L-丝氨酸是一种具有重要生理学功能的中性氨基酸,广泛应用在食品、化妆品和医药等领域。为构建L-丝氨酸的生产菌株,对Escherichia coli MG1655进行了系统的代谢工程改造。采用的方法策略包括减弱L-丝氨酸的降解,增强L-丝氨酸合成酶类的表达以及转运系统的改造。特别是利用启动子P_trp调控丝氨酸羟甲基转移酶的表达,减弱了L-丝氨酸向甘氨酸的降解途径,显著增强了L-丝氨酸的合成。最终所得菌株SER09摇瓶发酵24 h,L-丝氨酸产量可达13.53 g/L;在5 L发酵罐上发酵28 h,L-丝氨酸产量达到22.31 g/L。该研究从头构建了1株产L-丝氨酸的平台菌株,具有较好的应用前景。

唾液酸乳糖在婴幼儿配方奶粉产业展现出潜在、广阔的市场前景,但是目前缺少有效、廉价的合成方法。针对该问题,首先构建了2株工程菌JM109(DE3)/pET28a-neuA和JM109(DE3)/pET28a-nst,分别用于合成胞苷单磷酸-N-乙酰神经氨酸(cytidine 5'-monophosphate N-acetylneuraminic acid,CMP-Neu5Ac)和3'-唾液酸乳糖;然后优化了JM109(DE3)/pET28a-neuA合成CMP-Neu5Ac体系;最后通过将啤酒酵母、JM109(DE3)/pET28a-neuA和JM109(DE3)/pET28a-nst耦合发酵,实现了3'-唾液酸乳糖的3菌株全细胞耦合催化合成。由于采用混菌耦合发酵策略来进行3'-唾液酸乳糖的生产,其生产模式不再像酶法一样繁琐和价格高昂,并且实现了CMP-Neu5Ac的高效再生和供给,为经济且规模化生产3'-唾液酸乳糖奠定了技术基础。

高分子质量透明质酸具有保湿和抵抗炎症的生理功能,广泛应用于化妆品和医疗领域。其工业生产主要依赖于动物组织提取或兽疫链球菌发酵,而动物材料来源有限,兽疫链球菌具有致病性,因此迫切需要构建安全高效的高分子质量透明质酸生产菌株。该研究首先在食品级表达宿主谷氨酸棒杆菌中表达多杀性巴斯德杆菌来源透明质酸合酶基因(pmhasA),经过密码子和透明质酸提取方法优化,透明质酸分子质量达到1.51 MDa。其次,通过理性改造透明质酸合酶编码基因(pmhasA T104A),透明质酸分子质量提高至1.8 MDa。进一步通过强化代谢途径中UDP-葡萄糖脱氢酶基因(ugdA),透明质酸分子质量提高至3.3 MDa。在此基础上优化最适培养温度为20 ℃,摇瓶中透明质酸分子质量最高为4.8 MDa。最后在3 L发酵罐进行分批补料发酵,高分子质量透明质酸产量达到1.5 g/L。该研究通过透明质酸合酶改造、代谢途径调控和代谢途径强化实现了高分子质量透明质酸的安全、高效合成,为高分子质量透明质酸的生产奠定了基础。

黄素腺嘌呤二核苷酸(flavine adenine dinucleotide,FAD)依赖型D-乳酸脱氢酶能够催化D-乳酸脱氢生成丙酮酸,是生物体代谢D-乳酸的关键酶。从大肠杆菌B0013基因组中克隆出D-乳酸脱氢酶(FAD依赖型)编码基因dld,并在大肠杆菌JM109中实现重组表达。重组D-乳酸脱氢酶在35 ℃和pH 7.0下表现出最高酶活力;在30~40 ℃和pH 5.0~7.5具有较好的稳定性;Zn²⁺对该酶有明显的激活作用,Mn²⁺、Cu²⁺、Mg²⁺和SDS对其有明显的抑制作用;该酶高度特异地作用于D-乳酸,在35 ℃、pH 7.0条件下对D-乳酸的K_m值和V_max值分别为0.057 mg/mL和0.054 μmol/(mL·min),k_cat值为0.275 min^-1,k_cat/K_m为0.435 mL/(mg·min)。该酶可用于D-乳酸的酶法定量检测。

β-葡聚糖被认为是一种潜在的功能性多糖。利用适应性驯化(adaptive laboratory evolution,ALE)的方法,将甘油作为碳源,诱导土壤杆菌生产低分子质量β-葡聚糖,研究新型多糖的抗氧化活性。通过筛选获得了1株将甘油作为碳源、可稳定获得低分子质量产物的高活力菌株Agrobacterium sp.WS-8E3T,该菌株在100 g/L甘油中摇瓶发酵120 h,稳定产生分子质量在2 800~3 600 Da的新型低分子质量多糖(β-gluco-oligosaccharides,BGOs)。通过红外光谱、单糖组成及核磁分析对其结构进行解析,证明BGOs为β-1,3-葡聚糖。该葡聚糖显示了一定的抗氧化活性,1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)清除率、·OH清除率均能达到抗坏血酸的80%。采用甘油适应性驯化菌株的方法生产得到的低分子质量β-葡聚糖具有较好的抗氧化性能,研究结果为BGOs在功能食品和医药领域的应用提供了研究基础。

甜菜碱作为一种新型的发酵助剂,能够有效提升工业生产过程中菌株的发酵性能。以苏氨酸生产菌Escherichia coli THRD 为研究对象,系统考察了甜菜碱对苏氨酸发酵以及菌体胞内代谢的影响。发酵过程中添加甜菜碱,苏氨酸产量从50.74 g/L提高到54.59 g/L,糖酸转化率从37.45%提高到40.69%。使用超高效液相色谱-飞行时间质谱联用技术分析甜菜碱作用下菌体胞内代谢物含量的变化,发现28个与苏氨酸合成代谢相关的显著差异代谢物。代谢通路分析表明,甜菜碱的加入能够通过改变糖酵解和磷酸戊糖途径的碳流分配,动态调节磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶催化的CO₂固定反应和三羧酸循环,减少3-磷酸甘油醛、天冬氨酸和苏氨酸的支路代谢,为苏氨酸的合成提供充足的还原力和前体物。研究从代谢层面揭示了甜菜碱对大肠杆菌的作用效果,为甜菜碱在其他工业发酵产品中的应用提供了理论参考。

α-淀粉酶广泛应用于食品、纺织等行业,市场潜力巨大。地衣芽孢杆菌 (Bacillus licheniformis) 是α-淀粉酶的主要生产菌株,但由于存在产酶能力低等问题,不能满足工业需求。为了获得高产α-淀粉酶的地衣芽孢杆菌生产菌株,将酶活性与荧光信号偶联,通过将高活性单细胞制备、液滴包埋以及筛选条件等参数优化,建立了基于液滴微流控技术的高通量筛选方法。基于此方法,对地衣芽孢杆菌BLH的突变体库进行高通量筛选,成功获得5株高产菌株,其发酵酶活力较出发菌株提高48%~66%。该研究建立的液滴微流控高通量筛选方法为高产淀粉酶地衣芽孢杆菌的选育提供选择,也为其他高性能蛋白表达分泌宿主的高效筛选提供了参考。

酿酒酵母被认为是发酵纤维素产生乙醇的主要微生物。儿茶酚是木质纤维素水解液中一种主要的酚类抑制物,对酵母细胞的生长代谢具有一定的毒害作用。采用RNA-Seq技术在转录组水平探讨了酿酒酵母在质量分数为1.2 g/L儿茶酚下的响应机制,共筛选出223个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中包括172个上调基因和51个下调基因。结果表明,在儿茶酚胁迫下,酿酒酵母发生了氧化应激,同时通过上调硫代谢、碳代谢以及ABC转运蛋白等通路相关基因来提高酿酒酵母儿茶酚耐受性。研究初步揭示了儿茶酚胁迫下酿酒酵母响应机制,为进一步研究提高酿酒酵母酚类物质耐受性的方法提供了理论依据。

为探究肉桂精油对肠炎沙门氏菌(Salmonella enteritidis)和单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)的抑制效果,通过平板计数、电导率、核酸和蛋白质泄漏、显微镜观察和呋喃硼酸二酯类(autoinducer-2,AI-2)活性等分析肉桂精油对2种致病菌的最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)、细胞膜损伤、黏附性及其群体感应的影响,并评价其对牛肉汁抑菌效果和品质的影响。结果显示,肉桂精油对肠炎沙门氏菌和单增李斯特菌的MIC分别为0.1和0.2 mg/mL,抑菌活性呈现浓度依赖性。处理时间越长,2种致病菌电导率上升越高,蛋白质和核酸泄露与肉桂精油浓度呈正相关,其中沙门氏菌高于单增李斯特菌。亚抑菌浓度肉桂精油还能有效减少沙门氏菌和单增李斯特的黏附和AI-2活性,在1/2 MIC作用下AI-2信号分别减少42.8%和37.6%。用0.8 mg/mL肉桂精油处理72 h后,菌落总数、肠炎沙门氏菌和单增李斯特菌分别降低2.38、3.56和2.97 lgCFU/mL。综上表明,肉桂精油对肠炎沙门氏菌和单增李斯特菌表现出良好的抑菌和杀菌活性,其中肠炎沙门氏菌更敏感,亚抑菌浓度下还干扰AI-2活性,减少生物被膜形成。该研究为植物精油在肉类保鲜中的应用提供了实验数据支撑。

为检测辣白菜在自然发酵过程中的主要呈味物质和菌群结构的变化,利用主成分分析探讨二者之间的相关性。结果表明,随着发酵时间的延长,主要呈味物质如总酸(乳酸、乙酸等)、还原糖、氨基酸等含量显著增加(P<0.05);高能量测序结果显示,辣白菜在发酵过程中微生物菌群具有多样性,不同发酵阶段微生物群落结构存在显著差异,发酵后期物种的相对丰度降低;主成分分析结果表明,Weissella 菌属与主要呈味物质呈正相关。

利用报告菌株紫色杆菌(Chromobacterium violaceum 026,CV026)来研究脱氢乙酸钠的群体感应抑制作用,并进一步研究其对杀鲑气单胞菌的群体感应作用效果。结果表明:当脱氢乙酸钠质量浓度为2 mg/mL时,CV026的生长不会受到抑制,且在亚抑菌浓度条件下,脱氢乙酸钠可显著降低报告菌株CV026产生紫色杆菌素的能力;当脱氢乙酸钠质量浓度为1.6 mg/mL时,紫色菌素的产量下降63.39%。通过酶标法可以明显看出脱氢乙酸钠使杀鲑气单胞菌生物被膜的形成量降低,进一步利用扫描电镜观察,生物被膜相对形成率仅为31.78%;通过其他的群体感应现象如:群集和泳动能力分别下降了82.76%和73.41%,胞外蛋白酶活性下降了14.56%,进一步验证了脱氢乙酸钠的群体感应抑制活性,且呈现浓度依赖性。同时,通过气相色谱-质谱联用的检测证实了脱氢乙酸钠对杀鲑气单胞菌信号分子的产生具有抑制作用。由此可知,脱氢乙酸钠具有群体感应抑制性,能够作为新型的群体感应抑制剂。

从日照海域海泥中筛选得到1株产右旋糖酐酶的菌株RN22,经形态特征、生理生化特征以及16S rRNA 序列分析鉴定为Pseudarthrobacter sp.。优化得到的产酶条件为:右旋糖酐T20 10 g/L、胰蛋白胨5 g/L、麸皮5 g/L、pH 8.0、温度30 ℃,最佳产酶时间为48 h。该菌株所产右旋糖酐酶的分子质量约为70 kDa,该酶作用温度在30~70 ℃,最适作用温度为60 ℃,热稳定性好,在40 ℃下保存5 h后,酶活力仍维持在80%以上;最适pH 为7.5并在pH 5.5～8.0之间稳定;Mg²⁺、Na⁺、K⁺等金属离子可以提高酶活性,有机溶剂对酶活力具有不同程度的抑制效果。该酶专一性水解底物α-1,6糖苷键,水解产物中麦芽四糖、麦芽五糖和麦芽七糖含量达到90%以上,具有作用温度高,稳定性好,水解产物中寡糖比例高的特点,在食品和保健品行业具有应用潜力。

以产中性蛋白酶的枯草芽胞杆菌WT为出发菌株,通过理化诱变来筛选高产菌株,并检测高产菌株耐热、耐模拟胃肠液、表面特性、降脂能力和对几种致病菌的抑菌能力来评价其益生特性。以紫外、LiCl为诱变剂,通过3轮诱变后,得到了1株能稳定高产中性蛋白酶的突变菌株UL-191,其中性蛋白酶活力较出发菌株WT提高了44.2%,达108.812 U/mL。UL-191具有较好的耐热性,90 ℃处理后芽孢存活率能达到66.87%;对于模拟胃、肠液UL-191的耐受性较好,3 h后存活率能分别达到78.23%、60.00%;降胆固醇和甘油三酯的能力都较好,分别可达35.00%和49.12%;对于菌株表面特性而言,其表面凝聚性能达到69.38%,以二甲苯为有机相时的表面疏水性可达46.02%,以正己烷为有机相时的表面疏水性可达31.41%;对大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的抑制能力较强,抑菌圈直径分别可达14.90、17.52和23.40 mm。突变菌株UL-191能高产中性蛋白酶,又具有良好的益生特性,在食品、饲料等行业具有较好的应用前景。

α-乳白蛋白(bovine α-lactalbumin,BLA)可引发过敏反应,且与肠道菌群有关,通过不同蛋白质修饰技术对BLA进行改性,探究其对致敏性和人肠道菌群的影响。以糖基化、磷酸化及乙酰化修饰的BLA为研究对象,采用电泳、光谱学和ELISA等技术研究其结构和IgE结合能力的变化,并运用16S rRNA测序方法分析人肠道菌群的结构及组成。结果表明:BLA经磷酸化、糖基化和乙酰化修饰后,其结构发生了改变;修饰后BLA的IgE结合能力逐渐降低;16S rRNA高通量测序结果表明,与BLA相比,修饰后的BLA在门水平上降低拟杆菌门的相对丰度,增加厚壁菌门的相对丰度;在属水平上,其能明显增加巨单胞菌属和罗姆布茨菌属的相对丰度,而降低普雷沃氏菌属和粪杆菌属的相对丰度。研究结果表明,糖基化、磷酸化和乙酰化修饰通过破坏BLA的结构降低其致敏性,且影响人肠道微生物的结构,影响程度为乙酰化>糖基化>磷酸化。

用枸杞(Lycium barbarum,Goji)为主要原料,采用优化筛选后的乳杆菌MN1030、乳杆菌MN0727、乳杆菌MN0930、酵母菌MN0110四种微生物发酵制作枸杞酵素,采用乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)体外筛选模型和对超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活力进行研究分析,确定不同菌种发挥解酒护肝功效的最优发酵条件,并通过检测细胞内的SOD、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、ADH和细胞上清液中乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)、谷氨酸-丙酮酸转氨酶(alanine aminotransferase,ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase,AST)来评价最优工艺条件下4种菌种发酵的枸杞酵素对酒精性肝损伤的保护作用。结果表明,在4种菌种中,乳杆菌MN1030在37 ℃发酵48 h的枸杞酵素解酒护肝效果最佳,酵母菌MN0110在29 ℃发酵36 h的枸杞酵素次之。乳杆菌MN1030和酵母菌MN0110发酵的枸杞酵素可以明显降低HepG2细胞内MDA含量及AST、ALT、LDH的泄露率,提高SOD抗氧化酶酶活力及ADH的激活率。研究证实,乳杆菌MN1030和酵母菌MN0110发酵的枸杞酵素对HepG2细胞酒精性肝损伤具有明显保护作用,具有护肝功能性食品应用研究价值,是护肝功能性食品的重要菌种选择。

采用葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium,DSS)诱导急性结肠炎模型,评价青霉素干预对结肠炎发展的影响,并考察青霉素干预后灌胃植物乳杆菌AR113的效果。选取雄性SPF级C57BL/6 J鼠进行青霉素干预处理3周后进行DSS诱导,随后进行AR113灌胃治疗,测定了AR113处理和抗生素干预处理对小鼠结肠炎症状、炎症水平以及肠道屏障的影响。结果显示,青霉素干预组的疾病活动指数、体重、髓过氧化物酶活性、组织损伤及炎症因子的变化显著低于模型组,即青霉素干预处理能够钝化DSS诱导结肠炎的敏感性。益生菌联合处理组(青霉素干预后灌胃植物乳杆菌AR113)的结肠炎症状也显著优于模型组,但是与青霉素干预组相比无显著差异,青霉素与AR113联合处理并不能提高对DSS结肠炎的治疗效果。进一步分析显示,青霉素干预组以及联合处理对肠道黏液层的恢复效果无显著差异,但是显著低于植物乳杆菌AR113单独灌胃组。即抗生素处理后,灌胃植物乳杆菌AR113并不会干扰肠道上皮细胞黏液层的恢复,但是抗生素会降低黏液层的恢复效果。

人乳脂肪球(human milk fat globule,HMFG)膜结构的完整性对于乳脂的消化和吸收有积极的影响,该文主要探究不同储存条件下HMFG微观结构的变化及其对人乳风味的影响。将新鲜人乳混匀后进行分装,分别于-18 ℃冻藏和4 ℃冷藏,检测人乳中的菌落总数、脂肪及非酯化游离脂肪酸(non-esterified free fatty acid,NEFA)含量、pH值、HMFG粒径及其微观结构、风味等指标随储存时间(2、4和7 d)的变化,新鲜人乳指标于采样当日完成检测。结果表明,人乳的菌落总数在4 ℃冷藏7 d时显著增加,超过人乳库制定的标准(1×10⁵ CFU/mL),其余储存条件下无显著变化。-18 ℃冻藏7 d,人乳的脂肪含量、NEFA含量和pH值无显著变化;4 ℃冷藏人乳的脂肪含量在7 d时显著降低,在2 d时NEFA含量显著增加,而pH值显著降低。-18 ℃冻藏人乳,在4 d时HMFG膜即出现破损,7 d时HMFG堆积融合,粒径增加,粒径分布范围增大;而4 ℃冷藏人乳的HMFG在4 d之内无显著变化,7 d时粒径分布变宽。GC-MS和电子舌分析人乳的风味(气味和滋味)显示,-18 ℃冻藏人乳的风味物质含量变化较小,4 ℃冷藏人乳的酸类物质含量显著升高;电子舌味觉信号的主成分分析(principal component analysis,PCA)表明,相较于4 ℃冷藏,-18 ℃冻藏人乳的滋味与新鲜样品较为相似。研究表明,-18 ℃短期冻藏后人乳风味与新鲜样品更为相似;4 ℃冷藏则更有利于保持HMFG膜微观结构。

为探究不同分子质量海蚌肝素的结构性质及抗凝血与纤溶活性,以海蚌肝素G2及其降解产物DG1、DG2为研究对象,采用高效凝胶色谱测定其分子质量,傅里叶红外光谱、圆二色谱、原子力显微镜、扫描电镜分析结构,体外抗凝血实验及琼脂糖纤溶平板法实验研究体外抗凝血与纤溶活性。结果表明,海蚌肝素G2、DG1、DG2的分子质量分别为60.25 k、24.48 k、6.75 kDa;红外色谱图显示,降解前后海蚌肝素的官能团结构变化不明显,但随着分子质量的降低,官能团或特征峰峰值增加;圆二色谱显示,降解前后海蚌肝素的圆二色谱峰出现在210 nm,但随着分子质量的降低峰值变小;扫描电镜图谱显示,降解后海蚌肝素的碎片状结构及球状结构增加;原子力显微镜图显示,海蚌肝素的网线状结构在降解过程中先被降解成链状结构,后聚集成颗粒结构;DG1的抗Xa/IIa比值最大;不同分子质量海蚌肝素抗凝活性均较为缓和,DG2与G2的抗凝血活性接近,DG2的抗凝活性较低;随着分子质量的降低,纤溶活性升高,DG2的纤溶活性约为普通分子质量肝素的77%,低分子质量肝素的13%。

为研究虾肽对H₂O₂诱导的RAW 264.7细胞氧化损伤的保护作用,利用CCK-8法检测不同剂量虾肽对RAW 264.7细胞的存活率的影响,通过酶联免疫试剂盒和荧光实时定量PCR检测细胞因子和mRNA 的表达水平;Western Blotting检测细胞中核因子E2相关因子2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)、Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Kelch like-ECH-associated protein 1,Keap1)蛋白含量的变化。结果表明,提前给予虾肽干预的细胞的存活率明显增加,虾肽能提高细胞内超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化酶和过氧化氢酶的活力,而且细胞内SOD 1、谷胱甘肽过氧化物酶1、Nrf2、醌氧化还原酶1、血红素加氧酶-1 mRNA的表达量显著升高(P<0.05)。此外,细胞内Keap1蛋白相对表达量显著降低,而Nrf2蛋白相对表达量显著升高(P<0.05),说明提前给予虾肽干预对H₂O₂诱导RAW 264.7细胞氧化应激具有预防保护作用,其作用机制与激活Nrf2/Keap1通路有关。

为了解不同生境来源草鱼肉营养品质的差异,选取了来源于河流、湖泊、高密度池塘养殖与低密度水库养殖4种不同生境草鱼,对其肌肉营养成分含量、颜色、质构特性、氨基酸、脂肪酸的组成与含量进行测定和比较分析。结果显示,2种养殖生境来源的草鱼肌肉脂肪含量显著高于2种自然生境来源的草鱼(P<0.05);肌肉硬度显著低于2种自然生境来源的草鱼(P<0.05);肌肉色差值a^*值显著低于自然生境(P<0.05),b^*值显著高于自然生境(P<0.05)。4种生境来源的草鱼肌肉中均以谷氨酸含量最高,鲜味氨基酸总量没有显著差异(P>0.05),高密度养殖生境草鱼肌肉氨基酸总量、必需氨基酸总量和非必需氨基酸总量较高;2种养殖生境来源的草鱼氨基酸评价较好,必需氨基酸指数值分别为96.61和90.13,高于2种自然生境来源的草鱼。4种生境草鱼肌肉均检测出18种脂肪酸,各种脂肪酸含量差异显著(P<0.05)。该研究表明,不同生境来源草鱼肌肉的营养品质差异显著,2种养殖生境草鱼氨基酸组成比自然生境的更合理,草鱼养殖过程中可以适当补充苏氨酸、甲硫氨酸和半胱氨酸,以满足草鱼生长发育的需求。

为了探究不同种类的离子多糖和多糖含量对鱼明胶(fish gelatin,FG)的凝胶特性及其结构的影响,通过在FG溶液中添加不同含量的3种离子多糖得到FG-多糖复合体,运用质构仪、流变仪、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和环境扫描电子显微镜(environmental scanning electron microscope,ESEM)研究不同种类的离子多糖和多糖含量对FG凝胶特性、流变学特性和结构的影响。结果表明,一定含量的阿拉伯胶(arabic gum,AG)、黄原胶(xanthan gum,XG)和κ-卡拉胶(κ-carrageenan,κC)对FG的凝胶强度、硬度、凝胶点、溶胶点和表观黏度有积极的改善作用,但是高含量的AG和XG会降低FG的凝胶强度和硬度。FTIR分析表明,AG、κC和XG增大了FG的酰胺A的波长,降低酰胺Ⅲ的波长,但是对酰胺I和II的波长影响不大。ESEM结果表明,AG、κC和XG能有效改善复合胶体凝胶网络结构,其中FG-κC复合胶体的网络结构更加致密。该研究为开发高品质的鱼明胶提供了技术指导和理论依据。

以麦芽糊精为壁材,采用干法制粒工艺制备红曲色素粉体,通过粉体特性测试仪、激光粒度分布仪、扫描电镜等,针对综合特性指标(差角、休止角、分散度)、粒径分布、微观结构、溶解度、热稳定性等进行分析,确定最佳工艺参数。结果表明,干法制粒的最佳工艺参数为输料转速45 r/min、压轮转速10 r/min、压力值10 MPa。在该工艺参数下制得的红曲色素粉体粒径较大,分布较均匀,分散度最低,能够有效降低红曲色素粉体的飞溅性,提高红曲色素的水溶性。通过试验设计优化得到了红曲色素粉体干法制粒工艺参数,该生产工艺稳定,质量可控,有望进一步放大生产。

利用新鲜豆粕耦合超声波技术开发了一条高底物浓度下合成氢过氧化亚油酸(linoleic acid hydroperoxide,LA-HPOD)的新工艺。研究了pH、温度、厎物和溶剂用量等反应参数对LA-HPOD产率的影响。结果表明,超声波因辐射作用能显著缩短反应时间,有效提高LA-HPOD的产率。40 kHz,100 W超声波辐射下,1.5 g豆粕和1.5 g亚油酸在15 ℃下,0.5 mL 乙醇、7.5 mL pH 9硼酸盐缓冲液中反应40 min,LA-HPOD的产率为89%。该方法成功地将超声波辐射应用于脂肪氧合酶促反应,并采用成本低廉的豆粕代替昂贵的脂肪氧合酶,达到了高底物浓度下低成本绿色高效合成LA-HPOD的目的。

该研究首次将大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI) 包埋到CaCO₃模板上,制备粒径均一、具有递送潜力的蛋白微球。通过控制蛋白的加入量,研究蛋白微球的粒径、蛋白的包埋特性以及蛋白微球的热稳定性能。结果表明,SPI成功地包埋到CaCO₃的孔隙以及表面,蛋白质的加入会改善CaCO₃的形貌,使其表面更加光滑,分散程度更好,并且可成功地脱去CaCO₃模板制得蛋白微球。此外,该研究通过对荧光数据分析发现,制备的蛋白微球具有一定的热稳定性,在80 ℃下20 min没有发生变性。随后将槲皮素作为被包埋物质应用到蛋白微球内,模拟体外释放特性的研究表明,蛋白微球对槲皮素的延缓释放具有一定的作用。该研究可为提高槲皮素的生物利用度,减少其在体内的损耗提供一种新型的解决方法。

运用红外、电镜扫描分析玉米须超滤多糖的结构,化学法分析其成分,高效液相色谱分析其单糖组成,电感耦合等离子体质谱分析其矿物质元素组成,同时还通过添加该多糖制作酸奶,分析其对酸奶中益生菌的促增殖作用。结果表明:该粗多糖表面结构呈现出边缘带分枝的片状结构和大小不均的杆柱状形态,表面平整光滑;主要成分为多糖(35.43%)和蛋白质(34.51%),还含有灰分(4.78%),少量的总黄酮和总酚,基本不含脂肪;其富含K、Mg、P、Fe和Ca元素,其中K元素含量最高,达1 196.90 mg/100 g,Zn、Na和Al元素含量较低;主要由甘露糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖组成,其摩尔比约为1∶0.31∶0.32∶1.39∶3.06∶0.60,不含有半乳糖醛酸和木糖,但可能含有2个未知单糖;活性研究发现,其可以促进酸奶中乳酸菌增殖。

为降低芝麻血管紧张素Ⅰ转换酶(angiotensin I-converting enzyme,ACE)抑制肽的苦味并明确其营养结构特性,在碱性蛋白酶(alcalase)水解基础上添加风味蛋白酶(flavourzyme),采用两步酶解芝麻粕蛋白的方法制备ACE抑制肽,评价其苦味强度及氨基酸组成,并进行质谱结构鉴定。结果表明,alcalalse/flavourzyme两步水解制备的ACE抑制肽得率和活性分别为77.88%和88.10%,高活性ACE抑制肽的分子质量主要集中于3 kDa以下,与单独alcalase水解相比,其苦味强度明显降低,必需氨基酸含量增加,营养价值较高,其中Trp-Gly-Gly-Leu(WGGL),Leu-Pro-Ser-Leu(LPSL)和Leu-Pro-Gly-Gly-Tyr(LPGGY)对ACE抑制活性的提高具有主要贡献作用。该研究为芝麻来源的高活性、低苦味降压肽的开发提供理论依据。

以野生黑枸杞为原料,优化超声波提取黑枸杞多糖的工艺条件,研究黑枸杞多糖对嗜热链球菌G2(Streptococcus thermophilus G2)与副干酪乳杆菌L9(Lactobacillus paracasei L9)生长特性的影响以及对2株乳酸菌抗氧化能力的影响。结果显示:超声波提取黑枸杞多糖的最佳工艺参数为液料比41.50(mL∶g),超声波功率418 W,提取时间16 min,黑枸杞多糖的提取率可达(14.13±0.74)%;各浓度梯度的黑枸杞多糖可促进G2的生长并加快其降酸速度,其中0.5 g/L的多糖组相较于无多糖组生物量增加了26.7%,显著(P＜0.05)促进了G2的生长;黑枸杞多糖还可延长L9的对数生长期,但对其生长影响不显著(P＞0.05)。此外,黑枸杞多糖对G2与L9的抗氧化能力均产生促进效果,当多糖添加量为1.5 g/L时,G2完整细胞与无细胞提取物清除DPPH自由基的能力分别增强了300.0%、243.6%,还原力增强了6.7%、4.7%;L9完整细胞与无细胞提取物清除DPPH自由基的能力分别增强了18.7%、116.7%,还原力增强了4.1%、4.1%。结果表明,黑枸杞多糖可成功改善2株乳酸菌的抗氧化能力。

以6种市售不老莓果汁类产品为研究对象,使用分光光度法测定其总酚、总黄酮、总花色苷及缩合单宁含量,结合高效液相色谱法对其有机酸及单体酚组成进行分析,同时使用铁离子还原法与DPPH法分析样品抗氧化活性,并对上述指标进行了相关性分析。结果表明,不老莓果实深加工为果汁后,普遍损失了较多花青素和糖苷类化合物;ZH-20%、ZH-30%、ZH-40%产品缩合单宁在总酚含量中占比合理,实现了口感与营养价值的平衡。ZH-100%具有良好的抗氧化能力,同时是人体原花青素的优质来源。酚类物质是不老莓果汁类产品最主要的抗氧化活性来源,没食子酸及奎宁酸是为其提供生物活性的重要酚酸类化合物。与其他低浓度不老莓果汁相比,额外添加柠檬酸的ZH-20%、ZH-30%、ZH-40%产品花青素稳定性更强、含量更高。有机酸含量较高的ZH-100%是优良的低浓度不老莓果汁加工原料。该研究通过对市售不老莓果汁类饮料的生物活性物质及抗氧化能力进行分析评价,为此类产品的开发提供了数据基础,也为不老莓果汁加工工艺的完善提供了改进方向。

以酸奶为原料,研究了明胶含量(质量分数1%、1.25%、1.5%和1.75%)对酸奶的流变学特性、质构和3D打印特性的影响规律。通过红外光谱和低场核磁共振测试探讨明胶与酸奶的分子相互作用。结果表明,随着明胶含量的增加,酸奶的储能模量(storage modulus,G')和损耗模量(loss modulus,G″)随之增加。明胶质量分数为1.5%和1.75%时显著增加了酸奶的弹性和回复性,改善了3D打印产品的稳定性。对含明胶的酸奶进行3D打印参数优化,发现最佳的明胶添加质量分数为1.5%,3D打印参数最优为进料速率3.0 mL/min,喷头直径0.84 mm,打印速率50 mm/s。该研究实现了以酸奶为原料的食品3D打印,为酸奶3D打印产品的开发研究提供了参考。

为提高鱿鱼加工业的生产附加值,利用鱿鱼下脚料为原料研制一种风味海鲜酱汁。先将鱿鱼下脚料中的内脏与鱿鱼皮粉碎后按质量比3∶1混合,再选用风味蛋白酶和碱性蛋白酶对混合物进行酶解,并优化酶解工艺。结果表明,鱿鱼下脚料的最佳酶解工艺为:复合蛋白酶添加量0.8%(风味与碱性蛋白酶质量比为1∶2),酶解温度55 ℃,pH 8.5,时间4.5 h。该工艺条件下的酶解液中游离氨基态氮含量可达1.085 mg/100 mL。随后对酶解液进行离心并取上清液进行美拉德反应,通过工艺优化得到最优美拉德反应工艺条件为:120 ℃,pH 7.0,氨基酸添加量2%,还原糖添加量3%(木糖与葡萄糖质量比为1∶1),反应100 min。风味成分分析表明,该海鲜酱汁具有独特海鲜风味,口感甚佳。

以紫色百香果为试材,采后分别用浓度0.2、1、2和5 mmol/L的水杨酸和蒸馏水(对照)浸泡10 min,常温贮藏6、12和18 d后测定其可溶性固形物、可滴定酸、抗坏血酸和可溶性糖等生理指标。结果表明,水杨酸处理18 d可显著提高百香果硬度和商品率,保持良好的外观色泽,并显著降低果实皱缩指数,同时有效延缓果实可溶性固形物、可滴定酸、抗坏血酸和可溶性糖含量的下降,保持较低的固酸比。综合各项指标,1 mmol/L浓度水杨酸处理的保鲜效果更优,果实品质更佳。

虾干需要合适的包装来延长贮藏期,丁香精油具有优良的抗氧化性与抑菌性,且可以添加到包装材料中使用。该文通过比较丁香精油-乙烯乙烯醇(ethylene vinyl alcohol,EVOH)共聚物与聚乙烯(polyethylene,PE)2种材料包装南美白对虾干,并分别贮藏在4和25 ℃条件下,以水分含量、水分活度、色差值、pH、过氧化值(peroxide value,POV)、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)值、挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)值与菌落总数为评价指标,研究丁香精油-EVOH活性包装材料对南美白对虾干贮藏品质的影响。结果表明,水分含量与水分活度有所上升;pH变化较小,丁香精油-EVOH组pH较低;色差值中L^*值总体下降,a^*值与b^*值变化较小,不同包装材料相差不大;POV呈先上升后下降的趋势,TBA值、TVB-N值与菌落总数总体呈显著上升趋势;丁香精油-EVOH能有效控制氧化与微生物,维持虾干的品质,低温不能有效控制POV的上升。综上所述,对于虾干来说,丁香精油-EVOH活性包装材料是一种合适的包装材料,配合低温贮藏效果更好。

探究了以玉米面粉为基础原料制作无麸质馒头的可行性,考察了菊粉、羟丙基甲基纤维素(hydroxypropyl methylcellulose,HPMC)、黄原胶(xanthan gum,XG)和水分等因素对无麸质玉米粉馒头品质的影响,在此基础上采用Box-Behnken试验设计和响应面法对无麸质馒头配方进行了优化。结果表明,无麸质馒头的硬度随菊粉添加量增加呈逐渐下降的趋势,随HPMC和XG的增加呈先减小后增大的趋势,3者的添加对其弹性影响均不显著;添加一定量的水分可以显著增加无麸质馒头的弹性,降低其硬度。当在全玉米粉中添加菊粉11.01%、黄原胶0.92%、HPMC 0.51%、水分79.5%(均为质量分数)时,所制得的无麸质馒头具有与普通馒头相似的口感和质地,接受度较高,且富含膳食纤维。

菌酶协同发酵因可显著改善豆粕的抗原性,得到广泛关注。利用适配体生物传感器快速、稳定且精确度高的特点,对发酵豆粕中的β-伴大豆球蛋白β亚基含量进行检测,可用于评估豆粕抗原性水平。基于高特异性的β-伴大豆球蛋白β亚基适配体生物传感器,利用碱性蛋白酶酶解模拟豆粕发酵,验证该传感器对实际样品检测的操作可行性,在此基础上对关键影响因素进行分析,最终用于菌酶协同发酵豆粕样品的评价。结果显示,适配体传感器对发酵豆粕样品中β-伴大豆球蛋白β亚基检测的最佳稀释倍数为10~50倍,菌酶协同发酵24 h后,豆粕中β-伴大豆球蛋白β亚基降解率为87.81%,较单独以碱性蛋白酶处理时提高了6.91%。以上结果表明,适配体传感器可用于发酵豆粕中β-伴大豆球蛋白β亚基的检测。

采用顶空固相微萃取(headspace solid phase microextraction,HS-SPME)结合全二维气相色谱-飞行时间质谱(comprehensive two-dimensional gas chromatography/time-of-flight mass spectrometry,GC×GC-TOFMS)技术对安徽明绿液酒的挥发性组分特征进行了分析。通过与自建白酒挥发性风味数据库比对、商业化数据库比对等多策略联用鉴定分析策略,在明绿液酒中鉴定出810种挥发性组分,包括386种潜在香气活性组分。通过对明绿液酒挥发性组分的解析,为白酒挥发性风味数据库补充了21种新的挥发性组分,10种新的潜在香气活性组分,包括2-甲氧基-3-异丁基吡嗪和2-甲氧基-3-异丙基吡嗪等明绿液酒特有的挥发性香气物质。为进一步探究这些独特香气物质的来源,对明绿液酒独特酿造原料绿豆的挥发性组分进行了分析,通过HS-SPME-GC×GC-TOFMS分析技术在蒸煮绿豆中鉴定出挥发性组分335种,其中潜在香气活性组分262种。发现甲氧基吡嗪、丁香酚等明绿液酒中的独特组分主要来源于绿豆原料,阐明绿液酒的独特风格与其独特原料的关联关系。该研究将有助于增进对酿造原料多样性之于白酒风格独特性的认识。

为研究五粮液车间空气中酵母菌种类及其代谢产物特征,采用传统微生物培养法从五粮液车间空气中分离筛选出73株酵母菌,它们分属于11个属,14个种,分别为:Wickerhamiella pararugosa(Y1)、Pichia kudriavzevii(Y2)、Pichia exigua(Y3)、Candida ethanolica(Y4)、Kazachstania bulderi(Y5)、Saccharomyces unisporus(Y6)、Saccharomyces cerevisiae(Y7)、Naumovozyma castellii(Y8)、Meyerozyma caribbica(Y9)、Debaryomyces hansenii(Y10)、Zygosaccharomyces bailii(Y11)、Clavispora lusitaniae(Y12)、Debaryomyces subglobosus(Y13)和Saccharomycopsis fibuligera(Y14)。利用顶空固相微萃取(headspace solid-phase microextraction,HS-SPME)、偶联气质联用法(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)测定其发酵液中风味物质成分含量。结果表明,此14株酵母菌能产生多种风味物质,并以酯类和醇类物质最多,主要有:乙酸乙酯、己酸乙酯、苯乙醇、异戊醇、异戊酸、丁酸丁酯、辛酸乙酯、壬酸乙酯、苯酚和乙偶姻。其中,Y1、Y2、Y5总酯含量较高,都在65 mg/L以上,Y1最高达到95 mg/L;Y1、Y5、Y7、Y8、Y10总醇含量较高,都在60 mg/L以上,Y7则高达115 mg/L;微量风味物质含量很少但种类较丰富,对白酒风味的贡献也很大,其中,Y5乙偶姻含量较高,达到1.57 mg/L,Y1和Y7发酵液中苯酚含量较高,分别为2.26和2.43 mg/L。该文对五粮液车间空气中酵母菌进行了特征风味产物分析,为五粮液酒体风味提供分析理论基础。

为了定量评价牛栏山二锅头白酒的感官风味特征,更好地进行产品质量控制,参照国内外酒类风味轮构建方法,同时结合现有白酒风味研究,对15个代表性酒样进行感官定量评价,从嗅觉和味觉这2个方面绘制了牛栏山二锅头的风味轮。利用风味轮中最外轮描述词的贡献度指数(M值)和统计分析软件对牛栏山二锅头白酒典型感官特征进行筛选和提炼,选出代表牛栏山二锅头白酒感官特征的描述语,包括20个香气描述语、5个口味描述语和5个口感描述语。同时利用风味剖面图对5款牛栏山二锅头白酒进行风味轮廓分析,更清晰直观地表达了不同产品的风格差异。牛栏山二锅头白酒风味轮的构建,有助于改善产品品质和个性化产品设计,使产品顺应市场需求,对白酒感官品评和技术标准体系的进步具有重要意义。

通过分析中国优质产区贺兰山东麓单品种葡萄酒中风味物质特征,建立了葡萄酒香气成分与香气特征之间的数学联系。以优质产区贺兰山东麓8款2015年份不同单品种葡萄酒为研究对象,采用液相色谱技术分析不同单品种葡萄酒中12种有机酸、18种单体酚含量,采用固相微萃取偶联气相色谱串联质谱技术,结合阈值与感官分析,分析挥发性香气物质分布规律,并对香气感官进行数据量化。结果显示,贺兰山东麓产区葡萄酒主要有机酸为乳酸、苹果酸、琥珀酸、奎宁酸和酒石酸,主要酚类物质为儿茶素、咖啡酸、槲皮素、对香豆酸、香草酸、表儿茶素,其中红葡萄酒单体酚总含量远大于白葡萄酒。8款葡萄酒共鉴定出96种香气物质,其中β-大马士酮、癸酸乙酯、辛酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯和乙酸己酯是8款葡萄酒主要的香气活性物质。通过主成分分析,将8款葡萄酒分为3类。感官评价结果发现‘贵人香'、‘黑比诺'、‘佳美'表现出较好的甜果味和花香味,通过偏最小二乘法分析,进一步确认了萜烯类、其他酯类和乙基酯类对甜果味和花香味具有一定贡献。贺兰山东麓产区单品种葡萄酒具有不同风格的风味特征,研究结果为中国单品种葡萄酒风味品质的提升提供了基础数据。

建立了高效液相色谱法同时测定铝瓶包装中甲醛、乙醛迁移量方法,并研究了铝瓶包装中甲醛、乙醛在不同的时间和温度下向不同食品模拟物(体积分数分别为4%的乙酸、10%、20%和50%的乙醇)中的迁移规律。结果表明,该方法在甲醛和乙醛的测定范围内,线性关系良好,相关系数R²＞0.999,检出限0.000 8~0.007 8 mg/L,加标回收率80.22%~107.41%,精密度0.17%~6.57%。铝瓶包装中甲醛迁移量远大于乙醛迁移量,甲醛向不同模拟物中迁移量由大到小依次为:4%乙酸＞50%乙醇＞20%乙醇＞10%乙醇。铝瓶包装在4%乙酸食品模拟物中迁移出乙醛,在其他3种食品模拟物中未迁移出乙醛。随着温度的升高和时间的延长,铝瓶包装中甲醛、乙醛的迁移量逐渐升高直至达到平衡。

以α-甲基-色氨酸为内标物,建立了碱水解-高效液相色谱法测定婴幼儿配方乳粉及特殊医学用途婴儿配方食品中色氨酸含量的方法。样品经碱溶液水解,C₁₈柱分离,荧光检测器检测;再通过内标法定量,校正水解过程色氨酸的损失,降低基质之间的差异,提高定量结果的准确性;对不同种类的婴幼儿配方食品进行加标回收实验,样品的回收率为92.5%~97.4%,相对标准偏差<3.11%,实验室间偏差＜6.7%。方法操作简单、准确度高,重复性好,适用于婴幼儿配方乳粉及特殊医学用途婴儿配方食品中色氨酸的准确定性定量。

细胞凋亡是畜禽被屠宰后细胞必须经历的过程,也是细胞自我破坏的程序性死亡过程。半胱氨酸蛋白酶(Caspases)作为一种IL-1β转化蛋白酶,参与细胞凋亡,同时对肉的嫩度有着十分重要的影响。该文从Caspases的家族生物学特性、介导的凋亡途径、对肉嫩度的影响及其调控机制等方面进行论述,旨在突出Caspases对肉嫩化的重要意义,以期为加快畜禽宰后成熟进程、改善肉嫩度提供新思路。

液态发酵食品香气成熟显著滞后于其滋味成熟,严重影响企业的生产效率和经济效益,已成为液态发酵食品生产的瓶颈。超声波在加速液态发酵食品风味成熟中具有重要的应用价值。该文系统分析了超声波功率、时间、频率、模式对液态发酵食品香气化合物种类和含量的影响及其潜在机制,并指出了超声波在加速食品风味成熟中存在的问题,展望了超声波设备的应用前景,可为超声波技术在加速液态发酵食品风味成熟的产业化应用提供参考和依据。

乳脂肪球膜是包裹在乳脂肪球外层的复杂三层膜结构,主要成分为蛋白质和脂质。近年来研究表明乳脂肪球膜具有亲水亲油性,能有效地阻止乳脂肪球之间的聚集,是一种性能良好的天然乳化剂。该文主要介绍了工业规模制备乳脂肪球膜原料来源、制备方法和影响条件及乳脂肪球膜良好的乳化特性,并对其潜在工业应用进行了详细综述,旨在为乳脂肪球膜的进一步综合利用提供参考。

铁皮石斛是我国传统的名贵中药材,富含多种活性成分,备受人们青睐。铁皮石斛的药用部分为茎,随着铁皮石斛产品多样性不断丰富,非药用部分铁皮石斛叶和花的活性成分和加工利用方面也备受关注。该文从铁皮石斛茎、叶、花的活性成分和综合利用方面进行论述,旨在促进铁皮石斛叶和花的资源利用,促进铁皮石斛茎、叶、花相关产品的深加工,提高其附加值,为铁皮石斛茎、叶、花的综合利用提供有益借鉴。

米渣蛋白氨基酸组成平衡、过敏性低,非常适合特殊人群食用,是公认的优质植物蛋白。从米渣中提取蛋白质对扩大蛋白资源有很重要的意义。蛋白质的功能性质对其应用有很大的影响,国内外对米渣蛋白的改性研究较为普遍,旨在改善蛋白质的功能,使其能更好地应用到食品工业。该文主要综述了近年来国内外米渣蛋白的提取、改性和在食品中的应用,以期为米渣蛋白的相关研究提供基础。

新时代工匠精神是一种职业道德、职业能力和职业品质的综合体现。专业课程承担着知识传授与价值引领的双重作用。《食品质量控制与管理》课程在人才素质培养目标和知识内容都与新时代工匠精神高度契合。针对《食品质量控制与管理》课程,该文就如何开展以工匠精神为内涵的课程思政的设计及实践过程进行了论述。