食品与发酵工业

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吴建菊, 冯守帅

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 1-7. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039589

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发酵过程中的酸胁迫限制了工业微生物的发展,精细调控生物膜形成是提升大肠杆菌耐酸性的有效策略。研究基于EL222蓝光诱导蛋白开发了具有8.6倍调控效率的双质粒调控系统,用于调节生物膜形成关键因子CsgD和二鸟苷酸环化酶M(diguanylate cyclase,DgcM)的表达。结果表明,在pH 5.0和15 mW/cm²蓝光照射条件下,CsgD和DgcM过表达菌株耐酸性分别提高了22.3%和16.4%,生物膜含量分别增加了2.7倍和3.4倍。生物膜组成分析显示,酸性环境下多糖和蛋白质的增加以及可溶性微生物代谢产物的减少促进了细菌聚集,有助于形成更稳定的生物膜结构。实时荧光定量逆转录PCR结果证实生物膜形成相关基因转录水平显著提升。本研究构建的蓝光调控系统通过调控生物膜形成关键基因成功提高了大肠杆菌的耐酸性,这将为微生物的有机酸发酵提供参考和借鉴。

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HIP1过表达对酿酒酵母工程菌麦角硫因产量的影响

王文欣, 王文悦, 刘子雄, 上官玲玲, 张辉燕, 安斐然, 陈雄, 代俊

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 8-15. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036965

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麦角硫因是一种普遍存在于高等动植物体内的天然抗氧化剂,具有减少细胞氧化损伤、抗炎和治疗相关疾病的能力,被广泛应用于食品、化妆品和医药行业。与传统的植物提取法及化学合成法相比,通过微生物合成法制备麦角硫因具有周期短、成本低和产量高等优势。该研究以酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae CEN.PK113-5D为出发菌株,利用CRISPR/Cas9系统向其基因组中引入异源酶基因,构建具有完整麦角硫因生物合成途径的酿酒酵母工程菌。为进一步提高其产量,过表达组氨酸特异性转运蛋白Hip1p后,在仅有0.5 mmol/L组氨酸供给条件下,菌株胞内游离组氨酸水平显著提高,且麦角硫因产量提高10%。最终经摇瓶发酵72 h产量达(6.88±0.11) mg/L,而在5 L罐补料分批发酵策略下,培养72 h后麦角硫因产量达237.34 mg/L。该研究为后续代谢工程改造产麦角硫因酿酒酵母工程菌株提供靶基因参考。

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基于耦合发酵策略的乳酰-N-三糖Ⅱ模块化合成研究

黎玉, 李忠霞, 邓明超, 王志杰, 周文, Wengang CHAI, 张洪涛

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 16-24. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035263

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母乳寡糖在调节婴儿肠道菌群和保障婴儿健康方面都有积极的作用。乳酰-N-三糖Ⅱ(lacto-N-triose Ⅱ, LNT Ⅱ)是母乳寡糖的核心结构单元。目前合成LNT Ⅱ的方法存在价格昂贵、操作繁琐等缺点。该研究以乳糖和N-乙酰氨基葡萄糖为底物用三菌株耦合发酵策略合成LNT Ⅱ。首先构建用于合成N-乙酰氨基葡萄糖-1-磷酸(N-acetylglucosamine-1-phosphate, GlcNAc-1-P)模块的Escherichia coli JM109(DE3)/pET28a-nahK工程菌,优化发酵条件后,GlcNAc-1-P最高产量为16.88 g/L,转化率为70.05%。然后构建分别包含agx1、agx2、pmglmU基因的3株工程菌,并筛选出E.coli JM109(DE3)/pET28a-agx1,其合成尿苷二磷酸乙酰氨基葡萄糖(uridine diphosphate acetylglucosamine, UDP-GlcNAc)的能力最优,在优化的生产体系中UDP-GlcNAc的最大产量为24.78 g/L。最后构建工程菌E.coli JM109(DE3)/pET28a-lgtA并与E.coli JM109(DE3)/pET28a-nahK、E.coli JM109(DE3)/pET28a-agx1耦合发酵合成LNT Ⅱ,通过优化三菌株耦合发酵体系,LNT Ⅱ产量达到3.03 g/L,比优化前提高近4倍。该文基于三菌株耦合发酵策略实现了LNT Ⅱ的合成,这种策略具有通用性强、简便快捷和成本低廉的优点,将为母乳寡糖的规模化生产提供一种新方法。

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肌肽对叔丁基过氧化氢诱导肝细胞损伤的修复作用

陈铭, 罗静, 宋文奎, 苏伟明, 吉宏武

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 25-32. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036951

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肌肽是一种新型的食品补充剂,具有多种生物活性功能,已广泛应用于保健品、功能饮料、美容等领域,但肌肽对肝损伤修复的研究与应用鲜有报道。该文旨在研究肌肽对肝损伤的修复作用并探究其作用机制。肌肽预处理正常人肝细胞(normal human hepatocyte, L-02)12 h,400 mmol/mL叔丁基过氧化氢(tert butyl hydrogen peroxide, TBHP)处理L-02细胞4 h,细胞计数试剂盒-8检测细胞存活率,试剂盒检测谷丙转氨酶(alanine transaminase, ALT)、谷草转氨酶(aspartate transaminase, AST)、活性氧(reactive oxygen species, ROS)、谷胱甘肽(glutathione, GSH)水平,流氏细胞术检测细胞凋亡,蛋白印迹定量分析氧化信号通路与凋亡信号通路的相关蛋白表达。结果表明,肌肽预处理显著降低了L-02细胞外液ALT、AST活性,抑制ROS形成,提高细胞内GSH含量,显著抑制L-02细胞凋亡,上调核红细胞2相关因子2(nuclear factor-erythroid 2-related factor-2, Nrf2)、醌氧化还原酶1(quinone oxidoreductase 1, NQO1)、血红素氧合酶1(heme oxygenase-1, HO-1)、B细胞淋巴瘤-2(B-cell lymphoma 2, Bcl-2)的蛋白表达,下调Kelch样ECH关联蛋白1(Kelch like ECH associated protein 1, Keap1)、磷酸化氨基末端激酶(amino-terminal kinases phosphorylation, p-JNK)、胱天蛋白酶3(caspase-3,Cas-3)的蛋白表达。肌肽通过调控Keap1-Nrf2与JNK-Cas-3信号通路有效修复TBHP诱导的肝细胞损伤。

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苹果发酵物对溃疡性结肠炎小鼠肠道菌群的调节作用

任璐婷, 夏满盈, 罗瑞琳, 何羽舒, 张迎晗, 张婳, 白徐成, 彭晓丽

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 33-40. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039431

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溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)是一种常见的慢性炎症性肠病,其发病率在全球范围内呈上升趋势。该研究探究了苹果发酵物的体外抗氧化活性及其对葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium, DSS)诱导的UC小鼠的体内干预作用。结果表明,相较于苹果果浆,苹果发酵物的超氧化物歧化酶活性提高了36.59%,0.1 g/mL苹果发酵物的DPPH和ABTS阳离子自由基清除能力分别是苹果果浆的1.19和1.31倍。动物实验中,苹果发酵物有效维持了UC小鼠的活动能力及食欲,缓解了其体重减轻、腹泻和便血等病理学特征,并减轻了结肠组织的病理损伤。此外,苹果发酵物能够调节UC小鼠的肠道菌群,提高了其物种多样性,降低了致病菌Streptococcus的相对丰度,增加了Lactobacillus、Veillonella和Bacteroides等有益菌的相对丰度,且干预后小鼠粪便中的乙酸、丙酸和总短链脂肪酸含量相较于UC小鼠分别增加了60%、104%和65%。综上所述,苹果发酵物具有较高的体外抗氧化活性,并通过改善肠道菌群多样性、调节菌群结构和短链脂肪酸含量缓解了DSS诱导的肠道炎症,证明了其防治UC的潜力。

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黑枸杞本草酵素缓解小鼠脂溢性脱发作用

闵祥博, 李丽娜, 余萍, 李晶, 惠美星, 白淼

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 41-47. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037031

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该研究对黑枸杞本草酵素缓解小鼠脂溢性脱发症状的功能开展了研究。将实验小鼠随机分为空白组、模型组、原浆组和酵素组,通过皮下注射丙酸睾酮建立脂溢性脱发小鼠模型,原浆组和酵素组小鼠在14 d内分别灌胃黑枸杞原浆和黑枸杞本草酵素(25 mL/kg·bw),观察其对脱发小鼠背部毛发生长状态、皮肤组织中毛囊数量、胶原蛋白含量、毛囊增殖细胞和毛囊干细胞标记物的影响。结果表明,黑枸杞原浆和酵素促进了脱发小鼠的毛发生长速度,增加了毛囊数量和胶原蛋白含量,显著提高了毛囊增殖细胞标记物Ki67和毛囊干细胞标记物Sox9的阳性表达 (P<0.05),且酵素组效果更明显。代谢组学结果表明黑枸杞原浆发酵后11种花色苷类代谢物上调。富含花色苷的黑枸杞本草酵素可能通过调控小鼠背部毛囊生长、胶原蛋白积累、毛囊增殖细胞和毛囊干细胞标记物的阳性表达,来缓解脂溢性脱发对小鼠毛发的生长,具备开发为功能性发酵食品的发展潜力。

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中高温大曲发酵中小麦籽粒营养组分的动态变化分析

周会娴, 熊琴琴, 刘志勇, 王松涛, 李令, 张连全, 蒲至恩, 陈国跃, 李伟

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 48-55. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036932

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该研究利用离子色谱和高效液相色谱等方法,研究了中高温大曲不同发酵时期小麦营养成分的变化及其与微生物群落演替间关系。结果表明,曲皮和曲心分别消耗了直链淀粉含量的39.08%和49.12%,支链淀粉含量的84.43%和81.35%,A型淀粉粒的6.41%和26.92%,B型淀粉粒的66.67%和83.33%。麦谷蛋白含量从8 mg/g降为4.73 mg/g(曲皮)和3.53 mg/g(曲心)。黄酮含量从0.08 mg/g增加到0.12 mg/g(曲皮)和0.29 mg/g(曲心)。纤维素含量总体呈下降趋势,但曲心后期有平缓上升;阿拉伯糖和蔗糖含量增加,葡萄糖含量降低。曲心游离氨基酸含量增加幅度高于曲皮,其中谷氨酸含量最高。冗余分析表明18个品质指标与9个细菌属和11个真菌属的相对丰度显著相关(P<0.05),其中直链淀粉含量与叶杆菌属(Phyllobacterium),葡萄糖、果糖、支链淀粉含量与醋酸单胞菌属(Acetobacter)、双杆菌属(Undibacterium)、乳杆菌属(Lactobacillus)均显著正相关。因此,具有高支链淀粉和高葡萄糖含量的小麦品种可能更适用于制曲。该研究结果为探究大曲质量控制、小麦品质与大曲品质间关系,以及选育专用型原料(小麦)品种提供参考。

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高温大曲真菌群落结构及其感官特性解析

王玉荣, 侯强川, 田龙新, 张振东, 黄利科, 孔金钊, 郝光飞, 郭壮

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 56-62. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037170

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该研究采用MiSeq高通量测序、电子鼻和电子舌技术对白色和黑色高温大曲的真菌群落结构、风味和滋味品质进行了差异性解析,同时对其微生物群落与风味和滋味指标的相关性进行了分析。测序结果表明,在白色高温大曲中Pichia的平均相对含量显著偏高(P<0.05),Monascus的平均相对含量显著偏低(P<0.05),平均相对含量分别为49.62%和0.32%,而在黑色高温大曲中平均相对含量分别为23.17%和7.50%。此外,坐标分析、聚类分析和正交偏最小二乘判别分析等多元分析表明2 种类型高温大曲的微生物类群存在明显差异。线性判别分析效应量(linear discriminant analysis effect size,LEfSe)分析发现,Pichia和Monascus可分别作为白色和黑色高温大曲的生物标志物。电子鼻结果显示,白色高温大曲中的烷烃类物质响应值显著高于黑色高温大曲(P<0.05)。电子舌结果显示,相较于黑色高温大曲,白色高温大曲的鲜味、丰度和咸味显著偏高(P<0.05),而酸味显著偏低(P<0.05)。相关性分析发现,高温大曲优势真菌属与滋味指标之间存在显著相关性(P<0.05),而与风味指标之间的相关性不显著(P>0.05)。由此可见,白色和黑色高温大曲的真菌类群和品质指标均存在明显差异,且高温大曲真菌类群与感官指标之间具有一定相关性。

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醋源生香酵母的筛选及其特性研究

袁英豪, 何梦娇, 唐春麟, 张沛怡, 周力, 李建龙, 李琴, 胡凯弟, 刘爱平, 赵宁, 朱红, 刘书亮

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 63-71. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037324

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为解决食醋香气弱、香气不稳定问题,提升食醋风味品质,该文以醋醅和醋曲为菌源,对分离菌株采用嗅闻法、皂化法及顶空固相微萃取气质联用(headspace solid phase microextraction-gas chromatograph-mass spectrometry, HS-SPME-GC-MS)法筛选高产酯(生香)酵母菌株并进行种属鉴定,进而研究其生长及产酯特性。结果表明,从20份醋源样品中分离101株酵母菌,利用嗅闻法发现36株菌产香气明显,皂化法发现6株菌产酯能力较强,其中,菌株D13-Y2产酯能力突出,在发酵液中总酯产量为(3.50±0.07) g/L,HS-SPME-GC-MS测定出该菌可产挥发性香气成分59种,其中包含酯类物质有22种、醇类9种、酸类4种、酮类2种、醛类1种、酚类1种、其他物质20种。经鉴定,该菌株为异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus),其最适培养条件为:28 ℃、pH 4.5、18 h,有较好的酒精耐受能力;其最适产酯条件为:发酵温度20 ℃、接种量(体积分数)3%、发酵时间4 d;分别添加体积分数1%的乙醇、体积分数0.1%的乙酸时总酯产量可分别提高10.32%[总酯产量达(3.74±0.01) g/L]、13.15%[总酯产量达(4.03±0.04) g/L]。该研究结果旨在为改善麸醋风味品质提供了菌种资源和理论依据。

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冠突散囊菌对高粱酒酿造过程糖化效率的促进作用与原理

赵千慧, 周慧玲, 秦洋

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 72-78. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039089

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随着消费者对白酒品质与产量的需求日益增加,提高纯粮固态白酒出酒率已成为酿酒行业面临的首要问题。冠突散囊菌(Eurotium cristatum)可分泌淀粉酶,但目前未被应用于白酒糖化领域。本文以提高固态白酒糖化效率为目的,利用E.cristatum酿制高粱白酒,并采用发酵动力学方法优化确定E.cristatum的最佳添加量并延长糖化周期,从而提高出酒率与粮食利用率。对添加E.cristatum酿造后的酒糟淀粉进行直链淀粉含量测定、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、凝胶渗透色谱(gel permeation chromatography,GPC)检测,揭示E.cristatum对高粱淀粉糖化促进作用的原理。结果表明,E.cristatum具有促进高粱白酒糖化发酵的作用,当菌液添加量为15%(m/m)时糖化效率达到 (23.25±1.25) g/100 g的最高值。实验组直链淀粉与小分子淀粉含量增加、结晶区被进一步水解、淀粉分子表面凹凸斑驳、布满孔洞,从分子水平说明了E.cristatum对高粱酒醅的糖化促进过程。因此E.cristatum对高粱白酒酿造的糖化过程有促进作用,具备应用于高粱酒酿造领域的科学性与可行性,同时具有良好的商业价值。

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不同谷氨酰胺转氨酶交联度对明胶微凝胶Pickering乳液界面性质和流变行为的影响

刘莹婕, 夏梦思, 戴宏杰, 冯鑫, 余永, 朱瀚昆, 马良, 张宇昊

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 79-86. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037539

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引入谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TG酶)对明胶进行改性制备微凝胶,通过对不同TG酶交联度明胶微凝胶Pickering乳液进行流变学、电位测试以及微观结构观察,重点研究了不同TG酶交联度对乳液流变学特性的影响。结果显示,TG酶添加量可以有效调控明胶微凝胶的交联度(1.85%~12.25%);流变结果表明,随着交联度的提升,表观黏度和屈服应力值(2.10~4.47 Pa)均上升,损耗因子减小,温度循环测试回复率从28.2%上升至75.6%。综合流变学测试结果表明当交联度达到6.85%以上,明胶微凝胶稳定的乳液连续相形成了更强的凝胶网络结构。此外,乳液体系的ζ电位随着交联度的增大而增大,静电排斥作用增强,有利于连续相网络结构的形成;微观结构显示,随着交联度的增大,油水界面处的吸附蛋白增多并形成致密的界面膜,液滴之间相互作用增强形成更强的凝胶网络结构,从而在连续相的角度使乳液稳定性提升。因此,经过TG酶交联的明胶微凝胶Pickering乳液更为稳定,为明胶微凝胶在食品中的应用提供了理论基础。

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牡蛎DPP-Ⅳ抑制肽的结构特征及其协同花色苷的活性增效作用研究

苏小洁, 陈忠琴, 曹文红, 谭明堂, 朱国萍, 高加龙, 林海生

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 87-96. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039273

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为探讨牡蛎肽对二肽基肽酶Ⅳ(dipeptidyl peptidase Ⅳ,DPP-Ⅳ)的抑制活性及其协同花色苷的增效作用,通过酶解法制备牡蛎肽,对其结构进行表征,采用体外DPP-Ⅳ活性抑制模型与Compusyn协同计算模型分析牡蛎DPP-Ⅳ抑制肽协同花色苷抑制DPP-Ⅳ活性的增效作用。结果表明:牡蛎肽的分子质量主要集中在3 kDa以下(55.44%),其氨基酸组成中支链氨基酸(branched chain amino acids,BCAAs)和脯氨酸(Pro)占疏水性氨基酸总量的60.84%;肽谱分析显示牡蛎肽中主要的17条肽段N端富含BCAAs和Pro,具有显著的DPP-Ⅳ抑制肽结构特征。筛选合成的5条肽(FPVGR、APPNIT、IAPPERK、LDFYLDIP、LAIL)中FPVGR的DPP-Ⅳ抑制活性最强(P<0.05);6种常见的花色苷:芍药色素/矢车菊素/锦葵色素/飞燕草素/天竺葵色素/矮牵牛色素-3-O-葡萄糖苷(Pn3G, C3G, Mv3G, D3G, Pg3G, Pt3G)中Pn3G、C3G和Mv3G的DPP-Ⅳ抑制活性最强(P<0.05);协同作用研究显示FPVGR与Pn3G/C3G/Mv3G均具有协同抑制DPP-Ⅳ的作用(当抑制率为50%时,CI值分别为0.89、0.93、0.89)。该研究为进一步开展DPP-Ⅳ抑制肽和花色苷的活性增效研究提供了科学依据。

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基于蓝莓花青素的新鲜度指示膜制备及性能研究

陈赛艳, 刘红林, 汤俊炀, 赵正禾, 冀俊杰

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 97-103. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036757

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为提升pH指示膜的综合性能,以微晶纤维素(micro-crystalline cellulose, MCC)、马铃薯淀粉(potato starch, PS)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)为原料,蓝莓花青素(blueberry anthocyanins, BA)为指示剂,采用流延法制备指示膜,对指示膜的性能进行分析。结果表明,当BA、MCC、PS和PVA的质量比为0.3∶0.2∶3∶0.3时,微晶纤维素提高了薄膜的拉伸强度(1.59 MPa至2.16 MPa)、断裂伸长率(35.83%至38.24%)、杨氏模量(8.25 GPa至25.65 GPa),降低了薄膜的含水率(34.85%至33.23%)和吸水率(122.97%至110.36%)。蓝莓花青素提高了薄膜的机械性能、阻隔性能,降低了耐水性,且与膜中各基质融合良好,指示膜结构均匀、致密。拉伸强度和杨氏模量分别升至2.19 MPa和37.12 GPa;透水率、含水率和吸水率分别降至1.45×10^-12 g·cm/(cm²·s·Pa)、30.7%和87.52%。蓝莓花青素还赋予薄膜pH敏感性。在不同pH环境中,指示膜与花青素的颜色变化趋势一致,色差可视;同时环境稳定性佳,在不同温度和光照条件下,指示膜的颜色稳定超过14 d(ΔE≤2)。研究结果可为蓝莓花青素指示膜的制备提供参考。

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柠檬皮/聚乙烯醇/细菌纤维素复合膜的制备及性能研究

马佳波, 戴静, 廖庭霞, 沙如意, 毛建卫

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 104-111. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036426

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该研究首先利用木糖驹形氏杆菌(Taonella mepensis)发酵制备细菌纤维素(bacterial cellulose, BC),然后将其与柠檬皮(lemon peel, LP)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)以不同比例混合后制备了一种新型的LP/PVA/BC生物复合膜。分别考察了该复合膜的结构特点、物化特性(热稳定性、厚度、密度、溶胀性、溶解度和孔隙率)、机械性能(抗拉强度和断裂伸长率)以及抑菌活性。结果表明,不同含量的BC对复合膜的微观结构有显著影响,红外光谱和X-射线衍射结果表明,成功地制备了LP/PVA/BC复合膜。复合膜中添加BC可显著降低膜的溶胀性(70.94%~76.68%),提高热稳定性,并对其孔隙率产生影响。同时,还可提升膜的抗拉强度(93.41%~341.57%)和断裂伸长率(4.11%~44.03%)。采用物化特性和机械性能较优的4.8% BC复合膜进行抑菌实验,结果显示该复合膜对沙门氏菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌及金黄葡萄球菌的抑制率分别为35.93%、48.98%、62.12%和94.93%。以上结果表明,该复合膜显示了较优的物化特性、机械性能和抑菌特性,具有在食品包装材料领域的应用潜力。

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姜风味微胶囊制备与性质研究

金旭冉, 张剑, 王文亮, 宋莎莎, 王延圣, 李永生, 杨正友, 崔文甲

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 112-118. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036283

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为提高姜风味成分的稳定性,以麦芽糊精、阿拉伯胶、β-环糊精为壁材采用喷雾干燥法制备姜风味微胶囊。以包埋率为评价指标优化制备工艺,并对微胶囊颗粒理化性质、微观形态及稳定性进行分析。结果表明,微胶囊的最佳制备工艺:进口温度160 ℃、喷雾空气柱45 mm及芯壁质量比1∶5。此条件下微胶囊包埋率可达81.32%,呈现完整球形结构,粒径约为15~20 μm,其含水量为2.54%,溶解度为95.5%,休止角为42.18°。GC-MS分析表明,贮藏期间姜风味微胶囊比普通姜粉的风味成分更稳定。因此,最佳条件下制备的微胶囊具有良好的流动性、溶解性且风味稳定性较高,可满足一般食品加工条件,为生姜调味产品的研发与改进提供参考。

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菊苣叶提取物绿色合成纳米银的表征及其生物活性研究

程体艳, 张振

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 119-125. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036575

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菊苣作为一种药食同源的食品,极具开发潜力。该研究利用菊苣叶提取物作为还原剂和稳定剂,采用一步法生物合成纳米银抑菌剂,为菊苣叶的开发利用提供了一条新的途径。通过单因素试验探讨了AgNO₃与菊苣叶提取物体积比、反应pH、反应时间等对纳米银制备的影响。优化后的合成产物经紫外-可见吸收光谱、透射电镜、X射线衍射分析和傅立叶变换红外光谱等进行表征和鉴定,结果表明产物在426 nm附近有一明显的纳米银等离子体子共振特征吸收峰,纳米银颗粒呈球形,平均粒径为11.22 nm,具有良好的分散性,为面心立方晶型。抗氧化实验表明,菊苣叶生物合成纳米银与原菊苣叶提取物相比具有较高的DPPH自由基清除活性,AgNPs的IC₅₀为0.053 mg/mL;对4-硝基苯酚的催化反应速率常数(0.119 8 min^-1)、甲基橙(0.189 min^-1)、罗丹明B(0.567 min^-1)、亚甲基蓝(0.098 6 min^-1),综上所述,利用菊苣叶提取物生物合成的纳米银具有一定抗氧化活性和催化活性,有望在临床、有机废水处理领域得到广泛应用。

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莫米松糠酸酯高特异性抗体制备及酶联免疫分析方法

谢桂勉, 黄莹星, 林俊虹, 张世伟

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 126-131. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039515

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莫米松糠酸酯(mometasone furoate, MF)是一种常见的糖皮质激素。为快速、便捷地监控MF的滥用情况,制备了MF单克隆抗体并建立了其竞争酶联免疫检测方法。将氨氧乙酸分别连接至MF和莫米松二糠酸酯(mometasone difuroate,MDF),合成了免疫半抗原和包被半抗原。免疫半抗原以活泼脂法连接钥孔血蓝蛋白获得全抗原,通过免疫小鼠、细胞融合及筛选获得能够稳定分泌抗MF单克隆抗体的细胞株,制备并纯化了抗体。该抗体的主要识别区域为MF的五元环区域,因此不和常见的64种糖皮质激素发生交叉反应。建立了基于异源包被的MF间接竞争酶联免疫检测法,其半抑制浓度(IC₅₀)为1.2 ng/mL,对肌肉和肝脏的最低检出限分别为0.52 μg/kg和0.59 μg/kg。灵敏度相比于同源包被提升了20倍。使用60%甲醇水溶液提取动物组织的添加回收率为70%~82%。该方法能有效应用于动物组织中MF的快速筛查。

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基于SynergyFinder探究花旗松素和葛根素的协同抗氧化能力

王云富, 崔彩芳, 孙兆岳, 徐奔, 陈富春, 沈维军, 万发春, 程安玮

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 132-141. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036568

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为探究花旗松素与葛根素的协同抗氧化能力,将两者分别按照体积比1∶1、1∶2和2∶1比例进行复配,通过DPPH、ABTS和FRAP法测定其体外抗氧化活性,进一步运用SynergyFinder软件进行HSA模型评价协同效果。结果表明,花旗松素和葛根素均具有一定的抗氧化能力,当花旗松素6.25~25 μg/mL与葛根素2~25 mg/mL,花旗松素0~6.25 μg/mL与葛根素3.12~12.5 μg/mL,花旗松素2.5~10 μg/mL与葛根素0~250 μg/mL三个浓度范围内1∶1复配时,分别对DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和FRAP的协同抗氧化能力最强,HSA模型评分最高,分别为13.486、8.383和1.930。因此,选用花旗松素与葛根素进行复配使用,在体积比1∶1具有较强的协同抗氧化能力。

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不同种类淀粉对3D打印特性的影响研究

李柯新, 石松业, 温纪平, 耿浩, 刘非凡

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 142-148. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036698

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3D食品打印技术应用于食品工业具有较大的发展空间。淀粉特殊的理化性质使其在流出喷嘴和打印成型方面具备天然优势。以荞麦、木薯和甘薯淀粉为原料进行3D打印,研究了这3种淀粉的理化特性、糊化特性、流变特性及其与3D打印特性的关系,结果表明,在选用的3种淀粉中,木薯淀粉的损耗角正切值(tan δ)较大,在打印过程中流动性好,不易断条,易挤出成型,使用木薯淀粉打印的样品精度最高。荞麦淀粉凝胶的储能模量(G′)较大,有利于打印制品自身形状的保持,但打印制品易粘连。甘薯淀粉具有较低的黏度和较好的流动性,可以更容易地从3D打印机的喷嘴中挤出,并在打印过程中均匀地分布,但打印样品的尺寸略有收缩。综上,木薯淀粉作为3D打印材料是可行的,荞麦淀粉和甘薯淀粉若应用于3D打印的油墨,需进行深入研究。

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天然抗氧化剂对玉米油热致异构体的影响

田莹俏, 李甜, 张妤, 贺凡, 王晶, 郭芹

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 149-154. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035985

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玉米油在加工贮藏过程易发生异构化生成反式和共轭脂肪酸异构体,开展玉米油反式和共轭脂肪酸的调控研究对保障消费者安全与营养健康至关重要。人工抗氧化剂由于毒性累积已被许多国家禁用或严格限制,天然抗氧化剂已开始引起人们的高度关注。该研究采用气相色谱检测方法研究了天然抗氧化剂对玉米油热致异构体形成的影响。结果表明,玉米油反式和共轭脂肪酸含量随着加热温度和加热时间的增加而增加。天然抗氧化剂具有抑制玉米油反式脂肪酸(0.28%~6.59%)和诱导玉米油共轭脂肪酸(0.53%~16.42%)形成的作用,抑制率为鼠尾草酸>特丁基对苯二酚>L-抗坏血酸棕榈酸酯>茶多酚>维生素E,诱导率为维生素E>茶多酚>特丁基对苯二酚>L-抗坏血酸棕榈酸酯>鼠尾草酸。复配抗氧化剂的抗异构和诱导异构作用低于单独使用抗氧化剂,综合分析鼠尾草酸和L-抗坏血酸棕榈酸酯可作为有效的天然抗异构和诱导异构剂。

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基于代谢组学评价青稞红曲茶功能成分及其抗氧化活性的研究

吴海毓, 郑万财, 杨希娟, 郝静, 马萍, 党斌

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 155-162. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037006

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为明确青稞红曲茶发酵前后功能成分及其抗氧化活性,以青稞茶为对照组,研究青稞红曲茶的营养成分及抗氧化活性,并通过超高效液相色谱-串联质谱(ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS)分析青稞红曲茶的主要成分及其差异化合物。结果表明,青稞红曲茶的水浸出物、茶多酚、茶蛋白、茶黄素、茶红素、茶褐素含量显著高于青稞茶(P<0.05),青稞茶茶多糖含量显著高于青稞红曲茶(P<0.05)。此外,在青稞红曲茶和青稞茶中检测到1 682种化合物,其中氨基酸及其衍生物、生物碱、脂质、酚酸和核苷酸及其衍生物是青稞红曲茶及青稞茶中主要化合物。筛选出124种差异化合物,差异化合物主要为生物碱、脂质、萜类及酚类化合物。同时发现,青稞红曲茶的DPPH自由基清除能力、ABTS阳离子自由基清除能力和铁离子还原能力均显著高于青稞茶(P<0.05)。但青稞茶的感官评分高于青稞红曲茶,为82.89分。该研究结果从代谢组学角度揭示青稞红曲茶及青稞茶代谢产物的差异性,为青稞红曲茶的后续研究提供理论依据。

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卷丹百合黄酮提取物抗氧化活性研究

吴梦思, 金建宇, 尚书游, 阮军, 李硕芳, 王劲松, 李蓉

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 163-169. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036421

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该实验旨在研究卷丹百合黄酮提取物抗氧化活性。以化学法、秀丽隐杆线虫模型为评价方法,用自由基清除率、抗氧化酶活力及线虫寿命等为指标,探究卷丹百合黄酮化合物的抗氧化能力。结果表明,卷丹百合黄酮提取物在料液比为1∶10(g∶mL)时,抗氧化活性达到最大值,其中DPPH自由基清除率为83.46%,ABTS阳离子自由基清除率为73.26%。卷丹百合黄酮提取物能显著提高线虫体内抗氧化酶活力和谷胱甘肽含量,提高线虫抗氧化能力,起到延长线虫寿命的作用。经过卷丹百合黄酮提取物处理的线虫在氧化应激条件下平均存活时间能达到10 h。卷丹百合黄酮提取物具有良好的抗氧化活性,具备开发食品抗氧化剂或功能食品的潜力。

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管花肉苁蓉提取物的工艺优化及其活性评价

林炎钧, 宫晓庆, 杨思敏, 彭效明, 严晓强, 管洁, 居瑞军

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 170-176. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036661

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该研究旨在利用响应面法优化管花肉苁蓉活性成分的提取工艺,并进一步对其抗氧化与美白活性进行研究。通过超声-微波法提取管花肉苁蓉中活性成分,以提取物中松果菊苷为指标成分,结合Box-Behnken响应面法优化提取工艺,得到提取物后通过测试DPPH自由基、ABTS阳离子自由基清除能力、总还原力对其进行体外抗氧化活性评价;通过CCK-8法、流式法检测小鼠黑色素瘤细胞(B16细胞)相关指标并评价其体外美白活性。结果表明,最优提取工艺条件为料液比1∶16(g∶mL),乙醇体积分数70%,超声功率160 W,超声时间6 min,该条件下提取物中松果菊苷含量为8.09%;管花肉苁蓉提取物在2 mg/mL下自由基清除能力与抗坏血酸相当,有较好的总还原能力;当管花肉苁蓉提取物质量浓度为50 mg/mL时,B16细胞内黑色素含量降至58.12%,酪氨酸活性的抑制率达到32.10%,当提取物质量浓度为100 mg/mL时,黑素小体转运量降至12.77%,能显著抑制酪氨酸酶活性、黑色素的生成及黑素小体转运。管花肉苁蓉提取物表现出显著的体外抗氧化能力以及较好的美白效果,作为天然抗氧化、美白原料具有潜在开发价值。

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不同半乳甘露聚糖对奶酪棒品质的影响

张朝阳, 王玉翔, 杨巍, 刘元法

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 177-185. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039529

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该研究系统地探究了3种不同来源的半乳甘露聚糖(刺槐豆胶、皂荚糖胶、瓜尔豆胶)在特定浓度梯度下的添加对奶酪棒产品性能的影响。根据乳酸(0.5%)、卡拉胶(0.84%)、乳化盐(1.2%)、马苏里拉奶酪(35%)、黄油(12%)和蔗糖(10%)(均为质量分数)的指定比例,进行了包括流变学、质构分析、持水性评估、水分分布特征、微观结构观察以及黏度与流动性测试在内的综合分析,以比较不同半乳甘露聚糖对产品性能的影响和区别。流变学测试结果初步揭示了奶酪棒的基本结构框架是以黄油作为刚性填充,酪蛋白和多糖凝胶作为连续相的乳液凝胶体系。研究发现,在较低浓度下(0.12%,质量分数)刺槐豆胶和皂荚糖胶对体系的凝胶结构产生不利影响,瓜尔豆胶则是表现出极好的相容性。当多糖添加量高于0.36%(质量分数)时,所有样品具有均匀微观结构、较好的持水性,添加不同多糖的样品水分分布差异并不明显。其中,添加刺槐豆胶的样品具有弹性好、流动性好和质地柔软的特性,添加皂荚糖胶的样品则是表现出柔软的质地、优良的凝胶性能但流动性和弹性欠缺,添加瓜尔豆胶的样品具备高硬度、高弹性和流动性好的特点。

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烹饪方式对草鱼肉蛋白消化特性及其消化产物降血压活性的影响

李小锋, 张露, 罗晶, 王思宇, 温庆辉, 尹红梅, 涂宗财

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 186-195. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036040

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为研究不同烹饪方式对草鱼肉蛋白消化特性及其消化产物降血压活性的影响,该文采用汽蒸(steam,SM)、水煮(boil,BO)、油炸(fry,FY)、烘烤(roast,RO)和低温真空烹饪(sous-vide,SV)5种方式对草鱼肉进行处理,比较鱼肉蛋白的消化率,以及消化产物的氨基酸组成、肽组成、体外抗氧化和血管紧张素转换酶(angiotensin-converting enzyme,ACE)抑制能力的差异,并对潜在活性肽进行合成和活性验证。结果表明,除SM样品外,所有样品的蛋白消化率均低于生鱼肉(raw, RW),FY样品的蛋白消化率最低,为44.42%;烹饪均改变了鱼肉消化后的氨基酸组成和多肽组成;消化产物在不同抗氧化活性模型中的活性变化趋势不同,SM、FY、SV处理鱼肉消化产物分别具有最高的羟自由基(·OH)清除、还原力和超氧阴离子(·O₂^-)清除能力,但FY的ACE抑制活性被降低,RO则具有最高的Fe²⁺螯合率和DPPH自由基清除活性。从消化产物中鉴定出4条新型ACE抑制肽LMF、LMW、LWM和FLW,其半抑制浓度(IC₅₀)分别为48.1、2.9、12.5、87.0 μg/mL。因而在日常饮食中,除了食品原料需要丰富多样外,烹饪方式的选择应具备多样性,以获得不同活性的肽段。

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超声辅助虾头自溶制备热滞活性产物的工艺研究

韩梅, 欧阳及锦, 陈秀娟, JULIETH Majura, 陈忠琴, 高加龙, 郑惠娜, 林海生, 曹文红

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 196-204. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036696

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为探究影响超声辅助虾头自溶制备热滞活性(thermal hysteresis activity, THA)产物的因素,该文以水解度为指标,通过Plackett-Burman筛选因子设计,从7个因素中筛选出了超声时间、超声功率、自溶pH、自溶温度、自溶时间,并进行了单因素试验与正交设计,优化出超声辅助虾头自溶的工艺,并探究了不同时间的产物组成变化与热滞活性的关系。结果表明超声功率300 W、超声15 min、pH 8.0、温度50 ℃、自溶时间3 h时,自溶效果最好,水解度为35.24%。在最优的工艺下进行自溶曲线的实验,发现自溶2 h的产物活性最高;通过关联性分析发现其THA与水解度和氨基酸组成呈强相关关系。自溶2 h时的THA高达1.4 ℃,水解度为27.18%,其多肽中的抗冻特征性氨基酸含量之和达58.05%。超声辅助虾头自溶对其自溶有促进作用,有开发新型、安全、高效的热滞活性产物的潜力。

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原料肉解冻方式对狮子头品质特性的影响

时苗苗, 卞欢, 陈怡璇, 张牧焓, 王道营, 徐为民

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 205-212. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036705

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为了探究不同解冻方式对狮子头品质特性的影响,该文以经过冷藏解冻、室温解冻、超声解冻以及微波解冻4种解冻方式的猪肉作为原料制作狮子头,以新鲜猪肉为对照,探究不同解冻方式下的狮子头在色差、蒸煮得率、保水性、质构、微观结构等方面的变化。结果表明,微波解冻组的狮子头品质具有更显著的降低,狮子头的保水性、保油性、L^*值、弹性和咀嚼性都显著低于其他解冻处理组。室温解冻组和超声解冻组保水性较好,解冻损失和蒸煮损失最低。室温组和超声波解冻组狮子头在L^*、a^*、b^*上都与鲜肉组无明显差异,因此这2种解冻方法能较好地保持肉的色泽。从质构来看,室温组和超声解冻组能保持肌肉的弹性,但与鲜肉组相比硬度显著降低。经过冷冻及解冻过程的狮子头肌纤维结构均受到了不同程度的损伤,冷藏和室温解冻组的损伤程度较小,微波解冻处理的肌原纤维结构破坏最严重。综合来看,可以考虑室温解冻或超声解冻作为狮子头原料肉的最佳解冻方式,以应用于狮子头的规模化生产。

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花椒精油对炸猪排脂质氧化和挥发性成分的影响

陈姿烨, 游云, 练欢慧, 胡昕, 黄晓霞, 肖斯立, 刘巧瑜, 曾晓房

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 213-221. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039187

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猪后腿肉片经添加不同浓度的花椒精油[0、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%(以肉片质量计)]的腌渍液进行腌渍,最后经裹粉、油炸等工艺制成猪排,探究花椒精油对炸猪排脂质氧化及挥发性风味物质的影响。结果表明,花椒精油能显著降低猪排的硫代巴比妥酸值、P-茴香胺值、酸价和不饱和脂肪酸含量,其中4%花椒精油腌制的炸猪排硫代巴比妥酸值比对照组(0%)下降了31.25%,表明花椒精油对脂肪氧化有显著的抑制作用。添加花椒精油的炸猪排中新检测出源于花椒精油的具有令人愉悦的风味化合物如醇类(芳樟醇)、烯烃类[(+)-柠檬烯、月桂烯]化合物,偏最小二乘判别分析显示,添加花椒精油对炸猪排挥发性风味物质影响显著,新增气味活度值>1的醛类(反-2-辛烯醛和癸醛)、烯烃类[(+)-柠檬烯、月桂烯]等具有清新香气的化合物,说明花椒精油能改善炸猪排原有风味。感官评分结果显示,3.5%花椒精油腌制的炸猪排最受参评人员青睐。研究为预调理油炸肉制品脂质氧化的控制、风味的改善、感官特性的提升提供了一定指导。

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干辣椒复水模型构建及复水后特性和发酵品质研究

郭美玲, 姚红, 黄璐晗, 武运, 武亚婷, ZSOLT Zalan, 阚建全, 杜木英

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 222-230. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036748

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为探究干辣椒复水后的加工适应性,选取西南地区常见的5个辣椒品种进行复水试验,采用主成分分析筛选综合得分最高的品种并以其为原料制备辣椒酱。结果表明,Peleg模型适用于料液比1:50(g:mL),恒温45 ℃干辣椒复水过程,复水90 min时5种辣椒质构特性较好,微观结构最接近新鲜辣椒,其中二荆条为最适宜复水再加工辣椒品种。以鲜二荆条发酵辣椒酱(A)为对照,对比研究复水二荆条发酵辣椒酱(B)和复水二荆条加蔗糖发酵辣椒酱(C),辣椒酱A的总酸、还原糖和氨基酸含量显著高于辣椒酱B和C(P＜0.05),但辣椒酱C的必需氨基酸含量占比(38.43%)最接近理想蛋白模式;辣椒酱B的辣度最高,添加蔗糖后辣椒酱C的辣度显著改善;辣椒酱C和A的感官评分最为接近。试验表明复水二荆条添加蔗糖发酵可提升复水辣椒酱的营养价值,感官品质也更接近鲜二荆条发酵辣椒酱。该研究结果可为复水辣椒的高值化应用提供理论参考。

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低温等离子体处理对冬枣贮藏品质及风味物质的影响

贾思曈, 张子迪, 陈存坤, 董成虎, 纪海鹏, 闫师杰, 苗云刚, 于晋泽, 张娜, 梁丽雅

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 231-240. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036633

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该文以冬枣为试材,对其进行不同时间(0、5、10 min)的低温等离子体处理,通过测量处理后冬枣的微生物数量、品质相关指标和采用顶空气相色谱离子迁移谱(headspace gas chromatography ion migration spectrometry,HS-GC-IMS)测量其风味物质的变化,探究低温等离子体处理对冬枣贮藏品质和风味物质变化的影响。结果表明,与CK组相比,低温等离子体处理对冬枣表面菌落总数、霉菌和酵母菌总数具有显著的抑制作用,其中70 d时,10 min处理组和5 min处理分别比CK组菌落总数低0.6 lg CFU/g和0.39 lg CFU/g;分别比CK组霉菌和酵母菌总数低0.42 lg CFU/g和0.28 lg CFU/g。低温等离子体处理可以减缓冬枣呼吸强度的升高,缓解可溶性糖含量、可滴定酸含量和维生素C含量的下降;抑制冬枣硬度的降低,其中,5 min处理组效果最为显著,冬枣硬度在第70天时5 min处理组比CK组升高47%;5 min处理组冬枣中原果胶含量比CK组高43%,可溶性果胶含量比CK组低55%,纤维素含量和半纤维素含量也分别比CK组高14%和74%。HS-GC-IMS结果分析表明,贮藏后期5 min处理组中2,3-丁二酮、2-苯基乙醛、柠檬烯、己酸等物质含量高于CK组和10 min处理组,但处理组中2,3-丁二酮和2,5-二甲基吡嗪含量低于CK组。综合分析表明,低温等离子体处理对抑制采后冬枣品质劣变及风味物质变化具有积极作用。

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不同干燥方式对毛竹笋全粉中氨基酸含量和蛋白质结构的影响

李艳艳, 杨金来, 吴琰, 李彬, 张甫生, 吴良如, 郑炯

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 241-247. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036959

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为探究不同干燥方式对竹笋全粉氨基酸含量及蛋白质结构的影响,该实验采用喷雾干燥(spray drying,SD)、热风干燥(hot air drying,HAD)、微波干燥(microwave drying,MD)、低温真空干燥(low-temperature vacuum drying,LVD)4种方式制备毛竹笋全粉(Phyllostachys pubescens shoot powder,PPSP),分析了4种干燥方式的PPSP氨基酸组成及含量,并基于拉曼光谱酰胺Ⅰ带比较了4组样品蛋白质二级结构变化。结果表明,LVD制备的PPSP总氨基酸含量最高,为29.19 g/100 g,其次为SD,HAD制备的PPSP总氨基酸含量最低。LVD组的PPSP中必需氨基酸含量最高,为10.43 g/100 g,占总氨基酸含量的35.73%。LVD和SD制备的PPSP中呈味氨基酸含量分别为17.58 g/100 g、15.81 g/100 g,显著高于HAD和MD组的呈味氨基酸含量。LVD样品中氨基酸组成最接近于标准模式谱。通过主成分分析提取出2个主成分,累计方差贡献率达89.45%,综合评分结果为:LVD＞SD＞MD＞HAD,聚类热图将4种干燥方式分为3类。干燥后的PPSP蛋白质中β-折叠结构最高,占总二级结构的74.66%~83.35%,HAD样中β-折叠、α-螺旋结构含量明显高于其他样品。该研究可为毛竹笋干燥及竹笋全粉的开发利用提供理论参考。

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活性大豆粉对小麦后路粉面筋蛋白结构及流变特性的影响

蒋家睿, 赵贵婷, 宫兆海, 郑学玲

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 248-255. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036713

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在后路粉中分别添加不同比例的活性大豆粉,并将其作为原料制备面筋蛋白。在测定面筋蛋白基本组分的基础上再分别对面筋蛋白的宏观特性与微观结构性质进行研究,探讨活性大豆粉对后路粉面筋蛋白理化性质与结构特性的影响。实验发现,与对照组相比,添加了活性大豆粉的后路粉面筋蛋白湿面筋含量、灰分、蛋白含量、吸水率、面筋指数与麦谷蛋白大聚体均呈现上升趋势(P≤0.05)。活性大豆粉的添加显著降低了后路粉面筋蛋白的游离巯基含量并且削弱了其表面疏水作用,流变学与拉伸实验结果表明实验组面筋蛋白中的储能模量、损失模量均大于对照组,添加活性大豆粉的后路粉面筋蛋白黏弹性与抗变形能力得到增强。傅里叶变换红外光谱与内源荧光光谱均显示活性大豆粉的添加可以将后路粉面筋蛋白的空间结构向稳定有序转变。

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基于不同粉碎程度的紫色马铃薯生全粉理化及粉体特性

许佳林, 温靖, 任国谱, 徐玉娟, 吴继军, 余元善, 李丽辉, 彭健

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 256-264. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036795

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为了探究粉碎程度对紫色马铃薯生全粉品质的影响,研究了不同超微粉碎时间(1、3、5 min)制备的超微薯粉理化及粉体特性。结果表明,超微粉碎能显著降低薯粉粒径,超微粉碎时间为1 min时,薯粉的粒径降低至54.23 μm,随着超微粉碎时间的延长粒径不断减小,粒径均匀度增加,当超微粉碎时间为达5 min时,薯粉粒径降低至39.17 μm,比表面积增大至240.67 m²/kg,为粗粉的2.62倍。超微粉碎后紫色马铃薯粉的L^*值、a^*值、持油性、溶解度、膨胀度、滑角、休止角、淀粉含量和糊化焓升高,b^*值、持水性、堆积密度、振实密度降低,花色苷种类及含量、血糖生成指数和回生焓无显著性差异;随着粉碎时间的延长,薯粉的L^*值、a^*值、滑角、淀粉含量和糊化焓继续升高,b^*值和振实密度则持续降低。总体而言,超微粉碎能显著改变紫色马铃薯生全粉的理化及粉体特性,以超微粉碎1~3 min薯粉品质较佳。该研究结果可以为紫色马铃薯生全粉及相关产品的开发提供技术支撑。

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超声处理对小麦淀粉与面筋蛋白分离效果及产品性质的影响

车瑞彬, 郑学玲, 李利民

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 265-271. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036946

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该文研究了不同超声处理时间对小麦淀粉与面筋蛋白分离效果及其特性的影响。结果表明,较短时间的超声处理(≤10 min)有助于淀粉与面筋蛋白的分离,经过超声处理后的A淀粉得率显著高于未超声处理(47.85%),且超声处理10 min时A淀粉得率最高(51.50%),而较长时间的超声处理(≥20 min)使得A淀粉与面筋蛋白分离效果有所下降,表现为A淀粉得率,面筋蛋白得率的降低。随着超声时间的增加,淀粉的R_1047/1022值以及淀粉结晶度整体呈现减小的趋势,淀粉糊的崩解值、回生值先增加后减小。面筋蛋白二级结构中的β-折叠减少,无规则卷曲增加,面筋的弹性模量G′及黏性模量G″逐渐减小。通过观察面筋网络的微观结构发现,超声处理使面筋网络表面孔洞结构变多,结构变得疏松。

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发芽对不同品种糙米γ-氨基丁酸及酚类物质累积的调控作用

汪昱柯, 王冕, 王晓晴, 宋世钰, 谢翀, 蔡敬敬, 胡标林, 杨润强

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 272-280. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036252

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发芽可激活种子的内源酶,增加γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)、酚酸等功能成分含量。该研究以粤秀优197、万象优197、泰丰优197等12个糙米品种为研究对象,研究30 ℃黑暗催芽36 h后GABA与酚类物质合成情况,分别筛选GABA与酚类物质含量上升的品种,探究其相关酶活力的变化。结果表明,各品种糙米经发芽后GABA和总酚含量变化不同。万象优197、泰丰优197、万象优111、上两优798和莲玉香2号5个品种糙米的总酚含量较对照显著增加25.97%~178.53%,其中上两优798提高幅度最大。对香豆酸和丁香酸是糙米中主要的酚酸类型,分别占糙米总酚酸的12.37%~43.31%和21.80%~62.08%;然而,不同品种的发芽糙米中酚酸的组成及其含量存在差异。萌发提高了糙米中谷氨酸脱羧酶(glutamic acid decarboxylase, GAD)、苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine aminolyase, PAL)、肉桂酸-4-羟化酶(cinnamic acid-4-hydroxylase, C4H)、4-香豆酸辅酶A连接酶(4-coumarate coenzyme A ligase, 4CL)等活力,从而实现了GABA和酚类化合物的累积。该研究结果为开发富含生物活性物质的发芽糙米提供数据支撑。

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酒精饮料食品安全合规风险信息的自动检测方法

陶丹丹, 白国志, 寇晨光, 杨勇, 朱慧茹, 郑淼, 王凯波

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 281-288. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039133

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随着食品安全法规的不断发展,紧跟时事,及时了解条款修订情况对企业确保遵守并降低潜在的风险至关重要。利用计算机技术有助于自动识别监管变更,精简监察流程并能够及时地响应。该研究旨在探讨机器学习算法在食品安全风险管理中的应用。研究提出了一个提高合规风险管理效率和有效性的框架,基于Transformer的双向编码器表示(bidirectional encoder representations from transformers, BERT)——一个预训练的自然语言处理模型,以典型的监督学习模型为基线,被用来识别与特定食品类别潜在食品安全风险相关的新闻信息变化情况。新闻报道中的组织、食物、风险、法规等关键实体被BERT模型自动提取。以酒精饮料为例,结合领域专家提供的标注数据,研究得到了一个微调的(有提高的)BERT模型,该模型可以自动检测与酒精饮料和与之相关的关键实体相关的潜在监管变化。结果表明,相关性预测的F1分值为0.88,实体识别的F1分值为0.60。所提出的方法有可能显著减少手工工作,提高检测监管变化的准确性,最终强化食品企业的合规策略。

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不同干制工艺对牡蛎干特征气味的影响

王治军, 杨要芳, 李汉琪, 陈忠琴, 高加龙, 郑惠娜, 林海生, 秦小明, 曹文红

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 289-298. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036597

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为探究不同干制工艺对牡蛎干特征气味的影响及其形成机制,该研究以焯水牡蛎为对照(CK),研究了真空冷冻干制(vacuum freeze drying,VFD)、热风干制(hot air drying,HAD)、真空干制(vacuum drying,VD)、自然晒干(solar drying,SD)4种干制工艺对牡蛎干脂肪酸组成和挥发性物质的影响。结果表明,牡蛎经干制加工后脂肪酸含量显著减少(P＜0.05),VFD、VD、SD、HAD组总脂肪酸含量分别减少19.45%、49.27%、27.69%、46.63%,其中饱和脂肪酸减少21.39%~45.17%,不饱和脂肪酸减少20.66%~52.21%。电子鼻结果显示5组样品的香气特征明显不同,高温干制(HAD、VD)显著增加了氮氧化合物的浓度。采用气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry, GC-IMS)从5组样品中共鉴别出71种挥发性化合物,主成分分析和指纹图谱表明,5组样品的挥发性物质存在显著差异,通过偏最小二乘回归模型(partial least squares regression model,PLS-DA)和变量投影重要度(variable importance for the projection,VIP)筛选了31种差异性挥发性化合物,包括庚醛、丁醛、2-甲基-2-戊烯醛、2-庚酮、1-戊烯-3-酮、2-丁酮、1-辛烯-3-醇等,Pearson相关性分析表明,游离脂肪酸中的C15∶0、C16∶1、C16∶0、C18∶3、C18∶4、C20∶0、C20∶1、C20∶2与牡蛎干中的多种特征挥发性化合物的形成密切相关。

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不同产区花椒油的麻感特征差异研究

段萍, 冯西娅, 李爱君, 王洪伟, 阚建全

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 299-305. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036925

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采用感官分析方法—时间-强度法(time intensity, TI)和定量描述分析法(quantitative descriptive analysis, QDA),结合HPLC,对8种不同产区的花椒油的麻感特征及麻味物质进行了测定。TI结果展示了花椒油的时间动态特性,ZAO1样品具备最高的麻感强度(intensity of maximum, I_max)和曲线下面积(area under the curve, AUC)。I_max与AUC之间呈现出较好的正相关性。QDA结果揭示了不同产区花椒油的麻感属性差异,其中麻木感、振动感、垂涎感在ZAO1样品中表现突出,而在ZBO4样品中表现最弱;灼热感在ZAO2样品中表达最为强烈。HPLC测定结果显示,不同产区的花椒油的麻味物质组成及含量存在显著性差异。进一步偏最小二乘回归(partial least squares regression, PLSR)分析表明,羟基-α-山椒素(hydroxy-α-sanshool, HαSS)是影响麻木感、振动感和垂涎感的关键物质。此外,麻木感、振动感和垂涎感之间呈现出较好的正相关性。该结果初步揭示了花椒油中麻感特征差异及其与麻味物质的关联性,为我国花椒油的品质监控提供实验数据和理论基础。

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亚东黑木耳特征香气物质研究

松桂花, 王怡文, 周志磊, 曹旭珍, 罗桑江才, 德央, 毛健

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 306-314. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036671

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亚东黑木耳(Exidia sp.)具有独特的香气,但它的特征香气物质尚不明确。该文采用描述性感官分析绘制了亚东黑木耳的香气轮廓图,发现亚东黑木耳具有脂肪香、烘烤香和酸香等突出的香气特征。采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱(headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometer, HS-SPME-GC-MS)技术在亚东黑木耳中鉴定了76种挥发性成分,其中酯类和酸类是亚东黑木耳的主要挥发性物质,且己酸甲酯、壬酸甲酯等多个甲酯类成分为亚东黑木耳中首次检出。采用气相色谱-嗅闻技术(gas chromatography-olfactometry, GC-O)香气强度法结合香气活力值(odour active values, OAVs)分析发现亚东黑木耳的主要香气成分为醛酮类,乙酸、反-2-癸烯醛、γ-壬内酯、辛酸、己酸、正己醛、壬醛、10-十九烷酮、棕榈酸乙酯、正辛醇、2-正戊基呋喃是亚东黑木耳中的11种特征香气物质。该研究有助于了解亚东黑木耳的香气特征,为亚东黑木耳的产品研发及质量控制提供基础数据支撑。

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酿酒酵母乙醇代谢调控机制及低产乙醇菌株选育方法研究进展

李娜, 李莹, 孙悦

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 315-323. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037490

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近年来,全球气候变暖导致葡萄的糖含量不断增高,进而导致葡萄酒酒度逐渐升高,乙醇含量过高会影响葡萄酒的风味特征以及人类的身体健康。因此,如何有效降低葡萄酒中的乙醇含量,受到越来越多的关注。深入研究酿酒酵母乙醇代谢调控机制,选育低产乙醇酿酒酵母对解决葡萄酒中酒精度过高带来的葡萄酒品质问题具有重要意义。本文综述了酿酒酵母乙醇代谢途径及其调控基因,解析酿酒酵母调控乙醇生成的分子机制,总结了低产乙醇酵母菌株选育的常用方法,以期获取优良的低产乙醇菌株,为实现葡萄酒中乙醇含量的精准调控提供参考。

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丝孢酵母单细胞油脂的研究进展

黄琳毅, 袁永俊, 曹茜

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 324-332. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037129

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单细胞油脂(single cell oil,SCO)是指单细胞产油微生物在菌体内大量积累的油脂。丝孢酵母是一种高产油脂的单细胞微生物。本文首先总结了丝孢酵母属常见的产油菌种及其脂肪酸组成,进而详细介绍了碳源、氮源、C/N比、无机盐等培养基成分和接种量、pH值、温度、培养时间等培养条件对其油脂生产的影响,并且全面归纳了丝孢酵母对木质纤维素水解物、工农业废弃物、淀粉类原料等廉价原料的利用,以及丝孢酵母SCO的应用。本文希望为丝孢酵母在SCO开发及利用领域的研究提供参考依据。

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乳酸菌发酵胡萝卜工艺与人类健康研究进展

居子瑄, 王文琼, 钱易, 李文静, 刘敏, 瞿恒贤, 郭胜, 顾瑞霞

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 333-339. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037578

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乳酸菌发酵胡萝卜可以延长胡萝卜的保质期,提高胡萝卜的营养价值、安全性,并带来独特的口感和风味。该文归纳了植物乳杆菌、短乳杆菌、鼠李糖乳杆菌等不同乳酸菌发酵对胡萝卜感官特性和营养成分的影响,从乳酸菌发酵方式包括单一菌种和复合菌种发酵,胡萝卜的发酵形态,以及胡萝卜的前处理工艺对发酵胡萝卜的感官品质和功能性营养因子释放的影响。综合分析了不同发酵工艺对发酵胡萝卜产品品质的影响。从乳酸菌发酵胡萝卜产品与人类健康的角度,总结了发酵胡萝卜在调节肠道菌群结构、调节血糖以及改善睡眠等方面的生理作用机制。并对产业未来发展进行展望,以期为乳酸菌发酵胡萝卜产业的发展提供理论依据。

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食源性致病菌感染体内外肠道模型研究进展

宋仪洋, 吴梦洁, 董庆利, 李卓思

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 340-349. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037534

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体内外肠道模型是研究食源性致病菌的重要科学工具之一,已被广泛应用于食源性致病菌感染的致病机理、基因表型、耐受性、免疫反应和疫苗开发等研究领域。目前,国内外对食源性致病菌肠道模型的研究已有诸多进展,但缺乏较为系统的总结。本文对近年来研究食源性致病菌的体内外肠道模型进行了系统阐述。分别归纳了啮齿类、非人灵长类和其他一些动物模型在食源性致病菌研究中的应用进展,并系统阐述了细胞模型、肠道类器官等体外模型的研究进展及其应用价值和前景,最后分析和讨论了不同肠道模型在食源性致病菌研究中的优劣势。体内动物模型可全面评价食源性致病菌的宏观感染进程以及宿主免疫反应,但由于物种差异,结果不能完全适用于人类;体外三维细胞模型,尤其是肠道类器官和器官芯片,采用人体细胞,不存在种源差异,在研究食源性致病菌微观层面上的致病机制、细胞和组织趋向性方面潜力巨大。本文的进展研究,将为研究食源性致病菌提供科学依据和参考。

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益生菌改善老年人肠道菌群失衡相关疾病的研究进展

张博彤, 李明煜, 薛源, 蒲晓璐, 甄翱翾, 路江浩, 朱宏, 崔玥

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 350-358. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039243

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我国人口的老龄化逐渐成为重要的社会问题。由于肠道菌群失衡所引起的老年人罹患疾病的风险增加,日益受到关注。益生菌可通过竞争黏附位点、调节免疫功能等作用保护肠黏膜并重建肠道菌群结构,从而缓解老年人肠道菌群失衡相关疾病。该文总结了肠道菌群组成随年龄增长的变化、老年人肠道菌群失衡相关疾病及改善途径,重点阐述了近几年益生菌在改善老年人代谢综合征、炎症性肠病、癌症、神经退行性疾病中的研究进展和作用机制,以期为益生菌的合理使用和老年人健康管理和疾病治疗提供理论依据。

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产环糊精葡萄糖基转移酶的菌株选育及酶分子改造研究进展

陶大炜, 张颖琦, 赵赛赛

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 359-371. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037550

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环糊精(cyclodextrin,CD)因其内疏水外亲水的特殊结构被广泛运用,而酶法制备CD是常用方法,主要应用环糊精葡萄糖基转移酶(cyclodextrin glycosyltransferase,CGT酶)。该文对产CGT酶的菌株选育和酶分子改造这两方面进行综述,重点讨论提升酶表达量的4种异源表达常用优化策略:产酶条件优化、信号肽选择、启动子优化、密码子优化,以及定点突变、定点饱和突变、易错PCR这3种常用的酶分子改造方法对酶相关特性的影响。

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甜味植物调节胰高血糖素样肽-1防治糖尿病的研究进展

王雅靖, 陈靓, 邹雅倩, 陈絮蒙

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 372-380. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039516

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由肠道L细胞生成的多肽类化合物胰高血糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)能够通过多重机制降低血糖水平,被认为是治疗糖尿病的有效靶点。现阶段,司美格鲁肽等GLP-1相关药物已经被广泛运用于临床实践中,效果显著却仍有一定局限性。近年来,甜味植物被广泛研究应用于防治各类疾病,尤其在糖尿病防治过程中展现出巨大潜力,其中丰富的糖类、皂苷类、黄酮类及生物碱类等化合物是其呈“甜味”的主要物质基础。已有多项研究提示甜味植物及其活性成分可能通过多种途径影响GLP-1,包括直接与L细胞发生作用,激活味觉受体、胰高血糖素原多肽/前激素转化酶1/3、Wnt/β-catenin和磷酯酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B等信号通路,或者间接的通过肠道菌群/短链脂肪酸、肠道菌群/胆汁盐水解酶/法尼醇X受体、二肽基肽酶-4等途径影响GLP-1的合成或维持。该研究将对甜味植物的甜味物质基础及其作用于GLP-1的可能机制进行综述,为进一步阐明甜味植物的“滋味”与“功效”提供新的视角,并为甜味植物资源的开发利用提供新的思路。

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芝麻素酚生理活性功能研究进展

张祖姣, 沈玉平

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 381-388. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039370

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芝麻素酚是一种主要来源于芝麻的多酚类天然产物,具有多种生理活性功能以及很强的热稳定性,可作为药品、营养保健品以及化妆品添加剂,具有重要的应用和开发价值。近年来,研究者针对芝麻素酚开展了大量的研究。该文从抗氧化、抗炎、抗肿瘤、心血管保护、预防肥胖、神经保护和延缓皮肤衰老7个方面,综述了其最新研究进展,发现芝麻素酚生理活性功能和药理机制研究大多处于体外细胞模型或动物模型阶段,距离临床应用以及转化为市场产品仍有很长的距离,因此亟需深入推进研究。借助生命科学、现代医学和现代仪器分析技术的发展成果,深入研究药理作用机制,完善安全评价,发掘新的生理活性功能,将有助于促进芝麻素酚生理活性功能研究和相关产品开发。

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烘焙用乳化剂研究进展

吴文青, 钱海峰, 李言, 樊铭聪, 王立

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 389-397. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037555

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乳化剂是食品工业中使用范围很广的一种食品添加剂,应用于面包、蛋糕、饼干等烘焙产品中,可赋予产品均一的黏稠度、可口的风味。目前,烘焙产品中常用的乳化剂大多为化学合成。但随着消费者对健康需求的提高以及“清洁标签”的追求,研究人员开始将研究重点转移到天然乳化剂上。该文整理了烘焙产品中常用的合成和天然乳化剂,分析讨论了不同类别乳化剂在烘焙食品中的应用机理以及优缺点,并对复配乳化剂的现状和发展方向进行了讨论,以期为烘焙用乳化剂的深度开发使用提供参考。

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枸杞营养功能特性及其产品开发现状

张琦, 朱绚绚, 熊佳丽, 罗小荣

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 398-408. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037637

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我国枸杞主要分布在西北地区,分为红枸杞、黑枸杞和黄枸杞。枸杞作为药食同源食物富含营养成分和活性成分,具有降血糖、降血脂、抗氧化、抗衰老、免疫调节、抗视疲劳、抗肿瘤、保护神经系统、调节肠道菌群等功能特性。由于枸杞鲜果不易保存和运输,往往被加工成饮料制品、枸杞干果和其他食品,目前市场上80%的枸杞仍以干果销售,而饮料制品成为新型枸杞消费市场的主体产品,其他食品多处于研发阶段。该文综述了枸杞的品种分类、营养功能特性及作用机制、食品制品发展现状,为进一步研究枸杞营养成分与活性成分和食品深加工提供基础,并对枸杞产业未来研究开发进行了展望,以期为枸杞功能特性作用机制的研究和食品开发应用提供理论依据。

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智能生物反应器装备制造进展

刘可意, 汪俊卿, 傅凯, 李峰, 王瑞明, 李丕武

食品与发酵工业. 2024, 50(15): 409-416. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037608

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生物反应器是生物医药和生物技术产业的核心装备,全球生物反应器市场规模逐年增长,将成为装备制造领域重要的增长点。随着合成生物学和人工智能技术的迅猛发展,高通量、微型化生物反应器已开始应用于工艺开发和优化,大型生物反应器则朝着低能耗、智能化方向发展。生物反应器流场结构的复杂性是导致生物过程放大困难的关键问题之一,需要对反应器内的混合、传质、剪切等要素进行综合研究。为了提高生物反应器效率,需要采用人工智能和机器学习等技术进行数据采集和优化。未来结合生物技术、信息技术和控制技术的高集成度智能生物反应器将在多个领域有更广阔的发展空间。

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2024年, 第50卷, 第15期　刊出日期：2024-08-15

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