现有柠檬酸生产以黑曲霉孢子直接接种,种子延滞期长,发酵水平波动大。针对上述问题,提出孢子预培养策略缩短种子培养周期,通过颗粒物添加和振荡分散调控菌丝球形态均一性。研究获得了最适的孢子预培养条件:碳源为葡萄糖,氮源为玉米浆,Ca²⁺浓度为10 mmol/L,初始pH为5.0,温度为35 ℃,初始孢子浓度为0.8×10⁷ CFU/mL,在有氧条件下培养10 h。研究发现,孢子萌发前,颗粒物对孢子凝聚和菌丝球形态影响显著(P<0.05),发芽孢子的凝聚对最终菌丝球形态起决定性作用。同时,小菌丝球会导致发酵产酸速率显著提高(P<0.05)。最后,在5 000 L规模工艺放大中,种子培养周期缩短12 h以上,成球率增加了18.3%,最大产酸速率提高了7.5%,发酵强度增加0.14 g/(L·h),发酵周期缩短2 h,糖酸转化率升高1.2%。该研究对提升柠檬酸生产效率具有重要参考意义。

1,5-戊二胺(戊二胺)具有良好的生物活性,广泛应用在农业、医药以及工业等领域。赖氨酸脱羧酶可以催化L-赖氨酸生产戊二胺,为了提高赖氨酸脱羧酶催化合成戊二胺的效率,首先在大肠杆菌中克隆表达了粘质沙雷氏菌来源的赖氨酸脱羧酶(SmcadA)。生化特征表明,SmcadA最适催化pH为6.0,最适催化温度约为40 ℃。随后对SmcadA的第348位氨基酸进行了突变研究,筛选获得了催化效率显著提高的突变体Gly348Ala,主要原因是该突变导致蛋白中氨基酸残基和底物之间相互作用的氢键数增加,从而影响其催化效率。最后,对重组菌株细胞进行了戊二胺合成研究,催化反应25 h,含有突变体Gly348Ala的重组菌细胞可以催化合成218.2 g/L戊二胺,野生型SmcadA重组菌仅能催化合成159.2 g/L戊二胺。该研究结果为工业化酶催化合成戊二胺提供了借鉴。

提出了一种高效、低成本的两阶段生产D-阿洛酮糖的生产工艺。第一阶段,构建异源表达Flavonifractor plautii D-阿洛酮糖3-差向异构酶的重组大肠杆菌用于转化果糖,实现D-阿洛酮糖的全细胞生物合成。重组大肠杆菌在pH 7.5、65 ℃条件下反应最优,且在不添加金属离子、60 ℃反应条件下半衰期达到2.7 h,具有高热稳定性。在添加干重2.4 g/L重组大肠杆菌的D-果糖纯水溶液中,产物D-阿洛酮糖的终质量浓度为231 g/L,转化率达到33%。在添加硼酸根离子的条件下,D-阿洛酮糖的终质量浓度为378 g/L,转化率可以达到63%。在第二阶段,利用马克斯克鲁维酵母消耗混合体系中的D-果糖生产乙醇,降低分离成本。在不添加任何营养物质的情况下,在2种不同体系内,D-果糖均可以完全被消耗并产出约0.4 g/g的乙醇。该文研究结果为D-阿洛酮糖的低成本工业化生产奠定了良好的基础。

利用化橘红醇提水沉法制备柚皮苷,并将柚皮苷催化加氢制备柚皮苷二氢查尔酮,并用SYBYL-X及Discovery Studio 2.5软件对柚皮苷二氢查尔酮的呈甜机理进行了研究。结果表明,化橘红醇提水沉法可以制备纯度大于95%的柚皮苷单体,该单体催化加氢后可制备纯度大于95%的柚皮苷二氢查尔酮,SYBYL-X及Discovery Studio 2.5软件能有效地解释柚皮苷二氢查尔酮的呈甜机理。

微生物对木质纤维素水解液中混合糖的利用能力以及微生物对木质纤维素水解液中发酵抑制物的耐受能力一直是木质纤维素利用的关键问题。Spathaspora passalidarum作为非常规酵母,具有天然共发酵木糖和葡萄糖的能力。采用2种通气策略进行混合糖以及含有抑制物的混合糖的发酵,以进一步提高该菌株发酵纤维素水解液的利用能力。以50 g/L混合糖[m(葡萄糖)∶m(木糖)=1∶1],在无水解抑制物添加时,发酵36 h结束,糖醇转化率为0.46 g/g;添加木质纤维素水解抑制物后,96 h发酵依然不能结束,糖醇转化率仅为0.09 g/g,木糖几乎不能被利用。采取氧化还原电位(oxidation-reduction potential,ORP)调控策略,在最优ORP设定值为-110 mV时,48 h发酵结束,糖醇转化率为0.47 g/g;恒定通气也可以促进添加水解抑制物混合糖的发酵过程,但效果比ORP调控策略差。将添加抑制物的混合糖培养基调节pH为3,灭菌,可以避免美拉德反应对发酵造成的不利影响,之后调节发酵培养基pH为5,发酵过程控制ORP为-110 mV,发酵时间仅需24 h,糖醇转化率保持在0.47 g/g。研究结果为不脱毒木质纤维素水解液的高效利用奠定了基础。

通过整合贵州遵义茅台酒厂和湖北襄阳尧治河楚翁泉酒业不同颜色高温大曲测序数据,分别从菌群群落结构、功能以及细菌表型等多个维度全面比较了2个地区高温大曲间品质的共性和差异。结果发现,尧治河和茅台高温大曲细菌均主要由芽胞杆菌属、嗜热放线菌属、葡萄球菌属、Kroppenstedtia等组成,但这些菌属在2个地区高温大曲间的相对含量存在较大差异,这种差异可能与尧治河高温大曲制作时的发酵温度较茅台大曲更高有关。同一地区不同颜色高温大曲间拥有大量的共有菌群,采样地区不同对大曲菌群组成的影响大于曲块颜色的影响。茅台大曲菌群的丰度和多样性、菌群彼此间的相关关系及菌群中移动元件相对含量均显著高于尧治河大曲(P<0.05),而尧治河白曲菌群对原料中的蛋白质和脂质潜在利用率更高。在后续的制曲过程中适当降低制曲温度,同时尝试具有优良发酵特性芽胞杆菌的外源添加,对提升尧治河酱香型白酒的品质可能具有积极的意义。

随着健康中国计划的推进,酱油的减盐成为一种趋势,然而广式高盐稀态酱油发酵过程中盐分对不同发酵阶段的群落结构影响的基础研究仍较薄弱,难以支撑减盐酱油产品的普及。该研究基于Illumina HiSeq高通量基因序列分析及理化指标监测,研究不同盐分条件下不同发酵阶段微生物群落结构及理化指标变化规律。结果表明,低盐组(120 g/L)pH值最低,发酵后快速积累总酸、氨基酸态氮和还原糖;在细菌菌群结构方面,随着盐浓度降低,葡萄球菌属(Staphylococcus)、乳球菌属(Lactococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)均在低盐酱醪中持续增长;在真菌群落构成方面,假丝酵母属(Candida)和米勒氏酵母属(Millerozyma)含量在低盐组酱醪中明显较高。低盐(120 g/L)酱醪发酵中乳酸菌含量及总酸明显比中盐(150 g/L)及高盐(170 g/L)组较高,并在发酵初期快速形成了更加适合酵母菌目生长的酸性环境,促进酵母菌目在发酵中期形成了明显的优势菌群。该研究结果为减盐发酵提供了理论基础,为进一步开发酱油低盐发酵微生物调控技术提供参考依据。

己酸乙酯是浓香型白酒的重要风味物质,提高浓香型基酒中己酸乙酯含量有助于提高其优质酒率。通过传统筛选方法从不同酒曲中筛选出1株高产己酸乙酯酵母,采用形态观察、生理生化分析和分子生物学对其进行鉴定,并通过单因素试验优化发酵条件。从源于不同酒曲的79株酵母中确定了1株高产己酸乙酯酵母,命名为Y9,并鉴定为Hyphopichia burtonii。酵母Y9具有优良的NaCl、葡萄糖、乙醇和己酸乙酯耐受性以及宽广的pH适应性,能够较好地适应浓香型白酒酿造环境。在糖度为14°Brix、初始pH 5.0、诱导温度22 ℃且静置发酵、乙醇体积分数8%、己酸体积分数0.04%、发酵时间60 h时,酵母Y9所产己酸乙酯质量浓度达到15.0 mg/L。该研究为产香酵母Y9更好地应用于白酒发酵提供了理论基础。

以婴儿和成人肠道来源的菌株K56和ET-22为研究对象,选取8株其他来源菌株作为参考,采用形态学、生理生化、基质辅助激光解析电离飞行时间质谱、全基因组测序、多位点序列分型分析和单核苷酸多态性(single nucleotide polymophism,SNP)分析,建立了适用于菌株K56和ET-22的鉴定方法。结果表明,菌株K56和ET-22及参考菌株的基质辅助激光解吸/电离飞行时间鉴定比对值大于2,平均核苷酸一致性值(average nucleotide identity,ANI)达到95％以上,在种水平均鉴定为副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei);对副干酪乳杆菌K56、ET-22和参考菌株的1 701个共有核心基因开展基于全基因组测序的多基因序列位点分析,菌株K56和ET-22可与其他参考菌株有效区分,SNP分析表明不同培养代数间副干酪乳杆菌K56的SNP差异为103、ET-22的SNP差异为49,系统发育分析表明该方法可以有效区分副干酪乳杆菌K56、ET-22与其他参考菌株。益生菌的安全性和功能性均在菌株水平具有特异性,已成为业内新的科学共识。该研究建立的益生菌K56和ET-22菌株水平精准鉴定方法体系,对促进其在乳品行业的广泛应用具有重要意义。

从刺梨果实自然发酵液中分离到了1株酵母,经形态学和分子生物学鉴定为酿酒酵母,命名为Saccharomyces cerevisiae CZ。测试了该菌株的酿造潜力(耐糖、耐酸、耐酒精、耐SO₂、H₂S产生能力)、对不同碳源(葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、蔗糖、麦芽糖、水苏糖、棉籽糖、甘露醇、山梨醇)的利用情况、果酒酿造特性(总酚含量、抗坏血酸含量、抗氧化活性),并利用电子舌和顶空固相微萃取-气质联用技术调研了该果酒的风味。结果显示,该菌株在测试中的表现结果均与商业菌株X16类似,具有一定的应用潜力,同时也是研究刺梨来源酿酒酵母的优良出发菌株。

副溶血性弧菌是一种常见的食源性病原菌和水产致病菌。该研究通过琼脂扩散法从芦潮港海泥中筛选对副溶血性弧菌具有较强抑制作用的菌株,对其进行形态观察和16S rDNA分子鉴定,并对其所产抑菌物质进行抑菌谱和理化特性研究。结果表明,筛选出的枯草芽胞杆菌H5对副溶血性弧菌ATCC 17802具有强烈的抑制作用,抑菌圈直径达(32.05±0.10)mm,其产生的抑菌物质具有广谱抑菌活性,对革兰氏阳性菌的抑制作用大于革兰氏阴性菌。通过理化性质研究发现,H5所产抑菌物质在121 ℃处理30 min和较宽的pH值范围内(2~12)可保持良好的稳定性,并具有良好的紫外线稳定性和有机溶剂稳定性,且Mn²⁺和Zn²⁺可提高其抑菌活性而Ca²⁺和Mg²⁺可抑制其活性。H5所产抑菌物质经过蛋白酶处理后活性下降,证明其是一种抗菌肽。综上所述,枯草芽胞杆菌H5所产抗菌肽不仅具有良好的稳定性,而且抑菌谱广、抑菌活性强,在食品工业和医药行业具有广阔的开发和应用前景。

为缓解红酸汤工业化生产中主要原料辣椒脱盐工序带来的营养风味流失及水污染问题,从传统发酵辣椒制品中筛选出1株耐盐乳酸菌L-14,经鉴定为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum),在80 g/L NaCl条件下培养24 h活菌数达(8.20±0.118) lg CFU/mL,产酸量为(7.770±0.033) g/L。对其进行二轮紫外诱变以提高其耐盐产酸性,并比较突变菌株与原始菌株在耐酸、耐胆盐、耐人工模拟胃肠液、耐盐(NaCl)等耐受能力,得到1株突变菌株L14U2-3,在80 g/L NaCl条件下培养24 h产酸量为(8.989±0.095) g/L,较原始菌株提高15.69%,且连续传代10代产酸量无显著差异。突变菌株L14U2-3较原始菌株L-14,在pH 2.0时培养3 h存活率提高4.09%;在3 g/L胆盐下处理24 h活菌数提高5.32%;经胃肠液处理后,2株菌活菌数分别为(6.73±0.10)、(6.68±0.11) lg CFU/mL,无区别;在80 g/L NaCl下培养24 h 菌株L14U2-3的活菌数为(8.89±0.003) lg CFU/mL,耐盐能力提高8.41%。研究结果表明,突变菌株L14U2-3产酸及耐酸、耐胆盐、耐盐能力均优于原始菌株L-14,可作为高盐发酵红酸汤发酵剂,为红酸汤工业化生产提供新途径。

流行病学研究揭示红肉摄入过多增加结直肠癌的发生风险,但机制未明。血红素铁是一种广泛存在于动物红肉、肝脏、血液中的有机铁,为探究红肉摄入对结直肠癌肿瘤发生及增殖的影响,并进一步解析作用机制。该文建立原发结直肠癌肿瘤小鼠模型,发现在血红素铁的干预下,能够显著增加氧化应激及结直肠癌肿瘤的发生发展程度;通过蛋白质印迹法分析,在动物模型的结肠组织中,血红素铁刺激结直肠癌肿瘤小鼠,黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase,XOD)、p-H2AX及p-STAT3表达量均会上调,同时肿瘤组织较瘤旁组织表达更为明显,通过细胞实验发现,在一定剂量的蔗糖铁和脂多糖的共同作用下可以上调经佛波酯诱导THP-1细胞分化成的巨噬细胞XOD的表达量;通过免疫组化实验发现,在小鼠结肠部位中XOD的表达位置和巨噬细胞表达位置相重合。结论显示,血红素铁会增加结直肠癌肿瘤小鼠的肿瘤发生及发展程度,且此现象与XOD表达上调有关。

以市售蒲公英根为研究对象,采用乙醇提取、大孔树脂柱分离和活性跟踪相结合的方法优选蒲公英根抗菌抗炎活性组分,通过倍半稀释法测定蒲公英根不同组分对人、畜禽等9种常见病原菌的抑菌作用,通过脂多糖诱导的小鼠巨噬细胞RAW264.7炎症细胞模型评价各组分的抗炎活性。结果表明,蒲公英根抗菌抗炎活性组分的分离工艺为:70%乙醇回流提取后,用D101大孔树脂柱分离,其中,水洗脱之后的70%(体积分数)乙醇洗脱部位为蒲公英根的抗菌抗炎活性部位,即蒲公英根抗菌抗炎活性组分;该组分黄酮含量相对较高,且对9种供试菌具有较强的广谱抗菌性,大多数最小抑菌质量浓度为1.95 mg/mL,最小杀菌质量浓度均为31.25 mg/mL,对脂多糖诱导的小鼠巨噬细胞RAW264.7的炎症因子IL-6、IL-1β和TNF-α的浓度和转录水平均有显著抑制作用(P<0.05)。优选的蒲公英根抗菌抗炎活性组分分离工艺简便、高效,而且具有较强的广谱抗菌作用和良好的抗炎作用。

采用水提法提取荸荠多糖,通过单因素和正交试验优化提取参数,并对荸荠多糖进行体外抗氧化活性测定。结果表明,多糖得率最高的提取参数为:乙醇体积分数80%、料液比1∶5(g∶mL)、解析时间32 min、提取时间 20 min,在此条件下荸荠多糖提取率为17.86%。体外抗氧化试验结果显示荸荠多糖对DPPH自由基和·OH有较强的清除能力,表现出较强的抗氧化活性,对DPPH自由基和·OH的清除率的半抑制浓度(half inhibitory concentration,IC₅₀)值分别是0.142、0.177 mg/mL。综上所述,荸荠多糖具有良好的抗氧化活性,可作为天然抗氧化剂。

大肠杆菌为低感染剂量肠道致病病原体,可引起严重的食品公共卫生问题。该研究从细胞壁通透性、胞内K⁺和生物大分子泄露、细胞表面疏水性、细胞膜通透性和表面zeta电位等方面系统研究了金属抗菌肽SIF₄对大肠杆菌的抑菌机制。研究发现,SIF₄的最小抑菌质量浓度为0.4 mg/L;SIF₄处理后菌体稳定期与衰亡期提前;细胞壁通透性与SIF₄浓度及温育时间呈正相关,温育1 h后,组别间细胞壁通透性有显著差异(P<0.05);胞内K⁺泄露随SIF₄浓度升高和温育时间延长呈递增趋势;胞内生物大分子泄露随SIF₄浓度升高与温育时间延长呈增加趋势,温育2 h后,试验组与对照组有显著差异(P<0.05);表面疏水性随SIF₄浓度增加呈递增趋势,SIF₄对细胞膜损伤可能以“毯式模型”进行;细胞表面zeta电位与SIF₄浓度呈线性递减趋势。研究认为,SIF₄可破坏细胞壁(膜)结构并使胞内容物泄露,可增强表面疏水性和降低表面zeta电位,造成细胞聚沉和生物代谢紊乱,最终诱导菌体凋亡,其可作为新型食品抗菌剂用于大肠杆菌的生物抑制。

为探究金银花醇提物在体外仿生消化中成分含量及抗氧化活性变化规律,通过测定模拟胃肠消化前后金银花醇提物中12种成分含量、总体抗氧化能力、羟自由基(·OH)清除率和DPPH自由基清除率,并进行成分含量和抗氧化活性变化相关性分析。结果显示,酚酸类成分含量随模拟胃消化时间延长而降低,而在模拟肠消化过程中无显著性变化(P>0.05)。黄酮类成分含量整体呈先上升后下降趋势,而在模拟肠消化过程中无显著性变化(P>0.05)。仿生消化过程中环烯醚萜类成分含量无显著性变化(P>0.05)。经模拟胃肠消化后,消化产物总体抗氧化能力及对·OH和DPPH自由基清除率均显著降低(P<0.05),并与酚酸和黄酮含量呈显著正相关(P<0.05)。胃肠道环境均能促进金银花中酚酸和黄酮类成分降解,并显著降低其抗氧化活性,为进一步研究金银花体内胃肠消化提供一定的理论参考。

牛乳酪蛋白是引起婴幼儿过敏的重要来源。为分析不同来源的牛乳酪蛋白过敏原性差异,并通过蛋白酶水解实现低水解度下高效消减牛乳酪蛋白过敏的作用,研究了不同来源的酸法酪蛋白、酶法酪蛋白和胶束酪蛋白原料差异以及制备方法对牛乳酪蛋白过敏原性的影响,并分析了蛋白酶水解消减酪蛋白过敏的作用效果。结果表明,不同制备方法获取的酪蛋白过敏原性差异明显,酶法酪蛋白和胶束酪蛋白具有更高的过敏原性。对具有高过敏原性的酶法酪蛋白采用4种单酶水解时,均获得了较低的残留过敏原性,其中菠萝蛋白酶具有最优效果,残留抗原性降低至9%,对应水解度仅为8%。菠萝蛋白酶水解牛乳酪蛋白时更有利于获得低水解度下具有低致敏性的水解产品。

为解决发酵核桃乳的乳化稳定性和脂肪氧化问题,筛选合适的乳化稳定剂和抗氧化剂,并进行调配优化。结果表明:添加0.04%(质量分数,下同)果胶、0.02%结冷胶和0.6%羧甲基纤维素钠,发酵核桃乳的稳定性最好,此时乳化稳定系数为0.44,离心沉淀率为7.80%;比较维生素E、维生素C、D-异抗坏血酸钠和茶多酚对发酵核桃乳在储存过程中脂肪氧化的影响,通过分析亚油酸、亚麻酸等不饱和脂肪酸氧化产生的挥发性风味物质和脂肪酸组成,确定了当0.016%的维生素E作为抗氧化剂,能抑制2-十一烯醛、辛酸的产生,并明显减少己醛、2-戊基呋喃、己酸和2-壬烯醛的含量,抗氧化效果最好。在此基础上,在80 mL发酵核桃乳中添加75 μL的核桃香精和10%白砂糖的发酵核桃乳的总体喜好度最高,呈灰白色、质地均匀,兼具核桃香味和发酵风味。

研究蜂王浆对免疫低下小鼠免疫系统的调节作用。48只雄性昆明小鼠随机分为空白组、环磷酰胺模型组、酪蛋白组以及蜂王浆低、中、高剂量组,每组8只。除空白组外,其余5组每天腹腔注射80 mg/(kg bw)环磷酰胺,建立免疫低下小鼠模型。各组小鼠经不同样品连续灌胃30 d后测量小鼠体重、脾脏和胸腺质量及HE染色观察脾脏与肝脏的形态、白细胞计数、免疫球蛋白含量、细胞因子水平、脾淋巴细胞增殖能力、睾酮含量。造模后,脾脏和胸腺指数降低,小鼠脾脏和肝脏镜下形态学结构紊乱,白细胞计数、免疫球蛋白、IL-6水平显著降低,T/B淋巴细胞增殖能力显著下降;经蜂王浆干预后,相比于模型组,蜂王浆干预组小鼠上述指标有不同程度的改善,其中以高剂量组效果最为显著。蜂王浆可以增强环磷酰胺造成的免疫功能低下小鼠的免疫功能。

以驴头骨肉冻的持水力、质构、流变性及感官评分为指标,改变复配胶中魔芋胶卡拉胶的质量比及体系中NaCl、蔗糖添加量,研究其对驴头骨肉冻凝胶特性的影响。结果表明,卡拉胶在复配胶中起主导作用时,可以明显提高驴头骨肉冻的凝胶特性,当魔芋胶/卡拉胶质量比为1∶4时,体系的黏弹性最好,硬度和咀嚼性最高。因此,通过添加魔芋胶/卡拉胶复配胶优化驴头骨肉冻生产的方法可行。在上述体系中添加NaCl或蔗糖可导致体系凝胶特性发生显著变化,适量的NaCl可以提高体系的持水性和质构特性,而蔗糖会使凝胶结构减弱,产品感官品质下降。综合质构和口感方面,在100 g样品中添加1.0 g复配胶(魔芋胶/卡拉胶质量比1∶4)制备的驴头骨肉冻中每100 g添加0.2 g NaCl可得到较好的产品,蔗糖添加量为4.0 g/100 g时甜度合适。

以食品级蜡米糠蜡、蜂蜡、巴西棕榈蜡为凝胶剂,以大黄鱼鱼油为基料油,构建了3种油凝胶体系,系统地分析了3种凝胶体系的外观形态、持油率、流变行为、凝胶晶型及熔化结晶曲线,并对微观结构进行了表征。结果表明:3种凝胶剂临界凝胶浓度为3%。蜂蜡持油率98%以上,棕榈蜡最差;油凝胶的储能模量(G′)大于损失模量(G″),但G′随着角频率的增加而增加;3种油凝胶均存在α、β、β′晶型结构,并以α和β′型为主;熔化结晶曲线显示,随着凝胶剂质量分数的增加,其结晶过程中结晶温度和熔化过程中熔化峰值温度均提高;结构表征发现,米糠蜡的小晶体以簇状结构形式存在,蜂蜡形成的晶体在一维方向上形成少量的“絮状”结构,棕榈蜡油凝胶中晶体以“放射状”形态聚集成小球状结构。该研究结果表明在鱼油中添加适量的天然蜡可以形成结构稳定性、热稳定性良好的油凝胶。

为阐明烫漂方式对热风干燥苹果片品质特性的影响,采用热水、蒸汽和微波对苹果片进行烫漂处理,测定苹果片在烫漂和干燥过程中的色泽、多酚及其抗氧化活性的变化情况。结果表明,热水烫漂苹果片的干燥时间最短,为270 min;不同烫漂方式对苹果片褐变有显著影响(P<0.05),其中热水烫漂的苹果片色泽变化最小,微波烫漂的苹果片色泽最差;与鲜样相比,烫漂方式对苹果片还原糖含量影响较小;干燥过程中微波烫漂的苹果片中产生的5-羟甲基糠醛含量最高,蒸汽烫漂次之,热水烫漂最低;苹果片经热水烫漂和干燥后维生素C损失率分别为34%和52%,而蒸汽烫漂和微波烫漂的苹果片中维生素C损失率较小;热水烫漂的苹果脆片总酚含量最高,达到11.82 mg GAE/g DW;苹果片经烫漂处理后游离多酚和结合多酚单体无显著性变化(P>0.05),但干燥后,所有样品中结合多酚单体含量均显著提高(P<0.05)而游离多酚单体的含量无显著性变化(P>0.05),表明3种烫漂方式都有利于多酚单体的保留;多酚抗氧化能力实验表明烫漂和干燥后苹果片中结合多酚抗氧化活性有显著性变化(P<0.05),其中热水烫漂的苹果脆片中结合多酚的抗氧化活性最高。总之,热水烫漂更有利于减轻苹果片褐变程度以及提高抗氧化活性,而蒸汽烫漂和微波烫漂更有利于营养成分的保留。

为了得到鲜切莲藕最佳的复合防褐变剂配方,以柠檬酸、抗坏血酸、天冬氨酸质量分数为因素,褐变度为响应值,通过响应面优化鲜切莲藕复合防褐变剂配方,在此基础上将处理后的鲜切莲藕置于冰箱中冷藏,研究优化防褐变剂对鲜切莲藕品质的影响。结果表明,各因素对响应值的显著性表现为:无水柠檬酸>抗坏血酸钙>L-天门冬氨酸,最佳防褐变剂配方为:1.0%无水柠檬酸+0.1%抗坏血酸钙+0.2% L-天门冬氨酸。与对照相比,优化防褐变剂处理可显著减少维生素C的损失并延缓还原糖的生成,抑制鲜切莲藕褐变,抑制呼吸强度和乙烯生成速率,对莲藕相对电导率和丙二醛含量也具有较好的抑制效果,抑制褐变底物总酚含量的消耗和褐变相关酶活性上升。因此,优化防褐变剂(1.0%无水柠檬酸+0.1%抗坏血酸钙+0.2% L-天门冬氨酸)结合冷藏可较好地延缓褐变发生,延长贮藏时间达4 d。

为开发研制新型植物源柑橘保鲜剂,测定了13种植物精油对柑橘主要致腐菌意大利青霉和指状青霉的抑菌作用,确定最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)和最低杀菌浓度(minimum bactericidal concentration,MBC),并进行了菌丝生长的抑制试验和柑橘损伤接种试验。结果显示,13种植物精油中抑菌效果最佳的是丁香、牛至以及桂皮,对意大利青霉的抑菌圈分别为35.81、39.32、43.11 mm,指状青霉的抑菌圈分别为21.5、27.89、39.03 mm。这3种植物精油对意大利青霉菌的MIC分别为0.05%、0.05%、0.012 5%,MBC分别为0.1%、0.05%、0.012 5%,对指状青霉菌的MIC分别为0.1%、0.1%、0.012 5%,MBC分别是0.2%、0.1%、0.012 5%。0.1%的丁香、牛至和桂皮对菌丝生长的抑制率为100%。在损伤接种试验中发现指状青霉的致病力大于意大利青霉菌,对照在第4天贮藏中腐烂面积为10.19 cm²,约为意大利青霉的8倍。0.1%牛至、丁香和桂皮对柑橘的保鲜效果最好,经该浓度处理的意大利青霉组在第4天无腐烂现象,对指状青霉组的抑制效果不如前者明显,效果最好的是牛至精油。

为了降低纤维乙醇生产过程中纤维素酶成本,以高产纤维素酶里氏木霉TGC521为生产菌株,玉米秸秆汽爆料为碳源,对纤维素酶的发酵工艺进行优化研究。在单因素试验基础上,利用Box-Behnken设计和响应面方法对培养基配方进行优化,并研究了溶氧、还原糖等工艺参数对发酵产酶的影响以及所产纤维素酶的应用。结果表明,玉米秸秆汽爆料对产酶影响最大,其次为玉米浆。优化培养基配方为:玉米秸秆汽爆料38.6 g/L、(NH₄)₂SO₄ 4.8 g/L、玉米浆29.7 g/L、麸皮5.3 g/L、KH₂PO₄ 1.0 g/L、MgSO₄ 0.5 g/L。在溶氧浓度20%~30%、还原糖含量2.0~3.0 g/L、发酵时间144 h条件下,纤维素酶活力达到39.0 U/mL。进一步利用生产的纤维素酶进行原位糖化,低酶载量条件下纤维素转化率达85%以上。

以干玉米秸秆和剩余污泥/猪粪作为发酵原料对预处理方式和厌氧消化工艺进行研究,旨在为现代沼气工程稳定运行提供一定的科学依据。以芽孢杆菌和乳酸菌等微生物进行复配对干玉米秸秆进行微贮预处理,研究秸秆微贮前后的组成变化及微生物多样性,在此基础上考察两相和单相厌氧消化对原料发酵沼气产量的影响,最后采用微贮秸秆和剩余污泥/猪粪进行厌氧共消化以进一步提高沼气产率。结果表明,微贮秸秆pH值降低,有机酸浓度提高,纤维素得到有效保护未被降解;微贮原料中乳酸菌为优势菌群;微贮秸秆两相和单相厌氧消化累积沼气产量分别达到292.06和411.46 mL/g TS;微贮秸秆和剩余污泥/猪粪按照比例混合进行单相厌氧共消化,累积沼气产量分别达到500.97和599.39 mL/g TS,为提高干玉米秸秆和剩余污泥/猪粪混合发酵产气量和发酵效率提供参考。

以功能化的Fe₃O₄纳米粒子为磁芯,啶虫脒为模板分子、α-甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,制备了具有特异性识别能力的磁性分子印迹聚合物材料,用于饮用水中啶虫脒的高选择性快速分离。用傅里叶红外光谱、透射电镜、X-射线衍射和振动样品磁强计对材料进行表征,通过等温吸附和动力学吸附实验对材料的吸附性能进行考察。结果表明,磁性分子印迹聚合物在60 min内对啶虫脒达到吸附平衡,且饱和吸附量为43.50 mg/g,吸附过程符合准二级动力学方程(R²=0.993 9)。将聚合物材料作为磁性固相萃取吸附剂,结合高效液相色谱-紫外(high performance liquid chromatography-ultraviolet,HPLC-UV)技术对饮用水中啶虫脒进行检测,啶虫脒在10~800 μg/kg有良好的线性关系,线性相关系数(r)大于0.998 7,啶虫脒的检出限和定量限分别为3.50和10.78 μg/kg,回收率为82.21%~96.20%,相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)为1.07%~8.25%(n=6)。与传统方法相比,该方法在外加磁场的作用下即可实现目标物与样品基质的分离,操作简单、绿色经济、选择性高,为复杂基质中痕量啶虫脒残留的分析提供依据。

浓缩苹果汁不仅能够解决苹果的堆积腐败、贮存问题,还是生产饮料的重要基础配料,可应用于果酒酿制、化妆品及药品添加剂。为了更好地探究正渗透体系中苹果汁糖组分对浓缩性能和反向渗透扩散(reverse solute flux,RSF)的影响,实验对模拟苹果汁体系进行了研究。首先通过改变膜操作模式对模拟体系进行研究,再探究功能性汲取液对模拟苹果汁体系的浓缩能力,分别测定水通量、反向溶质扩散以及浓缩倍数等。结果表明,压力延迟渗透模式的水通量较高,反向渗透较少,比正渗透模式更有利于正渗透浓缩苹果汁;相较于传统的氯化钠汲取液,柠檬酸钠汲取液汲水能力更强,RSF更小,可大大提高果汁浓缩效率。

采用茯苓、山药、枸杞子、黄精、玉竹、人参等为原料,研究与开发一款具有滋阴补肾、缓解体力疲劳功能的植物固体饮料。采用单因素试验与正交试验方法对浓缩液的喷雾干燥工艺进行优化,获得最佳喷雾干燥工艺参数;采用感官评价法选择适宜的甜味剂与酸味剂来确定茯苓山药枸杞固体饮料的最适食用口感。结果表明,喷雾干燥最佳工艺条件为进风温度170 ℃、恒流泵流速45 r/min、雾化器转速21 000 r/min、助干剂麦芽糊精含量15%,具有较好的集粉率。优选制粒方法为干法制粒,按照最佳配方比例喷干粉:麦芽糊精:甜菊糖苷:维生素C为1∶1∶0.02∶0.045进行制备,所获得的茯苓山药枸杞固体饮料具有酸甜可口、香气浓郁协调一致等优点,不添加防腐剂与色素,健康安全,携带与饮用方便,易被大多数人所接受。

将马铃薯全粉以0%~50%(质量分数)的比例替代低筋小麦粉,研究马铃薯全粉替代对面团及饼干质构特性、感官特性、色度、挥发性风味物质以及消化特性的影响。结果表明,随着马铃薯全粉添加量的增加,面团及饼干的质构特性先降低后升高,饼干色泽不断加深,感官评分先升高后降低。当马铃薯全粉添加量为20%(质量分数)时,面团的硬度、胶着性和回复性降为最低,制得的饼干硬度、脆度、咀嚼性、胶着性和内聚性均最低,口感最酥脆,感官评分最高。采用电子鼻对挥发性风味物质进行比对,发现添加马铃薯全粉20%、30%(质量分数)时饼干风味最为浓郁,芳香成分、有机硫类和烷烃类等风味物质更为突出。同时随着马铃薯全粉添加量的增加,混合粉和饼干的快消化淀粉(rapidly digestible starch,RDS)含量逐渐增加,慢消化淀粉(slowly digestible starch,SDS)含量逐渐降低,饼干整体消化速率随马铃薯全粉含量的增加而增大。综上所述,适量添加马铃薯全粉可以有效改善饼干感官品质、质构特性、色泽风味,提高消化速率,添加量为20%(质量分数)时制作的酥性饼干酥松、品质最佳。该研究为马铃薯全粉在饼干及其他面制食品中的应用提供一定参考。

近年来,采用现代风味化学研究方法进行白兰地香气组分的解析中已经取得了较大的进展,但是感官特性研究还尚未全面开展。以中国烟台地区和法国干邑地区的白兰地为研究对象,采用静态感官—定量描述分析(quantitative descriptive analysis,QDA)以及动态感官—暂时性感官支配分析(temporal dominance of sensation,TDS),探究2种方法结合分析的特点及差异,明确我国白兰地的风格特征以及与法国白兰地的感官差异。QDA结果显示,中国白兰地的香料、烘焙、果干特征较为突出,而法国白兰地的焦糖、花香、果香特征更为突出。TDS结果显示,中法白兰地在刚入口的20 s内均为酒精味和灼烧感占据主导,其他香气属性在后60 s占据主导。前鼻香气中出现的花香、果香、果干、焦糖等属性,在饮用过程中则几乎感受不到。该研究不仅可以完善白兰地感官研究的理论体系,而且为进一步指导和规范我国白兰地的生产奠定了重要的风味基础。

气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS) 作为一种简单、快速、准确、无损的检测方法,目前在白酒领域应用较少,该研究探究了GC-IMS应用于白酒分析的最优方法。研究结果表明,盐离子浓度对物质检测影响不大,可不加盐直接分析;最优酒样稀释度为10%;最优平衡体积为1 mL,平衡温度为 60 ℃,平衡时间为10 min。利用最优方法对同一轮次不同贮存时间的郎酒样品进行分析,发现部分酯类物质、醛酮类物质在贮存较久的酒样中含量偏高,贮存时间为15和20年的酒样中,乙酸丁酯、己酸甲酯、戊醇、戊酸乙酯、庚酸乙酯、异己酸乙酯、己酸丙酯、正己醇、辛酸乙酯、2-戊酮、戊醛含量显著升高。该研究为GC-IMS应用于白酒,特别是不同贮存时间酱香型白酒的研究提供了理论与方法借鉴。

为充分认识不同工艺类型酱香酒在感官和指标上的差异,采用紫外光谱、气质谱联用和离子色谱对坤沙、翻沙、碎沙和窜沙工艺及其不同轮次酱香型白酒的吸光值和挥发性物质进行了分析,采用主成分分析(principal component analysis,PCA)法研究不同工艺、轮次酱香型白酒吸光值与挥发性化合物差异,并采用偏最小二乘判别分析(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)进行潜在的标记挥发性化合物定量与鉴定。结果表明,紫外光谱法的PCA可以区分坤沙工艺与其他工艺的酱香型白酒;挥发性物质PCA只能区分坤沙工艺和窜沙工艺的酱香酒,6轮次酱香酒与成品酱香酒挥发性物质含量更相近。挥发性化合物质PLS-DA模型中,定量苯甲醛、2,3,5-三甲基吡嗪、己酸乙酯、乙酸和异丁醇为5种重要标记化合物,层次聚类分析可以把碎沙、窜沙聚类并与坤沙工艺酱香酒区分。

副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)在某些不利于生长的自然和食品加工条件下能够进入活的非可培养(viable but non-culturable,VBNC)状态,普通检测方式极易漏检,因此VBNC细菌检测技术的开发与优化对副溶血弧菌感染防控具有重要意义。基于叠氮溴化丙锭结合荧光定量PCR技术(propidium monoazide quantitative PCR,PMA-qPCR)能够利用活细胞的膜完整性区分活菌和死菌的原理,以副溶血弧菌ATCC 17802为对象,通过探讨PMA-qPCR方法中各项因素对活菌计数结果的影响,优化并建立了VBNC副溶血弧菌的定量检测方法。实验结果表明,当添加PMA质量浓度为15 mg/L,黑暗孵育10 min,再进行强光照射15 min后,死细胞的DNA扩增得到有效抑制,此时提取DNA模板进行qPCR扩增准确性更高,活菌数与qPCR扩增循环数呈现显著性线性相关(R²=0.99)。PMA-qPCR法测定副溶血弧菌活菌数的标准曲线显示该方法检测范围为2.90×10¹~2.90×10⁸ CFU/mL,验证回收率在92.97%~99.57%,相对标准偏差为1.95%。该文建立了更加精准可靠的VBNC副溶血弧菌定量检测方法,为后续进一步探究提供了有效技术手段。

采用超高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱法测定茶叶中的草甘膦和草铵膦,探讨衍生条件、净化方法和质谱参数对茶叶中草甘膦和草铵膦含量的影响。结果表明,样品经纯水超声辅助提取,混合型阳离子交换反相吸附固相萃取柱净化,净化液加入到pH 10.0的硼酸盐缓冲液中,并加入9-芴甲氧羰酰氯乙腈溶液进行衍生化处理2 h,过0.22 μm微孔滤膜,经超高效液相色谱BEH C₁₈柱分离,用2 mmol/L乙酸铵水溶液(含体积分数0.1%甲酸)和乙腈为流动相梯度洗脱,采用四级杆串联飞行时间高分辨质谱仪电喷雾正离子准多反应监测模式检测,外标法定量。草甘膦和草铵膦分别在质量浓度1.25~400和0.25~160 μg/L呈良好的线性关系(R＞0.99),其检测限分别为4.0和1.34 μg/kg。在低、中、高(定量限的2、10和40倍)3个添加水平时,草甘膦的加标回收率为88%~103%,草铵膦的加标回收率为93%~99%,相对标准偏差均<5%。该方法分析速度快、净化效果好、杂质干扰小、回收率高、重复性好,适用于茶叶类样品中草甘膦和草铵膦残留量的测定。

原产地差异导致枸杞价格悬殊,为促进国内枸杞市场健康有序发展,该文应用元素分析仪-稳定性同位素质谱(elemental analyzer-stable isotope mass spectrometry,EA-IRMS)测定了来自青海、宁夏和新疆3个地区共97份枸杞样品δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O和δ³⁴S 5种稳定同位素组成,结合箱线图、单因素方差分析以及主成分分析(principal component analysis,PCA)对不同产地枸杞中稳定同位素比值分布规律和相关性进行了讨论,应用线性判别分析(linear discriminant analysis,LDA)和支持向量机(support vector machine,SVM)2种算法建立不同产地枸杞判别模型。结果显示,枸杞样品中δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H和δ¹⁸O 4种稳定同位素对产地判别贡献率较大,δ³⁴S在判别不同产地枸杞效用较弱,PCA前2个主成分的累积方差贡献率为75.3%。在LDA模型中,验证集和训练集的总体准确率分别为89.7%和93.9%;在SVM模型中模型验证和模型训练的总体准确率分别为95.9%和96.9%,相比而言,SVM模型的判别效果优于LDA。研究表明,不同产地枸杞样品中稳定同位素比值存在一定差异,可为实现枸杞产地判别提供依据。

中华块菌是我国重要的商业块菌之一,攀枝花和会东地区是中华块菌的主要产地,为探究攀枝花与会东地区中华块菌的组成成分及差异性,利用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)技术对这2个地区新鲜中华块菌成分进行检测和分析。主成分分析表明两地中华块菌组成成分差异较小,两地中华块菌均鉴定出83种有效化合物,包括:15种氨基酸(其中8种为必需氨基酸)、10种糖类、22种有机酸等。偏最小二乘法分析表明两地中华块菌在肌醇半乳糖苷、尿苷、亚油酸、9-(E)-十八烯酸、花生四烯酸等物质含量上有显著性差异。该研究通过分析不同地区中华块菌的组成成分及含量差异,探究中华块菌成分组成的同时还能辅助区分中华块菌的产地,弥补了传统的真菌内转录间隔区鉴定法不能对中华块菌进行产地区分的缺点。

食品用微生物菌种是我国传统发酵食品产业的重要种质资源。该文在第一版的基础上,对分离自我国酒类、乳制品类、调味品类和发酵茶等传统发酵食品的微生物菌种进行了收集、补充和整理,形成了第二版中国传统发酵食品用微生物菌种名单。该名单共涵盖56个属124种,包括细菌74种,酵母22种和丝状真菌28种;较第一版新增菌种49种,主要涵盖醋杆菌属(Acetobacter spp.)、芽胞杆菌属(Bacillus spp.)、伴生乳杆菌属(Companilactobacillus spp.)、乳球菌属(Lactococcus spp.)、魏斯氏菌属(Weissella spp.)、梭菌属(Clostridium spp.)、假丝酵母属(Candida spp.)、德巴利酵母属(Debaryomyces spp.)、毕赤酵母属(Pichia spp.)、曲霉属(Aspergillus spp.)、散囊菌属(Eurotium spp.)和根霉属(Rhizopus spp.)等。更新了第一版名单中41个菌种的分类学信息。该研究为补充和完善我国传统发酵食品用微生物菌种的应用及管理,促进我国发酵食品产业健康发展提供了参考和依据。

阿洛醇(又称蒜糖醇)是一种低热量六碳稀有糖醇,不会导致肥胖和血糖升高,适合于肥胖、糖尿病人群。此外,因其具有润肠通便等作用,在食品、医药等领域具有重要应用。同时,阿洛醇还是合成其他具有重要生理功能的D/L-型稀有糖的原料。文中介绍了阿洛醇的应用价值、生物合成方法,对生物合成阿洛醇的生物酶、生产工艺及研究进展进行了综述,并对阿洛醇的生物合成进行了展望。