N-乙酰神经氨酸(N-acetylneuraminic acid, NeuAc)作为营养化学品和药物中间体在保健品和医药领域具有广泛的应用。为了提升重组枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)合成NeuAc的产量, 首先利用NeuAc生物传感器(NeuAc-Biosensor)调控抗生素抗性基因表达, 在抗生素存在条件下将细胞生长与NeuAc合成相关联。进而通过增加抗生素浓度进行适应性进化, 促进NeuAc合成效率提升。研究结果显示, 当利用NeuAc-Biosensor分别调控壮观霉素抗性基因(spc)和红霉素抗性基因(erm)时, 高产菌株能够在较高抗生素浓度条件下生长。通过在培养过程中逐步增加抗生素浓度开展适应性进化, 结果表明采用壮观霉素和红霉素进行双抗性适应性进化时, 进化获得的菌株中假阳性率(产量未提高的菌株比例)为46.7%, 显著低于采用壮观霉素或红霉素单一抗生素进化获得的菌株中假阳性率(73.3%和66.7%)。通过适应性进化与发酵验证得到1株NeuAc产量为(3.16±0.19)g/L的菌株, 产量比出发菌株提高了31.7%。为进一步解决发酵过程中重组B.subtilis质粒丢失的问题, 通过将必需基因folB(编码二氢喋呤醛缩酶, dihydroneopterin aldolase)插入携带NeuAc合成途径关键酶编码基因重组质粒并且敲除基因组中的folB基因, 质粒的丢失率由34.1%下降至11.8%。该研究提升了重组B.subtilis 合成NeuAc的产量和稳定性, 为重组B.subtilis发酵法生产NeuAc奠定了基础。

在淀粉制糖工业中, 普鲁兰酶通常与糖化酶配合使用, 其在酸性pH和较高温度下的催化活力是影响淀粉脱支效率的主要因素。该研究通过对长野芽胞杆菌(Bacillus naganoensis)普鲁兰酶蛋白质解折叠自由能的差值(ΔΔG)的计算预测和突变位点稳定性分析, 选择突变位点并进行定点突变, 获得突变体N467G。与野生型普鲁兰酶分子相比, 突变体N467G的最适作用温度提高至60 ℃, 最适作用pH降低至4.5;其在60 ℃条件下孵育2.5 h或在pH 3.5~5.5孵育1 h残留酶活力均保持在80%以上, 稳定性明显提高。此突变体的获得为其后续高效表达与工业化应用奠定了重要基础。

对分离于健康儿童口咽部的2株对金黄色葡萄球菌等常见致病菌具有广谱拮抗作用的甲型链球菌菌株1-4和4-2的安全性进行评价, 为其作为呼吸道益生菌产品的研发和制备提供安全性依据。通过给予SPF级小鼠口服含有菌株1-4和4-2不同剂量的菌液的急性毒性实验以及耐药性的测定, 观察动物是否出现死亡, 急性毒性体征, 细菌移位生长等情况。未发现动物死亡情况, 实验组的体重变化采食量以及脏器指数均与对照组无显著差异, 未有细菌移位生长的现象发生。菌株1-4和4-2均对9种常见抗生素的检测结果为敏感, 其中菌株4-2对红霉素具有抗性。菌株1-4和4-2的安全性评价初步显示对小鼠无毒副作用, 具有良好的安全性, 可以作为呼吸道微生态制剂等产品的备用菌株。

研究牛类芽孢杆菌(Paenibacillus bovis)BD3526抑制变形链球菌(Streptococcus mutans)ATCC35668的特性, 拓宽P.bovis BD3526代谢产物的抑菌用途。主要研究P.bovis BD3526在麦麸培养基中的发酵特性和发酵上清液对蛋白水解酶和过氧化氢酶的敏感性、不同pH耐受性和热稳定性, 以及对口腔中常见乳杆菌属生长的影响。结果表明, P.bovis BD3526发酵12 h后进入稳定期, 在36 h时活性达到4.58 ×10⁸ CFU/mL、pH值5.20, 对Streptococcus mutans ATCC35668抑菌圈直径为(21.27±0.71)mm。该发酵上清液对口腔中常见的有益菌(植物乳杆菌和干酪乳杆菌)无抑菌活性, 但对链球菌属微生物抑制作用明显。目标抑菌物质具有良好的热稳定性和pH稳定性、对消化系统蛋白水解酶和过氧化氢酶不敏感;经链霉蛋白酶处理后抑菌活性消失, 表明该抑菌物质的化学结构中含有肽类成分。P.bovis BD3526代谢麦麸合成的抑菌物质对S.mutans ATCC35668具有强烈抑制且稳定的抑制效果, 这为将来开发特异性功能食品配料或口腔护理产品奠定了理论基础。

从传统发酵鲊肉粉中分离、筛选发酵性能优良的乳酸菌和葡萄球菌, 为鲊肉粉接种发酵提供理论依据。按照肉制品发酵菌株的筛选标准, 利用形态学特征和16S rDNA序列分析鉴定菌株, 筛选出2株乳酸菌A1、C7和2株葡萄球菌S6、S7。结果表明:乳酸菌菌株A1、C7均为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum), 能快速产酸, 具有较好抑菌特性;葡萄球菌菌株S6为沃氏葡萄球菌(Staphylococcus warneri), S7为巴氏葡萄球菌(Staphylococcus pasteuri), 能产蛋白酶和脂肪酶, 具有良好的耐盐性和耐亚硝酸盐性, 对不同抗生素有不同的敏感性。筛选得到的4株菌株具有良好的发酵特性, 乳酸菌和葡萄球菌之间无拮抗作用, 复配后用可于鲊肉粉接种发酵。

为了开发谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase, GAD), 以Enterococcus faecium为gadB基因供体、纤维素结合域(cellulose-binding domain, CBD)为亲和标签, 利用内含肽DnaB自剪切作用分离GAD, 对融合酶CBD-DnaB-GAD的构建、表达、GAD纯化及其酶学性质进行了探讨。结果表明:重组Escherichia coli GDMCC60446可高效表达CBD-DnaB-GAD, 适宜自剪切液为0.2 mol/L Na₂HPO₄-NaH₂PO₄缓冲液(pH 6.5, 含NaCl 0.5 mol/L、EDTA 1 mmol/L);经一步纯化和自剪切制备的GAD在SDS-PAGE电泳上呈单一条带, 分子质量约为55.68 kDa, 仅有1个亚基;GAD最适反应pH和温度分别为5.0和55 ℃, 在pH 4.8～5.8和-25～55 ℃较稳定;5 mmol/L的NaCl、CaCl₂和乙二醇对GAD酶活力影响不大, 而KCl、EDTA-2Na、ZnSO₄、CuSO₄、MnSO₄、MgSO₄、FeCl₂、FeCl₃、AlCl₃、AgNO₃和Pb(CH₃COO)₂对GAD酶活力具有不同程度的抑制作用;GAD仅催化L-谷氨酸发生脱羧反应, K_m和Vmax分别为10.51 mmol/L和3.41 μmol/(mL·min), 催化反应无底物和产物抑制作用。GAD纯度和酶学性质优良, 制备工艺简便, 该技术有望应用于工业化生产。

以青鱼肉为原料, 经二步酶解、凝胶色谱分离纯化制备抗氧化和抗肿瘤活性肽。首先以抗氧化活性和水解度为评价指标, 采用单因素和正交试验优化青鱼肉活性肽的制备工艺;然后采用凝胶色谱进行分离纯化, 得到不同分子质量多肽组分并分析其氨基酸组成、1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼(1, 1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH)自由基清除能力和抗肿瘤活性。结果表明, 二步酶解青鱼肉的最优酶解组合为碱性蛋白酶-复合蛋白酶, 最佳制备工艺为:pH 8.00、酶解温度50 ℃、料液比2∶10(g∶mL)、酶添加量6 000 U/g、酶解时间3 h, 在此条件的二步酶解物清除DPPH自由基的半抑制浓度(half inhibiting concentration, IC₅₀)为9.52 mg/mL;经Sephadex G-15分离得到5个肽组分, 其分子质量范围为130~1 397 Da;抗氧化实验表明, 组分IV具有最强的DPPH自由基清除能力, 其IC₅₀为3.17 mg/mL, 为二步水解物的3倍。细胞增殖抑制实验发现, 10 mg/mL组分IV对HepG₂细胞抑制率为92.54%, 表明青鱼肉活性肽同时具有抗氧化和抗肿癌活性。

利用高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS/MS)分析柠檬果汁中的主要成分, 并在细胞水平研究其抗氧化活性。结果表明, 柠檬果汁中主要含有奎宁酸、苹果酸、柠檬酸等有机酸, 天冬氨酸、丝氨酸等氨基酸以及牡荆苷、柚皮苷、虎杖苷等黄酮类化合物。细胞抗氧化活性试验发现, 柠檬果汁可通过促进细胞中线粒体的合成和SOD2的蛋白表达, 提高超氧化物歧化酶的活性, 从而降低细胞中自由基水平, 有效改善高脂诱导的L-02肝细胞氧化损伤。此研究结果将为提升柠檬果汁的功能价值提供理论依据。

以野生天冬块根为原料, 通过水提醇沉法得到天冬多糖(asparagi radix polysaccharide, ARP), 研究其理化性质和流变学特性。结果表明, ARP中总糖含量为(93.75±1.68)%, 总糖醛酸含量为(26.99±0.97)%, 酯化度为(38.2±0.14)%, 重均分子量为730 kDa。ARP由鼠李糖(Rha)、阿拉伯糖(Ara)、半乳糖(Gal)、葡萄糖(Glc)、木糖(Xyl)、甘露糖(Man)6种单糖和半乳糖醛酸(GalA)、葡萄糖醛酸(GlcA)2种糖醛酸组成, 物质的量比是0.27∶1.39∶4.42∶12.66∶1∶0.50∶4.83∶0.29。扫描电镜和原子力显微镜观察发现ARP构象为球形聚集状, 表面结构紧致平滑。X-衍射结果表明ARP结晶度低。热学特性结果显示ARP具有较高的热稳定性。流变学结果表明, 温度、质量浓度、盐离子(Na⁺和Ca²⁺)的种类和浓度对ARP的黏度和剪切应力均有影响, 且作用方式不同。ARP溶液的黏度随着剪切速率的增加呈现下降趋势, 出现剪切稀化现象, 表明ARP溶液属于非牛顿流体。研究结果为天冬多糖在食品和医药等领域的开发利用提供理论依据。

中药茯苓提取物参与灰树花液态深层共发酵, 进而探究不同溶剂提取的、不同添加比例的茯苓提取物对灰树花活性物质产量的影响。结果表明, 添加5 g/L的茯苓醇提液和7 g/L的茯苓水提液时, 均能够提高灰树花的生物量及多糖、总黄酮、蛋白的含量。相比于空白对照组, 在最适醇提物和水提物添加量下的菌丝体生物量分别提高了24.28%和29.04%, 具有显著促进作用(P<0.05)。5 g/L醇提物添加条件下的胞外多糖、胞内多糖、胞外黄酮、胞内黄酮、胞外蛋白、胞内蛋白组与空白组相比具有显著促进作用(P<0.05), 分别提高了17.8%、30.29%、8.32%、10.13%、10.49%和10.24%。7 g/L水提液添加条件下胞内多糖、胞外黄酮、胞内黄酮、胞外蛋白、胞内蛋白与空白组相比具有显著促进作用(P<0.05), 分别提高了19.8%、3.16%、9.29%、10.24%和8.78%。表明添加一定量的茯苓提取物能够在一定程度上增加灰树花菌丝体的生长和活性代谢产物的含量, 并且对多糖的产量影响尤为明显。

通过酶解法获得低分子质量铁皮石斛多糖, 并通过添加该多糖, 用于改善乳清蛋白稳定的姜黄素乳液的功能性质。以铁皮石斛酶解多糖/乳清蛋白作为乳化系统制备荷载姜黄素的乳液, 评估乳液的物理稳定性和乳液对姜黄素的保护作用;探讨荷载姜黄素的乳液抑制癌细胞的效果及乳液中的姜黄素在模拟胃肠道环境中的释放情况。结果表明, 酶解降低了多糖的黏性, 增强了多糖的弹性;酶解后的多糖界面压力在1 800 s后可增加至11.43 mN/m, 能够显著改善其乳化活性;铁皮石斛酶解多糖比酶解前稳定乳液的能力更强;含有铁皮石斛酶解多糖的乳液在紫外照射4 h后, 姜黄素含量仅下降了18.4%, 氧化实验17 h后, 姜黄素保留率为76.9%;乳液处理72 h后, Caco-2细胞活力为27.4％, 显著低于只采用乳清蛋白稳定的姜黄素乳液处理的细胞组;体外模拟消化实验表明, 乳液包封使得姜黄素仅在胃部少量释放, 而在进入肠道后释放率达到63%, 表明铁皮石斛酶解多糖的加入不会影响姜黄素在肠道中的吸收利用, 而且可以保护姜黄素免受胃部的消化影响。因此, 铁皮石斛酶解多糖可提高乳清蛋白稳定的荷载姜黄素的乳液的稳定性及抗癌活性, 该乳液体系具有输送疏水性药物的应用价值。

为探索金针菇菌丝体无细胞滤液(cell-free filtrate of Flammulina velutipes, FV-CFF)还原银离子合成纳米银颗粒(AgNPs)的效果, 采用两阶段发酵培养获得无细胞滤液, 用以合成银纳米颗粒。结果显示, FV-CFF作用于AgNO₃可以生成稳定的棕褐色AgNPs溶液, 在pH<5时FV-CFF还原力受到明显抑制, 在pH 5~11, 生成的AgNPs基本呈线性增长趋势。通过测定FV-CFF在pH 7.22及pH 11条件下冻融前后反应生成AgNPs的动力学曲线及阿累尼乌斯方程, 获得其表观活化能分别为98.96 kJ/mol(pH 7.22, 冻融前)、106.725 kJ/mol(pH 7.22, 冻融后)、119.82 kJ/mol(pH 11, 冻融前)、80.21 kJ/mol(pH 11, 冻融后), 结果表明pH和冻融后除去的絮状不溶物均对AgNPs的合成具有一定影响。成分分析和还原力测定结果显示, 冻融虽然会除去FV-CFF中大量的蛋白和碳水化合物, 但对还原力的影响较小, 而pH的提高则可显著提升其还原力, 而且pH 11时产物AgNPs的最大吸收波长和溶液粒径也显著降低。实验结果有助于进一步分析金针菇合成纳米颗粒的反应机制。

枸杞酒发酵过程中酵母代谢产生一些有机酸、醇、醛、酮等复杂的物质, 使发酵环境发生了变化, 迫使酚酸物质在此环境下发生氧化、还原或与环境中的物质发生化学反应从而产生各种降解产物。实验测定了酚酸物质在发酵过程中含量的变化及降解产物, 并通过模拟实验, 验证枸杞发酵时可能产生的降解产物。结果表明, 从实验所用枸杞中共检测出7种酚酸单体, 发酵后酚酸降解产物共8种, 这些物质大部分都在最不稳定的双键位置断裂, 同时容易在羰基被还原、羟基被氧化, 产生2, 5-二甲基吡嗪、苯乙酮、4-乙基愈创木酚、丙酸、苯乙酸乙酯、2, 4-二叔丁基苯酚、4-甲氧基苯乙烯和乙酸异戊酯。

采用溶剂辅助风味蒸发(solvent assisted flavor evaporation, SAFE)和顶空固相微萃取法(headspace solid-phase microextraction arrow, HS-SPME-ARROW)结合全二维气相色谱-飞行时间质谱技术(comprehensive two dimensional gas chromatography-time of flight mass spectrometry, GC×GC-TOFMS)对即墨黄酒煮糜前后样品的挥发性化合物进行鉴定与分析。采用2种前处理方法分别在煮糜前后的样品中鉴定出86和403种挥发性组分。煮糜前样品的挥发性化合物以醛类、酮类、醇类和酯类化合物为主, 分别检测到37、20、14种;而煮糜后的样品以含氮化合物、醛类、酮类、呋喃类以及吡喃类物质为主, 分别检测到77、66、53种。经过煮糜工艺后具有焦香、烘烤香的含氮化合物、呋喃类、吡喃类物质的数量大幅增加, 这些物质可能对即墨黄酒的焦香有重要贡献。该研究通过探讨了煮糜工艺对挥发性化合物的影响, 为进一步研究即墨黄酒的风味特征提供了理论依据。

甲醇营养型毕赤酵母是近年来广泛应用的一种外源蛋白表达系统。本课题组在前期研究中构建了一系列能够满足绝大多数毕赤酵母高密度发酵过程工艺控制需求的通用型控制策略:用于细胞培养期的改良型DO-Stat甘油流加策略;用于甲醇诱导期的“甲醇浓度受限-溶解氧浓度充足”诱导控制策略;用于甲醇诱导期的“甲醇浓度充足-溶氧浓度受限”诱导控制策略。然而, 这些控制策略的推广需要极高的时间和人力成本。为此, 本文开发了基于Django框架搭建的服务器程序, 以实现通用型毕赤酵母高密度培养策略的网络共享, 并依靠前期开发完成的客户端程序实现控制软件包与不同发酵设备之间的对接。在甲醇利用快型(methanol utilization plusphenotype, Mut⁺)毕赤酵母表达人血清白蛋白-人粒细胞集落刺激因子突变体融合蛋白(HSA-GCSF^m)和甲醇利用慢型(methanol utilization slow phenotype, Mut^S)毕赤酵母表达人源溶菌酶(hLYZ)实验中分别验证了以上通用型控制策略的网络共享功能。结果表明, Mut⁺型毕赤酵母诱导60 h后HSA-GCSF^m的质量浓度达到532 mg/L;Mut^S型毕赤酵母诱导69 h后总酶活达到84 032.0 U/mg, 对应的比酶活力为52 884.0 U/mg;HSA-GCSF^m产量和hLYZ活力均达到较优水平。

确定合适无乳糖酸奶工艺的热处理温度, 探究热处理对无乳糖酸奶在表观黏度、色度、滋味、气味、贮藏稳定性以及微观结构影响并与普通酸奶进行比较。结果表明:无乳糖酸奶的表观黏度略高于普通酸奶;在滋味方面, 无乳糖酸奶的苦味、咸味、甜味要低于普通酸奶, 经过75 ℃、15 min热处理的无乳糖酸奶风味表现最为协调;在气味和色度方面, 不同热处理的无乳糖酸奶与普通酸奶之间无显著性差异。随着热处理温度的上升, 无乳糖酸奶持水性与悬浮稳定性也随之增强。75 ℃、15 min为无乳糖酸奶的最佳热处理条件。

为研究蓝点马鲛鱼分离蛋白酶解产物与魔芋复配对蓝点马鲛鱼分离蛋白的抗冻效果, 通过酶解产物抗氧化活性和魔芋凝胶特性实验, 确定酶解产物、魔芋粉添加量分别为4.0%和0.5% (质量分数)。以保水性和蛋白质氧化程度为评价指标与商业抗冻剂进行对比, 结果表明, 随着冻融次数的增加, 自由水的含量、解冻损失、蒸煮损失都呈现增加的趋势, 但复配组比商业抗冻剂组能够更好地减缓这种不良趋势, 同时复配组能有效抑制羰基含量的增加、巯基含量的减少。说明与商业抗冻剂组相比, 复配组能更有效地提高分离蛋白的保水性和抗氧化性。因此可将蓝点马鲛鱼分离蛋白酶解产物4.0%和魔芋0.5%复配, 作为蓝点马鲛鱼分离蛋白的抗冻剂。

为了改善传统牛肉丸的食用品质, 将黄花菜粉添加到牛肉糜中, 采用模糊数学感官评价法分析不同黄花菜粉添加量(5%、10%、15%、20%、25%, 质量分数)对牛肉丸流变性质、质构特性、凝胶强度、蒸煮损失率、持水性和色泽的影响。结果表明:随着黄花菜粉添加量的增加, 牛肉丸蒸煮损失率先降低后上升, 在添加的质量分数为20%时最低;牛肉丸的持水性、凝胶强度、硬度、胶黏性、咀嚼性均升高, 且硬度上升效果更为明显, 弹性和回复性无显著变化;添加黄花菜粉能显著改善牛肉丸的色泽, 随黄花菜粉添加量的增加, 牛肉丸的L^*值和a^*值呈下降趋势, b^*值升高;当添加的质量分数为20%时, 牛肉丸的感官评分最高。添加黄花菜粉可以改善牛肉丸的品质。

以哈密大枣为试材, 采用响应面法优化多糖的超声提取工艺, 利用紫外光谱、红外光谱、离子色谱等方式对红枣多糖进行初步结构表征, 通过体外与体内抗氧化能力测定进行抗氧化活性评价。结果表明:红枣多糖最优工艺为超声功率200 W、超声温度48 ℃、液料比16∶1(mL∶g)、超声时间24 min, 得率为(3.11±0.45)%;红枣多糖为α-糖苷键的吡喃型糖苷环骨架, 不含三螺旋结构, 主要由阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖组成, 比例为45.90∶19.72∶19.88;多糖质量浓度在1 mg/mL时, 对DPPH和ABTS阳离子自由基清除率分别为89.65%和99%, 总还原能力为0.764;在1~25 μg/mL范围内对甲硝唑诱导的斑马鱼氧化损伤有保护作用。该提取方法操作简单, 且提取的多糖具有较强抗氧化活性。

为开发新型食品包装材料, 以聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)为基质, 添加肉桂醛(cinamaldehyde, CIN)和纳米二氧化硅(n-SiO₂)制备复合包装膜(PVA-CIN-Si), 研究了该复合膜对樱桃番茄的保鲜效果。采用扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)、红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)、热重分析仪(thermo-gravimetric analysis, TGA)分析了膜的微观结构。SEM分析表明, n-SiO₂均匀分散在膜中, 填充了因CIN而形成的空隙, 使膜的结构更加紧实。FTIR分析表明, n-SiO₂与PVA之间存在氢键, 形成了物理交联, 提升了膜的机械性能。TGA结果表明, n-SiO₂的添加提高了膜的热稳定性。保鲜试验结果表明, PVA-CIN-Si膜降低了樱桃番茄贮藏期间Vc的损失。在第14 天时, 腐烂率和失重率分别为26.0%和8.7%, 有效地维持了樱桃番茄的感官品质, 使贮藏时间延长了6 d。该研究为环境友好型包装材料的制备及在果蔬保鲜中的应用提供了理论依据。

为提高青稞粉在食品中添加量并且改善制品的色泽及口感等, 将不同脱皮率的青稞粉作为研究对象, 通过测定各样品的基本组分、色泽、糊化特性及降落数值, 探讨青稞粉品质的变化;通过测定青稞复配粉面筋及面团的性质, 研究脱皮率对于面团特性的影响。结果表明:随着脱皮率的增加, 青稞粉的水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪、膳食纤维含量均呈现减少的趋势, 而淀粉含量由51.01%显著增加至60.38%;青稞粉的色泽与糊化特性也随着脱皮率的增加而有所改善, 降落数值由297 s增加至489 s, 发生了显著变化;面筋含量并未产生显著变化, 但其面筋指数显著增加;随脱皮率的增加, 青稞面团的吸水率无显著性变化, 形成时间、稳定时间均随脱皮率增加有不同程度地增加, 弱化度整体呈下降趋势;拉伸曲线面积有所降低, 拉伸阻力增加, 延伸度呈降低的趋势, 拉伸比例有一定程度的增加。青稞粉经脱皮后营养组分含量有所下降, 但理化特性与面团特性均有所改善。

为改善玉竹全粉产品的功能特性, 提升玉竹应用价值, 考察不同改性方法对玉竹全粉品质的影响。以玉竹全粉(QO)为原料, 探究超微粉碎(WO)、湿热处理结合冷冻干燥(RL)、湿热处理结合热风干燥(RR)及复合酶解(MO)等改性工艺对玉竹全粉物性、有效成分和体外抗氧化能力的影响, 并运用AHP-CRITIC权重分析法对玉竹全粉固体饮料进行综合评价, 优选符合特定应用的玉竹全粉改性工艺。湿热改性玉竹全粉的流动性及冲调性均有显著改善(P<0.05), 但色泽较差, 各有效成分含量及体外抗氧化能力均有显著增加(P<0.05);复合酶改性玉竹全粉的冲调性及吸湿性显著改善(P<0.05), 产品色泽较好, 各有效成分含量及·OH清除能力均有显著增加(P<0.05);超微粉碎玉竹全粉的冲调性、黏度及吸湿性均显著降低, 但色泽较好, 总多糖含量、Fe³⁺还原能力及DPPH自由基清除能力显著提高(P<0.05)。AHP-CRITIC权重分析法综合评分显示RL对玉竹全粉改性效果较佳, 其次为MO和RR。高温高压湿热改性对玉竹全粉综合品质具有良好的改善效果, 运用AHP-CRITIC权重分析法综合优选玉竹全粉改性工艺具有一定的科学合理性, 适用于涉及多指标产品及工艺的综合评价。

突尼斯软籽石榴在贮藏过程中容易出现果皮褐变、籽粒变质、软化腐烂等问题, 严重影响果实的商品价值。以陕西潼关突尼斯软籽石榴为试材, 研究低温结合1-甲基环丙烯(1-methyl-cyclopropene, 1-MCP)处理对采后突尼斯软籽石榴品质的影响, 即在贮藏温度(3±0.5)℃、相对湿度90%~95%条件下, 选用0.2、0.5、1.0、1.5 mg/L四种不同质量浓度的1-MCP处理软籽石榴, 贮藏期间每20 d测定石榴果实的可滴定酸、可溶性固形物、还原糖含量, 呼吸强度、相对电导率、褐变指数及多酚氧化酶、过氧化物酶活性, 并计算果实失重率和腐烂率, 贮藏120 d时对软籽石榴的感官性状进行综合评价。结果表明, 采用1.0 mg/L的1-MCP处理软籽石榴能有效减缓果实腐烂变质, 减缓果实呼吸强度, 降低褐变指数, 较好地保持籽粒可溶性固形物、可滴定酸及还原糖含量, 并使多酚氧化酶、过氧化物酶活性处于较低水平, 降低果实失重率和腐烂率, 保持良好的感官品质。突尼斯软籽石榴适宜的贮藏条件为:贮藏温度(3±0.5)℃、相对湿度90%~95%、1-MCP处理质量浓度1.0 mg/L, 并用聚乙烯塑料袋密封包装, 保鲜效果理想。

为明确绿芥末对即食鲜切生菜的保鲜效果, 以清水和NaClO常规处理为对照组, 考查了不同浓度的绿芥末液浸泡保鲜处理对即食鲜切生菜的失重率、腐烂率、褐变指数、感官评价、微生物菌落总数、沙门氏菌、单增李斯特菌、大肠埃希氏菌O157∶H7等指标的影响。结果表明, 冷藏温度4 ℃, 相对湿度85.6%~95%条件下, 不同浓度的绿芥末均对即食鲜切生菜具有一定的保鲜效果。其中, 以16 g/L的绿芥末对鲜切生菜的保鲜效果最好, 保鲜期为7 d。该浓度下, 生菜的感官品质最好, 无腐烂、萎蔫、黄化, 褐变指数最低(仅为1.67%), 菌落总数为1.1×10⁵ CFU/g, 且无沙门氏菌、单增李斯特菌和大肠埃希氏菌O157∶H7检出。该研究有望为今后生产上采用绿色保鲜剂替代化学保鲜剂, 改善产品品质, 延长产品货架期提供有益参考和借鉴。

酪氨酸酶是果蔬褐变和黑色素生物合成过程中的关键酶, 酪氨酸酶抑制剂在果蔬保鲜和医药领域具有重要意义。该文首次研究了利巴韦林的抗酪氨酸酶活性、机制及其对贡梨鲜切梨块和梨汁的保鲜效果。酶动力学实验的结果表明, 利巴韦林是高效、可逆、竞争型的酪氨酸酶抑制剂, 其IC₅₀为(0.3±0.05) mmol/L。荧光淬灭和非辐射能量转移实验的结果表明, 利巴韦林可静态淬灭酪氨酸酶的内源荧光, 且通过1个结合位点与酪氨酸酶形成“利巴韦林-酶”复合物并导致酶的构象发生改变, 这一过程伴随着非辐射能量转移。分子对接的结果表明, 利巴韦林可以嵌入到酪氨酸酶的活性口袋并与其B链上的6个氨基酸残基(Lys379、Gln356、Gln307、Asp312、Val313、Asn310)形成氢键。贡梨保鲜实验表明, 利巴韦林可以有效减少鲜切梨块的失重率和降低梨汁的褐变度。该研究结果为开发新型的果蔬保鲜剂提供了理论依据和实践基础。

为了提升马铃薯贮藏品质, 分别使用不同功率微波对马铃薯块茎进行处理, 并将处理后的马铃薯保存在4 ℃的冰箱里, 贮藏期间每10 d测量马铃薯的失重率、Vc含量、可溶性固形物含量、淀粉含量、褐变指数、多酚氧化酶活性、过氧化物酶活性。结果表明, 微波处理能够有效提升马铃薯的贮藏品质, 但微波处理不足(115 W/1 min)对马铃薯贮藏品质的提升效果不明显, 微波处理过量(220 W/3 min)则会对马铃薯生理和品质造成损伤。实验中以微波功率220 W处理2 min的保鲜效果最佳, 能够有效避免马铃薯块茎质量及Vc的损失, 保持可溶性固形物含量和淀粉含量, 减缓褐变指数的升高, 抑制多酚氧化酶和过氧化物酶活性。该研究为马铃薯提供了微波处理提升贮藏品质的方法。

建立一种超高效液相色谱-串联质谱(ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry, UPLC-MS/MS)快速测定发酵食品中苯乳酸的方法, 并利用此方法对45种乳酸菌发酵食品中苯乳酸的含量进行测定。样品经甲醇提取, 采用UPLC-MS/MS法, 色谱柱为Shim-pack XR-ODS C₁₈(3.0 mm×75.0 mm, 2.2 μm), 流动相为0.3%甲酸-水和0.3%甲酸-乙腈, 梯度洗脱, 流速为0.4 mL/min。苯乳酸在1~500 ng/mL范围内线性关系良好(R²=0.9999), 检出限和定量限分别为0.3 和1 ng/mL, 回收率为90.5%~105.0%, 相对标准偏差为1.2%~4.4%。采用此方法对16种市售乳酸菌饮料、8种发酵乳、11种黄酒样品、发酵豆制品、米酒、奶酪、发酵香肠、馒头、面包等食品中苯乳酸的含量进行测定, 结果显示所有样品中均含有苯乳酸。该研究所建立的方法前处理简单、分析时间短、灵敏度高、准确性好, 适用于发酵食品中苯乳酸的测定。可以为高产苯乳酸菌株资源的挖掘以及发酵食品品质与营养功能的进一步研究提供科学依据。

运用固相支撑-液液萃取(solid-supported liquid-liquid extraction, SLE)技术和手性环糊精气相色谱柱建立了白酒中乳酸乙酯的2种对映体和2, 3-丁二醇的3种对映体的分析方法, 采用内标标准曲线定量。结果表明, 乳酸乙酯、2, 3-丁二醇在各自质量浓度范围内线性关系良好, 在基质样品中的平均加标回收率在80%以上, 相对标准偏差为1.34%~8.50%。该方法测得D-、L-乳酸乙酯和S-、R-、meso-2, 3-丁二醇的检出限分别是64.32、47.74、62.70、59.08和26.58 μg/L。利用所建立方法对酱香、浓香、清香3种香型的6种市售白酒样品进行分析, 目标手性对映体在所选6个酒样中含量及比例不同, 并首次在白酒中分离出S-2, 3-丁二醇。该方法具有高效灵敏、精密度和准确度高、易操作等特点, 适用于白酒中手性物质的检测, 可为利用手性识别进行白酒质量监控、原产地溯源、品质鉴定提供新思路。

针对不同品种酿酒高粱分类难、分类精度有待提高等问题, 提出了一种结合光谱和图像信息的高光谱成像技术从而对酿酒高粱进行分类的方法。通过采集11类共550个高粱样本的高光谱数据, 运用连续投影算法从多元散射校正预处理后光谱中筛选出48个特征波长, 再提取图像的灰度共生矩阵作为图像特征, 利用纹理特征、全光谱、特征光谱及其结合图像特征分别建立支持向量机、偏最小二乘判别和极限学习机分类模型, 最后再采集220个未参与建模样本对所建模型进行外部验证。结果表明, 基于特征光谱结合纹理特征建立的支持向量机模型效果最佳, 训练集和测试集的识别率分别为96%和95.3%, 验证集的识别率达到91.8%, 高于单一光谱数据建模效果, 说明光谱和图像信息结合可以提高酿酒高粱的分类识别率。该方法为高粱品种的高精度分类和不同酿酒原料的快速无损检测提供了可行的方法。

研究了新鲜羌活挥发油的化学成分, 构建了挥发油的红外图谱, 并分析了挥发油的抗氧化和抑菌活性。采用水蒸汽提取法获得新鲜羌活挥发油, 利用GC-MS鉴定出91种化学成分, 主要组分为D-柠檬烯(18.83%)、γ-松油烯 (13.91%)、芹菜脑(13.16%)和胡萝卜次醇(7.69%)等;利用傅里叶红外光谱共确定34个特征吸收峰, 表明了不同种类烯醇类、醛酯类以及酮类物质的存在;抑菌实验表明新鲜羌活挥发油对铜绿假单胞杆菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有一定的抑制作用, 其中对铜绿假单胞杆菌的抑制效果最佳, 其最小抑菌浓度为2.5 μL/mL;抗氧化实验表明新鲜羌活挥发油对DPPH自由基和·OH的清除作用明显, IC₅₀值分别为15.27和4.07 mg/mL。

对分布于湖南不同地区的26个红心猕猴桃品种的果实外观品质、营养品质、感官品质进行了综合分析。结果表明:26个红心猕猴桃品质指标间差异很大, 其中可滴定酸、质构(硬度、弹性、咀嚼性、内聚性、胶着性)、a^*、维生素C含量、叶绿素含量、类胡萝卜素含量、总酚含量、类黄酮含量、花青素含量变异系数均大于30%, 表明品种之间存在较大差异。经过主成分分析, 提取出7个主成分其累计贡献率为79.829%, 主成分分析综合得分排名前5的猕猴桃品种为ZJJ-9-26-04、MY-9-19-03、FH-9-26-01、HY-9-18-01、SY-9-18-03。聚类分析将不同地区的红心猕猴桃分为3类。综合分析结果显示ZJJ-9-26-04品质较好, 适合鲜食, 而HY-9-18-01总酚、黄酮等抗氧化物含量较高, 适合作为保健品开发的来源。

为全面比较野生和人工栽培羊肚菌的营养价值, 以晋中、大同人工栽培羊肚菌以及南充、丽江野生羊肚菌为样品, 采用国家或行业标准方法对4类样品中的基本营养成分、矿物质元素、维生素和氨基酸含量进行了测定。利用营养质量指数、氨基酸评分、化学评分、必需氨基酸指数、生物价和营养指数等指标对野生和人工栽培羊肚菌的营养价值进行了分析和对比。结果表明:人工栽培羊肚菌的粗蛋白、粗脂肪和粗纤维的含量比野生羊肚菌略高;野生羊肚菌铁元素和维生素C的含量比人工略高, 其他大多数矿质元素和维生素的含量相差不大;人工栽培羊肚菌的氨基酸含量、生物价及营养指数比野生羊肚菌高。人工栽培羊肚菌的营养价值能够与野生羊肚菌媲美, 且重金属的摄入风险更低, 适宜作为高品质的羊肚菌食材并加大人工种植规模。

采用气相色谱、气相色谱-质谱和化学滴定法等手段, 对我国不同产地的10个南瓜籽油的特征指标(碘值、皂化值、相对密度、折光指数、脂肪酸组成)和角鲨烯含量进行了分析, 并和其他特种木本油脂中的角鲨烯含量进行比较。结果表明:南瓜籽油相对密度范围为0.918 8~0.921 5;折光指数为1.456 0~1.466 9;碘值为108.4~116.2 g/100 g;皂化值为188.9~192.4 mg/g;共检出14种脂肪酸成分, 其中以亚油酸和油酸为主, 亚油酸含量在44.7%~55.5%, 油酸含量在23.8%~33.1%, 10个南瓜籽油中不饱和脂肪酸含量均高于78.2%;南瓜籽油中角鲨烯含量较高(310~4 446 mg/kg), 与橄榄油相当, 明显高于茶叶籽油、澳洲坚果油、核桃油、牛油果油等。综合考虑油脂色泽、角鲨烯含量和主成分分析结果, 猜测角鲨烯含量差异较大的原因可能和油脂的制取工艺有关, 部分南瓜籽油在深加工过程中损失了角鲨烯。南瓜籽油具有较高的营养价值, 该研究对进一步挖掘南瓜籽开发应用前景, 提高其综合利用价值提供了数据支撑。

为提高哈密瓜幼果的综合利用价值, 拓宽泡菜种类, 采用5种不同发酵方式制得哈密瓜幼果泡菜, 在测定发酵过程中的pH、质构、总酸、亚硝酸盐、盐度和感官品质的基础上, 采用全自动氨基酸分析仪对原料、泡菜发酵中点和终点泡菜的氨基酸含量进行测定, 通过氨基酸比值系数法进行营养评价。结果表明:发酵终点时, 5种发酵方式发酵的泡菜pH均在3.6以下, 总酸质量分数在0.5%左右, 盐度最高达到3.3 g/100 g, 亚硝酸盐含量均低于5 mg/kg, 咀嚼性在23~31 mJ之间, 其中卤水发酵泡菜的感官综合得分最高;在各发酵方式制备的哈密瓜幼果泡菜中均检测出了17种氨基酸, 发酵过程中氨基酸总含量不断降低, 但必需氨基酸/非必需氨基酸的值均在0.24~0.32, 发酵终点时, 氨基酸比值系数分在54~62, 超过大豆。表明哈密瓜幼果泡菜营养均衡性较好, 营养价值较高。

为便于“汉中仙毫”绿茶质量区分和品牌管理, 利用气相-离子迁移色谱(gas chromatograph-ion mobility spectrometer, GC-IMS)分析了不同产地(南郑、勉县、镇巴、西乡、宁强)“汉中仙毫”的气味指纹差异。结果表明, GC-IMS技术可以对不同产地“汉中仙毫”气味物质实现较好分离。不同产地“汉中仙毫”中共鉴定出61种挥发性气味物质, 包括醛类30种、酮类12种、酯类7种、醇类6种、呋喃类4种和酸类2种。主成分分析表明, 不同产地“汉中仙毫”挥发性气味成分气相-离子迁移谱呈现出一定差异, 2个主成分累计贡献率达到73%, 说明基于GC-IMS技术可以对“汉中仙毫”进行产地区分。该研究建立了“汉中仙毫”挥发性气味物质指纹图谱, 可视化呈现了不同产地茶叶气味物质差异, 对今后“汉中仙毫”品质控制、产地区分、质量评估以及品牌管理提供了方法。

研究建立了一种简便、快速、能同时测定饮料中共存着色剂——酒石黄和日落黄的吸收光谱新方法。在pH 9.43 Tris-HCl 溶液中, 甲基绿与酒石黄和日落黄发生显色反应, 生成离子缔合物, 在400～750 nm 范围内, 酒石黄体系在574 nm 波长处产生1 个能进行定量分析的特征负吸收峰, 共存色素日落黄不干扰测定, 酒石黄的质量浓度在0.04～16.0 mg/L 范围内与缔合物的吸光度绝对值(A)有很好的线性关系, 表观摩尔吸光系数为4.90×10⁴ L/(mol·cm), 检出限为0.033 mg/L, 饮料的定量限为1.80 mg/kg;日落黄体系在488 nm 波长处产生1 个能用于定量分析的特征正吸收峰, 共存色素酒石黄不干扰测定, 日落黄的质量浓度在0.04～13.6 mg/L 范围内与缔合物的吸光度有很好的线性关系, 表观摩尔吸光系数为4.19×10⁴ L/(mol·cm), 检出限为0.028 mg/L, 饮料的定量限为1.51 mg/kg。该方法简便、快速, 通过控制溶液酸度便可在不经分离的情况下同时测定同一饮料样品中共存色素——酒石黄和日落黄的含量。

异构体是指具有相同分子式而原子空间排布不同的化合物, 异构体现象在自然界中广泛存在, 例如常见的糖类、氨基酸、手性药物等化合物。催化异构体之间相互转化的反应即为异构反应, 生物体内的异构反应主要通过异构酶来实现。随着现代生物技术的不断发展, 越来越多的异构酶获得了挖掘、研究、应用, 多种化合物可以通过生物异构反应来制造, 这对于化工产业是强有力的补充与发展。研究人员结合自身工作, 综述了近年来异构酶在生物化工领域的研究与应用进展。

代谢组学分析主要集中于对小分子代谢物综合分析, 是对代谢靶标分析、代谢轮廓分析以及代谢指纹分析的进一步深化和融合。传统的食品分析主要分析蛋白质、脂肪、碳水化合物等, 通过代谢组学技术, 可在一种食品中检测到成百上千种不同的化学成分, 从而为食品的鉴别、安全、加工、营养研究等提供更强大的数据支撑。文章综述了代谢组学的分析技术、样品制备、数据分析方法, 并介绍了代谢组学技术在食品营养、食品质量鉴别和食品风味研究方面的应用, 旨在为食品代谢组学研究及应用提供参考。

硒是生物体的必需微量元素, 在人体免疫、抗肿瘤和抗氧化等方面发挥重要作用, 硒缺乏和摄入过量都会引发相关疾病。微生物在食品、医药卫生、环境治理和工业生产中具有广泛应用, 其能够吸收环境中的无机硒合成有机硒, 而有机硒毒性低且易于被人体吸收, 是理想的硒源类营养补充剂。该文阐述了微生物富集有机硒的合成途径, 并比较了细菌、酵母、霉菌和蕈菌的富硒方式和能力。

木糖醇是食品中一种优良的功能性甜味剂替代品。膳食中的木糖醇被胃肠直接吸收的量很少, 大量的木糖醇被肠道微生物消化, 在肠道中通过微生物发挥的作用不容小觑。木糖醇对人体肠道内的有益菌有显著的增殖作用, 同时能够抑制致病菌, 具有改善肠道微生态、促进宿主健康的益生功能。文章综述了目前国内外的学者有关木糖醇对肠道微生物的影响研究, 并对代谢机制、研究方法进行了简要概述, 同时讨论了存在的问题及未来的研究方向, 旨在为木糖醇在食品中的进一步研究提供理论参考。

蔬菜发酵是控制一定生产条件, 通过微生物代谢活动对新鲜蔬菜进行冷加工, 以保持蔬菜的营养和提高风味品质的一种方式。发酵蔬菜中的菌群决定了产品的风味特征、营养功能和安全性, 同时菌群也影响发酵成品的保藏性能。文章综述了近年来发酵蔬菜微生物多样性和基于多组学技术的微生物作用机理研究进展, 分析了发酵蔬菜中功能菌种的选育、应用和影响微生物菌群的因素。通过生物、化学、物理多重手段调控发酵蔬菜菌群, 可提高发酵蔬菜的品质, 为工业化生产品质稳定、优良的发酵蔬菜提供理论指导。

鱼类的丰富营养和鲜美滋味使其成为餐桌上的优先选择, 我国渔业资源丰富, 但鱼类深加工技术却无法解决目前鱼类及其制品中存在的腥味问题, 阻碍了淡水鱼加工产业的发展和新产品的开发。该文综述了淡水鱼类异味脱除的物理(流水暂养法、吸附法和包埋法等)、化学(酸碱盐处理法、抗氧化剂法及臭氧脱腥法等)以及生物(摄食法、酵母法、微生物酶法)方法, 总结了鱼类脱腥技术的优缺点以及未来发展方向。

鱼肉是优质蛋白的重要来源。为了提高鱼肉蛋白的利用率, 可通过物理方法改善蛋白质的功能特性, 提升鱼肉蛋白的应用价值和应用前景。该文综述了几种改善鱼肉蛋白功能特性的物理新方法, 阐述其对鱼肉蛋白功能特性的影响, 并对物理法在鱼肉蛋白改性上深入研究进行展望, 以期为鱼肉蛋白改性加工提供指导。

钙、铁、锌、硒、铜、铬等矿质元素与人体生长、发育、繁殖、代谢等生命活动密切相关, 多肽与矿质离子间可自发组织或聚集成具有稳定结构的有机螯合物, 这一类新型补充剂在稳定性、促吸收、生理活性等方面比以往的金属离子补充剂更具优势。该文阐述了多肽-矿质离子螯合物来源及制备、自组装模式、促生物利用度, 并对多肽-矿质离子螯合物及其多元超分子自组装递送体系前景进行了展望。

冷冻肉类及其制品的品质与解冻过程密不可分, 选择合适的解冻技术至关重要。高压静电解冻技术具有解冻损失小、速率快等特点。该文综述了高压静电场的解冻机理及特点, 对其应用于肉类及肉制品时对持水性、肌肉结构、颜色、解冻速率、贮藏时间等方面的影响做出了归纳, 并展望了高压静电场解冻技术的发展前景, 为今后其在肉及肉制品中的应用提供理论参考。

以白酒酿造工艺实验课程教学局限性为着眼点, 重点阐述基于虚拟仿真技术在重构教学内容和创新教学手段等方面的实践和探索, 对白酒酿造工艺虚拟仿真实验教学平台(virtual simulation experiment teaching platform-liquor brewing process, VSETP-LBP)的发展进行了介绍和探讨。主要内容包括系统构架与功能设计、实验教学模式、实验步骤和实践成果等。结果表明, VSETP-LBP扩展了白酒酿造教学的常规内容和训练方法, 实现了教学与实践的良好协同。平台建设面向白酒酿造工艺课程中的理论知识与实践相关技术要务的联结, 将实践操作作为理论知识的深化与延伸, 进一步完善专业实践课程体系建设。相对于传统实验教学, 该教学方案极大地丰富了教学内容, 能够更好地培养学生综合实验能力, 切实提高实验教学质量, 为生物工程实验教学改革提供参考。