2′-岩藻糖基乳糖(2′-fucosyllactose, 2′-FL)是母乳寡糖(human milk oligosaccharides, HMOs)中占比最大的成分之一,具有多种营养价值,对婴儿的健康发育和免疫系统的建立具有重要作用。为实现2′-FL高效合成,对其工业化生产提供新思路,该研究以实验室前期构建的大肠杆菌L1作为出发菌株,通过过表达2′-FL合成途径关键酶磷酸甘露糖变位酶(mannose phosphate isomerase, ManB)、甘露糖-1-磷酸鸟苷转移酶(mannose-1-phosphate guanylyltrans ferase, ManC)和α-1,2-岩藻糖基转移酶(α-1,2-fucosyltrans ferase, FutC),对2′-FL从头合成途径进行构建和优化。在此基础上,引入两歧双歧杆菌JCM1254来源的α-1,2-L-岩藻糖苷酶(α-1,2-L-fucosidase, AfcA)构建2′-FL全细胞生物传感器。传感器菌株能够将合成的2′-FL分解为岩藻糖,并利用岩藻糖作为唯一碳源进行生长,将菌体生长和2′-FL产量相偶联。最后,利用生物传感器对2′-FL生产菌株突变体库进行进化和高通量筛选,成功获得2′-FL生产菌株L1-5-T1′,在5 L发酵罐中2′-FL产量达到32.19 g/L。该研究成功开发了2′-FL生产菌株的代谢工程改造与基于传感器的高通量筛选相结合的策略,为2′-FL的工业化生产提供了新的思路。

L-异亮氨酸(L-isoleucine,L-Ile)作为人体必需支链氨基酸,在食品与医药工业中应用广泛。然而,其微生物发酵生产中副产物L-丙氨酸(L-alanine,L-Ala)的积累限制了产量提升并减弱了下游分离纯化效率。为提升大肠杆菌(Escherichia coli)L-Ile产量并减少L-Ala积累,该研究基于代谢途径调控策略,采用CRISPR-Cas9技术靶向敲除出发菌株E.coli NXU-A中编码丙氨酸转氨酶的关键基因alaA与alaC,以削弱L-Ala分支代谢对中心碳代谢流的竞争,构建了ΔalaA单敲除(NXU-B)、ΔalaC单敲除(NXU-C)及ΔalaA/ΔalaC双敲除(NXU-D)菌株。摇瓶发酵48 h结果表明,双敲除菌株NXU-D的L-Ile产量最高,达到了(3.53±0.09) g/L、糖酸转化率为9.79%,较出发菌株NXU-A分别提高52%和66.2%,同时副产物L-Ala含量显著下降89.87%。实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)分析表明,NXU-D中L-Ile合成关键酶基因ilvA、ilvI和ilvM的表达水平较出发菌株分别显著上调2.22、1.85、1.97倍。分光光度法测定胞内辅因子显示,NADPH/NADP⁺比值提高24.25%。上述结果说明,敲除alaA和alaC有效减少了碳流向L-Ala的分流,促进了中心碳代谢流富集于L-Ile合成途径,并通过上调关键基因表达及提高还原力水平,显著增强了L-Ile的生物合成。该研究从代谢网络关键节点调控的角度阐明alaA/alaC缺失促进L-Ile合成的分子机制,为理性设计高产L-Ile大肠杆菌工程菌株并降低副产物积累提供了理论依据。

基因组规模代谢网络模型通过整合全部代谢反应信息,为系统解析代谢特性和指导理性改造提供重要手段,脆弱拟杆菌在维持肠道微生态平衡方面具有重要意义,其碳源利用能力和宿主健康密切相关,但是目前对其复杂代谢网络及碳源适应机制仍缺乏系统解析,所以系统评估该菌株碳源利用潜力具有重要科学意义。该研究基于基因组功能注释构建了脆弱拟杆菌的基因组规模代谢网络模型iBF628,该模型包含628个基因、1 645种代谢物及2 026个反应;经memote评估,模型质量总分为88.45分。进一步从定性层面验证了iBF628对26种碳源利用能力的准确率为81%,拓展了预测范围,对该菌株可能利用的碳源进行了大规模预测分析。结果显示,脆弱拟杆菌具备利用多种糖类、糖醇及其他类型碳源的潜在能力。这些预测不仅揭示了该菌株代谢的多样性与环境适应性,也为后续实验验证与实际应用提供了重要依据。

β-半乳糖苷酶(EC 3.2.1.23)是乳品工业中最重要且应用广泛的酶类之一。该酶可催化水解和转糖基化两类反应:水解活性通常用于降低乳品中的乳糖含量,转糖基化活性则近年被应用于半乳糖低聚糖(galacto-oligosaccharides,GOS)的合成。与其他来源的酶相比,环状芽孢杆菌(Bacillus circulans)来源的半乳糖苷酶具有热稳定性优良、耐酸碱性强以及公认安全性等优势,更适用于催化GOS合成。该研究首次将B. circulans来源的β-半乳糖苷酶基因在该菌自身体系中进行同源高效表达,并对重组酶的酶学性质及其在GOS制备中的应用进行了系统评价。结果表明,重组β-半乳糖苷酶在摇瓶发酵条件下的酶活力为9.86 U/mL,15 L发酵罐中酶活力可达143 U/mL;该酶在50 ℃、pH 5.0条件下催化活性最高,在乳糖底物质量浓度为500 g/L、加酶量2.5 U/mL乳糖的反应体系中,反应17 h后GOS转化率最高可达61.4%。该研究为GOS的工业化生产提供了有力的技术支撑。

针对L-色氨酸工业生产菌株在代谢流分配与发酵性能方面的限制,对其进行系统性的代谢工程改造,以提升L-色氨酸合成能力并为高效生产菌株的构建提供理论与技术基础。该研究应用系统代谢工程策略对目标菌株竞争副产物合成途径进行敲除,并对中心代谢途径加以优化,同时强化色氨酸合成途径关键基因的表达,解除关键限速酶的反馈抑制,并实现色氨酸胞外转运蛋白的过表达。工程菌株Trp14在50 L发酵罐中L-色氨酸产量达到(60.03±2.10) g/L,糖酸转化率为(0.237±0.002) g/g,分别较出发菌株Escherichia coli Trp提高43.17%和53.13%。通过对工业生产菌株关键代谢节点的协同强化,实现了L-色氨酸产量与转化效率的显著提升,并建立了与之匹配的稳定发酵工艺。结果表明,多靶点调控策略在工业菌株代谢优化中具有良好的应用潜力,可为氨基酸产品工业发酵性能的提升提供有益借鉴。

黄原胶是由野油菜黄单胞菌发酵产生的胞外多糖,兼具假塑性、耐酸碱与热/盐稳定性,并广泛应用于食品、石油等行业。黄原胶工业生产以生物发酵为主,但长期存在产胶率偏低、发酵周期长与生产成本较高等瓶颈。该综述从生物工艺和微生物视角,系统梳理了黄原胶生物合成的分子基础与调控网络,解析gum基因簇在黄原胶生物合成中的功能分工,包括重复单元组装、多糖链的加工转运与修饰,并明确其上游调控位点,为菌株理性设计提供靶点框架。在菌株获取策略方面,总结了紫外、常压室温等离子体、重离子与化学诱变等途径及其与高通量筛选流程的耦合实践,并评估不同方法对黄原胶产量与流变性能的影响与稳定性权衡。代谢工程层面,归纳了gumB、gumC、gumD等关键基因的过表达及群体感应与色素合成通路改造对黄原胶链长、黏度、色泽与产量的协同优化效应,展示了工程菌株在中试发酵中的代表性性能。工艺方面,总结碳氮源、pH、溶氧与搅拌等关键参数的适宜范围,并讨论连续发酵与膜分离等工艺强化技术对成本与能耗的改善效果,已有研究报道最高滴度可达33.9 g/L。展望未来,建议结合蛋白质组等系统生物学解析代谢瓶颈,叠加CRISPR精准编辑、人工智能辅助设计与连续化低能耗纯化技术,推动黄原胶高产、高品质与规模化制造。

四甲基吡嗪(2,3,5,6-tetramethylpyrazine,TTMP)作为兼具独特风味与多种生物活性的高价值化合物,在食品、医药及酿酒工业中应用广泛。TTMP是含六元杂环的弱碱性化合物,具有抗氧化、抗炎、保护血管内皮等多种药理活性,可从植物中提取,也可通过化学合成、微生物发酵及美拉德反应生成。其中,微生物发酵法因绿色温和成为研究热点,芽孢杆菌属是高产TTMP的核心菌株。该文系统阐述了TTMP的基本属性与重要性、形成机理、合成方法、微生物合成TTMP的代谢途径,旨在为TTMP形成机理的深化解析提供关键支撑,进而为白酒行业的提质增效提供科学依据,同时对“健康白酒”理念的落地与推广具有重要引领意义。

现代社会睡眠障碍日益突出,长期睡眠不足既影响机体正常生理功能,还易诱发肠道氧化应激异常及菌群结构紊乱,而肠道菌群是肠-脑轴的重要调控载体,可通过介导色氨酸代谢发挥神经调节效应,为开发天然安全的睡眠调节方案提供了重要思路。该研究经体外筛选获得高吲哚产量菌株,采用有效菌株对睡眠剥夺果蝇进行膳食干预,结合行为学与菌群分析,阐明其对果蝇表型及肠道菌群结构的调节效应。结果显示,39株乳酸菌经定性与定量筛选,植物乳植杆菌HUCF11表现出最高的色氨酸代谢产吲哚能力;与阴性对照菌株相比,膳食补充该菌株可显著改善睡眠剥夺果蝇的睡眠参数与运动能力,恢复肠道菌群多样性,各组菌群结构差异明显,拟杆菌门和厚壁菌门丰度升高、假单胞菌门丰度降低,乳植杆菌属、魏斯氏菌等有益菌属丰度显著升高,菌群功能预测及相关性分析表明,该菌株可能通过调节色氨酸代谢、提升神经递质释放发挥改善睡眠作用。综上,植物乳植杆菌HUCF11可通过调节肠道菌群结构与代谢功能,有效改善睡眠剥夺引发的菌群失衡及生理功能损伤。

已有研究表明沙棘多酚具有较强的抑制幽门螺旋杆菌的能力。该研究以沙棘多酚为主要原料,结合各种辅料开发一款沙棘多酚压片糖果,对其进行成分分析,并探究其体外抑制幽门螺旋杆菌的效果和机制。采用超高效液相色谱-串联高灵敏度质谱分析沙棘多酚压片糖果成分,并考察沙棘多酚压片糖果对幽门螺旋杆菌的最小抑菌浓度、最小杀菌浓度、细胞外膜渗透率、细胞膜完整性、膜蛋白、脲酶活性和细胞结构等。结果表明,沙棘多酚压片糖果多酚类物质中泽兰叶黄素含量最高,其次是异鼠李素-3-半乳糖苷等黄酮类物质;沙棘多酚压片糖果工作液(sea buckthorn polyphenol candy extract,SPC)对幽门螺旋杆菌的最小抑菌浓度和最小杀菌浓度均为100 mg/mL;用4倍最小抑菌浓度的SPC处理幽门螺旋杆菌后,细胞膜通透性增加了1.31倍,核酸和蛋白质泄露分别增加了15%和18%,细胞膜蛋白结构发生改变,脲酶活性下降81.83%,扫描电镜结果显示细胞表面皱缩、结构变形。以上结果表明,沙棘多酚压片糖果可以有效抑制幽门螺旋杆菌生长,具有明显的抑菌活性。

受全球气候变暖的影响,温暖产区葡萄酸度不足的问题日益凸显。该研究以新疆产区赤霞珠葡萄为原料,采用本土耐热拉钱斯氏酵母(Lachancea thermotolerans)A38和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)CECA、NX16制备不同配比的混合增酸发酵剂,开展中试发酵试验。通过分析发酵动力学特征、酵母菌群动态演替、基本理化指标、挥发性化合物及感官品评数据,筛选最具应用潜力的混合增酸发酵剂,并结合双因素方差分析与正交偏最小二乘判别分析量化菌株组成与配比对葡萄酒品质的调控效应。结果表明,含酿酒酵母CECA的增酸发酵剂发酵能力更强,酒样颜色更深、香气复杂度更高,呈现黑色水果和香料风味;含酿酒酵母NX16的增酸发酵剂则提升了香叶醇与2-甲基丁酸乙酯含量,赋予葡萄酒更浓郁的花香与红色水果香气。不同的菌株配比调控了葡萄酒发酵速率、酸度及挥发性化合物含量。其中,MN-B发酵剂(90% A38+10% NX16)不仅实现适度增酸,更有效改善了葡萄酒的风味品质,为温暖产区葡萄酒生物增酸技术的产业化应用提供了技术支撑。

为探究宁夏本土泽普林假丝酵母(Starmerella bacillaris)YC-C13与酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)YC-E8在模拟葡萄汁中的混菌发酵性能,该实验以模拟葡萄汁为发酵基质,将YC-C13与YC-E8按不同比例(10∶1、1∶1)及不同接种时间[同时(simultaneous inoculation,SIM)、顺序(sequential inoculation,SEQ)]接种,以YC-E8单菌发酵作为对照组(CK),分析发酵过程中CO₂失重变化、酵母生物量变化、发酵液理化指标和挥发性香气成分。结果表明,YC-E8的细胞数量呈现先上升后缓慢下降的趋势,但发酵期间始终保持较高的生长活力;而YC-C13的细胞数量呈现先上升后迅速下降的趋势,并在SIM 1∶1发酵第8天、SIM 10∶1发酵第10天、SEQ组发酵第16天完全消失。与YC-E8单菌发酵相比,混菌发酵的发酵液甘油含量提高了0.44~1.09 g/L;所有发酵液的酒精度在12.75%~13.68%,其中SIM 10∶1降醇效果最显著,降低了0.8%;SEQ组中可滴定酸、挥发酸含量显著低于CK。GC-MS检测结果显示,大部分酯类物质的含量都高于其阈值。其中,SIM组的乙酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、棕榈酸乙酯的含量显著高于SEQ组,使浓郁甜果香、蜡质花香、坚果脂香的复合香气特征更为显著;SIM 1∶1发酵液中乙酸异戊酯、正己酸乙酯、丁二酸二乙酯、乙酸苯乙酯含量显著高于CK及其他处理组,赋予发酵液玫瑰花香、甜果味、香蕉味等特征。所有发酵液中含量最高的醇类物质是2,3-丁二醇,具有果香、奶油味。CK、SIM 1∶1、SIM 10∶1、SEQ 1∶1发酵液的辛酸气味活度值(odor activity value,OAV)＞1,SEQ 10∶1发酵液的己酸OAV＞1。SIM 1∶1发酵液中检测出了其他发酵液没有的2-乙基己醇;顺序接种发酵液中检测出了其他发酵液没有的芳樟醇;SEQ 10∶1发酵液中检测出了其他发酵液没有的3-甲硫基丙醇和己酸。综上所述,顺序接种发酵显著降低发酵液的可滴定酸、挥发酸含量;混菌发酵特别是顺序接种显著增加发酵液的甘油含量;SIM 1∶1和SEQ 10∶1产香性能最优,其发酵液展现出浓郁的花果香特征。该研究为本土酵母在混菌发酵中的应用提供理论依据。

为解决我国葡萄酒产业因长期依赖进口商业酵母导致的品质同质化问题。该研究以从河西走廊葡萄酒产区分离的6株布拉迪酵母(Saccharomyces boulardii)菌株M34、M49、HM66、HM19、BD27、CV18为研究对象,以商业酿酒酵母SC为对照,通过测定其生长曲线,系统评估其发酵力,乙醇/高糖/SO₂/pH耐受性、絮凝性等酿酒学特性,并利用优选菌株进行了干红、干白葡萄酒发酵试验。结果表明,供试S.boulardii菌株间酿酒学特性差异显著(P<0.05)。菌株HM66生长潜力最佳(对数生长期10 h);菌株M34在发酵初期启动迅速,HM19在发酵中后期表现出较强的代谢持续性;在耐受性方面,菌株M34和BD27在高乙醇(15%~18%)胁迫下仍维持较高活性;HM19在高糖(350 g/L)条件下活性最稳定;M49与SC对SO₂胁迫耐受性突出;HM19在低pH环境下适应性较好。CV18为低絮凝菌株,M49为高絮凝菌株;M34与M49为低产硫化氢菌株;M34与HM66则具有显著嗜杀活性。基于上述特性,优选出M34、HM66和HM19菌株进行葡萄酒酿造验证,所得酒样理化指标均符合国家标准,挥发性化合物种类与含量与对照差异显著(P<0.05);HM66发酵酒样整体协调性、强度等感官评分≥8.5,显著优于对照。该研究首次系统阐明了本土酿酒酵母S.boulardii的酿酒特性谱系,并筛选出3株具有优异酿造性能和功能特性的候选菌株,为我国葡萄酒产业在风土差异表达和发酵剂独立创新方面提供了重要的微生物资源与数据支持。

以罗汉果渣为原料,通过特种酵母的筛选及复合发酵技术实现了高抗氧化活性酵素的制备。自食源性发酵物中筛选得到1株适于食用酵素制备的酿酒酵母菌SDM1(Saccharomyces cerevisiae SDM1),该菌株可在酸性环境稳定生长(pH 2.5~ 4.5),且表现出较高的糖浓度耐受性(600 g/L葡萄糖)及低产乙醇特性。将其与植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)JYLP002复配,并以抗氧化为考察指标系统优化了发酵工艺。碳源筛选结果表明,添加50 g/L木糖时果渣发酵液的抗氧化活性最高。并在此基础上,采用响应面法确定最佳发酵工艺为菌种添加量1.3%、料液比460(mg∶mL)、发酵温度37 ℃、发酵时间13 d,该条件下罗汉果渣酵素抗氧化能力显著提升(P<0.05),其羟自由基、DPPH自由基及ABTS阳离子自由基清除活性较未发酵样品分别提升50.39%、12.58%和11.01%。结果表明,通过特种酵母参与的复合发酵工艺可以有效提升罗汉果渣的抗氧化活性,为其高值化利用提供较为可行的技术路径。

过量活性氧(reactive oxygen species,ROS)介导的氧化应激被广泛视为驱动皮肤衰老进程及相关皮肤疾病发生发展的核心分子病理学机制,而发酵中药能够通过猝灭ROS起到抗皮肤衰老作用。乳酸菌发酵中药材能有效提升其抗氧化能力,但提升效果与菌种密切相关。该研究以铁皮石斛为基质,选用29株不同乳酸菌对其进行发酵,测定发酵前后总多糖、总多酚和总黄酮含量变化,以及发酵液对DPPH自由基、ABTS阳离子自由基、超氧阴离子自由基(·O₂^-)、羟自由基(·OH)的清除能力和铁还原力(ferric ion reducing antioxidant power,FRAP),利用主成分分析(principal component analysis,PCA)方法对8项指标进行综合评估并排序。结果发现,乳酸菌(Lcb003)组综合评分最高,与未发酵铁皮石斛相比(NFDC),其发酵液(FDC)中总多酚、总黄酮分别提高56.07%和2.14%,而总多糖略有下降,其对DPPH自由基、ABTS阳离子自由基、·O₂^-、·OH的清除率、FRAP分别提升至发酵前的1.16、1.19、2.66、1.51、1.50倍。随后以皮肤成纤维(human skin fibroblasts,HSF)细胞为模型,H₂O₂诱导氧化损伤,评价FDC的抗氧化功效。结果显示,在H₂O₂ 损伤的HSF模型中,FDC可显著提高细胞存活率;与NFDC相比,FDC能够显著降低胞内ROS和丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平,同时增强超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽还原酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性。该研究通过多指标评价策略筛选获得优良乳酸菌菌株,在铁皮石斛抗氧化功能食品和化妆品开发利用方面具有良好的应用潜力。

藜麦作为一种无麸质、低致敏性且富含优质蛋白的伪谷物,因其氨基酸组成均衡及生物活性物质含量高而备受关注。该研究以藜麦为基料,接种酸奶发酵剂研制藜麦发酵饮料。通过营养成分分析、体外抗氧化活性测定及气相色谱-离子迁移谱技术,系统评价了发酵对藜麦饮料营养品质与风味特性的影响。营养成分分析显示,相比于未发酵的藜麦,发酵降低了藜麦饮料中蛋白质及氨基酸含量,分别由1.42 g/100 g和963.67 mg/100 g降至1.23 g/100 g和898.33 mg/100 g,必需氨基酸指数和生物价分别由92.82和89.48增加到98.21和95.35,更接近理想蛋白水平。藜麦饮料发酵后抗氧化能力显著提升,DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除率分别提高了22.34%和15.06%。此外,藜麦饮料发酵前后共检测到51种挥发性有机化合物,发酵显著改变了藜麦饮料的风味特征,赋予饮料奶油香、焦糖香和果香。该研究为藜麦发酵饮料的开发应用提供理论依据,同时为植物基饮品的生产提供技术参考。

该研究旨在探讨H₂O₂诱导过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator 1α,PGC-1α)对宰后牛肉线粒体功能及肉色的影响。黄牛的背最长肌用质量分数为0.9%的生理盐水、H₂O₂及H₂O₂与PGC-1α抑制剂组合处理后,在4 ℃下孵育6、12、24、48、72 h。结果显示,宰后早期(6~12 h),H₂O₂诱导PGC-1α、AMP依赖蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)表达上调,并增强内源抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶)、线粒体电子传递链复合物Ⅰ~Ⅳ活性,减少活性氧积累,维持线粒体膜电位稳态。这些过程最终增大a^*值与氧合肌红蛋白相对含量,增强高铁肌红蛋白还原酶活性,减少高铁肌红蛋白积累,从而增加肉色稳定性。结果表明,H₂O₂诱导PGC-1α的上调维持了宰后肌肉的线粒体稳态,并为改善牛肉宰后肉色的稳定性提供了可能途径。

随着全球人口老龄化趋势的加快,吞咽障碍患者群体规模持续扩大,针对该人群营养供给的增稠食品需求日益增加。该研究以琼脂基增稠组件为研究对象,依据《特殊医学用途配方食品注册申请材料项目与要求(试行)》标准及国际吞咽障碍饮食标准化创办组织(International Dysphagia Diet Standardisation Initiative, IDDSI)标准分级体系,结合表观黏度、质构特性与流变学测试,系统评估了胶基种类、碳水化合物基础以及琼脂添加量对体系增稠性能的影响。实验结果表明:当瓜尔胶为9.41%、黄原胶为6.27%、琼脂为5.88%、低聚果糖为31.37%、赤藓糖醇为47.06%(均为质量分数)时,不仅能满足流质食品的基础增稠功能需求,还可满足不同添加量(3.0、5.0、7.5、10.0 g)下对应IDDSI分级体系中不同吞咽障碍等级的要求。随着增稠剂添加量增加,样品呈现出由假塑性流体向弱凝胶体系转变的流变学特性,质构分析显示其凝胶强度呈梯度增强趋势。这表明琼脂的引入有效增强了增稠体系的功能适配性,通过构建多级网络结构,在保持良好增稠性能的同时,显著改善了传统增稠剂口感单一的缺陷。该研究为增稠组件配方食品的开发提供了理论依据,并且能通过调节产品添加量满足不同吞咽障碍等级患者的个性化营养需求。

该研究以海鲜菇(Hypsizygus marmoreus)为原料,基于双酶分步酶解,系统探究半胱氨酸(cysteine,Cys)抑制剂及反应条件对美拉德反应褐变指数的影响,并优化获得浅色美拉德咸味肽。结果表明,初始pH值与Cys添加量对褐变指数及色差影响显著(P＜0.05),最佳工艺参数为:反应温度86 ℃、初始pH 9.5、Cys添加量1%(质量分数),所得产物的A₄₂₀为0.122,色泽浅、风味平衡且具明显的咸鲜特征。经分离纯化与感官评价发现,分子质量<1 kDa组分呈现最高咸味感知值。基于BIOPEP-UWM数据库预测及质谱筛选获得14条潜在咸味肽段,进一步进行分子建模并与构建的跨膜通道样蛋白 4(transmembrane channel like 4,TMC4)味觉受体模型对接。综合结合能、生物信息学特征及感官相关性分析,确定FDDGLR、DDHPWNKPQ、DDHPW、DDAA和FDDL为海鲜菇浅色美拉德咸味肽的特征性肽段。分子对接结果显示,其主要通过氢键与疏水相互作用与受体结合,关键位点包括谷氨酰胺(glutamine,Gln)、赖氨酸(lysine, Lys)等残基,此外,经生物信息学手段预测,这些肽段未表现出毒性和致敏性,且具有较高的生物活性潜力。该研究为海鲜菇浅色美拉德咸味肽的开发提供了理论依据,并为低色度食品实现“减盐不减咸”目的提供了新路径。

为开发兼具力学支撑、抗菌抗氧化活性、生物相容性与果蔬保鲜功能的生物基活性包装材料,该文以聚乙烯醇 (polyvinyl alcohol,PVA)和壳聚糖季铵盐(hydroxypropyltrimethyl ammonium chloride chitosan,HACC)为基体,采用柠檬酸-冻融协同交联策略构建双网络水凝胶,并引入负载姜黄素/花青素的β-环糊精金属有机骨架(curcumin/anthocyanin-loaded β-cyclodextrin metal-organic framework,C/A@β-CD-MOF)和TiO₂,制备多组分复合水凝胶。系统评价其结构、理化性能、力学性能、抗菌抗氧化活性、生物相容性及非接触式保鲜效果。结果表明,C/A@β-CD-MOF和TiO₂的引入增强了水凝胶内部氢键和界面相互作用,使网络结构更加致密;结合释放行为,β-CD-MOF孔道/疏水空腔限域及PVA/HACC网络扩散阻滞共同实现了活性物质的稳定负载与持续缓释。与PVA/HACC水凝胶相比,双填料复合水凝胶的接触角由(56.10±0.50)°降至(27.30±0.19)°,水蒸气透过率降至(1 211.00±45.00) g/(m²·d),平衡溶胀率降至(531.60±31.04)%,硬度、弹性、起始模量和破裂力分别提高至(3.18±0.08) N、(2.42±0.19) mm、(2.29±0.31) N/mm和(2.41±0.08) N;其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别达到(84.27±3.18)%和(91.36±2.69)%,ABTS阳离子自由基和DPPH自由基清除率分别为(79.47±5.89)%和(73.87±5.41)%,Caco-2细胞存活率保持在(82.70±4.31)%。非接触式保鲜实验表明,复合水凝胶可显著降低小米蕉贮藏过程中的失重、腐烂、软化及表面微生物增殖,9 d后失重率、腐烂指数和硬度变化率分别控制在(3.55±0.08)%、(18.2±1.00)%和(-14.1±1.20)%。综上,PVA/HACC/C/A@β-CD-MOF/TiO₂复合水凝胶可通过致密网络阻隔、活性物质缓释、自由基清除、光催化辅助抑菌和包装微环境调控实现协同保鲜,在生物基活性包装领域具有良好应用潜力。

花生蛋白是一种优质食用蛋白资源,但溶解性等功能特性较差,限制了其在食品中的应用。该研究通过对花生蛋白进行碱法脱酰胺处理,改善花生蛋白的功能特性,基于Box-Behnken Design响应面优化碱法脱酰胺的工艺,系统分析脱酰胺改性对花生蛋白功能与结构特性的影响。结果表明:加热时间120 min,加热温度120 ℃,pH 10.6,料液比3 g/100 mL时,花生蛋白的脱酰胺效果最佳;傅里叶变换红外光谱分析显示脱酰胺花生蛋白(deamidated peanut protein,DPP)发生去折叠,α-螺旋和β-折叠减少,β-转角结构增加;表面疏水性升高表明DPP疏水基团暴露;SDS-PAGE结果证实DPP发生部分水解与分子间交联;扫描电镜观察到DPP形成粗糙多孔、疏松堆叠的聚集体结构;功能特性分析表明,在pH 2~10范围内DPP的溶解度提升,起泡性、乳化性、乳化稳定性、持水性和持油性均得到改善,并且不影响花生蛋白的氨基酸组成。研究结果为花生蛋白的深度研究和应用提供理论依据。

辅酶Q10,又称泛醌,是一种具有显著抗氧化效果的疏水性分子,但其极低的水溶性和口服生物利用度限制了其在软胶囊中的应用效果。为解决此问题,该研究制备了具有自乳化能力的辅酶Q10软胶囊芯液,通过调控芯液中磷脂的浓度优化其自乳化行为,提升其生物利用度。结果表明,磷脂添加量显著影响芯液乳化后的乳液微观结构,乳液的粒径随着磷脂含量的提升而下降,30%(L3)时可形成粒径(268.53±33.66) nm、zeta电位(-36.73±1.45) mV的纳米液滴,且具有优异流变性及稳定性(离心不稳定性指数0.016±0.005);40%(L4)时无显著改善(P>0.05),表明界面吸附已达饱和。综合考虑性能与经济性,L3被确定为最优的配方。药代动力学实验显示,L3软胶囊C_max和AUC_{0-24 h}分别为常规制剂的6.25倍和5.01倍,优于市售产品。研究证实精确调控磷脂含量可优化辅酶Q10自乳化体系及体内吸收,为高效辅酶Q10软胶囊开发提供重要参考。

随着消费者对清洁标签产品的需求日益增长,无稳定剂的搅打稀奶油受到了广泛关注。乳清蛋白(whey protein,WP)因其独特的功能特性展现出替代传统稳定剂的巨大潜力。该研究使用不同变性程度(28%~100%)的WP作为天然稳定剂制备搅打稀奶油,分析其界面流变等特性,系统研究变性程度对搅打稀奶油应用品质的影响。旨在筛选适配的最优变性程度WP,为清洁标签搅打稀奶油的工业化制备提供理论依据与技术支撑。结果表明,变性程度显著影响产品应用品质:泡沫坍塌率和乳清泄漏率随变性程度的增大先降低后升高,起泡率和硬度则相应地先升高后降低。外添加64%变性程度WP稳定的搅打稀奶油表现出最佳的搅打性能和稳定性。对搅打奶油乳液特性的分析显示,乳液界面性能也存在显著差异,在64%时,界面蛋白吸附率达到最大值(43.54%),界面膜的损耗因子达到最小值,表明乳液稳定性极佳。对WP溶液的进一步分析表明,蛋白热处理引发的变性聚集改变了蛋白特性,其中,表面疏水性先上升后下降,在64%时达到峰值(1 130.61 AU)。

以牛油(butter,BT)为基油,分别复配棕榈油(palm oil,PAO)、花生油(peanut oil,PO)、大豆油(soybean oil, SBO)、玉米油(corn oil, CO)、菜籽油(rapeseed oil,RSO)和葵花籽油(sunflower seed oil, SSO),利用大豆分离蛋白-明胶(soybean protein isolate-gelatin,SPI-GE)作为乳化稳定剂,构建复合油脂乳液凝胶体系,旨在开发更具健康属性与结构稳定性的全BT替代脂肪。以微观、色差、质构、流变学、电子鼻及持水持油力等为评价指标,系统考察了不同植物油对乳液凝胶形成和性质的影响。结果表明,不同植物油的引入影响乳液凝胶的结构稳固性与流变行为,其中PAO/BT复合体系在质构和流变特性上最接近纯BT,PO/BT和RSO/BT复合体系在热稳定性和风味表现方面较为优异。所有植物油/BT复合油脂乳液凝胶样品均展现出良好的物理稳定性,持水力和持油力接近100%。

对4种橄榄油(阿尔波萨纳、鄂植8号、皮削利、奇迹)进行体外模拟消化,研究其多酚含量、酚单体及其生物可接受率、生物利用度与抗氧化性的动态变化。结果表明:总多酚含量为皮削利＞奇迹＞鄂植8号＞阿尔波萨纳(P＜0.05)。经体外模拟消化后,口腔、胃和小肠能显著促进多酚类物质的释放(P＜0.05)。ABTS阳离子自由基清除能力、DPPH自由基清除能力和铁还原/抗氧化能力(ferric reducing antioxidant power,FRAP)表现为口腔＞胃＞小肠(P＜0.05)。阿尔波萨纳、鄂植8号、皮削利、奇迹多酚生物可接受率指数(phenolics bioaccessibility index,PAC)分别为0.49±0.01、0.54±0.01、0.40±0.01、0.43±0.03,抗氧化性生物可接受率指数(antioxidant bioaccessibility index,BAC)分别为14.52±0.04、7.57±0.03、12.04±0.05、14.24±0.03,多酚生物利用度指数(phenolics bioavailability index,PAV)为皮削利(0.82±0.01)＞奇迹＞鄂植8号＞阿尔波萨纳(0.65±0.02),抗氧化性生物利用度指数(antioxidant bioavailability index,BAV)为皮削利(0.98±0.01)＞鄂植8号＞奇迹＞阿尔波萨纳(0.94±0.00)。综上,皮削利和奇迹在小肠阶段仍保持较高的游离酚和抗氧化活性,具备优异的生物利用度,为高品质油橄榄品种选育和功能性食品开发提供了实验基础。

为准确判别不同卡拉胶添加比例(0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%,质量分数)的鸡肉丸并揭示其关键判别特征,该研究提出一种融合支持向量机(support vector machine,SVM)与沙普利可加性解释(Shapley additive explanations,SHAP)的智能分类与可解释分析模型。通过系统测定鸡肉丸的水分、色度、质构、电子鼻及感官等多维品质指标,构建SVM分类模型。结果表明,0.4%卡拉胶添加组水分含量最高,硬度、咀嚼性和弹性均表现最优,SVM模型在训练集与测试集上均表现出高分类精度(准确率分别为96.19%与91.11%)与良好泛化能力。进一步利用SHAP方法对SVM预测模型进行解释,发现硬度、咀嚼性、胶着性等质构指标是区分不同卡拉胶添加组别的关键特征,其中硬度在0%、0.6%和0.8%添加组中为关键负向贡献特征,而在0.2%和0.4%组中转为正向贡献;咀嚼性和胶着性等质构指标的重要性在0.6%和0.8%添加水平下成为主要负向贡献特征。SHAP解释表明,所建立的SVM模型判别主要依赖于客观质构指标。该研究验证了SVM-SHAP融合模型在肉制品品质判别中的高精度与强解释力,为食品添加剂的检测与品质控制提供了可靠且透明的分析方法。

廉江红橙是广东湛江特色名果,其果皮富含活性成分,具有开发天然保鲜剂的潜力。该研究探究真空冷冻干燥与热风干燥对其提取物抗氧化活性的影响,并对比分析不同浓度橙皮提取物(orange peel extract, OPE)对冷藏高体鰤鱼片色泽与脂质氧化的影响(以维生素C为对照)。结果表明:真空冷冻干燥的橙皮粉的总多酚含量及其提取物的DPPH自由基清除率显著高于热风干燥(P＜0.05),但2种方法在总黄酮含量、ABTS阳离子自由基清除率及铁离子还原力上无显著差异(P＞0.05);OPE对高体鰤鱼片抗氧化保鲜效果优于维生素C,其中30 g/L OPE处理组效果最优,冷藏7 d可使硫代巴比妥酸反应物值较空白组、维生素C组分别下降66.73%、60.50%,并显著抑制不饱和脂肪酸降解(P＜0.05);色泽调控上,30 g/L OPE可提升鱼片a^*值与b^*值、减缓L^*值下降,贮藏末期MetMb含量较空白组降低9.35%,表现出更佳的色泽稳定性。综上,廉江红橙皮提取物在冷藏高体鰤鱼片中具有良好的抗氧化与护色作用。

为探究不同抗冻剂对冻融牡蛎肉品质劣变的调控效果,该研究选取焦磷酸钠、海藻糖、茶多酚、大豆分离蛋白、脯氨酸及山梨糖醇为实验抗冻剂,系统测定经反复冻融后牡蛎肉的持水性(解冻损失、离心损失、蒸煮损失)、水分分布、质构特性、色泽、总巯基含量、Ca²⁺-ATP 酶活性及丙二醛含量等指标,分析各类抗冻剂对牡蛎肉宏观品质、蛋白氧化及脂质氧化相关品质劣变特征的影响。结果表明,与空白组相比,脯氨酸处理组的解冻损失、蒸煮损失和离心损失分别降低41.71%、25.51%、37.85%,丙二醛含量降低 59.55%;海藻糖处理组的Ca²⁺-ATP酶活性和总巯基含量分别提高103.51%和58.85%。二者在抑制反复冻融引发的蛋白质变性、延缓脂质氧化及强化持水能力方面表现突出,可有效调控牡蛎肉在反复冻融中发生的品质劣变,研究结果为牡蛎肉冷冻保鲜中抗冻剂的筛选应用提供技术参考。

为明确NaCl、KCl、CaCl₂对冷藏(0~4 ℃)鲍鱼货架期内(7 d)如何通过调控总蛋白酶活力对品质产生影响,以总蛋白酶活力、肌原纤维蛋白变化、硫代巴比妥酸值、微观结构、质构、色泽为指标,研究鲍鱼经50 g/L NaCl、KCl和CaCl₂溶液浸泡密封包装在冷藏(0~4 ℃)条件下货架期内(7 d)的变化。通过比较酶活力及肌原纤维蛋白的变化发现,与对照组相比,NaCl、KCl处理可显著抑制鲍鱼总蛋白酶活力,减缓肌原纤维蛋白降解,同时NaCl处理可使鲍鱼肌肉质构品质维持时间延长(3±1)d,KCl处理能使质构品质维持时间延长(2±1)d,而CaCl₂处理则提高总蛋白酶活力,加速蛋白水解实现软化效果。通过比较脂质氧化程度及色泽变化发现,与对照组相比,NaCl、KCl会促进脂质氧化从而导致鲍鱼肌肉b^*值上升,而CaCl₂能抑制脂质氧化反应,有效延缓色泽劣变(b^*值变化速率降低约78.4%)。该研究对比了3种盐对冷藏鲍鱼货架期内总蛋白酶活力的调控作用及对品质的影响,明确了不同种类盐的作用差异,可为低钠替代盐在冷藏鲍鱼中的应用提供客观数据支撑,也为相关营养学研究中低盐水产品的配方筛选提供前期参考。

为探究高效优质的鳕鱼胶复水工艺,该研究系统比较了水发(去离子水)、碱发(10 g/L NaHCO₃溶液)、超声波辅助泡发(200 W,40 kHz)及油发(100 ℃焐油后170 ℃膨化)4种复水方式对鳕鱼胶复水特性、食用品质及营养成分等的影响。结果表明,超声波辅助泡发效率最优,达复水比3.5的时间仅为200 min,短于水发(420 min)与碱发(240 min),其复水后粗蛋白(26.29 g/100 g)、粗多糖(0.28 g/100 g)及胶原蛋白(18.67 g/100 g)的含量均最高,质地保持良好,感官接受度高,且内部形成的多孔结构更有利于水分的渗透和保持;相比之下,水发组虽持水性好、蛋白结构完整,但耗时过长;碱发会导致蛋白结构破坏,持水力下降,存在一定的营养损失;油发因高温作用营养损失严重,质地劣变。研究结果表明,超声波辅助泡发是一种高效、低损的鱼胶复水技术,在提升复水效率的同时能有效保持鱼胶的食用品质与营养,具备良好的产业化应用前景。

该文探究不同质量分数(5%、10%、15%)的明胶与江蓠浆液在不同复配质量比例(4∶1、2∶1、1∶1)下对江蓠复合凝胶特性的影响。结果表明,随着明胶比例升高,1∶1的复配质量比条件下,江蓠复合凝胶的凝胶强度升高,保水性能增强,色泽亮度越高,因此筛选最适复配比例为1∶1。在同一复配质量比下,明胶质量分数为10%时,江蓠复合凝胶的溶胀率趋于稳定。此外,扫描电镜结果显示,随着明胶质量分数升高,江蓠复合凝胶的微观网络结构更致密。傅里叶变换红外光谱结果显示,3 422 cm^-1处的特征吸收峰向较低波数偏移,表明形成了氢键;1 543 cm^-1和1 233 cm^-1处的特征吸收峰均向较低波数偏移,表明明胶与江蓠凝胶之间存在分子间相互作用力,使得复合凝胶结构更加致密。热重分析结果表明,添加质量分数为10%和15%的明胶能够显著降低复合凝胶的初始失重率,分别为12.39%、11.68%,显著低于对照组(13.22%),证明其持水性能较好。结合感官评定中的口感、质地和色泽等指标最终筛选出明胶最适质量分数为10%。该研究可为江蓠凝胶类产品的开发提供理论依据。

为解决传统鱼露高盐、发酵周期长的问题,该研究以罗非鱼下脚料为原料,接种戊糖片球菌构建低盐速酿体系。通过单因素试验结合Box-Behnken响应面法,以总氮和氨基酸态氮为响应值,优化发酵工艺;采用电子鼻、电子舌、GC-MS与气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)技术,分析发酵过程中理化指标及风味特征的动态变化。结果表明,最优工艺为料液比1∶3(g∶mL)、加菌量10%、发酵温度37 ℃、pH值6.5,此条件下鱼露总氮和氨基酸态氮含量分别达(0.567±0.19)、(0.356±0.12) g/100 mL,符合鱼露品质要求。联合检测共鉴定出136种挥发性化合物,其中19种为GC-MS与GC-IMS共同检出,体现方法互补性;发酵10 d时醇类(103.49 μg/mL)和醛类(34.45 μg/mL)含量达峰,形成以麦芽香、蘑菇香和果香为主的特征风味,为最佳风味期。该研究为罗非鱼副产物资源化利用及低盐鱼露工艺优化与风味调控提供了科学依据。

该研究将鲫鱼鱼鳞经超滤、Sephadex G-25凝胶色谱层析等方法分离纯化抗菌肽,并通过液相色谱串联质谱(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS)分析抗菌肽序列。以大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)为指示菌,分析经固相合成候选抗菌肽的最低抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC),最后通过扫描电子显微镜观察,结合细胞膜完整性实验和细胞壁通透性实验,判断抗菌肽的抑菌机制。结果显示,分子质量＜3 kDa的组分抑菌活性最强,抑菌圈直径(2.31±0.11)cm,短肽回收率(62.12±1.02)%。分子质量<3 kDa的组分经凝胶层析后获2段高活性肽液组分,将抗菌活性最强的其中1组分经LC-MS/MS鉴定,与已知蛋白质数据库对比后筛选出的10个高评分肽段,将10个潜在抗菌肽合成后得到1个抗菌效果明显的阳离子抗菌肽,命名为CF-3GPS。该抗菌肽具有为α-螺旋结构胶原蛋白构象,对E.coli和S.aureus的MIC分别为0.125、0.25 mg/mL。此外通过细胞形态变化实验显示,CF-3GPS可靶向破坏菌体细胞壁与细胞膜结构完整性,从而发挥抑菌作用。

为探究牦牛骨胶原蛋白肽在馒头中的应用潜力,该研究采用食品流变仪、流变发酵仪、低场核磁共振仪、扫描电镜及傅里叶变换中远红外光谱仪,分析了不同添加量(0%、0.5%、1%、1.5%和2%,质量分数,以小麦粉干基计)的牦牛骨胶原蛋白肽对馒头面团流变学特性、发酵特性、水分分布、微观结构及蛋白质二级结构的影响。进一步研究了该肽对馒头质构特性、比容、孔隙率、相对结晶度及感官品质的影响。结果表明,当添加量为1.5%时,表现出更高的黏弹性和更稳定的面筋网络;其二氧化碳总产气量、总持气量及最大发酵高度均达到峰值;该肽还能促进弱结合水向结合水转化,提高结合水比例,有效抑制水分迁移;微观结构更致密有序;蛋白质二级结构中,α-螺旋与β-折叠占比分别从26%和22%增加至33%和32%,表明肽的添加促进了面团蛋白质结构的有序化。在牦牛骨胶原蛋白肽添加量为1.5%的条件下,馒头的硬度和咀嚼性显著降低(P<0.05);比容与孔隙率显著提高;相对结晶度明显下降26.04%;同时馒头在此添加量下获得较高的感官评价分值(比对照组高15.5%)。

针对无麸质馒头因缺乏面筋而导致的质构差、品质不佳等问题,该文以发芽荞麦粉、大米粉、大豆粉为混合粉原料,选择羟丙基甲基纤维素(hydroxypropyl methylcellulose,HPMC)、乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI)及转谷氨酰胺酶(transglutaminase,TG酶)为品质复合改良剂,探究复合改良剂的协同作用及其机制,对比改良前后混合粉理化特性、面团的结构特性及水分状态的差异,以提升产品整体品质。结果表明,在质量分数1.0% HPMC、7.4% WPI和0.3% TG酶的复合优化体系下产品综合得分最高,与未改良相比,改良后混合粉糊化黏度显著提高;面团储能模量(G′)和损耗模量(G″)显著提升(P<0.05);通过促进蛋白质分子间交联,面团形成致密连续的微观网络,持水性和持油性显著提高(P<0.05),强结合水比例增加(P<0.05);混合粉的回生值和崩解值降低,馒头淀粉相对结晶度由9.04%降至5.39%(P<0.05),抗老化性能增强。因此,HPMC-WPI-TG酶复合改良体系通过协同强化蛋白质网络结构、调控水分状态及抑制淀粉重结晶,系统性地改善了无麸质馒头的品质,该文揭示了其多维度协同增效机理,可为开发高品质无麸质主食提供一定的参考。

重复湿热处理(repeated heat-moisture treatment, RHMT)被证实是一种高效的物理淀粉改性方法,然而目前仍缺乏含水量对改性效果的影响机制研究。因此,该研究系统探讨了不同含水量(10%、20%、30%)下RHMT对马铃薯淀粉糊化特性、流变行为、体外消化特性以及多尺度结构的影响。结果表明,随着RHMT次数增加,淀粉颗粒膨胀受限,糊化温度升高,峰值黏度、崩解值和回生值显著降低,淀粉糊体系的稳定性增强(P<0.05)。体外消化结果表明,10%与20%含水量处理可显著提高慢消化淀粉含量(P<0.05),而30%含水量有利于抗性淀粉的形成(P<0.05)。结构分析表明,RHMT未改变马铃薯淀粉的晶型,但对其相对结晶度和短程有序结构有明显影响。扫描电镜结果显示,RHMT后淀粉颗粒整体结构完整,但表面逐渐出现粗糙与褶皱,在30%含水量时颗粒间发生明显团聚现象。该研究为RHMT改性马铃薯淀粉功能性质及其在低血糖生成指数食品等领域的应用提供了理论依据。

为筛选制汁性能优异的枇杷品种,促进枇杷果汁加工产业提质发展,以金华1号、金华2号、金华3号、华白1号、华白2号、贵妃6个枇杷品种为研究对象,从理化指标、功能性成分以及感官风味等维度评价不同品种枇杷的制汁加工特性。结果表明:不同品种枇杷在制汁相关指标上存在显著差异,其中华白1号出汁率最高且去皮损耗程度低,贵妃总糖含量和糖酸比最优;功能性成分方面,华白2号总酚和抗坏血酸含量较高,华白1号与华白2号的科罗索酸及齐墩果酸含量优势明显。风味分析共鉴定出75种挥发性化合物,白肉品种醛类物质含量较高、果香更浓郁。主成分分析提取了3个主成分,累计贡献率达87.47%,分别表征枇杷汁的外观及风味特性、理化及有机酸特征、营养品质。结合相关性分析与聚类分析,进一步筛选出出汁率、固酸比、可滴定酸和总糖4个核心指标,构建了枇杷汁品质评价体系。基于主成分分析建立的综合评价模型显示,华白1号综合品质最优,贵妃和华白2号次之。该研究建立的多维度品质评价体系可为枇杷汁加工的品种筛选及加工工艺优化提供理论依据。

该研究通过GC-MS结合多元统计分析方法,系统探究了不同贮藏时间(24、48、72 h)对生菜小分子代谢物的动态变化及其调控机制。结果表明,贮藏过程中生菜代谢物种类及含量发生了明显变化,共鉴定出氨基酸、糖类、有机酸等39~40种代谢物,其中24 h贮藏期以氨基酸类代谢物为主(占比23.07%),72 h贮藏期有机酸与糖类代谢物占比增加(各25%)。通过正交偏最小二乘判别分析筛选出24、25、24种差异代谢物,并发现甘油酸、腐胺、D-葡萄糖、蔗糖为3个贮藏时间点的共有关键代谢物。KEGG通路富集分析表明,丙氨酸-天冬氨酸-谷氨酸代谢、淀粉与蔗糖代谢、丁酸代谢等途径在贮藏过程中显著富集,表明这些途径与生菜品质衰变密切相关。该研究的成果不仅为提升生菜采后保鲜技术提供了分子层面的理论基础,也为探索叶菜类蔬菜贮藏代谢调控的关键网络提供了重要参考。

为了提高辣椒的干燥品质,缩短干燥时间,采用热风干燥方式对其进行干燥,以初始温度、升温幅度、堆积厚度为影响因素,研究辣椒样品的干燥特性、复水比及拉伸力的变化规律;并比较7种常用的数学模型对辣椒进行拟合,计算不同初始温度下的有效水分扩散系数。结果表明,初始温度、升温幅度越高,干燥速率越大,堆积厚度越厚,干燥速率越小;在初始温度、堆积厚度条件下,复水比呈现上升趋势,而在升温幅度下,复水比变化较小;拉伸力呈现先上升后下降的趋势;有效扩散系数随着温度的增大而增大;运用试验数据对干燥动力学模型进行拟合,发现Page模型对辣椒热风干燥过程的拟合效果最佳。该研究可为辣椒热风干燥提供理论支撑。

由于沙棘品种特性及其种植环境、气候等因素的影响,新疆阿勒泰地区沙棘采收期长达5个月,期间沙棘色泽、质地等加工特性及抗氧化品质会发生显著变化。该研究以阿勒泰地区的‘深秋红’和‘状元黄’沙棘为研究对象,分析8~12月果实的加工特性及抗氧化品质,为不同采收时间沙棘果实的精准加工利用提供理论依据。结果表明沙棘不同品种间差异明显,‘状元黄’含有更多的抗氧化物质,具有更强的抗氧化能力,更适宜功能性的食品加工和成分提取;‘深秋红’则具有更高的含水量、百粒重和出浆率,适合加工原浆及饮品。同一品种不同采收时间果实品质存在显著性差异,随着采收时间延长,‘深秋红’和‘状元黄’沙棘的百粒重、出浆率、水分、弹性、脂肪等加工特性先升高后降低;多酚、黄酮含量和抗氧化活性持续下降,其变化因品种不同存在差异,结果可为‘深秋红’和‘状元黄’沙棘产品品种筛选和采收期优化提供科学依据。

夏威夷果油富含单不饱和脂肪酸和生物活性成分,且其风味特征成分与烘烤工艺密切相关。该研究以经优化工艺烘烤(120~160 ℃,15~25 min)后的夏威夷果为原料,经冷榨法制油后,采用气相色谱-离子迁移谱技术,结合二维谱图、差异谱图、指纹图谱及主成分分析解析其风味成分,并开发了便携的挂耳咖啡产品。结果表明,经响应面试验优化后的134 ℃烘烤20 min的夏威夷果油感官评分最高(89分),且其挥发性物质种类和含量都显著提升,形成了以1,4-丁内酯与2,5-二甲基吡嗪为主的焦糖坚果香调,而未烘烤的夏威夷果油的挥发性风味以青草香(己醛)、果香(乙酸乙酯)和酸味(乙酸)为主。通过优化果油添加量(10%)和咖啡研磨细度(25目)开发的挂耳咖啡产品,经60 ℃加速氧化,利用酸价与过氧化值一级动力学模型(R²≥0.92),预测该产品常温(30 ℃)条件下的货架期为91 d。该研究为夏威夷果油的高值化利用和坚果咖啡产品开发提供了思路和理论基础。

鸡汤因其丰富的营养价值和独特风味而广受欢迎,但在贮存和复热过程中易产生过熟味(warmed-over flavor, WOF),显著降低产品品质。该研究结合气相色谱-嗅闻-质谱联用技术、氧化指标及非挥发性风味前体物分析,系统阐明复热过程中风味劣化的形成机制。通过硫代巴比妥酸反应物、蛋白质羰基和总巯基含量评估脂质和蛋白质的氧化程度,并测定游离氨基酸、脂肪酸和挥发性有机化合物的变化,结合感官评价,解析其对WOF形成的贡献。结果显示:共鉴定出17种气味活度值>1的关键风味化合物,包括己醛、2-戊基呋喃、2,4-癸二烯醛和二甲基二硫醚,这主要赋予“金属味”“硫化味”和“青草味”等典型WOF特征。多变量相关性分析表明,WOF的产生与不饱和脂肪酸(C18∶1、C18∶2、C18∶3)氧化降解以及硫代巴比妥酸反应物和蛋白质羰基含量的积累相关。同时,复热处理增加了异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸等与苦味相关的氨基酸含量,表明蛋白质降解产物亦加剧了风味劣化。综上,脂质与蛋白质协同氧化是鸡汤复热后过熟味形成的主要驱动力,该研究为工业鸡汤在贮存与复热过程中风味品质控制提供了科学依据与理论支撑。

为探究不同干燥方式对小米片品质的影响,该文以晋汾123小米为原料,选取热风干燥,微波干燥和真空冷冻干燥对小米片进行处理,分别测定干燥后小米片的色泽、微观结构、糊化特性、营养物质、挥发性风味物质及抗氧化活性等指标。结果表明,真空冷冻干燥小米片亮度最大,微观结构完整且分散性较好,热风干燥和微波干燥小米片都有黏连破碎的表现;在糊化特性对比中,真空冷冻干燥小米片糊化温度低回生值小;在营养成分对比中,真空冷冻干燥小米片总膳食纤维含量最高达到5.84％,而蛋白质和淀粉含量在热风干燥样品中含量较高;在抗氧化活性对比中,当质量浓度为2.5 mg/mL时,真空冷冻干燥小米片对 DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和羟自由基清除率分别达81.95％、71.83％、78.98％,抗氧化活性最优,但其设备成本高、能耗大,热风干燥投资低且适用于大规模生产,却存在营养流失、微观结构粗糙等问题。微波干燥效率高,但易局部过热致焦糊。应用气相色谱-离子迁移谱对小米片进行挥发性成分分析,结果表明,3种干燥方式塑造了截然不同的风味谱。综上,真空冷冻干燥小米片品质为最优,若兼顾成本与规模生产,热风干燥则更为适用。

滇黄精为药食同源中药材,其资源利用主要集中在根茎,茎叶生物量巨大常被丢弃,造成资源浪费。该研究采用感官评价、电子舌及理化成分分析等方法,结合相关性与主成分分析进行综合评价,系统探究了不同杀青工艺(蒸青、烘青、炒青)对滇黄精茎叶茶品质的影响。结果表明,杀青工艺对滇黄精茎叶茶感官品质和理化成分有显著影响,其中蒸青滇黄精茎叶茶色泽金黄、无麻舌感、醇厚回甘,感官评价得分最高,且水浸出物、咖啡碱、多糖、还原糖、黄酮及皂苷含量均最高,分别为 48.26%、36.61 mg/g、47.35 mg/g、31.05 mg/g、6.71 mg/g、9.80 mg/g;烘青茶中总氨基酸、茶多酚、总酚含量最高;炒青茶各成分含量均较低。综合评价得分:蒸青＞烘青＞炒青。综上,蒸青滇黄精茎叶茶的活性成分含量最高、茶饮特性最佳,是最合适加工滇黄精茎叶茶的工艺。该研究为滇黄精茎叶茶的加工、资源开发提供了科学依据。

探究不同处理对杏汁挥发性风味物质与营养品质的影响,为优化杏汁加工工艺提供理论依据。采用气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)结合电子鼻与感官评价分析挥发性成分;运用偏最小二乘判别分析(partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA)与相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)筛选关键香气物质;测定理化指标、活性成分含量及抗氧化能力,综合评价营养品质。GC-IMS共鉴定出25种挥发性化合物,主要包括醛类、酯类、醇类和酮类。CO₂辅助低温压榨杏汁(CA-LPJ)和N₂辅助低温压榨杏汁(NA-LPJ)均能显著保留酯类(乙酸乙酯-D)和醇类(3-甲基丁-1-醇-M)等多种风味物质,赋予杏汁清新果香与甜香,同时显著减少醛类物质[(E)-2-己烯醛-D等]含量,降低青草味与刺激性气味。PLS-DA与ROAV分析确定3-甲基丁醛-D、正己醇、(E)-2-己烯醛-M、丙醛、3-甲基丁-1-醇-D、2-甲基-3-甲硫基呋喃和乙酸丁酯-M为7种关键香气物质。理化与营养品质分析表明,CA-LPJ与NA-LPJ整体显著优于鲜榨杏汁(CK)、低温压榨杏汁(LPJ)和酶解杏汁(EJ);与LPJ相比,二者总酚含量分别提高19.69%和22.28%,总黄酮含量分别提高109.88%和106.17%,抗坏血酸含量分别提高9.05%与15.58%,类胡萝卜素含量分别提高16.90%和26.48%,且能更好地保持杏汁色泽与抗氧化性能。该研究表明,CA-LPJ与NA-LPJ能通过避氧和低温条件减缓氧化反应速率,显著提升杏汁品质。二者能有效减少醛类物质的含量,提高酯类、醇类等果香成分的保留;同时在色泽、活性成分保留及抗氧化能力方面也均优于CK、LPJ和EJ。该研究为杏汁加工工艺的优化提供了理论依据。

中国白酒作为传统固态发酵食品的代表,其风味品质高度依赖酿造环境中复杂微生物群落的代谢活动,而不同产区的地理气候、原料与工艺差异共同塑造了具有地域特色的微生物群落结构。近年来,随着高通量测序与多组学技术的快速发展,白酒微生物研究已从物种组成解析逐渐迈向功能与互作机制的深入探索。该文重点总结了酱香型、浓香型和清香型白酒典型产区的微生物群落特征及其形成机制,并对培养组学、多组学联用、机器学习与生态网络分析等用于核心菌群判定的主要方法进行了系统梳理与讨论,以期为白酒酿造微生物资源的开发与品质调控提供理论参考。

氧气在葡萄酒酿造过程中具有核心调控作用,适量氧气可通过促进酚类聚合、风味物质转化,改善葡萄酒颜色、香气与口感,过量则导致品质劣变。天然微氧化设备(橡木桶、陶罐、孚澳桶、玻璃瓶)通过外界氧气渗入容器内提供微氧环境,其中容器的材质、制作工艺等影响微氧化设备的氧气转移率,形成了差异化的氧化效果;人工微氧化设备则通过人为定量供氧形成微氧环境,可模拟橡木桶酿造,但其技术仍存在局限性。目前两类供氧方式虽在行业广泛应用,但现有研究多聚焦单一容器或技术的局部效果,缺乏供氧机制、工艺适配的系统梳理。该文从天然微氧化设备与人工微氧化设备的透氧机制、氧气转移率差异和品质影响规律三方面展开,旨在为酿酒师选择容器/技术及工艺优化提供参考。

水产品加工副产物富含蛋白质等营养成分,其高效利用对资源可持续性与海洋经济发展具有重要意义。微生物发酵技术作为一种绿色、高效的生物转化策略,能够将水产品副产物中的蛋白质降解为具有多种生理活性的小分子肽。该文系统综述了微生物发酵法制备水产品副产物源生物活性肽的研究进展,详细阐述了用于发酵水产品副产物的微生物菌种多样性;结合人工智能深入分析了生物活性肽的分离、纯化与鉴定技术;重点解析了发酵水产品副产物源活性肽的多种生物活性及其作用机制。以期为水产品副产物的高值化开发和活性肽的产业化应用提供理论依据。

霉菌毒素污染是影响食用油安全的重要风险因子之一,传统控制技术在靶向控制、防控效率及控制稳定性等方面存在明显局限。近年来有研究表明,通过材料孔径结构调控和表面功能化修饰可提高霉菌毒素靶向吸附能力;通过耦合光响应材料提高光催化活性和催化降解稳定性,从而提升霉菌毒素控制效果。该文聚焦近5年来食用油安全领域中吸附富集、高效催化等新型多孔材料和金属化合物对霉菌毒素污染控制的研究,探讨这两类新型材料在食用油霉菌毒素防控中的优势、局限以及发展趋势,以期为食用油脂生产过程中霉菌毒素污染的高效控制和食用油高品质保障提供理论支撑和研究思路。

茶多酚作为茶叶中富含的天然多酚类物质,凭借优异的理化性质及生物活性,在稳定Pickering乳液领域独具优势。该文系统综述茶多酚的基本组成、结构特性及功能活性,重点阐述其单体或通过与蛋白质、多糖形成复合物,通过静电排斥、空间位阻及界面膜强化机制提升Pickering乳液稳定性的作用机理,同时赋予体系抗氧化、抗菌、抗炎等功能。此外,综述其在食品保鲜、功能成分负载、其他功能应用中的潜力。该综述全面梳理茶多酚在Pickering乳液中的应用研究进展,为天然食品乳化体系的开发提供理论支撑,对推动茶多酚基Pickering乳液在食品及跨领域的产业化应用具有重要指导意义。

随着消费者对食品安全性、新鲜度的要求不断提升,人们对食品质量进行实时监控的要求日益增长。传统的食品包装只能延长食品的保质期并向消费者提供产品信息,无法反馈食品品质变化,因此开发可监控食品状况的智能化包装材料十分必要。该文综述了以花青素为pH响应指示剂、不同成膜材料为基质的智能复合膜,探讨该膜在肉类、果蔬、乳制品等新鲜度检测中的应用。同时阐述了花青素的来源、性质及成膜基材的基本情况,为进一步开发基于不同成膜基材的花青素智能pH响应型复合膜的应用提供思路。