天然甜味剂索马甜(thaumatin,Tha)来源于非洲竹芋果实,甜度为蔗糖的1 600倍,热量极低且可被人体降解为所需氨基酸,符合现代食品工业对安全、健康、高效甜味剂的需求。为实现其在毕赤酵母中的工业化规模生产,研究以GS115为宿主,采用启动子筛选、信号肽优化、基因剂量优化及多途径分子伴侣协同表达的系统策略。首先比较P_AOX1、P_GAP、P_GCW14 3种启动子,P_AOX1驱动产量最高,达33.37 mg/L。继而构建14种杂合信号肽,其中KexEA-α将分泌水平提升至47.89 mg/L。利用“同尾酶”法构建1~6拷贝表达载体,证实4拷贝为最佳剂量,产量达60.12 mg/L,继续增加拷贝数则因细胞负荷过重导致产量回落。单因子伴侣蛋白共表达实验筛选出Ero1、Pdi1、Pdi2、Sec53、Hrd1、Ubc1、Sso2共7个增效伴侣蛋白,其中Ero1单独表达产量达72.02 mg/L。进一步将氧化折叠修饰途径(Pdi1-Pdi2-Ero1)与质量控制途径(Hrd1-Ubc1)相关的伴侣蛋白联合共表达,形成五因子协同体系,产量跃升至154.29 mg/L,为原始菌株的6.29倍。进一步在3-L发酵罐进行高密度补料分批放大,诱导156 h后Tha产量达1.09 g/L,为摇瓶产量的7.06倍。该研究首次实现Tha在毕赤酵母中的g/L级分泌表达,为天然甜味剂的低成本、规模化工业生产奠定了技术基础。

胞外多糖(exopolysaccharide, EPS)是乳酸菌重要的代谢产物之一,具有调节菌体功能和改善食品品质等多种作用,广泛应用于食品工业。为解析EPS的合成与调控机制,该研究通过对发酵粘液乳杆菌(Limosilactobacillus fermentum)2-1的全基因组数据进行分析。结果表明:L.fermentum 2-1具有转运纤维二糖、葡萄糖、蔗糖和甘露糖的磷酸烯醇丙酮酸-糖磷酸转移酶系统以及转运乳糖、半乳糖和麦芽糖的渗透酶系统;具有合成UDP-葡萄糖、UDP-半乳糖、dTDP-L-鼠李糖和GDP-甘露糖4种糖核苷酸前体的相关基因;染色体上存在由9个基因组成的eps基因簇,包括转录基因epsA和epsB、链长决定基因epsD、糖基转移酶基因pglC、amsE、tuaG、exoL和wbbL以及EPS转运基因wzx。实时荧光定量PCR结果显示,与胞外多糖合成相关基因在生长阶段均可表达,且epsA、epsD、pglC、exoL、galT和pgm在9 h表达量最高,与此对应EPS产量在9 h达到峰值(857.15 mg/L)。该研究揭示了L.fermentum 2-1中EPS的合成与调控机制,为其在食品工业中的应用提供了理论依据。

四甲基吡嗪(tetramethylpyrazine, TTMP)是赋予酱香型白酒典型坚果香和烘焙香的关键风味物质,但其生物合成机制,尤其是前体代谢途径和关键功能微生物驱动机制尚未明晰。该研究以高温大曲为对象,整合发酵与陈化全过程的理化分析、挥发性代谢物检测与宏基因组测序。结果表明,大曲理化指标与酶活力在发酵期波动显著,陈化期趋于稳定;挥发性化合物在发酵期(42种)多于陈化期(23种)。宏基因组功能注释[碳水化合物活性酶数据库(Carbohydrate-Active enZYmes Database,CAZy)/京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)]揭示碳水化合物和氨基酸代谢为优势通路,TTMP合成高度依赖丙酮酸代谢和支链氨基酸(如亮氨酸)降解2条核心途径。基于基因丰度,关键功能微生物呈现明显的时序演替规律:发酵前期以糖多孢菌属(Saccharopolyspora)为主;第10天时海因德里克氏菌属(Heyndrickxia)成为优势菌属,主导关键代谢并驱动TTMP快速积累;发酵后期及陈化阶段则由克罗彭斯特菌属(Kroppenstedtia)占据主导。该研究系统揭示了高温大曲中TTMP合成的微生物驱动机制,为定向调控大曲风味品质提供了理论依据。

该论文研究豆甾醇(stigmasterol, SMR)对酪氨酸酶活性的抑制作用及其机制。以酪氨酸酶为核心靶点,通过酶动力学分析与分子对接模拟,探究了SMR与酪氨酸酶的相互作用方式及分子机制。结果表明,SMR对酪氨酸酶抑制作用的IC₅₀=1.19 mg/mL,表明SMR可降低酪氨酸酶反应的初始速率并抑制其活性。此外,随着SMR质量浓度的增加,其对酪氨酸酶活性的抑制作用呈剂量依赖性增强。酶动力学分析表明,SMR对酪氨酸酶抑制作用是可逆的,且抑制类型为混合型抑制。具体表现为,随着SMR质量浓度不断增加,米氏常数K_m值整体呈现上升趋势,V_max值则逐渐下降。其结合常数K_I<K_IS,表明SMR与游离酶的结合比与酶-底物复合物的结合更加紧密。分子对接结果显示,SMR通过氢键作用力与酪氨酸酶进行结合,其结合能为-5.65 kcal/mol,从而改变酪氨酸酶的空间结构,阻碍其与底物进行结合,进而抑制酪氨酸酶的活性。分子动力学模拟进一步证明了该复合物的结构稳定性。该研究为SMR在美白、抗氧化等领域的应用提供了理论依据。

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)作为公认安全(Generally Recognized as Safe,GRAS)菌株,是生产食品级血红素的理想底盘,但其粪卟啉依赖性(coproporphyrin-dependent,CPD)合成途径中关键酶的调控机制尚不明确。为解析并突破该途径的限速步骤,该研究系统评价了强化尿卟啉原脱羧酶(UroD,hemE编码)和粪血红素脱羧酶(ChdC,hemQ编码)的表达对血红素合成的影响。采用无标记基因修饰技术,将强组成型启动子驱动的hemE和hemQ基因分别或组合整合到B.subtilis BSH11基因组的中性位点ydaP和yvkC,构建基因过表达菌株,并通过摇瓶发酵和实时荧光定量PCR分析其血红素产量和基因转录水平。结果表明,单独强化hemE表达效果最为显著,其转录水平最高提升303倍,发酵48 h后胞外血红素产量达到(23.90±1.49) mg/L,较对照菌株提高826%;单独强化hemQ表达对产量无明显促进作用;而两基因共表达时,胞外血红素产量较hemE单过表达菌株反而下降35%。研究证实,UroD是B.subtilis血红素CPD合成途径的关键限速步骤,而ChdC的催化能力在当前条件下并非主要限制因素。该发现为后续在B.subtilis这一安全底盘中,通过精准代谢工程策略高效合成食品级血红素提供了核心靶点和理论指导。

蛋白质谷氨酰胺酶(protein glutaminase, PG, EC 3.5.1.44)具有蛋白脱酰胺特征功能,可以作为新型食品工业用酶制剂广泛应用于植物蛋白质的改性。研究提升PG的发酵表达水平,可以为其工业化生产提供参考。该文以构建的产蛋白质谷氨酰胺酶菌株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)为材料,通过单因素和响应面试验进行摇瓶培养基组成的筛选。在5 L发酵罐水平上,通过单因素和正交试验进行发酵工艺的优化试验。试验得到最佳的发酵培养基组成和控制工艺,进一步建立发酵动力学模型。研究结果表明,经优化发酵培养基组成,摇瓶发酵的最高酶活力为5.409 U/mL。在5 L发酵罐中优化发酵工艺后,发酵酶活力达到13.72 U/mL,相较基础发酵水平提升168.5%。SDS-PAGE结果显示,PG分子质量约20 kDa。该文通过建立发酵动力学模型来判断,枯草芽孢杆菌发酵生成蛋白质谷氨酰胺酶的过程属于部分偶联型。

为探究富含谷胱甘肽酵母衍生物(glutathione-enriched inactive dry yeast,g-IDY)对混菌发酵赤霞珠葡萄酒品质的影响,该研究在发酵前分别添加0、20、40、60、100 mg/L g-IDY,对所有酒样进行理化指标、抗氧化能力、酚类和有机酸组成以及挥发性风味物质的分析。采用高效液相色谱法、顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(headspace solid-phase microextraction,HS-SPME-GC-MS)、电子鼻技术和模糊数学模型进行综合评价。结果表明,添加60 mg/L g-IDY可显著提高葡萄酒中谷胱甘肽(glutathione,GSH)、总多酚、总黄酮和花色苷含量,增强抗氧化能力并改善红色调稳定性;同时促进苹果酸降解和乳酸生成,降低乙酸和乙酸乙酯含量,提升2,3-丁二醇和苯乙醇含量至66.24 μg/L和986.64 μg/L(P<0.05)。电子鼻与感官评价结果一致显示,添加60 mg/L g-IDY的葡萄酒在芳香族和甾醇化合物上响应值最强、香气平衡度最佳,综合感官得分最高(84.5)。综上,g-IDY能有效改善混菌发酵赤霞珠葡萄酒的抗氧化性能、色泽稳定性和感官品质,为果酒酿造工艺优化及g-IDY应用提供理论依据和技术参考。

核桃是我国的传统坚果,但核桃蛋白质中含有8种过敏原(Jug r 1~Jug r 8)。该研究旨在探究核桃内种皮多酚提取物(polyphenol extract from walnut pellicle,PEWP)对核桃球蛋白(walnut globulin,WG)的抗原性的影响及其与蛋白质结构和过敏原蛋白质谱相对丰度变化的关系。通过碱法制备WG-PEWP复合物,采用光谱技术及体外免疫实验评估PEWP对WG结构和抗原性的影响,同时运用蛋白质组学技术进一步探究复合物中核桃过敏原的变化。结果显示,PEWP的修饰改变了WG的二级与三级结构。随着PEWP添加量的增加,WG的免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)结合能力从(72.68±2.68)%显著降低至(43.26±0.25)%(P<0.05)。相关性分析表明复合物的IgG结合能力与其结构变化存在统计学显著相关性(P<0.05)。蛋白质组学分析结果显示WG中含有6种核桃过敏原,经PEWP修饰后,4种过敏原蛋白(Jug r 2、Jug r 4、Jug r 6和Jug r 8)的质谱相对丰度显著降低。复合物的酸水解产物分析发现鞣花酸(ellagic acid,EA)是PEWP中与WG发生相互作用的主要多酚成分。这些结果表明,PEWP的添加降低了WG的结构有序性和抗原性,而PEWP中的EA可能通过共价修饰核桃过敏原蛋白来减弱其抗原性。该研究旨在为开发低致敏性核桃产品提供理论基础及技术层面的创新见解。

乳脂肪球膜蛋白(milk fat globule membrane protein, MFGMP)是乳脂肪球膜(milk fat globule membrane, MFGM)中的重要功能性成分,其独特的结构和生物学特性对婴幼儿健康发育具有多种关键作用。该研究利用人和牛源MFGM及其蛋白,探究经体外模拟婴儿胃肠道静态消化各阶段游离氨基酸的变化,运用多肽组学技术分析消化后多肽构成差异,并使用小鼠巨噬细胞RAW264.7模型对不同来源消化产物的抗炎功能进行研究。结果显示,人源MFGMP消化产物中的必需氨基酸(苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸)和非必需氨基酸(甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、谷氨酸、天冬氨酸)含量显著高于牛源,且存在6种独有的活性多肽。4种消化产物均无毒性作用且在200、400 μg/mL质量浓度对细胞有一定的促增殖作用,细胞产生NO和免疫因子含量的变化表明人源MFGMP消化产物具有更高的抗炎潜力,MFGM结构对消化产物抗炎作用的影响并不显著。

为明确菜心采后软腐病的病原菌并为该病害的绿色防控提供参考,该研究从自然腐烂菜心中分离并纯化了病原菌,通过致病性测定、果胶酶活性检测和基因PCR进行鉴定;同时,利用体外与体内抑菌实验评估了解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens,BA)和丁香酚(eugenol,EU)对病原菌的抑制活性。16S rDNA系统发育分析表明,该菌株A1与胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种(Pectobacterium carotovorum subsp.carotovorum,Pcc)高度同源。形态学观察显示,A1为革兰氏阴性短杆菌,在LB培养基上形成圆形、乳白色、中央略凸起、边缘整齐且表面光滑的菌落。生理生化实验显示,该菌株能在37 ℃生长,耐受5%和7%(质量分数)NaCl,并能利用果胶、明胶及D-葡萄糖、甘露醇等多种碳源产酸。抑菌实验显示,BA和EU对A1菌株体内外均有显著抑制作用,其最小抑菌浓度分别为50%(体积分数,下同)BA无细胞滤液和0.1% EU,最小杀菌浓度分别为100% BA无细胞滤液和0.4% EU。BA与EU处理能够降低失重、维持总可溶性固形物及叶绿素含量,从而保持菜心品质。该研究明确了采后菜心软腐病病原菌及其生理特性,为其防控提供理论依据。

预制菜肴大多以冷冻食品形式流通,经复热后食用。菜肴的复热方式会显著影响其风味,但不同冷冻时长条件下复热方式对菜肴风味的影响尚不明确。该文采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(headspace solid phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry, HS-SPME-GC-MS)、相对气味活性值(relative odor activity value, ROAV)、主成分分析法(principal component analysis, PCA)及描述性感官分析,探究了3种复热方式(水浴、微波、蒸汽)在采用不同冻融循环模拟不同冻藏时长条件下对预制回锅肉风味的影响规律。结果显示,新鲜菜肴与冻融复热菜肴中均鉴定出九大类共159种挥发性化合物。除经历3次冻融循环后经微波复热的样本(含84种)外,其余回锅肉样本的挥发物质种类(105~121种)均多于新鲜样本(90种),其中31种挥发性物质的ROAV≥1,即为关键风味化合物,包括11种醛类、2种酮类、4种醇类、1种烃类、4种杂环化合物、3种硫化物、3种酯类、2种酸类及1种酚类。在绝大多数冻融后复热样本中,水浴加热在初始阶段(1次冻融循环,相似度评分6.25)展现出更优的风味保留效果,豆豉发酵香和肉香(二丙基二硫醚和2,3-辛二酮)占据主导地位;蒸汽加热在3次循环后表现最佳(相似度评分6.45),肉香(2-甲基吡嗪和正壬醛)占据主导地位;微波加热在5次冻融循环后获得最高相似度评分(6.15),酱汁与肉香(苯甲醛和2,5-二甲基吡嗪)占据主导地位。总体而言,再加热方法的选择取决于冻融循环次数即模拟冻藏时长,该研究为预制菜肴复热方法的选择提供了理论和实验依据。

口腔健康易受多种内源性与外源性因素影响,其中口腔致病微生物是主要因素之一。抗菌肽因具有高效抗菌活性与独特作用机制,在口腔致病菌感染防治中显示出广阔应用前景。该研究系统评价了YHX系列人工合成抗菌肽对变异链球菌、具核梭杆菌和牙龈卟啉单胞菌这3种典型口腔致病菌的抑制作用。通过测定抑菌圈直径、最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration, MIC)、最小杀菌浓度(minimum bactericidal concentration, MBC)及最小生物膜抑制浓度(minimum biofilm inhibitory concentration, MBIC),评估其抗菌与抗生物膜活性;并利用扫描电镜(scanning electron microscopy, SEM)观察细菌生物膜形态变化,同时通过RAW264.7细胞毒性及溶血实验评价其生物安全性。结果表明,6种抗菌肽对变异链球菌和具核梭杆菌均表现出良好抗菌活性,MIC值为4~32 μg/mL,MBIC值均低于64 μg/mL。在4×MIC浓度下,该系列抗菌肽对变异链球菌生物膜的抑制率超过60%,对具核梭杆菌与牙龈卟啉单胞菌共培养生物膜的抑制率均高于85%。扫描电镜显示,抗菌肽可引起细菌细胞结构变形甚至破裂,从而发挥抑菌作用。细胞毒性实验表明,YHX-5和YHX-7具有较低的细胞毒性;溶血实验结果进一步证实YHX-5具有低溶血率和良好的细胞选择性。综上所述,YHX-5兼具高效抗菌活性、显著抗生物膜能力、低溶血毒性与低细胞毒性,展现出作为新型口腔抗菌剂的开发潜力。

益生菌因具有维持肠道微生态平衡和促进机体健康的作用而备受关注,但其口服制剂易受胃酸和胆盐的破坏而严重制约了其应用。该研究通过模拟的胃肠消化体系,系统比较了不同制剂(滴丸、菌粉)及不同菌株组合对益生菌胃肠耐受性的影响,重点评估滴丸包埋技术的保护效应。选取2种不同菌株组合的滴丸制剂(产品A、C)及其对应菌粉制剂(产品B、D),在pH值为1.5~4.0的人工胃液、胆盐质量浓度为0.3~3 g/L的人工小肠液及胃液-小肠液序贯消化条件下,采用平板计数法监测活菌数与存活率。在pH 1.5条件下,滴丸制剂A与C的存活率分别为97.74%和95.67%,显著高于B(60.08%)和D(0%)(P＜0.001);在3 g/L胆盐环境中,滴丸制剂A与C在6 h后存活率保持在85%以上,同样优于对应菌粉组(P＜0.001)。序贯消化结果显示,产品A在8 h后仍维持88.52%的存活率(P＜0.001),结果表明,滴丸剂型能够提高益生菌在胃酸和胆盐条件下的存活率,并呈现一定的缓释特性,多菌株滴丸制剂在消化胁迫下表现出较单菌株制剂更高的存活稳定性。综上,滴丸技术在双歧杆菌类益生菌中显著增强了抗酸抗胆盐能力,多菌株组合进一步提升了整体耐逆性与存活水平,为益生菌靶向递送与功能实现提供了新思路,推动了新型益生菌制剂的开发应用。

开菲尔粒作为一个复杂的菌株混合体系,其内大多数微生物之间的相互作用仍不清楚,特别是酵母菌与醋酸菌。为了探究来源于开菲尔粒的酵母菌与醋酸菌在共培养条件下的互作效应,该研究通过生物膜形成能力与胞外多糖产量筛选最优菌株,并从生理特性、代谢产物及化学结构(傅里叶红外光谱)等多角度阐明其协同增效机制,为开发功能性发酵剂及解析开菲尔粒稳定机制提供理论依据。共培养实验表明,马克思克鲁维酵母菌Y7与可可豆醋酸菌A26组合在30 ℃、pH 6.5条件下的生物膜形成能力(3.0~8.3)与胞外多糖产量(42.9~98.9 mg/L)均显著高于其他组合(P<0.05)。其中生物膜形成能力值表明共培养体系疏水性与聚集能力均强于醋酸菌纯培养,略低于酵母菌纯培养。代谢分析显示,相较于纯培养的20 h,共培养体系醋酸菌A26乙酸产量在16 h便达到峰值并趋于平衡,反观酵母菌Y7在共培养体系中乙醇产量呈现全程性抑制,并且相较于纯培养提前4 h达到峰值,且最大产量较纯培养降低0.7%。红外结果证实,Y7与A26共培养形成生物膜的化学组成(蛋白质、多糖、脂质)与天然开菲尔粒高度相似,特征峰吻合度高。最终得出结论,酵母菌Y7与醋酸菌A26在共培养条件下存在显著的互利共生关系,Y7作为生物膜“奠基者”提供初始框架与乙醇底物,A26作为“强化者”嵌入框架、产酸,共同构建了与天然开菲尔粒结构相似的稳定生物膜。

牛肉在冷藏过程中表面结构会随水分迁移与组织变化而发生动态演变,而现有评价方法多依赖破坏性理化指标,对表面纹理信息的系统量化利用不足。该研究以4 ℃冷藏条件下的牛背最长肌为对象,选取0~30 h中的10个贮藏时间点,每个时间点分析3块独立样品(即共30块牛排),通过机器视觉和灰度共生矩阵构建对牛肉表面纹理特征的分析方法,系统揭示冷藏早期牛肉纹理演变规律。通过标准化的图像处理获得有效肌肉区域图像,并在多距离(1、3、5像素)、多方向(0°、45°、90°、135°)条件下提取对比度、不相似性等纹理参数。结果表明,随贮藏时间延长,表面对比度由37.82显著升高至54.31、熵由6.65增加至7.52(P<0.05),而同质性由0.486降低至0.434,能量由0.314降至0.245,角二阶矩由0.132显著下降至0.050,反映出肉表面由平滑均匀向复杂无序状态转变。主成分分析结果显示,第一主成分可解释59.76%的纹理信息,其得分随贮藏时间呈显著单向变化,可有效区分不同冷藏阶段样品,表征牛肉表面纹理整体演变程度。研究表明,基于灰度共生矩阵的纹理特征能够敏感反映冷藏过程中牛肉表面结构变化,为未来建立快速、无损的牛肉品质评价方法提供了新的思路和理论依据。

为探究超高压处理(ultra-high pressure,UHP)和热处理(thermal processing,TP)对竹笋质构的影响机制,该研究以方竹笋细胞壁物质为模拟体系,比较UHP(500 MPa/20 min、600 MPa/20 min、600 MPa/5 min)与TP(100 ℃/20 min)对其持水性、结构及果胶组分的影响。结果表明,TP组(下降29.61%)对持水性的影响显著强于UHP组(下降4.47%~16.75%)。在果胶组分方面,TP导致水溶性果胶(water-soluble pectin,WSP)含量激增100.24%,而螯合性果胶(chelate-soluble pectin,CSP)和碱溶性果胶(sodium carbonate soluble pectin,NSP)含量分别下降27.24%和21.18%,相比之下,UHP处理下WSP增幅仅为3.82%~10.55%,且促使部分CSP转化为NSP,使NSP含量显著增加,利于维持细胞壁物质结构稳定。在酯化度方面,UHP显著降低果胶酯化度,压力越高、时间越长,降幅越大(最高达35.94%);红外光谱分析同步证实,与TP组相比UHP组在1 641 cm^-1处的吸收峰明显更强,1 732 cm^-1处则相对更弱,说明UHP后细胞壁物质(alcohol-insoluble residue,AIR)具有更低酯化度,表明其脱酯作用更强,有助于稳定细胞壁结构。在果胶分子质量方面,TP组中WSP、CSP、NSP相对分子质量与对照组相比分别下降71.71%、33.26%、66.64%,其降幅远超于UHP组分别是其1.96、1.37、2.48倍,相比之下,UHP更能保持细胞壁果胶结构。综上,UHP处理通过调控AIR的结构与组成,实现对竹笋质构保持;这将为超高压技术应用于竹笋及其他相关果蔬品质调控提供了理论依据与技术参考。

大豆球蛋白(11S)和β-伴大豆球蛋白(7S)是大豆蛋白的主要组分,比较11S和7S与多酚相互作用的差异,对揭示多酚对大豆蛋白结构与功能性质的影响机制十分必要。该研究采用紫外-可见光谱、荧光光谱、红外光谱和等温量热滴定法研究11S和7S分别与单宁酸(tannins acid,TA)、表没食子儿茶素没食子酸酯((–)-epigallocatechin-3 gallate,EGCG)和没食子酸(gallic acid,GA)3种不同多酚之间的相互作用。结果表明,3种多酚均能增强11S和7S蛋白的紫外吸收并引起吸收峰偏移,同时改变氨基酸微环境。3种多酚均通过静态猝灭机制与蛋白质形成稳定复合物,显著降低其内源荧光强度,其中TA的猝灭率最高,11S-TA和7S-TA的猝灭率分别为93.9%和97.9%。3种多酚与11S/7S蛋白的相互作用均为自发放热过程,且11S与多酚的结合位点数多于7S,11S与3种多酚的结合位点数均为10,而7S与TA、EGCG、GA的结合位点数分别为8.6、6.7、5。结合力类型上,11S与TA之间以氢键和静电作用为主,与EGCG和GA之间则以疏水作用和范德华力为主,而7S与3种多酚之间均以氢键和静电作用为主。3种多酚诱导蛋白质二级结构改变,其中TA的影响最显著,表现为7S-TA的α-螺旋含量从30.17%降低至9.57%,无规则卷曲从22.07%增加至38.69%,11S-TA的α-螺旋含量从30.23%降低至10.14%,无规则卷曲从23.40%增加至40.87%。此外,3种多酚均能提升11S和7S的抗氧化活性(TA>EGCG>GA),并显著改善其乳化性能。

为系统挖掘甘南特色功能性益生菌资源并阐明其降胆固醇机制,该研究以甘南传统发酵牦牛乳源植物乳植杆菌CW22为对象,通过全基因组解析结合体外功能实验验证该机制。全基因组分析显示,CW22基因组全长3 318 231 bp,GC含量44.48%,预测含3 155个开放阅读框,富集碳水化合物代谢、氨基酸代谢等与功能发挥相关的基因簇。同时,鉴定出4个bsh同源基因,其中bsh1相对表达量最高,为核心功能基因。体外验证结果表明,CW22的降胆固醇作用由多机制协同实现。胆盐水解酶介导的胆固醇-胆酸共沉淀为主要机制,甘氨胆酸钠条件下共沉淀量达40.67 μg/mL,占总降解率的45%以上。细胞膜吸附为辅助途径且依赖菌株代谢活性。该研究为挖掘高原功能性益生菌、开发靶向降胆固醇功能性食品提供了理论支撑与优质菌株资源。

该研究旨在探讨羟基红花黄色素A(hydroxysafflor yellow A,HSYA)对晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products,AGEs)形成的影响。通过构建牛血清白蛋白(bovine serum protein,BSA)-甲基乙二醛(methylglyoxal,MGO)糖基化模拟体系,结合光谱法、分子对接和SDS-PAGE等方法,检测体系中荧光性AGEs、蛋白质氧化产物(二酪氨酸、犬尿氨酸、N-甲酰犬尿氨酸),并研究HSYA与BSA的结合特征。结果表明,300 μmol/L的HSYA对荧光性AGEs、二酪氨酸、犬尿氨酸及N-甲酰犬尿氨酸的抑制率分别达到70.07%、51.71%、68.34%和80.37%。荧光光谱结果表明,HSYA与BSA之间有1类结合位点,猝灭机制为静态猝灭,且二者之间主要作用力为氢键和范德华力。SDS-PAGE结果表明,HSYA能够抑制BSA-MGO体系中BSA交联结构的形成。分子对接结果表明,HSYA可结合到BSA的TRP-213残基与BSA形成复合物,同时与BSA的ARG残基之间存在氢键和范德华力,阻碍BSA糖基化位点与MGO结合,从而抑制AGEs的产生。因此,HSYA具有开发为AGEs天然抑制剂的潜力。

芽孢杆菌(Bacillus spp.)是引起食品腐败的主要致病菌之一,严重威胁食品安全。石榴皮提取物(pomegranate peel extract, PPE)作为一种植物源抗菌剂,已显示出良好的抑菌潜力。该研究从膜脂过氧化角度出发,系统探讨PPE对3种芽孢杆菌的氧化应激系统、细胞结构完整性和能量代谢途径的影响。结果表明,PPE处理可诱导芽孢杆菌细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)大量积累,H₂O₂含量最高达到对照组的46.3倍,并显著抑制超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性(P<0.01),从而破坏细胞氧化还原稳态。尽管过氧化氢酶(catalase,CAT)和过氧化物酶(peroxidase,POD)活性出现代偿性上升,仍无法逆转氧化损伤,最终导致膜脂过氧化反应加剧,丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量显著升高。扫描电镜观察显示,菌体形态发生明显改变,出现塌陷、皱缩及胞内物质外泄。此外,细胞壁完整性受损,碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)泄漏量增加5.23倍,Na⁺-K⁺-ATP酶活性降幅达70.9%,表明能量代谢途径严重受阻。该研究首次系统阐明,PPE对食源性芽孢杆菌的抑菌作用关键机制在于诱发H₂O₂过度积累与SOD活性显著抑制,进而启动“氧化应激-结构破坏-能量代谢抑制”的级联反应过程。研究结果为石榴皮提取物作为天然食品防腐剂的开发提供了理论依据,也为农业副产物的高值化利用提供了新途径。

为明确微氧对酒精发酵阶段酵母生长及葡萄酒品质的影响,该研究在赤霞珠葡萄酒酒精发酵阶段分别进行0(M-0,对照组)、15(M-15)、75(M-75)、150(M-150) min/d 4个不同水平的可控微氧化处理,监测发酵过程中溶解氧及氧化还原电位(oxidation-reduction potential, ORP)、酵母菌落动态变化,分析酒样理化指标、感官特性、挥发性化合物。研究结果表明,M-15发酵体系内非酿酒酵母在发酵第1天、酿酒酵母在发酵第3天数目达到最高,分别为4.04×10⁶、1.65×10⁷ CFU/mL。M-150酒样中酒精度及甘油含量显著高于其他组,分别为14.88%vol和9.44 g/L。M-150酒样色度值、总酚含量最高,分别为18.00、1.78 g/L。M-75酒样颜色最亮,最靠近紫红色,M-150红色色调、饱和度最大,分别为38.96、39.33。通氧组与对照组花色苷含量具有显著性差异且M-75花色苷含量最高。感官评价表明,通氧组在复杂度、香气浓郁度等方面评分显著高于对照组。香气成分分析表明,通氧量越多,产生的挥发性化合物越多。M-150酒样中苯甲醛、乙酸、异丁酸等物质含量显著高于其他组,使奶酪、蜂蜜味更加浓郁。M-75酒样中1-己醇、(E)-3-己烯-1-醇、(Z)-2-己烯-1-醇等物质含量显著增加,给葡萄酒带来了草药味、花香。M-15酒样中己酸异戊酯、β-大马士革酮等物质含量大幅度增加,赋予了葡萄酒更加浓郁的果香、花香。通氧组芳樟醇含量显著高于对照组,增强了酒中玫瑰花香、柑橘香。综上所述,M-15能促进酒精发酵过程中酵母的生长。M-150可显著提升葡萄酒中的甘油含量和酒精度,促进酚类物质聚合,提高酒体色度值。微氧处理不仅能显著增加花色苷含量、改善葡萄酒感官特性,还有利于高级醇类、酯类、酸类化合物生成,使葡萄酒呈现出更浓郁的果香和花香等特征。

黄花菜是宁夏特色经济作物,其深加工对推动区域发展和农民增收具有重要作用。该研究以宁夏黄花菜为原料,采用超声辅助法提取多糖,通过高效液相色谱、核磁共振等方法对其结构进行解析,并探究其对嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、干酪乳酪杆菌(Lacticaseibacillus casei)、长双歧杆菌长亚种(Bifidobacterium longum subsp.longum)和两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)的生长与代谢调控作用。结果表明,该多糖是一种低分子质量多糖,主要由半乳糖、阿拉伯糖和葡萄糖构成,含有吡喃糖环及α/β糖苷键;体外发酵显示,该多糖显著促进4种菌株增殖,其中质量分数为1.5%的多糖对嗜酸乳杆菌和干酪乳酪杆菌促生长效果最佳,质量分数为2.0%的多糖更利于长双歧杆菌长亚种和两歧双歧杆菌增殖;发酵过程中pH显著降低且低于低聚果糖(fructooligosaccharides,FOS)对照组(P＜0.05),同时短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)含量显著增加(P＜0.05),其中干酪乳酪杆菌乙酸产量最高。由此表明黄花菜多糖一种优良的天然益生元,在功能性食品和肠道微生态应用具有良好的发展前景。

羊肚菌多糖(Morchella esculenta polysaccharides,MEP)因其显著生物活性而备受关注,但其高分子质量导致的水溶性差、黏度高及生物利用度低等问题,严重制约了其在功能性食品与生物医药领域的应用潜力。该研究旨在探究超声降解这一绿色物理改性技术对MEP理化性质及抗氧化活性的影响。采用响应面法优化超声降解工艺,利用高效凝胶渗透色谱(high-performance gel permeation chromatography,HPGPC)、傅里叶变换红外光谱(Fourier-transform infrared spectroscopy,FT-IR)、刚果红实验、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)及扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对降解前后多糖(MEP与UMEP)的分子质量、单糖组成、官能团、链构象、结晶度及微观形貌进行系统表征,并通过测定DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和羟自由基清除能力评价其抗氧化活性。响应面优化获得最佳降解工艺为:溶液质量浓度3 mg/mL、超声功率200 W、时间70 min,此条件下UMEP平均分子质量实测值为(2 453.00±4.38) kDa,与模型预测值(2 421.52 kDa)相对误差仅1.30%;结构分析表明,超声处理后多糖的分子质量显著降低,微观形貌由致密光滑转变为多孔碎片状,但单糖组成与基本官能团未发生明显变化;刚果红实验显示其三螺旋结构发生解离,而碘-碘化钾反应证实其分支结构仍然保留。抗氧化活性评价显示,UMEP对DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和羟自由基的清除能力均显著优于未处理MEP,并呈现浓度依赖性效应。超声降解是一种高效、绿色的物理改性方法,可在保持多糖基本化学结构的前提下,通过降低分子质量和改变高级结构增强羊肚菌多糖的抗氧化活性。

为解决张良姜精油难溶于水,易挥发和不稳定的问题,将其制备成纳米脂质体并检测其体外抗氧化和抑菌效果。采用水蒸气蒸馏法制备张良姜精油(Zhangliang ginger essential oil,E-O),以大豆卵磷脂和胆固醇为壁材、采用薄膜分散法制备张良姜精油脂质体(Zhangliang ginger essential oil liposomes,E-L),并对脂质体的形貌和物理性质进行了表征,同时对其抗氧化活性和抑菌活性进行了研究。结果表明,在卵磷脂与胆固醇质量比为6∶1,超声功率300 W、超声时间15 min、张良姜精油添加量5 mg/mL的工艺条件下E-L的包封率为(41.53±0.02)%。制备的E-L的粒径为122.73 nm,多分散指数(polydispersity index,PDI)为0.25,Zeta电位值为-35.07 mV,表明E-L粒径分布均匀、表面电荷稳定,且体系具有良好的稳定性与功能适用性。此外,E-L具有良好的pH稳定性和贮藏稳定性,以及较好的抗氧化能力[(DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除率分别为(50.92±0.88)%和(53.82±0.10)%]和抑菌性能。综上,研究制备的张良姜精油脂质体均匀稳定,功能活性良好,为张良姜精油的开发提供了参考。

以青海地区生长的13个杏品种为研究对象,对其16项品质指标进行显著性分析、相关性分析、聚类分析及主成分分析,并建立综合评价模型。结果表明,各指标变异系数为7.02%~90.27%,离散程度较高。显著性分析显示品种间各指标均存在显著差异(P<0.05),相关性分析表明多数指标间显著相关。主成分分析提取出4个特征值大于1的主成分,累计贡献率达88.985%。结合相关性分析,筛选出固酸比、糖酸比、可溶性蛋白、单果质量和果实硬度作为核心评价指标。基于主成分构建综合评价模型:F=0.544×F1+0.220×F2+0.121×F3+0.114×F4,最终筛选出‘树上干杏’‘长赛买提’‘吊干杏’‘轮台三角杏’‘金塔李光杏’和‘大李光’6个鲜食品质优良品种。聚类分析将13个品种分为五类,结果与综合评价结果高度一致,证实了模型可靠性。该研究为杏品种选育与优质种质筛选提供了科学依据。

该研究以11个产地槐米为供试材料,采用全自动氨基酸检测技术测定其氨基酸组成与含量;通过单因素方差分析、主成分分析和聚类分析等方法,从营养、风味及功能3个维度综合评估槐米氨基酸的营养价值。结果表明,不同产地槐米均检测出17种氨基酸,总量为10.30%~13.77%。呈味氨基酸中甜味氨基酸的占比最大(3.51%~4.87%),谷氨酸的滋味活性值最高,平均值为4.58,表明其滋味贡献突出。功效氨基酸中药用氨基酸平均含量为7.39%,其中天冬氨酸和谷氨酸为主要功能组分,显示其潜在药用价值。必需氨基酸比例与联合国粮食及农业组织/世界卫生组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations/World Health Organization,FAO/WHO)的标准模式比较接近,是理想的蛋白来源。氨基酸评分、化学评分和氨基酸比值系数等多种评分方法均判定蛋氨酸+胱氨酸为其第一限制性氨基酸。聚类分析将11个产地的槐米分为三类,较好地反映出槐米氨基酸组成与营养价值的地域差异性。其中,全州产地的槐米在3个评价维度上均表现优异,其总氨基酸含量(13.77%),甜味氨基酸含量(4.87%)、儿童必需氨基酸含量(1.52%)、氨基酸比值系数评分(99.12)与综合得分(2.807)均位列第一,优于其他产地。研究结果为未来槐米的产地种植、品质提升、加工利用与贮藏保鲜提供了良好的理论基础。

糖尿病相关认知功能障碍(diabetes-associated cognitive decline,DACD)严重影响患者生活质量,而肠道菌群失调、神经炎症和氧化应激是其重要病理机制。该研究旨在探究黑果枸杞多糖(Lycium ruthenicum polysaccharide,LRP)与植物乳植杆菌共发酵制备的后生元(LRP Lactiplantibacillus plantarum,LRP-Lp)对糖尿病小鼠认知功能障碍的改善作用及潜在机制。采用高脂饮食联合链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠模型,通过行为学测试评估认知功能,并通过检测血清糖脂代谢指标、海马组织炎症因子、氧化应激水平、病理形态学变化、关键信号通路蛋白表达、肠道菌群结构和短链脂肪酸含量,考察LRP-Lp的干预效果。结果显示,LRP-Lp显著改善糖尿病小鼠的学习记忆能力和焦虑样行为,调节糖脂代谢;减轻海马神经元损伤,抑制星形胶质细胞和小胶质细胞的过度激活,降低氧化应激水平,并抑制TLR4/MyD88/NLRP3炎症小体通路的过度活化;LRP-Lp显著提升肠道菌群多样性,恢复菌群结构平衡,并促进了乙酸、丙酸、丁酸的生成。综上,LRP-Lp显著改善糖尿病小鼠的认知功能障碍。研究结果为DACD的营养干预提供了新思路,为黑果枸杞资源高值化利用及新型功能食品开发提供了科学依据。

为探究不同改良剂对沙棘全果粉品质特性的影响,筛选品质较佳的品质改良剂,该研究利用灰色关联度对添加10种品质改良剂的沙棘全果粉主要营养成分(总酚、总黄酮、维生素E等)和理化特性(出粉率、色泽、堆积密度等)等23项品质指标进行综合评价,并进一步运用扫描电镜、粒径等先进仪器分析手段对筛选出品质优、中、差的沙棘全果粉微观结构特性进行解析。结果表明,添加不同改良剂的沙棘全果粉营养成分和理化特性差异显著(P＜0.05),其中添加β-环糊精的沙棘全果粉特征营养标志物(表儿茶素及原儿茶醛)含量较高,较对照组(添加麦芽糊精的沙棘全果粉)分别提高了25.60%和34.54%。添加阿拉伯树胶+麦芽糊精(2∶1)的沙棘全果粉出粉率最高,为22.07%。根据灰色关联系数大小,确定了添加阿拉伯树胶+麦芽糊精(2∶1)的沙棘全果粉品质最优(关联系数为1.324 0)。通过微观结构表征进一步验证了沙棘全果粉的微观结构变化可影响其整体品质(如溶解度、堆积密度等)。该研究为沙棘全果粉的品质调控与优化提供了理论依据。

为建立电子束辐照乌梅的综合质量评价体系,研究了不同辐照剂量(0、2、4、6、8、10、15 kGy)对乌梅微生物含量、理化特性、活性成分、抗氧化活性、指纹图谱及化学计量学特征的综合效应,并通过层次分析-熵权法综合赋权模型筛选适宜辐照剂量。结果表明,2 kGy辐照可使微生物负载量满足药典标准,4 kGy剂量下微生物载量降至10 CFU/g以下;水分、灰分及水溶性浸出物含量无显著变化(P>0.05),但2~6 kGy辐照显著提升乌梅亮度(L^*)、红绿值(a^*)及黄蓝值(b^*)(P<0.05);黄酮含量于4 kGy达峰值;中低剂量电子束辐照处理可保持乌梅有机酸含量;总酚及糖类无显著变化(P>0.05);4 kGy辐照组的DPPH自由基、ABTS阳离子自由基清除率提升,Fe³⁺还原能力显著增强(P<0.05),羟自由基清除率与对照组无差异(P>0.05)。相关性分析表明,黄酮含量与DPPH自由基清除率(r=0.65)、ABTS阳离子自由基清除率(r=0.66)及Fe³⁺还原能力(r=0.76)呈显著正相关(P<0.05)。指纹图谱相似度分析表明,各辐照处理组与对照组的相似度均大于0.998,表明辐照未引起乌梅主要化学成分的明显变化。化学计量学分析中,聚类分析将样品划分为低(0~2 kGy)、中(4~8 kGy)、高(≥10 kGy)剂量区间;正交偏最小二乘法分析模型识别出枸橼酸等6种关键差异标志物。层次分析-熵权法综合评分显示4 kGy组得分最高。综上,4 kGy电子束辐照可在实现高效灭菌的同时提升乌梅综合品质,研究结果为乌梅电子束辐照应用提供了理论支撑。

传统老面馒头具有独特的风味和香气,这与老面发酵剂多样化微生物组成密切相关。为明确老面发酵剂中不同菌落对馒头风味物质形成的影响,该综述系统回顾了不同地域老面发酵剂菌群结构的研究进展,解析了菌群多样性对老面馒头风味特征的影响及其形成机制。研究显示,老面发酵剂中包含复杂的微生物群落,其中酵母菌、乳酸菌、醋酸菌及霉菌等是优势菌,主要通过糖酵解、Ehrlich途径、氨基酸转化等途径,生成醇类、酯类、醛类、糖类、有机酸等化合物赋予馒头独特风味。未来需通过多组学技术筛选功能菌株和优化复配发酵剂等途径,为老面发酵剂的标准化生产和风味定向调控提供理论依据。

为明晰芸香科水果佛手柑、丑橘果皮精油的成分及其随保存时间变化规律,以及2种精油的保鲜和抑菌效果,该研究利用气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)跟踪检测了不同保存期下2种精油的成分及相对含量,并通过直接观察、分光光度、药敏纸片等方法测试了其对芒果的保鲜效果和抑菌活性。结果发现,佛手柑精油含有10种不同物质,柠檬烯(46.87%)、香芹烯(32.34%)、月桂烯(10.99%)含量较高;丑橘精油含有7种成分,含量居前的是柠檬烯(69.77%)、月桂烯(10.5%)、芳樟醇(7.91%)。2种精油中的α-蒎烯挥发速度最快,不同物质挥发速度差异导致其在精油中的相对含量表现持续减少、先增后减、持续增加等变化趋势。2种精油处理下,芒果表面腐斑数量、面积,腐烂指数低于对照组,而果皮叶绿素含量和果肉糖酸比高于对照组。除果皮叶绿素含量外,2种精油在各保鲜指标上的表现均随剂量增加而变佳。两者均对金黄色葡萄球菌、黑曲霉菌表现出良好抑制效应,且对金黄色葡萄球菌的效果优于黑曲霉菌。相同剂量条件下,丑橘精油的芒果保鲜及抑菌效果均优于佛手柑精油。该研究表明,佛手柑和丑橘的果皮精油在水果保鲜及抑菌领域具有显著开发价值。

该研究以蓝莓花青素和姜黄素为指示剂,结合海藻酸钠制成内层指示层,将肉桂精油添加到羧甲基纤维素膜中制成外层疏水层,制备出可以指示明虾新鲜度的双层指示膜。比较分析了不同比例的蓝莓花青素、姜黄素指示膜的机械性能、水溶性、水蒸气透过率、pH敏感性、氨气响应、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱分析、热重分析曲线等性能,并用于虾的新鲜度监测。结果表明,当蓝莓V[花青素(4 g/L)]∶V[姜黄素(4 g/L)]=1∶1时,指示膜的综合性能得到提升,拉伸强度48.19 MPa,断裂伸长率为37.11%,有一定的疏水性能,含水率24.37%,水溶性51.52%,水蒸气透过率为5.99×10^-8 g·mm/(m²·s·Pa),透光率在300~800 nm低至20%以下。将其用于4 ℃虾新鲜度监测,随着明虾贮藏时间的延长,指示膜颜色由浅黄色变为深红色,膜颜色变化明显,明虾中挥发性盐基氮由初始的6.43 mg/100 g,第4天增加到28.11 mg/100 g,pH值由初始的6.8至第4天高达8.4,指示明虾腐败。该研究为水产新鲜度智能指示膜的开发提供了一定参考价值。

为研究高温大曲安曲后“补量水”工艺对微生物群落的影响,该研究设置了补量水实验组与不补量水对照组,监测发酵过程中曲房及曲块理化指标,并基于宏基因组测序数据分析了发酵第0、7、14、40天的微生物群落演替、菌属互作及功能特征。结果表明,补量水工艺与大曲发酵初期的升温产酸现象相关,并改变了发酵过程中还原糖的生成特征。发酵初期,实验组真菌Chao1指数在多个时间点均高于对照组,提示补量水可能通过调控微环境水分促进了真菌的早期定植与多样性维持。β多样性及Venn图分析显示,补量水同时关联了微生物群落结构的改变,且发酵后期2组样品分化明显。实验组发酵后期真菌相对丰度为79.59%,远高于对照组的54.92%,并富集了糖多孢菌属(Saccharopolyspora,44.5%)和耐热芽孢杆菌属(Caldibacillus,26.5%)等耐热产酶产香菌株。相关性分析揭示菌群间存在复杂互作(相关系数为-0.580~0.998)。基因功能预测表明,补量水可能在发酵初期激活魏斯氏菌属(Weissella)的代谢潜能,并提升了曲霉属(Aspergillus)等菌属在五类功能中的贡献占比。研究结果表明,补量水通过调控曲块水分,与微生物群落结构、演替路径及功能潜力的改变密切相关,为优化高温大曲生产工艺提供了理论参考。

该研究基于宏基因组学技术分析了渝东北地区农家和工厂腊肉微生物多样性及其功能基因的差异。从腊肉样品中共鉴定微生物25门、242科、436属和1 458种,99.6%为细菌和真菌。两类腊肉的微生物多样性Simpson和Shannon指数无显著差异,但农家腊肉的Chao1和ACE丰度指数显著高于工厂腊肉。在门、属和种水平上,物种丰度前10的优势菌群组成在两类腊肉中相同,但相对丰度存在差异。农家腊肉中优势菌种的丰度波动大,而在工厂腊肉中则相对稳定。子囊菌门、曲霉属和假灰绿曲霉在农家腊肉中丰度显著高于工厂腊肉,而弯曲乳杆菌在工厂腊肉中丰度显著更高。直系同源蛋白分组比对(evolutionary genealogy of genes: non-supervised orthologous groups,eggNOG)注释显示,氨基酸转运与代谢的功能类基因数在两类腊肉间无显著差异,碳水化合物和脂质转运与代谢的功能类基因数在农家腊肉中显著高于工厂腊肉;碳水化合物活性酶数据库(carbohydrate-active enzymes,CAZy)注释显示,农家腊肉微生物的碳水化合物、氨基酸和脂质代谢相关基因数均显著高于工厂腊肉;CAZy共注释到102种碳水化合物酶。氨基酸和碳水化合物代谢相关基因簇的丰度在农家腊肉中显著高于工厂腊肉。研究结果为解析渝东北地区腊肉特征风味形成的微生物学机制提供重要依据,同时为特色腊肉生产工艺的优化和功能发酵菌的筛选提供理论参考。

酱香型白酒工艺独特,深受市场欢迎,由于其利润高,市场需求大,导致各种造假工艺层出不穷,而传统鉴别方法难以应对日益精细的仿冒手段。为此,该研究联合气相色谱等技术系统分析酱香型白酒的风味特征成分,并基于机器学习构建了白酒真伪判别模型。研究首先通过皮尔森相关性分析与随机森林算法评估风味物质重要性,从96种化合物中筛选出糠醛、2-十三烷酮、丙醇等21种关键风味物质作为判别指标。随后对比多层感知机、K近邻和逻辑回归模型分类性能发现,逻辑回归模型表现最优。最后借助SHAP值对逻辑回归模型进行解释,该模型中白酒真伪的判别主要受糠醛、异丁醛、乳酸乙酯等特征成分的影响。该研究不仅丰富酱香型白酒风味成分数据库,也为酒类质量监管提供新的技术参考,具有重要的理论意义和实践价值。

为探究泸州地区浓香型白酒窖泥特征,该研究基于高通量测序技术结合理化指标测定,并通过生物信息学分析[如ASV分析(advance super view)、LEfSe差异分析(linear discriminant analysis effect size)等],对泸州某浓香型白酒酒业不同窖龄(20、30、40、50年)及窖池内不同空间位置(上层、中层、底层)的窖泥进行相关探究。结果显示,不同窖龄都表现出中层窖泥微生物多样性高于上层和底层,且同一位置微生物多样性随窖龄增加大致呈下降趋势;厚壁菌门(Firmicutes)为原核微生物中绝对优势菌门且随窖龄增长丰度呈上升趋势,子囊菌门(Ascomycota)为真核微生物中绝对优势菌门,真菌多样性在低窖龄窖泥中更高;差异微生物分析显示,如梭菌属-1(Clostridium_sensu_stricto_12)、沉积物杆菌属(Sedimentibacter)、丝孢酵母属(Trichosporon)等差异微生物多为在白酒酿造中的功能微生物。理化结果显示,水分含量随窖龄增长而上升,pH值随窖龄增加而降低,铵态氮含量随窖龄增长而降低,铵态氮、有效磷含量与窖池的深度呈正相关。相关性结果显示,甲烷八叠球菌属(Methanobacterium)与4项理化指标均呈正相关,乳酸杆菌属(Lactobacillus)等则呈负相关;卡扎克斯酵母属(Kazachstania)等与pH值、铵态氮呈正相关,嗜热真菌属(Thermomyces)等与有效磷呈负相关。该研究通过揭示泸州地区浓香型白酒的窖龄和位置影响理化因子与微生物群落结构,进而影响白酒质量,可为窖池养护、品质提升提供参考。

该研究探讨了短双歧杆菌CCFM1489联合决明子苷缓解代谢相关脂肪性肝病(metabolic dysfunction-associated fatty liver disease, MAFLD)的效果与机制。选取5周龄雄性C57BL/6 J小鼠,随机分为空白组、模型组、阿托伐他汀组、决明子苷组、活菌组、合生制剂组、后生元组,高脂饮食饲养8周构建小鼠MAFLD模型。灌胃给药4周后评估各组肥胖特征、血糖代谢能力、血脂、机体炎症、肝脏损伤及肝脏病理学,并结合16S rRNA肠道菌群测序与非靶向代谢组学揭示短双歧杆菌CCFM1489联合决明子苷缓解MAFLD的作用机制。结果表明,与模型组相比,后生元可显著降低MAFLD小鼠的体重、肝重比、口服葡萄糖耐受(oral glucose tolerance test, OGTT)血糖曲线下面积、总胆固醇(total cholesterol, TC)、甘油三酯(triglyceride, TG)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol, LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol, HDL-C)、谷丙转氨酶(alanine aminotransferase, ALT)、谷草转氨酶(aspartate aminotransferase, AST)水平,减轻机体炎症反应,并显著改善肝脏病理形态并降低肝脏中脂肪积累。肠道菌群分析表明,后生元干预能够在门水平提高拟杆菌门丰度以及降低厚壁菌门丰度,并在属水平上特异性降低Erysipelatoclostridium、Ruminococcaceae UCG-004属丰度。代谢组学分析表明,后生元可能通过调节乙醛酸和二羧酸代谢、牛磺酸和次牛磺酸代谢、谷胱甘肽代谢通路从而发挥缓解MAFLD的效果。短双歧杆菌CCFM1489-决明子苷后生元通过调节肠道菌群结构并调控乙醛酸/二羧酸代谢、牛磺酸代谢及谷胱甘肽代谢网络缓解MAFLD病理进程,为MAFLD微生态干预策略提供了新思路。

该研究采用Box-Behnken响应面法(response surface methodology, RSM),结合人工神经网络(artificial neural network, ANN)模型与粒子群优化算法(particle swarm optimization, PSO),构建绞股蓝多酚提取工艺的智能优化体系;采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱(ultra-high performance liquid chromatography with quadrupole time-of-flight mass spectrometry, UPLC-QTOF-MS)对其多酚组成进行定性分析,并考察最优工艺提取的绞股蓝多酚作为天然来源还原剂在纳米银(silver nanoparticles, AgNPs)绿色合成中的应用潜力。结果显示,ANN-PSO模型为绞股蓝多酚提取工艺优化提供了可解释的智能建模方法:优化条件下总多酚含量达28.229 mg/g,相较于传统RSM,模型准确性与预测能力更优,与实际值的相对误差仅0.2%。鉴定出桑色素、鼠李素、栎草亭、鼠李秦素、芦丁等 10种多酚类化合物,均属于黄酮(苷)类结构。绞股蓝多酚可高效还原硝酸银,制备得到的AgNPs有显著抑菌作用,且在最小杀菌浓度下无细胞毒性。该研究为植物多酚提取工艺的智能化优化及绞股蓝资源的高值化综合开发利用提供了新思路和实验依据。

高温大曲(high-temperature Daqu,HTD)是酱香型白酒酿造的关键发酵剂,品质主要取决于功能微生物群落与代谢活性。该研究从HTD中获得分离株佛罗里达红曲霉(Monascus floridanus)H26,以0.5%(质量分数)比例取代部分母曲强化HTD,并以传统HTD为对照。通过理化性质、酶活性质、非靶向挥发化合物和高通量扩增子测序等方法,系统研究了其强化对HTD属性的影响。结果表明,强化处理显著降低水分含量(P<0.05)、加速酸度回落并提高氨基酸态氮利用率,糖化力与酯化力分别提升了25%和30%;共检出114种挥发性化合物,强化曲的总挥发性物质(volatile compounds,VOCs)含量为对照的1.36倍,其中四甲基吡嗪、苯乙醇等关键风味物质含量显著提升。微生物群落分析结果显示,佛罗里达红曲霉强化降低α多样性,重塑群落演替方向,使共现网络规模缩小、负边占比增加,群落稳定性与鲁棒性下降。零模型分析表明,红曲霉引入异质性选择压力,削弱随机扩散作用,促使群落向确定性组装转变。该研究证实佛罗里达红曲霉强化可定向调控HTD微生态与代谢功能,为其品质提升提供了理论依据和技术参考。

S^2-是广泛分布于发酵食品、调味品等食品体系中的有害物质,其快速高效检测在食品安全监测中具有重要意义。该研究针对当前大分子修饰的硫响应型纳米传感材料稳定性不足、灵敏度较低等问题,创新性地引入Ca²⁺作为调控因子,基于乙二胺四乙酸、Ca²⁺和β-环糊精三元复合物开发出一种具有高灵敏度、高稳定性的切角三角形银纳米片(EDTA-Ca²⁺-CD@AgNPRs)。其S^2-的可视化检测范围为0.5~8 μmol/L,检测限为68.2 nmol/L,比其他大分子修饰的三角形银纳米片检测范围扩大了178%。其应用于实际味精中S^2-的加标回收检测,测得S^2-的最低检测浓度为1 μmol/L,回收率达102.2%~106%。结构分析结果表明,三元复合物在三角形银纳米片表面形成松散的修饰层,有效避免了三角形银纳米片的聚集沉积与表面氧化。稳定性实验表明合成的三角形银纳米片具有长期的稳定性。综上所述,该研究开发的三角形银纳米片具有操作简单,误差小,重现性好的优点,为食品中S^2-的现场快速检测提供了一种新策略。

为提高黄山茶区春季后期茶鲜叶的利用率,以黄山市6个区县主栽茶树品种春季后期鲜叶为原料加工红茶,通过感官审评、高效液相色谱和顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术等分析主要风味品质成分。感官审评结果表明,皖茶4号红茶和黟县群体种红茶综合评分较高。滋味成分测定分析显示,皖茶4号和黟县群体种红茶中酯型儿茶素含量较高,茶黄素、茶红素含量显著高于其他品种红茶,有利于茶汤滋味的浓强度、收敛性、鲜爽度和茶汤颜色的红度。基于挥发性化合物的偏最小二乘判别分析,6个品种红茶主要分为三类,皖茶4号红茶为一类;黄山白茶1号和黄山种红茶为一类;黟县群体种、松萝种、柿大茶种红茶为一类。通过变量投影重要性和气味活性值分析,筛选出造成3种香气分类的7个主要活性香气成分,其中香叶醇对皖茶4号红茶花果香、甜香的形成具有重要作用,芳樟醇对黟县群体种红茶花香的形成具有关键作用。研究结果证明了皖茶4号和黟县群体种具有开发花香型红茶的潜力,为春季后期茶鲜叶原料加工红茶的品种选择提供了理论依据。

为探究薄荷炸排骨预制菜肴在贮藏期间的品质和风味变化,该研究测定了薄荷炸排骨在－18 ℃贮藏过程中(0、20、40、60、80、100 d)的色差、pH、水分含量、菌落总数、硫代巴比妥酸值、酸价、过氧化值和水分迁移及分布,并采用固相微萃取-气相色谱-质谱法对其挥发性风味物质进行分析。另外,还通过相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)筛选出关键风味物质,并结合正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)构建了多维度香气品质评价模型,对其风味进行综合解析。结果表明,随着贮藏时间的延长,薄荷炸排骨的L^*值和b^*值升高,a^*值下降,pH值呈先下降后上升趋势,菌落总数、硫代巴比妥酸值、酸价、过氧化值均呈上升趋势;同时,其自由水含量显著增加,表明贮藏过程中其氧化程度加剧且不易流动水向自由水方向迁移;通过GC-MS分析,其共鉴定出60种挥发性物质,烃类最多为30种,其次是醇类为14种,贮藏0、20、40、60、80、100 d后分别检出36、37、46、44、45、37种挥发性物质,且80 d烃类相对含量最高,100 d时甲酰胺类相对含量最高、正己醛相对含量达到最大值为1.15%;通过OPLS-DA、变量重要性投影及ROAV共筛选出16种关键风味物质:β-蒎烯、α-蒎烯、β-水芹烯、莰烯、反式石竹烯、芳樟醇、水芹烯、3-蒈烯、萜品油烯、α-松油醇、正己醛、正壬醛、桉叶油醇、(+)-柠檬烯、苯甲醛、二甲基丁醛,对菜肴风味起到积极的贡献作用。该研究可为相关预制菜肴产品的研发和品质控制提供一定的理论指导和数据支撑。

褪黑素因其具有调节昼夜规律、改善睡眠等功效,被用于功能性乳制品开发。该研究建立了1种基于固相萃取-高效液相色谱-串联质谱(solid phase extraction-high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry,SPE-HPLC-MS/MS)技术快速测定牛乳和乳粉中褪黑素的分析方法。样品经蛋白沉淀、超声提取、离心和Oasis HLB柱净化、洗脱,采用电喷雾正离子(positive electrospray ionization,ESI⁺)、多反应监测(multiple reaction monitoring, MRM)模式,以水-乙腈为流动相,经C18柱(2.1 mm×100 mm×1.7 μm)柱梯度洗脱,外标法定量。结果表明,褪黑素在0.01~10.0 ng/mL线性关系良好,2条标准曲线的相关系数(R)均在0.995以上,样品检出限为0.005 ng/mL、定量限为0.020 ng/mL,在0.2、0.4、2.0 ng/g的3个加标水平上,乳粉和牛乳的日内加标回收率分别为93.1%~101.5%和94.4%~103.7%,日间加标回收率分别为90.5%～102.8%和92.3%～104.6%,相对标准偏差(relative standard deviations, RSDs)为2.5%~6.9%(n=6)。该方法操作简便、高效、灵敏度高,可用于牛乳和乳粉中微量褪黑素的测定,为功能性乳制品开发和监管提供技术支持。

为明确两广地区笋源在同一发酵条件下经不同发酵时间得到的酸笋风味差异,以广东英德麻竹笋发酵1年(GD 1Y)和2年(GD 2Y)、广西柳州麻竹笋发酵1年(LZ 1Y)的酸笋为研究对象,采用全二维气相色谱飞行时间质谱联用技术(comprehensive two-dimensional gas chromatography-time of flight-mass spectrometry,GC×GC-TOF-MS)技术进行定性、半定量分析,结合气味活性值(odor activity values,OAV)确定其关键香气物质。共鉴定出120种挥发性成分,以醇类与酯类为主。在44种OAV>1的物质中,(Z)-2-壬烯醛、1-辛烯-3-酮及4-甲基苯酚等11种成分OAV超过1 000,具有极高气味活性,初步认定是构成酸笋特征香气的潜在关键成分。通过主成分分析(principal component analysis,PCA)、正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)、变量重要性投影(variable importance in projection,VIP)值、bonferroni校正后的P值和OAV,筛选出15个区分原料地区和26个区分广东笋发酵年份的关键香气差异化合物。整体而言,LZ 1Y在醇、酸、酯和烃类物质的相对含量较高,GD 1Y则在醛、酮、酚、醚及杂环与含硫化合物的相对含量更为突出。随着发酵周期延长至2年,GD样本的挥发性组分种类(特别是醇类)呈现增加趋势,但多数类别组分含量出现不同程度降低。该研究为酸笋标准化生产、质量控制与风味品质提升提供科学依据。

生物炼制产乳酸凭借绿色环保、成本低廉及减排优势,在食品、医药、化工等领域应用广泛。然而,生物炼制底物成分复杂导致发酵液含发酵菌、蛋白质等杂质,且乳酸浓度低,分离纯化成本占生产成本的 40%~70%,成为产业发展关键瓶颈。现有化学沉淀法、溶剂萃取法等传统技术存在能耗高、污染大、成本高等缺陷。膜分离技术以原位分离、无相变、低能耗等优势脱颖而出。该文综述了超滤、纳滤、电渗析等主流膜技术的原理、影响因素及滤膜制备进展,重点探讨膜技术集成及与其他技术联用的优化策略,最后分析当前膜污染、成本等瓶颈,提出了将膜分离技术集成使用并与其他分离技术联用的观点,对未来膜分离技术发展做出展望。

该文综述了臭氧技术在粮食贮藏与加工中的相关研究。系统阐述了臭氧对粮食微生物防控、真菌毒素降解、虫害防治、农药残留去除及对粮食品质的影响。臭氧通过破坏微生物细胞结构,使稻谷、小麦等粮食品种的霉菌和细菌总量降低;臭氧对黄曲霉毒素(aflatoxin,AFT)、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)等真菌毒素降解效果显著,且降解产物毒性显著降低;臭氧还能有效杀灭贮粮害虫,降解有机磷农药至安全标准;臭氧在合适的浓度和处理时间下可改善粮食及加工制品品质,如提升面粉白度、增强面团稳定性等。

过热蒸汽作为一种新型的热处理方式,具有传热效率高、节能环保、安全等优点,近年来已经在小麦热处理中得到广泛研究。为了全面了解过热蒸汽在小麦热处理中的应用状况,并分析过热蒸汽的应用效果、机理和前景。该文对过热蒸汽处理对小麦及其加工副产物质量安全影响研究进展进行了总结和分析。首先,分析了过热蒸汽对小麦粉中淀粉、蛋白质、脂质等主要成分,以及麸皮和麦胚等加工副产物的影响;接着,描述了过热蒸汽对小麦面团流变学特性、小麦粉糊化特性、小麦粉中损伤淀粉含量等加工特性的影响。最后,总结了过热蒸汽在提升小麦安全性中的应用,包括微生物的杀灭、脱氧雪腐镰刀菌烯醇的降解以及酶钝化;然后,在此基础上,展望了过热蒸汽的应用前景,以期为后续进一步拓展过热蒸汽在小麦加工中的应用提供参考。

致病性弧菌是水产品中常见的食源性致病菌,是引起食物中毒的主要因素之一。快速、灵敏、准确的检测方法对于监测致病性弧菌、防控食源性疾病至关重要。免疫分析方法在灵敏度、特异性、现场适用性、样品前处理简便性等方面具有显著优势,是致病性弧菌检测方法研究的热点之一。该文在总结致病性弧菌的抗体种类及其制备的基础上,对酶联免疫吸附、免疫荧光、免疫层析、免疫磁珠分离等方法的应用现状进行综述,以期为致病性弧菌的高效监测和有效防控提供参考。

柑橘采后由病原菌侵染引起的腐烂是产业面临的主要问题,该文系统综述了其致病菌类型及病害特征,全面分析了物理、化学及生物防治技术在柑橘采后保鲜中的应用现状。热处理、臭氧、辐照和气调等物理方法可通过抑制病原菌活性与果实代谢延缓腐烂;化学杀菌剂虽效果显著,但存在残留与抗药性风险;天然保鲜剂(如植物精油、抗菌肽)和生物防治制剂(如拮抗酵母、芽孢杆菌)因绿色安全成为研究热点。该文进一步从细胞膜、细胞壁、能量代谢及诱导抗性等靶点深入解析其作用机制,阐明各类技术在柑橘贮藏中的保鲜性能与潜在价值。未来研究应聚焦于高效天然保鲜剂的开发、复合技术体系的构建,结合多组学与分子生物学手段深化机理解析,并建立完善的安全与残留评价标准,为柑橘采后绿色保鲜与产业可持续发展提供理论支撑。

随着全球健康意识的提升,药食同源物质因其兼具营养与药用价值而成为食品工业和医药领域的研究热点。其不仅能够提供日常所需的营养,还具有抗疲劳、免疫调节、神经保护等多种生物活性,在慢性病防治中展现出巨大潜力。该文综述了药食同源物质的分类、健康功效、生物利用度、安全性以及在食品领域的应用现状,分析了当前在提取技术与安全性评估方面的挑战,并展望了其在食品领域的未来发展方向,旨在为食品工业的创新提供科学依据与思路。