Ɛ -聚赖氨酸( Ɛ -poly-L-lysine, Ɛ -PL)是一种天然广谱防腐剂,广泛应用于食品、化妆品和制药行业。目前, Ɛ -PL主要通过白色链霉菌(Streptomyces albulus)的深层发酵生产。葡萄糖是 Ɛ -PL生产常用的碳源,占其生产成本的主要部分,因此开发廉价的替代碳源对 Ɛ -PL发酵至关重要。该文系统研究了白色链霉菌ZY1以甘薯渣水解液(sweet potato residue hydrolysate,SPRH)为碳源发酵生产 Ɛ -PL的特性。当SPRH中葡萄糖质量浓度为50 g/L时,经摇瓶发酵72 h, Ɛ -PL产量达到1.55 g/L。与以纯葡萄糖为唯一碳源的常规发酵对照培养基(M3G 培养基)组相比,48 h时SPRH组的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶和 Ɛ -PL合成酶活力分别提高了14.3%、6.4%。转录组分析共鉴定出37个上调基因和76个下调基因,其中参与信号识别颗粒介导的蛋白质转运过程的ffs基因上调。在5 L生物反应器的补料分批发酵中,发酵结束时 Ɛ -PL的产量为39.09 g/L,生产效率为4.89 g/(L·d)。该研究为利用廉价农业副产物为碳源高效生产 Ɛ -PL提供了参考。

低聚果糖(fructooligosaccharide,FOS)作为一种重要的益生元,因市场需求持续增长,亟需开发高效、低成本的生产工艺。该研究旨在从微生物中挖掘新型内切菊粉酶基因,以实现高得率的FOS。通过基因挖掘筛选出5个未表征的内切菊粉酶基因,利用大肠杆菌表达系统进行克隆与重组表达,并测定其酶学性质。结果表明,来源于Emericella rugulosa的重组内切菊粉酶(ER-INUI)的催化效率显著优于其他4种酶。ER-INUI的最适温度为50~55 ℃,最适pH值为5.0~6.0,在50 ℃下保温4 h能维持超过85%的活性。同时,ER-INUI以菊粉作为底物,对ER-INUI的酶解条件予以优化,确定其生产FOS的最适反应条件如下:pH值为5.5、温度为50 ℃、底物质量浓度为40 g/L、酶添加量为40 U/g。在该条件下反应4 h,ER-INUI能够高效催化菊粉水解,生成聚合度为3~6、产率高达95%的FOS。该酶在催化效率与产物特异性方面均表现出显著优势,展现出良好的工业应用前景,为功能性FOS的规模化生产提供了一种高效的酶制剂资源。

里氏木霉具备高效合成与分泌完整纤维素酶系的能力。通过测定发酵周期中相关生化指标,并结合转录组测序技术,分析发酵产酶关键期72 h和产酶速率显著降低144 h基因差异表达情况。结果表明,产纤维素酶效率先增加后减缓,发酵144 h产酶效率较72 h显著降低,发酵液黏度增大,蛋白质浓度降低,氧化损伤加重。转录组分析发现存在2 773个差异表达基因,包括1 554个下调,1 219个上调,其中纤维素酶核心编码基因及关键调控因子xyr1表达显著下调。进一步分析发现,下调基因主要富集于纤维素酶合成、碳代谢及蛋白质合成等方面,上调基因多与氧化应激相关。该研究揭示了发酵后期里氏木霉Ex-26合成纤维素酶效率降低的机制,为优化发酵工艺及开发高产纤维素酶的里氏木霉菌株提供了理论支持。

腹泻严重威胁人类健康,开发高效、安全的微生态制剂是替代抗生素治疗的重要途径。该研究以实验室保藏的乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)为出发菌株,采用常压室温等离子体技术进行诱变处理,筛选抑菌性能显著提升的诱变菌株;系统评价诱变菌株的耐酸、耐胆盐、模拟胃肠消化存活率、自聚集性与细胞表面疏水性、安全性等性能,并鉴定与抑菌性能提升相关的关键突变基因。结果表明,诱变菌株抑菌性能提高了22.85%,在pH值3和牛胆盐3 g/L条件下存活率分别为62.99%、73.80%,自聚集性和表面疏水性分别为77.83%、58.19%,模拟胃液、肠液存活率分别为60.58%、55.57%,且菌株安全性较高。基因组重测序发现三类与抑菌性能相关的差异基因。综上,该研究选育得到了一株具有高抑菌活性的乳酸片球菌,为开发防治腹泻的新型微生态制剂提供了优良菌种资源与理论依据。

传统发酵乳制品是乳酸菌的重要来源。为筛选青藏高原地区具有益生潜力的乳酸菌,该研究从新疆和西藏传统发酵牦牛乳中分离得到101株乳酸菌候选株,系统评价其耐酸、耐胆盐、模拟胃肠液耐受性、自聚集与疏水性及抗氧化能力,并对筛选出的菌株进行安全性检测和全基因组测序。结果表明,CD12-1菌株综合表现最佳,其耐酸率为73.34%,耐胆盐率为37.43%,人工胃肠液存活率分别为121.63%和76.57%,自聚集能力达91.19%,表面疏水性为82.97%,DPPH自由基清除能力为72.17%,且对红霉素、青霉素和头孢唑林等抗生素敏感,无溶血活性。16S rRNA基因序列分析鉴定其为副干酪乳酪杆菌(Lacticaseibacillus paracasei)。全基因组测序结果显示,其基因组长度为2 483 754 bp,GC含量为46.5%,包含2 844个蛋白编码基因。功能注释表明,其基因组富含与耐酸、黏附、转运、细菌素及冷/热休克蛋白等相关的基因,且未发现具备水平转移潜力的风险遗传元件。综上,L.paracasei CD12-1具备良好的益生潜力和安全性,且其基因组功能特征支持其作为潜在益生菌的应用前景。

1,6-己二胺是尼龙66等聚酰胺材料的重要单体,开发自主可控、条件温和、可持续的生物法合成路线具有重要意义。为提高己二酸生物转化制备1,6-己二胺的效率,该研究构建了由羧酸还原酶和转氨酶组成的无细胞催化体系,并通过关键酶组合筛选和过程强化提升级联通量传递效率。结果表明,纯酶催化体系中1,6-己二胺滴度为36.5 mg/L;引入无细胞催化体系后,级联反应动力学匹配得到改善,中间体积累得到缓解,1,6-己二胺滴度提高至329.7 mg/L;进一步优化反应过程后,1,6-己二胺在9 h达到最高滴度为571.8 mg/L。该研究为1,6-己二胺绿色生物制造与无细胞系统过程强化奠定了基础,并为相关生物制造过程的进一步开发提供了技术支持。

5-羟基戊酸可作为合成δ-戊内酯与高性能生物可降解高分子材料的生物基平台化合物,在绿色化工与新材料领域具有重要地位。为实现生物法高效合成5-羟基戊酸,构建一株遗传稳定、高产的菌株至关重要。该研究首先构建高通量筛选标记的重组菌DX-JN,建立5-羟基戊酸产量与荧光强度体系之间的关系,然后通过紫外诱变和流式细胞分选相结合的方式,根据荧光强度筛选5-羟基戊酸高产工程菌株。通过此方法获得一株高产5-羟基戊酸的大肠杆菌DXMCJN6-1,当消耗30 g/L葡萄糖时,最终可获得15.99 g/L的5-羟基戊酸,其对应的葡萄糖转化率达到53.3%。对照菌DX-JN合成5-羟基戊酸产量为8.71 g/L,葡萄糖转化率为29%。高通量筛选后5-羟基戊酸产量大幅度提升,通过高通量育种,进一步提高菌种产酸和发酵性能。

生牛乳在冷藏过程中易发生因以假单胞菌属(Pseudomonas)为代表的耐冷腐败菌的蛋白水解作用而发生品质劣变。为明确生牛乳源假单胞菌的蛋白水解表型特征,并评估不同分子分型方法对其腐败表型聚类一致性分析中的适用性,该研究以31株假单胞菌(包括26株来自上海生牛乳的分离株和5株标准菌株)为研究对象,并分别基于16S rRNA基因序列、核糖体分型指纹图谱及看家基因与蛋白酶基因组合的类多位点序列分型(multi-locus sequence typing-like typing,MLST-like)进行分子分型,系统比较各分型结果与蛋白水解表型分布的一致性。结果表明,67.7%的菌株在脱脂乳平板上产生水解圈,蛋白水解阳性菌株平均蛋白酶活力为0.56 ΔA·h^-1·mL^-1。在种水平鉴定上,核糖体分型较16S rRNA基因测序更具分辨力,48.4%的菌株被鉴定为荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)。荧光假单胞菌组的蛋白水解能力显著高于非荧光假单胞菌组(P<0.000 1)。在与蛋白水解腐败表型分布一致性方面,16S rRNA基因序列分析与核糖体分型的聚类结果在蛋白水解表型分布上整体趋势相近;MLST-like分型与蛋白水解能力及蛋白水解致腐风险分级的对应关系最为清晰。该研究通过揭示生牛乳中假单胞菌蛋白水解表型的分布特征,评估3种分型方法在腐败风险识别中的适用性,为生牛乳中假单胞菌的腐败风险识别与分级防控提供参考。

随着人们对健康的日益重视,功能性食品配料(如功能性脂质、类胡萝卜素)受到越来越多的关注,其市场需求持续增长。传统的植物提取与化学合成生产方式存在一定局限性。微生物发酵作为一种可持续的替代生产路径,目前仍面临生产效率低、产物稳定性差及下游提取成本高等技术瓶颈。脂滴工程为解决上述瓶颈提供了新途径。该文综述了将脂滴从静态储存单元改造为动态功能中心的前沿进展,系统阐述了基于脂滴工程在产物储存、稳定性维持、生物利用率调控及分泌等方面的策略。文中详细归纳了通过细胞区室化实现原位合成、通过结构蛋白工程提升产物稳定性,以及通过调控降解途径优化产物释放等核心技术,同时总结了多组学分析、合成生物学工具等关键使能技术。该综述旨在为利用脂滴工程高效生产功能性食品配料提供理论参考。

该研究旨在从海洋生物共生菌群中筛选高产蛋白酶菌株,为开发新型蛋白酶制剂提供微生物资源。以海产罗非鱼肠道内容物为材料,通过平板分离及发酵复筛,获得1株高产金属蛋白酶菌株LfF-1。经形态学观察、“代谢指纹”分析及16S rRNA与gyrB基因串联序列的系统发育树构建,鉴定该菌株为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。该菌株所产蛋白酶具有耐盐(100 g/L NaCl溶液中保持81.46%相对酶活力)、嗜碱(最适pH值约11.0)及低温催化(25 ℃时保持82.12%相对酶活力)的优良特性。通过单因素试验和响应面法优化其发酵产酶培养基,确定最优组成为:乳糖34.36 g/L、牛肉膏18.54 g/L、KH₂PO₄ 5.40 g/L、麸皮33.20 g/L,初始pH 7.0~7.5。研究发现,该菌株产酶适宜温度在27~33 ℃,温度高于36 ℃会显著抑制蛋白酶合成;采用分段控温策略(0~24 h 为33 ℃,促进菌体生长;24 h后调整为27 ℃,延长产酶期)可协调菌体生长与酶合成,显著提高发酵液酶活力;培养基中过量的Mn²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺会导致蛋白酶变性失活,从而显著降低发酵液酶活力。在5 L发酵罐中采用优化培养基和分段控温及补料工艺,发酵周期可缩短至60 h,酶活力达到11 500 U/mL,蛋白酶总产量较分批发酵提高约76.9%,相较于已报道的同类菌株产酶水平优势显著。研究结果表明,贝莱斯芽孢杆菌 LfF-1 具有高产蛋白酶的能力,所产蛋白酶的极端环境适应性突出,优化的发酵工艺可为其工业化应用提供技术支撑。

料水比是影响半固态法白酒发酵品质的关键参数之一,但料水比对半固态法白酒品质形成的影响尚不清晰。因此,该研究采用“先固态培菌糖化,后加水液态发酵”的发酵工艺,设置4个料水比水平(2∶1、2∶2、2∶3、2∶4,g∶mL),监测发酵过程的温度、pH、还原糖及乙醇含量等动态变化,并结合GC-MS分析主要挥发性风味物质的生成特征,系统考察了料水比对白酒发酵过程的影响规律。结果表明,各料水比发酵组均呈现出典型的动力学变化特征,且料水比对发酵速率与代谢效率的变化呈现显著影响(P<0.05)。与高料水比组(2∶1)相比,低料水比组(2∶4)体系温度整体较低且波动幅度较小,表现出更强的热稳定性,尤其在发酵前期(d0~d3),2∶1组体系升温速率为2∶4组的1.35倍。随发酵进行,各组pH值均呈先降后升规律,且低料水比组表现出更低的pH值,尤其是在发酵第3天,pH与体系含水量呈显著线性负相关(R²=0.99),水分每增加10%,pH值平均下降约0.11,表明体系含水量越高,酸化程度越强。还原糖与乙醇含量动态变化结果显示,在d1~d2发酵初期阶段低料水比组(2∶4)的还原糖消耗速率较高料水比组提升约3.4倍,表明高含水体系糖化及发酵启动更早。乙醇生成规律与之相反,具体表现为2∶2、2∶3及2∶4组均在发酵第5天达到乙醇峰值(约150 mg/g),而高料水比的2∶1组则滞后至第7天才达到峰值(137.44 mg/g),且最终产量较前者低13.20%。这表明,适度增加体系含水量能有效促进乙醇的生成并缩短发酵周期;挥发性风味物质含量亦随料水比降低显著上升,尤其醇类与酯类含量增加约2倍,显示较高含水量有利于风味物质的合成与积累。该研究明确了料水比通过调节发酵体系的传质传热特性以及微生物代谢活性从而影响半固态白酒的发酵效率与稳定性,为其工艺优化与质量控制提供理论依据。

米香型白酒品质高度依赖小曲发酵,但由于传统自然发酵体系中微生物群落复杂且受环境影响大,特别是酵母群落的稳定性易受影响,其中,酵母通过介导资源竞争及代谢互作可显著影响发酵体系的群落动态与稳定性,导致发酵过程风味代谢控制难,制约了酒体品质的提升。为解决上述问题,该研究通过在传统小曲生产过程中强化库里德阿兹威毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)与异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus),并将强化小曲用于白酒发酵生产。研究结果表明,强化小曲的酵母多样性显著增加,应用强化小曲后可有效优化发酵体系的微生物群落结构,网络分析显示发酵过程微生物相互作用关系增加。风味检测和代谢功能预测显示经过酵母强化的小曲可增强酵母群落羰酸酯酶的合成,进而显著提高发酵体系中酯类物质的含量。该研究为米香型白酒传统发酵工艺的现代化改造提供了理论依据与技术支撑。

为探究白酒在陈酿过程中的风味演变机制,该研究以2010—2023年间同一酱香型白酒企业的基酒与成品酒为研究对象,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术,并结合多元统计分析与气味活性值(odor activity value,OAV)计算,解析二者成分的差异特征及关键风味物质的变化。结果表明,陈酿过程中,基酒与成品酒的挥发性成分均发生显著变化,但二者的演变趋势存在明显差异。基酒呈现出与年份强相关的“酸增酯减”及组分均一化规律,而成品酒则未表现出相似规律。通过多元统计分析发现,基酒与成品酒的潜在年份标志物具有一定差异,但两者标志物中都含有长链脂肪酸酯,推测该类物质对陈酿时间的依赖性高于对工艺和产地的依赖性,可作为普适白酒年份标志物。通过OAV分析发现,基酒中特征风味物质的OAV随年份波动较大,而成品酒中同类物质的变化则相对平缓,表明货架期白酒的风味较为稳定。该研究可为深入理解白酒陈酿过程提供理论依据。

为探究酱香型白酒机械化摊晾的新方式与传统人工摊晾之间微生物群落组成、糟醅理化指标以及使用2种摊晾方式产出基酒的差异,使用Illumina MiSeq测序、近红外扫描、气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)对摊晾后不同时期的糟醅微生物群落进行分析,同时关联分析糟醅微生物群落和糟醅理化指标、下一轮次糟醅产酒中的基酒风味物质。以解释造成糟醅理化指标、基酒风味物质骨架成分组成存在差异的原因。结果表明,机械摊晾拌曲的糟醅在堆积发酵中期(P=0.037)和完堆下窖时(P=0.005)的微生物群落Shannon指数显著低于传统手工摊晾糟醅。而在β多样性上机械和传统摊晾的糟醅主要是在堆积中期(P=0.044)和下窖时期(P=0.006)存在显著差异。机械和传统摊晾的微生物差异主要体现在短乳杆菌属[Levilactobacillus,线性判别式分析(linear discriminant analysis,LDA)=4.2]、伴生乳杆菌属(Companilactobacillus,LDA=2.5)和寡碳乳杆菌属(Paucilactobacillus,LDA=2.3)等类群。机械摊晾糟醅中真菌的相对丰度普遍高于传统方式。具体而言,拟青霉属(Paecilomyces,LDA=4.4)、复膜孢酵母属(Saccharomycopsis,LDA=3.4)、柯达酵母属(Kodamaea,LDA=3.3)和斯塔莫酵母属(Starmerella,LDA=3.2)等在机械组中显著富集;而传统摊晾组仅在假丝酵母属(Candida,LDA=3.3)和赛博林德拉属(Cyberlindnera,LDA=3.1)上表达较高。微生物群落和糟醅理化指标Mantel检验表明:机械化摊晾的微生物群落在淀粉水解和还原糖消耗的菌落上富集更多,而传统摊晾则更倾向于富集在白酒风味物质代谢的菌落上。该研究为白酒酿造过程相关功能微生物的筛选、机械化生产技术的改进提供了理论依据和数据支撑。

为探究窖龄对机械化浓香型白酒窖池空间梯度规律的影响,该研究以不同窖龄(11、5、4年)的机械化窖池为对象,系统采集窖内不同空间位置(上、中、下层)的糟醅与原酒样品,结合理化指标检测与气相色谱分析,研究其糟醅特性及原酒关键风味成分的空间分布。结果表明,多项理化和风味指标沿窖池深度方向呈递增趋势,部分指标差异显著(P<0.05)。通过主成分分析提取关键指标并进行线性回归发现,11年窖池中多数指标呈现稳定且高度可预测的递增趋势,其中己酸乙酯、仲丁醇、正丙醇、丁酸乙酯及正丁醇含量自上层至下层均表现出极显著的线性增长(P<0.01)。相比之下,5年与4年窖池的类似规律较弱。研究表明,窖龄增长是塑造窖池微生态空间异质性与稳定性的关键驱动因素。随着窖池成熟,其内部微环境趋于稳定,风味代谢路径更为有序,该研究为机械化酿造条件下窖池质量评估与调控提供了理论依据。

为探究不同益生菌对青钱柳发酵饮料品质与风味的影响,该研究以青钱柳为研究对象,采用酿酒酵母和植物乳植杆菌单发酵及共发酵方式制备青钱柳发酵饮料(未发酵作为对照),通过理化分析、电子鼻、顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用及感官评价等方法,系统比较了不同发酵方式对饮料理化指标、活性成分含量、抗氧化能力、游离氨基酸含量、挥发性风味物质及感官品质的影响。结果表明,发酵后pH值显著下降、总酸含量上升、可溶性固形物含量降低。与未发酵相比,3种发酵方式均显著提升总黄酮含量、总三萜含量、总多糖含量及抗氧化能力,其中以共发酵组的效果最优。共发酵组总游离氨基酸含量最高(208.91 μg/mL),γ-氨基丁酸含量为12.07 μg/mL。共发酵组挥发性风味物质总含量最高(451.351 μg/mL),关键风味物质大马酮(1 380.00)、丁酸乙酯(549.00)、2-甲基丁酸乙酯(520.13)等贡献突出,赋予饮料强烈花果香与甜味。感官评价结果显示,共发酵组感官评分最高,色泽、滋味、气味、组织状态协调性最佳。综上,酵母菌与乳酸菌共发酵可有效改善青钱柳发酵饮料的风味品质与功能特性,是一种具有良好应用前景的加工方式。

为探究发酵工艺对辣椒酱品质的影响,该研究以辣椒酱为原料,基于前期对文献大量的调研数据以及工作基础,筛选出12株乳酸菌用于发酵辣椒酱,评估不同菌种发酵辣椒酱的产酸特性,并结合气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)分析不同菌种发酵辣椒酱产挥发性风味物质种类的差异,综合产酸特性与风味物质特性,筛选出发酵效果较好的菌株,基于筛选结果进一步采用单因素结合响应面优化方法,系统分析了复配菌种比例、发酵时间、菌种添加量对发酵辣椒酱总酸以及pH值的影响,采用电子鼻结合人体感官评价方法分析发酵辣椒酱的风味特征。结果表明,12株乳酸菌中副干酪乳酪杆菌CCFM1074、格氏乳杆菌LG-G12、植物乳植杆菌Lp-G18和瑞士乳杆菌RE-78发酵辣椒酱5 d后pH值快速从4.50降低至3.85左右,总酸含量从1.10 g/100 g快速增加至2.80 g/100 g,具有较好的产酸能力,格氏乳杆菌LG-G12发酵产品产挥发性风味物质种类最多(73种);实验进一步采用单因素试验与响应面法优化4株乳酸菌发酵辣椒酱的最优工艺为复配菌种比例2∶2∶3∶1、菌种添加量0.076%、发酵时间6 d,该条件下产品总酸适宜(2.95±0.05)g/100 g、pH值稳定(3.85±0.03)。对该条件下发酵的辣椒酱与未发酵辣椒酱、传统发酵3个月辣椒酱样品进行电子鼻分析,电子鼻主成分分析和香气雷达图显示,未发酵辣椒酱、6 d发酵辣椒酱与传统发酵3个月辣椒酱的挥发性风味物质组成差异显著,聚类分离明显,特征风味物质(酯类、酸类等)随发酵进程呈现规律性演变,感官评价表明优化工艺发酵的辣椒酱与传统发酵辣椒酱风味较为接近。研究为发酵辣椒酱的工业化生产及风味定向调控提供了技术与理论支持。

该研究通过测定理化指标、挥发性成分分析及结合多元统计方法,系统评估了接种8株产酯酵母对剁辣椒风味的提升作用,并从中鉴定出产香能力最突出的菌株。结果表明,8株酵母菌中M1、M3、M5、M6和M8产酯能力优于其他菌株。相较于自然发酵,接种发酵剁辣椒的总酸和氨基酸态氮含量有所降低,而还原糖和总糖含量明显降低。此外,接种发酵样品的酯类与烃类物质含量均高于自然发酵样品,特别是M3、M8样品的酯类物质含量分别提升了5.50、5.98倍。聚类分析及偏最小二乘-判别分析 (partial least squares discrimination analysis,PLS-DA) 亦提示M3、M8样品与其他样品差异较大。进一步地,M3和M8样品不仅新增了水杨酸乙酯等12种香气成分,还显著提升了水杨酸甲酯、棕榈酸乙酯、芳樟醇、肉豆蔻醛、十五醛等关键香气物质的含量。经鉴定,M3、M8分别为Zygosaccharomyces rouxii和Wickerhamiella versatilis。该研究结果可为后期通过酵母菌接种发酵提升剁辣椒风味提供理论依据与实践参考。

作为西南地区典型的植物性发酵食品,苞谷酸的微生态与品质形成受原料配比显著影响。为明确鲜红辣椒添加比例的调控作用,该研究设置辣椒与玉米粉质量比为0.8∶1、1∶1 和 1.2∶1的3个处理组,通过动态测定理化指标、感官评价并结合16S rRNA扩增子高通量测序解析细菌群落演替特征。结果显示,发酵过程中pH值持续下降、乳酸积累,且酸化速率随辣椒质量比例升高而加快。发酵后期各组均以厚壁菌门为主导(相对丰度＞98%),但演替路径迥异:高比例辣椒组中伴生乳杆菌属(Companilactobacillus)自初期即占据显著优势(相对丰度＞80%),糖消耗与产酸更迅速;低、中比例辣椒组则由泛菌属(Pantoea)等植物源菌群及早期乳酸菌类群向优势乳酸菌群逐步演替的模式。β多样性分析表明,高辣椒组菌群结构较早趋于稳定。研究表明,鲜红辣椒添加比例通过改变环境选择压力调节乳酸菌富集及酸化动力学;同时,中比例辣椒组(1∶1)感官风味协调性最佳。该研究为苞谷酸工艺优化与品质调控提供了科学依据。

为了改善荞麦面团的发酵特性,该文利用低场核磁、傅里叶变换红外光谱与质构分析等技术研究了磁场辅助发酵对荞麦面团水分迁移、蛋白分子结构及馒头品质等方面的影响。结果表明:面团发酵体积随磁场强度增大而增大,但过大的磁场强度会导致面团体积下降,磁场强度为1 mT时对面团的发酵能力和流变特性的影响最为显著,此时发酵体积增大了21.1%,面团中自由水含量下降,结合水含量上升;当磁场强度为1 mT时荞麦面团中蛋白的α-螺旋相对含量最高,为36.5%,超过此强度后,其含量下降,而无规卷曲结构则随之增加,为23.5%;馒头的比容由1.6 mL/g增大至1.9 mL/g,比对照组相比增加了18.7%。荞麦馒头的硬度下降46.4%、黏性降低42.3%;咀嚼性降低30.5%。综合以上内容,合适的磁场处理能够优化荞麦面团的水分分布均匀程度,同时改变蛋白质分子结构,进而增强蛋白网络的稳定性、加快水分迁移速度,最终增强荞麦面团的发酵能力,并且改善了荞麦馒头的比容和质构特性。

传统酵子因依赖自然发酵体系,易导致其菌群组成与发酵性能不稳定,最终影响所制馒头品质,为探究产胞外多糖乳酸菌对酵子品质的改良作用,该研究以高粱粉为原料,将产胞外多糖的食窦魏斯氏菌与酿酒酵母混合接种制备高粱酵子。在考察不同培养时间下酵子的酸度、微生物数量及胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)含量的基础上,进一步评价了其发酵力、所制馒头的品质与储藏特性,并与仅接种酵母菌的酵子进行对比分析。结果表明,高粱酵子最佳制备时间为36 h,在此条件下,接种食窦魏斯氏菌高粱酵子中乳酸菌数量和酵母菌数量分别为8.60 lg CFU/g和8.58 lg CFU/g,可滴定酸度为17.79 mL,EPS含量为9.97 mg/g。接种食窦魏斯氏菌酵子发酵面团体积增长超过一倍,与仅接种酵母菌的对照组接近;同时所制备的馒头比容和对照组相比无显著差异,均符合国家标准,且接种食窦魏斯氏菌酵子制备的馒头弹性更高(89.33%),并能够有效延缓其贮藏过程中硬度上升与水分流失。综上可知,接种产胞外多糖食窦魏斯氏菌的高粱酵子具有优良的品质特性与应用效果,展现出其用作馒头发酵剂的潜能。

该研究以超声波改性藜麦麸皮可溶性膳食纤维(ultrasonic-modified quinoa bran soluble dietary fiber,U-QSDF)与乳清蛋白为壁材,通过复合凝聚(单一包埋)和乳化法(双乳液)制备植物乳植杆菌L4-11微胶囊,对壁材表征和益生菌活性进行分析。当U-QSDF与乳清蛋白以1∶3复配、pH 2.75时,可获得稳定性良好的复合物,红外光谱和X-射线衍射证实两者通过静电作用结合,复合凝聚过程对其结构特性无影响。复合物由于结合U-QSDF阴离子及两者双亲性使乳化稳定性有显著提升。选择以U-QSDF/乳清蛋白复合物作为W₁/O/W₂外水相,发现当PGPR以油相6%体积分数添加、W₁∶O＝1∶2、W₁/O∶W₂＝1∶8时,乳液处于稳态平衡状态。以上述U-QSDF/乳清蛋白复合凝聚和乳化最佳制备条件分别负载L4-11,复合凝聚包埋率为66.26%,粒径为(155.63±1.46) μm;双乳液体系包埋率为84.33%,粒径为(245.93±1.56) μm。在体外模拟胃肠道消化和贮藏稳定性实验中,复合凝聚微胶囊和双乳液体系均显著提升了植物乳植杆菌L4-11的活性。该研究为利用U-QSDF/乳清蛋白复合凝聚物制备益生菌递送体系,并开发高效稳定的功能性益生菌制品提供了理论依据。

为了得到能共包封表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin-3-gallate, EGCG)和槲皮素(quercetin, Q)的W/O/W双重乳液。该研究使用豌豆分离蛋白(pea protein isolate, PPI)作为外水相中的亲水乳化剂,聚甘油蓖麻醇酸酯(polyglycerol polyricinoleate, PGPR)作为油相中的亲脂乳化剂,制备共包封EGCG和Q的W/O/W双重乳液,以粒径、黏度、微观结构、多重光散射等为评价指标,优化得到制备W/O/W双重乳液的最佳方案:外水相中PPI的质量分数为6%,油相中PGPR的质量分数为4%,NaCl的质量分数为1.0%,内水相-油相的体积比例(W₁∶O)为3∶7,初级乳液-外水相的体积比例(W₁/O∶W₂)为4∶6。该方案下制备的W/O/W双重乳液具有良好的稳定性和优异的包封能力(EGCG:65.12%,Q:89.48%)。该结果为构建生物活性化合物的共包封体系提供一定的参考依据,进一步扩宽了W/O/W乳液在食品中的应用。

该研究通过冻融处理对玉米淀粉进行预处理,随后进行酶解制得多孔淀粉(FTS-EN)并对阿魏酸进行包埋(FTS-EN-FA)。通过显微形态观察、吸附性能和低温氮吸附实验确定FTS-EN的包埋潜力,并对包埋阿魏酸样品的颗粒形貌、包埋率/量、稳定性、抗氧化特性和体外消化模拟进行测定。结果表明,与对照组相比,经冻融处理后酶解所得的多孔淀粉孔洞数量增加,吸水率(124.65%)和吸油率(102.87%)均显著升高,其比表面积、孔容和平均孔径均得到显著提升(P<0.05)。包埋阿魏酸后,FTS-EN-FA的包埋量显著高于对照组(P<0.05),增长2.27倍。在不同光照时间、不同温度、不同储藏时间下,FTS-EN-FA中阿魏酸的保留量最高,稳定性得以提升。此外FTS-EN-FA抗氧化特性显著高于其他对照组(P<0.05),且在模拟胃液和模拟肠液中展现出良好的缓释能力。综上,冻融协同酶解制备多孔淀粉可以显著改善其吸附性能,并提高阿魏酸的包埋性能、稳定性及体外缓释性能。

为解决单一大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)凝胶硬度不足、质构稳定性差的问题,该研究以SPI和高酯柑橘果胶(high-methoxyl citrus pectin,HMP)为原料,通过单因素试验优化复合凝胶制备工艺,并系统探究HMP添加量对其功能特性及分子作用机制的影响。结果表明:复合凝胶的最佳工艺条件为加热温度85 ℃、SPI添加量2.50 g、HMP添加量0.08 g,此条件下SPI与HMP形成协同作用显著的三维网络结构,凝胶综合性能最优:持水度达86.09%,较无HMP组提高11.5%;硬度、弹性及咀嚼性分别较对照组提高29.3%、18.7%、32.5%,且L^*值(亮度值)达到60.07。机理分析显示,HMP通过氢键、疏水作用及静电引力与SPI结合,促使SPI二级结构中α-螺旋相对含量从16.86%降至12.00%,β-折叠相对含量从32.45%增至38.01%,分子间交联密度显著提高。该研究明确了SPI-HMP复合凝胶的工艺参数与特性调控机制,为植物基肉制品的质构改良提供了理论支撑和技术参考。

为降低加工肉制品中磷酸盐的添加量,开发膳食纤维在低磷肉制品中的应用。该研究在添加3.0%(质量分数)菊粉的基础上,考察不同浓度的柑橘纤维(0.5%、1.0%、1.5%、2.0%,质量分数)添加量,对羊肉蛋白的总巯基含量、二级结构、SDS-PAGE及凝胶水分分布、持水性等指标的影响,探究其对羊肉肌原纤维蛋白系水力及蛋白结构变化机理。结果表明,与0.3%磷酸盐对照组相比,3.0%菊粉协同1.5%的柑橘纤维显著降低了蛋白的总巯基含量、表面疏水性和荧光强度(P<0.05),促进蛋白二级结构从α-螺旋向β-折叠结构转变,促进凝胶三维网络结构形成,促进自由水向不易流动水转化,显著提高凝胶的系水力(P<0.05)。然而,当柑橘纤维添加量为2.0%时,会使蛋白过度聚集,凝胶结构松散,系水力下降。综上,添加3.0%菊粉协同1.5%柑橘纤维能够有效地改善羊肉蛋白结构,提高凝胶系水力,2种膳食纤维复合有潜力成为一种新型的磷酸盐替代品。

该研究旨在探究杜仲叶提取物(Eucommia ulmoides leaf extract,EULE)的抗氧化活性及其对Fenton体系诱导氧化的鸡肉肌原纤维蛋白(myofibrillar proteins,MPs)结构与乳液功能特性的调控作用,为肉品天然抗氧化剂应用提供理论支撑。EULE对羟自由基、ABTS阳离子自由基、DPPH自由基具有浓度依赖性清除活性,实验设空白对照、氧化对照及0.2、0.6、1 mg/mL EULE处理组,系统测定MPs结构及乳液功能等指标。结果显示,氧化处理使MPs羰基升高、巯基下降,α-螺旋减少、无序结构增加(P<0.05),表面疏水性增强、荧光强度降低,分子间作用力失衡,同时乳液粒径增大、zeta电位绝对值降低,乳化与流变性能劣变。0.6 mg/mL EULE可有效清除活性氧,减少羰基生成与巯基损失,提升α-螺旋占比,调控表面疏水性与荧光特性,优化分子间作用力分布;同时减小乳液粒径,提升zeta电位绝对值,增强乳化和流变特性,4 ℃贮存12 h稳定性良好。然而,1 mg/mL EULE则呈现负面效应:其虽然具备抗氧化能力,但可能因添加量过高,诱导了蛋白质分子的异常聚集与交联,导致结构紊乱与功能恶化。该研究揭示了EULE的调控规律,通过非共价相互作用与氧化应激下的共价交联调控,协同维持MPs结构与分子间作用力平衡,为其在肉糜制品品质改良中的应用提供核心依据。

燕窝食用前需经炖煮处理,其形态结构与质地受热加工的影响显著。该研究以炖煮时间(0~120 min)为变量,探究加热过程中燕窝蛋白质的凝胶-溶胶转变与即食产品的消化特性。结果表明,炖煮至25 min时涨发率达到峰值241.38%,燕窝蛋白质受热后充分展开,β-折叠含量由48.36%增加至52.48%,丝氨酸、苏氨酸等亲水氨基酸残基结合位点暴露,通过氢键与疏水相互作用形成水合凝胶网络结构。扫描电镜显示即食燕窝表面形成均匀、密集的孔洞,使产品复水比达最大值31.37倍,质地最软。热处理30 min后凝胶电泳结果显示溶出蛋白开始聚集,40~120 min的持续加热导致肽键断裂与结构蛋白降解,从水凝胶态向液态溶胶转变,涨发率降低、即食产品复水比与硬度显著劣变。模拟胃消化证实,25 min处理组蛋白质释放量(2.62 mg/mL)及固形物残留率(10.53%)最为均衡,而长时间炖煮制备的即食燕窝消化后蛋白亚基仍维持较大分子质量,消化利用率低。该研究揭示了燕窝蛋白凝胶网络形成向多肽链热降解的溶胶化转变过程,为即食燕窝产品开发及蛋白凝胶热加工工艺提供了理论依据。

该文通过动态高压微射流技术改性橡子淀粉,采用傅里叶红外光谱仪、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、快速黏度分析仪、差示扫描量热仪等研究了改性前后橡子淀粉的结构与理化性质。结果表明,动态高压微射流通过剪切、碰撞、高压、空化效应等使橡子淀粉粒径分布趋于减小,主要作用于结构相对松散的无定形区和结构不完善的结晶区,并部分重构淀粉分子双螺旋结构,但未改变橡子淀粉的官能团和结晶类型;随着微射流处理压力的升高,橡子淀粉多尺度结构发生变化,相比于未处理组,80 MPa处理后的橡子淀粉中位粒径由13.47 μm降至10.87 μm、比表面积由704.03 m²/kg升至865.50 m²/kg,120 MPa时颗粒表面出现孔洞与部分碎裂;经动态高压微射流处理后,橡子淀粉的持水能力和冻融稳定性提高、凝沉率和起糊温度下降、抗回生能力增强。综上,动态高压微射流能够有效调控橡子淀粉多尺度结构,进而改善橡子淀粉理化性质,拓展其在食品工业中的应用领域。

为探究乳脂原料对酸奶油风味特征的影响,该研究分别以新鲜稀奶油和黄油为原料制备酸奶油样品,采用电子鼻和电子舌分析其风味轮廓。采用气相离子迁移色谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry, GC-IMS)测定挥发性化合物的组成,并结合感官评价进行系统分析。结果表明,不同乳脂原料酸奶油的气味和滋味特征存在显著差异(P＜0.05)。通过GC-IMS分析,共鉴定出59种挥发性物质,其中11种被确定为关键香气化合物。脂肪族醛和甲基酮类化合物是不同样品中主要的差异风味物质。此外,乳脂基酸奶油展现出更优的感官品质。该研究全面了解了乳脂原料对酸奶油风味特征的影响,为优化酸奶油产品质量和调节风味提供了理论依据和实践指导。

野生与养殖大黄鱼在生境、摄食方式与生理活动上存在差异,其肌肉品质与代谢特征不同。该文以两类大黄鱼背部和腹部肌肉为研究对象,利用液相色谱-质谱联用技术开展非靶向代谢组学分析,系统比较其代谢组成与通路差异。结果表明,野生与养殖大黄鱼差异代谢物丰富,其中野生鱼背部与养殖鱼腹部差异最多(188 种)。主成分分析与正交偏最小二乘判别分析模型能够有效区分野生和养殖大黄鱼,且不会过拟合。层次聚类发现野生鱼富集顺式-4-羟基脯氨酸等氨基酸及磷脂酰胆碱,养殖鱼则富含抗生素与人工饲料相关的脂类。KEGG分析表明差异代谢物主要涉及氨基酸代谢、脂质代谢及能量代谢通路。研究表明,野生大黄鱼肌肉品质优势与其自然摄食及运动行为密切相关,而通过调控饲料组成与养殖环境有望改善养殖大黄鱼代谢路径与风味品质。该结果为大黄鱼品质评价与养殖模式优化提供了科学依据。

美拉德反应在食品加工过程中至关重要,对改善食品风味起着积极作用。该研究旨在探讨美拉德反应对甜瓜螺肉水解物的理化性质和风味特性的影响,以甜瓜螺肉水解物和4种还原糖为原料,探究美拉德反应产物的中间产物、褐变程度、接枝度和游离氨基酸等理化性质的变化,同时,结合气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry, GC-IMS)、电子舌和感官评价分析美拉德反应产物的风味和滋味变化。结果表明,经过美拉德反应后,反应产物的中间产物、褐变程度、接枝度和抗氧化性显著提升,降低了水解物的苦味氨基酸,改善了水解物的颜色和风味特性,同时电子舌能有效区分不同反应产物的滋味差异。通过GC-IMS鉴定出水解物和美拉德反应产物具有38种挥发性化合物,美拉德反应产物产生了更多的吡嗪和呋喃等物质,减少了醛类化合物,从而增强了烤肉和坚果香味,减小了腥味等令人不快的风味。该研究为甜瓜螺肉水解物的风味改善提供了新思路,对风味产品的开发提供理论参考。

以草鱼为实验对象,研究真空冰温干燥对草鱼鱼糜粉凝胶品质的影响,并以热风干燥和真空冷冻干燥为对照,检测各组凝胶强度、持水性、蛋白质二级结构、脂肪氧化、菌落总数等指标。结果表明,真空冰温干燥鱼糜粉凝胶强度(173 g·cm)显著高于其他组(P<0.05),与新鲜鱼肉凝胶强度(207 g·cm)相比,真空冰温干燥组凝胶强度仅下降16.4%,而热风组和真空冷冻干燥组分别下降75.8%和27.5%。3种干燥方式中,由真空冰温干燥鱼糜粉制得的凝胶持水性最高为81%,分别比热风干燥与真空冷冻干燥高9%、3%,保水能力最好。傅里叶变换红外光谱表明,与其他组相比,真空冰温干燥组对凝胶蛋白质二级结构的破坏程度最低。在微观结构方面,真空冰温干燥组的凝胶网络结构最紧密,与新鲜鱼糜凝胶的结构较为接近,真空冷冻干燥组有较多孔洞,热风干燥组的凝胶网络结构则遭到严重破坏。真空冰温和真空冷冻干燥均能显著抑制微生物的繁殖,且真空冰温干燥鱼糜粉的脂肪氧化程度最低。综上所述,真空冰温干燥鱼糜粉的凝胶品质较佳。

冷冻预制烤鱼在冻结和贮藏过程中,其品质易因水分含量和状态的改变而发生劣化。为提高冷冻预制烤鱼的品质,该研究构建了由鱼胶原蛋白肽、谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TG酶)、海藻糖、山梨糖醇组成的4因素试验体系。采用经遗传算法优化的误差反向传播(genetic algorithm-error back propagation, GA-BP)神经网络模型,结合响应面模型建模与优化获得了复配保水剂配方,并对添加后样品的冻结曲线、持水力、微观结构及水分状态等进行综合评价。结果显示,GA-BP神经网络模型的预测精度优于响应面模型(R²=0.958 9)。复配保水剂的最佳配方为鱼胶原蛋白肽添加量2.65%(质量分数,下同)、TG酶0.43%、海藻糖1.13%、山梨糖醇0.31%,在此配方下,冷冻预制烤鱼的水分含量为(73.76±0.31)%。添加复配保水剂样品的解冻、离心及蒸煮损失率指标较未添加样品分别下降4.24%、3.18%、1.82%。添加复配保水剂的烤鱼在冷冻过程中,不易流动水向自由水迁移的比例显著降低。扫描电子显微镜观察发现,复配保水剂可促进肌纤维的聚集交联,减少肌纤维间隙的形成。研究结果表明,该复配保水剂具有良好的品质保持效果。

为探究不同冷却方式对红烧肉储运保鲜效果的影响,该实验采用自然冷却、真空冷却和静磁场辅助真空冷却处理红烧肉,分析4 ℃冷藏10 d前后红烧肉的各项理化指标、微生物生长及水分分布的变化情况。结果表明,贮藏后,各组的菌落总数、挥发性盐基氮和丙二醛含量均增加,水分含量和持水能力均下降,色泽与质构特性发生改变。其中,贮藏前后真空及静磁场辅助真空冷却组的菌落总数显著低于自然冷却组;值得注意的是,贮藏后静磁场辅助真空冷却处理的pH值、挥发性盐基氮和丙二醛含量均显著低于自然及真空冷却组。另外,真空冷却组具有较低的水分含量,其L^*值最小,a^*值最大。低场核磁结果表明,真空冷却提升了皮层结合水与瘦肉层不易流动水占比,且静磁场辅助真空冷却处理抑制了不易流动水向自由水的转化,能更好地维持肌原纤维蛋白的水结合特性,有利于红烧肉品质保持。该研究为解决热加工肉类菜肴缓慢降温导致的品质劣变问题提供了新思路。

为探究不同采收期对猪血桃品质的影响,该研究测定了猪血桃果实在3个采收期(S1、S2、S3)的感官品质、营养品质及果汁加工品质等26项品质指标,并运用相关性分析和主成分分析对不同采收期猪血桃的品质进行综合评价。结果表明,不同采收期对猪血桃品质的影响显著,随着采收期的推迟,猪血桃果皮的L^*值逐渐下降,果肉的L^*值先升高后降低,果皮及果肉的a^*值均呈现上升趋势,b^*值无显著变化。果实可溶性固形物含量、可滴定酸含量先升高后降低,硬度及多数营养成分(果糖、葡萄糖、柠檬酸、抗坏血酸、总酚、类黄酮、花青素)含量下降。果汁的L^*值、b^*值显著下降,a^*值逐渐增加,浊度显著上升,透光率显著下降,采收期S2果实的出汁率最高,褐变程度最低。相关性分析表明,果糖含量、柠檬酸含量、花青素含量、果汁透光率是核心关联指标。主成分分析结果表明,4个主成分能够代表原始指标93.346%的信息,基于数学模型得出的不同采收期猪血桃的综合品质排序为:S1>S2>S3。因此,S1采收的猪血桃品质最佳,该研究为猪血桃的品质评价及科学采收提供了理论参考。

系统性探究贵州不同品种与产地的刺梨果实在加工特性上的差异,为刺梨资源的分类与高值化利用提供理论依据。采集贵州省贵阳、六盘水、毕节、黔南等地的91份栽培与野生刺梨样本,系统测定其理化指标、营养品质及抗氧化活性,并采用主成分分析与聚类分析进行综合评价。不同品种及产地的刺梨在各项指标上均存在显著差异(P<0.05)。其中,安顺金刺梨的可溶性固形物和可滴定酸含量最高,而遵义刺梨的维生素C含量最为突出。主成分分析显示,遵义刺梨、贵阳无刺刺梨和都匀野生-1的综合品质更优。聚类分析将91份种质资源划分为3个特征鲜明的类别。依据类别特性提出了定向加工策略:类别1(如DY-32,DY-33)品质均衡,适用于开发果糕、果茶等休闲食品;类别2(如ZY,GY2)活性成分丰富,适用于开发保健品及功能性护肤品;类别3(如DY-14,DY-15,DY-19)抗氧化活性强,是天然抗氧化剂的理想原料。研究表明基于品种和产地进行分类加工的必要性,以推动贵州刺梨产业的精准化和高质量发展。

以2025年国家级品酒师培训酒样为实验对象,采用气相色谱、近红外光谱技术结合机器学习解析不同香型、产地和质量等级白酒差异风味物质以及构建其判别模型。结果表明,偏最小判别分析可有效区分不同类别白酒风味物质特征。以VIP值＞1,P<0.05为标准,确定对不同香型白酒有重要区分贡献的为β-苯乙醇、正丁醇、乙缩醛等21种,对不同产地酱香型白酒有重要区分贡献的为棕榈酸乙酯、β-苯乙醇、油酸乙酯等27种,对2个品类清香型白酒不同质量等级有重要区分贡献的为异丁醇、β-苯乙醇和丁二酸二乙酯等21种和正戊醇、甲醇和异丁醛等14种挥发性风味物质。相较于随机森林、支持向量机和遗传算法优化的反向传播神经网络(genetic algorithm-optimized backpropagation neural network,GA-BP)模型对于不同香型、产地和质量等级白酒的判别性能表现优异,对测试集样品分类准确率分别为91.33%、94.38%、98.28%和94.83%。夏普利加性解释(Shapley additive explanations,SHAP)解释结果显示,波数为11 996、7 383、5 952,7 128、5 848、5 311,6 935、6 932、5 319,11 996、5 902、5 824 cm^-1等对于模型输出的贡献值较高,被确定是预测不同类别白酒的关键光谱点。此项研究提出的近红外光谱结合GA-BP模型对不同类别白酒判别具有较高的准确率,为白酒的快速溯源和不同类别白酒的科学评价提供理论参考。

为探究风干温度对香肠风味的影响,采用电子鼻、电子舌、GC-MS对高温风干(high temperature,HG)和低温风干(low temperature,LG)的广味香肠风味进行检测,通过雷达图构建、主成分分析、偏最小二乘判别分析(partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA)等方法评价2种香肠的风味差异性。结果表明:LG在含硫、氮氧化合物等挥发性成分上的响应更强,HG则呈现出更高的苦味、涩味及其回味值,而二者在酸味、鲜味及丰富性上无显著差异;LG的鲜味和甜味氨基酸含量显著高于HG,且苦味和无味氨基酸较低;LG的饱和脂肪酸含量显著高于HG,但HG多不饱和脂肪酸含量则更高。GC-MS共鉴定出29种(HG)和33种(LG)挥发性化合物。通过PLS-DA筛选出1种氨基酸(谷氨酸)、5种脂肪酸(油酸、硬脂酸、亚油酸、棕榈酸、棕榈油酸)和11种挥发性化合物[水芹烯、(-)-异丁香烯、月桂烯、丁酸甲酯、β-萜品烯、丁酸乙酯、3-蒈烯、异戊醇、辛酸乙酯、乙酸乙酯和甲基异戊基醚]是区分2种香肠的特征性风味物质。综上,风干温度通过调控氨基酸组成、脂肪酸分布及挥发性化合物谱,实现广味香肠风味的精准塑造,为工业化生产中基于目标风味的工艺参数优化提供重要理论依据。

为实现茶叶中儿茶素、氨基酸及生物碱等多种非挥发性成分的同步分析,该研究建立了一种基于超高效液相色谱-高分辨质谱的定性定量分析方法。以0.1%甲酸-50%甲醇(体积分数)作为提取溶剂,通过超声辅助同步提取29种目标化合物。通过系统优化,采用Hypersil GOLD色谱柱(150 mm×2.1 mm,1.9 μm),以0.1%甲酸水(体积分数)和甲醇为流动相进行梯度洗脱,在正负离子切换模式下实现儿茶素、生物碱和氨基酸成分的同步分离。方法学验证表明,29种目标物在其线性范围内决定系数R²＞0.988 7,加标回收率为80.77%~117.23%,相对标准偏差为0.59%~9.81%,表明方法准确度高、稳定性好。将该方法应用于实际样品分析,基于29种成分进行主成分分析,提取到5个主成分,累计方差贡献率为97.39%,并构建茶叶品质综合评价模型。该方法操作简便、灵敏度高,适用于茶叶多组分同步检测与品质综合评价,为茶叶质量控制和标准化评价提供了参考。

食药同源植物中多酚与肠道菌群的双向调控是解析天然产物健康效应的重要理论切入点。该文系统阐述了肠道微菌群通过去糖基化、环裂解及还原反应将多酚转化为高生物活性代谢物的生化过程,并探讨了多酚通过类益生元效应选择性重塑菌群结构、维持肠道屏障及调节“肠-器官轴”信号传导的分子机制。文章强调了多酚代谢产物在肠道菌群调控中的双向潜在价值,旨在为食药同源资源的精准化利用及新型功能食品的开发提供坚实的理论依据。

酵母β-葡聚糖作为一种资源丰富的天然功能性食品原料,被广泛应用于食品工业。该文综述酵母β-葡聚糖的提取方法(包括物理法、化学法、酶法和复合法等)以及纯化方法(如沉淀、透析、超滤和色谱法等),并综述酵母β-葡聚糖在肉制品、乳制品及饮料、烘焙制品和功能性食品中的应用情况及其对食品品质和功能特性的改善作用。对目前酵母β-葡聚糖研究中存在的问题进行探讨,并对未来的研究方向和应用前景进行展望,旨在为酵母β-葡聚糖的进一步开发和应用提供理论依据。

乳酸菌作为一类重要的益生菌,在食品加工过程中,容易受极端环境影响导致存活率和功能活性显著下降。生物膜由乳酸菌自身合成,是微生物应对环境胁迫、实现长期定植及功能发挥的重要策略,有助于增强宿主免疫功能、维持肠道微生态平衡。因此,该文综述了乳酸菌生物膜形成的主要影响因素与作用机制,发现不同菌株和环境条件会导致生物膜产量、结构及功能呈现显著差异,表现出明显菌株特异性和环境依赖性,旨在为乳酸菌工业发酵及益生菌制剂的开发提供理论依据。

食品过敏是由特定食物蛋白引发的异常免疫反应,食物过敏影响全球约15%儿童及18%成人,已成为全球关注的公共卫生问题,因此建立快速准确的食源性过敏原检测方法对预防和控制过敏反应具有重要意义。当前检测技术普遍依赖传统抗体,存在灵敏度低、抗干扰能力差、易受食品加工影响等局限。纳米抗体(nanobody, Nb)作为驼源重链抗体的可变区片段,具有分子质量小、稳定性强、易于基因工程改造和低成本生产等独特优势,尤其能够识别传统抗体难以触及的隐藏表位,在复杂食品基质及加工食品的过敏原检测中展现出巨大的潜力。该文重点阐述了Nb的分子特性与优势,并简述了其在食物过敏原检测领域中的应用进展,并指出了当前Nb在该领域所面临的挑战,并对未来的发展方向进行了展望,为今后开发新一代食物过敏原的精准检测提供了参考。

食源性致病菌及其生物被膜对公共健康构成重大威胁,但传统检测方法存在操作复杂、灵敏度低、耗时久等局限,并不能及时准确地检测出致病菌的存在,从而导致潜在的食品安全风险。该文介绍了金属纳米材料构建的生物传感器在快速检测食源性致病菌中的应用,金属纳米材料(如纳米金、银、金属有机框架等)凭借高比表面积、独特光学/电学特性及催化活性,通过信号增强、构建复合传感平台等优化生物传感器性能,显著提升检测灵敏度和特异性,可快速检测沙门氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等致病菌及其生物被膜。因此,该文重点从金属纳米颗粒、碳基纳米颗粒、过渡金属、金属纳米团簇、复合纳米材料等修饰的多种生物传感器类型出发,指出现阶段技术的优势和存在的问题,为推动其在食品安全监管等场景的实际应用提供理论依据和应用思路。

药食同源资源发酵在提高活性成分生物利用度方面具有核心功能,其品质主要依赖于复杂的微生物代谢网络及环境交互作用。然而,传统发酵过程存在“黑箱化、非线性”等瓶颈,严重制约了产业化发展。近年来,利用人工智能技术解析发酵机理已成为研究热点。该文系统综述了人工智能(artificial intelligence, AI)在药食同源发酵中的应用现状,构建了“感知-建模-决策”的智能控制体系,阐述了多模态传感、机器学习建模及强化学习等关键技术,并总结了其在基质-菌株智能筛选匹配、工艺动态优化及代谢机制解析中的应用实效。同时,探讨了当前技术的局限性(如数据匮乏、模型泛化等),并提出了“AI+合成生物学+过程工程”跨学科协同的发展策略,以期为药食同源资源的精准制造与标准化生产提供理论支撑。

后生元是指通过灭活益生菌或其发酵产物获得的生物活性物质,包括代谢产物、细胞成分等。随着益生菌功能机制研究的深化、灭活技术的突破及活性成分分离鉴定技术的发展,益生菌产业逐渐从“活菌时代”迈向“成分时代”,后生元作为一种新型功能性成分,是益生菌产业发展中增长最快的新赛道之一。近年来,后生元因其稳定的生物活性和广泛的应用潜力备受关注,在食品、日化、医药和农业等领域发挥重要作用。该文系统综述了后生元的工艺研究进展及产品开发现状,以期为后生元的生产及其相关产品开发与产业化应用提供参考和实践指导。

植物精油常被封装于Pickering乳液中,以克服其水溶性差、挥发性高及化学不稳定性等问题。基于Pickering乳液的递送体系因其极高的稳定性、可控的缓释性和显著的环境友好特性,被广泛应用于食品保鲜领域。该文系统阐述了基于Pickering乳液的植物精油递送体系的稳定机制及关键影响因素、食品级颗粒稳定剂的类型及筛选依据、乳液制备方法及其表征技术和性能(稳定性、功能性和食品适用性)评价,重点探讨了该递送体系以活性膜、涂抹涂层及其他创新形式在果蔬、肉制品、水产品等多种食品保鲜中的应用效果。旨在为基于植物精油的Pickering乳液在食品绿色保鲜领域的创新开发与推广提供理论参考。

玉米醇溶蛋白在药物递送、食品营养及生物医学领域具有重要的应用价值。尽管其具有良好的生物相容性和可降解性,但仍面临制备重现性、载药能力及释放特性等方面的挑战,亟需通过功能化修饰策略提升其性能。该文系统综述了基于玉米醇溶蛋白纳米载体的最新研究进展,探讨了制备技术的创新与优化、表面功能化修饰策略及其在药物递送和食品包埋中的应用。通过对现有研究的综合分析与展望,以期为玉米醇溶蛋白纳米载体的深入研究和多样化应用提供理论依据和技术参考。

脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)是由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)和黄色镰刀菌(Fusarium culmorum)等真菌产生的单端孢霉烯族有毒次级代谢产物,广泛污染小麦、玉米等谷物及其制品。DON及其衍生物具有细胞毒性、免疫毒性等多重危害,部分衍生物可在消化过程中逆向转化为DON,对人体健康构成潜在威胁。该文阐述了谷物加工过程中DON及其衍生物削减、迁移及转化的研究进展,深入探讨不同加工工艺的脱毒效果,旨在为谷物安全加工、工艺优化、毒素精准防控技术研发及全谷物产业高质量发展提供理论支撑与技术参考。