该研究通过选用国内大型小麦粉加工企业生产的,且目前销售较为广泛的8种小麦颗粒粉,与一种普通小麦粉进行比较,对小麦颗粒粉的粒度、基本理化特性、糊化特性、面团发酵特性及馒头的制作品质进行研究。结果表明,与普通小麦粉相比,颗粒粉粒度大,灰分低、损伤淀粉含量低;发酵特性较好;制作的馒头比容大、硬度小,比较绵软、不黏口。综上所述,同普通小麦粉相比,颗粒小麦粉馒头加工品质较优。因此,在馒头用小麦粉制粉时可以适当改变磨粉工艺,控制磨粉强度,减少研磨次数,减少损伤淀粉含量,提高小麦粉的使用价值,可以将颗粒粉应用到新型馒头粉的开发上。

综述微塑料的种类、危害以及生物降解微塑料的影响因素以及昆虫、微生物、酶降解微塑料的现状及降解机制。根据研究现状,提出生物降解微塑料的研究方向:(1)研究昆虫肠道微生物菌群、宿主、营养摄食三方共协关系。利用代谢组学,研究脂肪、蛋白质以及以微塑料为碳源的代谢机制,研究昆虫分泌消化酶的种类和触发机制。(2)研究微生物分泌胞外、胞内降解酶的种类,借助人工合成技术,合成分泌酶,利用合成的外酶,加快对微塑料内部结构渗透、解聚。研究微生物降解微塑料的机制,以及影响降解的生物性和非生物性因素,确定微生物不竞争、和平共生的条件,采用多种微生物联合共协,配合微塑料物理化学降解方法,为微生物降解微塑料提供新思路。(3)找寻研究更多的降解酶。对目前确定能降解微塑料的酶类借助人工技术合成,研究昆虫摄食降解和人工合成酶、微生物降解和人工合成酶分别与微塑料物理化学降解方法联合使用的可行性。研究思路并行,学科交叉,降解方法共协,为生物降解微塑料提供理论基础。

该文采用大鼠胃动力障碍模型,研究了菊苣、陈皮、鸡内金、山楂和余甘子等5种药食同源食物的促胃动力效果,主要测定了胃排空率、胃酸、蛋白酶、胃液、血清饥饿素、胃泌素、酪氨基酶受体基因(c-kit)和干细胞因子的转录水平等指标,观察胃窦组织切片。结果发现菊苣、山楂和余甘子能显著提高胃排空速率(P＜0.05),菊苣和陈皮显著降低胃游离酸的浓度和排出速率(P＜0.05),山楂显著提高胃蛋白酶活性和排出量(P＜0.05),鸡内金显著提高了胃蛋白酶排出速率和胃液量(P＜0.05)。另外,菊苣、山楂显著提高血清饥饿素含量(P＜0.05),余甘子显著提高血清胃泌素含量(P＜0.05),菊苣对胃底腺层有修复作用并能显著上调c-kit的转录水平。综上,菊苣、山楂和余甘子对胃动力的促进效果较好,具有开发成促消化食品的潜力。

采用低场核磁共振技术研究了固态渗透(solid osmotic dehydration, SSD)和液态渗透(liquid osmotic dehydration, LOD)过程中草莓水分的流失规律。结果表明,在糖渍72 h的过程中,2种糖渍方式下草莓水分含量均逐渐降低;在渗糖72 h时,SSD和LOD处理的草莓水分含量分别由91.83%下降至74.56%、79.90%。2种渗透方式的弛豫时间T₂₂与T₂₃值均伴随着渗透过程而变小,表示SSD和LOD都使得草莓中不易流动水和自由水的流动性减小;同时峰面积A₂₂值均逐渐减小,表示2种渗透方式均减少了不易流动水的水分含量。然而在LOD处理过程中,草莓中自由水峰面积在渗透过程中呈下降趋势,但下降不显著(P＞0.05),同时弛豫时间T₂₁峰位置逐渐右移,表示随着渗透时间的延长,草莓中结合水的流动性增强;相反,在SSD处理中,草莓中自由水峰面积在渗透72 h后显著下降(P＜0.05),相比0 h,下降幅度达55.35%,并伴随着渗透时间的延长,草莓中结合水的流动性减弱。另外,建立了低场核磁共振峰积分面积总和(A₂₁+A₂₂+A₂₃)与草莓的含水率的线性拟合模型,线性关系显著(P＜0.05),R²均大于0.90,拟合效果较好。该研究从水分的角度探究了SSD和LOD对草莓的影响,为草莓干制作中渗糖方式的选择提供参考。

发酵果蔬是以水果与蔬菜为原材料,经乳酸菌或酵母菌发酵而成的食品。在发酵过程中,微生物利用果蔬中丰富的营养物质,在改善食品风味的同时也代谢产生多种生物活性化合物,如多酚类化合物、胞外多糖、γ-氨基丁酸等。研究表明,发酵果蔬中微生物及其代谢产物具有调节肠道健康、抗氧化、调节免疫、预防酒精性脂肪肝、调节血糖血脂和缓解肥胖等健康功效。该文介绍了不同果蔬原料发酵过程中生物活性成分的变化,总结了发酵果蔬功能特性及作用机制,并对其未来发展方向进行了探讨,以期为功能性果蔬发酵产品的开发及其产业化发展提供参考。

由真菌引起的果实侵染病害造成猕猴桃产业的巨大损失。为探究贵州省主栽品种“贵长”“红阳”猕猴桃采后低温贮藏过程中的真菌群落多样性,该研究采用高通量测序技术比较不同产区猕猴桃真菌群落的组成,并结合花期、幼果期、采收期的降雨量,对采后贮藏侵染病害进行分析。结果表明,子囊菌门(Ascomycota)是优势菌门,葡萄孢属(Botrytis)、镰刀菌属(Fusarium)、间座壳属(Diaporthe)是主要优势属。主成分分析(principal component analysis, PCA)结果显示,贵州省“贵长”“红阳”真菌群落结构多样性较为相似。结合当地气象条件,推测贵州猕猴桃真菌多样性与降雨量有关,降雨量与猕猴桃果实真菌多样性成反比,与猕猴桃果实贮藏腐烂致病真菌的相对丰度成正比。当降雨量较大时,会提高果实侵染病害发生几率。该研究在贵州猕猴桃侵染病害防控、采后保鲜等领域提供理论依据。

微藻是一种光合自养型单细胞水生生物,能够合成脂质、蛋白质等多种活性成分。微藻中的蛋白质含量丰富,且具有较高的营养特性,能够调节机体健康、预防和治疗疾病等,在食品、医药、化妆品等领域具有广阔的发展前景。微藻蛋白质提取的关键在于细胞壁的高效裂解,从而使细胞中的蛋白充分释放。因此,该文基于常见的微藻细胞壁破壁技术,对微藻蛋白质的提取方法进行对比分析。旨在探索破壁更高效、过程更经济、易于工业化、蛋白更优质的提取方法,为微藻蛋白质的进一步开发利用,增加其商业价值提供指导。

痤疮是一种毛囊皮脂腺单位的皮肤炎症,青少年患病率可达85%,它的发病与痤疮丙酸杆菌的定植有关。获取能够高效拮抗痤疮丙酸杆菌的微生物,丰富痤疮丙酸杆菌拮抗菌的资源库。采用琼脂扩散法从酸菜中筛选出对痤疮丙酸杆菌具有较强抑菌活性的菌株。通过菌落形态、生化鉴定和16S rDNA序列比对进行菌株鉴定。从培养基优化及发酵条件优化两方面提升拮抗菌的抑菌活性。采用体外安全评价方法评估拮抗菌的安全性。筛选得到一株能高效拮抗痤疮丙酸杆菌的菌株HA2,初步鉴定为海恩西芽孢杆菌 (Bacillus haynesii)。通过优化菌株HA2的发酵条件,将过膜发酵上清液抑菌圈的直径从38 mm提升至53 mm。根据四环素效价曲线换算,效价从20 308.6 U提升至112 927.6 U,提升5.56倍。经体外安全评价,初步判断菌株HA2为安全菌株。海恩西芽孢杆菌HA2是一株能高效拮抗痤疮丙酸杆菌,且成功通过体外安全评价的菌株,具有进一步研究的价值。

L-丙氨酸是一种重要的天然氨基酸,广泛应用于医药、食品、饲料等领域。目前,L-丙氨酸主要通过大肠杆菌来生产,开发安全、工业稳定的谷氨酸棒杆菌生产菌株具有重要的意义。该研究筛选了外源丙氨酸脱氢酶,在不以其他氨基酸为氨基供体的条件下高效率合成L-丙氨酸。强化非磷酸转移酶系统(phosphotransferase system,PTS)葡萄糖摄取途径,极大地促进了细胞的生长和L-丙氨酸的合成。引入异源Entner-Dondoroff途径,通过4步反应即可实现糖酵解途径10步反应供应前体物丙酮酸,进一步提高了L-丙氨酸的产量。此外,为了避免抗生素的使用和保证菌株的遗传稳定性,将关键基因整合到基因组上。最终工程菌株在5 L发酵罐发酵48 h产生104 g/L L-丙氨酸。该研究为利用谷氨酸棒杆菌工业化生产L-丙氨酸奠定了基础,同时为其他丙酮酸族产品的代谢工程研究提供了参考。

该研究旨在分析水体中添加维生素E对鲫鱼生理生化指标、肌肉质构及风味的影响及其缓解降温胁迫作用;通过测定在降温胁迫下,鲫鱼经维生素E水溶液处理后,其机体的各项指标变化,从而研究维生素E处理对鲫鱼的缓解降温胁迫作用。首先,将鲫鱼分别放入质量浓度0、50、100、200 mg/L的维生素E水溶液以及阴性对照组M1、M2、M3的水溶液中,通过冷驯化智能降温装置从20 ℃降温至5 ℃,进行无水保活,统计存活率;其次,分别在20 ℃、10 ℃和5 ℃的3个温度点取样,对维生素E水溶液处理组的样品进行检测分析。结果表明,100 mg/L维生素E水溶液处理的鲫鱼无水保活72 h的保活效果最佳,存活率为100%,而其他处理组的存活率均有下降,为66.7%。降温过程中,血清谷草转氨酶、皮质醇和肾上腺素等指标含量呈先升高后降低的趋势,其中,各浓度维生素E处理组的血清谷草转氨酶含量由小到大对应浓度依次是100、200、50和0 mg/L,分别为458.27、700.67、792.13和1 192.90 U/L;100 mg/L处理组的血清谷草转氨酶含量为最小值,其含量极显著低于0、50、200 mg/L处理组(P＜0.01)。血清丙二醛、乳酸脱氢酶、肝脏肝糖原等指标含量呈先下降后上升的趋势,其中,各浓度维生素E处理组的血清丙二醛含量由小到大对应浓度依次是100、200、50和0 mg/L,分别为3.09、4.15、4.54和4.69 nmol/mL;100 mg/L处理组的血清丙二醛含量为最小值,其含量极显著低于0、50、200 mg/L处理组(P＜0.01)。100 mg/L处理组的血清生化指标含量极显著低于0、50、200 mg/L处理组(P＜0.01);0 mg/L处理组的硬度、弹性、咀嚼性等指标值显著高于50、100、200 mg/L处理组(P＜0.05);电子鼻分析表明维生素E处理对鲫鱼肌肉风味产生了不同的影响。经浓度为100 mg/L的维生素E水溶液处理能够缓解鲫鱼在降温胁迫下所引发机体的应激反应,为维生素E应用于缓解鱼类应激提供了理论参考。

膳食多糖具有改变肠道菌群结构及代谢功能的作用,改善过敏症状的潜力,然而不同多糖的作用效果存在差异。该研究利用粪便体外发酵模型探究膳食多糖对人体肠道菌群的调节作用及色氨酸代谢的影响,筛选适合过敏人群食用的膳食多糖。结果表明,膳食多糖干预前后粪便微生物的α和β多样性存在差异,多糖干预后物种丰富度和均匀度提高;经过物种分析发现,灵芝、黄芪、蛹虫草、白桦茸、褐藻、金针菇、猴头菇和茯苓多糖组的Lactobacillus和Bifidobacterium相对丰度增加;利用基于LC-MS技术的靶向代谢组检测色氨酸代谢物,发现灵芝、蛹虫草、褐藻、金针菇和茯苓多糖可提升吲哚乳酸(indole-3-lactic acid,ILA)和吲哚-3-甲醛(indole-3-carbaldehyde,I3C)含量,尤其是褐藻多糖和茯苓多糖对ILA及I3C增加显著,改变肠道菌群进而改善色氨酸代谢过程。综上,褐藻多糖和茯苓多糖能够改善肠道微生物结构,提高色氨酸代谢产物,具有开发适合过敏人群食用的特殊食品功能因子的潜力。

挖掘功能基因,提升菌株环境胁迫耐受性,对高效利用纤维素水解液产乙醇至关重要。产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes)是具有多重抗逆性的工业菌株,经基因组文库筛选,获得能够提高酵母乙酸耐受性的rRNA甲基转移酶基因CgBmt5。在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中表达CgBmt5提高了乙酸耐受性,重组菌在胁迫下乙醇产量为60.5 g/L,提高17.7%。在C.glycerinogenes中过表达CgBmt5后,乙酸胁迫下乙醇产量提高17.6%,2种过表达的单位菌体产量、底物转化率、生产强度均有提高。进一步将C.glycerinogenes过表达菌应用于纤维素水解液发酵,乙醇产量提高71.7%,转化率提高65.0%,生产强度提高155.7%。乙酸胁迫下,过表达菌中脂质过氧化水平降低,且过氧化氢酶(catalase,CAT)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性增加;转录分析发现,Pfk1和Arg3基因上调,Gpd1和Cox3下调,表明CgBmt5可能通过降低脂质过氧化水平、提高SOD和CAT活性及影响糖代谢和精氨酸合成促进菌株的乙酸耐受和胁迫下的发酵能力。该研究为酵母的胁迫耐受机制和纤维素乙醇技术发展提供了新的生物材料。

灵芝具有极高的药食两用价值,其现代化产品开发仍有较大空间。基于现代药理学和营养学理论,以富含灵芝多糖的灵芝提取物和γ-氨基丁酸为主要原料开发新产品,并验证其改善睡眠功能作用。通过湿法制粒压片法进行工艺研究,以制粒情况、压片情况、片剂硬度和崩解时限为考察指标,筛选出最优处方。以SPF级小鼠为实验研究对象,依据《保健食品检验与评价技术规范》进行功能学实验。结果得到最优处方工艺为将相应质量分数的灵芝提取物(12.5%)、γ-氨基丁酸(25%)、微晶纤维素(32.5%)、麦芽糊精(13.75%)、玉米淀粉(1.25%)、交联羧甲基纤维素钠(5%)混匀后,再加入浓度为650 g/L聚维酮K30溶液(10%,质量分数)制粒,最后加入硬脂酸镁(0.5%,质量分数),混匀后压片、包衣,制得呈棕褐色、光洁圆整的片剂。在延长戊巴比妥钠睡眠时间实验中,高、中剂量组极显著延长戊巴比妥钠睡眠时间(P<0.01);在戊巴比妥钠阈下剂量催眠实验中,与对照组相比,各剂量组均无明显协同作用;在巴比妥钠睡眠潜伏期实验中,高剂量组的睡眠潜伏期极显著缩短(P<0.01)。且其对小鼠无明显的直接睡眠作用。通过该研究可知,该片剂制备工艺稳定,质量可控,适合工业化生产。功能学实验研究表明,灵芝多糖γ-氨基丁酸片具有改善睡眠功能作用。

糖尿病是一种以高血糖为特征的慢性代谢疾病,由于化学降糖药物容易增加患者的肝肾负担与心血管疾病风险,因此针对轻症患者亟需一种能够控制血糖水平且低副作用的方法。许多研究表明紫菜具有降低餐后血糖的潜力,在降糖功能食品开发方面具有广阔的前景。该研究采用源自威海紫菜养殖基地的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)对条斑紫菜(Porphyra yezoensis)进行发酵,探究并优化了具有α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase,GTase)抑制活性发酵产物的发酵条件,采用凝胶色谱法、LC-MS/MS分离并鉴定出具有GTase抑制活性的肽段,最后使用分子对接法对活性成分进行了模拟验证。结果表明,紫菜发酵粉对GTase形成竞争型抑制,IC₅₀为0.21 mg/mL,优于阳性对照阿卡波糖(IC₅₀=0.88 mg/mL)。成分分析与分子对接结果表明,抑制活性可能来源于肽段GPGDFL和SPPPPPA。该研究制备了一款具有GTase抑制作用的食品原料,并初步阐明了其中的主要活性成分,证明紫菜可以作为降血糖功能食品的来源之一,为紫菜的高值化开发利用提供了有效的理论支持。

生淀粉糖化酶(raw starch glucoamylase,RSGA)可以直接作用于未糊化淀粉颗粒。该研究基于Aspergillus fumigatus来源RSGA氨基酸序列分析发现,Asn121、Asn422和Asn610位点均为Asn-Xaa-Ser形式的糖基化基序,具有将其突变为Asn-Xaa-Thr形式糖基化基序的潜力。首先,利用NetNGlyc 1.0 Server评估突变序列N-糖基化的可能性,并获得突变体S123T(Asn121-Pro122-Thr123)、S424T(Asn422-Gly423-Thr424)和S612T(Asn610-Arg611-Thr612)。突变体在Komagataella phaffii中表达并完成糖基化,利用去糖基化酶EndoH处理进一步验证突变体均成功被糖基化。在此基础上,以生玉米淀粉为底物,在40 ℃,pH 4.6的条件下分析了突变体S123T、S424T和S612T的催化效率(k_cat/K_m),分别是RSGA的1.31、1.29和1.15倍,这主要是由于K_m值降低导致突变体对底物的亲和力增加造成的。此外,蛋白浓度及十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)分析显示突变体S123T表达量提高了9.3%,且糖基化效果显著。酶学性质分析结果显示,重组酶的最适反应温度从70 ℃降低到60 ℃。研究结果表明,N-糖基化基序改造是一种有效的提高RSGA的催化效率的策略。

为筛选高产糖苷酶的本土非酿酒酵母菌株,以甘肃河西走廊葡萄酒各子产区主栽酿酒葡萄为原料,在自然酒精发酵过程中分离得到912株酵母菌;采用七叶苷培养基进行产β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase,β-Glu)菌株初步筛选,通过对硝基苯酚(p-nitrophenol,p-NP)法分别定量测定初筛菌株的β-Glu、α-L-阿拉伯糖苷酶(α-L-arabinofuranosidase,α-L-Ara)、α-L-鼠李糖苷酶(α-L-rhamnosidase,α-L-Rha)、β-D-木糖苷酶(β-D-xylosidase,β-Xyl)活力,并对优选菌株进行葡萄酒酿造条件适应性分析。结果表明,HX-1、HX-2、HX-3和HX-4具有较高的糖苷酶活力,经WL培养基形态特征及26S rDNA D1/D2区域序列分析鉴定,HX-1和HX-3为葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum),HX-2和HX-4为美极梅奇酵母(Metschnikowia pulcherrima)。各糖苷酶的最适pH值为5.0~6.0,最适温度为40~50 ℃,高乙醇、高SO₂和葡萄糖对酶活力均有抑制作用。在葡萄酒酿造条件下,HX-2和HX-4菌株的β-Glu活力、HX-1菌株的α-L-Rha活力、HX-4菌株的α-L-Ara活力、HX-1和HX-3菌株的β-Xyl活力较高。研究结果可为依据葡萄原料中糖苷类型定向选择增香酿造菌株提供技术支持。

酿酒酵母作为白酒双边固态发酵中的重要微生物,不仅产生白酒中的主要物质乙醇,还会产生部分风味成分。该文通过精准调控葡萄糖淀粉酶、温度、接菌量、酸度4个变量,探究它们对酿酒酵母单菌固态发酵过程的影响;对最适产酒条件下的酿酒酵母单菌固态发酵进行跟踪并测定其风味成分组成。实验结果表明,在30 ℃恒温培养发酵下,每1 g酒醅中葡萄糖淀粉酶添加量为13.43~67.17 U时,对其最终的产酒率基本没有影响;酒醅的初始接菌量由7.085 lg CFU/g提高到8.401 lg CFU/g时,乙醇最终产量提高了13.92%;酸度和最终产酒率呈现负相关,由0.20 mmol/10 g提高到1.95 mmol/10 g时,乙醇最终产量降低了16.53%;最适发酵温度区间为24~27 ℃,最终的产酒率达到1.065~1.117 g/10 g;综合多因素设计响应面实验并得出最佳乙醇发酵条件为:发酵温度25 ℃,接菌量8.300 lg CFU/g酒醅,酸度0.15 mmol/10 g。优化后乙醇的最终产率达到1.198 g/10 g;另外,酿酒酵母单菌固态发酵过程主要产生异丁醇、乙酸、异戊醇、糠醛、丁酸、β-苯乙醇6种有机风味成分,并伴随产生少量酯类物质。

鲜食糯玉米柔软细腻,口感香糯,营养丰富,深受消费者欢迎,但采收后保鲜期短,易出现苞叶失绿变黄、籽粒失水皱缩、风味劣变、品质下降、营养降低等问题。该文针对鲜食糯玉米采后问题,对鲜食糯玉米采后水分、蛋白质、碳水化合物、维生素、挥发性风味物质及玉米籽粒嫩度的变化进行了总结,分析了贮藏温度、贮藏湿度、贮藏环境的气体组成及采后病虫害对鲜食糯玉米贮藏品质的影响,并概括了低温保鲜、热处理保鲜、气调保鲜、辐照保鲜、化学保鲜及生物保鲜在采后鲜食糯玉米贮藏中的应用,为鲜食糯玉米采后机理及保鲜方法研究与应用提供理论借鉴。

蜂花粉富含营养成分和生物活性物质,乳酸菌发酵是改善食品感官、营养和生物活性的有效方法之一。该文以油菜蜂花粉为原料,选用植物乳杆菌和鼠李糖乳杆菌进行混合发酵,用单因素试验和正交设计对发酵工艺进行优化,并对比了发酵前后蜂花粉基本营养成分、抗氧化、抗炎和抑菌活性。结果显示,油菜蜂花粉的最佳发酵条件为添加水量40%,发酵温度37 ℃,乳酸菌接种量10%,植物乳杆菌与鼠李糖乳杆菌的菌液比例为3∶1,最优条件下发酵72 h后油菜蜂花粉总酚和总黄酮的含量分别提高了16.09%和51.02%;还原糖和蛋白质含量显著降低(P<0.05);总抗氧化能力提高了1.26倍,DPPH自由基清除率、Fe²⁺螯合率分别提高了10.49%、23.19%;透明质酸酶活性抑制率达到46.08%,抑制蛋白质变性的能力提高了24.65%;油菜蜂花粉经发酵后对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌活性均显著增强(P<0.05)。研究表明,发酵可进一步提高蜂花粉品质,增强其生物活性,该研究可为油菜蜂花粉进一步深加工提供理论指导。

为探究不同水分含量(12%、25%、35%、45%、55%)的龙须菜以及龙须菜在不同贮藏温度(10、20、30、40、50 ℃)条件下的品质变化规律,该研究对龙须菜的琼胶提取得率、凝胶强度、藻体还原糖含量、琼胶酶活性和菌落总数等指标的变化进行了研究。结果表明,贮藏7 d内,龙须菜琼胶提取得率和凝胶强度随着藻体水分含量以及贮藏温度的升高而降低,且随着贮藏时间的延长,龙须菜琼胶提取得率和凝胶强度也呈现下降趋势。低水分含量和低温贮藏条件下的龙须菜能够保持较好的加工品质,微生物的生长繁殖相对缓慢,藻体还原糖含量较少,琼胶酶活性更低且琼胶得率较高,凝胶强度也更稳定。该研究为合理晾晒、贮藏龙须菜及保障琼胶品质提供了数据支撑和理论指导,对高值化利用龙须菜,推动琼胶产业的发展具有重要意义。