食品与发酵工业

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方红辉, 倪晔, 周婕妤, 董晋军, 许国超, 张兆俊, 韩瑞枝

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 1-7. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031487

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络塞是一种抗高原反应药物的主要活性成分,可通过尿苷二磷酸糖基转移酶UGT73C5催化肉桂醇糖基化反应合成。然而UGT73C5在大肠杆菌宿主中可溶性表达极差,严重限制了其工业应用。该研究分别通过与分子伴侣共表达和与助溶蛋白标签融合表达的方式,提高UGT73C5在Escherichia coli BL21(DE3)中的可溶性表达。结果显示,除质粒pKJE7外,与分子伴侣质粒pG-KJE8、pGro7和pG-TF2共表达后均可提高UGT73C5酶活力,分别为原始酶活力(18.56 U/g细胞)的1.27、1.18、1.37倍。此外,利用硫氧还蛋白(thioredoxin,Trx)和谷胱甘肽巯基转移蛋白(glutathione S-transferase,GST)两种助溶蛋白标签,构建的融合酶Trx-UGT73C5 和GST-UGT73C5的酶活力为原始酶活力的1.45、2.54倍,且纯化后的比酶活力为原始酶的80%~90%。最后,在2 mmol/L肉桂醇合成络塞的反应中,相同浓度细胞破碎液(粗酶)融合酶GST-UGT73C5比原始酶催化效率更高,4 h后转化率可以达到90%以上,最终转化率达到93.6%。因此,助溶蛋白标签融合表达法可有效提高UGT73C5在大肠杆菌中的可溶性表达,且融合酶GST-UGT73C5在络塞的酶法合成中具有更大的应用潜力。

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七烯甲萘醌合成过程中关键蛋白的定位分析

陈奇, 张智航, 夏洪志, 孙怡, 金柯, 吕雪芹, 崔世修, 刘龙

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 8-12. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029324

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七烯甲萘醌作为维生素K₂的重要亚型,在细胞中主要存在于细胞膜上,在氧化磷酸化的过程中起到电子载体的作用。作为七烯甲萘醌合成过程中的关键酶,1,4-二羟基-2-萘甲酸异戊二烯基转移酶(1,4-dihydroxy-2-naphthoic acid prenyltransferase, MenA)和甲基转移酶(methyltransferase,MenH)目前研究较少,其在细胞中的分布还未被研究,这也限制了七烯甲萘醌产量的进一步提高。该研究重点关注MenA和MenH在细胞内的分布问题,首先构建MenA、MenH和eGFP的融合蛋白,利用荧光定位的方法确定MenA和MenH在细胞中的定位。然后,使用表面活性剂Triton-100破坏细胞膜的结构,发现随着表面活性剂浓度的增加,七烯甲萘醌的合成受到明显抑制。该研究表明细胞膜结构的完整性是七烯甲萘醌合成的前提条件,并且揭示了七烯甲萘醌是在细胞膜上直接被合成,不是被转运到细胞膜中。研究结果为深入探索七烯甲萘醌合成机制提供了方向。

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高山被孢霉NADP⁺依赖型异柠檬酸脱氢酶的异源表达与活性分析

王旭旭, 孙晓琪, 陈海琴, 赵建新, 陈卫, 唐鑫

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 13-19. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031576

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产油真菌胞质中NADP⁺依赖型异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase, IDH)能够为脂肪酸合成提供还原力,前期研究表明高山被孢霉的异柠檬酸脱氢酶4(Mortierella alpina isocitrate dehydrogenase4, MaIDH4)对脂质积累有积极的影响。为了深入研究MaIDH4的性质,该文将其在大肠杆菌和毕赤酵母系统中分别进行异源表达并纯化,均成功获得纯酶,并考察了不同表达系统对酶活性和产量的影响。首先克隆MaIDH4至表达载体pET28a(+)和pPink-HC-3CZHEK构建重组质粒,然后分别转化至Escherichia coli BL21(DE3)和PichiaPink^TM Strain 2进行诱导表达,最后采用镍柱纯化获得携带10×His标签的MaIDH4重组酶,检测纯酶的比活力分别是34.10 U/mg和43.00 U/mg,酶产量分别为10.28 U/L和159.12 U/L。通过纯酶比活力和酶产量分析表明相比于大肠杆菌表达系统,毕赤酵母宿主更适合MaIDH4的异源表达。

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毕赤酵母多基因组装系统的构建及其在2-苯乙醇合成中的应用

陈晓瑞, 战春君, 白仲虎, 杨艳坤

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 20-25. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031597

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巴斯德毕赤酵母是一种优良的外源蛋白生产平台,近年来也被用于发酵生产高附加值化学品。为了使产品生产适应发酵工业的需要,常需要对毕赤酵母进行代谢改造,同时表达多个基因。该文设计并建立了一种毕赤酵母多基因组装系统,利用golden gate克隆实现多元件整合,并通过Cre-lox系统去除抗性标签。该系统可实现同时游离或整合表达多个基因,插入位点、启动子、终止子均可灵活调整。利用这一系统对毕赤酵母进行改造,用于发酵合成高价值化学品2-苯乙醇。通过游离表达比较不同来源的关键基因,并整合表达2-酮-3-脱氧-D-阿拉伯庚酮-7-磷酸合酶ARO3、ARO4^K229L和ARO5,分支酸变位酶ARO7^G141S和预苯酸脱水酶PHA2基因,最终重组菌株PE-3合成了408.4 mg/L 2-苯乙醇,是出发菌株的10倍以上。该研究建立多基因组装的系统可用于毕赤酵母代谢工程,构建适用于发酵生产蛋白或其他代谢产物的重组菌株。

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不同来源S-腺苷甲硫氨酸合酶在大肠杆菌中的表达及催化应用

Hero Nmeri Godspower, 乔郅钠, 徐美娟, 饶志明

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 26-33. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031256

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S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine,SAM)是一种重要的代谢中间体,对机体代谢活动的正常运行起重要作用,它是由底物L-甲硫氨酸和ATP在SAM合酶催化下生成的,目前主要应用于医药行业。该研究首先以蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus和谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum基因组为模板扩增出SAM合酶编码基因BcmetK和CgmetK,以pETDueT1质粒为载体,以大肠杆菌E.coli BL21(DE3)为底盘细胞,构建了SAM合成菌株E.coli BL21/pETDuet1-BcmetK和E.coli BL21/pETDuet1-CgmetK。其次,针对SAM合成菌株全细胞催化合成体系条件进行了优化,重组大肠杆菌E.coli BL21/pETDuet1-BcmetK在最优条件[L-甲硫氨酸浓度50 mmol/L、ATP浓度50 mmol/L、1.2% (体积分数) 的OD₆₀₀值约9.0的细胞悬浮液、600 mmol/L pTSoNa、50 mmol/L MgSO₄、100 mmol/L K₂SO₄、45 ℃、pH 8.0]下,连续转化5 h,获得了464 mg/L的SAM。重组大肠杆菌E.coli BL21/pETDuet1-CgmetK在最优条件[L-甲硫氨酸浓度50 mmol/L、ATP浓度40 mmol/L、0.8%(体积分数)的OD₆₀₀值约9.0的细胞悬浮液、800 mmol/L pTSoNa、50 mmol/L MgSO₄、100 mmol/L K₂SO₄、45 ℃、pH 8.5]下,连续转化5 h,获得了528 mg/L的SAM,可见,谷氨酸棒杆菌来源的SAM合酶催化能力优于蜡状芽孢杆菌来源的,更有利于SAM的合成。该研究成功构建了SAM合成菌株,虽然产量水平不高,但为SAM的可持续生物合成提供了重要借鉴。

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鞣花酸在UM-A型人肠道菌群中体外转化及对肠道菌群的影响

邓宇, 杨诗颖, 冼文妍, 杨宇哲, 杨瑞丽

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 34-40. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031032

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采用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱(UPLC-Q-Exactive Orbitrap/MS)对鞣花酸在尿石素代谢型A(urolithin metabotype A,UM-A)人肠道菌群中体外代谢转化产物进行定性定量分析,并应用 16S rRNA 高通量测序技术分析鞣花酸对人肠道菌群组成及代谢通路的影响。在人肠道菌群孵育后,鞣花酸主要转化产物为尿石素M6、尿石素C、尿石素A。代谢转化24 h,产物尿石素M6、尿石素C和尿石素A 的生成率分别为18.36%、1.23%和43.45%;代谢转化72 h,尿石素A生成率为52.09%。与空白组相比,在门水平上鞣花酸显著增加厚壁菌门相对丰度,显著降低拟杆菌门、变形菌门相对丰度;在属水平上显著增加粪球菌属(Coprococcus)、丁酸弧菌(Anaerostipes)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、毛螺杆菌属(Lachnospira)和迟缓埃格特菌属(Eggerthella)等相对丰度。肠道菌群KEGG代谢通路分析显示鞣花酸下调了脂多糖生物合成蛋白、脂肪细胞因子信号通路、碳水化合物消化吸收等代谢通路的丰度;上调了RIG-I样受体信号通路,电子转运载体等代谢通路的丰度。该研究为鞣花酸对UM-A代谢型人群健康作用的物质基础和肠道菌群调节作用提供基础数据。

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Caldisericum exile来源新嗜热脂肪酶的发现及酶学特征的研究

刘捷婧, 王敏婷, 周于婷, 陈萍, 欧阳永长

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 41-46. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030896

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脂肪酶在进化过程中具有菌属特征,新嗜热脂肪酶的开发是脂肪酶研究和应用的重要方向。从嗜热微生物发酵产物或利用宏基因组方法分离发现新嗜热脂肪酶的操作过程较为繁琐。该文基于生物信息学方法和异源表达技术,对海洋热泉来源的Caldisericum exile基因组数据进行筛选和进化分析,发现BAL81435.1(GenBank ID)可能编码新的嗜热脂肪酶。将该序列克隆到pET28(a)载体上,诱导表达后对该酶进行分离纯化和酶学性质表征。试验证实BAL81435.1编码新的嗜热脂肪酶,其底物为长碳链(C₁₂以上)的对硝基苯磷酸酯,最适底物为C₁₆的长碳链,最适pH值为8.8,最适温度为60 ℃。该嗜热脂肪酶在4~60 ℃具有较好的温度耐受性,对大部分有机溶剂、金属离子、变性剂及高浓度的NaCl有较好的耐受性,但对表面活性剂敏感。该研究表明BAL81435.1编码新的嗜热脂肪酶,为嗜热脂肪酶的进一步开发奠定基础。

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嗜盐白蚁菌褐藻胶裂解酶的重组表达与改造优化

吴雯, 朱风帅, 俞嘉乐, 李恒, 龚劲松, 许正宏, 史劲松

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 47-53. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031405

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为进一步拓展褐藻胶裂解酶在枯草芽孢杆菌体系中的高效表达,该研究以来源于海洋嗜盐白蚁菌WX (Isoptericola halotolerans WX)的一段褐藻胶裂解酶基因aly-ih为目的片段,成功构建Bacillus subtilis-pMA5-aly-ih工程菌,并利用启动子改造与培养基优化的方法提高酶催化活性。采用同源重组方法,将内源性启动子Hpa Ⅱ替换为mpr,Aly-IH酶活力较初始酶活力提高至4倍;进一步通过启动子的串联多拷贝提高酶活力,当拷贝数为3时,重组酶酶活力较初始酶活力提高至5.1倍。在此基础上,优化发酵培养基配方,在16 g/L甘油、16 g/L大豆蛋白胨、25 mmol/L Mn²⁺的培养条件下,Aly-IH酶活力提高到320 U/mL,是初始酶活力的10.7倍。该酶可高效降解褐藻胶得到平均聚合度为2.3的寡糖产物。研究结果表明,经枯草芽孢杆菌表达并改造优化的褐藻胶裂解酶Aly-IH具有良好的催化性能和应用潜力。

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驼乳源乳铁蛋白嵌合肽对口腔致龋菌抗菌作用的初步探究

李梦雨, 伊丽, 吉日木图

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 54-62. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031044

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该研究旨在评估驼乳源乳铁蛋白(lactoferrampin-lactoferricin, LFA-LFC)嵌合肽对变异链球菌、唾液链球菌和远缘链球菌的抗菌效果并初步探究其作用机制。首先预测并鉴定驼乳源LFA-LFC嵌合肽的分子特性和二级结构;通过测定嵌合肽最低抑菌(minimum inhibitory concentration, MIC)、杀菌浓度(minimum bactericidal concentration, MBC),绘制时间-致死曲线,评估嵌合肽的抗菌效果;分析嵌合肽对生物膜的预防、消除作用。采用电子显微镜观察嵌合肽对细菌的作用位点,测定菌体DNA迁移率,对嵌合肽的抗菌机制进行初步研究。结果表明,驼乳源LFA-LFC嵌合肽对变异链球菌、唾液链球菌和远缘链球菌的最低抑菌浓度分别为32、32、64 μmol/L;最低杀菌浓度分别为128、128、256 μmol/L;细菌在1×MIC嵌合肽浓度处理30 min后完全致死;当嵌合肽浓度为128 μmol/L时预防生物膜生成约80%,512 μmol/L时消除生物膜约50%;4×MIC嵌合肽浓度处理细菌后发现其细胞膜均出现裂解,DNA未发生迁移。该研究认为驼乳源LFA-LFC嵌合肽对3株菌表现出显著的抗菌效果,嵌合肽可通过破坏细菌细胞膜,进入细胞内部作用于DNA,抑制细菌生长繁殖。

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白酒大生产过程中乙醇稳定碳同位素变化特征研究

岳涛, 王道兵, 李安军, 姜利, 李国辉, 岳红卫, 张洛琪, 钟其顶

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 63-67. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030807

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为了研究白酒大生产过程中乙醇稳定碳同位素的变化特征及其在掺假检测领域的应用可行性,该文利用稳定同位素比值质谱仪(isotope ratio mass spectrometry, IRMS)对蒸酒过程、酒醅与基础酒和发酵过程中的乙醇δ¹³C的变化规律进行了研究,并分析了基础酒和成品白酒的稳定性特征,结果表明,蒸酒过程中出现了反蒸气压分馏效应,会影响不同摘酒段的乙醇δ¹³C,而酒醅与基础酒之间不存在显著差异,基础酒和成品白酒存在一定波动范围,但无显著性差异。该研究对下一步应用碳同位素技术进行白酒真实性保障和掺假检测提供数据支持。

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1-甲基环丙烯结合高氧处理对杏果贮藏品质的影响

张佳佳, 周鹤, 易薇, 时蒙蒙, 赵一平, 魏世杰, 王伟, 李学文

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 68-73. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029914

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为探索1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)、高氧气调贮藏及二者协同作用下对小白杏的贮藏保鲜的效果,通过用1 μL/L 1-MCP处理、高氧处理和高氧处理结合1-MCP处理,研究了杏果实在0 ℃下贮藏42 d期间可溶性固形物含量(soluble solids content,SSC)、可滴定酸(titratable acid,TA)、维生素C、呼吸强度、色泽变化、细胞膜通透性和商品率的变化。结果表明,1-MCP处理可以延缓果实硬度和维生素C含量下降速率(P＜0.05),降低小白杏的呼吸速率。高氧处理可以显著延缓果实硬度、TA含量和果皮颜色变化(P＜0.05)。高氧处理结合1-MCP不仅能够有效延缓果实营养物质(硬度、TA、维生素C)的下降还能保持果实色泽,并有效地推迟了呼吸高峰,延缓了果实衰老褐变的进程,降低了呼吸速率(P＜0.05)。因此,1-MCP和高氧对小白杏均有明显的保鲜效果,且高氧结合1-MCP处理的保鲜效果优于单一处理贮藏效果。

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纳米SiO₂改性无籽刺梨黄酮微胶囊的制备及特性

毕会敏, 杨宗玲, 范方宇, 张学浩

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 74-81. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029566

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该文以纳米SiO₂改性大豆分离蛋白为壁材,采用喷雾干燥法制备无籽刺梨黄酮微胶囊。研究分析了纳米SiO₂添加量对微胶囊物理性质、黄酮抗氧化活性及体外模拟释放能力的影响,利用差示扫描量热仪(differential scanning calorimetry,DSC)、X射线衍射光谱(X-ray diffraction,XRD)、红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)对微胶囊进行表征。纳米SiO₂添加量为5%时,黄酮微胶囊的综合性能较好,包埋率为95.44%,水分含量为4.55%,熔融温度为120.7 ℃。纳米SiO₂的加入和微胶囊化不影响黄酮的抗氧化活性、还原性。纳米SiO₂的加入对微胶囊在模拟胃液中的释放没有影响,但在肠道中可起到缓释作用。XRD、FTIR、SEM分析表明,纳米SiO₂可强化芯材的包埋效果、机械强度和热稳定性。

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中华管鞭虾在不同贮藏温度下品质变化的规律

韩悦, 张小军, 陈雪昌

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 82-90. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029648

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以中华管鞭虾为对象,分别在冷藏(0 ℃,0~12 d)和冻藏(-30 ℃和-45 ℃,0~120 d)条件下,比较分析虾肌肉组织感官、pH、持水力、挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substance,TBARS)值、K值、质构等指标的变化。研究表明,由于贮藏时间的不断延长,冷藏和冻藏虾肌肉pH均不断升高,但冻藏条件下虾的pH升高幅度低于冷藏条件下;虾肌肉的持水率随贮藏时间延长而逐渐降低,冷藏至12 d时降低至66.1%,-30 ℃和-45 ℃冻藏至120 d时分别降低至73.9%和77.1%;而虾肌肉的TBARS、K值等均呈现不同程度的上升,TBARS以丙二醛(malondialdehyde,MDA)表示,冷藏至12 d时分别为2.56 mg MDA/100g和45.3%,-30 ℃和-45 ℃冻藏至120 d时分别为0.98、0.91 mg MDA/100g,31.67%和17.95%,冷藏条件下各指标上升趋势显著高于冻藏条件。综上所述,在冻藏过程中冻藏温度越低,越能够有效保护中华管鞭虾肌肉的组织结构、质地和品质。研究结果为不同贮藏方式下中华管鞭虾理化特性及组织结构变化提供了理论基础。

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三七茎叶-滇黄精速溶粉提取工艺及抗氧化活性分析

梁正维, 王晓漫, 刘小苏, 张双艳, 马燕, 陈军文, 张广辉, 姜薇薇, 赵银河, 赵明

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 91-98. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030025

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为探索三七茎叶-滇黄精复合产品的开发工艺,该研究分析了三七茎叶-滇黄精速溶粉中可溶性总糖、皂苷、多酚化合物的组成及含量,并测定其抗氧化活性。以单因素-响应面实验考察三七茎叶-滇黄精在乙醇添加量、料液比(g∶mL)、浸提时间3种变量条件下的最佳浸提条件,进一步以喷雾干燥的方法获取三七茎叶-滇黄精速溶粉,以蒽酮比色法测定速溶粉中可溶性总糖的含量,高效液相色谱法测定速溶粉中皂苷、多酚含量,进一步测定其抗氧化活性,并进行感官审评。喷雾干燥优化出三七茎叶与滇黄精的最佳质量比为6∶4,最佳浸提工艺为三七茎叶-滇黄精的料液比(g∶mL)为1∶21,29%(体积分数)乙醇,浸提37 h,重复浸提2次,每1 kg复合物可得到速溶粉374.23 g,得粉率37.42%,该速溶粉溶解性好,香甜回甘。速溶粉中可溶性总糖含量为(55.44±3.21) mg/g,活性成分以三七皂苷Fa、Fd、Fc、人参皂苷Rb1等7种皂苷及咖啡酸(caffeic acid, CA)、表儿茶素没食子酸酯(epicatechin-3-gallate, ECG)、表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocahechin-3-gallate, EGCG)等5种酚类化合物为主。抗氧化活性结果表明,三七茎叶-滇黄精速溶粉对ABTS阳离子自由基、DPPH自由基、超氧阴离子自由基、羟自由基具有较好的清除能力,其IC₅₀值分别为0.30、0.63、0.49、1.67 mg/mL。该研究优化了三七茎叶-滇黄精浸提工艺,所得速溶粉富含皂苷、多酚、可溶性糖等成分,为三七茎叶和滇黄精在食品开发领域提供基础研究数据,为云南特色食品及药食同源产品的开发利用提供科学支撑。

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热变性程度对谷氨酰胺转氨酶诱导大豆分离蛋白凝胶性质的影响

赵建生, 马相杰, 孟少华, 徐姣, 李鑫, 邹神中, 江玉琴, 袁静瑶, 曾茂茂, 陈洁

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 99-105. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031543

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大豆分离蛋白(soybean protein isolated,SPI)由于在实际生产过程中工艺不同导致其结构和性质不一,会影响最终谷氨酰胺转氨酶(glutamine transaminase,TG酶)诱导形成的凝胶类产品。为探索不同结构SPI对酶诱导蛋白凝胶的影响,制备了不同热变性程度的SPI,研究其蛋白组成、表面疏水性、溶解性、粒径分布以及凝胶强度、持水性和凝胶形态。结果表明,热处理加剧SPI亚基的解离与聚集,并导致SPI的表面疏水性增强、溶解性下降,同时,粒径随温度的升高而增大,但升至95 ℃后减小。SPI凝胶强度在85 ℃时最低,而在95 ℃时最高。对于95 ℃热处理SPI的凝胶,随着蛋白浓度的增大,凝胶强度增大,气孔增多;随着TG酶浓度的增加,凝胶强度增大,而持水性在TG酶浓度为1.80 U/g时达到最低,同时气孔较多;50 ℃培养的SPI凝胶强度高于4 ℃培养样品。结果表明,大豆蛋白一定程度的热变性(尤其95 ℃热处理)有利于经TG酶诱导形成蛋白凝胶,这为工业生产提供了一定的理论依据。

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罗非鱼-大豆共沉淀蛋白乳液稳定二十二碳六烯酸藻油的研究

肖丁浩, 张若兰, 洪鹏志, 周春霞, 宋春勇, 钟坦君

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 106-112. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030279

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为探究共沉淀蛋白乳液稳定二十二碳六烯酸(docosahexenoic acid,DHA)藻油的可行性,该研究以罗非鱼分离蛋白(tilapia protein isolate,TPI)、3种罗非鱼-大豆共沉淀蛋白(tilapia-soy protein co-precipitates,TSPC_2∶1、TSPC_1∶1和TSPC_1∶2)和大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)为乳化剂,高压均质制备TPI、TSPC和SPI-DHA藻油乳液,比较5种乳液的物理稳定性和氧化稳定性。结果表明,与TPI乳液比较,随着原料中大豆比例的增加,TSPC-DHA藻油乳液的平均粒径和乳析指数减小(P＜0.05),Zeta电位绝对值增大(P＜0.05),乳液的物理稳定性增强。与SPI乳液比较,贮藏过程中TSPC-DHA藻油乳液的过氧化值和硫代巴比妥酸反应物值明显较小(P＜0.05),乳液的氧化稳定性明显改善。TSPC_1∶1和TSPC_1∶2乳液在4 ℃贮藏28 d无明显分层,氧化产物含量接近TPI乳液,乳液稳定性较好。初步分析,共沉淀蛋白中的大豆蛋白组分能更好地覆盖油水界面,提高了乳液贮藏的物理稳定性,而鱼蛋白组分能够减缓油脂的氧化速率,提高了乳液贮藏的氧化稳定性。TSPC乳液具有优于TPI乳液的物理稳定性和优于SPI乳液的氧化稳定性,可用作良好的乳化剂稳定DHA藻油。该研究结果可为共沉淀蛋白功能乳液的开发提供参考。

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不同提取工艺对生姜提取物及化学组成的影响

朱艺佳, 唐泽群, 陈可可, 杨秀群, 田弋夫, 余德顺

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 113-119. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029639

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对贵州水城产生姜采用不同提取工艺分别得到水蒸气蒸馏姜精油、乙醇溶剂姜油、超临界CO₂姜油、超临界CO₂姜精油和超临界CO₂姜油树脂5种提取物,其收率分别为0.86%、3.56%、4.78%、1.27%和3.39%。对提取物化学组成用GC-MS进行了定性与归一化分析,并用HPLC对姜酚类化合物进行了定量检测。GC-MS对水蒸气蒸馏姜精油、乙醇溶剂姜油、超临界CO₂姜油、超临界CO₂姜精油及超临界CO₂姜油树脂分别检出39、45、48、50及46种化合物,对GC-MS色谱流出图、归一化法化学组成中21个含量1%以上成分以及HPLC定量检测结果进行了统计及分析比较。结果表明,水蒸气蒸馏姜精油和超临界CO₂姜精油、乙醇溶剂姜油和超临界CO₂姜油的化学组成分别较为接近,超临界CO₂姜油树脂差异较大;采用超临界CO₂选择性提取分离工艺可一次性得到6-姜酚含量分别为42.05 mg/g的姜精油和170.98 mg/g的姜油树脂,显示出对姜酚类物质较高的分离富集效率;通过调整提取工艺参数,超临界CO₂可从生姜中得到姜油、姜精油及富含姜酚类物质的姜油树脂3种提取物,是生姜中挥发性及脂溶性生物活性成分提取分离的优选工艺。

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富硒牡蛎肽的制备及其抗氧化和血管紧张素转化酶抑制活性研究

夏珍, 陈冰冰, 黄文, 康澳, 梁兴唐, 尹艳镇, 唐德剑, 孟莉, 刘果, 曹庸, 苗建银

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 120-128. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030065

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为开发兼具抗氧化和血管紧张素转化酶(angiotensin converting enzyme, ACE)抑制活性的富硒牡蛎肽,该研究以富硒牡蛎蛋白为原料优化制备富硒牡蛎肽,并对其硒含量、氨基酸组成、抗氧化活性和ACE抑制活性进行评价。结果表明,富硒牡蛎肽的最佳酶解条件为时间4 h、温度37 ℃、酶底比0.5%、pH 1.0、底物质量浓度7 g/100mL。该条件下制备的富硒牡蛎肽富含与抗氧化和ACE抑制活性相关的疏水性氨基酸和酸性氨基酸,其清除DPPH自由基和ABTS阳离子自由基的EC₅₀值分别为1.365、1.074 mg/mL,并呈现出良好的细胞抗氧化活性(EC50:1.114 μg/mL),对HepG2细胞的氧化损伤具有显著的保护作用,且呈量效关系。此外,富硒牡蛎肽的ACE抑制活性较强,这可能与其良好的抗氧化活性具有内在关联性。富硒牡蛎肽具有良好的抗氧化和降血压活性,该研究结果为牡蛎源富硒肽研究奠定了前期基础,为天然富硒营养健康食品的开发提供了理论依据。

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原人参二醇组皂苷选择性制备人参皂苷20(S)-Rg3和Rg5及其生成机理研究

张浩然, 朱小涵, 张跃伟, 李琳, 李玲, 成乐琴

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 129-137. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030121

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该文以原人参二醇(protopanaxadiol,PD)型皂苷为原料,盐酸为催化剂,选择性制备稀有人参皂苷Rg5和20(S)-Rg3。主要探索了酸浓度、乙醇浓度、反应温度以及反应时间对制备人参皂苷20(S)-Rg3和Rg5的影响,并通过同位素标记法研究了人参皂苷Rg3的生成机理。结果表明,当PD型皂苷质量浓度为15 mg/mL,HCl浓度为0.02 mol/L,乙醇体积分数为99%,反应温度为60 ℃,反应时间为3.5 h时,20(S)-Rg3和Rg5收率分别为15.32%和50.12%,20(S)-Rg3的de值为98.28%。同位素标记法研究反应机理表明,PD皂苷在盐酸催化下高立体选择性地生成Rg3是S_N2机理。该方法催化剂价廉易得,操作简单,在生成Rg5的同时又能高立体选择性生成20(S)-Rg3,为一步合成多种高活性稀有人参皂苷提供新的思路。

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GAPDH@Fe₃O₄固定化酶脱除樱桃酒生物胺的研究及对酒体指标的影响

邢鑫, 王鲁良, 张冰艳, 袁新杰, 褚琪, 孙舒扬

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 138-145. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031126

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植物乳杆菌来源的三磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase, GAPDH)具有生物胺降解活性,将其与Fe₃O₄磁性纳米粒子耦合制备固定化酶(GAPDH@Fe₃O₄),有望增加其重复利用批次,从而降低生产成本。该文研究了此固定化酶在樱桃酒陈酿中的实际应用效果,测试其重复利用批次对酒体中的生物胺、基本理化指标、挥发性组分和非挥发性酚类物质的影响。酒体中检测到组胺、酪胺、腐胺等8种生物胺,固定化酶首次处理时各生物胺的降解率达到了18.6%~55.2%;重复利用10次后生物胺降解率仍达到6.4%~17.1%。挥发性组分利用气相离子迁移色谱检测,共检测出37种组分。经固定化酶首次处理后,樱桃酒中的乙酸乙酯、乙酸异丁酯、3-甲硫基丙醇、正己醇、苯甲醛、丁酸、α-蒎烯等物质的含量出现15.6%~34.5%的下降;固定化酶重复利用10次后,挥发性组分含量与初始样品无显著性差异。非挥发性酚类利用高效液相色谱测定,检测出没食子酸、原儿茶酸、绿原酸等6种组分,固定化酶处理对樱桃酒中的非挥发性酚类物质未产生显著性影响。综上所述,GAPDH@Fe₃O₄具备较高的生物胺降解效率,对酒样品质不产生负面影响,且重复利用性高,因此在食品领域有较好的应用前景。

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原料乳冷藏时间对牦牛乳硬质干酪理化指标的影响

邱婷, 张忠明, 张卫兵, 宋雪梅, 王莹, 文鹏程

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 146-151. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031152

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冷链贮存运输已广泛运用于各大乳制品生产,冷藏时间的长短对原料乳及其制作的干酪理化品质具有重要影响。该研究以冷藏24、48、72 h牦牛乳为原料制作硬质干酪,比较了硬质干酪成熟过程中的理化指标变化规律。结果表明,在0~6个月成熟期中,冷藏24、48、72 h牦牛乳制成的硬质干酪中水分含量、脂肪含量呈现降低趋势,NaCl含量呈现增加趋势。pH值在成熟初期下降,到成熟后期又逐渐升高;pH 4.6可溶性氮、12%三氯乙酸可溶性氮和游离氨基酸总量呈现增加趋势。整个成熟过程中,3组牦牛乳硬质干酪中pH 4.6可溶性氮、12%三氯乙酸可溶性氮以及游离氨基酸总量始终为冷藏72 h组＞冷藏48 h组＞冷藏24 h组。该研究可为牦牛乳的冷藏及其在干酪加工中的应用提供理论参考。

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不同乳酸菌抗氧化作用和胆固醇降解能力的初步研究

徐超, 章绍兵, 孟珺, 王敬丽, 朱萌茜

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 152-158. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031305

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为了筛选出具有良好抗氧化作用和胆固醇降解能力的乳酸菌,以商业化菌株Lactobacillus rhamnosus GG为阳性对照,评价了L.kefir BNCC 190565、L.acidophilus ATCC 4356、L.buchneri BNCC 187964、L.casei CICC 23184、L.plantarum subsp. plantarum CICC 20279这5株乳酸菌的基础益生活性、羟自由基清除能力、还原力和DPPH自由基清除率、降解胆固醇能力及α -葡萄糖苷酶抑制能力。结果表明,L.acidophilus ATCC 4356和L.plantarum subsp.plantarum CICC 20279具有最强的消化道耐受力及良好的益生特性;L.acidophilus ATCC 4356、L.plantarum subsp.plantarum CICC 20279和L.casei CICC 23184具有较强的抗氧化能力;6株菌对胆固醇的降解率均在50%以上,表现出了很强的胆固醇降解能力;L.buchneri BNCC 187964的α -葡萄糖苷酶抑制率显著高于L.rhamnosus GG,其余4株菌和L.rhamnosus GG没有显著性差异。对各项指标进行综合比较,发现L.acidophilus ATCC 4356和L.plantarum subsp.plantarum CICC 20279这2株菌有着突出的性能,具有很强的应用潜力。

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不同剂量的枸杞沙棘配伍对小鼠免疫功能的影响

杨妮, 李莹, 朱嘉文, 周先加, 白家瑞, 刘洋, 惠竹梅

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 159-165. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029867

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为探索枸杞和沙棘不同配伍比例对小鼠免疫功能的影响,经口给予小鼠0.35、0.70、1.05 g/kg·BW剂量的枸杞沙棘胶囊粉30 d,分别测定免疫器官脏器/体重比值。采用刀豆蛋白(concanavalin A, ConA)诱导的小鼠脾淋巴细胞转化实验、2,4-二硝基氟苯(2,4-dinitrofluorobenzene, DNFB)诱导的小鼠迟发型变态反应、血清溶血素的测定、小鼠碳廓清实验、抗体生成细胞检测、自然杀伤细胞(natural killer cell, NK细胞)活性测定、小鼠腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞实验等方法测定小鼠各项指标。结果表明,与阴性对照组比较,高剂量组能够显著增强ConA诱导的小鼠脾淋巴细胞转化能力及DNFB诱导的迟发型变态反应(delayed type hypersensitivity, DTH)、吞噬率、吞噬指数、小鼠碳廓清吞噬指数、NK细胞活性及抗体生成细胞数量,且差异显著(P<0.05);中剂量组可显著提高小鼠抗体积数,差异显著(P<0.05),说明该产品对细胞免疫功能和体液免疫功能测定结果均为阳性,具有增强免疫力的功效。该研究证明枸杞和沙棘配伍可用于提高免疫力产品的开发。

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红花椒精油对致口臭菌的抗菌和抗生物膜活性研究

易金枝, 程志敏, 陈彦荣, 王建辉, 李昌珠, 肖志红, 刘冬敏, 方芳, 李思源

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 166-172. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031448

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该研究通过水蒸汽蒸馏法从甘肃(ZB₁)、云南(ZB₂)、山西(ZB₃)和陕西(ZB₄)4个产地的红花椒中提取精油,利用全二维飞行时间质谱分析红花椒精油(Zanthoxylum bungeanum essential oils,ZBEOs)的主要化学成分,并采用微量肉汤稀释法测定ZBEOs对具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)和牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis)的最小抑菌浓度和最小杀菌浓度,筛选出抑制效果最佳的ZB_xEO,通过扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜进一步观察其对受试菌菌体和生物膜的影响。结果表明,受试ZBEOs中均富含芳樟醇(4.68%~22.75%)、β-月桂烯(5.31%~17.02%)和柠檬烯(5.76%~9.78%)。ZBEOs对受试菌的生长均具有不同程度的抑制效果,其中从云南红花椒中提取的精油(ZB₂EO)对2种受试菌的抗菌活性最强,可破坏受试菌的形态结构,对菌体造成不可逆的损伤。此外,经ZB₂EO处理后,受试菌生物膜结构变得松散,生物量减少。综上,ZBEOs对致口臭菌具有良好的抗菌和抗生物膜活性,为ZBEOs在口臭防治方面的开发和利用提供了理论参考依据。

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生浆豆渣混菌发酵过程中的营养品质和功能特性变化规律

郑润敏, 戴易祎, 谢其辉, 彭露湫, 王承明

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 173-180. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031473

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采用雅致放射毛霉联合运动发酵单胞菌对生浆豆渣进行发酵,研究0~72 h发酵过程中豆渣的营养品质和功能特性变化规律,并利用酶活力变化分析了原因。结果表明,豆渣的粗蛋白含量逐渐下降,蛋白分子质量逐渐降低。可溶性蛋白含量先升后降,在发酵60 h达到峰值11.01 mg/g[以牛血清白蛋白(bovine albumn,BSA)当量表示]。氨基酸态氮含量逐渐上升,在发酵72 h达到0.31 g/100g。粗脂肪含量在发酵0~48 h逐渐下降,然后维持在7%左右。不溶性膳食纤维逐渐向可溶性膳食纤维转化,均在发酵48 h后趋于稳定,此时含量分别为54.74%和7.07%。可溶性总糖和还原糖含量先降后升,在发酵72 h分别达到80.26 mg 葡萄糖/g和7.55 mg 葡萄糖/g。持水性、持油性均在发酵48 h时达到峰值,分别为10.36 g/g和6.04 g/g。水溶性和膨胀性逐渐上升,在发酵72 h时分别达到了21.36%和8.82 mL/g。酶活力测定发现,微生物可以在发酵过程中产生活力逐渐变强的蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶,由此解释了生浆豆渣营养品质和功能特性的变化规律。该研究结果为生浆渣的微生物改性、工艺优化以及产品开发提供一定理论和技术支撑。

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欧李原花青素体外抗氧化性及对小鼠肝损伤保护的研究

徐潇吟, 田争福, 张惠玲

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 181-186. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029932

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该文研究欧李原花青素体外抗氧化活性和对四氯化碳诱导小鼠肝损伤的保护作用。体外抗氧化研究表明,原花青素标准品清除自由基能力>原花青素样品>抗坏血酸。将60只4周龄ICR雄性小鼠随机分为正常组、模型组、阳性对照组和欧李原花青素低、中、高剂量共6组。模型组通过腹腔注射四氯化碳建立小鼠肝损伤模型,给药5周后,麻醉心脏取血,检测小鼠血清中丙氨酸转氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、天冬氨酸转氨酶(aspartate aminotransferase,AST)水平和肝组织中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性及丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量。与模型组相比,高剂量组小鼠血清中ALT、AST活性极显著降低(P<0.01),中、高剂量组肝组织SOD、GSH-Px活性极显著增加(P<80.01),说明欧李原花青素提取物的抗氧化性对小鼠肝损伤具有保护作用。

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油菜籽品种对浓香菜籽油风味的影响

张欢欢, 张玲, 黄桃翠, 高飞虎, 张雪梅, 李雪, 杨世雄, 梁叶星

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 187-194. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031088

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以6种不同品种的油菜籽为原料,在同一工艺条件下制取浓香菜籽油,采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用仪(headspace-solid phase micro extraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)分析鉴定6种不同品种浓香菜籽油的挥发性风味成分,结合相对气味活度值(relative odor activity value, ROAV)确定菜籽油中的关键风味物质,再结合主成分分析和感官评价探讨低芥酸浓香菜籽油与高芥酸浓香菜籽油之间,低芥酸浓香菜籽油之间整体风味的差异。结果表明,6种浓香菜籽油共检测出41种挥发性成分,主要的挥发性风味物质为硫甙降解产物、杂环类化合物、苯环类化合物和酮类化合物;利用ROAV法确定6种浓香菜籽油的关键风味物质,其中1~5号低芥酸菜籽油均有的关键风味物质包括2-甲基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、糠醛、苯代丙腈、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚,6号高芥酸浓香菜籽油的关键风味物质为3-丁烯基异硫氰酸酯、苯代丙腈、2,3,5-三甲基吡嗪;主成分分析与感官评价表明低芥酸浓香菜籽油与传统浓香菜籽油的整体风味具有明显区别,传统浓香菜籽油呈刺激味、辛辣味,而不同品种低芥酸浓香菜籽油之间也有差异,但有重叠部分,即均具有烤坚果味。

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超高压和热处理对沙棘-哈密瓜复合果汁品质的影响

任书凝, 宋永程, 李缘, 邢亚阁, 毕秀芳

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 195-201. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029048

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以沙棘和哈密瓜为原料,通过感官评价分析,研制出一款沙棘-哈密瓜复合果汁。分别采用超高压(500 MPa,5 min)和热处理(90 ℃,1 min)对果汁进行处理,分析处理前后和贮藏15 d内杀菌效果、色泽、活性成分等的变化。结果表明,经过超高压和热处理后,沙棘哈密瓜复合汁菌落总数<1 lg CFU/mL,贮藏15 d后菌落总数也符合国家标准要求。贮藏前后和贮藏过程中,pH值和可溶性固形物含量无显著变化(P>0.05)。与未处理组相比,超高压处理对沙棘哈密瓜复合汁颜色的影响小于热处理组,超高压处理的样品在贮藏过程中颜色比热处理组更稳定。贮藏期间,维生素C、总酚、总黄酮和抗氧化活性均呈下降趋势。超高压处理能较好地保留样品中的维生素C、总酚、总黄酮和抗氧化活性,其保留率分别为75.48%、74.54%、84.16%和92.75%。因此,超高压是一种能保持沙棘哈密瓜复合汁品质的杀菌方法。

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不同加工工艺藤椒油的麻味物质和风味成分研究

蒋凌燕, 朱翔, 赵麟, 文成刚, 尤霜, 谢天芳, 代倩

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 202-211. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030190

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以藤椒为原料,通过鲜榨、閟制和CO₂超临界萃取3种加工工艺制备藤椒油,采用HPLC和顶空固相微萃取联合气相色谱-质谱法(headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)对比分析藤椒油中麻味物质和挥发性风味成分。结果表明,3种藤椒油中麻味物质均以羟基-α-山椒素为主(P<0.05),其中CO₂超临界萃取藤椒油中羟基-α-山椒素[(605.02±7.940) mg/g]、羟基-β-山椒素[(48.76±0.673) mg/g]及羟基-γ-山椒素[(1.58±0.004) mg/g]含量显著高于其他2种藤椒油;3种藤椒油中共鉴定出143种挥发性成分,种类及相对含量上存在差异,但主要挥发性风味成分均为芳樟醇(17.20%~30.04%)、D-柠檬烯(16.54%~20.95%)为主。麻味物质和挥发性风味成分的差异,使得3种藤椒油感官品质存在区别。该结果为藤椒油质量标准化提供品质数据基础。

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欧李原花青素对马铃薯淀粉消化的影响

李奎, 魏代巍, 李姝琪, 张惠玲

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 212-217. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029262

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向马铃薯(青薯9号)中添加不同比例的欧李果实原花青素,通过体外模拟消化实验,研究分析了欧李原花青素与马铃薯淀粉复合后的消化特性,并通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和AutoDock Vina软件等探究欧李原花青素抑制马铃薯中淀粉消化的机理。结果表明,随着欧李原花青素添加量的增加马铃薯中慢消化淀粉(readily digestible starch,RDS)含量显著降低,慢消化淀粉(slowly digestible starch,SDS)和抗性淀粉(resistant starch,RS)含量升高。FTIR和XRD结果说明,欧李原花青素可能以氢键等非共价作用力与马铃薯中的淀粉结合。另外利用AutoDock Vina 软件对欧李原花青素与α-淀粉酶进行分子模拟对接处理。结果表明,对接位点位于淀粉酶蛋白结构的疏水空腔内,且欧李原花青素通过共价结合和非共价作用抑制了α-淀粉酶活性。

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母乳中胆固醇及胆固醇酯分布规律研究

张淑红, 王龙琼, 丁德胜, 何小玲, 蔡甜, 张华, 陈科伟

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 218-225. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030751

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该研究利用超高效液相色谱-高分辨质谱技术对母乳中胆固醇和胆固醇酯进行系统性定性定量分析,分析不同泌乳阶段(初乳1~7 d、过渡乳8~15 d、成熟乳16 d以后)胆固醇及胆固醇酯组成及含量差异。结果表明,除胆固醇外,初乳、过渡乳和成熟乳中分别存在13、11、7种微量胆固醇酯,整个泌乳期中二十四酸胆固醇酯(C24∶0)和棕榈酸胆固醇酯(C16∶0)含量最高。母乳中胆固醇及胆固醇酯含量存在较大的个体差异,但总体上呈现出初乳中胆固醇及胆固醇酯的含量均为最高。其中不同的胆固醇酯之间表现出一定相关性,尤其是二十二碳烯酸胆固醇酯(C22∶1)与硬脂酸胆固醇酯(C18∶0)具有极强的相关性(皮尔逊相关系数为0.88)。研究结果可为婴配食品的生产研发提供借鉴和参考。

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急性温度胁迫对缢蛏不同组织脂质过氧化及抗氧化生理响应的影响

方佳琪, 张敏, 郑凯, 贾淼, 李奇勋, 李玉申, 王红婷

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 226-233. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030567

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为探究急性温度胁迫下缢蛏(Sinonovacula constricta)的氧化应激以及脂质过氧化情况,比较缢蛏不同组织的抗氧化生理响应,该研究将暂养后的缢蛏分为5组,分别在25、28、30、32、35 ℃的水浴下进行温度胁迫,测定各组缢蛏鳃、消化腺和外套膜中丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量、过氧化氢(hydrogen peroxide, H₂O₂)含量、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性、过氧化氢酶(catalase, CAT)活性、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GPX)活性、还原型谷胱甘肽(glutathione, GSH)含量以及总抗氧化能力(total antioxidant capacity, T-AOC)。结果表明,在25～35 ℃条件下,缢蛏SOD、CAT、GPX、T-AOC活性以及GSH含量均在消化腺中最高,其中SOD、T-AOC活性和GSH含量随温度升高而先升高后降低,在28 ℃时最高;CAT活性随温度升高而持续降低,在35 ℃时达到最小值(19.87 U/mg);GPX活性变化趋势与CAT相反,与胁迫温度成正相关,在35 ℃达到最大值(172.36 U/mg)。外套膜中MDA含量处于较高水平,鳃中次之,消化腺中最低,均在35 ℃时最高。H₂O₂含量在鳃中最高,变化趋势与MDA含量一致。相较于外套膜和鳃这2个组织,消化腺更能及时响应氧化应激、激活抗氧化防御体系并清除体内过量的活性氧,整体抗氧化能力更强。

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壳聚糖改性对蒙脱石吸附茶饮料中咖啡碱的影响

王根女, 徐春明, 周城, 杨嘉伟, 张鑫, 常旋

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 234-238. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029752

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通过将壳聚糖负载到蒙脱石表面,制备壳聚糖改性蒙脱石,并利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射仪技术(X-ray diffraction, XRD)进行表征,探究改性蒙脱石在脱咖啡碱茶饮料中的应用。结果表明,壳聚糖并未插入蒙脱石层间,而是通过电荷相互作用吸附在蒙脱石表面,形成复合吸附剂。蒙脱石负载壳聚糖的量越多,对咖啡碱的吸附能力越弱,对茶多酚的吸附能力越强。以m(蒙脱石)∶m(壳聚糖)=1∶0.01最佳,此时咖啡碱脱除率约(86.01±1.8)%,茶多酚保留率为(84.52±1.01)%。此外,相较于蒙脱石,负载壳聚糖的蒙脱石能明显抑制铁离子溶出。感官评定显示,壳聚糖改性蒙脱石处理的茶饮料色泽的亮度、香气以及整体滋味更佳。

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双酶偶联法测定发酵液中L-高丝氨酸的含量

赵金花, 魏亮, 徐宁, 马振平, 刘君

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 239-245. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031326

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L-高丝氨酸是一种重要的非蛋白质氨基酸,在食品、饲料、医药和化工等领域具有非常广泛的应用。近年来通过环境友好的微生物发酵法生产L-高丝氨酸受到广泛关注。在工业菌种迭代选育过程中存在大量的L-高丝氨酸发酵样品分析检测工作,但目前关于L-高丝氨酸检测方法的报道仍然较少。该研究将胱硫醚γ-裂解酶和乳酸脱氢酶偶联催化,建立了一种简单快速的L-高丝氨酸检测方法。通过对检测体系中各组分进行系统优化,确定了反应体系中最佳试剂浓度为胱硫醚γ-裂解酶12 U/mL,乳酸脱氢酶50 U/mL,NADH 0.5 mmol/L,磷酸吡哆醛(pyridoxal phosphate, PLP) 0.1 mmol/L,检测温度为40 ℃,pH为7.5。该方法检测灵敏,在L-高丝氨酸质量浓度为0.005~0.1 g/L时具有良好的线性关系,R²达到0.998 2,能够满足发酵液中L-高丝氨酸产量的测定,为L-高丝氨酸高产菌种的选育提供了重要技术支撑。

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基于高效液相色谱法对吸水链霉菌发酵液中波拉霉素A的测定与分离纯化

孙博, 马思彤, 宋佳, 王晖, 苗海江, 杨兆勇, 赵晨

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 246-250. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031125

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该研究建立了检测吸水链霉菌(LP-93)发酵液中波拉霉素A含量的HPLC方法,使用C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),确定了流动相[V(乙腈)∶V(水)=45∶55]及相关参数:流速1 mL/min,检测波长220 nm,进样量10 μL,柱温30 ℃。并在此基础上建立了波拉霉素A的高效制备色谱(high performance preparative chromatography, HPPC)分离纯化方法,使用C18色谱柱(250 mm×21.2 mm,7 μm),流速15 mL/min,进样量3 mL。进一步使用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱(ultra-high performance liquid chromatography quadrupole time-of-flight mass spectrometer, UPLC-Q-TOF)对纯化组分进行了定性分析。结果表明,该检测方法在2.5~500 mg/L线性关系良好(R²=0.999 8),平均回收率在90.53%~101.96%,相对标准偏差(relative standard deviation, RSD)<2%。纯化方法得到较高纯度的波拉霉素A溶液,平均纯度87.52%,平均得率71.84%,并获得波拉霉素A的一级和二级质谱图。该操作方法简便,分析快速,结果准确,可用于吸水链霉菌发酵液中波拉霉素A的含量测定,并为该天然产物的分离纯化提供了参考。

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双峰驼乳营养成分测定与特征分析

刘雨佳, 叶乐, 鲍志英, 王越男, 郭军

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 251-256. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030255

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双峰驼乳营养丰富,具有一定的保健功能和药用价值,但营养成分缺乏系统的检测和评价。从内蒙古呼伦贝尔市鄂温克旗、阿拉善左旗和乌海采集双峰驼乳155头份,同时作为相伴研究采集内蒙古荷斯坦牛乳101头份、萨能山羊乳34头份,采用国标法测定5种常规营养素、脂肪酸、氨基酸和矿物质,并进行描述性统计和主成分分析。结果表明,每个营养素组都可使3种家畜乳在三维空间以物种聚类,说明营养素都有物种特征,也提示营养素组可用于乳的物种真实性判别。双峰驼乳蛋白质、脂肪、乳糖、水分和灰分含量分别为(3.60±0.98)、(4.90±1.74)、(4.98±0.64)、(85.55±2.66)、(0.85±0.10) g/100g,其中脂肪、乳糖和灰分含量均显著高于萨能山羊乳和荷斯坦牛乳(P<0.05);双峰驼乳C15∶0、C16∶1、C18∶0、C18∶3n3显著高于萨能山羊乳和荷斯坦牛乳(P<0.05);双峰驼乳必需氨基酸Met、Ile和非必需氨基酸Asp、Pro、Tyr、Arg均显著高于荷斯坦牛乳和萨能山羊乳(P<0.05);Ca、Zn、I等矿物质含量均显著高于荷斯坦牛乳(P<0.05)。该研究获得了参考价值较高的双峰驼乳营养成分统计数据。

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基于多元变量统计分析法分析1-甲基环丙烯处理对蓝莓果实冷藏品质的影响

张瑜瑜, 洪永忠, 用成健, 陈泽斌, 刘佳妮, 苏源

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 257-263. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029827

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以“夏普蓝”蓝莓果实为实验材料,用添加量分别为0.5、1.0、1.5 μL/L的1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)熏蒸处理,探讨冷藏期间蓝莓果实的品质变化,结合多元变量统计分析法进行综合分析,研究1-MCP对蓝莓果实冷藏品质的影响。结果表明,与对照组相比,1-MCP处理能明显减缓蓝莓果实可滴定酸和维生素C含量的下降,延缓相对电导率和呼吸速率上升,推迟呼吸高峰和乙烯释放高峰出现,延缓多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)和过氧化物酶(peroxidase,POD)活性下降,抑制丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量上升,能有效延缓蓝莓果实衰老。主成分分析提取出特征值大于1的2个因子,累积方差贡献率达到93.262%,其可以充分反映原始数据的重要信息。相关性分析可知,相对电导率与呼吸强度、乙烯释放量、PPO、POD和MDA含量两两之间呈显著甚至极显著的正相关。根据蓝莓果实冷藏的品质指标,将对照组和处理组进行聚类分析,可区分为3组。综上可知,1.0 μL/L 1-MCP熏蒸处理对蓝莓果实采后冷藏品质的效果最佳。

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固相萃取-气相色谱-三重四极杆串联质谱法同时测定蟹肉中六种胆固醇氧化物

胡磊, 谢庆超, 刘海泉, 赵勇

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 264-270. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031530

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建立了固相萃取-气相色谱-三重四极杆串联质谱法同时测定蟹肉中6种胆固醇氧化物(cholesterol oxides,COPs)的方法。确定了以V(甲醇)∶V(氯仿)=1∶2混合溶液为提取剂;考察了3种固相萃取柱的净化效果,确定了利用Poly-Sery HLB固相萃取柱进行净化;对比了正己烷-乙醚、正己烷-乙酸乙酯和正己烷3种试剂的净化效果,选择了正己烷-乙醚为净化试剂;对比了乙腈、丙酮和乙酸乙酯3种洗脱剂的洗脱效果,采用丙酮为洗脱剂并确定洗脱体积为6 mL。洗脱后的样品经双(三甲基硅基)三氟乙酰胺衍生,设置合理的色谱工作条件,采用单离子检测质谱扫描模式,对6种COPs的主要离子进行检测。结果显示,6种COPs的工作质量浓度在0.2~10.0 μg/mL内均与其对应的定量峰面积呈良好的线性关系,检出限为0.08~3.6 ng/g,平均回收率为77.64%~93.54%,相对标准偏差为2.34%~8.25%。该方法能满足蟹肉中COPs的定量分析。

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间隔影响分析波长选择算法在近红外光谱鉴别贝类毒素中的应用

姜微, 刘瑶, 刘忠艳, 曾绍庚, 熊建芳, 乔付

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 271-279. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033368

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该文采用近红外光谱技术与化学计量学方法结合实现贝类毒素无损鉴别。该研究以新鲜翡翠贻贝为研究对象,使用近红外光谱仪采集健康贻贝和感染腹泻性毒素贻贝的反射光谱数据,利用Savitzky-Golay卷积平滑求导结合标准正态变量变换光谱预处理方式消除光谱中的干扰因素,采用间隔影响分析(margin influence analysis,MIA)结合连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)对数据进行降维处理,应用偏最小二乘线性判别分析(partial least squares linear discriminant analysis,PLS-LDA)方法构建贝类毒素鉴别模型,并与支持向量机和随机森林分析模型进行比较。结果表明,采用MIA-SPA-PLS-LDA方法,可实现贝类毒素的100%鉴别。为此,利用MIA-SPA-PLS-LDA方法可建立准确的贝类毒素鉴别模型,为贝类毒素的快速鉴别提供了新途径,也为后续各种贝类水产品的毒素鉴别分析提供了参考。

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基于感官和气相色谱-离子迁移谱分析传统高温蒸馏和渗透汽化膜分离技术对无核白葡萄烈酒香气物质的影响

黎进雪, 吕泽, 王伟雄, 尹丽萍, 王妍凌, 唐扬, 党国芳, 方川川, 武运

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 280-287. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031490

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为研究新型技术(渗透汽化膜分离技术)和传统技术(高温蒸馏技术)对无核白葡萄烈酒香气物质的影响。该研究采用感官和气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ion migration spectrometry,GC-IMS)技术对不同工艺制备的无核白葡萄烈酒挥发性成分及理化指标进行分析和比较,为推动葡萄烈酒制备的新技术提供参考。GC-IMS和感官结果表明,3款烈酒的香气特征存在显著性差异,传统高温蒸馏技术制备的两款烈酒存在共性,而渗透汽化膜分离技术制备的烈酒风格较为独特,口感优于其他。GC-IMS在4类酒样中共检测出48种挥发性成分,定性了33种,其中主要为醛类、醇类和酯类物质。渗透汽化膜分离技术制备的烈酒中乙酸异戊酯、丁酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丁酯含量较高,壶式蒸馏中2-甲基丙醛、2-甲基丁醛、戊醛的含量较高,塔式蒸馏中丁醛和乙醛的含量较高。可以发现渗透汽化膜分离技术制备的烈酒酯类物质含量较高,高温蒸馏技术制备的烈酒醛类物质含量较高。

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淀粉热膨化加工特性的调控及应用研究进展

孟启帆, 袁甜甜, 汪嘉颖, 叶发银, 陈嘉, 赵国华

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 288-296. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031188

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热膨化是加工具有特定口感质地食品的重要手段。淀粉热膨化特性的研究对淀粉基膨化食品开发具有重要意义。该文介绍了淀粉热膨化发生机制,较系统地论述了影响淀粉热膨化的因素,研究指出,淀粉的热膨化效果受多方面因素影响,包括淀粉的种类及共存成分等原料因素、料坯制备及热膨化条件等工艺因素。接着从淀粉的改性、外源物添加和热膨化新技术3个方面总结了国内外关于淀粉热膨化加工特性调控的研究进展。在后续研究中,应深入开展淀粉热膨化机理的研究,并结合目标类别产品有针对性地实施热膨化调控技术,从而为高品质淀粉基膨化食品的创新开发提供理论和方法参考。

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基于蛋白质和碳水化合物类原料的挤出式3D食品打印技术研究进展

韩蓉, 焦阳

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 297-306. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031286

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作为一种增材制造技术,3D食品打印既可用于制作具有独特内部图案的复杂食品,又便于实现个性化营养精准定制,具有广阔的发展前景。蛋白质与碳水化合物作为食品原料中主要的营养来源,提供了人类生命活动所需大部分能量,因此,以蛋白质与碳水化合物为主要成分的食品原料是3D打印食品开发的主要研究对象。该文介绍了食品3D打印技术,尤其是挤出式打印技术,重点综述了蛋白质类及碳水化合物类原料在食品3D打印中的应用,从原料本身特性、辅料的添加、打印参数的设置等方面总结了国内外在3D打印蛋白质类及碳水化合物类原料的研究进展,并展望了发展方向。未来食品3D打印技术应对单一及复合食品原料打印特性进行深入研究,打印出满足不同人群需求的定制化食品。

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木本油料产品掺假和品质评估的近红外光谱及成像检测研究进展

袁伟东, 姜洪喆, 鞠皓, 李兴鹏, 周宏平

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 307-315. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031433

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木本油料产品富含脂肪酸、植物甾醇、生育酚和角鲨烯等营养物质,深受消费者喜爱,其消费在我国已成为一种新趋势。近年来,不法商家为谋取利益致使木本油料产品掺杂掺假、以次充好现象普遍存在,因此迫切需要一种快速、高效和准确的无损检测技术用于木本油料产品鉴别与评估。近红外光谱和高光谱成像技术具有快速、高效和无损等优势,目前已引起食品与农产品品质安全检测领域国内外学者广泛研究,在未来无损检测应用中展现出巨大潜力。该文简述了近红外光谱和高光谱成像技术的基本原理以及相关光谱数据处理与分析方法,总结了目前油料产品掺假行为、品质评估的研究现状,并分析了当前油料产品检测方法的优劣,最后展望了近红外光谱及成像技术在木本油料产品检测中的发展趋势,以期为从事食品与农产品无损检测研究人员及相关监管部门提供参考和借鉴。

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品种与干燥方式对花生干燥特性及干燥后品质影响的研究进展

陈楠, 王殿轩, 陈鹏枭, 郭相毅, 李玉, 吴建章, 朱文学

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 316-324. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031141

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花生是我国最具国际竞争力的出口创汇型大宗农作物,也是植物蛋白和食用油的重要来源。近年来,品质问题已成为影响我国花生产品国际竞争力的主要因素。花生收获后若不及时进行干燥,极易发生霉变,甚至产生毒素,使花生品质降低。因此,干燥对花生品质的保持尤为重要。花生干燥后的品质不仅与干燥方式有关,品种也是影响原料及干燥后品质的内在因素。该文分类阐述了不同品种和不同干燥方式对花生干燥特性及干燥后品质影响的相关研究,并对其未来发展趋势进行展望,以期为改善花生产后加工品质和促进我国花生产业发展提供理论参考。

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α-葡萄糖苷酶的异源表达及应用研究进展

李林波, 张士双, 杨天佑, 王宝石, 张明霞

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 325-332. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032053

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α-葡萄糖苷酶因其有水解糖苷键和转移糖基的功能,目前在工业上主要用于制备低聚异麦芽糖,同时该酶在合成有生物功能的糖-共轭复合物方面显示出巨大的应用潜力,在化妆品、食品、医药等领域展现出广阔的应用前景。该文综述了不同来源的α-葡萄糖苷酶的特征和异源表达的研究进展,探讨了α-葡萄糖苷酶制备低聚异麦芽糖的工业合成途径和合成糖苷类生物活性物质方面的应用潜力,并展望了α-葡萄糖苷酶分子改造的发展方向,为获得符合特殊需求的糖苷合成酶突变体提供参考。

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花青素pH响应型智能包装及其在食品新鲜度监测中的应用

曾俊, 任小娜, 魏健, 吴江超

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 333-338. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030525

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随着消费者对食品安全和质量的要求不断提高,以及食品包装技术的发展进步,近年来食品智能包装发展迅速。pH响应型智能包装能通过感知食物或其周围pH值的变化产生颜色反应实现对食物新鲜程度和腐败程度的反馈,是研究的热点。花青素因其获得简便、安全性高和优异的pH响应性等特点被广泛研究。该文介绍了花青素的来源及结构,阐述了花青素在不同pH值下的变色机理,总结了基于花青素或富含花青素提取物的pH响应型智能膜的制备方法和其在食品新鲜度监测中的应用,指出了其在应用中的局限性及研究趋势。

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茶多酚在发酵食品中的应用研究进展

陈露, 尹礼国, 张超, 朱文优, 杨阳

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 339-346. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033118

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该文主要概述了发酵食品的种类、营养价值以及茶多酚的结构、功能特性及其在发酵食品中的应用现状。研究表明,茶多酚在发酵肉制品、发酵乳制品和谷物发酵产品中应用较多。在发酵肉制品中,茶多酚对生物胺、杂环胺和丙二醛等有害物质有较好的抑制作用,最高抑制率分别为63.64%、70%和68%。此外,茶多酚也能较好地抑制发酵肉制品脂质氧化和杂菌的生成,并延长保质期。在发酵乳制品中,茶多酚能够较好地抑制酪蛋白的水解,并增强乳制品的抗氧化性和稳定性。在谷物发酵产品中,茶多酚能够降低丙烯酰胺和晚期糖基化终产物的含量。该综述通过研究茶多酚在传统发酵食品中的应用及作用效果,为发酵食品品质调控研究提供参考。

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学科交叉背景下的《发酵过程智能控制技术》课程建设

丁健, 史仲平

食品与发酵工业. 2023, 49(2): 347-352. https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033432

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工业化发酵过程在数据管理、数据分析、工艺优化控制方面遇到瓶颈,信息技术的快速发展,为工业发酵过程突破技术瓶颈提供了强有力的工具。与信息化深度融合,是发酵工业提高自身竞争力的必由之路。为培养信息化和发酵工业深度融合所需的具有交叉知识背景的高级技术人才,特针对生物工程类本科学生开设《发酵过程智能控制技术》课程。授课内容包括python虚拟环境搭建和常用工具包、发酵数据采集与管理、嵌入式开发与发酵设备控制、数据与控制指令传输以及综合应用实例。针对生物工程类学生信息技术基础知识薄弱的难点,课程按照发酵过程智能控制的需求重新梳理知识体系,授课内容紧贴发酵工程实际应用,通过学生熟悉的案例讲解信息技术在发酵工程领域中的应用方法。同时,课程注重培养学生持续学习的动力和自主学习的能力,帮助学生建立学科交叉的思维方式,提高学生利用信息技术与发酵工程技术解决实际工程问题的能力。

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