食品与发酵工业

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李茜, 于文文, 吕雪芹, 刘延峰, 李江华, 堵国成, 陈敬华, 刘龙

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 1-7. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031234

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β-葡聚糖是存在于酵母细胞壁中的一种多糖,具有抗炎抗氧化等重要的作用。为提高酿酒酵母中β-葡聚糖的产量,该研究采用代谢工程中常用的“推-拉-抑制”策略。首先,通过在酿酒酵母中过表达β-葡聚糖合成途径关键酶及其调节亚基“拉”动关键前体二磷酸尿苷(uridine diphosphate,UDP)-葡萄糖流向β-葡聚糖合成途径;之后通过强化前体UDP-葡萄糖途径酶,将代谢通量“推”向前体UDP-葡萄糖的有效合成;最后抑制蛋白质糖基化等UDP-葡萄糖的其他消耗途径,积累更多的UDP-葡萄糖用于目的产物β-葡聚糖的合成。除此之外,通过引入木糖还原酶基因xyl1,木糖醇脱氢酶基因xyl2和木酮糖激酶基因xyl3,构建了木糖氧化还原途径;进一步通过过表达转运蛋白Hxt7(F79S),敲除snf1基因,提高了对木糖的利用能力,并最终将β-葡聚糖的产量提高至86.09 mg/g。最后,利用半乳糖诱导型启动子P_gal1动态调控内切葡聚糖酶基因(eng1)表达,使酿酒酵母中β-葡聚糖的分子质量从1×10⁶~2×10⁶ g/mol降低至1.26×10⁵ g/mol,实现了低分子质量β-葡聚糖的高效合成,为β-葡聚糖的生产提供了重要参考。

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基于非靶向代谢组学研究砷酸盐胁迫下库德毕赤酵母代谢物的变化

戚晓雪, 徐莹, 汪东风

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 8-16. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031651

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砷酸盐[arsenate,As(Ⅴ)]作为水体中砷的主要存在形态之一,通过食物链影响食品安全。微生物砷脱除技术以其安全经济的优势成为解决食品砷污染途径之一。对砷的脱除能力是微生物脱砷技术的前提和基础。库德毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)作为一种多抗性酵母,可耐盐、高温和重金属(镉、锌和铜)等。该文研究了As(Ⅴ)对P.kudriavzevii A16生长的影响,并运用非靶向代谢组学技术研究了砷酸盐胁迫与正常培养条件下P.kudriavzevii A16之间的差异表达代谢物及代谢通路的变化。砷酸盐胁迫与正常培养相比,正离子模式下检测到317个差异代谢物,169个显著上调表达,148个代谢物显著下调表达;负离子模式下,检测到差异代谢物329个,其中171个显著上调表达,158个代谢物显著下调表达;差异代谢物的KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)富集通路主要涉及谷胱甘肽代谢、氨酰tRNA合成等代谢通路,As(Ⅴ)促进了酵母细胞能量代谢,增强了其抗氧化性能。该文从代谢组学水平解析了砷酸盐胁迫下库德毕赤酵母代谢物的变化,为指导微生物法脱砷技术的开发提供参考。

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糖诱导型启动子调控ALD6基因表达降低黄酒中的高级醇生成量

康新玥, 魏敏, 江森, 王欢, 郭学武, 肖冬光, 武晓乐, 陈叶福

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 17-24. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031054

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高级醇是影响中国黄酒风味和饮用品质的重要因素之一,适量高级醇可赋予黄酒醇柔、协调的口感,但高级醇过高会导致酒体产生杂醇味,且有强烈的致醉性。在酿酒酵母中,过表达ALD6基因可以显著降低高级醇的生成量,但是过多乙酸的生成会抑制细胞的生长和代谢。由于黄酒发酵是双边发酵,可以通过筛选合适的糖诱导型启动子调控ALD6的表达,在降低高级醇生成量的同时减弱其对细胞生长的抑制作用。该研究选取了6个HXT系列的糖诱导型启动子P_hxt1、P_hxt2、P_hxt3、P_hxt4、P_hxt5和P_hxt7调控乙醛脱氢酶基因ALD6的表达,黄酒发酵结果显示,相较于出发菌株a17,各诱导型重组菌株总高级醇生成量分别下降22.29%、19.26%、42.56%、37.84%、16.72%和30.74%。对比组成型重组菌株a-P_pgk1-A和诱导型重组菌株a-P_hxt3-A发现,二者相较于出发菌株a17均可显著降低总高级醇的生成,但与a-P_pgk1-A相比,a-P_hxt3-A的生长及发酵性能与a17基本一致,在降低高级醇生成量的同时减弱了过表达ALD6产生乙酸对发酵的不利影响。

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代谢改造酿酒酵母生产番茄红素

李方迪, 李由然, 张梁, 丁重阳, 顾正华, 石贵阳, 徐沙

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 25-33. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030710

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番茄红素是一种具有较高商业价值的萜类化合物,具有良好的抗氧化性,对心血管疾病有预防作用,可通过微生物发酵法高效生产。为了提高酿酒酵母胞内番茄红素积累,过量表达了三酰甘油途径(TAG途径)的关键基因dga1(酰基辅酶A:二酰基甘油酰基转移酶)、pah1(磷脂酸磷酸酶),同时敲入ldp1(脂滴附着蛋白);继续在ypl062w位点敲入来源于肠沙门氏菌的acs1^L641P(胞内乙酰CoA合成酶),为番茄红素和脂质载体提供充足的前体;过表达pap1(聚腺苷酸聚合酶)以满足多个基因过表达的转录需求。综上,该文构建了一个适合番茄红素累积的细胞工厂,番茄红素单位产量为109.26 mg/g DCW。该研究通过代谢改造得到1株高产番茄红素重组菌,研究结果为后续进行发酵优化奠定了基础。

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高产辅酶Q10类球红细菌的选育及发酵优化

李文鑫, 曾伟主, 周景文

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 34-41. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031289

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辅酶Q10(coenzyme Q10,CoQ10)是一种淡黄色的脂溶性醌类,常见于动植物和微生物的细胞内膜中,是天然的抗氧化剂和细胞代谢激活剂。该研究以1株具有CoQ10生产能力的类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)为出发菌株,其在摇瓶水平上初始CoQ10产量为136.47 mg/L,通过常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变和多孔板高通量筛选相结合的方法,确定了ARTP诱变处理的时间为120 s,致死率为90%。在孔板初筛阶段,从5 184株菌的突变菌库采用高通量筛选方法获得8株高产菌株,经过复筛得到1株CoQ10的高产突变菌株7p22,其摇瓶水平CoQ10产量达到158.44 mg/L,相比出发菌株提高了16.1%。验证其遗传稳定性后,进一步优化了碳源、前体物质、金属离子等,提高了辅酶Q10的产量。最后,在5 L发酵罐上对突变菌株进行培养条件的优化,CoQ10产量提高至1 640.6 mg/L。该研究所使用的结合筛选因子和Craven test检测法的高通量筛选方法可以实现简单、高效地获得高产CoQ10突变菌株。

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诱变选育D-泛解酸内酯水解酶高产菌及发酵条件优化

沈治强, 邢本, 丁振东, 杨静文, 胡雪芹, 张洪斌

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 42-48. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031194

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该文以实验室筛选得到的一株具有D-泛解酸内酯水解酶活力的镰孢霉菌(酶活力为1.42 U/mL)为出发菌株,先后利用常温室压等离子(atmospheric room temperature plasma,ARTP)和紫外-氯化锂(UV-LiCl)技术,对其进行了4轮递进诱变选育,以筛选得到高活性D-泛解酸内酯水解酶菌株。实验得到ARTP诱变的最佳处理时间为80 s,UV-LiCl诱变的最佳处理时间为80 s(6 g/L LiCl)。通过变色圈大小初筛和摇瓶复筛,最终筛选得到一株酶活力达3.46 U/mL的菌株4-80-6,酶活力较出发菌株提高了143.66%,并且通过8次传代培养,该菌株遗传性较为稳定。以20%的底物浓度催化反应时,突变株4-80-6水解率由原始菌11.6%提高到17.1%,光学纯度由93.5%提高到98.3%。对突变株4-80-6菌株进行发酵条件优化,得到最佳产酶条件为:培养温度25 ℃,培养基初始pH 8.5,接种量10.5%,培养时间48 h,该条件下酶活力为4.33 U/mL,比优化前提高了25.14%。研究结果为DL-泛解酸内酯酶法拆分的工业应用提供了一种有效策略。

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产岩藻多糖酶菌株的筛选及其酶解制备低分子质量岩藻多糖的研究

王聪聪, 周剑丽, 顾秋亚, 杨文华, 张文帅, 余晓斌

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 49-56. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031258

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以酒曲为原料,通过唯一碳源法和酶活力检测筛选得到一株产岩藻多糖酶的菌株,其酶活力为0.414 U/mL,经形态学和分子生物学鉴定为谢瓦氏曲霉(Aspergillus chevalier)。利用该菌株来源的岩藻多糖酶水解制备分子质量<10 kDa的低分子质量岩藻多糖(low molecular weight fucoidan,LMWF),并通过单因素和正交实验对酶解条件进行优化。结果显示,在底物质量浓度15 g/L,pH 6.0,酶解温度55 ℃,酶解时间24 h的条件下,LMWF得率最高,为52.85%。对酶解得到的LMWF进行分级纯化,共获得3种不同分子质量的产物,其中F1分子质量为1 250 Da,F2为2 505 Da,F3为8 227 Da。抗氧化结果显示,3种产物均具有优于岩藻多糖的抗氧化活性。表明利用A.chevalieri WA1207来源的岩藻多糖酶水解制备分子质量＜10 kDa的LMWF具有可行性,研究结果为后续解析岩藻多糖结构、探究岩藻多糖功能与结构之间的关系奠定了基础。

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裂殖壶菌的双碳源发酵生产二十二碳六烯酸控制策略

赵祥颖, 张华秋, 张家祥, 刘丽萍, 韩墨, 赵晨, 姚明静, 刘建军

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 57-64. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031063

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研究了葡萄糖、甘油双碳源发酵对裂殖壶菌发酵二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)的影响。首先以葡萄糖和甘油为单一碳源,发现以葡萄糖为碳源,菌体增殖速度和底物消耗速度都明显高于以甘油为碳源,以甘油为碳源细胞油脂中DHA的比例显著高于葡萄糖。为了发挥2种碳源各自优势,对葡萄糖和甘油双碳源发酵进行研究,结果显示2种碳源混合或葡萄糖耗尽后补加甘油结果都不如单一碳源好。但若先用葡萄糖为碳源进行培养,当发酵液中的葡萄糖质量浓度降至10~5 g/L时补加甘油既可以缩短发酵周期,又提高了油脂中的DHA比例。采用初始葡萄糖质量浓度为20 g/L,过程补加100 g/L甘油的发酵控制策略,5 L罐发酵,发酵周期可缩短至56 h,细胞油脂中DHA比例最高可达45.50%,充分发挥了2种碳源的优势。该研究得到了一种裂殖壶菌生产DHA葡萄糖、甘油分段发酵控制策略,大幅提高菌体细胞油脂中DHA的比例,同时有效缩短了发酵周期,具有非常好的工业应用价值。

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α-酮戊二酸分离提取工艺的优化

杨雪晨, 付绍平, 王丽霞, 徐宁, 徐超, 刘光辉, 马振平, 刘君

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 65-70. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030468

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运用全细胞催化法生产α-酮戊二酸的过程中,α-酮戊二酸生物转化液中含有残留底物、杂蛋白、有机杂酸和色素等杂质,用单一的分离方法不易去除。该文使用钙盐沉淀法结合离子交换法对α-酮戊二酸全细胞转化液进行分离纯化,将预处理后的料液酸化至pH=2.0,用Ca(OH)₂做沉淀剂沉淀α-酮戊二酸得到α-酮戊二酸钙,然后使用浓H₂SO₄处理α-酮戊二酸钙得到离子交换母液,经液相色谱检测,α-酮戊二酸的纯度从78.79%上升至93.66%。通过离子交换静态试验筛选出D301型树脂作为离子交换填料。动态上样最优参数为:高径比2.5∶1、上样质量浓度30 g/L、上样流速2.4 BV/h。最佳洗脱条件为:质量分数为0.02%的HCl溶液洗脱2个柱体积,流速4 BV/h,以质量分数为5%的NaOH溶液洗脱4个柱体积,流速2 BV/h,最终分离纯化处理后的总收率为80.32%,纯度为97.32%。

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五粮液酿造环境空气中霉菌的分离鉴定及产酶初探

雷学俊, 赵东, 郑佳, 乔宗伟, 刘多涛, 张霞, 李智

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 71-77. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030892

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空气微生物沉降及发酵过程中定向富集与固态发酵白酒的质量密切相关。该文对五粮液酿造核心区域内酿酒车间外围、车间内摊场和窖池区域等空气中浮游霉菌进行系统筛选与产酶特性解析,为阐明酿造环境空气中霉菌的多样性以及在酿酒过程的贡献度评价提供依据。采用碰撞式空气颗粒采样器,采集了不同位点135份空气样品;基于传统培养法获得空气中霉菌纯培养菌株;通过形态学特征分析和内源转录间隔区序列分析等手段进行种属鉴定;并对菌株进行产酶能力初步分析。结果显示,分离筛选的66株霉菌经鉴定属于3门6纲9目15科18属41种;曲霉属(Aspergillus)、青霉属(Penicillium)是优势菌属,分别有13个种和8个种;产α-淀粉酶、中性蛋白酶、果胶酶、纤维素酶的菌株数量分别为21、19、18和16株,其中以Aspergillus tabacinus产α-淀粉酶活力(13.34±0.89) U/g、Penicillium limosum产中性蛋白酶活力(5 391.76±63.15) U/g、Scopulariopsis sclerotiorum产果胶酶活力(10.19±0.30) U/g和纤维素酶活力(3 194.33±152.91) U/g最高。该研究从五粮液核心酿造区域获得了可培养霉菌纯培养菌株,拓展了对传统固态白酒发酵霉菌资源的认知,而霉菌菌群的产酶功能仍待进一步明晰。

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高温大曲感官指标与理化指标、微生物群落和挥发性物质的关联

邓灿, 高瑞杰, 赵永威, 缪礼鸿, 汪棉坤, 刘蒲临, 陈家晖, 范培文

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 78-85. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031269

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大曲质量评价多以感官指标评分为主。为了探究高温大曲品级的差异性,从感官指标出发,选取高温优级大曲和高温普级大曲进行对比分析,以探究感官指标与理化指标、微生物群落和挥发性物质的关系。结果表明,与普级曲相比,优级曲的酸度、氨态氮含量、发酵力、酯化力偏高,而含水量、液化力、糖化力偏低;普级曲中可培养细菌和霉菌数量均高于优级曲且差异显著;优级曲细菌群落的多样性更丰富,优势细菌属为芽孢杆菌属(Bacillus)和糖多孢菌属(Saccharopolyspora);优级曲和普级曲的真菌组成种类相同,普级曲中曲霉属(Aspergillus)真菌占比达18.24%,优级曲中仅为0.57%,且嗜热真菌高达98.89%。在高温大曲中共检测出23种挥发性物质,优级曲样品中异戊酸、己酸乙酯、糠醛和四甲基吡嗪的含量高于普级曲,异丁醛和异戊醛含量则较低。该研究可以为感官评价大曲质量提供理论依据,为高温大曲质量标准体系的建立提供参考。

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单宁添加配套工艺对赤霞珠干红葡萄酒品质的影响

房楠楠, 王二伟, 周瑶, 查巧玲, 李泽福, 姜娇, 刘延琳

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 86-92. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031202

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研究了外源单宁产品的添加对赤霞珠葡萄酒颜色、香气、感官等综合质量的影响,以宁夏新慧彬酒庄采收的赤霞珠为原料,在20 L的发酵罐中进行发酵实验。在酒精发酵期间组合添加单宁产品,用40~50 ℃的温水制备20%~30%的单宁溶液,冷却4~5 h后,将单宁溶液加入发酵液中,添加量为50~60 mg/L。酒样的风味指标通过pH示差法、紫外分光光度计法等测定;酒样香气成分通过顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用法测量;感官特征通过感官量化品评法进行描述。添加外源单宁配套工艺提高了葡萄酒的总酚、总单宁、类黄酮、酒石酸酯的含量。添加外源单宁产品后酒样明度下降,颜色更深,稳定性较高。处理酒样的1-己醇、乙酸乙酯、乳酸乙酯、3-羟基丁酸乙酯等含量降低,会减少葡萄酒的生青、指甲油和酸腐等不愉悦气味的产生,同时苯乙醇、苯乙酸乙酯、苯乙烯、己酸异戊酯、辛酸乙酯、己酸乙酯和1-壬醇等香气成分含量增加,有利于葡萄酒的果香、花香等气味产生,提高了葡萄酒的感官质量。单宁添加配套工艺可以通过改变赤霞珠干红葡萄酒的风味理化指标、颜色和香气成分等来提高葡萄酒的品质。研究结果可为大生产的工艺改良优化提供理论依据。

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植物源多酚对梨酒抗氧化能力及其感官品质的影响

刁体伟, 陈晓姣, 冷银江, 魏鑫, 赖晓琴, 马懿

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 93-101. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031036

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通过对梨酒中总酚、氨基酸、挥发性物质含量及抗氧化活性进行测定,比较植物源多酚(白藜芦醇、茶多酚)与SO₂对库尔勒香梨酒抗氧化能力及其风味感官物质的影响。结果显示,不同抗氧化剂的添加对梨酒的基础理化指标并无显著影响,均能使发酵正常完成。与空白组相比,白藜芦醇和茶多酚均能显著提高酒体总酚含量(P＜0.05)。相比于SO₂(70 mg/L),添加白藜芦醇(200 mg/L)梨酒具有更高的抗氧化能力(P＜0.05),酒体中精氨酸含量增加了369.37 mg/L;茶多酚(90 mg/L)表达出同SO₂(70 mg/L)相当的抗氧化能力,酒体中精氨酸和苏氨酸分别增加了535.14、62.75 mg/L。此外,白藜芦醇和茶多酚均能降低梨酒中异戊醇、3-甲硫基丙醇等不愉快气体的含量,茶多酚(90 mg/L)能使乙酸乙酯和乙酸苯乙酯分别增加30.09、44.13 mg/L,保留了更多的果香味,使酒体更具典型性和层次感。

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高蛋白酶活力米曲霉BL18在豆瓣酱制曲和发酵中的应用

范林旭, 付建华, 钮成拓, 郑飞云, 王金晶, 刘春凤, 许鑫, 李崎

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 102-110. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031470

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米曲霉是豆瓣酱发酵常用菌株,蛋白酶活力是评价成曲的重要指标。蛋白酶能将豆瓣原料中的蛋白质降解为寡肽以及氨基酸,为豆瓣酱风味提供重要前体物质,所以提高米曲霉的蛋白酶活力显得尤为重要。米曲霉BL18是1株具有较高蛋白酶活力的米曲霉菌株,将它应用在豆瓣酱发酵过程并与米曲霉3.042进行比较,同时通过基因组测序挖掘差异背后的遗传基础。与米曲霉3.042相比,米曲霉BL18成曲的孢子数达到4.19×10⁸个/g干曲,酸性、中性和碱性蛋白酶活力分别提高52%、7.6%和45.6%;发酵前期米曲霉BL18蛋白酶具有优势,并且能将豆瓣酱鲜味氨基酸、甜味氨基酸总量分别提升33.3%和10.8%;基因注释结果表明米曲霉 BL18具有强大的能量合成、蛋白质合成及次级代谢产物合成能力,相比于米曲霉3.042,在米曲霉BL18中发现647个特有基因。米曲霉BL18在制曲发酵过程表现出的优势性能及大量功能基因的注释为其在豆瓣酱发酵应用中提供了有力的理论基础。

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发酵果蔬汁通便作用及其对肠道菌群的影响

侯粲, 肖杰, 王黎明, 王曦, 范怡航, 倪志坚, 牛兴和, 唐培安, 应剑

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 111-116. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031172

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为阐明发酵果蔬汁的物质基础,考察其通便及调节肠道菌群的作用,文章基于超高效液相色谱-四级杆静电场轨道阱质谱系统,分析发酵果蔬汁的物质组成规律,通过数据库比对,共鉴定出32种化合物,包括黄酮类、酚酸类、有机酸类、糖类等物质。采用BALB/c成年雄性小鼠,考察发酵果蔬汁对小鼠排便时间、排便量及肠道菌群的影响。结果表明,与模型组相比,中剂量干预组可以显著缩短首粒黑便时间,由模型组的(111±19) min缩短为(92±15) min;6 h黑便粒数在低、中、高剂量干预组中分别为(20.83±5.98)、(21.82±5.89)和(27.70±5.11),呈明显剂量依赖性,且均高于模型对照组(19.17±2.52)。肠道菌群分析显示,发酵果蔬汁改变肠道菌群丰富度及多样性;中剂量干预组中,厌氧棒状菌属(Anaerostipes)、分节丝状菌属(Candidatus Arthromitus)、普雷沃氏菌属(Prevotella)等菌的相对丰度升高,Mucispirillum属、拟杆菌属(Bacteroides)、颤螺菌属(Oscillospira)、理研菌科(Rikenellaceae)、嗜胆菌属(Bilophila)等相对丰度降低。发酵果蔬汁干预有助于促进小鼠肠道蠕动和提高排便量,且肠道菌群从肉食型向植食型转变,对肠道具有保护作用的菌属相对丰度增加,而与肠道炎症等相关的菌属相对丰度减少。

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黄豆发酵与牛乳发酵酸奶的细菌多样性分析

谢辽辽, 丁云龙, 邓慧琳, 吴念, 田星

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 117-123. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031048

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为探究植物蛋白与动物蛋白发酵乳品中细菌多样性之间的关系,运用16S rRNA高通量测序技术,对纯黄豆、纯牛乳发酵酸奶中细菌多样性进行分析,并探究植物代糖对其细菌多样性差异形成的影响,预测酸奶中微生物群落功能的组成。α多样性分析结果表明,黄豆样本细菌多样性高于牛乳样本;Adonis及主坐标分析显示,黄豆样本与牛乳样本组间群落组成差异极其显著;多级物种层级分析及组间差异分析表明,黄豆、牛乳样本菌群中优势门均为厚壁菌门(Firmicutes),优势属均为链球菌属(Streptococcus),黄豆样本显著富集芽孢杆菌目(Bacillales),牛乳样本大量富集乳杆菌目(Lactobacillales);样本层级聚类分析显示,添加代糖对黄豆发酵酸奶样本群落组成具有一定的影响。功能预测发现,细胞运动、癌症(特定类型)、排泄系统、物质依赖功能在黄豆发酵酸奶样本中丰度值远大于牛乳样本。黄豆发酵酸奶细菌多样性显著高于牛乳发酵酸奶,这为开发利用植物蛋白中的微生物资源提供了理论支持。

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八种精油对乳酸菌及致病菌的选择抑制性筛选及其应用研究

薛元泰, 吴世芳, 李义恒, 石承瑞, 杨晓丽, 鲁迎瑞, 王莹, 张卫兵, 文鹏程

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 124-131. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031027

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为了开发适宜的精油-发酵乳产品,该文以6株乳酸菌及2株致病菌为指示菌,采用滤纸片法和最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration, MIC)法研究8种精油的抑菌活性;用OD₆₀₀值分析精油浓度对指示菌生长曲线的影响;并监测了精油-发酵乳发酵及储藏过程活菌数、产酸及抗氧化能力等的变化。结果表明,牛至、肉桂、百里香、丁香精油对指示菌具有良好的选择抑制性,其抑制致病菌的能力显著强于抑制乳酸菌(P<0.05)。牛至精油效果最佳,对致病菌、乳酸菌的抑菌圈直径分别为35.03~43.89和17.88~19.86 mm;相同pH下,精油对乳酸菌MIC远大于对致病菌的MIC;精油对指示菌的MIC随pH降低而降低。牛至精油对致病菌、乳酸菌的MIC分别为0.156~0.313和0.625~2.500 μL/mL。0.156、0.313 μL/mL的牛至精油对乳酸菌影响较小,生长量可达空白的91.54%~104.57%,对金黄色葡萄球菌部分抑制,生长量为空白的0%~51.06%,对大肠杆菌完全抑制。0.156、0.313 μL/mL的牛至精油在发酵乳发酵过程中,对凝乳时间及活菌数基本无影响,其促进凝乳期的产酸及抑制过度发酵导致的后酸化。在储藏过程中,显著提高了7 d内活菌数及酸度,并强化了清除DPPH自由基的能力,但造成感官评分的下降。综上,牛至、肉桂、百里香、丁香精油具有作为发酵产品抑菌剂的潜力,其中牛至精油效果最好。

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两株植物乳杆菌发酵粗提液对短乳杆菌生长的影响

胡慧琳, 戴靖, 刘彩琴, 陆胤, 谢广发, 毛青钟, 郑连宝

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 132-137. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028676

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以2株植物乳杆菌(R1和R2)为实验菌株,从短乳杆菌生长情况、细胞内外无机磷和ATP的变化情况,探讨了植物乳杆菌发酵粗提液对短乳杆菌生长的影响。结果表明,植物乳杆菌R1和R2发酵粗提液对短乳杆菌的抑菌活性分别为160和320 AU/mL;相互作用至12 h时,植物乳杆菌R1和R2致短乳杆菌细胞裂解率分别达到18.9%和20.1%;植物乳杆菌R1发酵粗提液作用于短乳杆菌90 min,短乳杆菌胞内无机磷和ATP浓度分别下降了1.135 mmol/L和16.36 μmol/g Hb;相应的,胞外无机磷和ATP浓度增加了0.894 mmol/L和20.23 μmol/g Hb;植物乳杆菌R2发酵粗提液作用于短乳杆菌90 min,短乳杆菌胞内无机磷和ATP浓度分别下降了1.601 mmol/L和21.56 μmol/gHb;相应的,胞外无机磷和ATP浓度增加了1.330 mmol/L和23.40 μmol/g Hb。说明植物乳杆菌(R1和R2)发酵粗提液能抑制短乳杆菌的生长,有破坏细胞的作用。

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多菌种分段发酵工艺制备玉米发酵酱

王斌, 黄巧, 屈明成, 杨莉, 赵珠莲, 李洪军, 李洁, 肖琳

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 138-142. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030776

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该研究通过前期米根霉菌水解发酵、后期乳酸菌发酵的分段式发酵工艺制备酸鲜玉米发酵酱。结果表明,利用米根霉将玉米中淀粉降解为多糖后,植物乳杆菌、希腊魏斯氏菌可以有效地利用玉米酱中的营养物质进行乳酸发酵。植物乳杆菌和希腊魏斯氏菌混合发酵4 d后,玉米酱的还原糖含量最低,总酸、总酚、氨基酸态氮以及感官评价分数最高,玉米酱的品质最好。说明采用多菌种分段式发酵工艺,不仅可以提高玉米酱中乳酸含量,总酚含量和氨基酸态氮含量,而且可以明显改善玉米发酵酱的发酵风味,提高产品品质。通过此工艺制备的酸鲜玉米发酵酱,营养丰富、风味饱满、口感醇厚,可以作为一种天然、营养、健康的调味基料。

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生物基大豆分离蛋白纸张涂层的热封及防水性能提升改性

孙凌志, 卢立新, 卢莉璟, 潘嘹

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 143-148. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030081

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通过差示扫描量热分析测试、热封强度测试表征制备的涂布液涂层的热封性能,研究了聚乙烯醇含量对大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)纸张涂层热封性能的影响。结果显示,SPI和聚乙烯醇的质量比为1∶1时,涂层的熔融温度显著降低;热封温度为180 ℃时热封效果最好,纸张基材均匀撕裂。研究硬脂酸质量分数(2%、4%、6%、8%、10%)对SPI涂层防水性能的影响,通过接枝反应将硬脂酸与SPI进行接枝,并利用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱证明了硬脂酸与SPI成功接枝。通过Cobb值、水蒸气渗透率、接触角对涂层的防水性能进行评价,结果显示,当硬脂酸质量分数为6%时,Cobb值降低56.6%、水蒸气渗透率降低42.32%,接触角也有明显提高,从46°增加到了87°。

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模拟移动床色谱分离甘露醇工艺

张前峰, 王丽珍

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 149-155. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033157

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甘露醇是一种重要的医药、食品原料和助剂,在传统的工业化生产中,结晶甘露醇主要是采用重结晶工艺来实现。该工艺路线较为复杂、能耗高,还存在杂醇不易外排、结晶收率低等缺陷。模拟移动床色谱分离技术是一种可规模化生产的连续色谱分离技术,能较好地克服上述问题。该文采用3组分模拟移动床色谱分离技术对甘露醇的分离效率和分离产物的质量进行了研究;通过对色谱用树脂的选型、分离参数优化,提高了结晶过程中的物料纯度,达到了缩短结晶工艺路线、改善产品质量、提高甘露醇结晶收率的目的。该技术具有分离工艺路线简捷高效、设备运行成本低和工艺自动化程度高等特点,为工业化制备高纯度甘露醇结晶产品开辟了一条新的工艺路线。

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双醛纤维素纳米晶Pickering乳液的制备及其释放二氢杨梅素的研究

葛黎明, 徐锦芳, 穆畅道, 李德富

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 156-164. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029698

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使用硫酸水解α-纤维素以制备得到纤维素纳米晶(cellulose nanocrystalline,CNC),然后利用高碘酸钠将CNC分子中邻位羟基特异性地氧化成醛基制得双醛纤维素纳米晶(dialdehyde cellulose nanocrystalline,DCNC)。分别以CNC和不同醛基含量的DCNC的悬浮液为水相,大豆油为油相制备负载二氢杨梅素的Pickering乳液。结果表明,通过调节高碘酸钠的添加量可以制备醛基含量可控的DCNC。当NaCl的浓度为50 mmol/L、CNC和DCNC悬液的质量浓度为10.0 g/L、油水相比为0.4∶1,采用超声-均质结合法能够制备稳定的Pickering乳液。高碘酸钠氧化能够减小CNC的粒径以及其表面的负电荷,进而显著增强Pickering乳液的稳定性。Pickering乳液对二氢杨梅素的释放速率随着DCNC醛基含量的增加而逐渐减缓。Pickering乳液缓释二氢杨梅素的动力学过程符合基于溶出和扩散机制的Weibull分布模型。综上,通过控制高碘酸钠对CNC的氧化程度,可以有效调节Pickering乳液的稳定性和缓释行为。

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利用柚子皮提取液制备具有抗氧化和抗菌性能的纳米银

何悦, 杜津, 任丹, 吴习宇, 徐丹

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 165-172. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029619

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纳米银(silver nanoparticles,AgNPs)具有抗菌性好、毒性低等特点,在肉制品保鲜、果蔬采后致病菌防控等领域具有良好的应用前景。该研究以机械球磨后的柚子皮提取液为还原剂,银氨溶液为银源,采用绿色还原法制备AgNPs,考察了银源、柚子皮添加量、球磨时间以及加热时间对AgNPs粒径和得率的影响。结果显示,AgNPs最佳制备工艺为将20 mL银氨溶液和0.8 g球磨40 min的柚子皮加入80 mL纯水中,在90 ℃下加热搅拌1.5 h。所得AgNPs平均粒径为(37.61±0.46)nm,呈球形面心立方结构,稳定性好,对DPPH自由基的清除率为79.2%,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌及枯草芽孢杆菌的生长均有抑制作用。该AgNPs具有抗氧化和抗菌能力,在食品活性包装中具有较好的应用前景。研究结果可为柚子皮的高值化利用、AgNPs的绿色合成提供理论指导,并推动其在食品包装中的应用。

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高压均质对脱脂油莎豆乳品质及其稳定性的影响

关淳博, 刘婷婷, 樊红秀, 陈悦彤, 邵添, 刘炳莉, 王大为

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 173-178. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029963

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为研究高压均质条件对脱脂油莎豆乳品质的影响,该试验研究了均质压力、次数对脱脂油莎豆乳的粒径、稳定性、流变特性及微观结构的影响。结果表明,随均质压力(0～30 MPa)和次数(1～2次)的增多,脱脂油莎豆乳的粒径、黏度减小、稳定性略有提升。均质压力达40 MPa、均质次数3～5次时,粒径变化不明显,稳定性下降。最佳高压均质条件为均质压力30 MPa、均质2次。在此条件下,脱脂油莎豆乳粒径分布峰向左移动,粒径显著降低,D(4,3)由(32.33±0.82)μm减小至(16.77±0.15)μm,表观黏度下降,稳定性增加,微观结构中大颗粒消失且颗粒分布均匀,表明得到的脱脂油莎豆乳品质较好。

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灰树花多糖的分离纯化、结构表征及精氨酸酶抑制活性

李彦颖, 张冰茹, 林庚兰, 张安强

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 179-186. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030908

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采用碱提法,并以DEAE Sepharose Fast Flow离子柱层析和Sephacryl S-500 HR凝胶柱层析从灰树花(Grifola frondose)子实体中分离纯化得到水溶性多糖GFPN-2-A,通过高效尺寸排阻色谱-多角度激光散射-示差联用(high-performance size exclusion chromatography-multi-angle laser scattering-refractive index,HPSEC-MALLS-RI)、HPLC、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)、扫描电子显微镜、原子力显微镜、刚果红实验和比色法等对其进行结构表征及精氨酸酶抑制活性分析。结果表明,GFPN-2-A是分子质量为4.56×10⁶ Da的β构型多糖,主要由葡萄糖以及少量的葡萄糖醛酸、甘露糖、核糖和半乳糖组成,物质的量比为54∶1∶0.51∶0.37∶0.68,其主要为碎屑状和片状,在水溶液中的构象呈现出圆柱和圆锥的块状特征,不含三螺旋结构。GFPN-2-A能够抑制精氨酸酶的活性,IC₅₀为(0.855 ± 0.64)mg/mL。动力学分析表明,GFPN-2-A对精氨酸酶的抑制为竞争性可逆抑制,抑制常数K_i为0.284 mg/mL。该研究首次证明了灰树花多糖对精氨酸酶具有抑制作用,为灰树花多糖药物开发开辟新的药物靶点提供了理论依据。

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氯化胆碱/乳酸低共熔溶剂预处理对笋壳物化性质及酶解效率的影响

胡强, 王延云, 蒋琼, 龚卫华, 王燕

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 187-193. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032963

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笋壳是竹笋加工过程中的副产物,为解决笋壳生物质的转化利用,其关键的一步是建立一种绿色、高效的提高笋壳酶水解效率的预处理方法。以笋壳为原料,采用不同条件的低共熔溶剂(deep-eutectic solvents,DES)预处理,利用扫描电镜、X-射线衍射及傅里叶红外光谱等手段分析笋壳木质纤维素成分及物化特征的变化,探究DES预处理方法在笋壳样品纤维素酶水解效率方面提升的效果和潜在原因。结果表明,DES预处理后,笋壳样品中纤维素的含量从35.86%上升至48.63%,半纤维素的含量从19.13%下降到15.59%,木质素的含量从28.67%下降到14.82%;DES预处理有效地破坏了笋壳木质纤维素致密的外观形态,并较大程度地减小了笋壳的抗降解屏障。数据表明,DES较大程度地减少笋壳中的木质素和少量的半纤维素,而高度保留了纤维素且DES预处理并未改变笋壳纤维素的晶型结构;笋壳样品的酶水解率从29.24％(未处理)提升至90.43%(110 ℃,氯化胆碱和乳酸摩尔比为1∶9),比原材料的酶水解率提升了3.1倍。研究显示,氯化胆碱/乳酸在最佳条件中(110 ℃,摩尔比1∶9)能实现笋壳高效酶解转化,且能实现笋壳木质素的有效脱除。

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蒸汽爆破预处理对芝麻粕蛋白结构与功能特性的影响

吴甜甜, 易军鹏, 董晶寅, 李欣

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 194-200. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029469

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为探究蒸汽爆破预处理对芝麻粕蛋白的影响,采用碱提酸沉法提取蛋白质,对其结构与功能特性进行分析。结果表明,经过蒸汽爆破处理后,芝麻粕蛋白微观结构发生改变,亮度降低,氨基酸含量下降,疏水性增加,溶解度升高,蛋白持油、起泡和乳化性能得到改善。差式扫描量热仪和热重分析仪数据显示,蒸汽爆破后的芝麻粕蛋白的热性能有所提高;红外光谱结果表明,蒸汽爆破处理后芝麻粕蛋白二级结构发生变化,且β折叠结构增加;蛋白质糖基化结果显示,在蒸汽爆破过程中,美拉德反应被激活。该研究表明,用蒸汽爆破可改善芝麻粕蛋白的功能特性。

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原辅料对素食香肠品质的影响及对素食香肠嫩度的主成分分析

叶思源, 陈林, 陈琪华

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 201-208. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030467

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不同原辅料的种类及添加量对素食香肠的质构有一定影响。该研究通过Warner-Bratzler剪切测试、全质构测试、感官评定以及主成分分析方法,建立素食香肠嫩度综合评价模型,得出主成分1(咀嚼特性)和主成分2(黏性),并结合后续生产需求、素食配方研究以及口感需求,得出大豆分离蛋白、谷朊粉、马铃薯淀粉、乳液和额外水的最适添加量分别为57.5 g(占总体质量9.9%,下同)、40 g(8.8%)、50 g(8.5%)、110 g(27.8%)和25 g(4.9%)。素食香肠的蒸煮损失率与质构特性相关性不大,说明原辅料的种类和添加量会对素食香肠的评价方法产生变化。主成分分析方法表明,不能将剪切力作为素食香肠嫩度评价的唯一评价指标,应将剪切力与质构特性相结合进行综合评价。该研究为后续素食食品的质构分析、感官评定、嫩度研究以及配方筛选提供了参考。

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即食重组纤维感鱼糜制品的制备及特性表征

朱士臣, 冯媛, 刘书来, 周绪霞, 丁玉庭

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 209-216. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030378

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以鱼糜和风干鸡胸肉粒为原料,通过控制食盐、水分和谷氨酰胺转胺酶(transglutaminase, TGase)添加量,采用响应面分析法优化制备了一种具有纤维感的即食重组鱼糜制品,并以微观结构、内源荧光光谱、聚丙烯酰胺凝胶电泳以及化学作用力等指标表征复合鱼糜制品的热稳定特性。结果表明,食盐添加量0.5%、水分添加量4.1%、TGase添加量0.5%条件下制备的重组鱼糜制品经高温灭菌后仍具有较高的咀嚼度(2 812.8),且高温灭菌前后咀嚼度降低率仅为5.7%。一定程度的高温处理导致肌原纤维蛋白活性基团暴露,促使其发生聚集和交联,形成有序的网状结构。但随着处理温度的进一步升高,凝胶网络结构松散,孔洞变大,肌纤维断裂明显。SDS-PAGE结果表明,随着处理温度的升高,肌球蛋白重链发生明显降解。化学作用力分析结果表明,疏水相互作用和二硫键为维持蛋白质热稳定的主要作用力。该研究可为丰富鱼糜制品种类,开发一种即食鱼糜制品提供参考。

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低温等离子体对鲅鱼脂质与蛋白质氧化的影响

姜竹茂, 桑晓涵, 潘芸芸, 陈增鑫, 王佳媚, 位正鹏, 杨青, 王金梅

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 217-224. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030341

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为研究低温等离子体处理条件对鲅鱼脂质和蛋白质氧化的影响,该研究采用不同的电压、时间、气体成分和阻隔板厚度分别处理鲅鱼肉,分析鱼肉中硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances, TBARS)、羰基含量、巯基含量以及蛋白表面疏水性变化。结果表明,经低温等离子体处理后鲅鱼脂质和蛋白质氧化明显,升高处理电压、延长处理时间和增加包装中氧气浓度能够增加鱼肉TBARS、羰基含量和蛋白表面疏水性值,降低其巯基含量;在一定范围内降低阻隔板厚度,能够明显增加鱼肉脂质和蛋白质氧化程度,当阻隔板厚度超过8 mm时,鲅鱼氧化程度变化不明显。综上,高电压和长时间低温等离子体处理能够加速鲅鱼氧化,同时,包装中高氧气含量对鱼肉中脂质和蛋白质氧化有促进作用。因此,优化低温等离子体处理电压、时间、气体成分和阻隔介质厚度等条件,对维持处理后鱼肉品质具有重要意义。

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响应面法优化冷冻水煮罗非鱼片稳定剂配方

熊雅雯, 黄卉, 李来好, 杨贤庆, 陈胜军, 郝淑贤, 吴燕燕, 魏涯

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 225-234. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029942

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该文拟通过复合添加剂提高预制冷冻水煮罗非鱼片在煮制过程中的质构稳定性,以罗非鱼为原料,通过单因素试验研究了NaHCO₃、魔芋葡甘露聚糖、大豆分离蛋白、木薯淀粉对冷冻罗非鱼片解冻损失率、蒸煮损失率和质构特性的影响,再通过响应面法优化提高鱼肉质构热稳定性的配方参数。结果表明,碳酸氢钠、魔芋葡甘露聚糖、大豆分离蛋白和木薯淀粉对冷冻罗非鱼片持水性及质构特性都具有明显影响,提高煮制冷冻罗非鱼片质构稳定性的最佳配方为:NaHCO₃ 23 g/L、魔芋葡甘露聚糖4.5 g/L、大豆分离蛋白41 g/L、木薯淀粉28 g/L。在此条件下煮制冷冻罗非鱼片蒸煮损失率为1.78%,质构硬度为112.5 g,弹性为4.06 mm,与对照相比鱼片持水性提高了93.15%,硬度提高了37.14%,弹性提高了23.58%。扫描电镜结果显示,优化配方能够保持冷冻罗非鱼片在煮制过程中的组织致密性及完整性,降低肌原纤维结构的破坏程度,对提高冷冻水煮罗非鱼片质构稳定性具有良好效果。

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挤压处理小麦糊粉层粉对面团及面包品质的影响

朱慧雪, 温纪平, 黄梦凡, 刘帅, 王静, 展小彬

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 235-241. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029632

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为研究挤压小麦糊粉层粉添加量对面团及面包品质的影响,以100 g面包粉作为基准,将小麦糊粉层粉采取挤压稳定化处理后磨粉按照0、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%(质量分数)的添加量制成混合粉并制作面包。对混合粉的湿面筋及面筋指数、溶剂保持力、糊化特性,粉质特性、发酵特性及面包的品质进行测定分析。结果表明:随着挤压处理小麦糊粉层粉添加量的增加,混合粉的膳食纤维、氨基酸、矿物质、维生素、蔗糖、碳酸钠溶剂保持力、a^*、b^*值增加,L^*值、乳酸溶剂保持力降低;面团的吸水率、弱化度、回生值、糊化温度增加;湿面筋含量、面筋指数、粉质指数、峰值黏度、最终黏度、最大发酵高度、产气量、持气率减小,面包比容及亮度降低;添加量10%~20%时,品质良好;添加量在20%~25%时,面包品质尚在可接受范围内,超过25%以后品质劣变严重。因此,挤压小麦糊粉层粉的添加量在25%以内时,小麦粉的营养品质显著增加,提高面包营养的同时,品质也尚在可接受范围内。

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白桃风味近水饮料贮存过程中的风味稳定性研究

阳丽红, 赵华杰, 周子萱, 郭宁, 常旋, 舒欣怡

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 242-248. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029841

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采用感官分析与仪器分析相结合的方式,研究了3种市售白桃风味近水饮料保温贮存14 d内的风味稳定性。结果表明,贮存14 d后,3种饮料的白桃风味都有不同程度的劣变。利用固相萃取结合气相色谱质谱联用对挥发性物质定性定量分析,结果表明,3种市售饮料中芳樟醇的含量在贮存过程中随时间延长显著降低,而α-松油醇含量在贮存过程中呈上升趋势。结合感官分析结果,推断芳樟醇和α-松油醇含量的变化是导致风味劣变的主要原因。参照市售饮料样品,建立了白桃风味饮料模型,研究了pH、温度以及维生素C对模型中芳樟醇和α-松油醇变化的影响。结果表明,温度升高和pH值降低都会促进芳樟醇向α-松油醇转变,而维生素C对这一转变影响不明显。且饮料体系pH>4.00时,芳樟醇的降解趋缓。因此,从风味稳定性角度考虑,建议芳樟醇香气贡献较大的风味(如白桃)饮料体系的pH值应控制在4.00以上。

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蜜柑皮和蜜柑果肉膳食纤维的结构表征、理化和功能性质

桑嘉玘, 李璐, 温靖, 辜青青, 徐玉娟, 刘昊澄, 傅曼琴, 卜智斌

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 249-255. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028715

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采用超声辅助复酶法对蜜柑皮和蜜柑果肉中可溶性膳食纤维(soluble dietary fiber,SDF)和不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber,IDF)进行提取,解析其理化性质、功能和结构的差异。结果表明,4种膳食纤维单糖组成相同,均含有丰富的阿拉伯糖、葡萄糖和木糖,其中,蜜柑皮的IDF单糖含量最高;理化性质显示,蜜柑皮SDF具有较好的膨胀性,为18.33 mL/g;蜜柑皮IDF的持油性和持水性最好,分别为3.64和14.60 g/g;此外,红外光谱和X射线衍射表明,4个样品结构有差异性,但均具有明显的糖类和纤维素特征吸收峰;吸附实验表明,4种膳食纤维在同一pH环境下均具有较好的胆固醇和亚硝酸盐吸附能力;扫描电子显微镜结果表明,蜜柑果肉和蜜柑皮IDF表面疏松,而SDF表面较为光滑。综上所述,4种膳食纤维都具有较好的生理活性,蜜柑皮提取的IDF性质最优,结果可为蜜柑皮和蜜柑果肉膳食纤维在食品行业中的应用提供理论支撑。

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香茅精油处理对马铃薯的抑芽作用研究

袁丽雪, 赵愉涵, 孙斐, 韩聪, 闫琰, 李丹, 部建雯, 陈庆敏, 傅茂润

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 256-263. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029295

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为探究出一种绿色安全的马铃薯抑芽方法,以“V7”马铃薯为试验材料,采用1.0 mL/kg(以马铃薯实际质量计)剂量的香茅精油处理马铃薯块茎,在常温下(25 ℃)贮藏20 d。每隔4 d取样观察马铃薯块茎发芽形态,并测定发芽率、发芽指数、糖代谢、蛋白质代谢相关指标。结果表明,香茅精油可有效抑制马铃薯块茎发芽,贮藏结束时,发芽率和发芽指数分别为15.00%和4.29%,而对照分别是100.00%和30.00%,达到显著差异水平(P<0.05)。贮藏期间,香茅精油处理可影响马铃薯呼吸强度,减缓淀粉、还原糖、总糖、可溶性蛋白质含量的下降,抑制了还原糖的积累,总蛋白含量变化较小,对果糖和葡萄糖的影响小,但加快了蔗糖的降解速度。结果表明,香茅精油有良好的抑芽效果,香茅精油对糖代谢的影响较大,而对蛋白质代谢的影响较小,但其具体的生理生化及分子机制还需进一步研究。

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超高效液相色谱-高分辨质谱法定量测定肉类特征肽的质谱采集模式对比

王忠合, 李晓婷, 胡文梅, 王军

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 264-273. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031049

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采用超高效液相色谱-高分辨质谱法测定肉类特征肽,探讨液相色谱洗脱参数、质谱采集模式和参数等对肉类特征肽定量测定的影响,以建立肉类特征肽鉴别和定量测定的方法。样品中蛋白质经超声辅助法提取,胰蛋白酶酶解后经固相柱净化去除基质中的盐类等干扰物,以体积分数0.1%的甲酸水溶液和乙腈为流动相,通过超高效液相色谱梯度洗脱分离,采用四极杆静电场轨道阱高分辨质谱的平行反应监测(parallel reaction monitoring,PRM)模式和靶标单一离子监测/数据依赖扫描(targeted single ion monitoring/data-dependent MS/MS scans, tSIM/ddMS²)模式采集,外标法定量测定。结果表明,色谱梯度洗脱条件、碰撞能量、采集模式等对特征肽的测定影响较大,梯度洗脱流速增加至0.3 mL/min可有效减少峰展宽与拖尾,PRM采集模式不需优化碰撞能可直接采用归一化碰撞能为28的值,tSIM/ddMS²采集模式可采用Skyline软件优化出的最优碰撞能值,从而简化优化碰撞能的过程。不同采集模式下各特征肽标准溶液质量浓度的线性关系良好(相关系数≥0.99),检出限分别为0.04~0.19 μg/L、0.01~0.16 μg/L,在牛肉丸提取液中的基质效应为81.3%~114.7%,3个添加浓度下的加标回收率为89%~117%,且相对标准偏差≤10%(n=5)。2种采集模式均可利用二级碎片离子鉴别目标物以提高检测的准确性,12批次牛肉丸样品检测中共检出含有猪肉源或鸡肉源特征肽的比例为58.3%,其中有明确标识的为42.8%。

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高效液相色谱-荧光检测器-二级阵列管检测器法测定烤羊肉串中16种多环芳烃

张永胜, 韩金花, 田铸, 张丹, 张珍, 师希雄

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 274-280. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030814

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通过优化前处理条件(超声波时间、固相萃取柱、洗脱剂种类和洗脱剂体积),建立烤羊肉串中16种多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)残留的高效液相色谱-荧光检测器-二级阵列管检测器检测方法。以乙腈和乙腈饱和正己烷为提取液,样品经30 min超声波辅助提取,及多环芳烃分子印迹柱(polycyclic aromatic hydrocarbons molecularly imprinted column, PAH-MIP)固相萃取,用9 mL V(正己烷)∶V(二氯甲烷)=30∶70洗脱;苊烯用二极管阵列检测器测定,其他15种PAHs用荧光检测器测定,色谱柱为 Agilent SB C18柱,进样量为5 μL,柱温30 ℃,流速0.8 mL/min,流动相选用乙腈和水,洗脱模式为梯度洗脱。在1~50 ng/mL范围内,16种PAHs线性关系良好,相关系数均大于0.99,在2、5、20 ng/mL 3个加标水平下,平均回收率为81%~104%,相对标准偏差为0.95%~5.84%,方法检出限(S/N=3)为0.33~3.30 μg/kg,定量限(S/N=10)为1.0~10.0 μg/kg。高效液相色谱-荧光检测器-二级阵列管检测法适用于羊肉串中PAHs的分析。

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不同品牌醪糟感官评定及挥发性成分分析

龚燕川, 符东, 蔡光容, 刘帮勤, 谯雯, 郭登辉

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 281-287. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032670

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为了比较不同品牌醪糟的挥发性成分差异性,采用模糊数学感官评价、顶空固相微萃取-气质联用仪(headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)和电子鼻对6个品牌的醪糟进行了分析比较。模糊数学法感官评定结果显示,SL、SLS、DH和DL等4个品牌醪糟较其他2个品牌更受消费者喜爱。基于聚类分析和主成分分析(principal component analysis,PCA)对挥发性成分进行了定性分析,实现了对不同品牌醪糟的相似性和差异性研究。6个品牌的醪糟经HS-SPME-GC-MS共鉴定出121种挥发性物质,以酯类、醇类、醛类、酸类和萜烯类为主,酯类和醇类构成了醪糟的主体香气。GC-MS数据聚类分析和PCA的结果表明,6个品牌可分为3类,不同类别之间的挥发性成分存在显著差异。电子鼻传感器响应值前2个主成分的累计贡献率为95.1%,样品之间有较好的区分度。将主要挥发性成分和电子鼻进行了相关性分析,结果表明不同挥发性成分的相对含量和传感器信号响应值存在相关性。该研究结合模糊数学感官评价、HS-SPME-GC-MS和电子鼻分析了6个品牌的醪糟挥发性成分,为不同品牌醪糟的风味评价提供了参考依据。

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基于电膜萃取-高效液相色谱法测定奶酪中的组胺

陈楚翘, 刘振民, 喻东威, 徐斐, 叶泰, 曹慧, 于劲松, 袁敏

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 288-293. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031274

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该文以聚丙烯酰胺凝胶膜为萃取材料,利用自行组装的萃取装置,建立了一种基于电膜萃取法(electromembrane extraction,EME)快速提取奶酪中组胺的方法。在电场驱动力作用下,组胺阳离子经聚丙烯凝胶膜孔进入接受相溶液中,采用HPLC对萃取液进行分析。结果表明组胺富集倍数达到1.7倍,相对标准偏差(n=6)为1.41%~5.71%。该方法操作简单、成本低,能够满足组胺的快速分析需求,也为食品中其他无机化学危害物的提取与检测提供了新的方法与思路。

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液态乳制品中乳清蛋白和酪蛋白含量分析

孔凡华, 赵笑, 李宏, 白沙沙, 杨春雪, 孙晓辰, 富宏坤, 侯君钊, 崔亚娟

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 294-299. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029794

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随着居民对乳制品消费能力的提升,消费者对乳制品的品质提出了更高的要求,乳中功能蛋白因其重要的生物学功能成为研究热点。该实验采集13种风味发酵乳和风味酸乳以及15种其他液态乳制品,共计28个样品,采用高效液相色谱-串联质谱法测定28种液态乳制品中乳清蛋白和酪蛋白的含量。结果显示,不同来源、不同加工方式液态乳制品中乳清蛋白和酪蛋白的含量存在一定差异,鲜牛奶和纯牛奶中乳清蛋白和酪蛋白的含量普遍高于风味发酵乳和风味酸乳。该文评价了28种液态乳制品中乳清蛋白和酪蛋白的差异性,以期分析不同加工方式对乳品中功能蛋白含量的影响,为消费者购买高品质液态乳制品提供数据支撑。

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超高液相色谱-四极杆飞行时间质谱技术定量牛奶中主要蛋白质

韩静雯, 李国辉, 钟其顶, 王道兵, 班楠, 刘洋

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 300-305. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030460

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建立了16 min内检测牛奶中β-酪蛋白、α_S1-酪蛋白、α_S2-酪蛋白、κ-酪蛋白、α-乳白蛋白和β-乳球蛋白6种主要蛋白质的超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱定量方法。牛奶样品经前处理后,用C18色谱柱分离,四级杆飞行时间质谱系统检测,外标法定量,并对不同蛋白质的亚型进行了解析。结果表明,6种蛋白质在各自浓度范围内呈现良好的线性关系(R²>0.99), 3个不同添加水平的加标回收率为92.43%~107.69%,保留时间日内精密度和日间精密度分别为0.14%~0.39%和0.17%~0.37%,峰面积日内精密度和日间精密度分别为3.06%~8.07%和3.90%~9.42%。方法在实现6种主要蛋白质定量检测的同时,有望对乳制品品质分析以及品种鉴定提供技术支撑。

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UPLC-Q-TOF-HRMS技术结合SWATH采集方法同时测定柠檬果实中26种生物活性成分的含量

赵希娟, 庞雯辉, 谭涛, 张耀海, 焦必宁

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 306-314. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030869

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利用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间高分辨质谱(ultra performance liquid chromatography-quadrupole-time of flight high resolution mass spectrometry,UPLC-Q-TOF-HRMS)技术结合所有理论碎片离子的连续窗口采集(sequential window acquisition of all theoretical fragment ions,SWATH)模式,采用特征二级碎片离子峰面积进行外标法定量,建立了一种快速、灵敏同时测定柠檬中13种类黄酮、8种香豆素和呋喃香豆素、2种类柠檬苦素和3种酚酸物质的方法,并对6个品种柠檬果实的果皮、果肉和果汁中这26种生物活性成分进行了定量分析。方法学考察结果显示,该方法具有良好的线性关系、灵敏度、精密度和准确度:线性方程的相关系数均在0.99以上;定量限最低可达0.001 μg/L;日间相对标准偏差和日内相对标准偏差分别不超过5.33%和6.39%;加标回收率为(84.27±3.02)%~(114.25±1.77)%。定量结果表明,不同品种与不同部位的柠檬样品中生物活性物质的含量存在较大差异。26种物质在6种柠檬果实中的含量排序为:柯尔提粗柠檬>里斯本柠檬>尤力克柠檬>美国粗柠檬>扁红柠檬>北京柠檬;果皮中的含量显著高于果肉和果汁,所测类黄酮的总含量在26种生物活性成分中占比最高,是柠檬生物活性成分的主要来源之一,其中橙皮苷的含量居首位;柠檬油素、橙皮油内酯、伞形花内酯是柠檬果实中含量较高的香豆素类物质。该研究建立的同时测定26种生物活性成分含量的方法适用于柠檬果实不同部位多类型生物活性物质的筛查和定量分析,方法灵敏、可靠、具有通用性,可用于植物源性产品中多类型生物活性物质的分析研究。

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ε-聚赖氨酸发酵工艺的研究进展

王月, 扶教龙, 张昳

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 315-321. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031663

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ε-聚赖氨酸(ε-poly-L-lysine,ε-PL)是由白色链霉菌产生的一种新型天然聚合物,由25~35个L-赖氨酸通过α-羧基和ε-氨基连接形成。现代生物技术基因工程、基因组重排和响应面法已经在工业规模上显著提高了这种新型同源多聚氨基酸的合成效率,并扩展了其工业应用。ε-PL已被广泛用作食品和化妆品行业的防腐剂,生物可降解材料,基因转运载体等。近年来的研究主要集中在微生物技术生产ε-PL和生物合成机理方面。文章着重介绍了ε-PL发酵工艺的研究进展,包括培养基的优化、pH控制策略、溶解氧控制策略、生物反应器和其他生产工艺;概述了ε-PL生物合成和产ε-PL菌株分离改造。这将有助于这种新型聚合氨基酸的发展,同时为其他生物聚合物的研究提供参考。

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控释型多糖-植物精油抑菌包装材料研究进展

连欢, 魏雯雯, 王达, 杨相政

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 322-327. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031285

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植物精油具有很强的抗菌作用,将植物精油添加到多糖中有助于提高多糖膜的抑菌性,延迟精油的挥发释放,从而制备控释抗菌活性包装。文章就多糖-精油复合膜的研究现状、添加植物精油对多糖膜的性能和结构的影响、精油的控释技术以及在果蔬保鲜中的应用现状进行了综述,并对存在的问题和发展趋势进行了讨论,以期为多糖-精油复合膜的发展方向提供参考。

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蓝莓酵素功能特性研究进展

杨彬彦, 党娅, 尤丽

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 328-336. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031360

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随着人们健康观念和养生保健意识的增强,创新型功能性食物越来越受到关注,其中发酵食品因其较高的营养价值和保健功能逐渐出现在大众的视野中。蓝莓作为一种绿色健康食品,含有丰富的碳水化合物、维生素、矿物质、多酚类、黄酮类等多种功能成分,是乳酸发酵的优良基质。采用益生菌发酵蓝莓制备蓝莓酵素,可以影响和改善蓝莓的营养价值、感官品质、功能特性、贮藏特性等,具有极大的发展前景。文章综合分析了近几年蓝莓酵素的研究进展,介绍了蓝莓酵素的发酵菌种及发酵工艺,阐述了蓝莓酵素含有的营养成分和多种保健功能,讨论了蓝莓酵素未来的发展方向,为开发新型酵素食品和实现蓝莓酵素工业化提供了理论基础。

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海产品中砷的形态及其毒性研究进展

钟映雄, 陈佳佳, 汪思钧, 陈建平, 李瑞, 贾学静, 刘晓菲, 宋兵兵, 钟赛意

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 337-343. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030754

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有毒元素的形态和毒性是当下科学研究的前沿方向。砷是常见的有毒类金属,分为有机态和无机态两种形态,一般认为无机砷毒性远大于有机砷,有机砷仅为低毒或无毒。但是随着研究技术手段的发展,越来越多的研究发现部分有机砷也存在较强的毒性。文章重点阐述海产品中砷的形态、分布特征、毒性评价以及健康风险评估的研究进展;最后,展望了砷形态在化学、生物学、预防医学、毒理学等学科交叉下的发展前景,旨在为进一步研究砷的形态、毒性以及安全性风险评估提供参考。

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海参加工产品开发现状及研究进展

刘东竹, 于笛, 郑杰, 刘雨曦, 傅志宇, 李龙, 孟楠, 方梓蓥, 宋志远

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 344-351. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032165

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海参营养价值和药用价值极高,富含氨基酸、脂肪酸、维生素以及多糖、皂苷、胶原蛋白和脑苷酯等多种活性物质,具有抗氧化、抗肿瘤、抗凝血和调节机体免疫力等多种生理功效。海参加工产品备受消费者青睐,市场前景广阔。文章在阐述海参营养价值和生理功效的基础上,对海参加工产品的开发现状和研究进展进行了系统综述。同时,归纳和总结了海参加工产业发展过程中存在的问题,并对产业未来可能的发展战略进行了展望,以期为海参精深加工产业的发展提供理论参考。

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食品中柠檬黄快速检测方法研究进展

石媚, 邙明哲, 沈辰谕, 姚志轶

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 352-359. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031859

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柠檬黄是一种水溶性偶氮类食品着色剂,在各类食品中应用广泛。过量摄入会导致过敏、哮喘、腹泻、湿疹、肾脏功能异常,甚至存在致畸、致癌等风险。因此,建立柠檬黄的快速检测方法对于相关食品的质量与安全保障具有重要意义。文章针对目前柠檬黄的快速检测方法进行了综述,并按照各种方法的原理进行分类,主要包括电化学法、荧光探针法、表面增强拉曼法、毛细管电泳法、免疫学法等。并对各种方法的优缺点、灵敏度等进行分析比较,以期为建立精准快速测定体系中柠檬黄含量的方法提供参考。

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省一流特色学科和一流课程双重建设背景下《食品分析》课程教学改革的探索实践

姜淑娟, 李淋, 赵培, 唐越, 张思敏, 秦宁波, 杜明

食品与发酵工业. 2022, 48(23): 360-364. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032725

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食品专业人才的专业素养与思想道德品质的培养对食品安全与社会发展至关重要,传统的《食品分析》教学模式已不能满足食品科学与工程专业人才培养目标的需求。基于大连工业大学食品科学与工程一流特色学科和一流课程建设,课程团队对《食品分析》课程积极进行教学创新改革的探索与实践,重新准确定位课程目标,探索了课程思政教育的实施路径,创新教学方法,建立了多元化过程性课程考核体系和目标达成度评价体系,并持续进行改进。实践表明,以学生为中心的任务驱动法和融入思政教育的教学改革,贯穿以考促学的过程性考核评价体系,激发了学生的专业学习兴趣和潜能,学生分析解决问题的能力和专业素养得到提高。为食品专业其他相关课程的教学改革提供了参考。

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