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2024,42(4):1-10, DOI: 10.12301/spxb202400315
Abstract:
蓝莓因其较高的营养价值,被誉为“浆果之王”,深受消费者喜爱。随着蓝莓加工业的迅速发展,加工过程中产生的副产物资源日益丰富,因此,提升这些副产物资源的利用率成为践行国家“节粮减损”行动的一个重要途径。总结了蓝莓加工副产物在功效成分的提取、功能活性物质的应用、生物质的转化及食品的智能包装等多个方面的应用现状。探讨了制约蓝莓加工副产物行业发展的几个主要问题,包括副产物的开发和利用程度较低,高效保留功效成分的提取技术不够完善,以及功能提取物的加工活性稳态技术不足,且市场上高附加值的功能产品类型较为单一等。针对这些问题,提出了几项关键措施以提升蓝莓加工副产物的资源利用效率,包括对副产物中活性成分的高稳态技术进行攻关,深入挖掘活性成分精准营养功效,开发多元化和个性化的功能性产品,构建完善的加工标准与质量保障体系等。通过对蓝莓加工副产物资源利用现状及存在问题的系统总结,结合合理化的建议和未来发展趋势的展望,希望为蓝莓加工副产物高值化利用及高质量发展提供参考依据。
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2024,42(4):11-21, DOI: 10.12301/spxb202300528
Abstract:
核桃油是我国核桃资源良好的深加工产品。核桃油的挥发性风味变化及其生物活性呈现均受到核桃油原料属性、加工方式和贮运条件等影响,其核心是内在物质组成发生了显著变化,从某种层面上核桃油的挥发性风味变化是评判其生物活性的重要显性指标。在客观评价核桃油主要挥发性风味特性的基础上,分析了核桃油风味物质的组成,醛酮类、醇类、杂环类、酸类和酯类是赋予核桃油独特风味的关键成分。介绍了核桃油主要生物活性,如抗炎、抗氧化、抗肿瘤、降血脂、降血糖和免疫调节等。剖析了核桃品种和产地、采收期、加工工艺、贮存条件等因素对核桃油风味物质及生物活性物质组成的影响。最后重点探讨了核桃油挥发性风味与生物活性变化间的内在联系,这种联系不仅体现在具有生物活性的挥发性风味成分上,还表现在氧化裂变产物等,它们间接反映了核桃油生物活性的变化。研究旨在解析核桃油在营养与风味关联上的科学内涵,为核桃油的品质调控与高值化开发利用提供理论指导。
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2024,42(4):22-30, DOI: 10.12301/spxb202300357
Abstract:
核桃具有较高含量的油脂和良好的脂肪酸(亚麻酸与亚油酸的比例接近1∶4),是优质的植物油来源。核桃油中营养物质丰富,具有较高的食用及营养价值,在调节血脂、抗氧化、增强免疫力等方面有重要作用。介绍了传统压榨法(热榨法和冷榨法)商业化制取核桃油的工艺流程,总结了基于不同风味提取方法的核桃油关键风味物质。针对目前研究存在的冷榨核桃油风味寡淡的瓶颈问题,探讨了现阶段从原料预处理、浸出法和酶解法角度出发的油脂增香技术,从分子水平阐明脂质氧化和美拉德反应途径及增香原理机制,在保留冷榨核桃油原有营养成分的基础上,通过对冷榨核桃油的制取工艺进行优化,显著提升冷榨核桃油的香味。通过阐明增香技术的原理与机制,希望为冷榨核桃油风味品质提升提供新思路和新途径,以期获得风味品质更佳的冷榨核桃油,同时提高核桃油产品的附加值,助力冷榨核桃油的产业发展。
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2024,42(4):31-44, DOI: 10.12301/spxb202400190
Abstract:
杂醇和酯是影响黄酒品质的关键化合物,寻找发酵性能优良的酵母菌株,开发低产杂醇高产酯的发酵工艺具有重要的理论价值和应用前景。以酿酒酵母jiangnan1#作为出发菌株,通过紫外诱变、常压室温等离子体诱变技术,以实验室模拟发酵制得的黄酒中杂醇、酯类化合物质量浓度为评价指标,筛选出1株优良的突变菌株,命名为YAR28。对YAR28进行了生孢纯化筛选,获得1株产醇酯较佳的酿酒酵母,命名为酿酒酵母Y28-23。将酿酒酵母Y28-23连续5次传代培养,进行稳定性验证, 结果显示,该酿酒酵母的酒精产量没有显著性差异(P＞0.05),但产杂醇的质量浓度[(378.16± 28.76)mg/L]比出发菌株降低了21.41%,且产酯的质量浓度[(152.86±19.73)mg/L]增加了35.57%。将酿酒酵母Y28-23与52株具备潜在产酯性能的非酿酒酵母共酵,以低产杂醇高产酯为评价指标,最终确定了异常威克汉姆酵母Y34为较佳的非酿酒酵母。进一步优化酿酒酵母Y28-23与异常威克汉姆酵母Y34的共酵条件,发现在主发酵阶段的温度为20℃的条件下以 1∶10的添加比例共酵黄酒,对于黄酒醇酯比的优化效果较佳,杂醇的质量浓度为(281.20±5.73)mg/L, 酯类的质量浓度为(240.02±2.47)mg/L。相比于单菌发酵,黄酒中杂醇的质量浓度降低了25.63%,而酯类的质量浓度增加了57.13%。基于代谢组学分析,获得多条与黄酒发酵过程中底物利用及风味形成密切相关的差异代谢物和代谢通路,阐明了黄酒共酵过程中异常威克汉姆酵母Y34对酿酒酵母Y28-23的代谢调节作用。研究可为利用发酵菌株控制黄酒酿造过程中的醇酯含量提供技术支持,对黄酒发酵菌种资源的开发利用以及黄酒品质的提升具有参考价值。
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耿晓杰，陈尔豹，马志莹，王新磊，王柏文，郑福平，孙金沅，张煜行，李泽霞
2024,42(4):45-60, DOI: 10.12301/spxb202400133
Abstract:
白酒发酵过程中的代谢物与其独特的风格特征息息相关。对于老白干白酒而言,其发酵过程中代谢物的特征及其变化规律尚未被完全解析。采用超高效液相色谱-串联质谱联用技术,对老白干白酒发酵过程中的酒醅代谢物进行了鉴定,通过主成分分析和显著性差异分析,筛选出了差异代谢物,并通过KEGG数据库注释分析,揭示了这些差异代谢物可能参与的代谢途径。结果表明,在9个不同发酵时间点的酒醅样品中,共检测到2157种代谢物,其中172种为极显著差异代谢物(VIP>2,P<0.01,|log2(FC)|>0.1)。在不同发酵阶段,各类代谢物的表达量有所不同。在发酵前期(0~8d)差异代谢物最多,共128种极显著差异代谢物(P＜0.01),氨基酸、肽及其类似物,脂类,杂环类和碳水化合物及其结合物代谢显著上调；发酵中期(8~17d)有22种代谢物有极显著差异代谢物(P＜0.01),氨基酸、肽及其类似物(8~14d)代谢显著上调,脂类代谢先上调后下调,黄酮类与之相反；发酵后期(17~36d)有33种极显著差异代谢物(P＜0.01),氨基酸、肽及其类似物和脂类代谢先上调后下调。此外,通过KEGG数据库注释,确定了104条代谢途径,并据此绘制了代谢网络图。在发酵的不同阶段,某些代谢途径变得更为活跃,如碳水化合物代谢、脂类代谢、黄酮类代谢和氨基酸代谢主要发生在发酵前期(P<0.05),而黄酮类代谢在发酵中期较为活跃(P<0.05),脂类代谢和氨基酸代谢则在发酵后期较为旺盛(P<0.05)。丝氨酸、谷氨酰胺和天冬氨酸半醛等18种代谢物在多个发酵时间段表现出显著差异,它们注释到半乳糖代谢,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,精氨酸和脯氨酸代谢,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成及甘油磷脂代谢等途径,这可能是风味化 合物的潜在生成途径。研究基于代谢组学技术,揭示了老白干白酒发酵过程中代谢物的特征及其变化规律,可为解析老白干白酒发酵过程中的风味代谢机制提供理论依据。 收稿日期:20240304 基金项目:国家自然科学基金资助项目(32102119)；河北省重点研发计划项目(20327107D)；河北省科技计划项目(215A9935D)。 Foundation: National Natural Science Foundation of China (32102119); Key R&D Projects of Hebei Province (20327107D); Science and Technology Project of Hebei Province(215A9935D). 第一作者:耿晓杰,女,博士研究生,研究方向为白酒酿造微生物与风味化学。 通信作者:王柏文,男,副教授,博士,主要从事白酒酿造微生物与风味化学方面的研究； 郑福平,男,教授,博士,博士生导师,主要从事白酒化学方面的研究。
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2024,42(4):61-74, DOI: 10.12301/spxb202400149
Abstract:
为探究商业化的克鲁维酵母对葡萄酒增酸效果及酒品质的影响,以贺兰山东麓的赤霞珠葡萄为原料,选取了3株商业化的克鲁维酵母:2株耐热克鲁维酵母(Lachancea thermotolerans,1株商品名Excellence X-FRESH,简称“卓越X”；1株商品名ZYMAFLORE OMEGALT,简称“ZO”)和1株乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces thermotolerans,商品名CVE-7,简称“CVE-7”),将它们与酿酒酵母(商品名Excellence XR,简称“XR”)以10∶1的接种量进行顺序发酵实验。分析了3株克鲁维酵母对葡萄酒中有机酸含量、基本理化指标、香气成分组成及感官特性的不同影响。结果表明,卓越X酒样和CVE-7酒样具有显著的增酸效果,特别是乳酸的质量浓度有所提高。所有接种克鲁维酵母的葡萄酒的基本理化指标均符合GB/T 15037—2006要求。卓越X酒样和CVE-7酒样的紫红色色调有显著提高(P<0.05)。相比仅使用酿酒酵母的对照组酒样,混菌发酵制得的酒样中香气化合物种类更丰富,质量浓度更高,尤其是乳酸乙酯、高级醇和脂肪酸的总质量浓度有显著提高(P<0.05)。对OAV大于1的香气活性化合物进行主成分分析,表明卓越X酒样具有更丰富的酯类化合物、高级醇和脂肪酸；CVE-7酒样增加了癸醛、2,3-丁二酮、己酸异戊酯等化合物的质量浓度；ZO酒样中酯类化合物丰富并且异戊醇质量浓度较高。主观评价结果表明,卓越X酒样和CVE-7酒样的得分较高,其次是ZO酒样,最低是未混菌发酵的对照组。研究表明,3株商业克鲁维酵母对贺兰山东麓“赤霞珠”葡萄酒品质都具有积极影响,特别是卓越X和CVE-7的增酸效果良好,可作为贺兰山东麓低酸赤霞珠原料的增酸菌株。希望研究可为赤霞珠葡萄酒的增酸酿造技术提供参考,为葡萄酒品质的提高提供理论依据。
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2024,42(4):75-85, DOI: 10.12301/spxb202300482
Abstract:
中高温大曲和中温大曲都是浓香型白酒主要的生产用曲,早期的浓香型白酒生产采用中温大曲,目前浓香型白酒的生产大多已改为中高温大曲。然而,由于对2种大曲酿造制得的浓香型白酒风味存在的差异性及其机制缺乏深度认知,选用中温大曲还是中高温大曲,已成为行业亟需解决的问题。为了调控发酵过程以获得更优质的浓香型白酒,对中高温大曲、中温大曲2种大曲的理化指标、酶活力指标和微生物群落结构进行了解析,并探究了不同微生物对浓香型白酒风味形成的影响路径及功能。结果表明:中高温大曲的酸度和蛋白酶活力显著高于中温大曲(P<0.05),中温大曲的糖化力、液化力和发酵力显著高于中高温大曲(P<0.05)；2种大曲的水分、淀粉含量和还原糖含量无显著性差异。在2种大曲中,共鉴别出20个优势真菌菌种、20个优势细菌菌种。对真菌菌种的鉴别发现,中高温大曲的主要优势真菌菌种为橙色嗜热子囊菌Thermoascus aurantiacus(24.64%)、地霉双足囊菌Dipodascus geotrichum(13.39%)、异常威克汉姆酵母Wickerhamomyces anomalus(8.04%)；中温大曲的主要优势真菌菌种为热带假丝酵母菌Candida tropicalis(40.00%)、奥默柯达酵母Kodamaea ohmeri(12.80%)、丝孢酵母Trichosporon coremiiforme(10.98%)。对细菌菌种的鉴别发现,中高温大曲的主要优势细菌菌种为约翰逊不动杆菌Acinetobacter johnsonii XBB1(32.49%)、清酒乳杆菌Lactobacillus sakie(16.80%)、恶臭假单胞菌Pseudomonas putida(10.68%),中温大曲的主要优势细菌菌种为清酒乳杆菌(39.32%)、约翰逊不动杆菌(18.45%)、屎肠球菌Enterococcus faecium(13.00%)。2种大曲间发现23个差异性物种,包括真菌14个种,细菌9个种。通过微生物功能预测发现,2种大曲中包含丰富的碳代谢和氮代谢相关的酶,中温大曲中糖化和发酵相关酶的丰度高于中高温大曲,即中温大曲潜在的产乙醇能力强于中高温大曲；中高温大曲产酸和氮代谢相关酶的丰度高于中温大曲,即中高温大曲潜在的产酸和含氮风味物质的能力强于中温大曲。通过对2种大曲在理化指标、酶活力指标、微生物群落结构及代谢功能的分析,进一步认识2种大曲的差异性,以期为浓香型白酒的生产提供理论依据和技术指导。 收稿日期:20230809 基金项目:四川省重点研发计划项目(2022YFS0547)；五粮液产学研合作项目(CXY2021R006)。 Foundation:Sichuan Province Science and Technology Program (2022YFS0547);Wuliangye Industry-University-Research Cooperation Project (CXY2021R006). 第一作者:邓 杰,男,博士研究生,研究方向为酿酒微生物及应用。 通信作者:罗惠波,男,教授,博士生导师,主要从事酿酒生物技术及应用方面的研究。
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2024,42(4):86-100, DOI: 10.12301/spxb202300374
Abstract:
红曲黄色素是常见的天然食用色素且具有多种生理功效,但其水溶性较差,且对光、热、酸碱敏感,限制了其在食品领域的广泛应用。以亚麻籽水溶蛋白(water-soluble flaxseed protein,FPW)为载体制备其与红曲黄色素的复合物,利用组合光谱分析技术研究两种红曲黄色素(monascin,MS和ankaflavin,AK)与FPW之间的相互作用行为,考察FPW同富含红曲黄色素的红曲色素(Monascus pigments,Mps)复合后,色素在水溶液中的分散性与稳定性变化情况。荧光光谱分析发现,MS和AK均以静态猝灭方式与FPW结合,且均只存在一个结合位点,FPW-AK体系的结合常数大于FPW-MS体系；热力学参数分析表明,维系FPW-MS体系的主要作用力为氢键和范德华力,维系FPW-AK体系的主要作用力为氢键和静电作用。同步荧光光谱、三维荧光光谱分析表明,MS或AK的加入使FPW的氨基酸残基微环境发生改变,从而引起FPW的构象改变。紫外-可见光谱和红外光谱研究结果进一步证明,MS和AK的添加使FPW的二级结构发生改变。此外,与FPW复合后,Mps在水中的分散性提高,且与不同浓度的FPW形成复合物后,在温度为25℃,光照强度为3900Lux,光照时间为72h时,与游离的Mps相比,FPW-Mps的保留率分别提高了9.53%、16.92%、31.37%；在温度为4、25、50℃的避光条件下,FPW-Mps较游离的Mps的保留率分别提高了25.65%、22.04%、25.98%；在温度为25℃,pH值为3、5、7、9、11,避光条件下,FPW-Mps较游离的Mps的保留率分别提高了10.27%、12.96%、12.06%、17.82%、7.27%。与FPW复合后,在不同光照时间、温度和pH值条件下,Mps的保留率均增加,表明FPW可以提高Mps的光稳定性、热稳定性和酸碱稳定性。研究旨在为红曲黄色素稳定性研究提供新的思路。
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2024,42(4):101-113, DOI: 10.12301/spxb202300496
Abstract:
矢车菊素-3-O-葡萄糖苷(cyanidin-3-O-glucoside,C3G)在不同pH值环境中的主要存在形式不同,其抗氧化能力也有所差异。黑豆蛋白是一种常见的膳食蛋白,具有作为不稳定生物活性化合物载体的潜力,了解黑豆球蛋白与C3G的相互作用机制有利于它们在食品体系中的应用。通过多种光谱学分析和分子对接实验研究了pH值为2.0、5.0和7.0时黑豆β-伴大豆球蛋白(7S)和大豆球蛋白(11S)与C3G的相互作用及其对C3G氧化稳定性和抗氧化能力的影响。研究结果表明,pH值为2.0和5.0时,C3G与7S和11S结合不仅导致Tyr残基周围的疏水环境减少,极性增加,而且使7S和11S中α-螺旋增加,β-折叠比例下降。pH值为7.0时,C3G的存在使7S和11S中α-螺旋和β-折叠的占比呈增加趋势,但β-转角比例降低。此外,C3G与7S和11S结合是一个放热过程,在不同pH值条件下,C3G与7S和11S主要通过氢键和范德华力相互作用使7S和11S静态荧光猝灭。7S和11S均在pH值为7.0时对C3G亲和力最强。分子对接结果表明,7S上的GLU229、ARG356和PRO101残基,11S上的ARG161、VAL162、ILE171和THR176残基在与C3G结合中起关键作用。在不同pH值条件下,7S、11S与C3G结合后均显著增强了C3G的氧化稳定性和抗氧化能力。
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刘秀雨，李丽，李王强，丁文涛，刘欢欢，李贞景，路来风，郭庆彬，王昌禄
2024,42(4):114-124, DOI: 10.12301/spxb202300223
Abstract:
真菌毒素给食品安全带来了重大威胁,帕马霉素对病原真菌有良好的生物抑菌活性。为提高帕马霉素产量,基于代谢组学分析方法,研究了白黄链霉菌(Streptomyces alboflavus)TD-1在两种不同发酵培养基(添加与不添加1,2-丙二醇)中生长及代谢、胞内代谢产物及代谢通路的差异,对代谢产物的变化进行了评估和分析,结合显著差异代谢产物含量变化与代谢通路的交互关系,揭示了帕马霉素生物合成的高产机理。结果表明:培养基添加1,2-丙二醇后,白黄链霉菌TD-1产帕马霉素产量明显提高。利用气相色谱-质谱联用技术,鉴定出27种显著差异胞内代谢产物与帕马霉素生物合成密切相关,主要参与中心碳代谢、氨基酸代谢及脂肪酸代谢通路。此外,通过采用添加主要显著差异前体物策略,添加谷氨酸使帕马霉素产量提高102.33%。基于代谢组学分析确定添加前体物方法,可有效提高帕马霉素产量。本研究旨在为防治粮食加工食品的黄曲霉及黄曲霉毒素污染,从源头保障食品安全提供技术参考。
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2024,42(4):125-134, DOI: 10.12301/spxb202300143
Abstract:
邻苯二甲酸酯(phthalate esters,PAEs)具有生理毒性,去除毒性的关键在于侧链酯键的完全水解。红球菌源酰胺酶RhoⅡ是作用于邻苯二甲酸单酯酯键的水解酶,但不能水解PAEs。采用计算机模拟和定点突变的方法,对RhoⅡ进行改造,以实现水解PAEs的目的。将RhoⅡ与邻苯二甲酸单丁酯(monobutyl phthalate,MBP)进行分子对接,结果显示,RhoⅡ以Lys200、Arg185的R基稳定MBP的羧基,MBP与RhoⅡ的两个单体均形成氢键相互作用。位点突变表明,Asp39、Lys127和Cys160构成了RhoⅡ的催化三联体,作为活性中心存在于酶的疏水凹槽内。此外,通过定点突变获得了具有水解PAEs的突变酶F44N,与原酶相比,其水解邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP)、邻苯二甲酸二异丁酯(diisobutyl phthalate,DIBP)的能力显著提升,这是由于苯丙氨酸突变为天门冬酰胺后,明显削弱了酶对底物的空间位阻作用,使酶的底物结合空腔体积增大,DBP、DIBP能够与酶进行结合,实现酯键水解。结合突变前后对接结果推测,突变影响酶的底物结合空腔,导致突变酶不能有效催化邻苯二甲酸单酯。通过验证RhoⅡ的催化活性中心,突变关键位点,实现了RhoⅡ底物谱的改变,希望可以丰富催化水解PAEs的酶资源,促进相关水解酶更好的应用。
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2024,42(4):135-144, DOI: 10.12301/spxb202300442
Abstract:
为了寻找和挖掘降解岩藻多糖的新型酶,以从海带中筛选获得的一株可以降解岩藻多糖的海洋黄杆菌Flavobacterium sp. RC2-3为研究对象,对其进行了全基因组测序。通过与已报道的岩藻多糖酶氨基酸序列比对,并进行转录组学分析及实时荧光定量PCR验证,挖掘了1个可能的岩藻多糖酶基因,并将其命名为Fcn1。Fcn1基因全长1221bp,编码406个氨基酸,蛋白分子质量约为46.8kDa。通过引物设计、PCR扩增,将Fcn1基因克隆,进一步构建了Fcn1基因异源表达载体Fcn1-pET-28a(+),并将其成功地在大肠杆菌BL21(DE3)表达宿主中进行了诱导表达。所得重组酶Fcn1通过带有His标签的镍柱进行分离纯化,采用铁氰化钾法测定纯化酶酶解岩藻多糖的比酶活(332U/mg),纯化倍数为2.25。酶学性质研究表明,重组酶Fcn1最适反应温度为50℃,最适反应pH值为8.0,在20~30℃和pH值为7.0~8.0时表现出较好的稳定性。结合酶学性质研究结果,确定酶的最适反应条件为30℃,pH值为8.0,并测定了岩藻多糖酶水解反应的动力学参数,Km为1.17mg/mL,Vmax为10.53g·L-1·min-1。该酶降解岩藻多糖的酶活力较高,在岩藻多糖资源的开发领域具有较大应用潜力。
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2024,42(4):145-155, DOI: 10.12301/spxb202300477
Abstract:
研究高压热杀菌(high-pressure thermal sterilization, HPTS)处理时D-果糖对枯草芽孢杆菌芽孢灭活的抑制作用。HPTS处理压力为200、600MPa,处理温度为25、65、75℃,处理时间为 20min, D-果糖质量分数为0、15%、30%、60%。使用流式细胞术检测处理前后芽孢内膜的损伤情况,采用傅里叶红外光谱对处理前后芽孢蛋白质和内膜脂质进行分析,以揭示蛋白质结构与内膜脂质相态的变化。HPTS处理后芽孢内膜通透性增大,内膜完整性受损,然而随着添加的D-果糖质量分数的升高,芽孢内膜脂质的相态由液晶态逐渐转变为凝胶态,内膜稳定性增加、通透性降低、完整性提高,且芽孢蛋白质的有序二级结构的含量增加。不添加D-果糖时,600MPa、75℃处理20min后,芽孢死亡了5.31 lg(CFU/mL),芽孢悬浮液OD600下降到0.41,2,6-吡啶二羧酸(2,6-pyridinedicarboxylic acid, DPA)泄漏率达93.56%,内膜受损的芽孢比率达到80.95%,芽孢蛋白质的α-螺旋和β-折叠结构含量分别下降到16%和17%；而当添加的D-果糖质量分数提升到60%时,相同条件的HPTS处理后,芽孢存活数量上升了1.69 lg(CFU/mL),芽孢悬浮液OD600上升了0.09,内膜受损的芽孢比率减少了20.74个百分点,芽孢蛋白质的α-螺旋和β-折叠结构含量分别回升到25%和28%。D-果糖抑制了HPTS处理对芽孢结构的破坏和孢内关键物质的泄漏,且这种作用与D-果糖质量分数呈正相关。
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2024,42(4):156-163, DOI: 10.12301/spxb202300426
Abstract:
草鱼贮藏期间易由于微生物的生长繁殖发生腐败变质,一定程度上制约了其加工产业的发展。微生物互作是影响食品腐败的重要因素,为探究微生物互作在草鱼品质劣变中的作用,将Pseudomonas putida(P. putida)和Shewanella putrefaciens(S. putrefaciens)混合接种至草鱼鱼肉和精氨酸溶液中,通过测定鱼肉贮藏期间菌落总数、可溶性肽、游离氨和腐胺等指标的变化,以及精氨酸溶液中的腐胺产量,揭示草鱼腐败微生物P. putida和S. putrefaciens互作效应对这2种菌生长和致腐能力的影响。结果表明,P. putida具有较强的产嗜铁素能力,并通过竞争三价铁离子抑制了鱼肉中S. putrefaciens的生长。P. putida和S. putrefaciens互作升高了贮藏前11d鱼肉中游离氨和贮藏前8d鱼肉中腐胺的含量,但对鱼肉中可溶性肽的生成没有促进作用。贮藏11d后,由于S. putrefaciens的生长受到抑制,P. putida和S. putrefaciens没有通过互作效应促进游离氨和腐胺的产生。P. putida可以通过精氨酸脱亚胺酶途径为S. putrefaciens提供精氨酸降解产物,从而增强S. putrefaciens产腐胺的能力。整体来说,P. putida和S. putrefaciens在贮藏期(0～11d)内会通过代谢共栖等菌间互作效应增强致腐能力,并加速草鱼理化指标劣变。S. putrefaciens在草鱼腐败及2种微生物间的互作效应中起基础作用,今后在鱼肉贮藏保鲜技术开发中应注重对S. putrefaciens的控制研究。
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2024,42(4):164-172, DOI: 10.12301/spxb202300311
Abstract:
乳液凝胶可用于替代部分脂肪,降低蛋黄酱等食品中饱和脂肪酸的含量,并作为递送生物活性物质的载体。采用热处理的大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)和大豆种皮多糖(soybean hull polysaccharide,SHP)制备乳液凝胶,利用流变仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电镜和质构仪分析不同SHP质量分数(0、0.15%、0.30%、0.45%、0.60%)对乳液凝胶结构、流变特性、凝胶性和乳化稳定性的影响。结果表明:随着SHP质量分数的增加,乳液凝胶的微观结构更加致密,储存稳定性、G′和G″值、相对回收率逐渐增加。随着SHP质量分数的增加,乳液凝胶的表观黏度增加,并在SHP质量分数为0.45%时,达到最大。红外光谱和扫描电子显微镜观察结果显示,SHP和SPI之间存在分子间相互作用和氢键作用。储藏实验结果证实,储存7d后乳液凝胶的储藏稳定性随着SHP添加量的增加而增强,当SHP质量分数为0.45%时,乳液凝胶稳定性较高。研究旨在为SHP在食品乳液凝胶中的开发和应用提供理论依据。
2024年第42卷第4期
本刊特稿
青年视点
专题研究
基础研究
应用技术
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中国酒业与酒业文化发展现状
Abstract:
科技创新和文化创新已经成为中国白酒产业发展的核心驱动力。质量和文化共同塑造了中国酒业的核心竞争力。从整体上看,中国酒业正处于高质量发展阶段。行业总体产量和销售收入均保持稳定增长,显示市场需求强劲。同时,产品创新活跃,不同酒类如白酒、啤酒、葡萄酒等均有不同程度的增长,反映了行业的创新动力。从研究现状来看,中国在酒类相关领域的研究成果日益丰富,涉及酿造工艺优化、新型原料探索、成分分析、保健功能研究、质量控制等诸多方面。这些研究有助于推动传统酿酒技艺与现代科技的融合发展。但中国酒业同时也面临一些问题,如优质原料来源不足、监管力度不足、品牌建设和国际竞争力不足,以及健康理念和消费观念的普及不到位等。这些问题需要行业共同努力予以解决。
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产环脂肽Bacilus velezensis G-1高效诱变育种及对链格孢霉的抑菌效果
Abstract:
环为提高产环脂肽野生菌Bacillus velezensis G-1的环脂肽产量和降低其生产成本，以链格孢霉菌为靶标，以廉价菜粕为氮源，以抑菌活性为评价指标，探究了紫外诱变、微波诱变、ARTP（常压室温等离子体）诱变、NTG（亚硝基胍）诱变、DES（硫酸二乙酯）诱变和EMS（甲基磺酸乙酯）诱变6种单一和复合诱变方式对B.velezensis G-1环脂肽合成的影响，旨在建立B.velezensis G-1高产环脂肽突变体的高效诱变方法和筛选出以菜粕为氮源的高产脂肽突变体。结果表明，6种单一诱变方式中化学诱变的正向突变率明显高于物理诱变，且化学诱变中以NTG和EMS正向突变率较高，分别为59.97%和59.40%；物理诱变中以ARTP诱变正向突变率较高为31.37%；同单一诱变方式相比，NTG 150 μg/mL、EMS 0.6 mol/L和ARTP 160 s的复合诱变可显著提高B.velezensis G-1的正向突变率，从复合诱变菌株中筛选出1株高产环脂肽突变体，可使环脂肽产量提升2.33倍，离体和活体抑菌活性分别提升52.20%和96.55%。研究结果表明，NTG+EMS+ARTP的复合诱变可成功获取高产环脂肽的B.velezensis G-1突变体，并进一步筛选到了可利用菜粨高产环脂肽且对链格孢霉具有良好抑菌效果的突变体。研究旨在为高产环脂肽Bacillus velezensis G-1突变体及其环脂肽在防治果蔬采收后链格孢霉菌侵染的产业化应用中奠定理论基础。
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β-半乳糖苷酶的固定化及其合成低聚半乳糖研究
李智慧, 赖田甜, 张敏, 郝瑞敏, 姚梦珂, 赵华, 杨贞耐
Abstract:
选用壳聚糖、海藻酸钠、海藻酸钠/明胶、海藻酸钠/羧甲基纤维素为固定化载体材料，探究β-半乳糖苷酶的固定化方法，并将获得的适宜固定化酶应用于合成低聚半乳糖(galacto-oligosaccharide，GOS)。结果表明，较优固定化载体为壳聚糖，β-半乳糖苷酶的优化固定化条件为壳聚糖质量浓度0.03 g/mL，静置时间2 h，戊二醛体积分数2%，交联时间3 h，吸附时间12 h，固定化温度60 ℃，加酶量0.4 mg/g（以壳聚糖微球质量计）。与游离酶相比，固定化酶的耐酸、碱、热的稳定性显著提升。进一步利用壳聚糖固定化β-半乳糖苷酶合成GOS，确定了优化反应条件：加酶量为2 U/ mL，pH值 6.0，温度为50 ℃，初始乳糖质量浓度为500 g/L，反应时间为14 h。此条件下GOS产率可达到52.61%，高于已报道的GOS产率，且产物中聚合度大于等于3的GOS含量为37.07%。固定化酶重复使用5次后，产GOS活性仍保留了97.21%，研究获得的壳聚糖固定化β-半乳糖苷酶在GOS合成领域具有良好的应用前景。
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深度学习与分子模拟相结合：高效筛选宏基因组数据中的抗菌肽
Abstract:
抗菌肽是一种可以通过与细菌细胞膜或细胞内生物分子相互作用，破坏细菌生理过程，最终导致细菌死亡，发挥抗菌功能的一种多肽。鉴于食品安全和质量正在面临的挑战，开发新型食品抗菌剂以提高食品安全性，已成为当前食品科学研究的关键方向。通过构建全新的深度学习模型，从土壤宏基因组数据中筛选抗菌肽，并使用分子对接和分子动力学模拟等技术对筛选出的肽进行验证。模型的精准度为98.7%、准确率为96.5%、召回率为91.9%、F1-score为95.2%、特异性为99.2%，该模型展现了出色的性能和强大的泛化能力，同时在效率、可解释性和实际应用价值方面也体现了显著的优势。经过训练后，模型成功地识别出了若干极具抗菌潜力的短肽，并选择了部分样本进一步研究。结果表明，筛选出的短肽Gly-Thr-Ala-Trp-Arg-Trp-His-Tyr-Arg-Ala-Arg-Ser能有效地附着在细菌的转录调节因子MrkH蛋白上，对肺炎克雷伯氏菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌产生抑菌作用。研究旨在结合深度学习与分子模拟技术等技术，为开发食品行业中新型抗菌剂的应用提供一定的理论依据。
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热杀菌对亚麻籽乳理化稳定性的影响
禹晓, 杨帆, 孙好翯, 李升, 邓乾春, 周琦, 陈亚淑, 朱莹莹
Abstract:
亚麻籽作为功能性食品原料，富含α-亚麻籽酸、优质蛋白质、可溶性多糖、木酚素等活性脂质伴随物，极具营养价值和开发利用潜力。以亚麻籽乳为研究对象，探究不同热杀菌条件（65 ℃-30 min，85 ℃-15 min和95 ℃-15 s）对亚麻籽乳理化稳定性的影响，重点聚焦体系中油脂体界面特性的变化。研究结果表明：热杀菌处理后，亚麻籽乳的平均粒径逐渐增加了95.58%（P<0.05），Zeta电位绝对值逐渐减小了12.26%（P<0.05），并伴随着乳液黏弹特性减弱和物理稳定性提高。热杀菌后，亚麻籽乳中油脂体界面蛋白质量比增加64.42%（P<0.05），总糖质量比增加97.95%（P<0.05），冷场电镜成像则进一步证实外源性贮藏蛋白和可溶性多糖在油脂体界面的吸附。此外，热杀菌处理还增加了亚麻籽乳中油脂体界面总酚含量增加了1.42倍（P<0.05），黄酮含量增加了4.94倍（P<0.05），以及1,1-二苯基-2-苦基肼（DPPH）自由基清除能力增加了4.64倍（P<0.05），FRAP铁离子还原能力增加了54.05%（P<0.05）。适宜热杀菌处理（85 ℃-15 min）能够基于油脂体界面组成结构的重组，提升亚麻籽乳物理和化学稳定性，希望为进一步拓宽亚麻籽摄入形式和应用场景提供一定的理论依据。
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2016,34(6):1-6, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2016.06.001
Abstract:
非目标性检测技术近年来在食品安全与质量分析领域得到了深入应用。非目标性检测技术创新性地通过仪器分析、指纹图谱及细胞分子生物学技术与化学计量学等手段的有机结合,综合分析食品的特征,是现代分析技术与食品质量控制的有机结合。非目标性检测技术的核心是检出非正常样品,而不是检测由何种物质造成样品的非正常。重点介绍了非目标性检测技术相关研究的最新进展,包括非目标性色谱、质谱、波谱,以及基于体外细胞的非目标性检测技术,广泛涉及了国内外的牛乳、枸杞、当归、牛至、蜂蜜等食品及食品原料。非目标性检测技术的研究工作能够在食品检验方面建立新的标准规范,推动食品工业健康快速发展,为保障群众的公共卫生安全水平以及生活质量的提高发挥重要作用。
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2013,31(2):1-6, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2013.02.001
Abstract:
镉是一种重要的重金属污染物，可经土壤、粉尘和农作物进入食物链. 稻米易于富集土壤和环境中的镉，给消费者健康带来潜在风险. 我国土壤中的镉含量存在地域不均一性，个别地区由于地质原因或工业、采矿污染，土壤镉含量偏高，导致当地生产的稻米镉超标. 为应对稻米镉污染问题，目前已开展了土壤修复治理、水稻品种改良和稻米降镉加工利用等方面的研究. 总结了中国土壤和稻米镉污染现状，分析了影响稻米富集镉的主要因素，概述了国内外稻米镉污染治理的新方法，为开展镉污染稻米治理及利用提供建议.
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2016,34(1):1-8, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2016.01.001
Abstract:
对近年来水产品新鲜度的评价方法进行了分析,包括传统的评价方法和国内外最新的方法；同时介绍了水产品的货架期预测模型,包括一级、二级和三级模型；最后提出了水产品新鲜度综合评价和货架期模型构建的主要问题和研究方向,以期为今后水产品的品质和相关保鲜技术的研发提供一定参考。
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2017,35(3):1-15, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2017.03.001
Abstract:
化学计量学是由数学、统计学、化学及计算机科学交叉形成的具有独特魅力的重要新兴学科。作为其核心理论体系的模式识别和多维校正方法,在海量数据信息挖掘与处理、分析信号分辨与解析中,体现了突出的优势,并能攻克传统分析方法难以处理的复杂难题,已广泛应用于食品分析领域。系统介绍了化学计量学核心理论方法及其在食品分析中的应用及研究进展,详细分析了模式识别和多维校正方法的基本原理及优缺点,指出了目前化学计量学方法在食品分析领域研究中需要解决的问题并对其未来发展方向进行了展望。
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2016,34(2):1-11, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2016.02.001
Abstract:
塑性脂肪起砂严重影响其产品质量,研究起砂机制及其控制技术对优化工艺参数和改善产品品质等均具有重大意义。高熔点甘油三酯的迁移、聚集及β晶型转变是外部温度波动模式下塑性脂肪起砂的可能机制。油脂组成和加工及储运工艺参数如剪切速率、温度、冷却速率等均影响塑性脂肪起砂。控制起砂可通过油脂改性如油脂混合、酯交换和添加乳化剂等来降低高熔点甘油三酯的含量、稳定β′晶型。乳化剂与原料油甘油三酯之间主要通过“酰基-酰基”发生相互作用,当它们的酰基结构相似时可能共同结晶,而结构不同的地方则可能会延缓成核和抑制晶体生长；乳化剂对塑性脂肪结晶的作用受到其浓度和分子结构的强烈影响,过冷度过高时其作用会被削弱。
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2017,35(6):1-9, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2017.06.001
Abstract:
针对微生物污染引起的食品安全与耐药菌株引起的环境安全等问题,广谱、高效的新型天然食品防腐剂的开发应用已成为现代食品安全的重要研究趋势。抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs)由于其抑菌谱广、稳定性好,抑菌机制独特、不易残留等优势而备受关注。随着研究的不断深入,AMPs将有望在食品安全的应用中发挥关键性作用。有鉴于此,对近年来国内外抗菌肽(AMPs)的相关研究进行了总结,综述了AMPs资源挖掘、分类情况以及细菌、真菌、寄生虫、病毒、肿瘤细胞的生物抗性、作用机制的研究进展；同时,对AMPs在食品安全中的潜在应用方向、亟待解决的科学问题进行了分析,并提供相应的解决策略,供本领域的研究者参考。
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2015,33(4):1-5, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2015.04.001
Abstract:
围绕传感器这一新兴的检测技术,重点阐述了三大类分子印迹聚合物传感器(电化学传感器、压电传感器和光学传感器)的原理及其在食品安全检测领域的研究现状,并对该技术的后期发展趋势进行探讨。
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2013,31(4):1-5, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2013.04.001
Abstract:
乳品工业是关系国计民生的行业，其现实危机与未来发展方向和前景备受关注. 在简单介绍中国乳品工业概况基础上，重点分析了我国乳品工业发展过程中存在的主要问题和今后在乳品基础理论研究、产品开发与质量控制方面的主要研究方向.
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2014,32(5):1-5, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2014.05.001
Abstract:
就目前叶类蔬菜采后处理的现状、存在的主要问题及加工趋势进行了详尽阐述,并对叶类蔬菜加工过程中亟待解决的关键技术进行了探讨,重点分析了鲜切加工、冻干加工、消毒工艺、包装工艺及加工设备自动化等问题的解决方法,以期为我国叶类蔬菜采后加工明确方向.
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2015,33(1):1-5, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2015.01.001
Abstract:
目前,工业生产黄酮类化合物面临价格昂贵等一系列问题,因此用微生物廉价生产黄酮类化合物具有重要意义。近年来系统代谢工程的出现,提供了一个全新的角度来解决传统受限制的生物工业过程。介绍了利用代谢流调控、强化前体物质积累等代谢工程策略,实现微生物法生产黄酮类化合物的国际研究状况,希望对解决目前大规模生产黄酮类物质存在的限制和挑战提供参考。
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2012,30(3):1-12, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2012.03.001
Abstract:
中国是世界上最大的水果生产和加工国，果品加工业已成为我国农产品加工业中具有明显比较优势和国际竞争力的行业。 介绍了我国果品加工产业现状及发展趋势，分析了制约果品加工产业发展的主要问题，并提出相应的对策与建议。
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2011,29(1):54-58, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2011.01.012
Abstract:
在无菌条件下，对影响自养小球藻生长的主要因素进行优化。实验表明，优化结果对小球藻的生长有显著影响。通过正交试验和单因素实验得到了以BG-11培养基为基础的优化培养条件：Na2CO3质量浓度为0.02g/L、初始pH值为7、N/P为30、接种量为5%、温度25℃、光照强度8800lx。该优化条件有效地提高了自养小球藻的生长速率。
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2011,29(1):15-17, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2011.01.004
Abstract:
阐述了方便面的水分含量及含油量是影响方便面品质的两个重要因素，研究了油炸时间和温度对方便面水分含量及含油量的影响。结果表明：油炸时间越长、油炸温度越高，面饼失水程度越大，含油量越高。说明油炸时间和温度对面饼中水分含量及含油量的影响是相互关联、存在一定的相关性的。
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2015,33(3):1-4, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2015.03.001
Abstract:
起源于食品加工的现代食品科学和食品工业,提供了前所未有的丰富食物,是全人类的进步与发展不可或缺的基础。迄今,食品科学系统地研究和掌控了食品的保藏、营养及感官特性,但对食物与人体的作用尚乏独立了解,现有知识限于营养学和毒理学。食品工业彻底改变了食物的生产和消费方式,也改变了食物与人体的作用,而对后者研究的缺位,助长了公众对工业食品的安全与健康隐忧的疑惑。回顾历史、鉴析现状,我们试对未来“食物-人体作用”的研究提出3个方向:阐明食品组成分子的存在状态；破译人体对食物的反应信号；研究食品特性互补的利用方法。以全新的角度研究食品与人体的相互作用,是累积食品科学独有的方法与发现、充实学科提高地位的需要,也是回答并解决食品工业界面临的急迫问题的必须,将使食品学科能够以原创性发现构建出完整的食品的科学。
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2013,31(1):9-13, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2013.01.002
Abstract:
嗅觉可视化技术是使非可见物质成像（主要是气体成像）的一种无损检测新技术，属人工嗅觉模拟技术的一个新分支.使用卟啉和pH指示剂作为嗅觉可视化传感器阵列的气敏材料，检测猪肉中的优势致腐菌和新鲜度.将3种优势致腐菌-梭状芽孢杆菌、热死环丝菌、假单胞菌-分别接种至3组猪肉样本中，在3种温度--16℃,.4℃和20℃-条件下分别贮藏不同的时间后，采用扫描仪获取可视化传感器阵列与每个样本反应前后的图像信息；将阵列反应前后的颜色差值作为样本特征值，对不同的猪肉样本经不同贮藏时间后产生的挥发性气味，可视化传感器阵列显示其特定的颜色图像与其对应.结果表明，嗅觉可视化技术可以用于检测猪肉的优势致腐菌以及判断猪肉的新鲜度.
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2011,29(4):50-57, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2011.04.013
Abstract:
抗冻蛋白是一类具有热滞效应、冰晶形态效应和重结晶抑制效应的蛋白质，因其特殊的结构和功能，抗冻蛋白引起了研究人员的极大兴趣。探讨了近年来抗冻蛋白的研究进展,介绍了目前已知的抗冻蛋白的来源、特性、测定方法、基因结构及在食品工业中的应用。抗冻蛋白对冷冻食品有显著的品质改良功能,是未来冷冻食品工业中极具潜力的抗冻添加剂。
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2012,30(1):1-5, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2012.01.001
Abstract:
鲜度对水产品品质及原料的加工适性有着巨大影响，直接决定了产品价值。 鲜度检验对水产品安全、运输、仓储及加工有重要意义。 现有鲜度检验方法虽有其优点，但存在主观、片面、耗时等缺陷，如何快速、客观评价水产品鲜度已成为水产品加工业亟待解决的课题。 在介绍水产品鲜度变化机制的基础上，着重介绍了用于水产品鲜度评价的几种不同方法，包括感官评价、微生物评价、化学评价、物理评价及鲜度指示蛋白评价等，并分析了不同测定方法的优缺点。
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2012,30(4):8-11, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2012.04.002
Abstract:
对黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、伏马菌素、玉米赤霉烯酮、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、展青霉素等常见真菌毒素的来源、种类、特点、毒性等进行了介绍，并进一步阐述真菌毒素对人类和动物健康的影响及国内外对农产品及饲料中真菌毒素控制的相关法律、法规和标准。
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2013,31(5):37-42, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2013.05.007
Abstract:
由于在高温油炸过程中的快速劣变，市场上油炸用油的质量问题日益受到人们的关注. 为了研究低场核磁共振技术在市场上复杂油炸条件下的油炸用油质量快速检测中的表现，共从上海市10个行政区的市场上共采集油炸用油样品107个，包括大豆油96个，起酥油11个. 通过测定油样的极性组分和黏度，发现6个(占总样品数56%)油样的极性组分超过国家标准，说明市场上油炸用油存在一定的安全问题. 通过线性分析发现极性组分和黏度之间的线性关系良好，R2为0892，除去样品中11个起酥油后R2则达到0927. 用低场核磁共振仪测定各油样后，通过对多组分T2弛豫图谱中T21峰面积(S21)比例的分析发现，S21比例与极性组分和黏度呈现良好的相关性，R2值分别为0860和0840，除去油样中的起酥油后R2值略有上升，分别达到0865和0854. 这说明可以利用低场核磁共振技术达到快速检测市场上油炸用油品质的目的.
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2010,28(2):66-70, DOI: 10.3969/j.issn.2095-6002.2010.02.015
Abstract:
针对火车轮缘动态检测系统中的摄像机标定问题，讨论了基于径向约束的摄像机标定，选定了包含畸变因素的摄像机透视投影模型，得出了以LabVIEW开发的摄像机标定方法. 该方法利用了LabVIEW的图形化开发环境，内嵌Matlab语言编写的核心程序，数据处理功能强大，且具有良好的图形化互动界面.
