6-α-葡萄糖基转移酶具有催化α-1,4-葡聚糖的外切水解和转糖基化功能,可通过转糖基活性产生非还原端连有α-1,6键的α-葡聚糖,可用于生产环交替糖及其分支衍生物和环异麦芽寡糖等新型功能糖。为了更好地将6-α-葡萄糖基转移酶应用于食品领域,该研究对来源于Bacillus globisporus N75的6-α-葡萄糖基转移酶在食品安全级菌株枯草芽孢杆菌中进行重组表达,并通过表达宿主的选择及优化发酵条件进一步提高重组蛋白产量。结果表明,宿主WHS9更有利于6-α-葡萄糖基转移酶的重组表达,在20 ℃的发酵条件下,胞内外可溶性总酶活力可达2.11 U/mL;在25 ℃添加20 mmol/L海藻糖发酵48 h后,总酶活力可达到2.21 U/mL;优化发酵时间后,发酵36 h总酶活力可达3.14 U/mL,是优化前WHS9表达酶活力的196倍。该研究首次实现了6-α-葡萄糖基转移酶在枯草芽孢杆菌中的重组表达。

短链脂肪酸酯是白酒重要风味物质,挖掘适用于白酒酿造体系的酯化酶对提升白酒品质具有重要的应用价值。该文在大肠杆菌BL21(DE3)中成功表达了7个霉菌角质酶,研究了其在单一酸和混酸条件下水相中催化合成风味酯的能力。研究结果表明角质酶AFLACUT-2在水相条件下具有较好的短链脂肪酸酯合成能力,其在30 ℃、pH 4的条件下酶活力最高。进一步酶学特性分析显示,当反应温度升到40 ℃时,该酶催化合成己酸乙酯的活力不变,而合成丁酸乙酯活力显著下降。角质酶AFLACUT-2催化合成己酸乙酯的最佳反应时间为18 h,比催化合成丁酸乙酯缩短了25%。此外,酸醇比例的提高有助于短链脂肪酸酯的合成,但过高的酸浓度会抑制酶活力,AFLACUT-2对已酸的耐受性优于丁酸。这些结果不仅拓宽了对白酒风味酯合成机制的认识,也为利用酯化生香技术定向调控基酒风味提供了新的策略。

以小米椒和玉米粉为原料,植物乳植杆菌XZ3和生香酵母菌Y50为菌种,制作一款混菌发酵鲊辣椒。以鲊辣椒的模糊感官评分为响应值,采用Box-Behnken中心组合设计试验对鲊辣椒混菌发酵工艺进行优化,并测定其产品的功能性成分。结果表明,混菌发酵鲊辣椒的最优发酵条件为:植物乳植杆菌XZ3与生香酵母菌Y50的比例为1∶1、混菌添加量为2.5%、食盐添加量为4%、发酵时间6 d。在此优化条件下,鲊辣椒的感官评分为8.45分。与不接种自然发酵鲊辣椒和利用植物乳植杆菌XZ3纯种发酵的鲊辣椒进行对比,发现优化后的混菌发酵鲊辣椒的香气更突出。进一步测定其功能性成分发现,混菌发酵鲊辣椒中多酚组分含量最高且种类检出最多,其总酸含量、辣椒碱含量和总黄酮含量都显著高于自然发酵鲊辣椒。除此之外,相比于其他两种,混菌发酵鲊辣椒中甜味氨基酸的含量上升,苦味氨基酸的比例降低。该研究为混菌发酵鲊辣椒的生产提供了有益参考。

肉桂地链霉菌(Streptomyces cinnamonensis)发酵产生的聚醚类抗生素莫能菌素(Monensin)因其环保且高效的特性而被广泛应用在医药、农业等领域,但莫能菌素实际生产中普遍的低氧条件严格限制了肉桂地链霉菌发酵莫能菌素水平。该文在前期整合表达莫能菌素生物合成基因簇中途径特异性正向调控基因(monH、monRⅡ)基础上,尝试通过异源整合表达透明颤菌血红蛋白基因vgb,以期通过改善菌株摄取溶氧能力来提高莫能菌素产量。结果显示,在40 mmol/L Ca²⁺、供受体菌比例100∶1和培养18 h覆盖抗生素条件下,接合转移效率提高3倍;成功将基因vgb与莫能菌素生物合成途径特异性调控基因monH/monRⅡ进行串联整合,得到工程菌2110-monH-vgb和2110-monH-monRⅡ-vgb,其摇瓶生物量在高限氧条件下稍有提高(6%),但发酵效价分别较异源表达前提高18.0%和21.3%;后者在5 L罐水平生物量较异源表达前略有提高,发酵效价高达11.5 kU/mL,较出发菌提高47.3%。通过优化遗传操作系统并用于肉桂地链霉菌发酵产莫能菌素基因工程改造,成功获得有效提高莫能菌素发酵效价的vgb异源串联整合表达菌,为其后续的工业应用奠定基础。

玉米发酵酱粉是以玉米和食用盐为主要原料,经专用菌种发酵等工艺制成的一种具有增鲜、增香作用的发酵产品,其在食品中可提供鲜味和咸味。多种挥发性及非挥发性化合物共同决定了其风味特性,因此该文采用固相微萃取(solid phase micro-extraction, SPME)与GC-MS联用以及HPLC技术对市场上的一种玉米发酵酱粉中挥发性化合物和非挥发性化合物(游离氨基酸和5′-核苷酸)进行定量分析,并对玉米发酵酱粉在酱油中的增鲜应用特性进行研究。结果表明玉米发酵酱粉具有丰富的风味特性。共检测到34种挥发性化合物,其中12种挥发性化合物的气味活性值(odor activity value, OAV)≥1。非挥发性化合物中部分氨基酸和5′-核苷酸对酱粉中的鲜味具有贡献,例如丙氨酸(Ala)等氨基酸可为酱粉提供甜味,精氨酸(Arg)等氨基酸提供苦味。结合正交试验和感官评价发现,添加白砂糖(12%)、玉米发酵酱粉(5%)及酵母抽提物(1%)后调配得到酱油的感官评价最佳,可为增加酱油原油鲜味和甜味,同时抑制其苦涩味。该研究可为玉米发酵酱粉的风味研究及在其他调味品的深层次应用提供理论支撑。

海参是我国传统保健食品,具有极高的保健及营养价值。海参多糖是海参的重要活性成分之一,具有免疫调节、抗肿瘤、抗凝血、抗炎、降血糖、降血脂、抗氧化等生物活性,在食品和医疗领域有着巨大的开发价值和应用潜力。海参的品种、多糖的提取和纯化方法的不同,均会使制备的海参多糖在产率、化学组成、化学结构和生物活性等方面存在一定差异。该文综述了近几年国内外关于海参多糖的提取、分离纯化、含量测定、化学组成分析的方法及其生物活性,为海参多糖的深入研究以及开发应用提供理论依据。

探究苹果果胶(Malus pumila pectin, MP)的理化性质、抗氧化及降血脂作用。利用高效凝胶渗透色谱法测定其分子质量分布,并测定其半乳糖醛酸含量、酯化度、单糖组成等理化性质,采用红外光谱法推测可能存在的结构;体外抗氧化实验评价其抗氧化能力。通过高脂饮食诱导建立高脂血症大鼠模型,利用MP灌胃干预,测定各组大鼠体质量、血清脂质含量、血清抗氧化指标,观察肝脏病理变化情况。结果表明,MP分子质量主要分布在2～45 kDa,糖醛酸含量为66.51%、酯化度为13.43%,主要由鼠李糖、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖组成,摩尔比为0.60∶9.35∶0.58∶1.14∶0.96;红外光谱分析表明MP具有典型的多糖类特征吸收峰,含有吡喃糖环,且具有一定的抗氧化活性。体内降血脂实验表明,MP能抑制高脂饮食大鼠体重的增长(P<0.05),降低因高脂饮食导致的血清甘油三酯、总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平的增加(P<0.05),升高高密度脂蛋白胆固醇水平(P<0.05),提高大鼠抗氧化体系相关物质的水平(P<0.05),降低丙二醛水平(P<0.05),减轻高脂饮食导致的肝脏损伤。因此,该实验用MP是一种低酯化度的酸性多糖,抗氧化能力强,具有较好的降血脂活性。该研究结果旨在为商品化MP理化性质和生物活性的系统研究提供数据支持,对MP开发天然功能性产品提供思路。

为了评价灵芝孢子油缓解小鼠体力疲劳的作用并探究其可能机制。将144只SPF级雄性KM小鼠随机分为4组,即溶剂对照组、灵芝孢子油低、中、高剂量组,每组36只,灌胃30 d。共分为4批,分别用于负重游泳实验(I)、肝糖原(II)、血乳酸(IV)以及血清尿素氮、肌糖原及其他指标(腓肠肌HE染色、PAS染色和TUNEL染色)测定(III)。结果表明,与溶剂对照组相比,灵芝孢子油中剂量组小鼠负重游泳时间极显著延长(P<0.01);灵芝孢子油各剂量组小鼠的血清尿素氮水平均极显著降低(P<0.01);各组小鼠的肝糖原和肌糖原含量无显著差异(P>0.05);灵芝孢子油各剂量组小鼠的血乳酸曲线下面积均极显著降低(P<0.01)。腓肠肌HE染色结果显示各组均未见明显病理改变。PAS染色结果显示灵芝孢子油高剂量组肌糖原阳性面积显著增加(P<0.05)。TUNEL染色结果显示灵芝孢子油低剂量组凋亡细胞阳性率显著降低(P<0.05)。因此,在本实验条件下,灵芝孢子油具有缓解体力疲劳的作用,其机制可能与减少机体糖原消耗、减轻肌细胞凋亡有关。

为了优化红曲霉奶酪品质及缩短成熟时间,该试验将前期筛选的优良红曲霉应用于奶酪的制作,首先确定了红曲霉BC20和ZX99为1∶1时为最优复配比例,之后通过单因素试验和响应面优化得到了最佳的成熟工艺参数,并对其理化、质地和抗氧化特性进行了研究。结果表明,最优复配比例下,在相对湿度为55.3%,第一阶段成熟时间为8.9 d、成熟温度30.2 ℃时,形成的红曲霉奶酪具有最佳的感官品质和较好的蛋白水解度。在成熟过程中,水分含量下降,pH值先下降后上升;色度指标中,L^*值下降,a^*和b^*值上升;红曲色素含量逐渐增加;硬度和咀嚼性均先增加后下降,凝聚性先减弱后增强,而黏性整体呈下降趋势;与未接种红曲霉的对照组奶酪相比,红曲霉奶酪具有更好的抗氧化特性。总之,该成熟条件工艺优化可以改善奶酪的感官品质,缩短成熟时间,并证实了红曲霉的添加可以有效改善奶酪的抗氧化活性。

‘翠香’猕猴桃采购时通常质地较硬,需经贮藏软化后方可食用,然而猕猴桃属于呼吸跃变型果实,易出现集中成熟现象,家庭贮藏期间猕猴桃果实品质演变不可控,易导致消费体验不佳,购买欲望降低。该研究基于理化特性、感官品质、香气特征等维度系统解析了‘翠香’猕猴桃在家庭贮藏条件下果实品质演变规律。就理化特性而言,家庭贮藏期间猕猴桃果实可滴定酸含量及硬度显著降低,总可溶性固形物含量、糖酸比和失重率呈显著上升趋势。基于上述指标的相关性,选用硬度指标建立零级动力学货架期预测模型,且该模型具有良好的精度和可靠性。同时,人工感官评价表明,除外观得分在贮藏期间持续降低外,其感官指标如色泽、香气、滋味、质地等得分显著上升,在第11天时达峰值,故‘翠香’猕猴桃人工感官总得分在采后家庭贮藏第11天时最高,此时最宜食用。采用气相色谱-质谱联用技术对猕猴桃香气特征进行评价,共检测出513种挥发性有机化合物,酯类物质含量在不同家庭贮藏阶段猕猴桃样品中均表现出最高的占比,萜类物质则在种类上表现出最高的占比。第1天和第7天的挥发性物质含量更丰富,香气更为复杂,醛类物质含量最高,具有突出的草本植物气息;第11天时酯类物质在总挥发性成分中的占比显著高于第1天和第7天,果香味和甜味更为馥郁。

为研究桑黄游离酚提取物体外降尿酸活性,以野生瓦宁木层孔菌、栽培粗毛纤孔菌、栽培瓦宁木层孔菌和野生粗毛纤孔菌4个不同来源的桑黄为研究对象,分析不同来源桑黄游离酚提取物对黄嘌呤氧化酶的抑制活性,及其在高尿酸细胞模型中的降尿酸作用。筛选出降尿酸活性强的桑黄游离酚提取物,并通过超高效液相色谱-串联质谱(ultra performance liquid chromatography/tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS)对其降尿酸活性物质进行分析。研究结果表明,栽培粗毛纤孔菌、栽培瓦宁木层孔菌和野生粗毛纤孔菌的游离酚提取物对黄嘌呤氧化酶具有显著的抑制作用(P＜0.05),IC₅₀值分别为(94.63±2.73) μg/mL、(99.69±2.50) μg/mL和(106.32±5.06) μg/mL;栽培粗毛纤孔菌和野生瓦宁木层孔菌的游离酚提取物可显著抑制高尿酸细胞模型中尿酸生成(P＜0.05)。进一步通过UPLC-MS/MS分析活性较强的栽培粗毛纤孔菌游离酚中主要成分发现,其黄酮类物质中金丝桃苷、表儿茶素、茶黄素、地奥司明及木犀草苷等,可能是其降尿酸的主要活性物质。该研究可为桑黄降尿酸产品的研究与开发提供部分理论参考。

为探究不同石榴品种的加工适宜性,为石榴果汁加工产业发展提供参考,该文检测了8个陕西石榴品种和2个新疆石榴品种制汁后的主要品质指标和香气组成,并对其进行主成分分析(principal component analysis,PCA)和热图聚类分析,以对比不同品种的优势。结果表明,不同品种在主要品质指标上存在显著差异,千籽红总糖含量最高,为176.8 g/L;赛柠檬总酸含量最高,为24.03 g/L;临潼星出汁率和百粒重最高,分别为50.62%和64.78 g;黑钻总酚和总花色苷最高,分别为1.13 g/L和50.46 g/L。PCA结果表明,新疆品种特征相似,与陕西品种明显区分,其中黑钻因较高的总酚和总花色苷含量与其他陕西品种区分开来。采用GC-MS技术,对10个品种石榴香气特征进行分析,共检测到33种香气物质,以醇类、醛类为主,其中特征香气11种。通过PCA和热图聚类分析发现,千籽红和赛柠檬香气构成具有相似性,净皮甜和黑钻分别具有不同于其他品种的香气特征。研究结果有利于更好的揭示不同品种石榴的品质特征,为石榴果汁加工品种选择提供一定理论基础。

该研究以23株乳酸菌为研究对象,以产双乙酰能力及乙偶姻还原酶、α-乙酰乳酸脱羧酶、双乙酰还原酶活力等指标评价菌株产双乙酰能力;同时结合自溶度、产酸水平等指标筛选适用于奶酪体系的附属发酵剂菌株;并用加速成熟模型验证相关菌株对切达奶酪品质的影响。结果表明,不同附属发酵剂菌株显著影响切达奶酪的风味,但是对切达奶酪成熟期间的基本成分变化、蛋白水解情况和质构变化无显著影响。添加具有高产双乙酰能力菌株CCFM 601的切达奶酪组在成熟过程中生成的双乙酰含量较高、奶香味较强,且随成熟时间延长,双乙酰下降速度较慢。因此在切达奶酪加工中添加高产双乙酰能力的附属发酵剂菌株,可在切达奶酪成熟过程中可赋予其更多奶香味。

选取7种乳杆菌进行固态发酵,以黄精多糖得率为评价指标确定最佳发酵菌种。借助单因素试验和响应面曲面分析法对固态发酵黄精工艺进行优化,并分析固态发酵黄精多糖(solid state fermentation Polygonatum sibiricum polysaccharide, SF-PSP)与相同条件下未经发酵黄精多糖(P. sibiricum polysaccharide, PSP)的单糖组成、形态特征、热失重特性以及体外抗氧化活性。结果表明:副干酪乳杆菌ATCC 334为最优发酵菌种,SF-PSP的最佳制备工艺条件为:液料比0.98∶1(mL∶g)、接菌量4.80%、发酵时间51.30 h,此条件下SF-PSP得率为(11.14±0.89)%。SF-PSP主要由甘露糖、半乳糖醛酸、半乳糖和葡萄糖组成,与PSP相比,鼠李糖、半乳糖醛酸、半乳糖含量均提高了4倍。扫描电镜结果表明,与PSP相比,SF-PSP结构更加疏松且有更多致密的小孔。热重分析结果表明2种多糖失重温度节点不同,且SF-PSP保水能力优于PSP。体外抗氧化活性结果表明SF-PSP的DPPH自由基清除率、ABTS阳离子自由基清除率、亚铁离子螯合能力及总抗氧化性均显著高于PSP(P<0.05)。综上,采用SF-PSP可以显著提高黄精多糖的得率和抗氧化活性。

肉类、豆类、水产类和蔬菜类等原料经过自然的或人工接种的微生物发酵后,转变为滋味诱人但迥异于新鲜食材的发酵食品,从古至今一直广受世界各地消费者的喜爱。食品原料在发酵过程中形成的有机酸、氨基酸、多肽和糖类等是重要的呈味物质,决定了发酵食品的滋味与风味。该文在广泛查阅文献的基础上,综述了发酵食品中酸、甜、苦、咸、鲜、厚等6种滋味特性及其形成机制的相关研究进展,并对传统发酵食品的未来研究方向进行展望,以期为优质发酵食品的风味品质调控提供参考。

该实验通过研究添加不同粒径和不同比例的纤维素对鱼丸、鱼肠和鱼糕的白度、持水力、凝胶强度、全质构分析、水分分布和感官品质的影响来确定最佳添加粒径及比例。研究发现,纤维素的添加能有效提高3种常见鱼糜制品的白度、持水力、凝胶强度和质构特性,降低自由水的含量。鱼丸、鱼肠和鱼糕的持水力、凝胶强度、硬度、咀嚼性和不易流动水的比例会随着纤维素粒径的增大而增大,随着添加比例的增大而呈现先增大后减小的趋势。研究发现,纤维素粒径为200 μm,添加比例为2%(质量分数)时,加工的鱼糜制品会更受消费者青睐。综合考虑,在添加纤维素粒径为200 μm,添加比例在2%(质量分数)时,能最大程度地提高3种常见鱼糜制品的品质,分别能将鱼丸、鱼肠和鱼糕的持水力提高14.5%、22.1%和8.9%;凝胶强度提高121.9%、108.7%和65.5%;硬度提高97.5%、107.0%和158.8%;不易流动水比例提高0.8%、1.7%和1.7%。

重组胶原蛋白是一种具有广泛应用潜力的生物材料,近年来引起了生物医学、组织工程等众多领域的关注。胶原蛋白的3股螺旋结构赋予其独特的生物学功能和生物相容性,但也增加了其在微生物系统中表达的复杂性。该研究以细菌胶原蛋白V-B作为模式蛋白,通过对表达元件的优化,促进重组胶原蛋白在谷氨酸棒杆菌中的表达。首先通过启动子筛选和发酵时长优化,获得介导V-B表达的最优启动子tac-R0。接着利用RBS calculator设计核糖体结合位点(ribosomal binding site, RBS)和间隔序列(aligned spacing, AS)的突变文库,得到与tac-R0启动子搭配组合的最优RBS和AS,使V-B的产量提高至514 mg/L。此外,通过多基因表达盒的串联组合策略,将多个目的基因串联,最终V-B的产量较初始水平提高了8.4倍,达697 mg/L,该研究为重组胶原蛋白的工业化生产提供了基础。

探究不同成熟度葡萄所酿葡萄酒的感官特征和差异香气物质,选取20、23、25、27.5 °Brix 4个成熟度的葡萄进行小规模发酵,利用GC-MS和Flash Profile (FP)法对不同成熟度的葡萄酒进行分析。结果表明,随着成熟度的上升,酒体中酒精含量增加,总酸含量降低,醇类的含量总体呈上升的趋势,而酸类表现出先上升后下降的趋势。T27.5酒样中2-甲基丁醇、丁酸乙酯的含量最高 (620.62、5.45 mg/L),酒体呈现出最浓郁的果香和脂肪香气;T25酒样中异丁酸乙酯的含量最高(2.77 mg/L),酒体呈现在出最浓郁的花香和甜味,T23和T20没有凸显的香气特征。感官评价分析得到T27.5酒样中青草香突出,T25红色浆果香表现突出,T23和T20则在酸味和色泽上有明显的感官特点。综上,在4个成熟度酒款中,T20和T23酒样的外观和口感等感官质量最佳,T25和T27.5酒样的活性香气成分最多,该研究为科学控制葡萄成熟度、生产多元化的葡萄酒提供理论依据。

从不同地区的土壤、泡菜中分离筛选出了2株高光学纯度D-乳酸菌株和2株高光学纯度L-乳酸菌株。通过形态学观察、生理生化鉴定和16S rDNA序列分析,确定L-乳酸产生菌HA7-5菌株为屎肠球菌(Enterococcus faecium),HJ57菌株为格氏乳球菌(Lactococcus garvieae);D-乳酸产生菌HB49-2菌株为德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii),HL64-1菌株为假肠膜明串株菌(Leuconostoc pseudomesenteroides)。经摇瓶发酵产酸培养,菌株HA7-5和HJ57发酵产L-乳酸分别达71.83 g/L和31.89 g/L;菌株HB49-2和HL64-1发酵产D-乳酸分别达73.14 g/L和62.04 g/L,且菌株HL64-1发酵周期仅为24 h,产酸速率快,平均产酸速率为2.58 g/(L·h)。D体和L体光学纯度均达99.8%(ee)以上。以上菌株均为产高光学纯度L-或D-乳酸野生型菌株,可作为后期诱变育种的出发菌株,进行菌株改良及发酵性能提升的研究。

采用高压均质技术制备稳定的姜黄脂质体,再结合喷雾干燥技术制备高负载姜黄脂质体粉,对其粒径、电位、微观结构等理化性质进行分析,并评价其贮藏稳定性及体内外吸收性能。结果表明,磷脂起到填充作用,使得微胶囊形状更加规则饱满。当磷脂含量10%、姜黄素含量6%时,姜黄脂质体粉具有良好的贮藏稳定性。姜黄脂质体粉明显提高了姜黄素的生物可及性,分别约为姜黄原料的11倍和商业高吸收姜黄的4倍。动物实验结果表明,姜黄脂质体粉显著提升了姜黄素的口服吸收性能,姜黄脂质体粉总姜黄素的血药浓度曲线下面积是姜黄原料的8.1倍,是商业高吸收姜黄的4.13倍。采用高压均质及喷雾干燥技术制备的脂质体粉是实现姜黄素高负载的可靠技术,对姜黄相关产品的开发奠定了理论基础。