应用于医学、食品等领域。采用脂质体包埋技术可有效解决植物精油存在的缺陷,将精油包封于脂质体后应用于食品工业中可提高其防腐贮藏效果。该文概述了精油抗菌抗氧化活性、精油脂质体制备及稳定性研究,并对精油脂质体在水产品类、果蔬类、乳制品及肉品等食品中的应用等方面进行阐述,总结了其在食品领域存在的问题并进行展望,以期为精油脂质体在食品领域的研究应用中提供新途径与思路。

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合生元改善运动性免疫抑制的研究进展

张璐芳, 肖辉, 赵丽, 刘泽婷, 刘晨喆

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 329-337. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034266

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长时间剧烈运动和高强度的训练会使运动员免疫功能暂时性下降,出现运动性免疫抑制。作为一种安全的营养补充剂,合生元在运动领域的应用日益增多。研究表明补充合生元可以提高机体免疫力、维持肠道菌群稳态和肠道屏障完整性、减少运动员上呼吸道感染发生率和持续时间。该文综述了运动性免疫抑制的原因、合生元改善运动员免疫的作用、机制和存在的问题,为今后进一步的研究提供参考。

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细胞培养肉发展的伦理问题与应对策略

田刘凌, 顾成博

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 338-346. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037171

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细胞培养肉生产技术是现代食品工业科技发展的重要成果,在缓解肉类食品供给压力、加强自然环境保护、维护人体营养健康和促进科技创新发展等方面具有积极作用和重要价值。但是,细胞培养肉的发展对我国畜牧业发展、食品安全维护、道德法治规范和消费者传统观念也会产生影响,容易引发社会公众的伦理忧虑。因此,如何有效规范细胞培养肉的技术应用和促进细胞培养肉的发展不仅成为食品科技工作者需要审慎思考的学术问题,也成为社会公众广泛关注的社会问题。在此方面,应当坚持以新发展理念和大食物观为指导,通过协调细胞培养肉与畜牧业的发展关系,加强食品安全立法和监管,强化科技伦理治理工作和消除消费者伦理忧虑等措施推动细胞培养肉的健康发展。

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环境基质对芽孢杆菌状态演变与热抗性影响的研究进展

耿方琳, 牛洪梅, 贾凯, 刘阳泰, 王翔, 董庆利

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 347-353. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035364

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芽孢杆菌属能够产生抗性极强的芽孢,其难以在食品加工过程中被杀灭,残存芽孢具有在适宜条件下萌发生长的风险。芽孢杆菌所处环境基质对其状态演变以及菌体特性具有多重影响,该文选取了环境条件温度、pH与水分活度、基质主要营养成分与金属离子、磷酸盐,概述多种因素对芽孢形成、萌发以及对热等不利条件抗性的影响,并对现有研究进行了综述。旨在增进环境基质对芽孢杆菌作用的理解,以期在食品加工与贮存过程中更好针对芽孢杆菌的致腐与致病风险进行防控。

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芋头多糖提取纯化、结构表征及生物活性研究进展

李哲斌

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 354-360. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034109

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芋头是非洲和亚洲部分地区消费者的主食,也是碳水化合物的重要来源,在我国有着悠久的种植和食用历史。现代药理学研究表明非淀粉多糖是芋头中的重要活性成分,具有免疫调节、抗氧化、降血糖和降血脂等作用,这促进了芋头多糖在食品、医药和其他领域的应用潜力。该文综述了近年来国内外关于芋头多糖的提取、分离纯化、结构表征、功能活性及应用情况,为芋头多糖的深入研究以及开发应用提供理论依据。

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桑椹花青素加工稳定性及其应用研究进展

唐罗, 陈晓霞, 陈军, 向戈, 赵国华, 叶发银

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 361-371. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033805

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桑椹花青素是桑椹果实中的主要次级代谢产物,不仅是一类性能优良的天然色素,而且具有抗氧化、抗肿瘤、降血糖等多种生理活性。但是,桑椹花青素易受氧气、pH、热、光、金属离子等因素影响发生降解,造成其在加工及贮藏过程中稳定性差。因此,开展桑椹花青素加工稳定性研究,拓展其应用特性是当前该领域的重要研究任务。通过广泛查阅文献,该文在论述桑椹花青素化学组成和结构的基础上,着重分析食品加工条件下桑椹花青素的稳定性,归纳近年来提升桑椹花青素稳定性的方法和技术,同时总结桑椹花青素在食品中的应用,以期为桑椹花青素的开发利用和富含桑椹花青素的相关产品生产提供参考。

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食源性副溶血性弧菌生物被膜调控机制的研究进展

唐佳灵, 郭星蓝, 饶钧玥, 杨茂杰, 曹芸榕, 韩国全

食品与发酵工业. 2023, 49(24): 372-380. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035344

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副溶血性弧菌是一种广泛存在于海产品中并可引起人类急性肠胃炎的食源性致病菌,极大地危害人类身体健康。生物被膜是细菌面对极端环境而产生的一类抗逆性极强的形态,且对抗生素及机体免疫力有着天然的抵抗能力,普通的消毒手法不能完全将其除尽。当副溶血性弧菌形成生物被膜之后,会对人体健康和食品工业造成更加严重的危害。本综述主要从环二鸟苷酸、群体感应系统和双组分系统3个调控因素来阐述影响副溶血性弧菌生物被膜形成的相关信号分子,重点对形成过程中的信号分子调控机制进行概述,这对进一步揭示以上几种调控因素调控生物被膜形成的机制十分必要。以期为食品安全、微生物防控等提供理论基础,有助于探究副溶血性弧菌生物被膜的控制方法。

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2023年, 第49卷, 第24期　刊出日期：2023-12-25

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