摘要:在乳制品的生产、加工、储存和运输过程中,存在两类蛋白酶:一类是乳制品自身的内源性蛋白酶,另一类则是由于微生物污染而产生的外源性蛋白酶。这些蛋白酶不仅会引发乳制品品质劣变等一系列问题,致使产品的货架期大幅缩减、口感风味严重受损,还额外增加了乳品企业在生产及加工流程中的成本投入,压缩了企业的利润空间,制约着行业经济效益的提升。研究发现,嗜冷菌所分泌的耐热蛋白酶,是影响乳制品品质安全的核心要素之一。在乳制品加工、储运这一动态且复杂的过程里,针对耐热蛋白酶活性展开实时、精准的定量监测,依旧是乳制品行业面临的主要技术壁垒与难点。全面梳理了乳制品中耐热蛋白酶的相关知识体系,深入剖析了其主要来源,分析了其特殊的耐热机制以及水解蛋白质的作用模式,阐明其在乳制品环境下独特的生物学活性表现。同时,分析了传统经典检测方法在乳制品内、外源性蛋白酶检测中的技术优势以及现存局限,进而梳理了肽组学法、生物传感器等新兴检测策略。这些新兴检测方法因其独特的技术原理与检测模式,在耐热蛋白酶实时监测领域具有良好的应用前景,有望突破现有的样品复杂基质干扰、检测灵敏度与特异性难以平衡、实时性要求高等技术瓶颈。

摘要:维生素是一类可维持生物体正常生理功能的重要有机小分子物质,大部分维生素人体无法自主合成,因而需要通过食物或药品补充以满足自身需求。随着健康饮食理念的不断深化以及“双碳”战略的深入推进,发展维生素生物制造技术具有重要意义。我国作为全球维生素生产大国,在高端维生素及关键中间体生产领域仍存在技术瓶颈。以典型水溶性维生素B5(VB5)为例,系统总结了维生素合成技术的发展现状,阐述了VB5从第一代化学合成技术、第二代化学-酶催化或酶催化技术到第三代全生物发酵合成技术的研究进展及其合成路线,介绍了维生素制造技术的迭代变迁。重点梳理了糖摄取系统强化、中心碳代谢流重定向、辅因子平衡、竞争途径调控及转运系统优化等多策略在VB5第三代全生物发酵合成技术中的应用,提出了系统代谢工程改造耦联发酵工艺优化等跨学科的研究方向,旨在推动维生素生物制造技术的持续创新,为我国维生素产业的高质量发展和国际竞争力的提升提供有力保障。

摘要:二十二碳六烯酸(DHA)是一种重要的ω-3长链多不饱和脂肪酸,作为大脑和视网膜中的主要脂肪酸,DHA对胎儿、婴儿及老年人的神经健康至关重要,并具有改善心脑血管健康、预防认知衰退、抗炎抗氧化等作用。介绍了DHA的结构、功能及主要来源,重点讨论了微生物合成DHA油脂面临的挑战,特别是在代谢途径复杂和油脂组分多样性方面的问题；进一步探讨了提升DHA产量的策略,包括定向选育产脂微生物、代谢机制调控和发酵放大技术。展望了DHA油脂衍生产品的未来发展方向,提出更具发展潜力的DHA产品。随着生物技术和代谢工程技术的持续进步,未来DHA油脂的应用将不再局限于传统的营养补充剂领域,而是进一步向功能性食品、精准营养和医药治疗等方向拓展,推动DHA产品向高附加值、高生物活性的方向发展。

摘要:为研究燕麦β-葡聚糖(oat β-glucan, OG)的发酵特性及其对宿主生物节律的影响和作用机制,通过体外粪菌发酵实验,对OG发酵后的粪便菌群及培养上清液分别进行了16S rDNA和非靶向代谢组分析,并构建了微生物-代谢物关联网络,最后通过体外细胞实验探究了转变后的肠道菌群和代谢物对Caco-2细胞节律基因表达的影响。研究结果显示,OG可显著改变肠道菌群丰度及结构,使厚壁菌门(Firmicutes)、粪杆菌属(Faecalibacterium)、副拟杆菌属(Parabacteroides)和长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)等菌群的丰度上升。OG转变后的菌群可以产生更多有节律调节潜力的代谢物,例如5-羟色氨酸、L-色氨酸和黄豆黄素,OG的调节通路在色氨酸代谢通路显著富集。通过微生物-代谢物关联网络分析发现,梭形杆菌属(Fusicatenibacter)的丰度与L-色氨酸水平呈正相关；巨单胞菌属(Megamonas)的丰度与黄豆黄素水平呈负相关。此外,OG发酵后的粪便菌群及培养上清液可以显著调节大部分核心节律基因的表达,这一结果在体外Caco-2细胞模型中得到了验证。研究结果表明,OG可能通过调节肠道菌群及代谢物的组成,特别是调节色氨酸代谢通路相关代谢物,从而间接影响肠道细胞节律基因的表达。研究旨在为OG缓解生物节律紊乱方面的研究和开发工作提供理论参考。

摘要:构建负载铁源的水凝胶递送载体是解决肽铁螯合物胃消化稳定性的重要策略。以海藻酸钠和马铃薯淀粉为原料,以氯化钙为交联剂,采用外凝胶法制备了3种负载不同铁源[蛋黄肽铁螯合物(EYP-Fe)、右旋糖酐铁和FeSO₄]的水凝胶珠。结果表明:使用质量浓度为1.5g/100mL的海藻酸钠和1.0g/100mL的马铃薯淀粉混合溶液制备的水凝胶珠,具有较好的成型效果和稳定性,并且对不同铁源的包封率可达84%以上。水凝胶珠在酸性环境中表现出较高的稳定性,溶胀率低于10%；而在中性至弱碱性条件下,水凝胶珠展示出显著的溶胀性能。说明铁元素可在胃部避免沉淀,在肠道中有效释放并被吸收。红外光谱和X射线衍射谱结果显示,亲水性相互作用是水凝胶珠形成的主要驱动力。模拟体外消化过程发现水凝胶珠在胃中发生收缩(29%~31%),铁释放率维持在11.0%~19.0%；其中,负载EYP-Fe的水凝胶珠的铁释放率最低,为11.2%±2.9%。在肠道消化中,水凝胶珠发生溶胀,并缓慢释放其包封的铁源,铁释放率可达79%以上。因此,海藻酸钠/马铃薯淀粉复合水凝胶珠可改善EYP-Fe在胃中的稳定性,同时具备向肠道环境输送铁的能力。研究旨在为新型口服补铁剂的开发提供理论和技术参考。

摘要:缩节胺是一种食品热加工过程易产生的食品污染物,主要在特定的焙烤条件下形成。其生成途径是游离赖氨酸、还原糖和烷化剂进行美拉德反应。暴露于缩节胺可导致肾脏空泡化和肝、脾损伤,然而其在体内的代谢机制尚不清楚,这使得对缩节胺暴露风险的评估难度进一步加大。利用基于气相色谱-质谱联用的非靶向代谢组学方法研究缩节胺对大鼠尿液代谢物的影响,寻找差异代谢物,分析大鼠肾脏的组织病理学变化。研究结果表明,在缩节胺暴露前后的大鼠尿液中共筛选出24种差异代谢物,其中5种代谢物上调,19种代谢物下调。对差异代谢物进行代谢途径分析发现,暴露前后有5种代谢途径响应值大于0.1,是相对重要的被扰动代谢途径。它们分别为甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸的代谢,甘油酯代谢,戊糖和葡萄糖醛酸的相互转化,磷酸肌醇代谢,乙醛酸和二羧酸代谢。这些代谢途径主要与氨基酸代谢、能量代谢、糖类代谢和脂质代谢相关。其中,响应值最大的代谢途径为甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸的代谢。研究旨在为阐明缩节胺的毒性机制提供理论参考。

摘要:为探究板栗外皮和内皮结合态多酚对SD大鼠肠道菌群的影响,构建体外结肠发酵模型,分为板栗外皮结合态多酚(CSBP)组、板栗内皮结合态多酚(CISBP)组和空白(CK)组,使用16S rRNA高通量测序技术对3组样品进行微生物多样性分析比较。结果表明,相比于CK组,CSBP组与CISBP组的肠道菌群相对丰度整体提高,拟杆菌门(Bacteroidetes)与厚壁菌门(Firmicutes)的比值均有所上升,乳杆菌属(Lactobacillus)、肠单胞菌属(Intestinimonas)等有益菌的相对丰度显著提高；而多尔氏菌属(Dorea)、梭菌属(Clostridiales)等有害菌的相对丰度显著降低。此外,功能预测结果显示,CSBP具有促进细胞生长和重建、维持组织和器官功能的正常运行、清除自由基和有毒物质以及减少细胞损伤和炎症等功能,而CISBP可以促进脂肪代谢、血糖调节、神经递质的合成以及蛋白质的构建。研究结果表明,CSBP和CISBP对肠道菌群产生了影响,通过提高肠道菌群的丰富度,促进有益菌、抑制有害菌,促使SD大鼠肠道菌群向更健康的组成发展。研究可为进一步开发板栗资源以及研发可调节肠道菌群的功能性食品提供参考依据。

摘要:玉米赤霉烯酮(zearalenone, ZEN)作为分布最广的镰刀菌毒素之一,可污染包括玉米在内的多种农副产品。以ZEN为唯一碳源,从小麦根际腐生土壤中筛选获得一株可高效降解ZEN的菌株。通过形态学观察、16S rDNA测序及全基因组测序鉴定为皮氏不动杆菌(Acinetobacter pittii),命名为M-1。通过降解活性验证发现,对ZEN有降解活性的脱毒酶主要集中在M-1发酵上清液中；通过降解参数优化发现,M-1最适宜降解温度和pH值分别为60℃和9,在此条件下孵育48h对ZEN(10μg/mL)的降解率高达90.85%,Mn²⁺可显著增强发酵上清液的脱毒活性,在最适宜条件下对2μg/mL ZEN的降解率达89.92%；基于Q Exactive Fous组合型四极杆Orbitrap质谱仪初步完成了ZEN降解产物的结构鉴定,推断ZEN降解产物为玉米赤霉烯酮-4-硫酸酯,其毒性显著低于ZEN本身；基于M-1全基因组序列,开展了ZEN脱毒酶编码基因筛选,初步认定M-1中编码ZEN脱毒酶的基因为ahpC,脱毒酶为NADH依赖型过氧化物酶；通过H₂O₂介质介入发现,M-1对ZEN的降解效率显著提高,进一步提升了脱毒酶为NADH依赖型过氧化物酶可能性。研究报道了皮氏不动杆菌降解ZEN的能力,希望可为粮食中ZEN脱毒提供新的菌种资源,为皮氏不动杆菌中ZEN脱毒酶的高效表达及产业化应用提供前期研究基础。

摘要:液氮超低温处理是延长食品保质期高效且安全的方法之一。研究利用液氮对咖啡生豆和烘焙豆进行速冻或反复冻融处理,通过风味感官评价、理化成分分析与绿原酸类物质、生物碱、矿物质元素等非挥发性成分的测定,结合扫描电镜的方式,探究超低温对咖啡豆中非挥发性风味品质及超微结构的影响。结果表明,烘焙及超低温处理会使咖啡豆中大部分绿原酸类化合物以及γ-氨基丁酸的含量极显著降低,柠檬酸、苹果酸、乳酸和生物碱的含量极显著增加；超低温处理对烘焙咖啡豆感官风味无显著影响；利用液氮速冻处理咖啡生豆再烘焙会极显著增加丙烯酰胺的含量；扫描电镜观察发现,超低温处理不会使咖啡生豆中缝隙宽度明显变化,烘焙咖啡豆内部会形成丝状连接,反复冻融烘焙豆中缝隙宽度会显著减小；曼特尔检验与皮尔逊相关性分析结果表明,烘焙咖啡豆感官指标中的醇厚度与绿原酸等化合物具有显著相关性,平衡度与矿物质元素Fe和Cu有极显著相关。研究发现,液氮超低温处理可延长咖啡豆风味保鲜期限,但会使其中非挥发性风味成分含量及微观结构发生变化。研究结果旨在为咖啡豆的贮藏保鲜和风味品质控制提供理论依据和数据支持。

摘要:为探究鲜味多肽呈味特征及其与鲜味受体相互作用机制,以5种大球盖菇鲜味肽(EP-6、SG-7、PH-5、SE-6、ES-7)为研究对象,采用感官评定、电子舌分析、表面等离子体共振(SPR)分子互作技术及分子对接联用技术,系统评价了5种鲜味肽的鲜味强度并解析其与鲜味受体分子的作用机理。通过感官评分(0~10)与滋味稀释分析发现,EP-6与ES-7鲜味评分最高,分别为6.90±0.88、6.70±0.95,阈值分别为0.178mmol/L和0.167mmol/L,低于0.3mg/mL谷氨酸钠(MSG)的阈值(1.774mmol/L)。电子舌主成分分析结果显示,前两个主成分累积贡献率达91.8%,EP-6与ES-7鲜味强度接近质量分数为0.1%的MSG的鲜味强度,且与感官评定结果一致。SPR动力学分析表明,ES-7与T1R3-VFD受体结合亲和力最强(KD=1.471×10-6mol/L),结合解离速率呈“快上快下”特征；分子对接结果进一步揭示,EP-6与SG-7的对接能量最低,分别为-436.52、-397.81kJ/mol,其稳定性依赖于ASN68、GLU45、HIS278等关键残基的氢键与疏水作用。此外, 含硫氨基酸Cys等通过巯基作用延长鲜味感知,与感官评定的味感绵长特征相印证。通过电子舌、 分子互作与分子对接多技术联用构建鲜味肽综合快速评价体系,可突破传统感官评定主观局限,明确鲜味受体结合域核心结合位点,并揭示含硫氨基酸对鲜味持久性的调控作用。研究旨在为天然鲜味增强剂的理性设计与高值化应用,以及食品风味精准调控技术的开发提供分子层面的理论依据。

摘要:针对鲜食番茄采后品质劣变快,风味物质易流失等问题,以“原味1号”鲜食番茄为实验材料,研究4kJ/m²短波紫外线(short-wave ultraviolet,UV-C)处理对鲜食番茄贮藏品质的影响。结果表明:与对照组相比,UV-C处理有效维持了鲜食番茄的感官品质,延缓了鲜食番茄硬度和贮藏末期总果胶含量的下降,同时降低了丙二醛含量,抑制了贮藏前期多聚半乳糖醛酸酶和鲜食番茄贮藏后期果胶裂解酶的活性,从而保持了果实质地。UV-C处理还可以减缓鲜食番茄失重率的增大、可溶性固形物的下降,提高贮藏后期总酚和抗坏血酸的含量,从而维持果实营养品质。贮藏期间2组鲜食番茄共检测出44种挥发性物质,UV-C处理促进了芳樟醇、环戊酮、(Z)-6-壬烯醇和苯乙醛等香味物质的产生,抑制了2-甲基-1-丁醇、2-甲基四氢呋喃-3-酮、苯乙醇和异丁酸异丁酯等特征香气成分的降低,以及丙酸、2-甲基-2-丙醇、乙醇、2-甲基噻吩、2-甲基丁酸等不良风味物质的产生。UV-C 处理可有效维持鲜食番茄贮藏期间的品质,保持良好风味并延长贮藏期。研究结果旨在为UV-C辐照技术在鲜食番茄等果蔬保鲜中的应用提供理论参考。

摘要:以不同成熟度纽荷尔脐橙为研究对象,采用顶空固相微萃取技术结合气相色谱-质谱联用技术分析果肉中主要风味活性物质组成及不同成熟度时风味活性物质的变化趋势。研究结果表明:在成熟前期、成熟期、成熟后期3个不同成熟度的纽荷尔脐橙果肉中共检测到19种挥发性化合物；纽荷尔脐橙果肉中的挥发性化合物,没有因成熟度不同,在种类上呈现出差异；但各挥发性化合物的含量会因成熟度不同而发生变化。萜类化合物是纽荷尔脐橙果肉中主要的香气物质；正己醇、正辛醇、香叶醛、大马士酮的含量在成熟前期-成熟期呈上升趋势,但在成熟期-成熟后期开始下降,在成熟期含量达到最大值；其余挥发性化合物在3个不同成熟度呈上升趋势,成熟后期含量达到峰值。采用香气活度值(odor activity value, OAV)的方法对纽荷尔脐橙的风味活性物质进行分析发现,OAV≥1的风味活性物质中,OAV由大到小依次为D-柠檬烯、正己醇、大马士酮、正辛醛、芳樟醇、香芹酮、橙花醛、香叶醛、香茅醇、L-紫苏醛10种化合物。通过香气轮廓雷达图分析,纽荷尔脐橙果肉以柑橘香和果香为主,伴随着较浓郁的青草香、花香、甜香和极低的木香和不愉悦气味,在成熟后期柑橘香和果香最为显著。希望研究可为纽荷尔脐橙果肉的进一步研究与开发提供实验基础。

摘要:高温大曲是酱香型白酒的主体香来源,对酱香型白酒的风格和品质有着重要影响。北京和贵州地区生产的酱香型白酒具有地方特色风味,但风味化合物的差异及其形成原因仍不清楚。对北京与贵州地区的2种高温大曲的理化指标、菌群组成以及挥发性风味物质之间的品质差异进行关联分析。研究结果表明,源自北京地区的高温大曲样品中的淀粉含量、液化力及酯化力均明显高于源自贵州地区高温大曲样品,但贵州地区高温大曲样品具有更高的酸度和糖化力(P＜0.001)。北京和贵州地区的2种高温大曲挥发性风味组分存在显著差异,贵州地区含有挥发物质种类(27种)高于北京地区(23种)。北京与贵州地区高温大曲样品中的细菌核心菌群是Virgibacillus、Kroppenstedtia,真菌核心菌群是Thermoascus和Thermomyces。Spearman相关分析表明,北京与贵州地区高温大曲风味化合物相关性最高的菌属不同,导致2种白酒的风味呈现差异。对北京与贵州地区的2种高温大曲的理化指标、菌群组成和风味物质组成等品质差异进行分析,旨在为进一步了解北京与贵州地区高温大曲中微生物及其功能特征,进而明晰两地区白酒风味差异的原因提供参考。

摘要:降低食盐添加量是鱼糜制品开发的重要方向,但盐添加量不足会显著影响鱼糜的凝胶特性。为研究竹盐添加量对减盐鱼糜凝胶特性的影响,在分析竹盐元素组成及理化性质的基础上,系统探究了竹盐添加量对鱼糜凝胶特性的影响及其替代普通食盐的效果。研究结果表明,竹盐富含多种矿物质元素,其中K、Ca和Mg质量分数分别较传统食盐提高25.6%、183.3%和18.5%,这些元素使竹盐具有更高的pH值和电导率,进而改善鱼糜的凝胶性能。当竹盐添加量(质量分数)为1.0%~2.5%时,鱼糜凝胶的弹性、凝胶强度和硬度随添加量增加而提升,表明竹盐有利于鱼糜形成更致密的三维网络结构；同时,鱼糜的热稳定性、蛋白质分子间作用力、动态流变学特性(耗散能)及断裂应力和应变等指标均明显改善,使鱼糜凝胶更具有稳定性和机械韧性。在盐添加量(质量分数)为1.0%~3.0%的所有组别中,2.5%竹盐组的鱼糜凝胶特性最优,其凝胶强度和回复性较同质量分数的食盐组分别提升21.4%和6.0%。结合理化性质、凝胶特性及感官评价分析发现,添加质量分数为2.0%的竹盐即可达到3.0%普通食盐的凝胶效果,实现盐含量降低33%的减盐目标。研究旨在为高品质低盐鱼糜产品的开发提供技术支持,并希望为拓宽竹盐在肉制品加工中的应用提供理论参考。

摘要:为探讨硒代蛋氨酸在无水保活条件下对珍珠龙胆石斑鱼生化性质的影响,测定了不同保活时间下,鲜样组、对照组与硒代蛋氨酸饲养组(Se-Met组)珍珠龙胆石斑鱼的血液生化指标、硒含量、糖原含量和乳酸含量等的变化。结果表明:Se-Met组的肌肉、肝脏硒含量在12h达到最大,显著高于对照组(P<0.05),总抗氧化能力、超氧化物歧化酶活力始终高于对照组,在无水保活6h后达到最大值；血清中谷丙转氨酶、谷草转氨酶的外流速率随着防御体系作用先增加后逐渐减缓,始终低于对照组,说明石斑鱼组织细胞经蛋氨酸作用后更为完整。与鲜样组相比,无水保活后对照组和Se-Met组的糖原含量显著降低(P<0.05),其中Se-Met组在12h时达到最低值(16.84mg/100g)；乳酸含量随时间延长而逐渐升高,Se-Met组在6h达到最大值(1.91mmol/L),对照组在12h达到最大值(1.84mmol/L),Se-Met组石斑鱼肌肉乳酸浓度始终高于对照组。正交偏最小二乘法分析发现,Se-Met组谷丙转氨酶和糖原含量对硒含量变化表现出重要影响。研究希望为硒代蛋氨酸在珍珠龙胆石斑鱼无水保活运输中的应用提供参考。

摘要:为了解决传统枸杞干燥工艺存在的能耗高、品质劣变等问题,基于高压电场干燥技术开展枸杞干燥设备设计及工艺参数优化实验,揭示电场特性与干燥效率间的关联。在设备原理和结构、电极形状、针板电极形式及工艺参数优化的研究基础上,重点探究了电压、针尖-板间距、针间距对电场特性的影响规律。通过自主研发的高压电场干燥实验平台,系统分析电压强度(0~50kV)、针尖-板间距(2~6cm)、针间距(4~10cm)等关键参数对电场特性的作用机制。运用单因素实验与二次正交旋转组合设计响应面分析法,建立了干燥速率与电场参数间的数学模型,并借助 COMSOL Multiphysics仿真软件开展电场分布特性模拟。结果表明,在电压35kV、针尖-板间距为4cm、针间距4cm时干燥效果较佳,平均干燥速率为 0.0549g/(g·h)。电场仿真结果与高压电场干燥实验平台结果能够较好吻合,建立的高压电场模型可以用于模拟实际干燥过程的干燥速率变化趋势。研究旨在建立一台低能耗、高品质的枸杞干燥设备,为干制枸杞生产提供新的干燥方式与技术支撑。