利用高通量测序技术及顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术对西藏牦牛酸奶的微生物多样性及挥发性风味成分进行分析,在此基础上探讨了菌群结构与风味物质和相关代谢功能之间相关性。结果显示,西藏牦牛酸奶中优势细菌为乳杆菌属(Lactobacillus)、链球菌属(Streptococcus)、肠球菌属(Enterococcus)、乳球菌属(Lactococcus)等,优势真菌为地霉属(Geotrichum)、克鲁维酵母属(Kluyveromyces)、毕赤酵母属(Pichia)等。挥发性风味成分分析中,西藏牦牛酸奶中共检测出37种挥发性风味成分,主要风味物质为己酸乙酯、L-乳酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、异戊醇、2,3-丁二醇、苯乙醇、2-甲基己酸、2-壬酮等。相关性分析表明,乳杆菌属、链球菌属、地霉属、毕赤酵母属是与挥发性风味成分相关性较高的的微生物,乳杆菌属、链球菌属与大部分代谢产物有较强的相关性,该研究探析了西藏牦牛酸奶中挥发性风味物质与菌群结构的相关性,为西藏牦牛酸奶的的品质和口感改善提供了理论依据。

蛋白质以可逆或不可逆的方式与多酚相互作用,从而影响食品的感官、质地和营养特性。为探究以矢车菊素-3-O-葡萄糖苷(centaurin-3-O-glucoside,C3G)为代表的花色苷类多酚与牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)的非共价作用方式及其对蛋白特性的影响,该研究采用多光谱技术和分子对接手段探究二者的相互作用,并探讨了C3G对BSA蛋白质特性的影响。傅里叶红外光谱显示,C3G与BSA结合后,酰胺I带和A带发生红移且峰强度减弱。圆二色光谱结果表明,C3G使BSA蛋白结构变得松散,BSA二级结构发生改变,α-螺旋含量由31.8%下降到31.1%,β-折叠含量由18.1%增加到18.5%。荧光光谱证实了C3G对BSA的猝灭是形成基态络合物引起的静态猝灭。热力学和分子对接结果显示,BSA和C3G之间的作用力以静电引力和氢键作用为主,C3G可进入BSA内腔结构。对BSA物理特性研究发现,C3G的加入可使BSA结构域扩展,粒径从244.75 nm增加至644.70 nm。同时C3G显著增强了BSA的溶解性、持水性和持油性,并改善了其泡沫性能和乳化性能。该研究为了解C3G对BSA构象和蛋白特性的影响提供了重要的实验和理论基础,为蛋白花色苷复合物的应用提供了理论依据和参考。

茉莉花香因其独特的芬芳深受人们喜爱。乙酸苄酯作为茉莉花香味的核心成分,在食品、化妆品和制药等行业具有广泛的应用。目前,乙酸苄酯的生产严重依赖化学合成。该研究在大肠杆菌中创建了乙酸苄酯的从头合成途径,通过微生物发酵实现以甘油为碳源合成乙酸苄酯。首先,该研究采用模块化方法,在BL21(DE3)中协同表达9种功能酶,构建了乙酸苄酯合成途径,获得菌株BZ04,通过两相发酵法实现从头合成(85.55±10.85) mg/L乙酸苄酯;然后,通过优化筛选不同来源的合成途径关键酶酰基转移酶,提高了乙酸苄酯产量。并在摇瓶发酵水平,优化了培养基中碳源、添加增溶剂以及增加O₂的供应等发酵培养条件,进一步提高了乙酸苄酯产量。最后,在最佳发酵条件下,获得的工程菌株BZ05在摇瓶发酵水平,以甘油为简单碳源,合成了(592.22±36.95) mg/L的乙酸苄酯,相较于起始,乙酸苄酯产量提高了7倍。该研究实现了微生物发酵法从头合成乙酸苄酯,为乙酸苄酯的合成提供了一种绿色、可持续的生产方法。

极端环境微生物是发掘性能优良新酶的重要资源,其中高稳定性的酶类在工业生产中具有巨大的潜在应用价值。该研究通过异源重组表达了嗜热玫瑰红球菌(Thermomicrobium roseum DSM 5159)来源的一段预测谷氨酰胺酶基因,并对其酶学性质进行了研究。利用镍柱亲和层析纯化表达产物,通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry, MALDI-TOF-MS)鉴定纯化结果,分析了重组酶的催化功能,以正交试验优化了表达条件,考察了重组酶的酶学性质。结果表明,重组谷氨酰胺酶的二级结构由35.78% α-螺旋,14.07% β-折叠,16.06% β-转角以及34.19%无规则卷曲组成,热变性温度(T_m)和变性焓(ΔH)分别为94.38 ℃和1 672 kJ/mol,以L-谷氨酰胺为底物时,最适反应温度为70 ℃,最适反应pH值为9.0,70 ℃以下酶活力半衰期大于12 h,其耐热性能良好,动力学研究表明重组谷氨酰胺酶对L-谷氨酰胺的亲和力高于D-谷氨酰胺,Mn²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Co²⁺对酶活力有明显抑制作用。对嗜热古生菌来源的谷氨酰胺酶的结构及酶学性质的研究为挖掘开发具有优良热稳定性的工业生产用酶类提供了一定的参考价值。

该研究旨在探讨沙棘油对大鼠酒精性肝损伤的辅助保护作用。将100只雄性SD大鼠随机分为空白对照组、模型组和沙棘油低、中、高剂量组,通过50%(体积分数)无水乙醇诱导建立急性肝损伤动物模型,分析比较不同剂量沙棘油受试物对大鼠肝脏代谢酶类、肝脏及血清脂质水平及肝脏脂质蓄积及酒精代谢酶的影响。结果表明,各组大鼠体重及增重、肝脏质量、肝脏指数均无显著性差异;给予受试物30 d,与模型组相比,各剂量组的肝脏还原型谷胱甘肽水平均显著升高,而肝脏甘油三酯、血清总胆固醇和丙氨酸氨基转移酶水平显著降低,且受试物低、中剂量组的肝脏丙二醛水平显著降低,高剂量组的血清天门冬氨酸氨基转移酶和低密度脂蛋白胆固醇水平显著降低;给予受试物50 d,低剂量组丙二醛水平和病理评分与模型组相比显著降低,还原型谷胱甘肽水平显著增高,中、高剂量组丙二醛水平明显下降,各剂量组肝脏乙醛脱氢酶及乙醇脱氢酶活力无显著差异。结果表明,沙棘油可能通过抗氧化作用和调节脂质代谢减少肝细胞损伤,从而表现出对酒精性肝损伤具有辅助保护作用,但沙棘油对肝脏生化指标和血清生化指标的影响呈现复杂的剂量依赖性关系,在实际应用中,应根据具体情况选择合适的沙棘油剂量。该研究为沙棘油在食品、保健食品等领域的应用提供了科学依据。

荔枝作为一种深受欢迎的夏季水果,采后极易发生果皮褐变与果实腐烂,严重影响其贮藏寿命。目前市场上荔枝保鲜包装大多采用泡沫箱、纸箱和薄膜等传统包装技术,虽能够在一定程度上解决上述问题,但近年来随着包装技术的不断发展和人民日益增长的美好生活需要,人们对荔枝采后的外观、新鲜度、品质和货架期等方面提出了更高的标准。因此,该文依次阐述传统保鲜包装、释放型活性包装和智能包装在荔枝保鲜领域的研究与应用,综合分析荔枝保鲜技术的现状、局限和挑战,旨在为未来的研究提供方向,助力荔枝行业高质量发展。

原料与发酵程度影响发酵普洱茶菌群生长代谢,最终影响发酵品质。该研究通过16S rRNA、内源转录间隔区扩增子测序研究原料与发酵程度对发酵菌群和品质的影响。结果表明,高发酵程度普洱茶原核菌群丰度和多样性显著提高,真核菌群丰度显著降低。与浅发酵相比,高程度发酵更利于提高普洱茶可溶性多糖、木质素、总黄酮、蛋白质、茶褐素的含量。茶梗发酵显著提高Pseudomonas(86.78%)丰度,降低蛋白质含量。添加蜂蜜显著提高Aspergillus(87.47%)丰度,提高茶褐素含量。黄片发酵综合提高Aspergillus(31.90%)、Thermomyces(41.91%)、Rhizomucor(20.09%)、Pseudomonas(40.46%)与Bacillus(21.44%)的丰度,提高可溶性多糖含量。通过PICRUSt2功能预测发现,发酵程度对发酵普洱茶菌群的影响大于发酵原料。通过冗余分析发现,游离氨基酸、木质素、纤维素和茶褐素与真核菌群显著相关,蛋白质、可溶性多糖与原核菌群显著相关。该研究为普洱茶发酵工艺的菌种改良提供理论依据。

传统发酵腐乳是日常调味与佐餐豆制品,是很好的植物蛋白来源,是生物活性肽的优良来源。为挖掘其中的血管紧张素转换酶(angiotensin converting enzyme,ACE)抑制四肽并探究其构效关系,该文以发酵油腐乳为研究对象,采用超滤、固相萃取分离出抑制活性最高的多肽组分,采用纳米液相色谱-串联质谱分析法鉴定多肽序列,采用在线数据库初步筛选潜在的ACE抑制肽,通过分子对接、量子化学计算和定量构效模型联合分析其结合模式、前线轨道分布、活性位点和抑制活性并筛选具有高抑制潜力的多肽。结果表明,<3 kDa多肽具有最高的抑制活性[半抑制浓度(half inhibitory concentration,IC₅₀)为(489.6±26.69) μg/mL],鉴定其序列后共筛选出7条高潜力ACE抑制四肽;分子对接结果显示7条肽均通过氢键、疏水、静电和金属键相互作用与受体紧密结合从而发挥出抑制作用;量子化学结果显示四肽的最高已占轨道主要分布在两端的脯氨酸(P)上,且两端脯氨酸具有较高的电负性易成为活性位点;FALP、GWPT和EGWP具有较低的能级差和较高的分子反应活性;定量构效模型结果显示四肽两端氨基酸残基的参数特征对IC₅₀值影响更显著,且氨基酸疏水性和立体性越小、电性越大,其活性越强。综上,计算机辅助筛选腐乳中的ACE抑制肽是可行的,肽两端的电性及脯氨酸对其抑制活性具有重要影响,为后续ACE抑制肽的快速筛选和构效关系研究提供参考。

硒多糖是硒元素与多糖的结合物,较无机硒更易被人体吸收利用,具有抗氧化、抗肿瘤、抗病毒和增强免疫力等多种生物活性,在药物研究和保健品开发等领域有广阔的应用前景。通过梳理国内外有关硒多糖的相关研究,针对硒多糖的合成及药理活性等方面进行归纳和总结,以期为硒多糖的深入研究提供参考。

便秘是一种常见的胃肠道疾病,且其发生率具有明显的性别差异,女性更易受到便秘的困扰。前期研究发现,应用雌激素受体β(estrogen receptor β,ERβ)抑制剂(枸橼酸他莫昔芬)可成功构建适应女性便秘的动物模型,且长双歧杆菌CCFM1240具有缓解女性便秘的作用,但其发挥作用的途径尚未可知。基于此,该文拟从修复肠神经和肠屏障的角度解析其缓解女性便秘的可能途径。结果显示,相较于模型组,长双歧杆菌CCFM1240干预后能够显著调节肠道菌群结构(上调Pediococcus相对丰度,下调Parabacteroides、Oscillibacter、Ruminococcaceae UGG-010、Ruminiclostridium 9相对丰度),提高6种短链脂肪酸含量(尤其是乙酸、丁酸、戊酸),有助于肠屏障和肠神经系统的恢复[促进肠神经元分泌ACh,降低促炎因子白介素6(interleukin 6,IL-6)并增加Treg比例],改善肠道炎症反应。该研究表明了长双歧杆菌CCFM1240可通过平衡肠道环境,修复受损的肠屏障和肠神经,从而缓解雌激素受体β抑制剂诱导的雌性大鼠便秘,也为治疗女性便秘提供了新的方法。

唾液链球菌嗜热亚种因其优良的发酵和产香特性被广泛应用于工业发酵,我国有着丰富而独特的唾液链球菌嗜热亚种菌株资源,但是目前针对我国特色唾液链球菌嗜热亚种菌株的生长代谢特性研究较少。该研究对分离自我国但位于进化树不同分支的4株唾液链球菌嗜热亚种菌株进行生长及发酵特性分析,表明在碳源利用方面仅CCFM1095和CCFM1308可以代谢利用半乳糖;在氮源利用方面仅有CCFM1015可以利用酪蛋白;CCFM1095为8种氨基酸营养缺陷性菌株。牛乳体系氮源组成限制了菌株生长发酵,除CCFM1015外其余菌株发酵缓慢。因此CCFM1015具有作为快速发酵剂的潜力,CCFM1095具有优良的乳糖利用能力,CCFM1038具有对氨基酸的高效利用能力,为后续菌株发酵条件改善及应用提供依据。

该研究旨在探究蒸汽爆破改性技术对石榴皮渣可溶性膳食纤维(soluble dietary fiber, SDF)结构、理化和功能性质的影响。结果表明,以SDF提取率为指标,经单因素试验得到蒸汽爆破改性的最优工艺为,石榴皮渣粒径60目,压力0.60 MPa,维压时间140 s,此条件下石榴皮渣SDF提取率为(13.42±0.12)%,相比改性前提高(5.91±0.04)%。利用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和扫描电镜探究了蒸汽爆破对SDF结构性质的影响,研究发现改性后石榴皮渣SDF暴露出更多化学基团,分子间氢键作用力加强,结晶度下降,表面变成粗糙多孔的网状结构,出现大量褶皱。蒸汽爆破改性后SDF的持水力、持油力和膨胀力分别提升至蒸汽爆破前的(1.19±0.09)倍、(1.60±0.16)倍和(1.95±0.03)倍。此外,蒸汽爆破增加了石榴皮渣SDF的葡萄糖吸附能力、α-淀粉酶抑制能力、胆固醇吸附能力及抗氧化能力。综上,该研究证明了蒸汽爆破技术可以有效提升石榴皮渣SDF的理化特性和功能特性,为石榴皮渣SDF的提取和应用提供了理论基础。

植物源可食性膜作为一种绿色环保的生物可降解材料,不仅可以实现防腐保鲜功能,还具有安全无毒、隔绝保护、作为活性物质载体以及食用原料等诸多优点。鉴于目前植物源可食性膜已成为当前食品包装及保鲜领域的研究热点,该文介绍了目前多糖类、蛋白质类以及复合类3种植物源可食性膜的概况,阐明了作用机理与方式,总结了在食品加工领域中的应用,最后展望了可食性膜未来发展方向,旨在为植物源可食性包装材料在食品保鲜领域的进一步研究提供参考借鉴。

番茄红素是一种天然抗氧化剂,被应用于食品和药品等领域。传统的植物提取法和化学合成法制备番茄红素存在环境污染大、步骤繁琐、生产成本高等缺点。微生物法合成番茄红素因可有效避免以上问题而吸引了国际广泛关注。该研究在食品安全菌株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中构建并优化了番茄红素合成途径,实现了微生物法从头合成番茄红素。首先,在B.subtilis中异源表达番茄红素合成基因簇,实现了番茄红素的从头合成;通过优化番茄红素合成基因簇中各基因的核糖体结合位点(ribosome binding sites,RBS),使番茄红素的产量提升至0.57 mg/L。此外,利用易错PCR对RBS优化后的番茄红素合成基因簇进行随机突变,获得一株番茄红素产量提升至6.4 mg/L的突变株。其次,通过筛选番茄红素合成基因簇的表达宿主,番茄红素的产量进一步提升至15.5 mg/L。在此基础上,通过强化番茄红素合成途径和敲除竞争途径,番茄红素产量达到77.4 mg/L。最终经发酵条件优化,番茄红素在摇瓶中的产量达到91.0 mg/L。该研究为微生物法合成番茄红素奠定了基础。

该研究以市售牛乳铁、提取牛乳铁、人乳铁和驼乳铁为研究对象,通过测定其SDS-PAGE、多肽分子质量、水解度、游离氨基酸等一系列指标表征了不同乳源乳铁蛋白在婴儿体外消化模型下的消化性差异。4种乳铁蛋白的铁饱和度分别为16.02%、13.39%、7.49%、20.19%。结果表明,乳铁蛋白在胃内消化缓慢,进入肠阶段后被快速消化。其中提取牛乳铁蛋白比市售牛乳铁蛋白更易消化,骆驼乳铁蛋白在肠道内消化暂缓于其他物种乳铁,但其释放的游离氨基酸较多;而人乳铁蛋白在胃和肠都展现了较高的消化抗性,并且在肠初期消化有着明显缓于其他乳铁的趋势。该研究为婴儿营养产品配方优化、乳铁蛋白添加的提取和应用提供了可参考性。

为筛选具有益生特性和降胆固醇能力的发酵马乳源发酵菌。该研究从传统发酵马乳中分离纯化了4株乳酸菌,并对其形态学和生理生化特征,生长曲线、胆盐耐受能力、人工胃液耐受能力和抗生素敏感性等特性进行了评价。进而通过胆盐水解酶活性定性检测法和胆固醇氧化酶法评估了发酵菌在体外的胆固醇清除能力,最后对筛选的菌株进行了16S rRNA鉴定。结果表明,分离的4株菌对高胆盐(3.0 g/L)和人工胃液(pH 2.0)具有较好的耐受性并且对所选8种抗生素多数表现敏感;在4株菌的滤纸片周围观察到了明显的白色沉淀圈,表明其均具有胆盐水解酶活性;单一菌及复合菌对培养基中胆固醇的清除率为(76.46±1.26)%~(87.96±0.43)%,且复合菌胆固醇清除能力高于其单一菌株,最后经16S rRNA基因测序鉴定为植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)。可见分离的4株菌具有益生的基本特性和较高的安全性,同时在体外具有较好的降胆固醇能力,可进一步探究其在体内的机制。

沙棘是一种药食同源的天然植物,我国拥有世界95%以上的沙棘分布面积。黄酮是沙棘中一类重要的生物活性物质,其具有良好的抗氧化、抗炎、抗癌、降血糖、降血脂、免疫调节等多种生理功能。沙棘黄酮主要是异鼠李素、槲皮素、山奈酚、杨梅素等苷元组成的黄酮醇亚类,通过不同的提取纯化方式获得的黄酮种类不同,绿色高效的提取纯化工艺对于沙棘的高附加值利用具有重要意义。因此,该文对沙棘黄酮提取纯化方法的研究现状进行总结,且对比分析这些方法的优缺点;总结了包埋技术在提高黄酮类化合物的生物利用度的应用;重点综述沙棘黄酮的生物活性及作用机制,并展望了沙棘黄酮的应用前景,以期为沙棘及沙棘黄酮的综合利用提供理论依据。

该研究旨在评估植物乳植杆菌CCFM1351对侧柏叶防脱护发功能的影响。细胞实验发现,植物乳植杆菌CCFM1351发酵侧柏叶代谢产物(5 mg/mL)显著提高了人毛囊真皮乳头细胞的活力,上调了胰岛素生长因子-1(insulin-like growth factor 1,IGF-1)和Cyclin D的mRNA表达。在脱发小鼠模型中,CCFM1351发酵侧柏叶组小鼠背部毛发的再生显著增加,毛发覆盖率在第21天达到最高值。进一步研究发现,CCFM1351活菌组与合生制剂组(CCFM1351活菌+侧柏叶提取物)上调了Wnt10b的mRNA表达,合生制剂组上调了小鼠皮肤中Wnt/β-catenin信号通路的关键蛋白β-连环蛋白(β-catenin)的表达,显著提高了血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和IGF-1的含量,并下调了转化生长因子β2(transforming growth factor,TGF-β2)和BAX的表达。以上结果表明,植物乳植杆菌CCFM1351能够协同侧柏叶,通过Wnt/β-catenin信号通路,促进毛发生长并抑制毛发凋亡,对侧柏叶防脱护发有协同促进作用,在脱发治疗中具有应用潜力。

采用高通量测序等技术对馥香型白酒发酵过程中微生物演替规律进行分析,并进一步揭示风味形成和驱动发酵的核心微生物组。结果显示,堆积和窖池发酵过程中,优势细菌由堆积前期的芽孢杆菌属(Bacillus)快速演替为乳杆菌属(Lactobacillus),以及优势真菌伊萨酵母属(Issatchenkia)相对丰度逐渐提高。窖泥分别以己酸菌属(Caproiciproducens)和伊萨酵母属为优势细菌和真菌。发酵过程中共检测到风味物质84种,主要是酯类(33种)、醇类(17种)、酸类(10种)、酚类(10种)、醛类(3种)和吡嗪类(2种)等。结合风味贡献程度、微生物间相互作用和相对丰度,采用相关性分析和调控网络分析,揭示了包含15种微生物的馥香型白酒核心微生物组,其中细菌8种:己酸菌属、Blvii28_wastewater-sludge_group、甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter)、拟杆菌属(Bacteroides)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、魏斯氏菌属(Weissella)、乳杆菌属、芽孢杆菌属(Bacillus);真菌6种:伊萨酵母属、克鲁维酵母属(Kluyveromyces)、Kazachstania、Diutina、曲霉属(Aspergillus)、覆膜孢酵母属(Saccharomycopsis);以及1种无胆甾原体属(Acholeplasma),这些微生物是贡献风味物质和驱动发酵的主要微生物。

该研究旨在探讨电解水对冷泡冬枣茶茶汤健康功效的影响。研究不同pH电解水冷泡对冬枣茶茶汤总酚、总黄酮含量与游离氨基酸总量的影响。分别以考来烯胺和奥利司他为阳性对照,比较不同冷泡茶汤对胆酸盐结合能力及胰脂肪酶体外抑制作用的影响,并采用体外法评价冷泡茶汤降血脂效果。结果表明,最佳冷泡电解水pH值为9.0,得到冷泡茶汤总酚含量为26.03%,总黄酮含量为15.07%,游离氨基酸总量为3.77%。pH值为9.0的碱性电解水冷泡冬枣茶茶汤在胆酸盐结合能力和胰脂肪酶抑制作用方面均表现突出,其胆酸盐结合能力达到同剂量考来烯胺的30.70%,胰脂肪酶抑制率达到同剂量奥利司他的79.52%。因此,在pH值为9.0的碱性电解水条件下冷泡冬枣茶能显著增加茶汤中总酚、总黄酮含量,并表现出良好的胆酸盐结合能力和胰脂肪酶抑制效果。该茶汤在体外降血脂效果上表现优异,表明其具有作为健康食品的潜力。