食品与发酵工业

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张豪, 利霞兰, 黄明珠, 陈雪岚

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 1-8. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032072

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精氨酸广泛应用于食品、医药和工业领域中,其生产方式主要是微生物发酵法。钝齿棒状杆菌(Corynebacterium crenatum)是精氨酸生产的重要工程菌株。该文针对课题组前期构建的钝齿棒杆菌(CCM01)进行代谢改造,探究了arnR和cgl2482的敲除对钝齿棒杆菌产精氨酸的影响。采用无痕敲除方法构建工程菌株并对其进行摇瓶发酵,测定菌体生长量、L-精氨酸产量、葡萄糖消耗量考察菌株产L-精氨酸的影响。硝酸盐能提高钝齿棒杆菌在氧气不足时的生长率,并且arnR的敲除有助于L-精氨酸的生产,arnR敲除菌株CCM02较对照菌株产量提高了8.58%,且当硝酸盐浓度在1.5 mmol/L时对积累L-精氨酸最为有利,产量达到17.09 g/L;cgl2482的敲除有助于氮源流入精氨酸合成途径,其敲除菌株CCM03精氨酸产量达到了17.88 g,较对照提高了4.9%;最终在CCM03发酵中添加1 g/L的尿素、50 g/L的谷氨酸钠以及1.5 mmol/L的硝酸盐时,L-精氨酸产量达到22.25 g/L,较CCM01提高了46.8%。

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植物乳杆菌植酸酶理性设计及表达鉴定

唐存多, 杨田田, 李莹, 王喆, 何建菊, 杨露露, 史红玲

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 9-15. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032372

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植酸酶能将植酸水解成肌醇衍生物,并释放出无机磷酸,是一种重要的生物催化剂。植酸酶的热稳定性和比活性是决定其潜在应用价值的2个关键因素。该研究从植物乳杆菌中克隆到了具有233个氨基酸残基、高活性的植酸酶基因(LpPHY233),并在大肠杆菌中实现了高水平的异源表达,其表达水平是植物乳杆菌的800倍。基于理性设计的结果,通过二硫键工程显著提高了LpPHY233的温度特性和催化性能。突变体LpPHY233S58C/K61C的最适反应温度较LpPHY233提高了15 ℃。此外,它还具有良好的pH特性和动力学参数,在食品加工和饲料添加剂领域具有较大的应用前景。该研究结果为植酸酶的进一步分子修饰和工业应用提供了坚实的理论基础。

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基于代谢组学的蛹虫草菌株虫草素合成途径研究

刘桂君, 乔宇琛, 周思静, 王平, 宋梅芳, 杨素玲, 顾海科, 侯莉

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 16-25. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032969

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通过对蛹虫草菌株代谢组数据分析研究虫草素合成途径,以蛹虫草出发菌株CM08、经过辐射诱变获得的高产虫草素正突变菌株CM09和低产虫草素负突变菌株CM10为研究对象,采用超高效液相色谱-串联飞行时间质谱联用技术测定3个菌株菌丝体的非靶向代谢组数据,并对所得数据进行多元统计分析。主成分分析(principal component analysis, PCA)结果表明,CM08、CM09和CM10的代谢物之间存在显著差异;根据正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares discrimination analysis, OPLS-DA)模型得到的变量权重值(variable importance for the projection, VIP)区分差异代谢物(VIP﹥1且P﹤0.05),其中CM09 vs CM08差异代谢物64种,CM10 vs CM08差异代谢物147种,主要为氨基酸、糖类与核苷类化合物;KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)代谢通路富集分析发现差异代谢物显著富集到嘌呤代谢途径、磷酸戊糖途径和ABC转运蛋白途径等;差异代谢物腺苷、二磷酸腺苷(adenosine diphosphate, ADP)-核糖、2′-脱氧腺苷、一磷酸腺苷(adenosine monophosphate, AMP)、3′-一磷酸腺苷(adenosine 3′-monophosphate, 3′-AMP)和虫草素在正负突变菌株中相对含量上下调相反,说明这些差异代谢物与虫草素产量密切相关,结合已有文献报道完善虫草素合成途径为:ADP-核糖→核糖-5-磷酸→5-磷酸核糖-1-焦磷酸→次黄嘌呤核苷酸→腺苷酸琥珀酸→AMP→腺苷→3′-AMP→2′-羰基-3′-脱氧腺苷→虫草素。该研究为虫草素合成途径的研究提供重要依据。

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蛋白质谷氨酰胺酶在毕赤酵母中的异源表达

郭瑞琪, 向康铭, 张峥宇, 黄静, 邹春静, 金明飞

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 26-31. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032245

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蛋白质谷氨酰胺酶(protein glutaminase, PG)可水解蛋白质侧链的谷氨酰胺残基,生成氨和蛋白质-L-谷氨酸,从而增加负电荷、降低蛋白等电点,进而改善蛋白质的功能特性。但其生产菌株解朊金黄杆菌的产酶量较低,仅有0.258 U/mL,且基因操作效率低,故近年来多采用异源表达的方法,以提高其产量。该实验成功实现蛋白质谷氨酰胺酶酶原(Pro-PG)在毕赤酵母GS115中异源表达,还进行了培养基优化及重组酶学性质的研究。结果表明:重组毕赤酵母pPIC9K-Pro-PG/GS115在摇瓶水平经1%(体积分数)甲醇诱导120 h,表达出的Pro-PG经胰蛋白酶加工后,PG酶活力达到0.878 U/mL。酶学性质研究发现,重组的PG最适作用温度为60 ℃,在不超过60 ℃时孵育1 h其相对酶活力可保持在80%以上;该酶作用的最适pH为6.0,在pH 3.0~8.0条件下孵育1 h其相对酶活力可保持在70%以上。

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虾酱源枯草芽胞杆菌JZXJ-7对组胺中毒小鼠的保护作用

邓义佳, 王润东, 崔方超, 檀茜倩, 吕欣然, 张宇昊, 李学鹏, 季广仁, 励建荣

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 32-40. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032575

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为探明虾酱源枯草芽胞杆菌JZXJ-7(Bacillus subtilis JZXJ-7,Bs-JZXJ-7)对组胺中毒小鼠的保护作用,采用模拟胃肠环境,研究Bs-JZXJ-7抗胃肠液消化特性;构建组胺中毒动物模型,检测C57BL/6J小鼠经Bs-JZXJ-7干预前后的疾病活动指数(disease activity index,DAI)、脏器系数、病理改变、肠黏膜紧密连接蛋白(胞质紧密连接蛋白-1和闭合蛋白)表达、肠组织细胞因子[白介素(interleukin,IL)-1β、IL-6、IL-10和肿瘤坏死因子-α]和抗氧化功能(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、总抗氧化和丙二醛)。体外研究结果显示,Bs-JZXJ-7经胃肠液孵育,存活率仍有91.53%,具有良好的抗蛋白酶酶解和耐酸碱腐蚀能力。体内研究表明,Bs-JZXJ-7能够显著(P<0.05)降低小鼠DAI值、缓解脾脏和肠组织肿大,减轻病理损伤。Bs-JZXJ-7还显著(P<0.05)上调肠黏膜紧密连接蛋白表达量,修复肠屏障功能,抑制细胞因子介导的结肠炎症和抗氧化系统调控的氧化应激。Bs-JZXJ-7改善了组胺中毒造成的机体损伤,有望成为开发“绿色”抗胺功能食品的原料。

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不同剂量类干酪乳酪杆菌PC-01对葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导小鼠结肠炎恢复的促进作用

张哲, 于学健, 姚粟

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 41-48. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033187

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类干酪乳酪杆菌(Lacticaseibacillus paracasei)PC-01是1株分离自西藏拉萨地区自然发酵酸牦牛乳中并具有潜在益生特性的菌株。通过葡聚糖硫酸钠诱导小鼠结肠炎模型,测定试验期间小鼠存活率、体重、疾病活动指数评分、结肠长度、组织切片、血清中髓过氧化物酶及细胞因子浓度、粪便中乳酸及短链脂肪酸含量,评价了不同剂量类干酪乳酪杆菌PC-01对结肠炎恢复的促进作用。结果表明,高剂量的菌株PC-01(1×10⁹ CFU/d)提高了小鼠的存活率,加快了小鼠体重的回升,明显改善了小鼠粪便形态及便血情况,促进小鼠结肠组织病变的恢复,减少了炎症范围,同时降低了血清中髓过氧化物酶及促炎因子IL-1β、IL-6的浓度,并显著提高了小鼠粪便中乳酸及短链脂肪酸的含量。当灌胃高剂量的菌株PC-01时,对小鼠结肠炎恢复的促进作用最为显著。

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Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus KSFY07对D-半乳糖诱导的氧化衰老小鼠运动能力的提升作用

邓潇潇, 周雅琳, 冯霞, 赵欣

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 49-58. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032412

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该研究通过D-半乳糖建立小鼠衰老模型,观察了一株新发现的乳酸菌(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus KSFY07,LDSBKSFY07)对衰老小鼠运动能力提升的作用并阐述了其作用机制。研究通过观察衰老小鼠跑步能力、游泳耐力、血液生化指标、组织病理学变化和mRNA表达变化、小鼠肠道内容物微生物变化来检测LDSBKSFY07提升小鼠运动能力的作用及机制。动物实验结果显示LDSBKSFY07(1.5×10⁹ CFU/kg BW灌胃)能够延长衰老小鼠的跑步时间和力竭游泳时间,降低衰老小鼠血清中的血尿素氮、血乳酸、丙二醛的水平,增加肝糖原、肌糖原的水平及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶的酶活力。组织病理学观察提示LDSBKSFY07减轻了小鼠肝脏和肾脏肾组织的衰老损伤。qPCR结果显示LDSBKSFY07具备下调衰老小鼠肝脏、肾脏和骨骼肌组织诱导型一氧化氮合酶、肿瘤坏死因子α的mRNA表达和上调神经型一氧化氮合酶、Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、过氧化氢酶表达的能力。另外,LDSBKSFY07还可以下调衰老小鼠骨骼肌组织的syncytin-1 mRNA表达。同时,LDSBKSFY07还增加了衰老小鼠肠道中厚壁菌门、乳酸杆菌、双歧杆菌的丰度和降低了拟杆菌门的丰度。而且,LDSBKSFY07对组织、血清和肠道菌群状态的调节作用优于维生素C(150 mg/kg BW灌胃)具有减缓小鼠衰老和提升其运动能力的效果。

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灵芝孢子粉提取物延缓皮肤衰老作用研究

刘春媛, 刘振华, 陈云霞, 何婕, 薛圣然, 张心怡, 郑君, 苏宁

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 59-65. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032298

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寻找天然有效成分以延缓皮肤衰老是近年来人们关注与研究的热点。为研究灵芝孢子粉提取物(Ganoderma lucidum spore extract,GLSE)对新生儿人真皮成纤维细胞(human dermal fibroblasts neonatal,HDFn)氧化损伤保护作用及其抗衰老作用,构建叔丁基过氧化氢(tert-butyl hydroperoxide, TBHP)诱导HDFn氧化损伤衰老模型,测定GLSE对衰老模型的保护作用以及细胞中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GSH-Px)活性以及丙二醛(malondialdehyde, MDA)水平、线粒体膜电位变化;同时测定衰老相关β-半乳糖苷酶活性以及抗氧化应激相关Nrf2/HO-1通路表达情况。结果显示,GLSE预处理后对TBHP诱导的衰老模型具有保护作用;GLSE作用HDFn后,能够降低MDA含量,提高细胞SOD和GSH-Px活性,稳定细胞线粒体膜电位,并且可以抑制细胞β-半乳糖苷酶活性,激活通路Nrf2/HO-1 mRNA表达。因此,GLSE作用于HDFn后,可以有效地减弱TBHP诱导的氧化损伤,从而达到延缓皮肤衰老的作用。

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黄芩素联合nisin对金黄色葡萄球菌生物被膜的体外作用

王昭, 朱泽康, 聂蓉, 刘国荣

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 66-72. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031731

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金黄色葡萄球菌的生物被膜是引起其增殖扩散并产生毒素的重要原因。该文探究乳酸链球菌素(nisin)与黄芩素联合使用对金黄色葡萄球菌生物被膜的抑制效果。通过筛选确定nisin与中药成分联用对生物被膜的抑制效果及最佳浓度配比,并初步探究二者联用对金黄色葡萄球菌生物被膜的抑制机制。结果表明nisin与黄芩素对金黄色葡萄球菌生物被膜的MIC₅₀分别为0.5、0.1 mg/mL;二者联用时多个浓度配比对生物被膜均有协同抑制作用,同时可以降低剂量,其中最佳质量浓度配比为0.062 5 mg/mL的nisin和3.125 μg/mL的黄芩素;二者联用可降低生物被膜的黏附性、疏水作用、自动聚集能力、胞外多糖和eDNA的产生,表明其可抑制生物被膜的黏附、生长和成熟;在18 h时nisin与黄芩素对生物被膜的抑制和清除效果最佳;通过扫描电镜观察到生物被膜附着大量减少,菌落分明。nisin与黄芩素联用可协同抑制金黄色葡萄球菌生物被膜的形成。

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高效降解高盐高油餐厨垃圾微生物的筛选与应用

薛鲜丽, 刘子睦, 李娜, 郭瑞, 王德培

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 73-79. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032637

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好氧处理法是一种有效的餐厨垃圾处理方法。借助摇瓶恒温振荡培养模拟生化处理的降解过程,从实验室所保存的高产酶菌株库中,筛选出在20 h可高效降解餐厨垃圾90%以上固型物的6株菌(BLE、BI1、BI2、LZM-B、B10-5和WL-BA-1),其中BLE和BI2两菌株可在20 h高效降解＞90%的含有5.0%盐和6.0%油的餐厨垃圾;再者,经稳定性试验验证,菌株BLE和BI2连续12批次仍可对餐厨垃圾稳定降解,二者降解率均高于90%。经过分子生物学鉴定,确定BLE与BI2菌株均为Bacillus amyloliquefaciens。最后,对BLE和BI2菌株不同时间产生的水解酶进行分析,发现2株菌在发酵24 h内产酶均达到峰值,这是它们快速高效降解餐厨垃圾的重要原因。该研究可为餐厨垃圾快速减量化提供技术支持。

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马克斯克鲁维酵母发酵苹果酒的化学成分与抗氧化活性

兰青, 张志勇, 余垚, 周峻岗, 吕红

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 80-89. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032634

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近年来,由于非酿酒酵母属酵母发酵能够产生更多的风味物质,备受酿酒师的青睐。马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)是一种食品安全级的非常规酵母,可用于生产生物酶、木糖醇和芳香化合物等。该研究以Saccharomyces bayanus SAF作为对照,通过发酵苹果酒的化学成分和抗氧化活性对比分析,研究了K.marxianus酿造苹果酒的特征。在25～35 ℃条件下,K.marxianus能够在96 h内完成乙醇发酵,产量约56.8 g/L。顶空固相微萃取-气相色谱-质谱(head space-solid phase micro-extraction gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)分析结果表明,K.marxianus发酵产生的乙酸-3-甲基-1-丁酯、辛酸乙酯、己酸乙酯等酯类物质的均高于S.bayanus。2种苹果酒液相色谱-质谱联用仪(liquid chromatograph mass spectrometer,LC-MS)分析鉴定出41种抗氧化成分,其中K.marxianus苹果酒的总多酚含量比SAF苹果酒高出约17.5%。

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发酵前添加有机酸对西拉红葡萄酒颜色和感官质量的影响

张扬, 彭晶晶, 李坤一, 杨洁, 郭安鹊

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 90-98. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032226

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该研究于发酵前调整有机酸成分酿造西拉干红葡萄酒,以未添加有机酸为对照,通过理化分析和感官评价,探讨陈酿储存期间酒样颜色参数、化学成分和感官质量的变化。结果表明,储存190 d时,各酒样的色度差异不显著,但是加酸处理酒样的色调显著低于对照(P<0.05),总花色苷含量(11.42%～40.09%)和辅色花色苷的比例(11.50%～28.74%)得到显著提升;不同有机酸的作用不同,酒石酸及其混合酸处理的效果最好。相关分析结果显示,不仅颜色指标之间存在显著相关性,而且颜色指标与其它化学成分之间也存在显著相关性,有机酸对颜色演化的影响是多个指标共同作用的结果。感官分析结果也证实,处理酒样具有西拉红葡萄酒典型的品种香气(红色水果、黑色水果、薄荷),而对照以陈酿香气(巧克力)为主。发酵前添加有机酸尤其酒石酸及其混合酸有利于提升西拉红葡萄酒的颜色和感官品质,研究结果有望为改善西部产区红葡萄酒的颜色稳定性提供有效途径。

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扣囊复膜孢酵母CICC 33077对芝麻香白酒高温大曲微生物群落结构和功能特性的影响

孙思佳, 翟磊, 于学健, 许玲, 姚粟

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 99-105. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032166

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扣囊复膜孢酵母是白酒酿造中重要的功能性微生物。为探究扣囊复膜孢酵母在高温大曲制备过程中的具体作用机制,该研究采用扫描电镜观察了大曲内部结构,采用宏基因组测序和生物信息学分析技术比较分析扣囊复膜孢酵母强化大曲和对照大曲在微生物群落结构、物质代谢方面的异同。实验结果表明,经扣囊复膜孢酵母CICC 33077强化的高温大曲内部结构疏松,微生物数量较多。在微生物群落结构方面,扣囊复膜孢酵母CICC 33077的强化增加了高温大曲中复膜孢酵母属(Saccharomycopsis)、酵母菌属(Saccharomyces)和乳杆菌属(Lactobacillus)、乳球菌属(Lactococcus)、明串珠菌属(Leuconostoc)、片球菌属(Pediococcus)和魏斯氏菌属(Weissella)等功能乳酸菌的丰度。在功能特性方面,扣囊复膜孢酵母的强化整体提升了高温大曲的代谢活力,增加了淀粉代谢酶的数量。可见扣囊复膜酵母菌的强化会改变高温大曲的微生物群落结构进而影响体系中的微生物代谢。

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甜瓣子发酵过程中7种生物胺形成规律及其抑制作用研究

李伟丽, 丛梦, 张聪, 刘玉淑, 周佳懿, 汪洋, 胡涛, 吴韬

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 106-111. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031973

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甜瓣子是郫县豆瓣发酵过程的关键中间产物,其发酵过程中存在生物胺超标的潜在风险,目前对甜瓣子中生物胺形成的规律还不清楚。该研究首先采用超高效液相色谱串联飞行时间质谱(ultra-high performance liquid chromatography with quadrupole time-of-flight mass spectrometry,UHPLC-QTOF/MS)建立了甜瓣子中7种生物胺的定性、定量检测方法;进一步在甜瓣子发酵过程中添加茶多酚(tea polyphenol,TP)与表没食子儿茶素没食子酸酯[(-)-epigallocatechin-3-gallate,EGCG],来抑制甜瓣子中生物胺的形成。结果表明,甜瓣子发酵过程中总生物胺含量随着发酵时间的延长先减少(0~10 d),然后逐渐增加(10~60 d);在甜瓣子发酵前添加TP与EGCG,可以显著抑制甜瓣子中总生物胺的形成,其中2-苯乙胺完全消失。此外,添加TP和EGCG不会对甜瓣子感官评价产生负面作用。该研究结果可为研发低生物胺的优质郫县豆瓣新产品提供理论依据。

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不同厂家永丰辣酱麦曲中真菌群落结构及其理化性质

尹含靓, 刘洋, 蒋立文, 欧立军, 谢宋来

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 112-117. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032501

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该研究采用传统培养法及高通量测序技术探究不同永丰辣酱生产厂家麦曲中的真菌多样性,并通过冗余分析对真菌群落与理化性质之间的相关性进行了研究。结果显示,根霉属(Rhizopus)、石座菌属(Petromyces)、脉孢菌属(Neurospora)为不同厂家麦曲样品中的优势菌属。而通过传统分离方法分离得到了根霉属(Rhizopus sp.)、曲霉属(Aspergillus sp.)、脉孢菌属(Neurospora sp.)、横梗霉属(Lichtheimia sp.)的菌株,与高通量测序的结果相似,表明分离得到的菌株可能为各麦曲样品中的主要功能菌株。相关性分析表明,根霉属(Rhizopus)与总酸含量呈正相关,Meyerozyma和威克汉姆酵母(Wickerhamomyces)与总酸和氨基酸态氮含量正相关。该研究为探究麦曲中的优势功能真菌、揭示永丰辣酱风味物质形成原因以及提高永丰辣酱产品的品质奠定了基础。

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戊糖片球菌SBC5的功能特性研究及在发酵乳中的应用

王志新, 张昱婷, 韩烁培, 黄玉清, 张世雄, 宁亚维

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 118-125. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032297

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采用形态观察和16S rDNA序列分析对实验室保存的一株乳酸菌进行鉴定,通过体外模拟实验测定其对胃酸和胆盐的耐受性以及耐热性和疏水性;采用体外特征分析,研究菌株及其代谢物对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制特性、抗氧化性以及抑菌性;最后通过在脱脂乳中的发酵实验,探究菌株发酵过程中的变化和发酵乳储存期的性能变化。结果显示,该菌株为戊糖片球菌,命名为Pediococcus pentosaceus SBC5。P.pentosaceus SBC5在pH 2.0的胃酸条件下孵育2 h的存活率为49.42%,在0.3%胆盐浓度下2 h的存活率为65.38%。P.pentosaceus SBC5疏水性为21.58%,40 ℃和50 ℃处理后的存活率分别为98.61%和74.15%。P.pentosaceus SBC5代谢物具有良好的α-淀粉酶抑制特性、抗氧化和抑菌特性,其发酵上清液对α-淀粉酶的抑制作用为46.93%,对DPPH自由基的清除率为18.98%,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌2种指示菌的抑菌圈直径均在20 mm以上。P.pentosaceus SBC5的凝乳时间较短,为12 h;发酵过程中酸度为90 °T,活菌数为1.66×10⁹ CFU/mL;发酵乳的保水率为65.42%,总体感官评价较高,储存24 d的脱水收缩能力稳定,黏度适中,活菌数为2.04×10⁸ CFU/mL,高于国标规定的1.0×10⁶ CFU/mL。P.pentosaceus SBC5具有良好的的耐酸、耐胆盐、耐热和疏水性,其代谢物具有一定的α-淀粉酶抑制特性以及抗氧化和抑菌功能,其在脱脂乳中发酵性能优良,为功能性益生菌的开发及在乳制品中的应用奠定基础。

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鸡血藤提取物对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制作用

关媛, 王雪盈, 孙媛媛, 汤霞利, 陆芽春, 李霞

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 126-132. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032939

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从鸡血藤中获得醇提物(alcohol extract,ESs)及水提物(water extracts,WSs),研究其对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制作用。结果表明,ESs的抑制效果显著高于WSs。为深入研究鸡血藤对2种酶的抑制作用,采用不同极性溶剂对ESs进一步萃取,获得W-ESs、D-ESs、N-ESs、E-ESs四个组分。实验结果表明,在同一浓度范围,ESs及4个组分的抑制效果存在差异。对α-淀粉酶的抑制效果为:W-ESs>D-ESs>ESs>N-ESs>E-ESs;对α-葡萄糖苷酶的抑制效果为:W-ESs>ESs>N-ESs>E-ESs>D-ESs。其中W-ESs对2种酶的抑制作用最好,IC₅₀值分别为(0.88±0.02) mg/mL和(15.82±2.79) μg/mL。绘制Lineweaver-Burk 曲线确定酶抑制类型,结果显示,WSs、ESs、W-ESs及N-ESs对α-淀粉酶为反竞争性抑制,D-ESs和E-ESs为竞争性和非竞争性混合抑制。对于α-葡萄糖苷酶,W-ESs、D-ESs和E-ESs为反竞争性抑制类型,而WSs、ESs和N-ESs为反竞争性和非竞争性混合的抑制类型。研究结果表明,鸡血藤具有开发为降血糖药物的潜力。

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低场核磁共振分析乳酸菌细胞中水分分布及其变化

赵雪, 陈超, 王文博, 赵大伟, 张松平, 张万忠, 袁洪水, 李秀男

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 133-139. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032365

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该文选取乳酸菌发酵剂为研究对象,利用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)分析方法研究乳酸菌细胞水分分布及其变化。横向弛豫时间(T₂)可以提供样品组织结构中的水分状态及水分分布的信息。根据弛豫时间T₂可以将乳酸菌细胞的水分依次划分为结合水(T₂₁)、半结合水(T₂₂)以及自由水(T₂₃),并分别对应不同的细胞结构中,包括T₂₁<10 ms对应与细胞壁结合的水质子;10 ms<T₂₂<100 ms 对应细胞质中与蛋白质等大分子结合的水质子;T₂₃>100 ms 具有较高的自由度,代表细胞壁水。渗透压冲击会改变乳酸菌细胞内水分分布情况,使得水分的自由度增大;而反复冻融会使得细胞内的水分结成冰晶,损伤细胞结构,造成解冻后细胞内水流失,导致细胞塌陷破裂。研究结果表明,LF-NMR分析方法可以准确地提供乳酸菌细胞内部水分分布信息,并且细胞内部水分分布情况的变化与细胞损伤情况密切相关。

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少动鞘氨醇单胞菌产高水溶性结冷胶的分子特征与制备平台

纪宇菲, 周若男, 艾连中, 张汇, 赖凤羲, 吴昊鸣

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 140-152. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032628

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探讨少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)ATCC 31461 GL-1变异株发酵生产胞外多糖(exopolysaccharides, EPS)(结冷胶)的单糖组成、分子参数及热水溶解速率受豆粕粉氮源与沉淀方式的影响,确定制备高水溶性结冷胶的流程。该菌以豆粕粉(和蔗糖)为培养基,发酵所得胞外多糖(EPS-Sw)产量为29.1 g/L、可溶性总糖含量为80%,乙酰基含量为4.0%,皆显著高于以酵母膏和蛋白胨发酵并醇沉收集的样品(分別为EPS-Ye和EPS-Pe)。EPS-Sw、EPS-Ye、EPS-Pe与结冷胶商品Gellan-F(参考组)共同含有4种主要单糖:鼠李糖(rhamnose, Rha)、葡萄糖(glucose, Glc)、葡萄糖醛酸(glucuronic acid, GlcA)及半乳糖醛酸(galacturonic acid, GalA)。EPS-Sw的糖摩尔比为M(Rha)∶M(Glc)∶M(GlcA)∶M (GalA)=1∶0.9∶2.3∶1.7,与EPS-Ye和EPS-Pe的糖比例相近。EPS-Sw的结冷胶相对纯度(共同糖组成总和)为62.8%。经微过滤后,上述醇沉的EPS样品和Gellan-F皆呈三分子尖峰分布。针对豆粕粉发酵得的上清液,添加5 mmol/L Ca²⁺复合乙醇的沉淀处理可提高制备物(EPS-CaEt)的产量、可溶性总糖含量、乙酰基含量、结冷胶相对纯度、热水既溶性以及溶解速率常数(k_s1)。超大分子组分(F1)为重要的分子因素,F1含量与结冷胶相关的糖组成含量呈高度正相关,与热水既溶性和速率常数k_s1呈高度负相关。该研究阐明了少动鞘氨醇单胞菌以豆粕粉氮源发酵所产结冷胶的关键糖组成与分子参数,并建立了一个有效富集具有高结冷胶纯度与高水溶性的EPS的Ca²⁺-乙醇复合沉淀的制备平台。

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一种CAS-镉(Ⅱ)平板覆盖法鉴别微生物分泌铁载体对镉的螯合能力

关文浩, 王奥巍, 房志家, 孙力军, 刘颖, 廖建萌

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 153-158. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032302

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为了更加直观和稳定地鉴别微生物分泌铁载体螯合镉的能力,采用铬天青S(chrome azurol S,CAS)-铁(Ⅲ)平板培养法确认菌株洋葱伯克霍尔德菌具有产铁载体能力,并在CAS-铁(Ⅲ)检测液的工作原理上改良得CAS-镉(Ⅱ)检测液。在CAS-镉(Ⅱ)检测液基础上分别采用菌上清液检测法、平板法和平板覆盖法尝试鉴别该菌分泌的铁载体是否具备螯合镉的能力。结果显示洋葱伯克霍尔德菌具有产铁载体的能力,液体检测法存在干扰因素,平板法则无法检测和培养细菌,唯独平板覆盖法能确保微生物生长,并在处理12 h后的菌落周围观察到明显的镉螯合褪色圈,说明通过CAS-镉(Ⅱ)平板覆盖法能够清晰稳定地鉴别微生物螯合镉的能力。该研究成果佐证了微生物分泌的铁载体对镉的螯合作用,为筛选螯合重金属的微生物提供了新方法和思路。

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多级连续感应电场对玉米淀粉酸解的研究

薛丽萍, 张秋才, 马亚路, 董永伟, 杨哪, 刘静

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 159-165. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031922

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为实现非接触式的电场淀粉处理,利用多级连续感应电场辅助玉米淀粉酸解。该方法可加快玉米淀粉酸解速率,且随着串联电场腔体级数的增加,介质中的还原糖含量和电导率增大,其中16级电场处理后还原糖含量达到1.154 g/L,电导率相比对照增加了49.62%。处理后玉米淀粉的溶解度明显提高,膨胀力略有减小,糊化峰值温度升高,糊化焓值呈现波动变化,最高达到14.66 J/g。对玉米淀粉的结构测定显示,酸解后的玉米淀粉化学组成和晶型没有改变,但是相对结晶度和1 045/1 018值增大,其中相对结晶度最大达到30.23%。扫描电镜结果显示,颗粒表面出现了孔洞、破裂,并且电场级数越大,破损越严重。淀粉性质的变化可能是酸解反应和电场非热效应对淀粉颗粒表面的损害造成的。该研究有望为新型电场加工技术在淀粉改性中的应用提供重要依据。

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黑米花青素对大豆7S/11S蛋白结构及界面功能特性的影响

陈骐, 罗小雪, 池云峰, 张江江, 黄国, 衣艳娇, 隋晓楠

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 166-173. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031371

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采用紫外吸收光谱、荧光光谱、粒径电位、起泡性与乳化性及其稳定性测定等方法,探究黑米花青素(cyanidin-3-glucoside,C3G)对β-伴大豆球蛋白(β-conglycinin,7S)和大豆球蛋白(glycinin,11S)的相互作用对7S/11S蛋白结构及界面功能特性的影响。结果表明,C3G能够猝灭7S/11S蛋白的内源和外源荧光,使蛋白表面疏水性降低,并改变氨基酸微环境,诱导多肽链解折叠。在一定程度上,C3G使2种蛋白的平均粒径减小,ζ电位绝对值增大,起泡性和乳化性及其稳定性得到改善,但可能会引起7S(C3G>1 mg/mL)和11S(C3G>0.5 mg/mL)蛋白的广泛聚集。尽管C3G对11S蛋白改性效果更明显,但C3G-7S蛋白复合物的界面功能特性仍优于C3G-11S蛋白复合物。

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一种高纯度小分子解酒护肝肽的制备

温庆仕, 魏荷芬, 周精卫, 应汉杰, 陈勇, 刘庆国, 袁童, 刘淼, 沈才洪, 王松涛

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 174-180. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032219

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目前海洋生物活性肽在功能食品中的应用已成为研究热点。针对中西药类解酒产品不足的问题,该研究制备了一种高纯度、高活性的小分子解酒护肝肽产品。采用多酶中度水解鱿鱼蛋白,以蛋白质回收率和乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)激活率为指标。确定了最佳酶解条件为胃蛋白酶∶碱性蛋白酶∶风味蛋白酶=1∶1∶1(质量比),酶添加量为0.2% (质量分数)、料液比为1∶10(g∶mL)、反应时间3 h。在最佳酶解条件下的酶解液,其蛋白回收率为80.34%,ADH激活率为83.37%。为进一步提纯小肽并提升其功能活性,对酶解液进行精制工艺研究,采用树脂吸附疏水性肽组分,用梯度乙醇洗脱,收集液浓缩、干燥,获得淡黄色产品肽粉末。其蛋白肽纯度为95.33%,其分子质量<3 000 Da的占99.96%,对ADH的酶活率为122.71%,对DPPH自由基的清除率可达92.01%。该研究制备的小肽产品在功能食品领域具有广阔的应用前景。

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山茱萸黄酮微胶囊制备工艺及性质

赵梦月, 段续, 任广跃, 曹伟伟, 李琳琳, 徐一铭, 楚倩倩, BHESH Bhandari

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 181-189. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031533

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为提高山茱萸黄酮的稳定性和生物活性,应用喷雾干燥法,以乳清分离蛋白和阿拉伯胶作为壁材制备山茱萸黄酮微胶囊,以山茱萸黄酮包埋率为评价指标优化包埋工艺,并对微胶囊颗粒理化特性、热力学行为、微观形态、结构进行综合分析。优化得到的山茱萸黄酮微胶囊包埋工艺为:壁材质量分数9.34%、壁材添加物比例[m(WPI)∶m(GA)]1.07∶1、芯壁体积比1∶10、进料温度170 ℃、pH 3。在此条件下制备的山茱萸黄酮微胶囊呈现球形,表面光滑且结构完整,其包埋率可达到90.34%,平均粒径为23 μm。差示扫描量热仪测示结果显示,微胶囊粉末具有良好热性能,可在室温贮藏。微胶囊红外、荧光以及紫外光谱分析表明,山茱萸黄酮完整地封装在胶囊内,保证其生物活性,同时具有良好感官价值和稳定性。

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明胶/果胶复合凝沉制备叶绿素微胶囊及其性质研究

金子涵, 李韵唱, 陈丽君, 陈雪寒, 蔡甜, 陈科伟

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 190-197. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030463

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天然叶绿素具有较强的抗氧化活性,但其脂溶性和易降解的特点限制了其在食品加工中的应用。该研究以明胶和果胶为复合壁材,采用复合凝沉法制备叶绿素微胶囊。以包埋率为指标,利用响应面试验优化得其最佳参数。结果表明,在pH 4,明胶与果胶的质量比为4∶1,明胶与叶绿素的质量比为40∶1时,最优的叶绿素包埋率为(80.21±1.18)%。在21 d的自然光照射下,微胶囊组的叶绿素保留量比未处理组高约40%;在酸处理条件下,微胶囊组在低pH环境下(2.5、4.5),叶绿素的保留量均大于85%。复合凝沉法制备的叶绿素微胶囊的平均粒径为(337.2±19.6)nm,粒径分布均匀且集中。叶绿素-明胶/果胶微胶囊为墨绿色,色泽均一,通过扫描透射电子显微镜观测其微观结构,微胶囊多数呈不规则球型,疏松多孔,少数呈条带状。研究结果可为脂溶性天然色素在食品工业中的应用和产品开发提供借鉴和参考。

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超微粉碎对沙棘茶粉颗粒结构及理化特性的影响

冯晶晶, 郭建峰, 马心茹, 徐晨帅, 李颖, 白玉洁, 郭仕伟, 王芳

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 198-204. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034009

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以沙棘叶乳酸菌发酵茶为原料,通过粗粉碎、干法超微粉碎、湿法超微粉碎3种方式制备沙棘茶粉,探究超微粉碎对沙棘茶粉结构及理化特性的影响。结果表明,与粗粉碎相比,经超微粉碎后粉体粒径、休止角、润湿性、黄酮含量4项指标均显著减小(P<0.05),粉体亮度、ζ电位绝对值、可溶性膳食纤维含量显著增加(P<0.05)。干法超微粉碎后粉体持水性、持油性显著降低(P<0.05),分别降低了28.53%和20.63%,但多酚含量略有增加;湿法超微粉碎后粉体持水性、持油性显著增加(P<0.05),分别增加了22.32%和95.24%。综上所述,超微粉碎可以很好地提升沙棘茶粉性能,且湿法效果优于干法。

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富含虾青素的蛋黄粉干燥方式和贮藏稳定性研究

范巧, 顾璐萍, 李俊华, 苏宇杰, 常翠华, 杨严俊

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 205-211. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031177

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为提高蛋黄粉中虾青素(astaxanthin,AST)的保留率,以AST强化鸡蛋为原料,采用普通喷雾干燥、充氮喷雾干燥和真空冷冻干燥3种方式制备AST强化蛋黄粉,探讨干燥方式对蛋黄粉性质的影响。将制备的充氮喷雾蛋黄粉在不同温度(4、25 ℃)、光照(照光、避光)、氧气(非真空、真空)条件下贮存,探究AST强化蛋黄粉的最佳贮存条件。同时测定了蛋黄粉中AST的生物可给率。结果表明,采用真空冷冻干燥方式制得的蛋黄粉其溶解性、水分散性、乳化性较高,充氮喷雾干燥和普通喷雾干燥方式制得的蛋黄粉之间并无显著差异(P>0.05), 3种干燥方式的AST保留率由高至低依次为:真空冷冻干燥(100%)>充氮喷雾干燥(91.06%)>普通喷雾干燥(61.94%),且真空冷冻干燥所制备的蛋黄粉L^*值较低,a^*、b^*值较高。在贮藏期间,4 ℃、避光、真空包装条件下的蛋黄粉具有较高的AST保留率、自由基清除率和较低的丙二醛含量。由于AST化学性质不稳定且蛋黄脂质含量较高,AST强化蛋黄粉具有较低的生物保留率和较高的生物可给率。研究结果显示,AST强化蛋黄粉可采取充氮喷雾干燥方式制备,低温、避光、无氧条件下贮藏。

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乙醇对蛋黄磷脂提取纯度及蛋黄粉溶解度的影响

高洁, 祁立波, 林松毅, 鲍志杰

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 212-217. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031386

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为提高蛋黄磷脂提取纯度及探究不同乙醇洗脱次数对副产物脱脂蛋黄粉溶解度变化的影响,以蛋黄粉为原料,运用乙醇辅助超临界CO₂萃取油脂技术提取蛋黄磷脂,以棒状薄层色谱分析仪分析蛋黄粉在夹带剂乙醇不同洗脱次数下萃取磷脂纯度的变化;再利用傅里叶红外光谱(Fourier infrared spectroscopy,FT-IR)、荧光光谱、差示扫描量热仪(differential scanning calorimetry,DSC)和扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)研究脱脂蛋黄粉的溶解度变化机理。结果显示,随乙醇洗脱次数增加,蛋黄磷脂纯度逐渐增加(P＜0.05);FT-IR显示脂质峰逐渐消失;荧光光谱结果表明,蛋黄卵磷脂表面疏水性逐渐增强;SEM结果显示5次乙醇洗脱的脱脂蛋黄粉蛋白质与脂质完全分离;综上,5次乙醇洗脱辅助超临界CO₂提取蛋黄磷脂的纯度最高,且乙醇洗脱前后的脱脂蛋黄粉溶解度差异不显著(P>0.05)。

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虾壳蛋白质的提取、美拉德反应改性及抗氧化活性研究

林晓彤, 李蒙, 张玉苍

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 218-224. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034353

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为实现南美白对虾壳资源的绿色、高值化转化,利用碱性蛋白酶对虾壳中的蛋白质进行提取,水解产物与核糖进一步通过美拉德反应改性制备美拉德反应产物(Maillard reaction products, MRPs)。对MRPs进行红外表征,并研究其体外抗氧化活性和细胞内的抗氧化作用。MRPs制备条件为:核糖质量浓度0.025 g/mL、pH 5、反应温度90 ℃、反应时间8 h,此条件下的MRPs具有一定的还原能力,约为58 μmol TE/g,并且对ABTS阳离子自由基、DPPH自由基以及·OH清除率随浓度升高而增加,IC₅₀值分别为(0.024±0.001)、(0.612±0.132)和(2.056 0±0.094)mg/mL;MRPs超滤获得的小分子质量和大分子质量组分均具有一定的抗氧化能力;此外,MRPs对人肾小管上皮细胞(HK-2)表现出良好的生物相容性,并且对H₂O₂诱导损伤的HK-2细胞具有显著的修复作用。因此,虾壳蛋白质水解物-核糖美拉德反应产物有望作为新型抗氧化剂,为虾壳废弃物资源的高值化利用提供新思路。

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河豚鱼皮胶原蛋白理化特性和体外抗氧化性能

徐卉, 顾依梦, 陶宁萍, 邓尚贵

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 225-231. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031179

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以暗纹东方鲀和红鳍东方鲀鱼皮为原料,分析比较其胶原蛋白的理化及体外抗氧化特性。采用胃蛋白酶对胶原蛋白进行提取,分析氨基酸组成,采用紫外和红外光谱、十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳、扫描电镜、原子力显微镜等技术对2种鱼皮胶原蛋白的理化特性进行比较,采用DPPH自由基及·OH的清除率等指标对其体外抗氧化活性进行分析。结果表明,2种鱼皮胶原蛋白氨基酸含量差异不显著(P>0.05);光谱扫描结果显示,2种胶原蛋白均为三螺旋结构完整的I型胶原蛋白;2种胶原蛋白的氨基酸组成和蛋白质二级结构呈显著相关性;此外,暗纹东方鲀鱼皮胶原蛋白(Takifugu obscurus skin collagen,TOSK)的热变性温度为37 ℃,红鳍东方鲀胶原蛋白(Takifugu rubripes skin collagen,TRSK)的热变性温度为35 ℃,微观结构观察显示TOSK和TRSK都具有较为完整的纤维网状结构,且TOSK丝状结构比TRSK更光滑。0.8 mg/mL的TOSK对DPPH自由基及·OH的清除率分别为45.75%及63.57%;0.8 mg/mL TRSK对DPPH自由基的清除率为44.94%,在1.0 mg/mL时对·OH的清除率为63.54%。与市售鱼皮胶原蛋白相比,提取的2种河豚鱼皮胶原蛋白的抗氧化性能优于市售鱼皮胶原蛋白,该研究可为胶原蛋白在化妆品领域的应用提供理论基础。

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花青素/大豆分离蛋白智能包装膜特性及鱼肉新鲜度监测

毕会敏, 徐柠檬, 范方宇

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 232-240. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031580

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以大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)为基材,紫薯花青素为指示剂,采用流延法制备可监测鱼肉新鲜度的智能包装膜,比较分析不同添加量紫薯花青素对膜性能的影响。结果表明,添加花青素后,膜的机械性能、阻隔性能和热稳定性均有所提高,添加量10%时,综合性能最好。傅里叶红外光谱、X射线衍射光谱和扫描电镜结果表明,花青素与大豆分离蛋白有着良好的相容性,两者之间形成了较强的分子间作用力。此外,花青素的加入显著增强了膜的抗氧化能力(P<0.05),添加量15%时,DPPH自由基清除率达到最大值85.84%。将膜应用于鱼肉新鲜度的检测,发现随着储藏时间的延长,鱼肉腐败变质,膜的颜色随之改变,能灵敏地反映鱼肉新鲜度的变化。

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高浓度CO₂包装条件下成熟对冷却牛肉品质及货架期的影响

刘泽超, 罗欣, 张一敏, 毛衍伟, 董鹏程, 张文华, 杨啸吟, 梁荣蓉

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 241-248. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031903

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为探究高浓度CO₂气调包装(modified atmosphere packaging,MAP)条件下成熟对冷却牛肉品质和货架期的影响,该文研究了牛腰背最长肌牛排在80% CO₂ MAP(80% CO₂/20% N₂)、40% CO₂ MAP(40% CO₂/60% N₂)2种高浓度CO₂包装和传统真空包装(vacuum packaging,VP)条件下成熟35 d的pH值、肉色、发色能力、嫩度、保水性和微生物指标变化。研究表明,2种CO₂包装组均有效降低了牛肉的贮藏损失,对牛肉pH值并未产生影响。成熟期间2种CO₂包装牛肉的菌落总数、乳酸菌和肠杆菌数量,以及挥发性盐基氮值均显著低于VP牛肉,其中80% CO₂ MAP抑菌效果最佳,成熟35 d后的菌落总数和乳酸菌数量均与0 d时无显著差异,且肠杆菌数量显著降低,能更有效延长成熟牛肉的货架期。同时,相较于40% CO₂ MAP和VP,80% CO₂ MAP还显著降低了冷却牛肉的剪切力,起到更好的成熟嫩化效果。包装方式对冷却牛肉发色能力无显著影响,但成熟35 d有效提高了3种包装方式下牛肉的发色能力,2种高浓度CO₂包装组牛肉发色20 min即可达到消费者的可接受阈值。因此,80% CO₂ MAP成熟条件不仅提高了牛肉的保鲜效果,还有效改善了牛肉的嫩度、肉色和保水性等品质。该研究呈现了一种全新的牛肉成熟包装方式,为牛肉的长期贮藏和流通提供了有力的技术支撑。

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不同干燥方式对红托竹荪感官品质的影响

孟令帅, 王瑞, 郑婷婷, 张欣慰, 牟芬, 陈光贤, 舒启成, 马超

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 249-255. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029910

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该研究探讨了真空冷冻干燥、微波干燥以及热风干燥3种不同干燥方式对红托竹荪色差、质构以及香气的影响。结果表明,热风干燥的红托竹荪与鲜品相比颜色发黄,品质没有冷冻干燥和微波干燥的好,其中冷冻干燥的红托竹荪干品色泽最接近鲜品;3种干燥方式对红托竹荪干品的硬度均有显著影响(P<0.05),其中,热风干燥的影响最小,微波干燥的影响最大。与鲜品相比,3种干燥方式得到的干品弹性均显著降低(P<0.05),而冷冻干燥样品的弹性相对于热风干燥和微波干燥显著增加(P<0.05)。3种干燥方式都对鲜品的韧性产生显著的影响(P<0.05),其中冷冻干燥的影响效果相对于热风干燥和微波干燥显著降低(P<0.05);此外,干制的方式也改变了红托竹荪风味物质的组成,醇类等化合物均有不同程度的减少,其中冷冻干燥方式不仅对红托竹荪风味物质的影响最小,还可以突出其风味物质。总体来看,冷冻干燥方式对红托竹荪的感官品质影响最小。

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赖氨酸对青稞面包品质及风味特征的影响

丁双鲲, 杜恺, 袁增慧, 李圆圆, 杨海波, 司武卓, 汪代瑛, 杜先锋

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 256-263. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030749

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以青稞面包为对照,研究赖氨酸添加量为0.6 g/100 g时对青稞面包烘培特性的影响,并利用电子鼻与顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用仪对赖氨酸青稞面包的挥发性风味化合物特征进行分析。结果表明,赖氨酸的添加对青稞面包的烘培品质不会产生不利影响,青稞面包的总体接受度未受到影响。风味方面,对面包香气进行感官评价,结合电子鼻主成分分析贡献率为92.6%,能很好地区分青稞面包与赖氨酸青稞面包;顶空固相微萃取-气相色谱-质谱分析结果表明,赖氨酸的加入使青稞面包产生了更多了酮类、醇类、硫类化合物,尤其是面包皮中最为明显,使面包风味更加丰富。

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酿酒酵母菌发酵对空心面品质的影响

任元元, 李宇航, 孟资宽, 张鑫, 邹育, 王拥军

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 264-269. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032543

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为探究不同酵母发酵对空心面条品质的影响,使用筛选得到的酿酒酵母菌与市售酵母菌分别发酵面粉,测定不同酵母发酵的空心面发酵力、粉质特性、流变特性、发酵特性、质构特性、蒸煮特性和微观结构。结果表明,相对于未发酵,酵母发酵后的发酵力、粉质、流变、发酵、质构和蒸煮特性变化差异显著(P<0.05);发酵组的面筋网络微观结构较均匀;3种市售酵母之间发酵后的粉质、流变、发酵、质构和蒸煮特性变化差异不显著(P>0.05)。相对于市售酵母发酵,筛选出的酵母(A组)发酵力最高;面团弱化度显著降低,粉质质量指数达到(91±0.28);弹性模量(G′)和黏性模量(G″)显著升高;产气总量和面团持气性都达到最大值;同时酵母A组发酵的空心面质构品质和蒸煮品质最佳,面筋网络微观结构最紧密,颗粒完整。筛选的空心面专用菌株A显著提升了空心面的生产特性和综合品质,在空心面制品开发中具有良好的应用潜力。

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SPME结合GC×GC-TOFMS测定白酒中的氨基甲酸乙酯

李欣, 杜娟, 刘阳晴雪, 吴刚, 杨丽华, 仇凯, 常迪, 屠振华, 宋妍妍, 周靖, 刘冰, 高红波

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 270-274. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032255

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基于顶空固相微萃取(head space solid phase microextraction,HS-SPME)结合全二维气相色谱-飞行时间质谱(comprehensive two-dimensional gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry,GC×GC-TOFMS)建立了一种准确定量白酒中氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate,EC)的方法。实验对 HS-SPME方法进行了优化,在酒精度12% vol、加NaCl 3 g、萃取温度70 ℃,萃取时间40 min的条件下,能够显著提高目标物的响应值。实验以D₅-氨基甲酸乙酯(D₅-EC)为内标,对不同浓度的样品溶液进行GC×GC-TOFMS定量分析。结果表明,EC在10~500 μg/L范围内线性关系良好,回归系数(R²)>0.998,检出限为0.19 μg/L,定量限为0.64 μg/L,平均回收率为97.57%,精密度为8.66%。测定结果与国标方法相比无显著性差异(P>0.05)。该方法前处理简单,检测灵敏度更高,为白酒中EC自动化定量测定提供了新思路。

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基于全二维气相色谱-飞行时间质谱及感官分析不同等级汾酒香气特征

李环环, 高晓娟, 石潇璇, 陈双, 徐岩, 唐柯

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 275-281. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033206

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采用顶空固相微萃取(headspace solid phase microextraction, HS-SPME)结合全二维气相色谱-飞行时间质谱(comprehensive two-dimensional gas chromatography/time-of-flight mass spectrometry, GC×GC-TOFMS)和定量描述分析法(quantitative descriptive analysis, QDA),从物质和感官2个角度表征了不同等级汾酒的香气特征。不同等级汾酒中共检测出400种挥发性化合物,高等级汾酒中酯类物质种类较多。通过香气数据库筛选具有香气特征的组分进行半定量分析,发现不同等级汾酒中香气化合物的相对含量具有显著差异。QDA结果显示,汾00和汾10主要表现为糟香、酸香、粮香和曲香等香气特征,而高等级的汾20和汾30则主要呈现出花香、果香、甜香、青草香和陈香等香气特征。通过多元统计分析将物质与感官相关联,筛选了与不同等级汾酒特定感官特征相关的潜在化合物。该研究不仅可以丰富清香型白酒风味化学的理论体系,同时也为生产上质量调控及工艺改进提供了数据支撑。

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HS-SPME-GC-MS和电子鼻分析低温等离子杀菌对甘蔗汁挥发性风味物质的影响

黄惠梅, 邓伟丽, 陈杰博, 张露露, 李敏玲, 王璐

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 282-288. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032902

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低温等离子体技术具有温度低、杀菌效果好、无残留等特点,在液体食品杀菌领域有良好的应用前景。为探明低温等离子杀菌对甘蔗汁挥发性风味物质的影响,利用顶空固相微萃取结合气质联用技术和电子鼻对不同处理电压和处理时间下的甘蔗汁挥发性成分进行分析。结果表明:随着电源电压的升高,甘蔗汁中挥发性物质的种类逐渐增加。低温等离子杀菌能够提高甘蔗汁中已醛的含量,也会导致酸、呋喃、硫化物等物质的产生。通过电子鼻分析可知,在40~60 kV,处理1 min的甘蔗汁,其香气特征与新鲜甘蔗汁接近。电子鼻主成分分析可以对新鲜甘蔗汁和低温等离子体杀菌的甘蔗汁进行较好的区分。聚类分析结果进一步表明,电子鼻传感器的响应值与甘蔗汁中的挥发性物质存在相关性。50 kV下会有较多的芳香醛类物质产生,而70 kV下则有大量酸、呋喃、硫化物生成。综合考虑挥发性物质和电子鼻表征结果,在40或50 kV下处理1 min,甘蔗汁能够较好地保持原有的香气特征。

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新型甜味剂莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M的生物转化进展

郭保党, 饶义剑

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 289-296. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032574

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来源于植物甜叶菊的天然甜味剂莱鲍迪苷D(rebaudioside D,Reb D)和莱鲍迪苷M(rebaudioside M,Reb M)具有高甜度、无热量和近似于蔗糖的口感,被认为是高热量糖的理想替代品,其在食品领域具有广阔的应用前景。文章综述了Reb D和Reb M的结构、口感、水溶性、安全性以及合成相关的糖基转移酶的研究进展,并重点介绍了Reb D和Reb M合成相关的糖基转移酶的蛋白质结构、催化机制以及蛋白质理性改造的研究进展,以期为Reb D和Reb M的开发和应用提供参考。

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乳酸菌自溶对其产业化的影响

周亮, 赵洁

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 297-301. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032731

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乳酸菌的自溶不仅关系着菌体自身的生长情况,而且还直接影响着乳制品的品质与风味。文章对国内外乳酸菌自溶的研究进展进行概括,从乳酸菌自溶对乳制品的影响、乳酸菌自溶的影响因素以及群体感应与乳酸菌自溶的联系三个方面进行综述。核理研究结果发现,乳酸菌自溶对不同种类乳制品的风味和品质具有不同的影响,可以通过适当控制菌株生长的pH值、温度、生长时间和营养条件等环境因素,以及利用菌株之间的相互作用等方法改变乳酸菌在乳制品中的自溶速率,以此来提高乳制品的质量。该综述探究了自溶对乳酸菌产业的影响,为今后更深入的研究提供参考。

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微生物合成低分子质量及寡聚透明质酸研究进展

李宛莹, 郑丽圆, 喻林兵, 宋馨, 夏永军, 艾连中, 熊智强

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 302-308. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034634

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透明质酸(hyaluronic acid,HA)是由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖组成的天然线性黏多糖,具有良好的保湿性能,广泛应用于食品、医药和化妆品等行业。HA生物活性与分子质量高低密切相关,尤其低分子质量透明质酸(low molecular weight hyaluronic acid,LMW-HA)和寡聚透明质酸(oligomeric hyaluronic acid,o-HA)具有促进骨和血管生成、增强免疫调节和改善皮肤屏障受损等功效。尽管目前HA生产菌株的筛选和改造、发酵条件优化等方面取得了显著进展,然而大量报道主要是关于提高HA生产效率和高分子质量HA生产,较少关注LMW-HA和o-HA的生产。文章总结了两者生物合成途径及其工业应用,并探讨生物合成过程中分子质量调控策略,以期为LMW-HA和o-HA工业化生产提供依据。

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酒类中苦味物质研究进展及对我国黄酒的借鉴

鲁振东, 谢广发, 吴殿辉, 陆健, 傅建伟, 胡志明, 黄剑, 刘彩琴

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 309-315. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031815

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苦味过重破坏黄酒的协调性,是制约黄酒酿造向机械化自动化发展,以及影响消费者接受度提升的行业共性关键难题。目前对黄酒苦味物质种类和来源的报道多停留在凭经验推测阶段,黄酒中呈苦味的关键物质尚不明确,生产中缺乏调降策略。文章综述了国内外酒类中苦味物质的分离鉴定方法、研究进展和降苦技术,旨在为黄酒苦味物质的研究提供思路和方法。

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酸面团中的优势微生物及其相互作用研究进展

苏珊, 王玉婷, 吴洁, 刘书亮, 刘爱平

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 316-323. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032330

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酸面团是由谷物与水混合,经微生物发酵形成的传统面制食品发酵剂,广泛应用于各种面制品的制备。酸面团是一种复杂的微生物生态系统,其中以乳酸菌和酵母菌为主,它们的生长和相互作用会影响酸面团中微生物的结构和功能,最终赋予发酵面制品更好的加工特性、营养特性和感官特性。该文对酸面团发酵过程中微生物的动态变化以及成熟酸面团中的优势微生物进行了概述,并探讨了优势微生物之间的相互作用对酸面团产品品质的影响,以期从微生物层面了解酸面团对面制品产生积极影响的原因,为酸面团的发展提供理论基础。

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生物处理对麦麸品质及全麦制品品质改善的研究进展

陈蒙慧, 刘远晓, 关二旗, 李萌萌, 江迪, 卞科

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 324-329. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030761

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麦麸作为制粉过程中的主要副产物,产量大,营养丰富,具有很高的应用前景。但由于其中不溶性膳食纤维含量过高,加工过程中直接添加麦麸会影响产品的品质而使麦麸在食品中的应用受到限制。因此麦麸的改性处理逐渐成为研究的热点。生物处理由于高效、无污染等特点受到了较高的关注。该文综述了生物处理对麦麸物理特性、营养特性、功能特性等品质特性的影响以及对全麦面包、全麦馒头、全麦面条等全麦制品品质改善方面的研究进展,分析了生物处理对麦麸的作用机制,以期为提高麦麸的综合利用率及附加值提供参考。

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亲水胶体对蛋清热凝胶特性影响的研究进展

樊睿, 刘俊锋, 黄笛, 叶劲松

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 330-336. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032325

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蛋清受热后具有良好的胶凝性。工业化食品生产中,比如鱼糜制品、面制品的加工中会加入蛋清或经干燥加工而成的蛋清粉改善产品的口感,从而对蛋清凝胶特性提出了更高的要求。亲水胶体作为多糖和蛋白质聚合物,已经被广泛应用于大豆分离蛋白和肌原纤维蛋白的改性研究,其良好的增稠性对蛋白质的凝胶特性有着促进作用。不同种类的亲水胶体对蛋清凝胶特性有着差异性影响。该文阐述了蛋清的凝胶机理,梳理了影响蛋清凝胶特性的关键因素,探讨了不同亲水胶体对蛋清凝胶特性的作用机理,为提高蛋清凝胶特性提供理论参考,并提出未来的研究方向。

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板栗贮藏保鲜方法研究进展

许凌云, 杨倩, 高磊, 侯阳, 王铁龙

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 337-344. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031774

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板栗采收期短,收获后果实水分含量高、新陈代谢快,且又被致密的内皮和果壳紧密包裹,很容易发生腐败变质,影响食品安全的同时,还造成严重的资源浪费。该文综述了板栗果实贮藏保鲜方法研究进展,从产地及品种、采收成熟度、采收堆制方式、贮前处理和贮藏环境等方面,阐述了影响板栗贮藏效果的因素;总结了包括沙藏法、冷库贮藏法、气调贮藏法、辐照处理和超高压技术在内的物理方法和涂膜保鲜处理、杀菌防腐剂等化学方法提高板栗贮藏保鲜的有效措施,以期为板栗贮藏保鲜研究提供参考和理论支撑。

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低温短保质期乳制品出厂检验国内外法规标准对比

王亚, 仇凯, 刘沐雨, 卢雁, 吴刚, 东思源, 郭新光

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 345-351. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032783

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针对低温短保质期乳制品的出厂检验现状,开展国内外相关法规标准对比分析,以期为市场监管部门提供技术参考依据,为乳制品行业的绿色健康发展提供保障。收集国际食品法典委员会(Codex Alimentarius Commission,CAC)、美国、欧盟、澳大利亚、中国、加拿大、日本等国家、地区或组织关于低温短保质期乳制品出厂检验相关法规标准,从低温短保质期乳制品的生乳质量安全控制要求、生产加工过程控制要求、终产品微生物控制要求3个角度进行综述和对比分析。研究发现,CAC、美国、欧盟、澳大利亚等国家、地区或组织更加注重低温短保质期乳制品全产业链的过程控制,从而达到产品出厂要求,而我国要求终产品检验合格方可出厂,过程控制和评价体系尚不完善。过程控制是低温短保质期乳制品质量安全控制的本质,过程控制的思路可为今后我国相关标准法规的制修订提供参考,值得学习和借鉴。

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多学科交叉制糖工程创新型研究生培养探索——以江南大学为例

吴剑荣, 高敏杰, 夏雨

食品与发酵工业. 2023, 49(7): 352-356. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033065

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制糖工程属于传统食品与发酵相关的学科,是针对解决生命过程中必需的糖源问题为目标而发展起来的。随着科学技术进步,制糖工程学科与生物技术、食品科学、生命科学和现代医学等紧密结合,进一步发展形成多学科交叉融合的糖科学与糖工程研究领域。我国制糖工程专业主要以培养研究生为主。当前,多学科交叉融合和我国产业结构不断迭代更新,必然对当前形势下制糖工程创新型人才提出更高要求。文章从培养理念、师资队伍、课程体系、教学体系、教学平台等多方面,开展对制糖工程学科研究生培养方式的研究与探索,期望在实施多学科交叉融合实践下,有助于制糖工程学科创新型人才培养,为我国制糖工程学科发展贡献重要力量。

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