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2022年 第43卷 第22期 刊出日期:2022-11-25
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食品化学
外源蛋白对大豆油脂体稳定性的影响
刘子豪,梅雅欣,彭郁,傅娆,秦琛强,倪元颖,温馨
2022, 43(22): 1-9. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220207-017
摘要
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计量指标
通过水提法辅助去离子水洗涤或碱液洗涤,从大豆中分别提取得到富含外源蛋白的粗油脂体(crude oil bodies,COB)和几乎不含外源蛋白的纯油脂体(purified oil bodies,POB),考察不同环境因素(pH值、Na+浓度和热处理温度)对COB和POB稳定性的影响,以及油脂体的流变学特性。结果表明:大豆POB中蛋白主要成分为油体蛋白,而COB中除油体蛋白外还含有大量外源蛋白,主要包括大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白。相比于POB(平均粒径(475.06±4.49)nm和Zeta电位(-14.00±1.86)mV),外源蛋白的存在导致COB具有较高的平均粒径((552.93±9.40)nm)和较低的Zeta电位((-35.03±0.60)mV)。大豆COB中蛋白等电点在pH 4.5左右,此pH值也接近大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白等电点,而大豆POB中蛋白等电点位于pH 5.5左右。在不同pH值和Na+浓度下,大豆POB较COB具有更好的稳定性,这可能是由于大豆COB中外源蛋白的存在使其更易受环境影响而产生静电和疏水作用的改变,从而降低其稳定性,而不同热处理温度对大豆COB和POB稳定性影响不大。此外,大豆COB和POB均具有剪切稀化特性,但COB的黏度高于POB,这进一步证明了外源蛋白的存在对大豆油脂体加工性能的影响,为不同油脂体的产品研发提供思路。
磷脂强化乳脂肪体系对易氧化营养素包埋稳定性的影响
陈晨,王霁月,陆乃彦,杜琳
2022, 43(22): 10-16. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220104-016
摘要
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计量指标
通过添加外源性大豆卵磷脂的方法保护牛乳均质后的脂肪球膜磷脂层,并利用新生成乳脂肪球分别包埋和保护富含多不饱和脂肪酸的鱼油、VE和β-胡萝卜素3 种易氧化营养素。结果表明,外源性磷脂的添加使牛乳均质过程中形成了结构完整、粒径更小、表面电位绝对值更大的油滴。在油脂加速贮藏实验过程中,富含磷脂和鱼油的2 种均质加工乳可减缓鱼油初级和次级氧化的程度,油脂氧化的初期阶段产生的脂质氢过氧化物含量最终分别为1.28 mmol/mL和1.79 mmol/mL,显著低于无外源性磷脂添加的2.81 mmol/mL。2 种磷脂强化乳在次级氧化阶段产生的丙二醛分别为4.29 nmol/mL和6.64 nmol/mL,显著低于无外源性磷脂添加的15.87 nmol/mL。磷脂强化乳中的VE保存率和β-胡萝卜素的保存率在贮藏实验的12 d后分别达到90.80%和71.02%,显著高于无外源磷脂添加的均质乳(80.63%和64.54%),该工艺方法可降低VE和β-胡萝卜素的降解程度。
2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸卤代衍生物的合成及其甜味抑制作用评价
胡涵翠,李加兴,郑建仙
2022, 43(22): 17-23. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220111-095
摘要
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计量指标
为探究卤素取代对2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸(2-(4-methoxyphenoxy) propionic acid,HPMP)甜味抑制特性的影响,通过对HPMP苯环的2位或3位进行卤素(F、Cl、Br)取代,合成6 种HPMP卤代衍生物并进行结构表征,采用电子舌评价其甜味抑制作用。结果表明:HPMP卤代衍生物可竞争性抑制甜味,在苯环的2位上引入卤原子的衍生物均存在明显的量效关系;6 种衍生物对蔗糖、果糖、葡萄糖、木糖醇和赤藓糖醇均能表现出一定的甜味抑制作用;氟代、氯代衍生物的甜味抑制活性较强,推测卤素取代基的尺寸及电负性大小可能是造成甜味抑制效果差异的关键因素。本研究表明卤素取代对HPMP发挥甜味抑制作用具有重要意义,从而为甜味抑制化合物的构效关系研究提供可靠的理论基础。
矢车菊素-3-葡萄糖苷与大豆蛋白相互作用的多重光谱分析及分子对接
黄国,陈骐,池云峰,罗小雪,衣艳娇,王迪,隋晓楠
2022, 43(22): 24-33. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220113-131
摘要
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计量指标
采用多重光谱技术和分子对接技术,研究矢车菊素-3-葡萄糖苷(cyanidin-3-glucoside,C3G)与β-伴大豆球蛋白和大豆球蛋白的相互作用。结果表明,C3G以静态、动态组合模式强烈的猝灭β-伴大豆球蛋白/大豆球蛋白的内源荧光,且C3G对大豆球蛋白的结合亲和力强于β-伴大豆球蛋白。C3G与β-伴大豆球蛋白/大豆球蛋白结合的主要相互作用力不同,但n(结合位点数)表明C3G和大豆蛋白以物质的量比1∶1形成稳定的复合物。C3G能够诱导大豆蛋白二级结构部分展开,促使部分α-螺旋转变为β-折叠,使大豆蛋白多肽链解折叠;并降低β-伴大豆球蛋白色氨酸残基微环境疏水性,而对大豆球蛋白氨基酸残基微环境没有明显影响。C3G的大部分酚羟基参与成键,其与大豆蛋白的结合依靠疏水作用力和氢键为主导的多种作用力维持。大豆球蛋白对C3G具有更好的稳定、递送性能,但可能不利于C3G生物活性的发挥。
不同NaCl添加量对牦牛乳硬质干酪成熟过程中生物胺产生的影响
宋国顺,张炎,袁润泽,邱婷,宋雪梅,梁琪
2022, 43(22): 34-42. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220207-023
摘要
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计量指标
以不同盐添加量(1.0%、1.3%、1.8%和2.3%)牦牛乳硬质干酪为研究对象,分析牦牛乳硬质干酪0~6 个月成熟过程中生物胺的动态变化,并对干酪中产胺微生物进行筛选。结果显示:不同盐添加量牦牛乳硬质干酪中生物胺主要为色胺、β-苯乙胺、尸胺、酪胺和腐胺,未检测到组胺,生物胺积累阶段主要集中在成熟后期。不同盐添加量干酪中色胺含量最低,且在成熟后期含量差异较小。当盐添加量从2.3%减少到1.0%时,干酪中β-苯乙胺含量减少。盐添加量分别为1.0%和1.3%时,干酪中尸胺含量较低,且未检测出腐胺。当盐添加量在1.8%~2.3%时,随着盐添加量的增加,干酪中尸胺和腐胺含量整体呈现增加趋势。不同盐添加量干酪成熟过程中,其酪胺含量范围为3.13~49.81 mg/kg,且盐添加量为1.3%干酪中酪胺含量较高。不同盐添加量干酪中生物胺总量最高为304.18 mg/kg。采用显色培养基筛选出一株产胺微生物,经分子生物学鉴定为Enterococcus durans。
鳙鱼头汤中微/纳胶粒的体外消化特性及加工条件的影响
林柳,李晓朋,曹振海,陶宁萍,王锡昌,邓尚贵
2022, 43(22): 43-51. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220101-002
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计量指标
通过体外消化模型探究鳙鱼头汤中微/纳胶粒(micro/nano-sized colloidal particles,MNCPs)的消化特性及加工条件对其消化特性的影响。结果显示,加盐和均质未改变汤中MNCPs在消化过程中的整体变化趋势,鳙鱼头汤、加盐鳙鱼头汤和均质鳙鱼头汤中MNCPs在胃消化阶段,均表现为MNCPs膜上蛋白质被降解,脂滴释放并聚集。在小肠消化阶段,脂滴破散,MNCPs聚集体发生裂解;加盐后,MNCPs的平均粒径减小,但存在部分破乳现象并降低了总脂肪酸释放率;均质后,MNCPs的平均粒径进一步减小,MNCPs重新排布,改变了原有膜结构,增加了MNCPs中脂质和酶的接触位点,促进脂肪酸释放,在一定程度上弥补了加盐后鳙鱼头汤中部分脂肪酸释放率的降低。因此,盐和均质引起的MNCPs组成和微观结构的变化是导致MNCPs消化差异的主要原因。
高直链玉米III型抗性淀粉制备及其结构和特性
曾凯骁,王鹏杰,任发政,张树成,张嘉茜,刘思源,文鹏程
2022, 43(22): 52-59. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20211231-354
摘要
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计量指标
以高直链玉米淀粉G50和G70为原料,经酸解、糊化、脱支和重结晶步骤获得III型抗性淀粉,通过退火与压热处理以进一步提升淀粉的抗性比例。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、差示扫描量热、快速黏度分析等方法,研究淀粉颗粒形貌、结晶结构、热特性及糊化特性,利用Englyst法测试淀粉消化特性。结果表明:高直链玉米淀粉G50和G70酸解后的得率分别为77.9%和84.5%,重结晶后的得率降为54.4%和70.2%。原G50和G70改性后,淀粉颗粒形貌被破坏,形成大小不等、颗粒形貌不规则的团聚体;淀粉结晶型由B+V型转变为A+V型,且结晶度升高;淀粉糊化温度升高,且加热过程中黏度几乎消失。溶解与膨胀特性结果表明,经酸解、糊化、脱支和老化处理后原G50和G70的溶解性显著升高,退火和压热处理后降低了III型抗性淀粉的溶解性和膨胀度。体外消化特性分析表明,改性后的G50和G70具备更强的抗消化性能,抗性淀粉含量最高可达80.5%(G70-RS3-压热20%)。本研究的改性处理能有效提高高直链玉米淀粉G50和G70中抗性淀粉含量,同时抗性淀粉含量与结晶度和糊化温度呈显著正相关。
淀粉酶纳米花型时间-温度指示剂的制备及性能分析
胡晓波,王麟,李小娟
2022, 43(22): 60-67. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20211206-075
摘要
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计量指标
目的:研制基于蛋白质杂化纳米技术和酶促反应的淀粉酶纳米花型时间-温度指示剂(time-temperature indicator,TTI),确定其活化能及适合指示的食品种类。方法:利用淀粉酶与铜离子之间相互作用,对淀粉酶进行固定化,形成淀粉酶@Cu纳米花,改变淀粉酶用量,筛选出花形最好的纳米花,并测试纳米花中淀粉酶的生物活性及保存稳定性;以15 mL 40 g/L可溶性淀粉溶液为底物,4.5 mL 1 g/L碘液为指示剂,分别加入10、20、30、40、50、60 mg的淀粉酶@Cu纳米花,制备出6 种配方的TTI;在5、15、25、35 ℃的恒温条件下,研究6 种TTI的性能,观察变色过程,测定动力学参数,计算反应活化能值。结果:淀粉酶质量浓度为0.5 mg/mL时,淀粉酶@Cu纳米花的花形最完整,淀粉酶活性提高到3.42 倍,保存稳定性显著提高;6 种TTI呈现出从深蓝色到无色的变化过程,活化能分别为14.84、21.00、28.85、33.03、32.55 kJ/mol和32.83 kJ/mol。结论:淀粉酶纳米花型TTI操作简单,指示效果明显,根据TTI与食品匹配原则,该系列TTI适用于监测由扩散控制、酶反应、脂肪氧化等原因引起腐败变质的食品质量变化。
硒化猴头菇多糖的制备、结构表征及抗增殖活性
古佩娴,尹惠双,胡坤,吴小勇,钟南京,郭娟,黄超,胡勇,陈云,王颖,伍芳芳
2022, 43(22): 68-73. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220104-023
摘要
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计量指标
以猴头菇纯化多糖(Hericium erinaceus polysaccharide,HEPS)(总糖含量>92%)为研究对象,在含有VC和亚硒酸钠的氧化还原体系中,制备得到猴头菇多糖纳米硒复合物(HEPS-Se)。通过原子吸收分光光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、EDX元素分析仪、X射线光电子能谱、纳米粒度仪等对其结构进行表征;同时研究HEPS-Se对人肺癌细胞A549、人前列腺癌细胞DU145的抗增殖作用。结果表明:所制备的HEPS-Se为形貌规则、均一的球体,其元素组成比例为C∶O∶Se∶Pt=32.92∶24.74∶30.46∶11.87;其中Se元素的含量高达481.79 μg/g。傅里叶变换红外光谱表明HEPS主要通过—OH、—C=O等基团与纳米硒结合。与HEPS相比,HEPS-Se的粒径显著降低,电位绝对值提高了69.12%。同时,体外抗增殖活性结果表明,HEPS-Se能显著抑制人前列腺癌细胞DU145、人肺癌细胞A549的增值活性,并呈现明显的剂量效应。本研究为有机硒补充剂的开发提供良好的理论依据。
复合酶法改性糯麦A-、B-型淀粉及对其结构和消化特性的影响
张昀,赵迪,张康逸,郭东旭,闫美慧,张国治
2022, 43(22): 74-81. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20210917-205
摘要
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计量指标
以从糯麦淀粉中分离所得的A-、B-型淀粉为研究对象,并以此作为受体,高直链玉米淀粉为供体,利用普鲁兰酶和分支酶协同处理对糯麦淀粉进行改性,测定其颗粒形态、结晶结构以及表观直链淀粉含量、溶解度、膨胀力等理化性质,并对其消化特性进行考察。结果表明:采用普鲁兰酶和分支酶两种复合酶法改性的糯麦A-、B-型淀粉,其预测血糖指数显著降低,表观直链淀粉含量显著增加、溶解度随着温度的增加而变大,膨胀力随着温度的增加基本保持不变。采用扫描电子显微镜观察到酶法改性后的淀粉颗粒形态出现孔洞结构,利用X射线衍射和傅里叶红外光谱分析相对结晶度和1 047 cm-1/1 022 cm-1处的比值可得,复合酶改性淀粉的长程有序结构和短程有序结构显著改善。通过普鲁兰酶预处理后再用分支酶改性,对糯麦A-型和B-型淀粉进行结构修饰,能够显著改善其消化特性。
包装残氧量对幼儿配方乳粉品质的影响
周梦瑶,程莎莎,田芳,鲁杏茹,梁雅琪,朱振宇,贾蕾,张微,满朝新,姜毓君
2022, 43(22): 82-89. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220106-046
摘要
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计量指标
选用不同残氧量包装(0.2%、2%、3%、5%,V/V)的3 段幼儿配方乳粉样品进行稳定性实验研究,评估不同残氧量的包装对配方乳粉的营养价值以及风味的影响。结果表明,幼儿配方乳粉在温度37 ℃、相对湿度75%的加速条件下贮藏24 周,其营养和感官特性易受包装内残氧量的影响,随着包装内残氧量的增加,VA、VE、VC和叶黄素含量整体降低,而除丙醛外的挥发性油脂氧化产物含量增加,包装内残氧量3%的乳粉中丙醛含量最高。因此,包装内残氧量对于幼儿配方乳粉品质的影响至关重要,较低的残氧量有利于乳粉贮藏的稳定性。
钾盐替代和附属发酵剂对切达干酪品质的影响
余鹏飞,马春丽,韩秀娥,王家栩,贾丽丽
2022, 43(22): 90-96. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220103-012
摘要
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计量指标
为明确降低钠含量和添加在脱脂乳中表现出具有较高血管紧张素转换酶(angiotensin-converting enzyme,ACE)抑制率的Lactobacillus paracasei M3作为附属发酵剂对切达干酪理化性质和体外抗高血压潜力的影响,将部分钾盐替代和L. paracasei M3单独和混合加入到干酪与空白组作对照,以主要成分、微生物、蛋白水解度、质构和风味为理化指标和以ACE抑制率为体外抗高血压潜力指标。结果表明,4 组干酪的主要成分差异不大(P>0.05),钾盐替代组、L. paracasei M3组、钾盐替代和L. paracasei M3混合组干酪在乳酸菌总数、pH 4.6可溶性氮、总游离氨基酸上显著高于空白组干酪(P<0.05),但是降低了干酪的硬度、pH值和有明显的苦味(P<0.05),而在体外抗高血压潜力方面,3 组干酪在成熟6 个月之后ACE抑制率达65.2%、74.3%和78.7%,比空白组分别高19.6%、36.2%和44.4%,由此可知,在切达干酪中钾盐替代和添加L. paracasei M3有助于具有抗高血压潜力的ACE抑制肽的产生,但是后续需要对风味进行补偿性研究。
生物工程
植物乳杆菌接种量对低盐风干肠品质特性及风味特征的影响
刘思婷,刘馨屿,王雯萱,王慧平,刘骞,陈倩,王辉
2022, 43(22): 97-104. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220306-077
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计量指标
探究不同接种量105、106、107 CFU/g(LP5、LP6、LP7)的植物乳杆菌对低盐风干肠品质特性及风味特征的影响。以低盐风干肠(食盐质量分数为1.75%)为对照组,在发酵第0、3、6、9天对4 组风干肠的pH值、水分含量、水分活度、剪切力、乳酸菌数和肠杆菌数进行测定;采用电子鼻与气相色谱-质谱技术,对第9天样品的风味特征进行分析。结果表明,随着发酵的进行,各处理组的水分含量和水分活度逐渐降低,剪切力逐渐上升;发酵结束时(第9天),所有处理组中LP6和LP7的水分含量和水分活度较高,LP7的肠杆菌数最低,各处理组的剪切力无显著差异(P>0.05)。随着植物乳杆菌接种量的增加,低盐风干肠的pH值逐渐下降(除发酵第0天),乳酸菌数逐渐上升(除发酵第6天)。接种植物乳杆菌增加了酸和酯类物质整体含量,不同接种量低盐风干肠挥发性风味差异明显。结合感官评价结果确定接种量106 CFU/g的低盐风干肠的总体可接受性最佳,咸味酸味适中。
基于RBL-2H3模型分析过敏反应效应细胞激活的差异基因
刘艳,谷福蝶,陈慧莹,李焱,周钰,张军,刘红,曹敏杰,刘光明,刘庆梅
2022, 43(22): 105-112. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20211223-265
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计量指标
构建IgE介导的大鼠嗜碱性粒细胞(rat basophilic leukemia,RBL)-2H3作为过敏反应细胞模型,并利用转录组测序分析比较RBL-2H3细胞激活前后的转录组基因差异,富集相关信号通路。IgE介导的RBL-2H3细胞激活后,过敏介质和细胞因子分泌显著提高;转录组测序得到RBL-2H3细胞激活前后的232 个差异表达基因,其中有127 个(54.74%)可进行基因功能注释;RBL-2H3细胞激活主要影响肿瘤坏死因子、丝裂原活化蛋白激酶、Janus激酶-信号转导与转录激活子、Toll样受体等信号通路,涉及的转录因子有MAP3K8、Nfkbia、Junb、Jun、Fos等。本研究建立了IgE介导的过敏反应体外细胞模型,并且通过对效应细胞转录组信息的全面分析和潜在靶点及信号通路的富集为过敏性疾病的防控治疗提供参考。
嗜热酸性III型普鲁兰多糖水解酶TK-PUL保守基序中关键氨基酸残基对其催化性质的影响
曾静,何础阔,郭建军,侯安伟,聂俊辉,袁林
2022, 43(22): 113-120. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20211208-093
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计量指标
对嗜热酸性III型普鲁兰水解酶TK-PUL保守基序中非保守氨基酸残基进行定点突变,通过比较TK-PUL与突变体的酶学性质,确定保守基序中关键氨基酸残基对其催化性质的影响。TK-PUL保守基序II中I500W位点变化不影响其最适反应pH值、pH值稳定性、最适反应温度、热稳定性,但使其α-淀粉酶活性和普鲁兰酶活性均明显降低。动力学常数测定结果显示,突变体I500W以麦芽三糖为底物的kcat/Km值基本不变,以异潘糖为底物的kcat/Km值约为TK-PUL的64.78%。结果表明,TK-PUL保守基序II中第500位氨基酸残基Ile对其水解糖苷键的偏好性起到重要作用。TK-PUL中I500W位点变化不影响其α-1,4-糖苷键水解活性,但使其α-1,6-糖苷键水解活性明显降低。本研究有助于深入理解TK-PUL的双功能催化机制,也可为TK-PUL的分子改造提供理论依据和设计思路。
利用核磁共振研究脂肪氧合酶酶促氧化蛋黄磷脂
俞舜杰,赵子建,万鹏,杨晓莹,陈德慰
2022, 43(22): 121-128. doi:
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计量指标
利用31P核磁共振比较酶促氧化前后蛋黄磷脂的组成,通过1H核磁共振监测并比较空白组(未氧化)与脂肪氧合酶酶促氧化及95 ℃水浴加热氧化过程中脂肪酰基的相对物质的量、一级和二级氧化化合物含量的变化。结果表明:磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺是蛋黄磷脂的主要成分;蛋黄磷脂氧化后,磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺含量均下降,而溶血性磷脂含量增加;所有被氧化的蛋黄磷脂样品中总不饱和脂肪酸相对物质的量均下降,而饱和脂肪酸相对物质的量均上升;其中在pH 6酶促条件下,亚油酸降解速率最快。脂肪氧合酶在pH 6条件下催化氧化蛋黄磷脂生成更多的氢过氧化物,加热后主要生成(Z,E)-2,4-二烯醛;而在pH 9条件下蛋黄磷脂生成氢过氧化物后快速降解,在加热后生成较多正构烷醛。因此,可以利用脂肪氧合酶在pH 6条件下催化氧化蛋黄磷脂生成更多的2,4-二烯醛类风味化合物。
基于乳酸菌生物转化消除酵母抽提物酵母味能力评价
马春蕾,汪继伟,魏杨建,陈雄,李沛,李库,熊建,李欣
2022, 43(22): 129-135. doi:
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计量指标
围绕风味物质、呈味物质和氨基酸等指标,开展了基于乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)、乳酸链球菌(Streptococcus lactis)和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)的单菌和混菌发酵体系消除酵母味的研究。结果表明,乳酸菌发酵体系下均有去除酵母味(丙酸和异戊酸)的效果,然而整体的风味具有明显差异。混菌发酵优于单菌发酵,且乳酸乳球菌与乳酸链球菌的混酵效果最佳。与其他6 种发酵体系相比,2 种乳酸菌混合发酵后的酵母抽提物中的酵母味异戊酸降低了86.73%,具有果香和花香的醇类物质从0.77 ng/mL增加至10.73 ng/mL,乳酸质量浓度为10.60 g/L,风味前体氨基酸苯丙氨酸提升了112.91 mg/L,鲜味物质(肌苷酸和鸟苷酸)提升了0.02 g/L,整体风味和呈味协调。本研究将有助于提升酵母抽提物应用的广泛性,为新型酵母抽提物的开发提供理论支撑。
Streptococcus thermophilus IMAU20551胞外多糖基因簇及其表达分析
乔少婷,代安娜尔,解敏,孙思霖,聂佳莹,丹彤
2022, 43(22): 136-144. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20211119-249
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以1 株产胞外多糖(exopolysaccharide,EPS)的嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)IMAU20551为研究对象,提取其DNA后采用Illumina HiSeq技术对DNA进行二代基因组重测序,并利用SOAPdenovo软件对其进行组装,通过与RAST、直系同源集、基因本体论、京都基因与基因组百科全书等数据库进行比对,注释基因组中功能基因。发现S. thermophilus IMAU20551基因组全长1 725 107 bp,共注释出1 884 个功能基因,其中包含一个长度为19 376 bp的完整eps基因簇,该基因簇中与EPS合成相关的基因共有18 个,主要包括epsA、epsB、epsC、epsD、epsE、eps1F、eps2F、epsJ、wzx、epsP和epsX等,这些基因分别对EPS的合成、组装以及转运输出进行调控。另一方面,利用实时聚合酶链式反应对S. thermophilus IMAU20551 eps基因簇表达进行验证,发现所有基因均可表达,且除个别糖基转移酶基因外,其他被测基因均在6 h达到最大表达量。本研究介绍了S. thermophilus IMAU20551的基因组特征、eps基因簇及其表达能力,为今后深入研究S. thermophilus EPS基因簇及其表征结构的互作关系奠定基础。
雪腐镰刀菌和酱油曲霉转化橙皮苷生成橙皮素单葡萄糖苷效果
张风亭,胡坦,潘思轶
2022, 43(22): 145-150. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20211206-066
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为比较单一菌种与混合菌种在30 ℃、160 r/min条件下转化橙皮苷生成橙皮素单葡萄糖苷的效果,以橙皮苷为原料,雪腐镰刀菌和酱油曲霉为生产菌种进行液体深层发酵,采用高效液相色谱法和超高效液相色谱-质谱联用仪对单一菌种(雪腐镰刀菌、酱油曲霉)和混合菌种(雪腐镰刀菌-酱油曲霉1∶1)不同时间段发酵液中发酵产物、α-L-鼠李糖苷酶活力以及发酵液pH值进行分析。结果表明:混合菌种与单一菌种转化橙皮苷生成橙皮素单葡萄糖苷差异显著(P<0.05),混合菌种发酵产生最大酶活力(104.81 U/mL)明显高于单一菌种(24.73、26.17 U/mL),二者发酵均在酸性条件(pH 4~6)下完成。混合菌种较优的发酵效果可为综合开发橙皮提供又一途径,充分利用柑橘加工副产物的同时避免了环境污染等问题的发生。
真空包装冷鲜牛肉中生物保护菌的分离鉴定与生物学特性
杨慧轩,罗欣,朱立贤,杨啸吟,韩广星,李和,董鹏程,张一敏
2022, 43(22): 151-158. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20211208-094
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从真空包装冷鲜牛肉中分离筛选得到7 株具有生物保护潜力的乳酸菌,通过细菌形态学观察、生理生化鉴定和16S rDNA分子生物学鉴定确定为清酒乳杆菌(Lactobacillus sakei)。所有分离菌株均在25~35 ℃生长良好,其中菌株RS-16和RS-25的生长及产酸能力较强,除RS-33和RS-41外,其他菌株均未检测出耐药性或毒力基因。使用琼脂扩散法对7 株分离菌的抑菌性进行测定,结果表明,分离菌株对所有指示菌均表现出拮抗效果,且菌株RS-16和RS-25对鼠伤寒沙门氏菌的拮抗效果显著优于其他菌株;对保护菌的抑菌产物分析表明其抑菌性来源于有机酸。本研究从真空包装冷鲜牛肉中分离鉴定并筛选得到2 株具有生物保护潜力的清酒乳杆菌,丰富了生物保护菌的种质资源。
基于理性设计提高假交替单胞菌κ-卡拉胶酶热稳定性
龙柳妃,苏羽,陈艳红,姜泽东,倪辉,李清彪,朱艳冰
2022, 43(22): 159-165. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20211129-358
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对假交替单胞菌JMUZ2的κ-卡拉胶酶进行理性设计,以获得热稳定性提高的突变酶。用PoPMuSiC在线分析工具对假交替单胞菌κ-卡拉胶酶进行分析,筛选了10 个单点突变体。利用定点突变获得突变酶基因,并对突变酶进行诱导表达、纯化及性质鉴定,筛选出酶比活力不降低且热稳定性提高的突变体K155A。热稳定性分析表明,在50、55 ℃和60 ℃分别处理40 min,突变酶残余酶活力分别是野生型酶的1.8、2.7 倍和4.5 倍。酶的结构及分子动力学模拟分析表明,酶分子疏水相互作用和结构刚性的增强是K155A突变体热稳定性提高的可能原因。通过理性设计获得假交替单胞菌κ-卡拉胶酶热稳定性提高的突变体K155A,对改善酶的性质、扩大κ-卡拉胶酶的应用范围以及κ-卡拉胶酶结构与功能关系研究具有重要意义。
基于转录组学分析酸胁迫影响鼠伤寒沙门氏菌耐酸能力的机理
杨克慧,董鹏程,刘昀阁,张一敏,毛衍伟,梁荣蓉,罗欣,朱立贤
2022, 43(22): 166-174. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20211229-335
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目的:探究酸胁迫和非酸胁迫条件下鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)的转录组反应,分析差异基因(differentially expressed genes,DEGs)表达水平,阐明酸胁迫影响鼠伤寒沙门氏菌耐酸反应(acid tolerance response,ATR)的相关代谢通路。方法:对鼠伤寒沙门氏菌进行酸胁迫处理,利用转录组测序技术和生物信息学分析相关DEGs,并通过实时聚合酶链式反应(real-time polymerase chain reaction,real-time PCR)进行验证。结果:经酸胁迫后,共筛选到683 个DEGs,其中上调343 个,下调340 个。其中涉及细胞运动、氨基酸代谢、细胞膜组成等通路上调能够使鼠伤寒沙门氏菌快速适应酸环境;碳水化合物代谢相关通路上调能够为鼠伤寒沙门氏菌快速适应酸环境提供更多的能量,与此同时,嘧啶代谢等能量代谢通路下调能够使鼠伤寒沙门氏菌降低能量消耗以维持上述的必需代谢过程;细菌应激调控相关通路上调赋予鼠伤寒沙门氏菌交叉保护抗性;鞭毛、外膜蛋白、脂多糖等毒力相关基因表达上调增强了鼠伤寒沙门氏菌的毒力。real-time PCR验证结果与转录组测序分析表达趋势一致。结论:酸胁迫显著提高了鼠伤寒沙门氏菌的耐酸能力,其中与代谢和细胞过程相关的通路发挥主要作用,本研究结果为进一步了解该菌的酸胁迫反应及更好地控制其在食品中的污染提供了理论依据。
贝莱斯芽孢杆菌对浓香型白酒酒醅微生物群落结构及挥发性风味物质的影响
杨阳,李子健,张玲玲,王洪,黄丹,罗惠波
2022, 43(22): 175-182. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220105-029
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分析贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)存在条件下浓香型白酒酒醅微生物群落结构和挥发性风味物质合成的改变,以探究大曲微生物对酒醅微生物及其代谢的影响。通过接种1 株从中高温大曲中筛选得到的贝莱斯芽孢杆菌至酒醅中进行发酵实验,采用顶空固相微萃取气相色谱-质谱联用技术对对照组和实验组酒醅的挥发性风味物质进行检测分析,使用扩增子测序研究对照组和实验组酒醅的微生物群落结构,利用偏最小二乘-判别分析探究对照组和实验组酒醅间的差异挥发性风味物质,采用Spearman相关性分析研究酒醅优势微生物群落与差异挥发性风味物质的相关性。结果表明,与对照组相比实验组酒醅中微生物的丰富度和均匀度并没有发生显著改变,且微生物群落结构在整个发酵过程中也没有显著差异。实验组酒醅中酸类、酯类、醇类挥发性风味物质与对照组酒醅相比都出现了明显增加。对照组和实验组酒醅共有15 种差异显著的挥发性风味物质。实验组酒醅中己酸和己酸乙酯的含量显著增加,己酸与乳杆菌属有显著正相关;己酸乙酯与毕赤酵母属和威克汉姆酵母属呈正相关,与热子囊菌属、芽孢杆菌和魏斯氏菌属呈负相关。研究结果揭示了接种贝莱斯芽孢杆菌对浓香型酒醅微生物群落结构和挥发性风味物质的影响,有助于了解大曲微生物对酒醅微生物的扰动及代谢物的改变情况。
基于多位点序列分型对新疆人及动物食品源性粪肠球菌种群进化关系解析
张雪玲,袁丽霞,张慧敏,田丰伟,倪永清
2022, 43(22): 183-191. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20211206-076
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从母乳、奶酪、马奶、驼奶以及冷水鱼肠道中共分离得到59 株粪肠球菌。通过多位点序列分型技术分析不同来源分离株的种群结构和进化关系。结果表明,59 株分离株被划分为12 个序列型,3 个克隆复合体和3 个独特型,没有序列型被划分为高风险克隆复合体。持家基因分裂分解分析结果显示,基因重组在粪肠球菌进化过程中发挥了重要的作用。通过最小生成树分析发现,粪肠球菌遗传关系与分离地区的相关性较弱。尽管eBURST和系统发育分析表明母乳源和冷水鱼源的粪肠球菌具有一定的宿主特异性,但在奶酪、驼奶和马奶中仍然可以检测到与其密切相关的粪肠球菌克隆。结果表明,来自不同宿主的粪肠球菌将适应新的生态位,并通过生产实践和食物链传播。为减少人畜共患病的潜在风险,有必要进行持续监测。
长期发酵大头菜差异代谢物及其关联代谢通路分析
张钰麟,陈泓帆,赵志平,王卫,聂鑫,程杰,张崟,刘达玉,徐跃成,罗淮良
2022, 43(22): 192-198. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20211220-236
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为探究工业化生产不同超长周期发酵大头菜代谢物的差异及其主要关联代谢通路,采用液相色谱-串联质谱技术结合多元统计分析,测定并比较0、5、10 a大头菜的代谢物。结果表明,发酵0 a与5 a、发酵5 a与10 a、发酵0 a与10 a分别鉴定出53、113 种和174 种差异代谢物(变量投影重要性值>1.3,P<0.05),主要为有机酸、氨基酸及核酸及其衍生物等。3 个处理组共同的差异代谢物有19 种,包含L-苯丙氨酸、β-D-果糖-6-磷酸等。差异代谢物京都基因与基因组百科全书通路富集分析显示,苯丙氨酸代谢、磷酸戊糖途径、果糖和甘露糖代谢途径与主要差异代谢物相关性最显著。本研究揭示了不同超长周期发酵大头菜代谢物的差异和主要差异代谢物及其关联代谢通路,为定向调控大头菜特征代谢物的生物合成提供一定理论依据。
产香真菌M6-5的鉴定及其挥发性物质对库尔勒香梨果实采后黑斑病的抑制效果
黄伟,王宁,刘峰娟,宋博,秦新政,罗义,鲁志远,马昊翔,张丽娟,王玮
2022, 43(22): 199-206. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220104-022
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通过形态学和分子生物学(ITS序列和tef1序列)鉴定产香真菌M6-5,采用平板对扣法测定不同生长时期的M6-5菌株对库尔勒香梨黑斑病菌链格孢菌(Alternaria alternata)的抑菌活性,采用顶空固相微萃取和气相色谱-串联质谱法检测分析其挥发性物质,以纯品形式验证并确定有效抑菌成分;使用干燥器分析M6-5菌株产生的挥发性物质对库尔勒香梨果实采后黑斑病的抑制效果。结果表明:菌株M6-5为猬木霉(Trichoderma erinaceum),生长第5天的菌株M6-5产生的挥发性物质对链格孢菌的抑制率达到最大值,为(82.48±1.17)%,且持续期为20 d;从生长第5天的M6-5菌株中共检测出65 个组分,主要为6-戊基-2H-吡喃-2-酮、3-羟基丁酸乙酯、苯乙醇、2-烯丙基呋喃、棕榈酸甲酯等,分别占挥发性物质总量的40.12%、6.49%、4.38%、4.13%和3.48%。在挥发性物质纯品含量为714.28 μL/L时,6-戊基-2H-吡喃-2-酮、3-羟基丁酸乙酯和苯乙醇对链格孢菌的抑制率分别为(21.27±0.60)%、(41.43±2.36)%、(50.23±1.07)%。M6-5菌株产生的挥发性物质能够显著降低库尔勒香梨果实黑斑病的病斑直径,比对照组降低了42.46%。本研究可为库尔勒香梨采后黑斑病的防治提供一定参考。
浓香型大曲与生产环境微生物群落间的溯源性分析
刘英杰,黄钧,秦辉,张宿义,董异,王超,王小军,周荣清
2022, 43(22): 207-214. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220105-037
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为揭示浓香型大曲微生物群落的来源,以同企业的新老制曲基地及生产的大曲为对象,应用高通量测序技术对大曲与生产环境的微生物群落进行了溯源性研究。生产环境在大曲的制造过程中起关键作用,SourceTracker结果显示,老厂曲坯中微生物主要来源于原料和制曲工具,新厂曲坯微生物主要来源于原料。老厂环境对曲坯和成曲(刚转房的大曲)细菌群落组成的贡献度都更高,但真菌群落相对稳定,受环境微生物的影响较小。由于撒陈曲(存放3 个月以上)粉强化,新厂曲坯和成曲的微生物还来源于陈曲。通过适当强化方式改善和营造了适合大曲生产的环境,对维持大曲品质稳定性具有重要意义。研究结果揭示了浓香型大曲微生物群落的来源,为解析大曲群落定向驯化和驱动作用奠定了基础。
人工设计短肽PF1和PF2的克隆表达及其对葡萄糖氧化酶活性的影响
李传博,鲁明杰,张庆芳,林禹彤,窦少华
2022, 43(22): 215-220. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20211223-271
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人工设计并合成2 条等电点分别为12.01和3.18的短肽PF1、PF2,基因全长均为309 bp。以PF1-F、PF1-R、PF2-F和PF2-R为引物,扩增至pET-30a(+)载体中进行克隆表达。经Ni-NTA分离纯化得到纯蛋白。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳与Western Blot分析表明:表达出的目的蛋白与预期估算大小一致。纯化后的短肽加入葡萄糖氧化酶(glucose oxidase,GOD)催化作用体系中,表明纯化后的短肽分别使GOD活力提高8.34%和降低6.88%。因此可以说明,人工设计的不同电短肽PF1、PF2可以促进或抑制GOD的催化作用,进一步拓宽GOD在食品发酵和食品保鲜方面的应用范围。
成分分析
基于代谢组学研究不同花色种类云南白茶的化学成分差异
王哲,赵燕妮,陈丹,彭佳堃,高健健,林智,陈雪峰,田军,万云龙,戴伟东
2022, 43(22): 221-231. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220121-215
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以云白毫、白牡丹(包括月光白一级和月光白二级)、云寿为云南白茶的代表性样品,采用基于超高效液相色谱-四极杆轨道阱质谱的代谢组学方法对不同花色种类云南白茶的化学成分差异进行研究。共鉴定出120 个化合物,包括儿茶素类、二聚儿茶素类、氨基酸类、生物碱类、酚酸类、有机酸类、香气糖苷类、N-乙基-2-吡咯烷酮取代的儿茶素类、黄酮糖苷类、脂质类等。偏最小二乘法判别分析和热图分析分别表明不同花色种类云南白茶的化学成分存在较大差异,共得到76 个化合物具有组间显著性差异(P<0.05),其中儿茶素类、二聚儿茶素类、生物碱类、酚酸类、茶氨酸等化合物随云南白茶原料嫩度的降低,含量下降;部分氨基酸和杨梅素苷在白牡丹中含量相对较高;芹菜素苷、山柰酚苷、槲皮素苷、脂质类化合物在云寿中含量相对较高。本研究可为云南白茶感官品质和营养价值的研究以及等级判别提供理论依据。
武定鸡肉中鲜味肽分离鉴定及呈味特性
何颖,吕东霖,廖国周,贾蓉,葛长荣,黄明,王桂瑛
2022, 43(22): 232-238. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220121-213
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利用超滤分级、凝胶过滤色谱法和反相-高效液相色谱法对武定鸡肉中鲜味肽进行分离纯化,结合感官评价追踪鲜味最强烈的组分,以纳升高效液相色谱-串联质谱联用技术与固相合成法对鲜味肽进行鉴定和合成,进一步分析鲜味肽的序列来源及其呈味特征。结果表明:从武定鸡肉中分离鉴定出8 条多肽,分子质量范围为365.20~1 735.92 Da,其中LDF、FVT和DLAGRDLTDYLMKIL这3 条肽段具有明显的鲜味活性,阈值在0.062~0.250 mg/mL之间,是武定鸡肉鲜味的关键组分。
长沙臭豆腐卤水发酵过程特征风味物质及其关联菌群分析
唐辉,陈霖,康林芝,李跑,钟瑞敏,刘国凌,蒋立文
2022, 43(22): 239-248. doi:
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以长沙臭豆腐卤水为研究对象,利用顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱技术、内标定量法结合香气活性值跟踪卤水发酵过程中挥发性成分、特征风味物质及其动态变化情况。在此基础上,采用鸟枪法宏基因组测序法探究不同发酵时期卤水的优势菌群,并通过Pearson相关系数分析优势菌群与特征风味成分之间的相关性,研究其特征风味关联菌群。结果表明,卤水发酵0~120 d共鉴定到75 种挥发性风味物质,主要包括苯酚、吲哚、醇、酸、醛、酮、酯、醚类等,其中,苯酚、对甲基苯酚、吲哚、3-甲基吲哚、丁酸、3-甲基丁酸、4-乙基苯酚、三甲胺、异戊醇、2-庚醇、正己醇、3-辛醇、1-辛烯-3-醇、2-十一醇、苯乙醇、合金欢醇、3-苯丙酸乙酯、丙位十二内酯和壬醛19 种物质是卤水发酵过程中的特征风味物质。卤水发酵过程中共鉴定出11 个优势菌种/株,即梭菌科(Clostridiales bacterium SYSU GA17129、Clostridiales unclassified、Clostridium ultunense、Sporanaerobacter acetigenes、Keratinibaculum paraultunense)、芽孢杆菌科(Massilibacterium senegalense、Aneurinibacillus aneurinilyticus、Pseudogracilibacillus auburnensis)、产碱菌科(Paenalcaligenes hominis)、依格纳季氏菌属(Ignatzschineria sp. F8392、Ignatzschineria indica)。其中,优势菌C. bacterium SYSU GA17129、A. aneurinilyticus和S. acetigenes与12 种特征风味物质存在显著正相关(P<0.05),是卤水中主要的风味关联菌。该研究可为促进长沙臭豆腐风味品质的稳定提供理论和应用基础。
超高效液相色谱-质谱联用分析茶叶中酚酸类化合物的组成及分布
刘碧琴,傅红,杨方,刘少明,高晨生,陈珊
2022, 43(22): 249-258. doi:
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采用超高效液相色谱-串联质谱技术建立同时测定茶叶样品中游离型、游离酯型、结合型、可溶性糖苷型及不溶性糖苷型等不同形态酚酸的分析方法。以70%甲醇溶液直接提取样品中的游离型酚酸,该提取液分别以2 mol/L NaOH溶液(含1 g/100 mL抗坏血酸和10 mmol/L乙二胺四乙酸)和1 mol/L HCl溶液水解以释放游离酯型与可溶性糖苷型酚酸;提取后的样品残渣分别以碱水解、酸水解方式释放结合型与不溶性糖苷型酚酸。23 种酚酸类化合物在50~1 000 μg/L范围内呈良好线性关系,相关系数(r)均高于0.996,相对标准偏差小于8.84%;茶叶样品中游离型酚酸的回收率为71.14%~105.43%,游离酯型酚酸和可溶性糖苷型酚酸的回收率分别为82.81%~108.93%、39.09%~102.25%。在茶叶中鉴定出14 种酚酸类化合物,总含量范围为7.84~12.90 mg/g。
干燥工艺对重庆沱茶及其毛茶风味品质的影响
罗红玉,王奕,谷雨,袁林颖,杨娟,王廷华,张莹,王杰,钟应富
2022, 43(22): 259-266. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220122-228
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以重庆地产茶鲜叶为原料加工重庆沱茶,比较60 ℃烘干(1号)、80 ℃烘干(2号)、晒3 h+60 ℃烘干(3号)、晒3 h+80 ℃烘干(4号)4 种干燥工艺对重庆沱茶及其毛茶风味品质的影响。结果表明,1、2号毛茶、沱茶综合感官品质好于3、4号毛茶、沱茶。3号毛茶茶多酚质量分数较低为31.3%,游离氨基酸、水浸出物、香气物质质量分数较高分别为2.2%、43.9%、182.57 μg/L,烯、醇类较多分别为16、7 种。1号毛茶香气种类数量和含量均最多分别为54 种、190.27 μg/L,2、4号毛茶香气含量较少。经压制后,各沱茶游离氨基酸、醇、醛、烯、酸含量降低,咖啡碱含量升高,3号沱茶茶多酚、游离氨基酸、水浸出物含量无显著变化,香气种类数量以及含量均最多分别为50 种、252.11 μg/L,酮类、酯类含量增加较多分别为64.6%、113%,1号沱茶酮类增加2 种,2、4号沱茶香气种类、含量减少。正交偏最小二乘法判别分析共识别出11 种差异性香气物质,其中烯类5 种,1、3号毛茶差异性香气物质种类较多,其对应的沱茶正二十一烷含量较高。β-紫罗酮在各茶样中的气味活度值(odor active value,OAV)大于10,芳樟醇在1号、3号毛茶及沱茶中的OAV均大于1。综上所述,1号、3号毛茶及沱茶综合品质较好,其对应的干燥工艺更适合于重庆沱茶加工。
基于UPLC-MS非靶向代谢组学分析大鲵肉冷藏过程中代谢物的变化
赵萍,刘俊霞,兰阿峰,裴金金,陈德经,金文刚
2022, 43(22): 267-280. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20211122-272
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采用基于超高效液相色谱-质谱联用的非靶向代谢组学方法,探究大鲵肉冷藏过程中(4 ℃,0、2、4、8 d)代谢物的差异及变化规律。结果表明,大鲵肉在冷藏期间0、2 d组内和组间差异较小,4、8 d组内和组间差异较大;随着冷藏时间的延长,相邻组间差异代谢物个数逐渐增加。以偏最小二乘法判别分析模型第1主成分变量投影重要性指标≥2,t-检验的P≤0.001为筛选标准进行筛选,共得到125 种差异代谢物,包括有机酸类及其衍生物(17 种)、酯类及其衍生物(53 种)、氨基酸类及其衍生物(25 种)、核苷酸类及其衍生物(13 种)、醇类化合物(3 种)、其他化合物(14 种)。其中大部分代谢物冷藏8 d丰度显著下降(P<0.05);此类代谢物中有机酸类及其衍生物(A1类)、氨基酸类及其衍生物(A3类)的丰度累积变化有相似的趋势,即冷藏0~2 d出现小幅度上升,2~4 d出现小幅度下降,4~8 d快速下降;酯类及其衍生物(A2类)、核苷酸类及其衍生物(A4类)的丰度累积变化均呈下降趋势,但酯类化合物及其衍生物(A2类)在冷藏0~4 d缓慢下降,4~8 d快速下降,而核苷酸类及其衍生物(A4类)具有线性下降的趋势。KEGG代谢通路富集及Pearson相关性分析表明,组氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、精氨酸生物合成、赖氨酸降解、牛磺酸和次牛磺酸代谢、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成、氨酰-tRNA生物合成等代谢通路与大鲵肉品质的变化具有较好的相关性;同时肌酸、L-组氨酸、L-谷氨酸、组氨酸、鸟氨酸、L-精氨酸、植物鞘氨醇可作为大鲵肉冷藏过程中品质变化的潜在标记物。本研究为今后大鲵宰后肌肉代谢及冷藏期间品质调控提供一定参考。
基于LC-MS/MS分析‘塔罗科’血橙优系果实花青素组分特征
杨蕾,侯慧芳,王敏,洪林,杨海健,王武,程杨,谭平
2022, 43(22): 281-290. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220111-090
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以‘塔罗科’血橙优系为研究对象,运用液相色谱-串联质谱技术检测其与对照品种‘塔罗科’血橙果实花青素的组分及相对含量,筛选优系差异花青素代谢物。结果表明,‘塔罗科’血橙优系果实中共鉴定出矢车菊素、飞燕草素、芍药花素、天竺葵素、矮牵牛素、锦葵素以及花青素合成前体物质黄酮7 类33 种花青素相关代谢物,其内膛和外围果实花青素代谢物数量和种类一致,无差异代谢物;而对照品种内膛和外围果实分别检测出27 种和30 种花青素代谢物,其中内外差异代谢物达9 种,分属矢车菊素、飞燕草素、芍药花色素和黄酮4 类物质。‘塔罗科’血橙优系和对照品种花青素主要成分均为矢车菊素-3-O-丙二酰葡萄糖苷和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷,两者在优系内膛和外围果实中分别约占总花青素含量的42.3%、41.0%和40.6%、41.4%,在对照品种内膛和外围果实中分别约占39.5%、41.0%和36.8%、40.6%。相比对照,‘塔罗科’血橙优系果实中矢车菊素类物质绝对含量和总花青素占比均显著提高,其内膛和外围果实矢车菊素类花青素总量分别为48.68 μg/g(91.90%)和62.16 μg/g(92.28%),此外,飞燕草素、芍药花素以及黄酮3 类代谢物占各自花青素总量的百分比也相近,推测‘塔罗科’血橙优系果实花青素合成可能受温度的影响较小。研究发现‘塔罗科’血橙优系较对照品种花青素含量高且代谢物种类多,综合品质优良,可为血橙品种遗传改良及利用提供一定的理论依据。
贺兰山东麓产区不同地块对酿酒葡萄果实香气物质的影响
彭婧,任小彤,韩晓,王军,何非
2022, 43(22): 291-300. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220110-088
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为明确宁夏贺兰山东麓产区小产区划分的意义,以该产区4 个葡萄园的2 个酿酒葡萄品种成熟期果实为材料,采用气相色谱-质谱联用技术对果实游离态和结合态香气物质进行测定,就地块差异对果实香气物质组成的影响进行分析。结果表明,4 个地块的土壤都属于砂壤土类型,高家闸地块的土壤质地含有更多的黏土,志辉地块的土壤更靠近砂土,华西地块和金山地块的土壤质地介于两者之间;在‘霞多丽’葡萄果实中,志辉地块的果实百粒质量、百粒体积和可滴定酸含量显著高于高家闸地块,在‘赤霞珠’葡萄果实中,不同地块果实百粒质量和百粒体积不存在显著差异,而金山地块的‘赤霞珠’葡萄果实中有更低含量的可溶性固形物和更高的可滴定酸;‘霞多丽’和‘赤霞珠’浆果中的香气物质种类和含量在不同地块中有显著差异,主要体现在C6/C9、酯类、降异戊二烯类和萜烯类化合物。志辉地块的‘霞多丽’果实香气差异化合物中的游离态(E)-2-己烯醛、β-大马士酮以及结合态辛酸乙酯的含量更高,结合相应的香气活性值(odor activity value,OAV),志辉地块的‘霞多丽’葡萄果实中有更加浓郁的生青味、花香和果香;金山地块的‘赤霞珠’葡萄果实香气差异化合物中有更高含量的游离态(E)-2-己烯醛和(Z)-3-己烯-1-醇,结合相应的OAV,其果实香气中有更多的生青味。总之,基于不同地块葡萄果实香气的差异分析,具有明确不同地块葡萄果实品质和葡萄酒风格的潜在价值,为小产区的划分提供一定理论基础。
GC-IMS结合化学计量学分析8 个产区香椿挥发性成分差异
张乐,张雅,史冠莹,赵丽丽,蒋鹏飞,王旭增,王赵改
2022, 43(22): 301-308. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220121-214
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采用气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)技术研究8 个产区香椿挥发性成分差异。共鉴定出56 种化合物,醇类和醛类的相对含量较高。基于化学计量学主成分分析和偏最小二乘判别分析(partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA)可以很好区分8 个产区香椿样品。基于PLS-DA模型的变量投影重要性(variable importance in projection,VIP)得分对8 个产区香椿挥发性有机化合物进行判别分析,筛选出12 种(VIP>1)标志挥发性化合物,其中(E)-2-己烯醛-D、乙酸乙酯-D、苯酚、糠醛、苯乙醇是主要的差异代谢物。不同产区香椿挥发性化合物存在较大差异。GC-IMS可以实现对不同产区香椿挥发性化合物的差异化快速分析,为香椿挥发性香气差异研究提供有益依据。
牛乳和双峰驼乳中乳脂球膜蛋白的差异分析
豆智华,杨迎春,杨洁
2022, 43(22): 309-316. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220119-188
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为阐明双峰驼乳中乳脂球膜蛋白(milk fat globule membrane proteins,MFGMP)的组成以及与牛乳MFGMP之间的差异,以牛乳和双峰驼乳中的MFGMP为研究对象,采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳、双向电泳和液相色谱-串联质谱(liquid chromatograph-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)技术对其中的高丰度蛋白质进行表征,并对双峰驼乳MFGMP提取方法进行选择。结果显示,双峰驼乳和牛乳MFGMP中含量最高的蛋白组分依次为嗜乳脂蛋白、黄嘌呤氧化还原酶/脱氢酶、乳凝集素(MFG-E8或PAS6/7)、脂肪分化相关蛋白(ADRP或PLIN2),3 种方法分析双峰驼乳和牛乳中MFGMP中高丰度蛋白组分的结果具有一致性。基于LC-MS/MS技术对双峰驼乳的MFGMP进行鉴定,并将对鉴定出的蛋白质进行基因本体功能注释和京都基因与基因组百科全书路径分析,发现这些蛋白主要是细胞膜、线粒体、内质网膜等组分,参与的生物途径有翻译和翻译的起始、氧化还原过程、细胞内蛋白质转运、蛋白质折叠、细胞氧化还原稳态等,具有结合活性和分子催化等分子功能。
羧甲基纤维素/锆基金属有机框架复合气凝胶脱除椪柑酒特征苦味物质
陈秀梅,盛盈颖,陶能国,车金鑫
2022, 43(22): 317-324. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20211220-223
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设计一种以羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose,CMC)为基质固定锆基金属有机框架(UIO-67)的UIO-67/CMC复合气凝胶,并将其用于椪柑酒中特征苦味物质脱除的研究。通过场发射扫描电子显微镜观察UIO-67/CMC复合气凝胶的表面形貌,结果表明UIO-67均匀分布于CMC的表面,并维持CMC的三维多孔结构。该复合物对椪柑酒中柠檬苦素和柚皮苷的吸附实验表明:UIO-67/CMC复合气凝胶吸附柠檬苦素10 min即可达到平衡,脱除效率达83%;柚皮苷需要20 min达到平衡,脱除效率为56%;符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,吸附速率受化学吸附的控制,为单分子层吸附;处理后保留了椪柑酒大部分的风味物质且椪柑酒的理化品质得到改善。
新疆和山东产地驴奶成分的代谢组和脂质组分析
罗依扎·瓦哈甫,李会,徐雷,徐贞贞,廖小军
2022, 43(22): 325-333. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220129-301
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通过非靶向代谢组学和脂质组学技术,对产自新疆和山东的驴奶中代谢物和脂质进行对比研究。结果表明:两组样本中的代谢物和脂质都具有较大差异。以变量投影重要性(variable importance in the projection,VIP)值>1、P<0.05且差异倍数(fold change,FC)≥2或<0.5为阈值,在正离子和负离子模式下分别筛选出12、34 种差异代谢物,其中包括吗啡感受素、麦德龙苷C以及戊基羟脯氨酸等重要化合物;进一步分析发现,这些化合物分别与蛋白水解和微生物代谢有重要关系。以VIP≥3.0、P<0.001且FC≥2或<0.5为阈值,在负离子和正离子模式下分别筛选了50、36 个差异脂质。本研究所发现的差异物可以作为潜在的标志物为产地鉴别提供参考依据,并为驴奶的进一步深加工提供理论依据。
安全检测
基于紫外-可见分光光度法测定食品接触橡胶中高锰酸钾消耗量
曾少甫,郭盼,章凯倩,胡长鹰,刘宜奇,王志伟
2022, 43(22): 334-340. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220114-133
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建立紫外-可见分光光度法测定食品接触橡胶中KMnO4消耗量的分析方法。对反应时间、加入H2SO4浓度和KMnO4浓度进行优化,以获得建立方法的最佳条件,并进行方法学分析。结果表明,在高锰酸钾消耗量为1 mg/kg的水迁移液中H2SO4和KMnO4的浓度应分别超过0.1 mol/L和0.005 74 mmol/L,以反应时间6 min,吸收波长525 nm,KMnO4标准溶液在0.014~0.280 mmol/L范围内线性良好,相关系数(R2)为0.998 91。检出限和定量限分别为6.8×10-4 mmol/和2.0×10-3 mmol/L。通过F检验和t检验比较,本方法与国标方法无显著差异,相对标准偏差在1.7%~7.8%之间。本方法可用于质量控制中食品接触橡胶的KMnO4消耗分析。
一种羊乳粉的微滴式数字PCR定量分析方法
陈晨,史国华,张瑞,张涛,严陶陶,陈勃旭,张子仑,张岩,周巍
2022, 43(22): 341-345. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20211011-101
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基于市场上对乳品溯源技术的迫切需求,以微滴式数字聚合酶链式反应技术对羊乳粉中的乳源进行准确判别。基因检测技术对判别乳源来源方面克服了成分复杂、检测时间长等的缺点,更加精准地针对本源进行检测,减少了误判的可能性。本实验以羊乳粉质量、DNA质量浓度及其拷贝数为实验指标,建立了以羊乳粉拷贝数与质量的关系式,准确地判断出羊乳粉的质量,其公式为M=(C-4.75)/3.56,其中,M代表羊乳粉的质量(mg),C代表每微升的拷贝数(copies/μL),该方法的建立对现有市场上的羊乳粉定量检测提供了新的方法和思路。
构建氯化血红素/G-四链体DNA酶比色生物传感器检测食品中苏丹红
卢春霞,闫圣坤,刘成江,林祥群,王双慧,冯晓汀
2022, 43(22): 346-352. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220111-109
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以苏丹红III核酸适配体为识别元件,以氯化血红素/G-四链体DNA酶为信号探针,结合杂交链反应信号放大策略,构建一种简单、新颖、高灵敏的生物传感器,用于苏丹红比色检测。在优化条件下,对该方法的灵敏度、准确性、特异性进行评估,最后将其应用食品中苏丹红III快速检测,并与GB/T 19681—2005法对比验证。结果显示,在优化条件下,苏丹红III质量浓度在0.5~250 ng/mL范围与450 nm波长处的吸光度呈良好线性关系(相关系数为0.995),方法检测限为0.09 ng/mL。特异性分析显示,本方法可用于苏丹红I~IV的检测。实际样品分析中表明,食品中苏丹红III加标回收率为84.3%~101.6%,相对标准偏差为4.13%~8.36%,本方法的加标回收率与GB 19681—2005法相比差异不显著(P>0.05)。该方法操作简便、准确可靠、灵敏度高,适用于批量食品中苏丹红的快速检测。
振动胁迫下双孢蘑菇高光谱成像品质检测
姜凤利,沈殿昭,杨磊,陈毅,孙炳新
2022, 43(22): 353-360. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20211027-301
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为快速有效识别双孢蘑菇轻微损伤,以不同振动时间后不同损伤程度的双孢蘑菇为研究对象,采集400~1 000 nm的完好无损、振动60 s和振动120 s双孢蘑菇的近红外高光谱图像,发现3 种类型的双孢蘑菇在450~750 nm的光谱曲线有明显差异。比较标准正态变量变换、SG(Savitzky-Golay)平滑和多元散射校正等预处理方法,确定SG平滑为最优预处理方法。并将处理后的数据采用连续投影算法和竞争性自适应重加权算法提取不同损伤程度的特征波段;基于灰度共生矩阵提取500 nm波长特征图像感兴趣区域的纹理特征,分别将光谱信息和纹理特征信息作为输入,建立偏最小二乘判别分析(partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA)、BP(back propagation)神经网络和极限学习机损伤程度识别模型。结果表明,两种特征集建模,PLS-DA模型均表现出最好的识别效果,PLS-DA模型训练集和测试集平均识别准确率为93.33%、91.11%和88.89%、86.67%。最后基于光谱-纹理融合信息建立PLS-DA模型,训练集和测试集总体识别正确率分别为97.78%、95.56%。结果表明,光谱-纹理融合信息建模预测效果优于单一特征信息建立的判别模型。因此,采用高光谱融合信息建模可以提高不同损伤程度的双孢蘑菇检测精度,为双孢蘑菇贮藏、分类提供理论支撑。
等离子体活性水腌制对风干里脊中生物胺含量及感官品质的影响
罗辑,戴照琪,赵航,章建浩
2022, 43(22): 361-368. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220107-052
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采用介质阻挡放电系统制备等离子体活性水(plasma-activated water,PAW),研究PAW处理对风干里脊中生物胺含量及感官品质的影响,探讨低温等离子体技术在风干肉制品中应用的可行性。分别在50、60、70 kV电压条件下制备PAW,用食盐水和PAW盐水腌制猪里脊后强化成熟,制成风干里脊。分析产品pH值、亚硝酸盐残留量及生物胺含量,通过电子鼻研究不同处理组产品的风味组成,结合主成分分析和载荷分析更好区分不同处理组产品的风味,最后对不同产品进行感官评价。结果表明, 50、60、70 kV处理组产品的亚硝酸盐残留量分别为8.12、10.11 mg/kg和15.24 mg/kg,均低于国标限量。PAW处理可显著抑制产品中生物胺形成,其中尸胺和精胺显著降低(P<0.05)。相比对照组,尸胺含量分别显著下降8.21%、11.29%和19.49%,精胺含量显著下降9.64%、16.54%和27.56%。电子鼻分析发现PAW组与对照组产品的风味整体差异不明显。感官评价结果中PAW处理的样品在风味、滋味、质地和可接受性方面与对照组无显著差异,而高强度PAW处理能赋予产品更好的腌制色泽。