食品与发酵工业

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阳鹏辉, 邱文轩, 叶佳才, 堵国成, 刘松

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 1-8. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038976

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茂原链霉菌(Streptomyces mobaraensis)谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase, TGase)能催化蛋白质交联,被广泛用于食品加工。前期研究构建了S.mobaraensis TGase耐热突变体FRAPD-TGm2,提高了其在高温条件下的应用性能。该研究基于动态互相关性鉴定得到热稳定性进一步提高的TGase突变体。首先,通过分子动力学模拟和动态互相关性分析确定了FRAPD-TGm2分子中与其底物口袋柔性区域具有动态互相关性的48个残基。其次,基于Rosetta Cartesian_ddg对上述残基进行虚拟饱和突变,对折叠自由能变化小于-1 kcal/mol的20个突变体进行表达、纯化和酶学性质表征。其中,突变体FRAPD-TGm2-Y34 W的60 ℃半衰期和65 ℃比酶活力分别达到100.5 min和134.2 U/mg,较FRAPD-TGm2提升89.1%和28.5%。此外,发现了远端位点His201和Asn32对FRAPD-TGm2比酶活力和热稳定性具有显著影响。结果表明,基于动态互相关性和折叠自由能变分析的酶分子改造能有效提高TGase的热稳定性。

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乳酸萃取支撑液膜的构建及其在乳酸菌液态培养中的应用

宋晓宁, 姜静雅, 曾剑华, 王松, 张兰威, 公丕民

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 9-17. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038592

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利用碱中和解除乳酸胁迫是实现乳酸菌高密度培养的重要方法,但过量的碱也会因渗透压的增加造成菌体死亡。因此,在无渗透胁迫的情况下,原位分离乳酸是解决乳酸抑制的根本方法。该研究评估了利用支撑液膜原位分离乳酸来实现保加利亚乳杆菌sp1.1高密度培养的可行性。首先,利用聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride, PVDF)膜作为固体支撑膜,由食品源成分组成的天然低共熔溶剂(natural deep eutectic solvents, NADES)作为载体,NaOH作为接收相,构建了支撑液膜原位萃取系统。结果表明,30%(体积分数)油酸/薄荷醇(体积比2∶1)支撑液膜对保加利亚乳杆菌sp1.1促生长效果最佳,活菌数是未萃取的4.62倍。油酸的羧基与乳酸的羟基或羧基之间的强氢键实现了乳酸的萃取,而薄荷醇则负责稳定NADES。与正常培养相比,支撑液膜萃取乳酸将pH值稳定在4.3以上(完全抑制pH值为4.2),使保加利亚乳杆菌sp 1.1得以持续生长,然而,膜稳定性问题阻碍了保加利亚乳杆菌sp1.1的进一步增殖。NADES萃取系统有望用于乳酸菌的高密度培养。

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动植物基蛋白对高蛋白冰淇淋质构品质的影响

王剑泽, 陈羚, 夏熠珣, 钟芳

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 18-27. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038494

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为了保证高蛋白冰淇淋可以达到目前普通蛋白含量冰淇淋的质构稳定性,该文研究了以脱脂奶粉、浓缩乳清蛋白、大豆分离蛋白制备的冰淇淋在普通蛋白含量(3%,质量分数)和高蛋白含量(5%,质量分数)下的质构表现,并在高蛋白含量下通过不同动植物基蛋白复配(脱脂奶粉与大豆分离蛋白、浓缩乳清蛋白与大豆分离蛋白),以克服高蛋白含量对质构性质的不利影响。研究表明,在高蛋白浓度下,脱脂奶粉与浓缩乳清蛋白冰淇淋整体抗融性下降,抗塌陷能力减弱;大豆分离蛋白冰淇淋融化速率提升,但起滴时间延长,抗塌陷能力较稳定。复配体系中大豆分离蛋白比例的增加,能使抗融性得到改善,获得相对较好且稳定的抗塌陷能力,但硬度和黏附力会显著上升。其中,浓缩乳清蛋白与大豆分离蛋白质量比为1∶1时,各质构性质较为平衡,可获得较优的高蛋白冰淇淋质构品质。

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脱脂乳粉热预处理对黄油基淡奶油品质的影响

杨梦, 徐菲菲, 刘飞, 陈茂深, 钟芳

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 28-35;43. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038648

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针对黄油基淡奶油与传统淡奶油的品质仍有一定差距的问题,该文分别以未经热预处理和经60、75、90、105 ℃热预处理30 min的脱脂乳粉为原料,考察脱脂乳粉热预处理对黄油基淡奶油裱花品质和搅打性能的影响,并从乳液的表观性质和界面性质分析差异产生的原因。结果表明,当热处理温度从60 ℃升高到105 ℃,蛋白质聚集体的占比从31.8%升高到45.3%,乳清蛋白的占比从17.5%下降到6.6%。当热预处理温度为105 ℃时,淡奶油的裱花性能和泡沫稳定性等品质均弱于未热处理组;而热预处理温度为60~90 ℃,淡奶油的裱花性能和泡沫稳定性相比于未热预处理组均得到改善,坍塌率从23.37%下降到17.33%,硬度从7.20 g升高到9.91 g,乳清泄露率从12.8%下降到7.4%,其中热预处理温度为90 ℃时,由于乳液具有最高的黏度(0.61 Pa·s)、最小的平均粒径(4.39 μm)、最低的界面蛋白含量(5.58 mg/m²)和界面弹性模量(3.93 Pa),表现出最好的裱花性能和泡沫稳定性。

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酿酒中高级醇形成关键酶丙酮酸脱羧酶和醇脱氢酶的生物信息学分析

罗玉桥, 吴正云, 刘恒宇, 张文学, 五味胜也

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 36-43. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038626

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高级醇是酒的呈香呈味组分和健康风险因子。高级醇的控制是一个广泛关注的问题,但到目前为止与高级醇形成特异性关键酶有关的研究报道很少。该文对异戊醇、异丁醇和正丙醇3种主要高级醇生成途径中涉及的两类关键酶-丙酮酸脱羧酶(pyruvate decarboxylases, PDCs)和醇脱氢酶(alcohol dehydrogenases, ADHs)进行了生物信息学分析,并从底物、微生物来源、酶基因的表达、酶活力4个方面以关键酶的角度讨论了酿酒中高级醇的控制。结果显示,UniProt数据库中的PDCs和ADHs序列均来自真菌,以酵母菌属为主。不同微生物PDCs的理论等电点为5.51~5.80,ADHs的理论等电点为5.76~6.60。亚细胞定位预测结果显示PDCs和ADHs均为胞内酶。分子对接分析结果表明,具有减少酿酒中高级醇生成作用的中药材茯苓、黄芪、人参、甘草、白术和桑叶中的多数组分与PDCs和ADHs有较低的结合能。该研究可为酿酒中高级醇的控制提供参考。

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金属β-内酰胺酶GOB-54的发现与表征

章升霞, 王绍琛, 吕云斌, 冯治洋

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 44-50. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038659

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该文旨在从土壤中挖掘新型β-内酰胺类抗生素耐药基因,分析耐药机制,做好临床预警,为开发新型β-内酰胺类药物提供信息。利用功能筛选策略,从土壤宏基因组文库中筛选获得阳性克隆,通过亚克隆构建和序列测定,得到耐药基因序列。利用序列比对、系统发育树分析、三维结构建模等生物信息学方法对耐药基因进行分析。使用微量肉汤稀释法评估β-内酰胺酶的耐药活性,利用生化实验分析酶水解抗生素的能力。鉴定出一个β-内酰胺抗生素耐药基因,与已知的β-内酰胺酶基因最高只有52.30%氨基酸序列一致性,命名为gob-54,编码β-内酰胺酶GOB-54。SWISS-MODEL三维建模发现GOB-54与临床来源的GOB-18具有高度相似的结构。动力学参数表明在所测试的β-内酰胺抗生素中,GOB-54对哌拉西林具有最高的亲和力和催化活性,动力学参数K_m和K_cat/K_m分别为121.82 μmol/L和49.15 L/(mmol·s)。该研究利用功能宏基因组学方法挖掘出土壤来源的β-内酰胺抗生素耐药基因gob-54,编码广谱β-内酰胺酶GOB-54,为临床上监测和防控β-内酰胺类抗生素耐药基因的传播提供借鉴。

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番茄皮渣果胶结构表征与流变学特性研究

冯爽, 李祖迪, 岳伟, 赵煜炜, 赵晓燕, 赵文婷

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 51-57. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038376

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以商品柑橘果胶和苹果果胶为对照,研究番茄皮渣果胶的分子结构和流变学性质。番茄皮渣果胶半乳糖醛酸含量为56.25%,酯化度为47.40%,为低酯果胶。番茄果胶的中性糖组成占比最高依次为半乳糖、鼠李糖、甘露糖、葡萄糖、阿拉伯糖和岩藻糖,其鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I型(RG-I)含量较高,但RG-I区域的分支化度较低。番茄果胶属于非牛顿流体中的假塑性流体,具有剪切变稀的现象。其表观黏度较高,黏流活化能显著小于柑橘果胶,说明番茄果胶的黏度较高且具有较好的温度稳定性。在动态流变学实验中,番茄果胶的储能模量大于损耗模量,说明其更多的表现为弹性而非黏性。番茄果胶的储能模量和损耗模量大于柑橘果胶和苹果果胶,说明其黏弹性更高。该研究结果表明,番茄果胶具有比商品柑橘果胶和苹果果胶更好的增稠性质和凝胶性,为番茄果胶资源的开发利用提供了理论依据。

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苯并噻二唑施用对霞多丽葡萄和葡萄酒香气物质的影响

韩雨岐, 王建峰, 关茹文, 王凯, 赵曼, 乔鑫, 蒋玉梅

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 58-67. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038617

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苯并噻二唑(benzothiadiazole,BTH)可诱导葡萄抗病性,影响葡萄次生代谢。为探究外源BTH对霞多丽葡萄和葡萄酒香气化合物的影响,试验于霞多丽葡萄转色期(花后65 d)整株喷施50 mg/L BTH水溶液,以仅喷施水溶液为对照,测定成熟葡萄和所酿葡萄酒的理化指标、酚类以及游离态和结合态香气构成。结果表明,BTH处理提高了葡萄的还原糖含量、pH、可溶性固形物含量、皮果比,葡萄酒中的甘油含量、pH、干浸出物含量和酒精度,降低了葡萄酒的总酸、挥发酸和残糖含量。BTH处理的葡萄和葡萄酒较CK具有更高浓度的总酚、总黄酮、总黄烷醇和总黄酮醇。同时,BTH处理提高了葡萄和葡萄酒中直链脂肪族、芳香族、支链脂肪族、萜烯、降异戊二烯类香气的种类和含量,降低了C₆/C₉化合物含量。BTH通过提高乙酸异戊酯和β-大马士酮浓度,显著增强葡萄酒花果香,减弱植物味。研究结果可为BTH调控霞多丽葡萄和葡萄酒香气的葡萄园管理实践提供科学数据支撑。

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酵母菌对发酵萝卜品质的影响

王雅利, 赵楠, 葛黎红, 赖海梅, 杨梦露, 黄玉立, 梅源, 刘达玉, 朱永清

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 68-75. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038529

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为探究酵母菌对发酵萝卜品质的影响,以常规母水和无酵母母水为研究对象,对其发酵过程中微生物数量、pH值、总酸、还原糖、有机酸和挥发性风味物质的动态变化规律及差异进行分析。结果表明,常规母水体系较无酵母母水体系还原糖消耗速度加快,总酸和有机酸含量降低,有机酸组成改变。常规母水体系发酵终点乳酸含量较无酵母母水体系下降了5.67 mg/mL,乙酸含量较无酵母母水体系增加了0.33 mg/mL。在挥发性风味物质上,发酵结束时常规母水体系中醇类、酯类和酸类化合物相对含量较高,胺类酚类等成分相对含量较低,通过分析得到19种差异化合物(VIP值>1,P<0.05),包括6种醇类,5种烃类,4种酯类,2种胺类,1种酚类和1种酸类化合物,其中贡献花果香风味的差异化合物在常规母水组含量较高。研究结果揭示了母水中酵母菌对发酵萝卜品质形成具有重要作用,为提高发酵萝卜产品品质稳定性提供了理论基础。

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γ-谷氨酰转肽酶在枯草芽孢杆菌中高效表达及发酵培养基优化

张祖政, 毛泽敬, 余华顺, 张彦, 杨潇, 龚大春, 郑贤良

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 75-83. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038642

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γ-谷氨酰转肽酶是一种能催化底物谷胺酰胺形成γ-谷氨酰-酶复合体,再被受体底物(如氨基酸、短肽)亲核取代,发生转肽反应形成γ-谷氨酰肽的酶,在食品、医药等领域有重要应用价值。该研究选用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)SCK6作为表达宿主,以来源于枯草芽胞杆菌的173种信号肽为基础构建γ-谷氨酰转酶信号肽筛选文库,筛选出最优信号肽SP_cotC,在此基础上进行启动子筛选,得到最优启动子P_aprE,最终构建了一株高效分泌表达γ-谷氨酰肽酶的重组菌株BS-gts3,摇瓶发酵胞外酶活力最高为5.04 U/mL。通过单因素试验和响应面试验筛选出最优培养基:乳糖 31.73 g/L、FM802 50.26 g/L、硫酸镁1.24 g/L、KH₂PO₄ 1.25 g/L、K₂HPO₄ 0.75 g/L,胞外酶活提高了12%,为5.623 U/mL。并进行5 L发酵罐放大培养,在38 h,胞外酶活力达到最高28.18 U/mL,是已报道的最高水平。该研究对γ-谷氨酰转肽酶的产品开发及应用奠定了基础。

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转录因子NeyR调控弗氏链霉菌新霉素的生物合成

程一晗, 李翔飞, 韩如梦, 刘艳, 薛正莲

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 84-90. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038675

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新霉素主要是由弗氏链霉菌(Streptomyces fradiae)发酵生产的一种氨基糖苷类抗生素,广泛应用于医药、畜牧等领域,能够有效地控制和治疗细菌引起的疾病,提高畜禽的生长速度和生产性能。为了提高新霉素产量,该研究通过比较转录组学分析原始弗氏链霉菌SF-1和诱变高产菌SF-2的转录组数据,挖掘出转录水平差异显著的转录因子,然后过表达构建重组质粒,再通过接合转移构建出工程菌株。经摇瓶发酵验证筛选出对新霉素合成影响显著的工程菌株,进行启动子优化最终得到高产的生产新霉素工程菌株SF-2/pP-NeyR。随后对发酵培养基组分进行正交优化,最终新霉素B效价为11 843 U/mL。综合优化后新霉素B的效价较初始提高了29.6%。该实验结果为新霉素后续代谢机理研究、其和弗氏链霉菌新霉素合成基因簇的相互作用研究、解析调控新霉素合成机理奠定了基础,为进一步提高新霉素效价提供了思路。

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不同分子质量酸枣仁多肽制备及功能特性研究

赵一萌, 索晓雄, 刘彩霞, 杜晨晖, 闫艳, 裴香萍

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 91-96. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038667

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为研究酸枣仁多肽制备工艺及不同分子质量酸枣仁多肽的功能特性,该研究筛选了酸枣仁多肽适宜的水解条件,利用超滤法分离酸枣仁多肽,获得不同分子质量酸枣仁多肽(ZSSPP-I、ZSSPP-Ⅱ、ZSSPP-Ⅲ、ZSSPP-Ⅳ),并对各多肽组分的溶解度、吸油性、起泡性、起泡稳定性、乳化性、乳化稳定性进行研究,分析其功能特性与分子质量、温度和pH值的相关性。酸水解法以小于3 kDa的组分为主;酶水解各组分含量相对均衡;功能特性研究表明,不同分子质量的酸枣仁多肽功能特性具有差异,ZSSPP-I(分子质量>10 kDa)的溶解度、吸油性、起泡性和乳化性最好,而泡沫稳定性和乳化稳定性则以ZSSPP-Ⅳ(分子质量<3 kDa)较好。结果表明,不同分子质量的酸枣仁多肽可通过酶水解或酸水解方法快速制备;ZSSPP-I和ZSSPP-Ⅳ组分更具有开发潜力,可为酸枣仁多肽的进一步研究和应用提供参考。

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食品接触用再生聚丙烯中八种加工助剂及挥发性物质残留及迁移研究

李泽坤, 刘宜奇, 曾少甫, 王志伟, 胡长鹰

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 97-106. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038894

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食品接触用聚丙烯回收再生过程中,由于清洗不彻底或降解会残留一些化学物质,这可能会威胁食品安全。该研究采用气相色谱-质谱联用、高效液相色谱-质谱联用建立再生聚丙烯(recycled polypropylen, rPP)中4种加工助剂[邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、抗氧剂168、成核剂3988、硬脂酸二乙醇胺]及降解产物(2,4-二叔丁基苯酚)和3种挥发性物质(D-柠檬烯、α-松油醇、佳乐麝香)残留量的分析方法,并应用于检测9种市场rPP样品,发现抗氧剂168含量最高,达到998.36 mg/kg。为进一步研究rPP含量对残留物向食品迁移的影响,以自制不同rPP含量(0%、10%、25%、50%、75%、90%、100%,质量分数)薄膜在异辛烷、95%(体积分数)乙醇、50%乙醇、4%乙酸中进行70 ℃、2 h的迁移实验。利用主成分分析和分类与回归树对物质残留量进行处理,显示<25%含量rPP薄膜与原生聚丙烯更接近。该研究为rPP安全用于食品接触提供了数据和方案支持,对推动资源循环和食品安全具有重要意义。

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丁酸梭菌高密度发酵及产孢条件优化

汪乐盛, 李科, 方莎莎, 钱巧, 李恒, 许正宏, 许泓瑜

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 107-113. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038657

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实现高密度发酵和高产孢率是当前丁酸梭菌发酵面临的重要挑战,为了解决这一问题,该研究通过单因素和响应面试验并结合分段pH调控策略优化了丁酸梭菌发酵条件及产孢条件。结果表明,丁酸梭菌三角瓶规模发酵培养基最佳组成为:10.34 g/L可溶性淀粉、30.96 g/L酵母浸粉、5.12 g/L磷酸氢二钾、4.00 g/L乙酸钠、0.50 g/L半胱氨酸盐酸盐、0.80 g/L氯化钙、0.60 g/L硫酸镁、0.20 g/L硫酸锰;最佳发酵条件为:温度37 ℃、接种量1%、初始pH 7.0。5 L发酵罐发酵实验发现,当pH值维持在5.5时,菌体量达到最大水平,而产孢最适pH值为6.0。因此采用分阶段pH调控策略,待培养基初始pH值由7.0降低至5.5,通过流加氨水保持该pH至菌体进入稳定期,随后将pH值调至6.0维持到发酵结束。该策略下,5 L发酵罐37 ℃培养20 h的丁酸梭菌菌体量达到最大,为3.3×10⁹个/mL,比优化前提高了3.23倍,产孢率达到90%以上。

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双乙酰处理对鲜切西兰花贮藏品质及抗氧化能力的影响

张玉萍, 莫丽媛, 丁惠敏, 史君彦, 王文亮, 王延圣, 乔丽萍

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 114-122. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038197

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以鲜切西兰花为试验材料,采用5 mL/L双乙酰溶液浸泡处理10 min,研究10 ℃贮藏期间双乙酰处理对鲜切西兰花品质和抗氧化能力的影响。结果表明,5 mL/L双乙酰处理可显著降低贮藏期间鲜切西兰花的失重率,维持较好的色泽、叶绿素、硬度、可溶性固形物和可溶性蛋白含量。同时双乙酰处理保持了较高的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性,有效维持DPPH自由基和羟自由基清除能力,显著抑制了丙二醛的积累和过氧化氢的生成,较好地维持了活性氧代谢的平衡,且双乙酰处理能够显著抑制多酚氧化酶活性,保持苯丙氨酸解氨酶活性,维持较高的总酚含量。综上,双乙酰处理能够维持鲜切西兰花贮藏品质和抗氧化能力,延缓贮藏期间鲜切西兰花黄化,延长贮藏期。该研究为双乙酰处理对西兰花采后贮藏保鲜的影响提供了参考和理论依据。

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紫球藻多糖涂膜处理对南湖菱的保鲜作用

杨宁, 李坤, 章真, 陈静芸, 吴世林, 陈冉, 姚丽萍, 刘晓军, 张荣庆

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 123-132. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038468

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为探究紫球藻多糖涂膜对南湖菱贮藏期间的保鲜效果,该文以南湖菱果实为试材,采用5 mg/mL和10 mg/mL的紫球藻多糖进行涂膜处理,并对其在不同贮藏时期的11个品质及生理指标进行详细测定和分析。结果表明,紫球藻多糖涂膜能降低南湖菱果实的失重率,延缓了果实内可溶性糖、可溶性蛋白、总酚和维生素C等关键成分含量的下降趋势,维持了较高可滴定酸含量,并抑制了果实贮藏期间的丙二醛和抗氧化物酶活性的积累。采用主成分分析法将各种指标简化为2个主成分,累积方差贡献率为86.364%,建立综合评价模型,结果显示,可溶性糖含量、多酚氧化酶活力、过氧化物酶活力、丙二醛含量和失重率指标之间有较强的相关性;5 mg/mL的多糖涂膜组的综合得分最佳,有利于南湖菱果实的贮藏保鲜。该研究为紫球藻多糖在食品贮藏保鲜中的应用提供了数据和理论支持,为南湖菱的运输和产业化奠定了理论依据。

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基于斑马鱼模型和体外抗氧化评价甘南牦牛乳抗氧化效果

罗丽, 宋礼, 张晓梅

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 133-138. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038164

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牦牛乳作为青藏高原特色乳资源,功能性产品研究与转化较少,不利于地方经济的发展。为探究甘南牦牛乳的抗氧化活性,该实验选取羟自由基、超氧阴离子自由基、DPPH自由基开展牦牛乳体外抗氧化效果评价;优选受精后3 dpf的斑马鱼,在不同添加量(12.5、25.0、50.0 μL/mL)的牦牛乳中暴露到24 h,通过荧光染色检测斑马鱼活性氧(reactive oxygen species, ROS)产生率,分析超氧化物歧化酶活力,进行牦牛乳体内抗氧化效果评价。结果表明,牦牛乳具有清除羟自由基、DPPH自由基以及超氧阴离子自由基的能力;12.5、25.0、50.0 μL/mL添加量的牦牛乳能降低斑马鱼体内ROS产生率,提高斑马鱼抗氧化酶活力,说明牦牛乳具有抗氧化活性,且牦牛乳体内抗氧化效果与其质量浓度呈正相关,当牦牛乳添加量为50.0 μL/mL,对斑马鱼的抗氧化效果达到43.25%。实验表明,甘南牦牛乳具有抗氧化活性,可作为抗氧化功能性食品的原料开发。

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火麻仁热处理方式对火麻仁乳饮料品质及营养物质的影响

肖潇, 陈霞, 许方浩, 丁新杰, 杜小翠, 苗德升

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 139-144. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037854

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采用热浸(样品W)和烘烤后热浸(样品H)2种方法对火麻仁进行预处理,并制备火麻乳饮料,比较了2种热处理方式对火麻乳饮料的稳定性、感官品质、营养物质和挥发性风味物质的影响。结果显示,样品W的脂肪上浮率(0.84%)、离心沉淀率(9.37%)、可溶性固形物含量(12.57%)和脂质氧化程度(OD_{532 nm}=0.127)较小,颜色偏浅褐色,样品H颜色偏乳白色,感官评分更高。2组样品中的氨基酸含量丰富(2.60 g/100 g左右),样品W中的必需氨基酸占氨基酸总量的42.01%,比样品H高7.13%;两组样品的不饱和脂肪酸相对含量较高(80%左右),其中油酸的相对含量最高(50%以上),样品W的多不饱和脂肪酸含量高于样品H,说明热浸预处理更有利于火麻乳饮料营养物质的保留。样品H和样品W分别检测出25种和21种挥发性风味物质,主要为醛类和醇类化合物,其中含量最高的3种风味物质依次为糠醛、1-辛烯-3-醇和己醛;相比之下,样品H中醇类、杂环类和硫类化合物的相对含量更多。综合来看,2组样品均有较高营养价值,样品W的稳定性更好、必需氨基酸含量和不饱和脂肪酸含量较高,脂肪氧化程度更小,而样品H的风味物质更多,感官评分更高。

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冻藏方式及时间对冷冻面团理化性质及馒头品质的影响

牛梦丽, 郭金英, 杨晴, 杨雪

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 145-150. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038625

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该研究分析了液氮浸泡冷冻法(liquid nitrogen immersion freezing, LF)、速冻机冷冻法(quick freezer freezing, QF)、包装浸泡冷冻法(package immersion freezing, PF)、超低温冰箱冷冻法(ultra-low-temperature freezer freezing, UF)和贮存时间(0、15、30、60 d)对冷冻面团可冻结水、巯基二硫键、蛋白质二级结构、微观结构及馒头品质的影响。结果表明,游离巯基含量为PF>UF>QF>LF。蛋白质二级结构测定,LF处理的冷冻面团中α-螺旋含量下降最少,β-折叠提高相对较高,这表明LF有利于维持冷冻面团蛋白质的稳定性。扫描电镜结果显示,QF和LF处理的冷冻面团显示出紧凑和连续的蜂窝结构,其在15 d的冷冻贮存过程中,表面较光滑且孔洞较少。此外,PF贮藏的馒头L^*值和a^*值颜色变化差距最大,老化较快,LF处理的馒头色差变化幅度不如 QF、UF、PF且LF处理的馒头比容较大。总体而言,LF处理的冷冻面团较好,并在15 d的保存期间内能有效地保持冷冻面团的质量。这些结果为冷冻方法和贮存时间在冷冻食品中的应用提供了指导信息。

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米香型白酒酿造过程微生物群落及其代谢功能特征

王云, 班世博, 吴群, 徐岩

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 151-158. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038353

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米香型白酒酿造过程主要以固态糖化,半固态发酵的方式进行,为揭示该过程微生物群落特征,该研究通过高通量测序技术解析米香型白酒的微生物群落多样性和演替规律,糖化、发酵过程中优势真菌属为Saccharomyces、Saccharomycopsis和Rhizopus、优势细菌属为Lactobacillus、Pediococcus和Weissella。该阶段细菌多样性高于真菌多样性,发酵前期微生物快速富集。通过演替距离表征微生物动力学表明糖化过程真菌演替剧烈,发酵过程细菌演替剧烈。通过PICURSt2预测糖化、发酵过程中细菌群落功能进而探究米香型白酒酿造过程潜在的代谢功能特征,代谢功能主要集中在碳水化合物代谢、氨基酸代谢、核苷酸代谢、膜转运、复制和修复、翻译等途径。相关性分析表明Lactobacillus是米香型白酒代谢功能贡献最大的微生物属,参与11种代谢。随着发酵进行,细菌属的碳水化合物代谢活跃,葡萄糖、乙醇和乳酸是判断米香型白酒酿造进程的重要指标,主要由糖酵解/糖异生代谢途径产生。该研究对该途径进行解析发现丙酮酸转化为乙酰辅酶A和乳酸、乙醛转化为乙醇的功能酶相对丰度逐渐增加,糖化为发酵提供合适的功能微生物群落结构及功能类别以保证发酵过程顺利进行。该研究有助于解析米香型白酒酿造机制,为进一步控制与提升米香型白酒品质提供理论依据。

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不同皮籽比例对‘赤霞珠’干红葡萄酒色泽及感官品质的影响

刘明臣, 李飞飞, 乔丹, 石淼, 高琛瑜, 李记明, 庞红勋, 周元, 张珍珍

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 159-168. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038487

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葡萄皮和籽之间酚类结构特征以及浓度的差异会影响葡萄酒的感官特性和陈酿潜力。为探究在酒精发酵浸渍过程的不同阶段调整皮籽比例对葡萄酒色泽及感官特性的影响,以‘赤霞珠’葡萄为试材,在比重达到1.060和1.030时,分别进行质量分数为10%、20%、30%的去籽处理,测定葡萄酒的基础理化、颜色参数、酚类物质含量及抗氧化活性等指标,采用模糊数学法对葡萄酒的感官质量进行综合评价,针对结果进行差异性及偏最小二乘法-判别分析。结果表明,不同去籽比例处理未对葡萄酒的基础理化产生显著影响;随着去籽比例的增加,酒体偏向于黄色色调;总酚、总黄烷-3-醇、总类黄酮和单宁含量及抗氧化能力均显著降低。由感官评价结果得出:在比重为1.030时去籽10%的处理得出的综合品评得分相较于对照组提升9.29%,酒体表现出紫红色调、果味浓郁且苦涩感较低。综上,在比重为1.030时去籽10%的条件下能够有助于生产出更高整体质量的葡萄酒。研究结果可为提高新疆产区葡萄酒的色泽稳定性和饮用舒适度奠定理论基础。

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基于全基因组测序的菌株发酵粘液乳杆菌(Limosilactobacillus fermentum)FUA033的安全性和益生特性分析

母淑婷, 华梓延, 赵双双, 房耀维, 杨光, 侯晓月, 宫艳艳, 桂家进, 刘姝

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 169-175. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038426

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发酵粘液乳杆菌(Limosilactobacillus fermentum) FUA033可以体外转化鞣花酸生成尿石素A,具有开发为新一代益生菌的潜力。为全面了解L.fermentum FUA033的遗传信息,该研究通过PacBio和Illumina相结合对该菌株进行全基因组测序,并从基因水平对菌株潜在的安全性和益生特性进行分析。结果表明,L.fermentum FUA033基因组全长2 150 545 bp,GC含量51.34%,不含质粒,编码基因2 215个;VFDB数据库与ARDB数据库注释结果显示L.fermentum FUA033中含有81个毒力基因和9个耐药基因,因菌株中不具有质粒和转座子,初步断定毒力因子与耐药基因不会转移;L.fermentum FUA033基因组中有耐酸基因(arcA、argH、napA等)19个,耐胆盐基因(ldhA、ykpA、pstB1等)16个,抗氧化基因(msrA、Trxs、ahpC等)11个,细胞黏附性基因(scpA、scpB、luxS)3个。研究结果初步揭示了L.fermentum FUA033潜在的安全性和益生特性,为菌株进一步的开发利用奠定了理论基础。

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基于Illumina MiSeq高通量测序分析电子束辐照对手撕牛肉微生物多样性的影响

徐攀, 王田田, 张雁君, 高鹏

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 176-181. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038616

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为探究高能电子束辐照对手撕牛肉菌落总数和微生物群落多样性的影响,采用不同剂量(0、2、5、8 kGy)电子束辐照处理真空包装手撕牛肉,测定贮藏期菌落总数,并运用Illumina MiSeq高通量测序技术对贮藏期群落结构进行分析。结果表明,辐照剂量增加,菌落总数减少,保质期延长。辐照剂量增加,微生物物种丰富度减少;贮藏时间延长,同样使微生物物种丰富度减少。在门水平,4个剂量组贮藏期优势菌群均为厚壁菌门和变形菌门。在属水平,辐照剂量增加,芽孢杆菌属和不动杆菌属相对丰度提高,肠杆菌属相对丰度减少;CK组和2 kGy组在贮藏期魏斯氏菌属相对丰度显著增加(P＜0.05);5 kGy组和8 kGy组芽孢杆菌属相对丰度随贮藏时间显著增加(P＜0.05)。该研究初步探讨了不同剂量辐照后手撕牛肉贮藏期微生物多样性变化规律,可为辐照杀菌技术应用于肉制品保鲜和货架期预测提供理论基础。

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新鞘氨醇杆菌胞外多糖的发酵优化及结构和性质表征

姬淑洁, 杨传佳, 陈修来, 陆健, 李晓敏

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 182-190. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038639

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从福建药白曲中分离得到一株产胞外多糖的新鞘氨醇杆菌(Nosphingobium sp.)D6菌株,通过单因素试验和响应面法对其产胞外多糖发酵条件进行优化,在最佳发酵条件下,即蔗糖添加量为39.0 g/L、豆粕粉添加量为3.6 g/L、硫酸锰添加量为0.4 g/L、发酵温度30 ℃,转速250 r/min,装液量100 mL/500 mL,种龄24 h,接种比例5%(体积分数),胞外多糖产量为(22.38±0.43) g/L。相较于优化前,胞外多糖产量提高了5.87倍。该胞外多糖由甘露糖、半乳糖醛酸、葡萄糖和半乳糖4种单糖组成,且具有乙酰基修饰,该多糖水溶液具有假塑性流体特征,同时表现出较好的乳化性和热稳定性。

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鼠李糖乳酪杆菌KF7发酵乳上清对脂多糖诱导的Caco-2细胞单层屏障损伤的保护作用及其机制研究

董奇奇, 张怡琳, 游春苹

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 191-200. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038094

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该研究利用脂多糖诱导Caco-2细胞单层屏障模型损伤,在体外探究鼠李糖乳酪杆菌KF7发酵乳上清液对肠道屏障的保护作用。通过Cell Counting Kit-8(CCK-8)法检测KF7发酵乳上清液对细胞活力的影响;使用电阻仪和异硫氰酸荧光素-右旋糖苷检测肠上皮屏障结构的完整性和通透性;利用荧光探针以及比色法检测细胞内活性氧和丙二醛(malondialdehyde, MDA)的含量;采用qRT-PCR分析紧密连接蛋白、促炎细胞因子、抗炎细胞因子以及氧化应激标志物和炎症反应相关通路的基因表达情况。结果发现,1%~5%的鼠李糖乳酪杆菌KF7发酵乳上清液对Caco-2细胞活力无损伤,且能够保护Caco-2细胞单层屏障,降低脂多糖诱导的炎症反应(下调TNF-α、IL-1β、IL-6的基因表达,上调IL-10的基因表达)和氧化应激(降低MDA含量),上调细胞间紧密连接蛋白相关基因(Claudin-1和Occludin)的表达,改善细胞单层跨上皮电阻并降低细胞单层的通透性,从而恢复Caco-2细胞单层屏障完整性。在机制方面,鼠李糖乳酪杆菌KF7发酵乳上清液可能通过促进Nrf2/NQO1信号通路拮抗氧化应激,通过抑制TLR/MyD88/NF-κB信号通路及下游肌球蛋白轻链激酶的基因表达来降低炎症反应和肠上皮细胞间通透性。该研究结果可为鼠李糖乳酪杆菌KF7发酵乳制品作为一种有前途的保护肠道健康的功能性益生菌膳食补充剂提供一定的理论基础。

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不同富营养培养基对人肠道菌群的体外培养效果比较分析

路婧, 夏雪娟, 黄骏楠, 陈泫羽, 周璐, 董庆利

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 201-211. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038595

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以富含营养的培养基(rich media,RM)为关键组成部分的培养组学技术的兴起为肠道菌群与宿主互作的机制研究提供了重要保障。为了探究不同RM对人肠道菌群的体外培养效果,采用平板计数法以及16S rDNA高通量测序技术分析YCFA培养基(yeast extract-casein hydrolysate-fatty acid medium)、GAM培养基(gifu anaerobic medium)和一种具有专利保护的ZJ培养基对人肠道菌群的体外培养效果。平板计数法显示在不同培养基中培养不同时间(0~7 d)后菌落总数多呈先上升后下降的趋势,经3种培养基培养后肠道菌群的菌落总数的最高值为:ZJ(9.88 lg CFU/mL)>GAM(9.79 lg CFU/mL)>YCFA(9.68 lg CFU/mL)。高通量测序结果显示体外培养后细菌多样性降低,各培养基会选择性富集不同菌株,其中ZJ培养基培养后群落多样性下降最为明显。β-多样性分析结果显示GAM培养基培养后肠道菌群的组成更接近于未培养时的菌群组成。因此,与YCFA和ZJ培养基相比,GAM培养基是一种更优的适合肠道菌群体外培养的RM培养基。

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一种新型板栗醋多酚的提取纯化及其减肥降脂作用

刘庆双, 杨晓宽

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 212-220. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038507

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为了促进高附加值板栗深加工产品的开发,并探讨其多酚的减肥降脂作用。该文以板栗为原料,酿造出一款口感柔和、风味独特的新型板栗醋,对板栗醋中多酚进行提取纯化,采用紫外吸收光谱、红外光谱法和HPLC-MS对纯化后的多酚进行结构鉴定,进行动物试验以探究板栗醋多酚的减肥降脂作用。结果表明,板栗醋多酚的紫外吸收光谱中具有多酚的典型吸收峰,含有黄酮和酚酸类物质;其红外光谱中具有酚羟基、芳环的骨架振动等特征,符合酚类物质官能团的典型特征;高效液相色谱-质谱联用技术在正负离子下共鉴定出12种酚类化合物,表明板栗醋多酚是一种结构复杂的物质;动物试验结果显示,不同剂量的板栗醋多酚可不同程度地减轻体重,影响脏器,脂肪系数,影响生化指标,改善肝脏脂肪变性、影响瘦素、脂联素和肝脂酶水平。因此,板栗醋多酚具有良好的减肥降脂和保肝作用,且具有剂量依存性。该试验结果为板栗深加工产品的开发及新型板栗醋多酚的功能性研究和利用提供了新的思路。

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离子强度和加热对藏羊肉肌原纤维蛋白特性及结合风味能力的研究

方婕, 罗毅皓, 孙万成

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 221-228. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038074

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该研究以藏羊肉肌原纤维蛋白(myofibrillar proteins, MPs)为研究对象,利用Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和K⁺制成不同离子强度的MPs体系,并分别设置加热和对照处理组,研究不同离子强度和加热对MPs溶解性和结构等的影响,并选取藏羊肉的5种特征风味物质,利用顶空气相色谱-质谱联用技术(headspace gas chromatography-mass spectrometry, HS-GC-MS)测定处理后的MPs结合风味物质的能力。结果表明,不同离子强度和加热处理均会加剧藏羊肉MPs的氧化,致使总巯基含量下降、总羰基含量上升,诱导蛋白质分子间氢键相互作用导致氢键含量上升,疏水性基团暴露于蛋白质表面,内源荧光强度下降,对风味物质的吸附能力增强;其中Ca²⁺处理对藏羊肉MPs的结构和结合风味能力影响最为显著。因此推测水中的离子强度和含量不同会影响藏羊肉MPs的结构和对风味物质的吸附能力从而影响藏羊肉产品的口感和风味。

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燕麦萌动对膳食纤维结构和功能的影响

赵习爱, 傅婧, 任娟蕊

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 229-237. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038270

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燕麦萌动是籽粒从静态休眠到动态活跃的生理变化和物质转化过程,是将大分子物质变成易于人体吸收的小分子物质的最好方式。该研究拟优化燕麦萌动条件,测定优化条件下萌动4~8 d燕麦膳食纤维(oat dietary fiber, ODF)的含量,探究萌动前后ODF结构及功能变化。结果表明,燕麦在25 ℃,浸泡60 min、每8 h洒水量3∶2 (g∶mL)时萌动率最高,ODF的含量呈先增加后降低的趋势,萌动7 d时含量达到最高,为7.41%。扫描电镜观察萌动后的ODF呈螺旋疏松结构;X-衍射结果显示,萌动处理后ODF的衍射峰强度减弱,结晶度降低;红外光谱证实萌动前后ODF的特征吸收峰强度有所改变,整体峰型、位置未发生显著改变。萌动后比萌动前ODF的持水性、持油性和胆固醇吸附能力分别增加了3.6、10.4、1.6倍,溶解性、胆酸盐吸附能力则分别降低了2.1、1.3倍,葡萄糖、亚硝酸根的吸附性变化较小,证明萌动能改变ODF的结构功能性质。该论文能够为ODF辅助减肥、吸附胆固醇等生理功效提供一定理论依据。

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紫米蛋糕复配抑菌剂的优选及其挥发性风味研究

杜卉妍, 叶谨诚, 陈丹婷, 郑经绍, 黄苇

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 238-247. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038562

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紫米蛋糕营养丰富且风味独特,但货架期极短,不利于产品的流通与销售。为了延长紫米蛋糕的货架期,该文对其优势腐败菌株进行分离鉴定,通过抑菌圈大小、最小抑菌浓度、部分抑菌浓度指数和菌株生长曲线研究抑菌剂的效果,利用响应面优化复配抑菌剂的配比,研究紫米蛋糕贮藏期间花色含量变化和结合电子鼻研究挥发性风味的变化。结果表明,紫米蛋糕中的腐败菌含优势腐败细菌2株和腐败真菌3株,分别为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、球孢枝孢霉(Cladosporium sp.)、杂色曲霉(Aspergillus versicolor)和光滑青霉(Penicillium glabrum);该文评价了4种抑菌剂对5株优势腐败菌株的抑菌效力,发现ε-聚赖氨酸和山梨酸钾的抑菌圈直径均＞20 mm,说明两者抑菌效果良好。两者复配使用部分抑菌浓度指数<1,能更好抑制菌体生长和延迟对数生长期,表明具有协同增效作用强;实验证实降低pH值能提高抑菌剂的抑菌效力。复配抑菌剂的最优配比为:ε-聚赖氨酸 0.045 g/kg、山梨酸钾 0.93 g/kg和柠檬酸4.67 g/kg,使用此配方在常温条件下可将紫米蛋糕货架期延长至30 d,并能保持紫米蛋糕中花色苷含量和良好的挥发性风味,对紫米蛋糕的防腐与流通有重要意义。

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不同强度磁场辅助冷冻对猪肉品质的影响

栗俊广, 程宇轩, 赵建生, 孙晨皓, 刘思豪

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 248-253. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038216

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为探究磁场(magnetic field,MF)与猪肉品质在冷冻过程中的关系,该研究采用不同磁场强度(0、1、3、5 mT)对猪肉冻结曲线、理化性质、水分含量及分布、微观结构的影响。结果表明,MF能明显缩短猪肉样品的冷冻时间,减少解冻后汁液流失以及蒸煮损失,提高持水能力。与其他处理组相比,MF-3处理的样品肉的嫩度(2 754.63 g)显著提高,与对照组无明显变化;MF-3处理组具有更多的不易流动水,降低了固定水向自由水的迁移率和损失,并且代表水分含量的红色质子密度也更加密集;在微观结构中,MF-3组织纤维的间隙更小,纤维更加均匀,表明MF-3产生了更加细小均匀的冰晶。总体而言,MF能有效降低猪肉在冷冻后的品质劣变,减小冷冻过程中的冰晶尺寸和水分迁移损失。

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阿拉伯半乳聚糖处理对青脆李果实褐腐菌的抑制效果及其诱导抗病性机理

袁田, 刘莹, 刘玲, 韩赛影, 张婷婷, 郑安祺, 明建, 邓丽莉

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 254-260. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038574

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通过诱导果实抗病性控制果实采后病害是减少果实采后损失的重要手段。为研究阿拉伯半乳聚糖(arabinogalactan, AG)处理对采后青脆李果实褐腐病的抑制效果及其与果实抗病性的关系,该文研究了AG对褐腐病原菌(Monilinia fructicola)的直接抑制作用,以及异孔损伤接种及AG浸泡处理对青脆李果实褐腐病的控制效果,并通过测定青脆李果实酚酸含量、抗病相关酶活力及其相关基因表达量,初步阐明其提高青脆李果实抗病性的可能原因。结果表明,AG对M.fructicola的生长无抑制作用;AG处理后青脆李果实的发病率、病斑直径及自然发病率均显著低于对照(P＜0.05);此外,AG处理显著提高青脆李果实酚酸含量,过氧化物酶、多酚氧化酶、β-1,3-葡聚糖酶、几丁质酶活力及多酚氧化酶、几丁质酶、病程相关蛋白相关基因表达量。综上所述,AG处理可通过提高抗病相关基因表达量,调控抗病相关酶活力及酚酸的积累,进而提高青脆李果实对褐腐病的抗病性。

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预热处理对松仁蛋白与表没食子儿茶素没食子酸酯相互作用及其复合物结构和功能特性的影响

张冉冉, 王佳蓉, 由远慧, 赵玉红

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 261-271. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038439

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多酚与蛋白质相互作用可改变蛋白质的结构和功能特性。为研究预热处理对松仁蛋白(pine nut kernel protein, PKP)与表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)之间相互作用的影响,并获得具有良好功能特性的复合物。该研究在不同pH值(pH 3.0、7.0和9.0)条件下,采用紫外光谱法、荧光光谱法、红外光谱法以及SDS-PAGE等方法表征了PKP与EGCG间的相互作用及蛋白质的结构变化,并进一步分析了预热处理对PKP及其与EGCG复合物的粒径、Zeta电位、表面疏水性、乳化性和起泡性的影响。结果显示,经过预热处理的松仁蛋白(preheating pine kernel protein, HPKP)紫外可见光谱最大吸收强度增加,暴露出更多的疏水基团,无规卷曲含量增加,分子柔韧性提高,从而增强其与EGCG之间的结合亲和力。EGCG对PKP/HPKP的淬灭类型为静态淬灭,在相同的pH值条件下预热处理并不会改变相互作用力类型。与PKP-EGCG复合物相比,HPKP-EGCG复合物具有较小的分子质量,在3种pH值下表面疏水性分别下降19.76%、36.24%和43.12%,同时无规卷曲含量进一步增加(P＜0.05)。在pH 7.0和pH 9.0条件下,HPKP与EGCG相互作用形成了粒径更小的复合物,其中,在pH 9.0时的乳化性能(11.71±0.31) m²/g与商业大豆分离蛋白(soy protein isolate, SPI)相当,乳化稳定性[(103.6±1.76) min]和起泡性[(137.2±1.2)%]远高于SPI;而在pH 3.0条件下,EGCG可能结合在HPKP分子表面,导致复合物粒径增加并降低乳化性(P＜0.05)。结果表明预热处理可以改变PKP的结构,并增强其与多酚类化合物的结合亲和力,进一步改善了复合物的功能特性。

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青椒热风干燥动力学与复水动力学研究

杨清慧, 宋树民, 刘汶树, 任桂英, 张艮, 牛坡

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 272-281. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038087

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为探究青椒的干燥动力学与复水动力学特性,该实验在不同热风干燥温度(40、50、60 ℃)下将不同规格(10 mm×10 mm、20 mm×20 mm、30 mm×30 mm、40 mm×40 mm和50 mm×50 mm)的青椒切块干燥至安全含水率,用8种常见的薄层干燥数学模型对青椒干燥特性进行拟合分析;并利用Weibull分布函数数学模型对青椒干制品复水特性进行拟合分析。结果表明,热风干燥温度为60 ℃、规格为10 mm×10 mm的青椒切块干燥至安全含水率所需的时间最短,为7.5 h,平均干燥速率最大;热风干燥为40 ℃规格为50 mm×50 mm的青椒切块干燥完成时所需时间最长,为39.5 h,平均干燥速率最小;8种数学模型拟合结果表明,Page、Modified Page与Two term exponential是描述青椒干燥水分比变化情况的最佳数学模型;Weibull分布函数拟合的决定系数R²为0.968 8~0.996 0,χ²为0.020 5~0.291 2,均方根误差为0.004 1~0.058 2,可以准确地模拟青椒干制品的复水过程;当温度为60 ℃,规格为40 mm×40 mm青椒皱缩率最大,为58.06%,温度为40 ℃,规格为10 mm×10 mm青椒皱缩率最小,为21.25%。

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不同乳酸菌发酵枇杷汁的特性分析

阎佳慧, 王玉婷, 刘书亮, 刘爱平

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 282-288. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038447

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植物基发酵食品因其健康功效备受关注。该研究分别以植物乳植杆菌、副干酪乳酪杆菌和短乳杆菌接种发酵枇杷汁,对比分析3种乳酸菌发酵枇杷汁的特性。结果表明,发酵过程中不同乳酸菌发酵枇杷汁的pH值、总酸含量、总酚含量、还原糖含量和抗氧化活性差异明显。发酵结束时,3种乳酸菌的数量均可稳定在8.0 lg CFU/g以上,且总酸含量均>2.6 g/100 mL;植物乳植杆菌M2发酵枇杷汁的总酚含量最高,为第0天的126.79%。通过非靶向代谢组学分析技术在3种发酵枇杷汁中共注释到14类、409种代谢产物,其中占比最高的是有机酸及其衍生物、脂质和类脂质分子。3种枇杷汁在代谢产物组成上存在显著差异,差异代谢产物主要集中在氨基酸、脂肪酸、有机杂环化合物。该研究结果可为乳酸菌发酵果汁的代谢物分析以及枇杷汁功能食品研发提供参考。

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SERS结合免疫层析同时检测螺旋霉素和替米考星的方法

赵翔, 疏小惠, 袁少锋, 于航, 马宁, 常化仿, 章祥, 姚卫蓉

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 289-297. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039645

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该研究制备了以金核银壳为增强基底的拉曼免疫探针,通过优化抗体添加量、促凝剂种类和添加量、包被抗原浓度、探针添加量等关键因素,实现了对螺旋霉素和替米考星的同时检测。在该方法中,螺旋霉素和替米考星均为0.000 1~10 ng/mL,浓度的对数值与抑制率有良好的线性关系,螺旋霉素和替米考星的检测限分别为0.57 pg/mL和0.25 pg/mL。选用牛奶进行加标实验验证方法的可行性,发现两者的回收率和相对标准偏差均符合方法要求。通过测定交叉反应率,确定螺旋霉素和替米考星之间无交叉反应,且均与红霉素、竹桃霉素、克拉霉素、罗红霉素无交叉反应,确保了方法的特异性。该方法快速便捷、灵敏度高,可满足螺旋霉素和替米考星的现场同时检测需求。

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不同地区红花椒果皮的苦味物质分析

王璐, 李爱君, 段萍, 彭小伟, 阚建全

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 298-303. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038533

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花椒麻感强烈、香气独特,被广泛应用于各地菜肴和食品加工中,但同时存在苦味问题。红花椒种植面积和产量大,为明确不同地区红花椒果皮苦味品质差异,以20种不同地区红花椒果皮为研究对象,采用HPLC和氨基酸自动分析仪对花椒果皮苦味物质进行含量测定。研究结果表明,苦味物质在20个地区红花椒果皮中均有分布,含量存在差异。大部分地区槲皮素和熊果苷是主要的苦味物质,含量分别为0.127~1.200 mg/g、0.451~1.918 mg/g。进一步利用聚类分析可将不同地区红花椒果皮聚为五类,通过偏最小二乘判别分析结合变量重要性投影值筛选出异槲皮苷、槲皮素和异鼠李素是不同类别红花椒果皮的关键差异苦味物质。该研究可为红花椒果皮质量控制提供一定数据基础。

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一种基于培养技术的豆瓣酱合成微生物群落结构检测方法的建立及应用

易峰, 刘春凤, 李宛格, 钮成拓, 李崎, 郑飞云, 王金晶

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 304-312;330. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038844

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该研究旨在通过药敏试验筛选出具有选择性的抗生素组合,以建立能够量化豆瓣酱合成微生物群落中任一菌株绝对丰度的选择性培养基。采用微量稀释法分析了42种抗生素对肉葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、嗜盐四联球菌和融合魏斯氏菌的抑菌活性,并筛选出能通过培养将这些特定细菌有效区分开的抗生素。通过组合搭配能抑制细菌的氨苄西林钠、萘夫西林钠、盐酸金霉素、恶喹酸和林可霉素,以及能抑制真菌的制霉菌素,设计了一系列选择性培养基。在仅接种目标菌株与接种混合菌悬液的选择性平板上,目标菌株的菌落总数无显著差异(P>0.05)。这一系列选择性培养基能够精确量化由鲁氏接合酵母、肉葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、嗜盐四联球菌和融合魏斯氏菌组成的合成微生物群落中任一菌株的绝对丰度。通过应用该方法,成功分析了豆瓣酱合成微生物群落的结构以及群落成员间的相互作用。该研究为成员数量较少的合成微生物群落菌群结构检测方法的建立提供了一种简便、准确、低成本的解决方案。

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基于电子鼻和机器视觉的鱼肉新鲜度检测研究

袁也, 周博, 吴泽玮

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 313-320. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039633

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为了提升鱼肉新鲜度检测的准确率,该研究采用了电子鼻、机器视觉和多数据融合技术快速地检测冷藏鱼肉的新鲜度。挥发性盐基氮含量与新鲜度密切相关且易于测量,因此被选定作为鱼肉新鲜度的指标;用机器视觉和电子鼻获取样品的图像和气味信息。应用反向传播神经网络、卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和卷积神经网络-门控循环单元-注意力(CNN-GRU-Attention)3种模型对鱼肉新鲜度进行3分类和7分类预测。结果表明,3分类和7分类实验中,3种模型利用电子鼻数据进行分类的效果均优于机器视觉方法。此外,对原始数据进行融合后,3个模型的分类准确率均有提升。特别是基于CNN-GRU-Attention模型的多感官数据融合方法在本次研究中效果最优,其在测试集上的准确率分别达97.61%和90.48%。研究结果表明,采用多感知检测技术结合CNN-GRU-Attention预测模型能够有效地提高鱼肉新鲜度检测的准确性。

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超高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱结合GNPS分子网络技术检测抗生素类兽药残留

王伟, 任丽秋, 方志娟, 胡文涛, 张芬, 张雪婧, 赵紫薇,
马家辉, 李晓芹, 成向荣

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 321-330. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039835

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为研究兽药残留高通量检测方法,使用超高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱(ultra performance liquid chromatography-quadrupole time of flight tandem mass spectrometry, UPLC-Q-TOF-MS/MS)对畜禽基质样品以及21种兽药标准品进行检测,得到各兽药标准品的保留时间和特征碎片离子质谱图等信息,获得各目标化合物的线性方程、相关系数、线性范围以及测定底限。利用GNPS(global natural products social molecular networking)网站进一步探究了兽药的二级质谱裂解规律,对化合物进行结构解析和确证,发现同一种类的兽药分子裂解规律存在相似性,可以借助兽药分子的二级质谱裂解碎片实现畜禽肉中兽药残留的快速高通量筛查。基于UPLC-Q-TOF-MS/MS及GNPS分子网络技术,在24个猪肉、鱼肉样品中检出10种抗生素阳性,其中有3种不包含在已建立的兽药标准品信息库中。结果表明,相比于常规检测方法,UPLC-Q-TOF-MS/MS结合GNPS分子网络技术可以快速、简便地实现畜禽肉中兽药残留检测,且能发现未知兽药。

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不同产地沙棘叶茶品质分析及综合评价

王媛媛, 冯勇荣, 孙青占, 吕兆林

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 331-338. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038469

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该文对不同产地沙棘叶茶进行水分、水浸出物、茶多酚等理化成分的检测和感官评价,运用聚类分析、相关性分析、差异性分析、主成分分析以及综合得分模型对来自6个产地的沙棘叶茶进行了综合评价。新疆沙棘叶茶的感官综合得分高于其他产地沙棘叶茶,在香气和叶底嫩度方面显著优于其他产地沙棘叶茶(P＜0.05)。不同产地沙棘叶茶的理化指标存在显著差异(P＜0.05),尤其是咖啡碱、酚氨比、总黄酮和茶多糖;理化指标与感官品质存在一定的相关性,外形与水浸出物含量之间呈显著正相关(P＜0.05),酚氨比与干物质含量之间呈极显著正相关(P＜0.01),与游离氨基酸含量呈显著负相关(P＜0.05)。通过主成分分析提取了3个主成分,累计贡献率为88.623%,综合得分从高到低依次为新疆沙棘叶茶、阳泉沙棘叶茶、吕梁沙棘叶茶、甘肃沙棘叶茶、忻州沙棘叶茶、东北沙棘叶茶。该研究结果可为优质沙棘叶茶资源的选育提供一定的帮助,促进沙棘资源的进一步开发利用。

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超高效液相色谱-串联质谱法测定食用植物酵素中33种真菌毒素

丁学妍, 邵瑞婷, 姜洁

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 339-345. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039617

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该实验基于超高效液相色谱-串联质谱法建立了一种准确、高效测定食用植物酵素中33种真菌毒素的分析方法。样品用溶剂[V(乙腈)∶V(水)∶V(甲酸)=79∶20∶1]提取,分散固相萃取(QuEChERS)净化,浓缩富集后用定容溶液复溶,样液经C18反相色谱柱(2.1 mm×100 mm,1.7 μm)分离,以乙腈和0.1%(体积分数)甲酸水溶液作为流动相梯度洗脱,采用电喷雾离子源(electrospray ionization, ESI) 多反应监测(multiple reaction monitoring, MRM)扫描模式,同时对正、负离子进行采集,阴性基质配制外标法定量。结果表明,33种真菌毒素在各自的线性范围内的决定系数(R²)均大于0.980,回收率为60.9%~119.4%,相对标准偏差为6.9%~14.9%。该方法具有前处理操作简单、定性定量准确、通量高等特点,可以用于食用植物酵素中33种真菌毒素的检测。

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基于顶空固相微萃取结合全二维气相色谱质谱联用技术解析不同年份白兰地原酒香气组分特征

周君梦, 祝思梦, 车金名, 吴昊霖, 翁含之, 刘钰浩, 张葆春, 唐柯

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 346-352. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039068

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为明确陈酿时间对白兰地香气的影响,该研究采用顶空固相微萃取结合全二维气相色谱质谱联用(headspace solid-phase microextraction with comprehensive two-dimensional gas chromatography/time-of-flight mass spectrometry, HS-SPME-GC×GC-TOFMS)技术对9种不同陈酿时间白兰地原酒的挥发性成分进行测定分析。结果显示,在所有样品中共定性得到495种挥发性化合物,陈酿0年样品中种类最少(275种),陈酿18年最多(318种),挥发性化合物种类表现出随着陈酿时间延长而增多的趋势。不同类别香气化合物总含量随陈酿时间的延长不尽相同,其中醇类、醛类、萜烯类、含硫化合物含量随陈酿时间的延长逐渐下降,酸类化合物含量逐渐上升。主成分分析结果表明,不同年份酒样随酒龄呈现趋势性变化,而陈酿初期(0~1年)香气变化较大。基于单因素方差分析,共筛出268个差异代谢物,其中呈现果香、香料、烘培等香气特征的化合物在陈年酒中更为突出,而呈现花香、植物香气特征的化合物含量普遍随贮存时间延长而不断降低。该研究较为系统的分析了陈酿时间对白兰地中香气物质组分的影响,研究不仅可以丰富白兰地风味化学的理论体系,同时也为白兰地生产中风味调控提供数据基础与理论依据。

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机器学习和大数据在食品领域的应用

丁浩晗, 田嘉伟, 谢祯奇, 沈嵩, 崔晓晖, 王震宇

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 353-361. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039008

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近年来,食品行业经历了显著变化。全球化、技术进步以及不断变化的消费者需求推动了该行业的持续发展和创新。作为先进的新兴技术,机器学习和大数据在食品行业中发挥着越来越关键的作用。机器学习和大数据在食品领域的应用密切相关。机器学习通过模式识别和数据分析挖掘食品生产和供应链的关键信息,而大数据技术支持大规模数据处理,提供更全面的决策视角。这两者共同推动了食品研究创新和产业发展。利用机器学习对大数据集进行深入分析,可以预测食品趋势、改进生产流程、优化供应链。该文介绍了机器学习和大数据在食品工业的应用现状,涵盖了机器学习和深度学习技术、自适应神经模糊推理技术以及机器学习在食品检测中的多维应用,如机器学习算法与近红外光谱技术结合的食品检测技术、计算机视觉在食品领域的应用,以及机器学习算法和智能传感器结合的实时食品检测技术。分析了大数据面临的技术挑战(数据缺乏真实性、完整性及数据标注困难等),提出了潜在的解决方案(区块链技术及数据增强与预处理技术),并展望了机器学习技术在食品研究领域的未来发展趋势。此外,随着“食品工业4.0”的到来,食品工业正迎来快速发展,智能农业、机器人农业、无人机、3D打印、数字孪生等由机器学习衍生出的前沿技术将进一步崭露头角。面对如此多的创新和改进机遇,食品行业也将面临智能生产和可持续性等问题。最后,讨论了食品行业未来可能面临的挑战和发展方向。

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超低温深冷冻结对水产品冰晶生成及品质的影响研究进展

贾世亮, 刘永清, 赵雅婷, 尹宇浩, 周绪霞, 丁玉庭

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 362-372. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038945

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水产品具有水分含量高、内源酶活性高、蛋白质含量丰富、肌肉组织脆弱等特点,在捕获后易发生新鲜度下降甚至腐败变质,冷冻是保持水产品新鲜度的一种常用方法。但水产品冻结过程中形成的冰晶会破坏细胞结构,导致品质劣变,如蛋白质和脂质氧化、质构软化、变色等问题。目前,随着超低温深冷冻结技术的不断发展,冷冻水产品冰晶大小及形态可以得到有效控制,从而有效延缓冷冻水产品的品质劣变进程。该文主要综述了水产品在超低温深冷冻结过程中冰晶生成的原理和影响因素、冰晶对水产品品质的影响以及冰晶的检测方法及控制技术,以期为冷冻水产品新型冻结技术研发提供参考。

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水产品中药物残留前处理及检测方法研究进展

邓建朝, 赵阳, 贾博凡, 黄龙, 戚勃, 胡晓, 李春生, 赵永强, 陈胜军

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 373-380. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038696

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水产品因其丰富的营养和便捷的获取方式受到众多消费者的青睐。近年来,在养殖、运输和保存过程中,水产品质量安全的问题频频出现,其中养殖过程中使用禁用药物(氯霉素、孔雀石绿和硝基呋喃类等)及过量使用常规药物(恩诺沙星等)是影响当前水产品质量安全的一个重要原因。由于水产品样品中药物残留量较低,基质复杂,干扰物质多,因此有必要开发出选择性强、分离度好、灵敏度高的样品前处理方法和检测技术。文章主要阐述近年来国内外测定水产品中药物残留前处理技术、检测方法及其优缺点,并展望了药物残留检测技术的发展前景,为水产品中药物残留的检测提供了技术基础和方法学依据。

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显微高光谱成像技术在食品质量安全检测中的研究进展

吴俣, 袁伟东, 周禹, 张聪, 王大臣, 蒋雪松, 周宏平, 姜洪喆

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 381-391. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039259

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高效获取食品的质量与安全信息是实现食品在线检测和智能分选的基础。高光谱成像技术(hyperspectral imaging,HSI)作为一种快速、无损的检测手段,在食品工业中发挥着重要作用。显微成像技术则是一种功能强大的传统检测手段,可精确提供食品细胞及组织层面的微观结构信息。显微高光谱成像技术(hyperspectral microscope imaging,HMI)集成高光谱成像技术和显微成像技术的优势,不仅能够获取样品的光谱和空间信息,还可以观察样品的微观结构。HMI能够实时获取食品样品的丰富信息,并实现多维分析,为食品质量评估和安全检测提供更全面、准确和高效的手段。因此HMI在食品质量分析与安全检测等方面具有巨大的潜力,研究者正不断开展相关研究。该文旨在介绍HMI的原理与系统组成,并总结其在食品质量监测和安全检测方面的研究进展。对于现阶段的应用瓶颈也进行探讨,并提出了拓展检测适应性和与其他技术联用的兼容性等发展前景。希望能够为HMI在食品科学领域的进一步研究和应用提供参考。

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超声波预处理在果蔬干燥技术中的研究进展

阮函钰, 宋莎莎, 王文亮, 王延圣, 弓志青, 崔文甲, 侯福荣, 王利红

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 392-400. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038707

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超声波是一种由声波产生的能量,该声波的频率高于人耳听力阈值。它的机械和物理效应能够增强传质过程,有利于去除附着较强的水分。作为一种新兴非热预处理技术,超声波预处理已经用于果蔬干燥,它的应用有效缩减了果蔬的干燥时间,提升了果蔬的干燥速率,同时还改善了产品的品质。该文主要介绍了超声波预处理技术的作用机理以及超声波作为预处理在果蔬干燥技术中的应用,与未处理组相比,它明显提高了传质速率和干燥效率,并且由于其是一种非热预处理技术,因此,一般来说,超声处理后果蔬的颜色、复水特性、抗坏血酸含量与新鲜果蔬相比变化不大,有助于保持食品的质地和营养价值。此外,该文还简述了超声功率、超声温度、超声时间等参数对果蔬干燥效率、干燥时间以及产品品质的影响,为今后在果蔬干燥技术中的应用提供参考。

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复合DNA水凝胶在食品中霉菌毒素检测的应用研究进展

张书鸣, 王欣, 王绪武, 杨庆, 王锴, 王强

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 401-410. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.040539

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开发能够快速高效检测食品中潜在有害物质的检测技术对于保障食品安全和维护人类健康具有重要意义。具有三维聚合物网络结构的水凝胶具有比表面积大、结构易于功能化、生物相容性好、柔韧性好、机械稳定性好等优点,其中,复合型水凝胶在食品安全检测领域引起了广泛关注。该文围绕复合型DNA水凝胶的合成、分类以及在食品中霉菌毒素检测的应用进行综述。根据合成策略不同分为物理和化学交联法,按照复合类型又可以分为聚合物复合和纳米粒子复合两类DNA水凝胶,总结了复合DNA水凝胶在食品中多种霉菌毒素检测的研究进展,提出了通过进一步功能化和智能化设计,提升食品安全检测的灵敏度和准确性的建议,并对其发展前景进行了展望。

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藤茶抗高尿酸血症的机制及进展

范光河, 翟梓皓, 刘佳欣, 黄卫东, 战吉宬, 游义琳

食品与发酵工业. 2024, 50(24): 411-418. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.039065

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高尿酸血症 (hyperuricemia, HUA) 是一种常见的代谢性疾病, 其可能引发痛风和其他严重并发症。藤茶 (Ampelopsis grossedentata) 作为一种传药用植物, 在中医中被广泛应用于治疗HUA及相关疾病。该文旨在探讨藤茶抗HUA的机制及其研究进展。首先回顾了HUA的病理机制, 主要涉及嘌呤代谢异常及尿酸排泄障碍。综述了目前常用的抗HUA药物及其药理作用和副作用。该文总结现有研究揭示的藤茶及其功能成分对HUA的潜在影响, 涵盖抑制尿酸合成、促进尿酸排泄、抗氧化和抗炎等方面的研究进展。探讨藤茶抗HUA的潜在机制, 特别是其通过调节肠道稳态和改善胰岛素抵抗以抑制HUA的潜力。综上所述, 藤茶作为一种天然草药, 显示出抗HUA作用, 但仍需更多临床和基础研究来验证其有效性, 以推动其在临床上的应用。

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2024年, 第50卷, 第24期　刊出日期：2024-12-25

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