通过代谢工程改造酿酒酵母L-苯丙氨酸合成相关途径,强化L-苯丙氨酸合成并实现胞外积累,为后续深入挖掘酿酒酵母芳香族氨基酸合成和转运机制,利用酿酒酵母生产芳香族氨基酸及其高价值衍生物提供参考。首先对酿酒酵母中心代谢途径和莽草酸途径进行代谢改造,获得1株合成L-苯丙氨酸初步强化菌株,测得胞外L-苯丙氨酸和L-酪氨酸产量分别为2.49和6.54 mg/L。为了进一步增强L-苯丙氨酸的积累,敲除L-苯丙氨酸消耗途径基因ARO10和PDC5。最后,敲除TYR1阻断竞争性L-酪氨酸合成途径,胞外L-苯丙氨酸产量提高至45.40 mg/L,这是目前研究酿酒酵母L-苯丙氨酸从头合成的最高胞外产量。

啤酒泡沫稳定性是评估啤酒质量的一个关键因素,发酵液中的蛋白酶A会影响啤酒的泡沫稳定性。通过过表达钙转运蛋白Gdt1促进蛋白酶A的液泡分选的方法,达到减弱酿酒酵母向细胞外分泌蛋白酶A的目的。以酿酒酵母菌株W303-1A为亲本菌株,通过同源重组依赖型DNA装配方法构建Gdt1过表达菌株,然后将Gdt1过表达菌株和亲本菌株在相同的低氮胁迫条件下进行发酵,测定其胞内外的蛋白酶A活力以及基本发酵性能。研究结果表明:发酵结束时,Gdt1过表达菌株的胞内蛋白酶A活力较亲本菌株提高了12.59%,胞外蛋白酶A活力较亲本菌株降低了18.81%;同时,过表达Gdt1没有影响菌株的基本发酵性能。研究揭示了一种有效的降低蛋白酶A的胞外分泌的方法,为筛选低蛋白酶A胞外分泌菌株提供了理论参考。

核苷酸糖鸟嘌呤5’-二磷酸-β-L-岩藻糖(5′-diphospho-β-L-fucose, GDP-L-岩藻糖)是岩藻糖基化寡糖植物和细菌生物合成途径的关键中间体。从脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)的基因组DNA中克隆得到L-岩藻糖激酶/GDP-L-岩藻糖焦磷酸化酶(fucose pyrophosphorylase, FKP)基因,并与载体pET-22b (+)连接,在Escherichia coli BL21(DE3)中诱导表达。利用载体上组氨酸标签对重组酶分离纯化,并进行酶学性质分析。结果表明:FKP的最适温度和最适pH分别为45 ℃和7.5,该酶在pH 7.5~9.5之间很稳定,在4和12 ℃下孵育3 h,酶的初始活性保持在90％以上。最适反应条件下,重组FKP对底物岩藻糖的K_m和Kcat分别为0.44 mmol/L、(31.49±2.5) s^-1。45 ℃下,在底物L-岩藻糖摩尔浓度为10 mmol/L条件下反应11 h后,最终产生的GDP-L-岩藻糖为2.1 mmol/L。

为提高出芽短梗霉liamocins合成能力,分别过表达了出芽短梗霉P30的乙酰-CoA合成相关基因,包括乙酰-CoA合酶编码基因(ACS1)、ATP-依赖性柠檬酸裂解酶编码基因(ACL)、苹果酸酶编码基因(ME)、丙酮酸羧化酶编码基因(PYC1)。重组菌株的liamocins产量分别提高了8.19%、93.74%、13.49%和17.12%,其中过表达ACL的提升效果最为明显,但该基因的转录水平仅提高了0.94倍,这说明ACL为出芽短梗霉 P30合成liamocins的关键基因,liamocins合成的能力或许受ACL转录水平的限制。结果表明,强化乙酰-CoA合成可以提高liamocins产量,而其中的ACL基因对其合成至关重要。研究为解决liamocins合成过程中碳代谢流前体不足问题提供了解决思路。

为了提高短双歧杆菌的冻干存活率和工业化生产效率,首先系统测定短双歧杆菌在不同分子质量糖(醇)类及蛋白类保护剂中的冻干存活率,其次研究不同分子质量糖类复配及其与蛋白类复配的保护效果,再次测定复合保护剂添加其他小分子物质对冻干保护存活率的影响,最后优化冻干前菌泥与保护剂的比例与浓度。结果表明,三糖及以下的小分子糖对短双歧杆菌的冻干保护效果较好,棉子糖和山梨糖醇保护效果最好,2者复配进一步提高冻干存活率,达55%左右。复配蛋白质及抗坏血酸、谷胱甘肽、甜菜碱、微量元素等小分子不会提高对菌体的冻干保护效果,但蛋白质的适量添加可提高菌粉的疏松度。菌泥与保护剂以干物质质量比1∶1.2混合,样品干物质总质量分数为25%时,短双歧杆菌的冻干存活率接近80%,活菌数达(1.61±0.27)×10¹² CFU/g。

为探究灵芝孢子粉低聚糖对肠道菌群的调节功能,从破壁与未破壁灵芝孢子粉中提取制备2种灵芝孢子粉低聚糖,采用肠道菌群体外发酵模型,通过代谢产物中短链脂肪酸与产气的变化、低聚糖的利用情况以及菌群结构的变化,阐述其对肠道菌群的影响。结果发现,2种灵芝孢子粉低聚糖均能够被肠道菌群有效利用。与空白对照相比,添加低聚糖能显著促进主要短链脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸)的产出(P<0.05),且同时产生少量气体,促进肠道蠕动;此外,双歧杆菌和乳酸杆菌属等有益菌的相对丰度升高,而大肠杆菌属等有害菌的相对丰度有所降低。因此,所制备的灵芝孢子粉低聚糖对人体肠道菌群有显著的益生调节功能。

探究嗜热链球菌和乳酸乳球菌蔗糖利用能力的差异性对豆乳发酵菌株筛选的影响,并对菌株发酵豆乳样品的挥发性风味物质进行了分析。通过对12株实验菌株的蔗糖利用能力进行评价,测定菌株在以蔗糖为单一碳源环境下的生长、产酸情况,挑选菌株进行豆乳发酵特性评价,并运用GC-MS对发酵样品进行挥发性风味物质分析,了解不同菌株的蔗糖利用的差异及对豆乳发酵的影响。结果表明,不同实验菌株蔗糖利用能力具有显著差异,乳酸乳球菌实验菌株蔗糖利用能力显著优于嗜热链球菌;乳酸乳球菌DYNDL21-2可在豆乳发酵6 h后达到发酵终点,并代谢掉豆乳体系中65.38%的蔗糖(达1.766 g/L);发酵豆乳终点样品中己醛含量显著降低,有的菌株最高可生成198.49 μg/L奶香味物质2,3-丁二酮,及492.19 μg/L果香味物质3-甲基丁醇。菌株DYNDL21-2、HeNa-28-3-GMM和15G5的蔗糖利用能力良好,可快速发酵大豆豆乳,并使发酵豆乳风味得到显著改善,具有良好应用潜力。

α-淀粉酶在郫县豆瓣发酵过程中具有重要的作用,不仅能为郫县豆瓣中的微生物提供碳源,还能在微生物作用及化学反应下生成各类风味物质。豆瓣酱中黄曲霉毒素的污染是行业关注的问题,排除菌株产黄曲霉毒素的可能性,是筛选高效菌株的必要条件。从传统的豆瓣曲中筛选得到4株产α-淀粉酶活力较高的菌株,其中米曲霉30M-1发酵曲精的α-淀粉酶活力高达3 497 U/g,菌株16、FN、DM2发酵曲精的酶活力也可达到2 000 U/g。采用ITS(internal transcribed spacer identification)测序构建系统发育树,结合形态观察,研究菌株产黄曲霉毒素B1(aflatoxin B1, AFB1)基因的表达及产AFB1的可能性。测定的结果显示,4株菌株与米曲霉同源性更近,没有造成AFB1污染的风险,说明所筛选的高产淀粉酶的霉菌具有提高豆瓣酱产品发酵效率的可能性。

为挖掘新疆传统风干肉中乳酸菌的生物学特性以及产蛋白酶特性,以新疆塔城、额敏、富蕴、托里地区传统风干肉为研究对象,利用微生物可培养的方法结合形态观察及16S rDNA序列分析鉴定,通过选择性培养基对产蛋白酶的乳酸菌进行分离,并确定菌株的产酶能力。结果表明,新疆风干肉中的乳酸菌主要有11个属,高产蛋白酶菌株5株,其中A-6、A-18为乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)、B-2为格氏乳球菌(Lactococcus garvieae)、G-11为耐久肠球菌(Enterococcus durans)、C-1为戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)。菌株A-18、C-1最适生长温度为40 ℃,具有良好的耐酸耐盐特性。所产蛋白酶的最适pH为6,菌株C-1酶活力为35.63 U/mL、菌株A-18酶活力为32.41 U/mL。2株菌所产蛋白酶为酸性蛋白酶。Na⁺和K ⁺在1和10 mmol/L 浓度下诱导蛋白酶活性略有增加(P>0.05)。Mn²⁺,Cu ²⁺和 Fe³⁺对蛋白酶的活性有抑制作用,Cu²⁺的抑制作用明显(P＜0.05)。结果显示,菌株A-18、C-1具有很好的产酶性能,可为工业化生产新疆风干肉提供理论支撑,对风干肉的生产和推广具有重要意义。

为保障传统发酵食品的质量安全,从豆瓣酱样品中筛选生物胺降解菌株,并研究其在不同盐浓度、温度、pH下对组胺和酪胺(毒性最强的2种生物胺)的降解特性,以便于更好地应用于传统发酵食品。通过研究菌株在磷酸盐缓冲液和在发酵液中对生物胺的降解率以及在发酵液中产生生物胺的能力,最终筛选得到1株具有较强生物胺降解能力的乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)M-28。对该菌株在不同条件下降解组胺和酪胺的能力进行分析,发现P. acidilactici M-28在盐质量浓度为0~90 g/L时对组胺和酪胺均具有较高的降解率,最高降解率分别达到89.02% 和31.49%;该菌株降解生物胺的最适温度为30 ℃,在该条件下对组胺和酪胺降解率分别为65.51%和28.06%;最适pH值为6,在该条件下对组胺和酪胺的降解率分别为62.73%和23.78%。

采用常压室温等离子体(atmospheric room temperature plasma, ARTP)与5-溴尿嘧啶(5-bromouracil, 5-BU)对枯草芽孢杆菌B-0进行复合诱变,通过磺胺胍(sulfaguanidine, SG)抗性初筛、48孔板定量复筛的培养方法快速选育腺苷高产菌株。结果显示,48孔板在枯草芽孢杆菌发酵过程中存在边缘孔效应,并应用2 mL无菌水填充可消除边缘孔效应,且通过6轮复合诱变最终获得1株较出发菌株腺苷产量提升35%且遗传稳定的突变株B-6。ARTP与5-BU复合诱变结合48孔板快速选育,显著提高腺苷高产菌株选育效率与选育的准确率,也为其他核苷类菌株的选育提供了理论参考。

为了探究豆瓣酱工业发酵过程中生物胺的生成规律,对工业规模豆瓣酱发酵全过程中生物胺含量进行检测分析,并结合豆瓣酱发酵过程中的理化指标及氨基酸含量进行相关性分析。结果表明,豆瓣酱工业发酵过程中产生的主要生物胺为腐胺、亚精胺与精胺。腐胺在制曲结束后,达到峰值134.96 mg/kg,后逐渐下降;亚精胺与精胺制曲阶段下降,随着发酵时间的延长逐渐上升。Pearson相关性分析表明,在豆瓣酱工业发酵过程中,生物胺与理化指标间具有一定的相关性,除了精氨酸与腐胺和亚精胺之间有显著相关性之外,其余生物胺与其前体氨基酸之间的相关性并不高。

肠球菌是发酵食品中常见的乳酸菌,部分肠球菌可作为发酵食品的潜在发酵剂。为了更好地了解从酱醪中分离得到的3株肠球菌的特性,研究了其生长曲线、产酸及抑菌能力等。通过毒力基因检测、氨基酸脱羧酶试验、吲哚试验、溶血试验、耐药性检测来评价其安全性。结果表明:肠球菌接种入酱醪12 h后进入稳定期,具有较好产酸能力,可抑制金黄色葡萄球菌的生长;肠球菌中未检出毒力基因;吲哚试验呈阴性;无溶血作用;对多种抗生素敏感。综上,3株肠球菌发酵特性较好且较为安全。

在豆酱发酵及储存过程中,表面会出现酪氨酸结晶形成的白点物质,对白点物质的组成进行分析,发现其主要是由40.96%游离氨基酸及37.94%富含酪氨酸的短肽组成。为找到合适的发酵条件来控制酪氨酸含量,设计酱醅模拟培养基并接种米曲霉3.042进行发酵,并对酪氨酸含量及蛋白分解程度进行监测,结果显示,在模拟发酵70 h,30 ℃和100 g/L(盐的质量浓度)下,发酵液中酪氨酸含量较少而蛋白分解程度较大,这对于豆酱生产过程中白点物质的防治具有指导意义。

禾谷镰刀菌及其产生的真菌毒素会对谷物的质量与安全造成严重危害,开发绿色抗真菌剂是保障食品安全的需要。采用高速搅拌结合高压均质的方法制备4种植物精油纳米乳液,考察其对禾谷镰刀菌生长、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)及其衍生物产生的抑制作用。结果表明,乳液各组分质量分数分别为1%卵磷脂、8%油相[丁香油及山苍子油为纯精油,肉桂油和牛至油为精油与中链甘油三酯(medium chain triglycerides, MCT)以1∶1比例混合]及91%的去离子水,丁香油乳液、肉桂油/MCT乳液、牛至油/MCT乳液和山苍子油乳液皆为单峰分布,平均粒径分别为116.9、168.5、206.0和203.9 nm,4种乳液在21 d内展现出较好的储存稳定性;4种乳液均对禾谷镰刀菌生长和真菌毒素的产生具有一定的抑制作用,其中40 mg/g的肉桂油/MCT乳液对禾谷镰刀菌菌丝抑制率达66.2%,1.5 mg/g的质量分数下对真菌生物量的抑制率可达98.9%,0.3 mg/g的质量分数对DON和15-乙酰基脱氧雪腐镰刀菌烯醇(15-acetyl-deoxynivalenol, 15ADON)的抑制效果即可达98.8%和96.6%。

鲜切蔬菜易受到食源致病菌的污染,然而传统的高温杀菌技术在鲜切蔬菜中的应用受到很大限制。通过研究热超声技术和茶多酚联合处理对鲜切冬瓜在不同温度储藏过程中沙门氏菌菌落数量的影响,以及自适应神经模糊推理系统(adaptive neuro-fuzzy inference system,ANFIS),构建了沙门氏菌菌落数量的预测模型。热超声和茶多酚联合处理显著减少了鲜切冬瓜中沙门氏菌的数量约2.20 lg CFU/g(P<0.05);在25、10和4 ℃温度下储藏时,不同温度下菌落数量变化趋势不同,但处理组的菌落数量均显著低于对照组(P<0.05),表明热超声和茶多酚联合处理是一种具有较大应用潜力的鲜切蔬菜保鲜技术。研究所建立的ANFIS模型,每个输入变量采用2个隶属函数,生成8个因果规则;采用gaussmf隶属函数的ANFIS模型对储藏过程中菌落数量的预测结果最好,其R²大于0.99,均方根误差小于0.2。

为探究奇亚籽油微胶囊的贮藏稳定性及缓释性能,利用酪蛋白酸钠和D-乳糖-水合物包埋奇亚籽油形成微胶囊技术。通过测定奇亚籽油微胶囊在贮藏期间(65 d)的过氧化值,对其进行氧化动力学研究并进行产品货架期预测。结果发现,在常温贮藏条件下(25 ℃),奇亚籽油微胶囊的货架期为219 d,而奇亚籽油货架期为105 d;通过测定微胶囊产品在不同环境条件(温度、湿度和pH)下的芯材保留率,并用Avrami’s公式进行拟合,明确了不同贮藏条件下的释放类型,表明高温、高湿环境下不利于芯材的保留,芯材释放的适宜条件为强酸或强碱环境;体外模拟消化道中的释放情况发现,奇亚籽油微胶囊在整个消化过程中游离脂肪酸释放率逐步增大,270 min时微胶囊的释放率达到81.73%,说明微胶囊在模拟消化道中具有缓释行为;同时发现微胶囊在肠液中的释放率占比更高,使得大部分奇亚籽油可以在肠道内释放,有效提高了奇亚籽油在人体内的生物利用率。

为比较正红菇子实体不同部位多糖提取物的化学组成及其细胞免疫活性差异,依次采用热水和碱液分别提取正红菇菌盖和菌柄多糖,得到4种多糖提取物。通过化学成分、分子质量和单糖组成分析,比较4种正红菇多糖提取物的化学组成差异;通过小鼠巨噬细胞RAW264.7模型评价4种正红菇多糖提取物的细胞免疫活性。结果表明,多糖水提物的得率和分子质量均高于碱提物;4种正红菇多糖提取物均以葡萄糖为主,含有少量半乳糖和甘露糖,且相同提取方式下菌盖与菌柄多糖提取物的化学组成无显著差异,但对应的水提物相较于碱提物,其半乳糖含量高、甘露糖含量低。体外细胞实验表明,相同提取方式下菌盖与菌柄多糖提取物的免疫活性无显著差异,但水提物相较于碱提物,能更显著地增强巨噬细胞的增殖率、吞噬能力以及NO、TNF-α和IL-1β的释放量,表现出更好的免疫活性,这可能与其分子质量和化学组成等有关。

以鳀鱼蒸煮液为原料,采用磁性交联酶聚集体技术制备的固定化酶酶解制备蛋白多肽,并分析水解肽的性能。在单因素试验基础上,运用中心组合设计法优化水解肽的制备工艺,并对酶解产物的氨基酸组成、分子质量分布、抗氧化性以及固定化酶的重复利用性进行分析。优化得到的酶解工艺为:酶解时间45 min,酶解温度54.1 ℃,酶解pH 7.8,固定化碱性蛋白酶与中性蛋白酶比例为1.5∶1,在此条件下三氯乙酸氮溶解指数(trichloracetic acid-nitrogen solubility index, TCA-NSI)可达77.27%。酶解液的必需氨基酸指数大于0.95,分子质量低于1 500 Da的小肽占82.52%,且具有较强的抗氧化性。此外,固定化酶循环利用5次时TCA-NSI值仍可保持首次使用时的48%。优化后的工艺具有多肽得率高,酶解液营养价值高且抗氧化性强,固定化酶可重复利用等优点,可为低值鱼蒸煮液的高值化利用提供理论参考。

茶多酚在抗癌方面具有多种生物和药理作用,但在空气中很容易被氧化,故长期作用受到限制。微胶囊化封装技术可以帮助克服这些缺点。肿瘤血管内栓塞疗法通过微胶囊栓塞剂,阻塞肿瘤细胞增殖需要的养分以及氧气,抑制肿瘤生长。同时,通过磁性微胶囊的药物靶向缓释技术,向癌靶区释放抗癌药物,杀伤癌细胞,毒副作用小,治疗效果显著,是一种治疗癌症的新方法。磁性微胶囊的性能,如包覆率和粒径,受到多种因素的影响。利用Box-Behnken响应曲面的实验设计优化了磁性微胶囊的配方:海藻酸钠质量浓度18.36 g/L,电压6.222 kV,推进速度80 mm/h。在此条件下,磁性微胶囊的包覆率为87.836 2%,平均尺寸为217.67 μm。茶多酚缓释持续20 h以上,有较好的缓释性能。功能性验证显示,优化后的磁性微胶囊相比于优化前,具有更好的缓释性和抗氧化性。

为研究添加不同蛋白对面条品质的影响,筛选出感官良好、加工品质佳的新型蛋白强化面条,将4种浓缩蛋白粉(乳清浓缩蛋白、牛奶浓缩蛋白、大豆浓缩蛋白、豌豆浓缩蛋白)分别以质量分数5%比例添加至小麦粉中制成鲜面条,测定混合粉的糊化特性、粉质曲线和鲜面条的烹煮品质、质构品质以及感官品质。结果表明,蛋白的添加减小了混合粉的峰值黏度、最终黏度、衰减值以及回生值,使面团的稳定时间增加,弱化度减小。蛋白的添加提高了面条的硬度、咀嚼性和回复性,改善了面条的抗拉性能,以乳清浓缩蛋白强化面条的质构品质最佳。乳清浓缩蛋白强化面条煮后长时间放置不易黏结,在过度煮制后仍能保持较好的形态;结合微观结构可知,乳清浓缩蛋白强化面条均匀性较好,淀粉颗粒与面筋网络彼此之间空隙减少。结合感官评定总分认为乳清浓缩蛋白较适合用于小麦面条的蛋白强化。

为了研究臭氧处理对全麦粉储藏特性和品质的影响,在不同臭氧处理时间下,对全麦粉进行脂肪酸值、破损淀粉、湿面筋含量、粉质拉伸特性以及淀粉糊化特性等性能指标的分析测定。结果表明:随着臭氧处理时间的延长,脂肪酸值呈现下降趋势;贮存期间全麦粉的脂肪酸值逐渐升高,但3个月后脂肪酸值仍在国家允许的标准范围内;破损淀粉少量增加;湿面筋含量、面团的稳定时间、拉伸面积均呈现先上升后下降的趋势,并在处理时间15 min时达到最大;峰值黏度和低谷黏度与臭氧处理时间呈现出显著的正相关关系;臭氧处理能够明显改善全麦粉的色泽。综合考虑臭氧对全麦粉储藏特性和品质的影响,臭氧处理时间选择15 min为宜。

为探讨湖北省不同蓝莓品种的果汁加工品质特征及抗氧化活性,以‘杰兔’、‘布里吉塔’、‘莱格西’、‘奥尼尔’、‘密斯蒂’、‘北陆’和‘蓝雨’7个蓝莓品种的新鲜果实为材料,测定其理化指标和感官品质,运用关联分析方法对不同品种蓝莓的抗氧化物质的含量和抗氧化性进行分析评价。结果表明:不同蓝莓品种间的品质特性差异较大,‘杰兔’的果实较大,可溶性固形物含量高,‘密斯蒂’、‘奥尼尔’和‘莱格西’果实大小中等,酸甜比例适中,比较适合鲜食。‘布里吉塔’果实非常大,水分含量较高,出汁率也高,但pH非常低,比较适合于果汁加工。‘北陆’和 ‘蓝雨’的果实小,果胶含量较高。‘杰兔’的抗氧化活性物质含量明显高于其他蓝莓品种,而‘布里吉塔’抗氧化活性物质的含量最低,并且与总花色苷、总酚和总黄酮的含量显著相关。

为探讨红枸杞、黑枸杞和黄枸杞中无机元素含量的差异性,采用电感耦合等离子体-质谱法(inductively coupled plasma-mass spectrometry, ICP-MS)测定宁夏中宁同一基地3种枸杞中49种无机元素含量。运用方差分析、主成分分析方法筛选可识别红枸杞、黑枸杞和黄枸杞的特征元素,建立无机元素特征谱。结果表明:除了黑枸杞中Mo未检出外,红枸杞、黑枸杞和黄枸杞中48种元素均有检出;As、Eu、Li、Sb、Sc、Ti、Th、Fe、P、Ca十种元素在红枸杞、黑枸杞和黄枸杞中有显著差异,且红枸杞对Gd具有较强的吸收作用,黑枸杞对As、K、Mg、Pb、Sr、Eu和Li具有较强的吸收作用,黄枸杞对Ge、Nb、Sn、Sc、Sb、Ti、Fe具有较强的吸收作用;可筛选出Eu、Nd、Pr、Gd、Ge、V、Tb、Be、Sm、Lu、Ca、Sn、Nb、Lu、Tm、Yb、Pb、Zn、Mn、Bi和P作为区分红枸杞、黑枸杞和黄枸杞的特征元素。红果枸杞、黑果枸杞和黄果枸杞对部分元素的吸收能力有明显差异,研究结果可为后期中药材功能筛选等方面提供数据支撑。

比较了4个圆叶葡萄品种‘Noble’、‘Alachua’、‘Carlos’和‘GV’引种到成都的果实品质和主要营养成分。绿色品种‘Carlos’和‘GV’的单粒质量大于紫色品种‘Noble’和‘Alachua’;4个品种果实的可溶性固形物含量(total soluble solid, TSS)均在15%~18%,可滴定酸含量在0.36%~0.52%。酒石酸、苹果酸、琥珀酸和柠檬酸是圆叶葡萄主要的有机酸。4个品种果实中酚类物质含量差异显著,其中‘Noble’果皮中总酚、总黄酮、黄酮醇、单宁含量均最高;‘Alachua’果肉中总酚、总黄酮和黄酮醇的含量最高。葡萄的不同部位单体酚含量差异显著,果皮中阿魏酸和咖啡酸含量较高,而葡萄籽中阿魏酸和对羟基苯甲酸含量较高。综合比较,紫色品种具有更高的抗氧化物质含量和更佳的口感,适合鲜食推广。

为研究日粮中添加牛至精油对甘肃高山细毛羊背脊最长肌肉质特性和抗氧化性能的影响。选取18只60日龄细毛羊,随机分为3组(每组6只),单栏饲喂。对照组饲喂不含抗生素的基础日粮,试验组1和试验组2分别饲喂在基础日粮中添加1和2 g/d牛至精油的饲料。结果表明:试验组2羊肉中,谷胱甘肽、谷胱甘肽过氧化物酶、维生素A含量显著高于对照组(P<0.05);试验组1和2羊肉中a^*值显著高于对照组(P<0.05),蒸煮损失、失水率、剪切力显著低于对照组(P<0.05)且试验组2中剪切力显著低于试验组1(P<0.05);对照组羊肉中C14∶0和C16∶0含量显著高于试验组1和2(P<0.05)。综上所述,牛至精油具有改善细毛羊肉品质、提高肌肉抗氧化能力的作用,其在细毛羊日粮中的推荐添加量为2 g/d。

为更好地开发卤制牦牛肉的市场,研究了牦牛肉卤制过程中的品质及规律的动态变化。通过对肉质的主要理化成分、色差、质构以及感官评定,得到卤制前后的肉品变化规律。结果表明:卤制时间对牦牛肉水分含量、蛋白质含量、嫩度、灰分、色差及质构均有显著影响(P<0.05)。其中水分含量、嫩度、色差a^*值随卤制时间延长先下降后上升;蛋白质含量先上升后下降;灰分及硬度、弹性、咀嚼型、内聚性、色差 L^*值和b^*值随卤制时间明显下降。综合考虑卤制时间对牦牛肉品质的影响,认为卤制时间为60 min时,卤制牦牛肉的肉色、多汁性、风味综合评分最高。

分别以质量比30%、50%、70%的KCl替代NaCl生产腊肉,以100%NaCl含量的腊肉为对照组,检测了腊肉加工过程中的pH、水分含量、水分活度、蒸煮损失、剪切力、色值、蛋白降解指数、硫代巴比妥酸值、菌落总数、感官评价等指标,并对各理化与感官评定综合评分进行关联性分析,KCl不同比例替代NaCl对腊肉理化及感官评价的影响进行了主成分分析。结果显示:KCl替代使腊肉pH值降低,烘烤之后水分含量和水分活度升高,烘烤阶段及成熟1周剪切力降低,腌制阶段蒸煮损失升高,烘烤之后蛋白降解指数升高,成熟后期脂肪氧化降低,对色值和菌落总数影响不显著,感官评价发现KCl高比例替代会影响腊肉的香味和滋味。通过皮尔逊相关性和主成分分析发现,腊肉的感官评价与pH、水分活度和蛋白降解指数显著相关,KCl 70%比例替代NaCl有促蛋白降解作用,并且与感官评价呈负相关的作用。以KCl替代NaCl生产低盐腊肉时,应该控制KCl的替代比例。

采用与三文鱼介电特性相同的模拟食品作为化学标记法的载体,确定了微波加热的冷点位置并测量了冷点位置的时间-温度曲线,以此计算目标微生物的致死率,优化软包装三文鱼片的微波杀菌工艺条件。通过调整微波杀菌的工艺参数,使得冷点位置的处理程度达到目标杀菌程度,最后在冷点位置接种微生物验证该工艺参数的杀菌效果。结果表明,当微波加热的净功率为8 kW,加热时间3 min,保温时间5 min,保温温度95 ℃,三文鱼的杀菌程度达到F90=11.5 min。以生孢梭菌(Clostridium sporogenes)作为接种微生物,采用该杀菌工艺,使其减少了7个数量级。与传统杀菌工艺相比,微波杀菌大幅降低了杀菌时间,提高了产品的品质,且对目标微生物的致死效果高于传统杀菌。

饮料生产必须要保证其在包装后的微生物含量符合安全饮用的国家标准。超滤是一种能有效保留饮料中营养成分和风味的冷灭菌技术,以其为基础开发安全经济的饮料无菌包装系统是可行的。首先以水玻璃和聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,vinylalcohol polymer,PVA)为基础材料,将两者以不同比例混合,利用共混法制备安全、有效和成本低的PVA/SiO₂复合超滤膜。然后,以复合膜为基础设计和组装能应用于饮料无菌包装的系统。该系统中,包装瓶上的丁基橡胶塞也是必要组成之一。最后在普通实验室条件下进行饮料无菌包装效果实验,结果表明:所包装的瓶装饮用水的微生物指标符合GB 8537—2018《食品安全国家标准 饮用天然矿泉水》,啤酒、鸡尾酒过滤液微生物指标符合GB 2758—2012《食品安全国家标准 发酵酒及其配制酒》;放置28 d和180 d后,3种饮料中的微生物指标仍然符合国家标准要求。该无菌包装系统适用于不含蛋白质等大分子的透明型饮料的生产,具有应用前景。

针对我国传统臭鳜鱼制品存在风味稳定性差、安全性低等问题,采用传统微生物培养技术,在自然发酵臭鳜鱼中分离获得菌株,通过薄层层析法(thin-layer chromatograph, TLC)初步筛选获得10株产氨基酸菌株,测定菌株上清液中游离氨基氮总量,复筛获得1株优良氨基酸产生菌L2-2,经16S rRNA序列分析对其进行鉴定,并通过耐盐试验、氨基酸脱羧酶试验和抑菌试验确定菌株的加工特性。经鉴定菌株L2-2为清酒乳杆菌(Lactobacillus sakei),其耐盐特性较好,精氨酸脱羧酶呈阳性;对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有抑制活性。

为提升金针菇贮藏品质,探究了乳酸钙浸泡处理结合纳米膜包装对金针菇低温贮藏[(2±1)℃、相对湿度80%~90%]品质的影响。通过乳酸钙浸泡处理、纳米包装以及二者复合处理新鲜金针菇,分别进行20 d的低温贮藏,分析不同处理方式对金针菇主要品质指标的影响。采用3种方式处理的金针菇,在贮藏后期品质均优于对照组,但纳米包装和乳酸钙浸泡处理对保持金针菇贮藏品质指标的影响各有不同。乳酸钙处理在抑制开伞和菌柄伸长、延缓可溶性固形物和可溶性蛋白含量下降方面均优于纳米包装,而纳米包装在延缓白度值下降、降低丙二醛积累及抑制风味劣变的效果优于乳酸钙处理;在保持总酚含量方面,两者没有明显的差异。乳酸钙处理结合纳米包装对金针菇保鲜效果最好,能够有效延缓金针菇白度下降,降低呼吸强度和膜脂过氧化程度,延缓了营养物质的损失,更好地保持了金针菇的贮藏品质。因此,乳酸钙浸泡结合纳米膜包装具有协同作用,能最大程度地提升金针菇的贮藏品质。

为探讨不同薄膜包装对樱桃番茄常温货架期保鲜效果的影响,以“千禧”樱桃番茄为试验对象,采用5种保鲜膜[聚乙烯(膜厚20 μm):P1;低密度聚乙烯:P2;聚乙烯(膜厚13 μm):P3;聚偏二氯乙烯:P4;聚氯乙烯:P5]包装樱桃番茄,通过评价常温贮藏期樱桃番茄的感官品质、包装膜内气体比例、果实呼吸速率和腐烂率,果实及果蒂失重率和色泽等品质指标,果蒂叶绿素含量、果肉可溶性固形物、可滴定酸和Vc等营养指标,筛选出适宜樱桃番茄的包装材料。结果表明:P1、P2、P3、P4包装膜均具有良好的保鲜作用,其中,P1、P2包装膜的保鲜效果更佳,主要表现在能够维持樱桃番茄良好的感官品质,以及在袋内形成高浓度CO₂和低浓度O₂的气体环境,抑制果实呼吸作用和腐烂,果实和果蒂的失水、变色和丙二醛产生,以及果蒂叶绿素降解,同时可保持果肉较高的可溶性固形物、可滴定酸和Vc等营养成分的含量。因此,P1、P2较适用于樱桃番茄的包装。

为确定金兰柚的适宜采收成熟度,以盛花后158、173和188 d(成熟度Ⅰ、Ⅰ和Ⅲ)的果实为对象,检测了贮藏150 d内18个品质指标,并通过主成分分析法,综合评价了不同成熟度的果实贮藏特性。结果表明:成熟度Ⅲ的果实腐烂率和失重率显著低于成熟度Ⅰ和Ⅱ;成熟度Ⅱ和Ⅲ的果实色差指数显著高于成熟度Ⅰ;成熟度Ⅲ的总糖、蔗糖、糖酸比、Fe²⁺还原力明显高于成熟度I和II,总酸、葡萄糖、果糖、柠檬酸、奎尼酸、苹果酸、酒石酸、草酸和V_C则相反,总酚及DPPH自由基清除率介于成熟度I和II之间。主成分分析表明,成熟度Ⅲ得分最高,且在60 d时达到最大值。综上,花后188 d(成熟度Ⅲ)采收的果实品质最佳、抗氧化能力最强,且在贮藏60 d左右上市品质最优。

为研究不同贮藏条件对工业化制作的熟制裸斑鱼贮藏期间的品质影响,选用3种贮藏方式(-120 ℃液氮喷淋冻结、-18 ℃冰箱冻结、4 ℃冷藏),以菌落总数、pH、硫代巴比妥酸(thiobabituric acid, TBA)、总挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen, TVB-N)、色泽、质构特性(硬度、弹性、咀嚼性)、气味变化为评价指标,研究贮藏16 d裸斑鱼的品质变化。结果表明:随贮藏时间的延长,菌落总数、TBA值、TVB-N值、白度均呈上升趋势,感官评分、硬度、弹性、咀嚼性均呈下降趋势,pH值呈先下降后上升的趋势。综合各指标分析得到:4 ℃贮藏条件下的鱼肉在第16天已失去食用价值,而-120 ℃液氮和-18 ℃储藏下的鱼肉在实验终点(16 d)并未出现腐败变质的情况。结合电子鼻气味分析,-120 ℃液氮,贮藏期8 d及以下的鱼肉新鲜度更加接近第0天,此时鱼肉风味尚佳。

为识别苹果汁中糖和水的掺假,采用同位素比率质谱法(isotope ratio mass spectrometry,IRMS)对不同品种的鲜榨苹果汁和掺假果汁的δD,δ¹⁸O和δ¹³C值进行分析确定。结果表明,鲜榨苹果汁水的δD,δ¹⁸O值均显著高于外源水掺假的果汁,且掺假果汁水的δD与δ¹⁸O值呈线性关系,同时δD、δ¹⁸O值随掺水量增加而降低;δ¹³C值显示鲜榨苹果汁中糖组分含量分别为:果糖-25.64‰～-26.83‰,葡萄糖-25.01‰～-26.36‰,二糖-22.41‰～-23.24‰;果糖、葡萄糖、二糖占总糖的百分比范围分别48.84%~52.39%,14.34%~28.85%,10.47%~18.78%,未检出寡糖,掺假果汁二糖的δ¹³C值不在上述范围。说明鲜榨果汁与掺假果汁的碳氢氧稳定同位素比率存在着差异,可进一步探索建立数据库以用于市售鲜榨苹果汁掺假的判别,为IRMS在果汁鉴伪中的应用提供试验依据。

苯乳酸是一种能够存在于食品中的新型抑菌物质,为了避免传统高效液相色谱法(HPLC)检测苯乳酸时出现灵敏度低和色谱峰相连的问题,建立了一种二维高效液相色谱法(2D-HPLC)检测发酵食品中苯乳酸的方法,测定了酸奶、甜米酒、东北酸菜、酱黄瓜和广式腊肠5种常见发酵食品中苯乳酸的含量。利用超高效液相色谱-串联四级杆质谱(ultra high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS)验证了样品中存在苯乳酸。2D-HPLC方法:第一维色谱柱为C₁₈色谱柱,流动相为0.1%甲酸和甲醇;第二维色谱柱为C₈色谱柱,流动相为0.05%三氟乙酸和乙腈,流速1.0 mL/min,柱温30℃,检测波长210 nm。结果表明:该方法在0.4~10.0 mg/L内呈现良好的线性关系,r=0.999 9,检出限0.16 mg/L,定量限0.52 mg/L,方法的日内和日间重复性相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)分别为0.60%和0.94%,5种发酵食品的加标回收率91.79%~107.37%,RSD<7.5%;UPLC-MS/MS验证样品中含有苯乳酸。利用2D-HPLC法测定食品中的苯乳酸前处理简单、结果准确、抗干扰能力强,适用于大批量样品检测,为2D-HPLC法检测发酵食品中组分提供理论依据。

固态酿造中水分含量是检测大曲不同发酵阶段的关键因素,为快速定量检测发酵过程中水分含量及分布情况,通过高光谱成像技术建立BP神经网络(back propagation neural network, BPNN)数据模型,实现曲块发酵水分含量快速检测。根据所采集大曲发酵高光谱数据,应用主成分分析和实验分析对比提取大曲发酵过程中水分特征光谱所对应的PC1、PC2、PC3、1 200、1 450 nm波段图像;通过图像灰度共生矩阵算法提取水分纹理特征;根据所提取图像纹理特征对曲块发酵水分含量运用偏最小二乘回归、BPNN、支持向量机回归等进行建模预测对比,选择最佳预测模型。结果表明,利用BPNN与1 450 nm特征波段光谱图像纹理特征对水含量建模预测的效果最佳,其训练集决定系数(R²)和均方根误差(root mean square error, RMSE)分别为0.826 9和0.033 5,预测集R²和RMSE分别为0.848 4和0.028 7。研究表明,利用高光谱特征光谱所对应图像纹理信息能够对水分含量进行关联预测,为实现对大曲发酵过程水分含量检测提供理论依据。

在葡萄糖氧化酶研发生产过程中,需要对发酵液进行酶活力检测。目前常用的方法有滴定法、电化学法和连续分光光度法,但这些方法均因其独立重复实验误差较大而缺乏实用性。因此建立一种操作简单、快速、重现性好、成本低的检测方法,是葡萄糖氧化酶研发生产中亟待解决的问题。该项研究在生产实践中,开发建立了一种新的葡萄糖氧化酶活性测定方法:碘-淀粉分光光度法。以β-D-葡萄糖为底物,利用葡萄糖氧化酶特异性催化作用,生成中间产物过氧化氢,再通过碘-淀粉分光光度法定量测定过氧化氢含量,进而计算葡萄糖氧化酶活力。结果表明:反应体系在葡萄糖氧化酶浓度为0.1~0.5 U/mL范围时,检测平行性良好,独立重复实验酶活力计算结果相对偏差小于5%,在统计学分析误差范围内。

建立了电感耦合等离子体串联质谱(inductively coupled plasma tandem mass spectrometry,ICP-MS/MS)法准确测定水产品中多种痕量重金属元素的分析方法。针对ICP-MS/MS分析中复杂基质所形成的质谱干扰,在MS/MS模式下,向八极杆碰撞反应池(octopole reaction system, ORS)中通入O₂为反应气,分析离子Cr⁺、Ni⁺、As⁺能与O₂反应分别生成CrO⁺、NiO⁺、AsO⁺,而干扰离子不与O₂反应,利用O₂质量转移法消除了质谱干扰,选择Sc、In、Bi为内标元素校正了基体效应并防止了分析信号的漂移,实现了水产品中痕量重金属元素Cr、Ni、As、Cd、Hg、Pb的无干扰测定。采用扇贝成分分析标准物质(GBW10024)并验证了所建立方法的准确性。分析元素的检出限为0.85~4.28 ng/L,相对标准偏差≤4.65%。ICP-MS/MS的反应模式是克服质谱干扰的有效手段,可以在痕量水平上准确测定水产品中的多种重金属元素。

采用气相-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectroscopy,GC-IMS)评估反复炖煮过程中鸡肉的风味差异。取168只鸡,炖煮20次,分别取炖煮第1、3、5、7、10、15、20次的胸肉和腿肉样品进行GC-IMS测定。鸡肉样本中共检测鉴定出37种挥发性物质,包括一些物质的二聚体,主要有醇类、酮类、醛类、酯类、杂环类及烃类;随着鸡汤炖煮次数的增加,鸡肉样品检出的挥发性物质种类(酮类、醇类、醛类)和含量呈现增加趋势;炖煮15次后,鸡肉的挥发性物质含量趋于平稳,基本达到稳定状态。基于鸡肉中风味物质的变化规律,构建了指纹图谱,可明显区分不同炖煮次数的鸡肉样品,以上结果表明GC-IMS可用于炖煮过程中挥发性风味物质的可视化表征,具有一定的理论和实际应用价值。

建立QuEChERS净化-超高效液相色谱-串联质谱法同时测定凯特芒果中14种农药残留。取10.0 g样品经改进的QuEChERS方法进行前处理,采用ZORBAX SB-C₁₈色谱柱分离,以4 mmol/L甲酸水溶液和甲醇为流动相进行梯度洗脱;质谱采用电喷雾正离子源和多反应监测模式。14种农药的质量浓度为4.0～200.0 μg/L时,线性关系良好,相关系数r＞0.999,定量限为0.15～1.0 μg/kg,回收率为86.5%～103.1%,相对标准偏差为4.1%～11.5%。方法灵敏度及准确度良好,能满足凯特芒果中14种农药残留检测的要求。

片球菌素是除nisin外,在食品防腐领域距应用最近的一种细菌素,其具备安全、稳定、无残留的特点,特别在抑制李斯特菌方面潜力巨大。该文通过对已知片球菌素的来源、序列及结构特征、抑菌机理、构效关系的归纳,总结出其发挥抑菌作用的关键结构域和关键性氨基酸残基,为片球菌素的改造和工程化提供了理论基础。同时,就片球菌素在食品防腐领域的应用前景和存在的问题进行了深入探讨。

乳酸菌是能发酵乳糖或葡萄糖产生乳酸的一类革兰氏阳性球菌或杆菌,无芽孢、厌氧或兼性厌氧,在食品等行业广泛应用,可以改善食品的安全性、感官和营养特性。乳酸菌发酵应用在鱼制品中可以有效延长贮藏期,改善发酵鱼制品的品质。该文总结分析了现有的相关文献,介绍乳酸菌的分类及生物学功能,分析乳酸菌发酵对发酵鱼制品的保藏与品质的影响,对比传统发酵与人工接种发酵鱼制品,以期为乳酸菌发酵鱼制品深加工的研究与应用提供参考。

“药食同源”植物酵素含有丰富的有益菌和活性成分,结合了药食两用植物的药效作用和酵素食品的营养保健功能,成为近年来酵素产品开发的新热点。该文在总结前人研究的基础上,综述了“药食同源”植物酵素的主要微生物和酶类、活性成分、保健作用、发酵工艺等方面的研究进展,以期对“药食同源”植物酵素的深入开发和研究提供参考。

随着我国经济社会转型升级和高等教育内涵式发展不断深入,地方本科院校亟需向培养创新型应用人才转型。运用“协同教学”理论,以产业需求为导向,以“三能”培养为中心,设计了生物工程专业“1+3”人才培养方案、逐级递进的实践课程体系及与培养方案相适的“3+1”与“交互式”交融的教学运行新模式。培养方案已于2016年开始实施,在激发学生自主学习和促进学生应用创新能力培养等方面显现出良好的效果,达成了“夯实通识基础、保证专业理论、强化应用实践、提高创新能力”的既定目标,对其他应用型专业构建人才培养新体系、新模式具有一定的借鉴作用。