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2023年 第44卷 第21期 刊出日期:2023-11-15
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纳米递送系统专栏
提高益生菌耐加工贮藏稳定性和体内存活率的递送系统研究进展
朱荻, 陈莎男, 梅晓宏, 岳庆, 常茹欣, 李星, 刘斌, 张华磊, 韩小龙, 李媛
2023, 44(21): 1-13. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20230609-079
摘要
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计量指标
益生菌对人体健康发挥诸多积极作用,但由于益生菌在加工贮藏和消化过程中会发生活性损失,直接口服益生菌很难达到预期的益生效果。递送载体是一种能够提高益生菌加工贮藏稳定性、胃酸胆盐耐受性以及肠道黏附定植能力的有效方法。本综述关注益生菌口服递送的最新研究进展,总结了益生菌制剂中常用的益生菌种类及其功能特性;分析了湿度、温度、pH值、氧气等体外环境及口腔、胃、小肠等体内环境对益生菌存活率的影响;比较了微胶囊、水凝胶、油凝胶、纳米涂层、乳液、纳米纤维等不同递送载体的特点和应用情况;并对未来益生菌递送系统在降低成本、智能封装、共封装和人群实验中的应用做出展望,以期为开发贮藏稳定性高、肠道靶向递送和高活性的益生菌制剂提供技术支持。
蛋黄蛋白肽纳米颗粒对姜黄素的包埋与递送特性
梅钰琪, 高亚轩, 杨韵仪, 杜振亚, 万芝力, 杨晓泉
2023, 44(21): 14-22. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20230428-277
摘要
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计量指标
本研究利用两亲性蛋黄蛋白肽(egg yolk peptide,EYP)自组装形成的胶束状纳米颗粒(egg yolk peptide micellar nanoparticles,EYPNs)作为一种新型的纳米包埋输送载体,以提高疏水活性物质的水溶性、稳定性和生物可及性。通过调节pH值至12.0使EYPNs解离并添加疏水性活性模型物质姜黄素(curcumin,Cur),随后缓慢回调pH值至中性,解离的EYPNs又重新自组装并通过疏水相互作用将Cur包埋于其内部,形成稳定的蛋EYPNs-Cur复合纳米颗粒。相对于游离Cur,包埋后Cur溶解度大幅提高,即使经过长达1 个月的不避光贮藏,也几乎不发生降解。在体外模拟消化液中,复合纳米颗粒的Cur生物可及性是游离Cur的近2 倍。综上,EYPNs可作为疏水性功能因子的纳米级稳态输送载体并提高其生物可及性。
体外消化对β-胡萝卜素大豆分离蛋白纳米颗粒黏液层渗透及跨膜转运的影响机制
陈羚, 吕园, 徐菲菲, 钟芳
2023, 44(21): 23-34. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20230430-291
摘要
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计量指标
纳米载体体内吸收过程复杂,受生物吸收屏障影响,纳米制剂在促进活性分子吸收利用度方面受到质疑。本实验采用大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)制备包埋β-胡萝卜素的植物基纳米颗粒(β-carotene loaded soy protein isolate nanoparticles,BC-SPIs),并通过体外模拟消化模型研究BC-SPIs在消化过程中的结构特性变化。同时,通过Caco2细胞转运模型考察消化条件对消化后BC-SPIs跨膜转运的影响机制。此外,利用含黏液层的Caco2-HT29共培养模型考察消化前后BC-SPIs的黏液层渗透性。研究发现,在消化前,BC-SPIs可以直接通过网格蛋白和小窝蛋白依赖的内吞作用被Caco2单层细胞吸收;而在经过体外模拟消化后,BC-SPIs粒径增大,可以通过网格蛋白依赖的内吞作用、小窝蛋白依赖的内吞作用以及巨胞饮3 种内吞形式被细胞直接吸收。消化后的BC-SPIs带有更高的负电荷,跨越黏液层屏障的能力提高了0.48 倍,同时β-胡萝卜素的跨膜转运量提高了0.56 倍。本研究明确了BC-SPIs在消化前和消化后的不同吸收途径,揭示了BC-SPIs在模拟消化条件下与胆盐互作及尺寸增大对其细胞转运吸收效率的促进作用。这些发现可为进一步提高纳米载体在生物利用度方面的应用潜力提供理论参考,有助于推动纳米技术在药物、保健品等领域的发展。
蜂蜡含量对纳米结构脂质载体消化释放行为及巨噬细胞摄取率的调控影响
田文妮, 宋增柳, 杨渌, 肖杰
2023, 44(21): 35-43. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20230319-185
摘要
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计量指标
脂质相组成对纳米结构脂质载体(nanostructured lipid carriers,NLCs)消化释放行为和巨噬细胞摄取具有调控作用。本实验通过体外模拟消化实验、离体肠黏附渗透实验和RAW264.7小鼠巨噬细胞摄取实验探究脂质相中蜂蜡质量比对NLCs物性、脂质消化、姜黄素释放、小肠黏附渗透以及巨噬细胞摄取效率的影响。结果显示:随脂质相中蜂蜡含量的增加,NLCs粒径增加,负载率及包封率均有所提高。相比未添加蜂蜡的NLC0(其油相为中链脂肪酸甘油三酯),油相中添加5%(质量分数,下同)或10%蜂蜡(NLC5和NLC10)提升了NLCs表观黏度和物理稳定性,增强了小肠黏膜黏附渗透效率(NLC5和NLC10组姜黄素在上皮组织细胞的荧光信号强度比NLC0组分别提高了20.27%和55.02%)。随蜂蜡含量增加,NLCs的脂解效率、游离脂肪酸(free fatty acid,FFA)释放速率和姜黄素释放量均有所下降(FFA释放速率KNLC0(0.13 min-1)>KNLC5(0.08 min-1)>KNLC10(0.06 min-1);姜黄素释放量RNLC0((99.93±0.09)%)>RNLC5((96.38±0.05)%)>RNLC10((90.05±0.05)%),体现出缓释的特性。相比游离的姜黄素,NLCs促进了姜黄素在RAW264.7小鼠巨噬细胞内富集(增强了5.68~6.25 倍)。本研究可为蜂蜡基NLCs在亲脂活性成分口服递送和健康效应调控的应用提供指导。
基础研究
基于BP神经网络的鸡蛋货架期和贮藏时间预测模型研究
陆逸峰, 何子豪, 曾宪明, 徐幸莲, 韩敏义
2023, 44(21): 44-53. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220912-096
摘要
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计量指标
为探究贮藏于不同温度下的不同品种鸡蛋货架期,以‘京粉6号’和‘海兰灰’鸡蛋为研究对象,测定冷藏(4 ℃)和常温(25 ℃)条件下的哈夫单位、气室高度、蛋黄指数、蛋清pH值和质量损失率。以哈夫单位低于60所对应贮藏时间作为货架期的终点,发现两种鸡蛋在常温和冷藏条件下的货架期均分别为12 d和83 d。将表征鸡蛋新鲜度最重要的指标哈夫单位作为模型的固定参数,其余输入参数的选择基于Pearson相关性分析结果,依据与哈夫单位的相关性,从高到低依次作为输入参数构建基于BP神经网络(back propagation artificial neural network,BP-ANN)的鸡蛋货架期和贮藏时间预测模型。根据模型在预测集上的表现确定具体的输入参数,将优化隐含层神经元数的BP-ANN与其他机器学习模型(偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)和支持向量回归(support vector regression,SVR)模型)对比。结果表明,相较于PLSR和SVR,经过优化隐含层神经元数的BP-ANN模型对鸡蛋剩余货架期和贮藏时间的预测精度更高。本研究可为制定鸡蛋在不同贮藏温度下的货架期提供参考,为剩余货架期和贮藏时间的快速、准确、同步预测提供技术支持。
宰后成熟过程中线粒体损伤与滩羊肉嫩度的关联性分析
李荣, 罗瑞明, 杜瑞, 罗玉龙, 王金霞, 陈雪妍, 张倩
2023, 44(21): 54-61. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20230522-213
摘要
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计量指标
为探究宰后成熟过程中线粒体损伤与滩羊肉嫩度的关系,以6 月龄滩羊背最长肌(M. Longissimus dorsi)为研究对象,分别设置脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)处理组和空白对照组,分析其成熟0、6、12、24、72 h时线粒体活性氧(reactive oxygen species,ROS)相对含量、膜电位、线粒体膜通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore,MPTP)开放程度、线粒体肿胀、pH值、蒸煮损失率、质构特性、水分分布、剪切力和肌原纤维小片化指数(myofibril fragmentation index,MFI)的变化情况。结果表明,在成熟过程中LPS处理组和空白组的滩羊肉肌细胞线粒体的MPTP开放程度逐渐增大;ROS相对含量、蒸煮损失率、MFI呈现上升趋势;线粒体膜电位、pH值、弹性、T22峰面积、剪切力呈现下降趋势;硬度、咀嚼性和内聚性总体呈先升后降趋势。结论:滩羊宰后肌细胞内氧化稳态被打破,造成ROS相对含量上升,进而通过诱导MPTP的开放和线粒体膜电位的下降造成线粒体损伤;同时肌原纤维的结构改变缩短了肌肉蛋白分子间隙,造成肌肉的失水率增加,保水性变差,促进了肌原纤维小片化进程,从而导致滩羊肉嫩度改善。结合相关性分析结果可知,滩羊宰后成熟过程中线粒体损伤与嫩化同时发生,且线粒体损伤越严重,嫩度越好。
金属抗菌肽SIF4基于胞内生物大分子靶点的大肠杆菌非膜损伤抑菌机理
李玉珍, 肖怀秋, 刘淼, 王琳, 曾梦琪, 赵谋明
2023, 44(21): 62-68. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221121-230
摘要
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计量指标
为阐明金属抗菌肽SIF4对食源性大肠杆菌基于胞内核酸和蛋白质靶点的非膜损伤抑菌机理,本实验对SIF4处理下胞内核酸生物合成情况进行研究,并对SIF4与溴化乙锭(ethidium bromide,EB)竞争性结合基因组DNA荧光光谱、与基因组DNA互作紫外光谱以及SIF4与基因组DNA的结合方式进行分析,同时对胞内蛋白质生物合成影响进行系统研究。结果表明,SIF4可通过沟槽嵌入与大肠杆菌基因组DNA结合,对核酸生物合成抑制存在剂量效应关系;EB竞争性结合DNA荧光光谱分析结果表明,SIF4可通过嵌插结合和静电吸附竞争结合EB与基因组DNA的结合位点;与基因组DNA互作紫外光谱分析结果表明,SIF4与基因组DNA结合可改变其分子构象,但不断裂基因组DNA双链结构;圆二色光谱分析结果表明,与SIF4结合后,基因组DNA碱基堆积力被削弱,双螺旋结构变得松散,基因组DNA结构由B构型向C型转变;胞内蛋白质生物合成影响分析结果表明,SIF4可显著影响胞内蛋白质生物合成,其抑制效应与SIF4处理时间和处理剂量存在正相关关系。综上,SIF4可通过与基因组DNA进行静电吸附或嵌插结合进入到DNA沟槽,影响DNA复制、RNA转录生物量以及蛋白质翻译,从而实现大肠杆菌非膜损伤抑制。本研究结果可为阐明基于核酸与蛋白质靶点的非膜损伤抑菌机理和食源性大肠杆菌生物防控提供支持。
食品工程
超声耦合大孔树脂固定床吸附与解吸附黑果腺肋花楸花色苷的传质特性
戴妍贤, 沈娟, 龚文进, 韩永斌, 李丹丹, 陶阳
2023, 44(21): 69-80. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20230217-163
摘要
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计量指标
目的:构建超声耦合大孔树脂固定床装置用于黑果腺肋花楸花色苷的分离纯化,探究超声对固定床吸附/解吸附黑果腺肋花楸花色苷传质特性的影响。方法:检测超声耦合固定床纯化过程中总花色苷、可溶性糖、有机酸、单体花色苷及其他多酚的传质规律,并分析超声处理后大孔树脂物理性质变化规律。结果:本研究所用装置可有效除去黑果腺肋花楸花色苷粗提物中的杂质,纯化后黑果腺肋花楸花色苷和多酚纯度分别可达48.8%和78.7%。吸附过程中,超声促进了花色苷的溶出,18.76 W/cm2超声作用于2.5 cm柱床时,花色苷吸附突破时间缩短65.8%。较高极性洗脱液用于固定床解吸附时,超声处理强化了花色苷的解吸附传质,采用25%乙醇溶液洗脱48 min后,18.76 W/cm2超声作用下花色苷解吸附量提高了12.6%。超声作用明显增加了大孔树脂表面的粗糙度,但树脂结构无明显改变。结论:超声耦合固定床处理可明显提高吸附/解吸附过程中花色苷在树脂颗粒间的流动性,但是对树脂颗粒与花色苷间的相互作用影响不大。
超声协同壳聚糖处理对蛋黄液乳化性质及蛋黄蛋白质结构的影响
马婕, 杨晓雪, 迟玉杰, 迟媛
2023, 44(21): 81-89. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20230116-131
摘要
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计量指标
为了开发蛋挞专用蛋黄液,本实验研究超声协同壳聚糖处理对蛋黄液乳化性质及蛋黄蛋白质结构的影响。将样品分为新鲜蛋黄、加壳聚糖蛋黄、加热蛋黄、加壳聚糖加热蛋黄、超声蛋黄以及超声协同壳聚糖蛋黄处理组,采用乳化活性及乳化稳定性、乳液粒径、显微镜观察结果表征蛋黄液乳化性质的变化,利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)、傅里叶变换红外光谱、荧光光谱等方法对蛋黄蛋白质结构进行表征。结果表明:与未处理组相比,超声协同壳聚糖处理后蛋黄液乳化活性提高了29.51%,乳化稳定性提高了9.47%,乳液粒径降低了50.01%,界面张力降低了16.67%,且界面张力曲线趋于平滑。显微图像显示超声协同壳聚糖处理后的乳液液滴变小,扫描电子显微镜观察结果表明超声协同壳聚糖处理后蛋黄颗粒更加分散。超声协同壳聚糖处理后蛋黄蛋白质的SDS-PAGE条带颜色变浅,蛋白质结构展开,疏水性残基暴露,蛋黄液表面疏水性提高了12.91%。超声协同壳聚糖处理后蛋白质中α-结构和β-结构相对含量减少,无规卷曲相对含量增加了5.26%,说明超声协同壳聚糖处理导致蛋白结构更加无序松散,而蛋白疏水性的增加可以促进乳化性质的增强。综上,超声协同壳聚糖处理作为一种提升蛋黄液乳化性质的方法具有巨大的应用潜力,在实践中可以用于焙烤专用型蛋液的制作。
超声处理结合pH值调控对白果分离蛋白/乳清分离蛋白复合凝胶特性的影响
尤洁瑜, 唐长波, 张露妍, 张薇, 王耀松
2023, 44(21): 90-97. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20230204-042
摘要
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计量指标
为研究超声处理结合pH值调控对白果分离蛋白与乳清分离蛋白复合凝胶性能的影响,本实验对复合蛋白溶液的物化性质、蛋白分子行为及所形成热诱导凝胶的质构、持水性及微观结构进行表征。结果表明:超声功率为总功率的25%、45%和65%时对蛋白溶解度均无显著影响,超声结合较低的pH值(pH 4.0)处理能够显著降低蛋白疏水性、提高蛋白表面巯基含量并增大溶胶粒径。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳及傅里叶变换红外光谱分析结果证明超声处理影响了蛋白分子的结构和聚集行为。经热诱导后,在较低pH值条件下复合蛋白形成的凝胶质地性能较差,而在较高的pH值条件下(特别是在pH 5.0时)复合蛋白所形成凝胶的质地性能较好,持水性较高。复合蛋白凝胶的质地性能和持水性均随着超声功率的增加而明显提升,其归因于超声处理强化了白果分离蛋白与乳清分离蛋白中羟基基团的相互作用,促进了蛋白分子的聚集和交联,并改善了复合蛋白凝胶结构的紧密性。综上所述,超声处理结合pH值调控可有效改善复合蛋白凝胶的功能特性。
干燥方式对三七叶主要活性成分、体外抗氧化、α-葡萄糖苷酶抑制活性、挥发性成分和代谢物的影响
李云嵌, 何霞红, 吴光顺, 满金花, 张雪春, 王振兴
2023, 44(21): 98-113. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20230217-160
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计量指标
为选择较好的三七叶干燥方式,分别采用热风干燥、热泵干燥、真空干燥3 种方式对三七叶进行干燥,测定不同干燥方式下三七叶的总皂苷、多糖、总酚和总黄酮含量以及单体皂苷含量,评估其体外抗氧化和α-葡萄糖苷酶抑制能力,采用气相色谱-离子迁移谱联用技术鉴定其挥发性成分,并采用非靶向代谢组学技术分析其代谢物变化。结果表明:3 种干燥方式均可明显提高三七叶的总皂苷和多糖含量,降低其总酚和总黄酮含量,但均不同程度地减弱了其功能活性;其中热泵干燥组的总皂苷和多糖含量最高,并具有最强的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除能力和α-葡萄糖苷酶抑制能力,以及较强的2,2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸阳离子自由基清除能力和铁还原能力;高效液相色谱分析发现热泵干燥显著降低了三七叶中三七皂苷Fc、Fe的含量,而真空干燥组与之相反;从三七叶中共检测出85 种挥发性成分,其中热泵干燥组的醇类和醛类化合物相对含量最高,而酮类化合物相对含量最低,且不同处理组之间有明显区别;采用超高效液相色谱-四极杆-轨道阱质谱联用技术从热泵干燥前后的三七叶中鉴定出659 种代谢物,其中有113 种和68 种代谢物分别在正、负离子模式下表达显著上调,98 种和31 种代谢物分别在正、负离子模式下表达显著下调,主要包括脂质和类脂分子、有机杂环化合物、有机酸及其衍生物等。针对三七叶中24 种皂苷类代谢物进行进一步分析,发现其中7 种相对含量显著降低、1 种相对含量显著升高,这也印证了高效液相色谱的测定结果;对差异代谢物进行京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析,发现新鲜三七叶在热泵干燥过程中最可能存在的代谢通路有氨基酸的生物合成、2-氧羧酸代谢及辅助因子的生物合成。综上,热泵干燥对三七叶的化学成分和功能活性具有最好的保持效果,较适合用于三七叶的干燥,其可通过多个作用途径改变三七叶的代谢物组成,并影响其挥发性成分含量。
热加工方式对猪肉品质及氧化特性的影响
袁静, 冯美琴, 孙健
2023, 44(21): 114-120. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20230219-175
摘要
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计量指标
为探究热加工方式对猪肉品质和氧化特性的影响,以猪里脊为实验材料,采用煮制、微波、烤制、炸制4 种热加工方式,研究加工损失、色泽、剪切力、质构、基本组分、气味、滋味等品质指标及羰基含量和硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substance,TBARS)值等氧化指标的变化。结果表明:与对照组相比,4 种热加工方式处理猪肉样品的品质及氧化特性差异明显。加工损失率排序为烤制>微波>炸制>煮制,蛋白质、灰分含量与加工损失率呈正相关,水分质量分数与加工损失率呈负相关;猪肉色泽变化以炸制处理组最为显著;炸制处理组的弹性、凝聚性和剪切力与其他处理组相比存在明显差异;微波处理组的羰基含量显著高于其他处理组(P<0.05);烤制处理组的TBARS值最大。电子鼻检测结果显示热加工后挥发性风味物质含量增加,电子舌检测结果显示炸制处理组鲜味值最高。本研究结果可为猪肉热加工方式的选择提供参考。
变温烤制对新疆馕坑烤肉色泽、嫩度、杂环胺及多环芳烃含量的影响
魏健, 王莉, 刘飞, 徐泽权, 马欣, 王子荣
2023, 44(21): 121-130. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221007-050
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计量指标
目的:优化新疆馕坑烤肉烤制工艺,研究变温烤制工艺对馕坑烤肉的烤制损失率、色泽、嫩度以及杂环胺(heterocyclic aromatic amines,HAAs)和多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)含量的影响。方法:通过L27(36)正交试验结合模糊数学综合评定法优化高温烤制温度(T1)、高温烤制时间(t1)、中温烤制温度(T2)、中温烤制时间(t2)、低温烤制温度(T3)、低温烤制时间(t3)三阶段变温烤制工艺。对比分析高温烤制(high temperature,HT)、低温烤制(low temperature,LT)与变温烤制(CK)馕坑烤肉中HAAs及PAHs含量的差异。结果:变温烤制因素对馕坑烤肉感官评分影响的主次顺序依次为T1>t2>T2>t1>t3>T3,优化工艺组合为T1=300 ℃、t1=4 min,T2=220 ℃、t2=6 min,T3=100 ℃、t3=7 min,感官评分为3.408(满分4 分)。HT、LT、CK组3 种烤制条件下烤制损失率与T2极显著正相关(相关系数r=0.50),剪切力与T1呈显著正相关(r=0.47),肉样内部L*值与t1呈极显著正相关(r=0.57),肉样表层a*值与感官评分呈极显著正相关(r=0.64),肉样表层b*值与烤制损失率呈显著正相关(r=0.40)。HT、LT、CK 3 种烤制条件下生成HAAs总量由高到低依次为HT组>LT组>CK组,CK组最高烤制温度与HT组烤制温度相同,但CK组HAAs总含量显著低于HT组(P<0.05)。LT组与CK组HAAs总量无显著差异(P>0.05)。对HT、LT、CK组HAAs总量进行主成分分析,对主成分1贡献率最高的物质分别为2-氨基-3,4-二甲基咪唑-[4,5-ƒ]喹啉(2-amino-3,4-dimethylimidazo[4,5-ƒ]quinolone,MeIQ)、2-氨基-3-甲基咪唑-[4,5-ƒ]喹喔啉(2-amino-3-methylimidazo[4,5-ƒ]quinoxaline,IQx)、2-氨基-3,7,8-三甲基咪唑-[4,5-ƒ]喹喔啉(2-amino-3,7,8-trimethylimidazo[4,5-ƒ]quinoxaline,7,8-DiMeIQx)。HT组PAHs总含量达(427.45±27.84)ng/g,显著高于LT、CK组(P<0.05);对HT、LT、CK组PAHs总量进行主成分分析,LT组对主成分1、主成分2贡献率最大的物质分别为菲(phenanthrene,Phe)、苯并蒽(benz[a]anthracene,BaA),CK组对主成分1贡献率最大的物质为BaA。结论:该研究优化了馕坑烤肉的变温烤制工艺,发现高温烤制温度是影响变温馕坑烤肉食用品质的关键因素,变温烤制能够有效降低馕坑烤肉中HAAs和PAHs总含量。
营养卫生
紫薯花青素通过调节p53-p21Waf1/Cip1信号通路对辐射致造血干/祖细胞衰老的保护作用
陈彩云, 王若宇, 张家乐, 张怡明, 石塔拉, 宓伟
2023, 44(21): 131-136. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221009-068
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目的:探讨紫薯花青素(Solanum tuberosum anthocyanin,STA)对辐射致造血干细胞 (hematopoietic stem cell,HSC)/造血祖细胞(hematopoietic progenitor cell,HPC)衰老起保护作用的分子机制。方法:将C57BL/6小鼠随机分为对照组、模型组、STA治疗组和STA预防组,利用X射线照射构建衰老细胞模型。给药后用血细胞分析仪检测各组小鼠血液指标;免疫磁性分选法分离纯化各组小鼠Sca-1+HSC/HPC,并用衰老相关β-半乳糖苷酶(senescence-associated β-galactosidase,SA-β-Gal)染色试剂盒对其进行染色实验并计算各组阳性率;利用HSC/HPC混合集落(colony forming unit-mixture,CFU-Mix)数评价各组细胞形成HSC/HPC集落能力与分化潜能;流式细胞术分析细胞周期;实时定量聚合酶链反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,qPCR)检测p53和p21Waf1/Cip1 mRNA的表达;Western blot检测p53和p21Waf1/Cip1蛋白的表达。结果:与对照组相比,模型组小鼠外周血指标红细胞、白细胞、血小板数均极显著降低(P<0.01),衰老细胞阳性率极显著增加(P<0.01),Sca-1+ HSC/HPC形成CFU-Mix的数量极显著减少(P<0.01),G0/G1期比例极显著升高(P<0.01),G2/M和S期比例极显著降低(P<0.01),p53和p21Waf1/Cip1 mRNA和蛋白的相对表达量极显著增加(P<0.01),STA治疗和STA预防均可分别显著和极显著恢复模型组小鼠以上指标,其中STA预防效果更好。结论:STA可以通过调节p53-p21Waf1/Cip1信号通路保护受到辐射的HSC/HPC。
昆布多糖WLP5对MCF-7乳腺癌荷瘤裸鼠肿瘤的抑制作用
曹明原, 李莹, 綦国红, 杨志萍, 黄德春, 陈贵堂
2023, 44(21): 137-143. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20230212-101
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计量指标
为探讨昆布多糖WLP5对MCF-7乳腺癌裸鼠免疫功能及肿瘤生长的影响,将MCF-7乳腺癌裸鼠随机分为模型组、阳性对照组(盐酸阿霉素,0.4 μg/kg mb)、WLP5低剂量组(50 μg/kg mb)和WLP5高剂量组(200 μg/kg mb),每组10 只,隔天灌胃给药,共50 d。测定各实验组裸鼠肿瘤长径及短径、肿瘤体积、抑瘤率、血液学指标及白细胞介素-2(interleukin-2,IL-2)、IL-6、转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)4 种细胞因子的质量浓度,并观察各实验组裸鼠肝脏组织及肿瘤组织的病理切片。结果表明:与模型组相比,WLP5低剂量组与高剂量组裸鼠的肿瘤长径、短径及肿瘤体积均显著或极显著减小(P<0.05,P<0.01),其抑瘤率分别为36.5%和48.9%;WLP5高剂量组的单核细胞比率显著降低(P<0.05),平均血小板体积显著增加(P<0.05),其余各项血液指标均无明显变化;低、高剂量WLP5显著或极显著增加了细胞因子IL-2及IL-6的释放量(P<0.05,P<0.01);病理切片结果显示WLP5高剂量组裸鼠肝脏组织完整,而肿瘤细胞出现大面积坏死,细胞核消失,表明WLP5有较强的体内抗肿瘤作用,且对正常细胞或组织无明显毒性,其抗肿瘤作用与调节免疫功能有关。
富含羟基酪醇橄榄油对高血脂小鼠的影响
叶文斌, 陈文东, 王昱, 张凯, 黄新异, 邸多隆
2023, 44(21): 144-150. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221028-298
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研究富含羟基酪醇橄榄油(olive oil rich in hydroxyl tyrosol,OHT)对高血脂小鼠血糖和血脂的影响。以脂肪乳剂和75%(体积分数)的蛋黄乳灌胃构建小鼠高血糖高血脂模型,将建模成功的小鼠随机分为高血脂模型组,OHT高、中、低剂量(200、100、50 mg/kg mb)组,普通橄榄油(olive oil,OL)组,菲勒贝特阳性对照(philbert,PL)组,以生理盐水为CK(0)组。连续灌胃给药28 d,分析OHT对高血脂小鼠空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)、糖化血红蛋白(glycated hemoglobin,HbA1c)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白(high-density lipoprotein,HDL)、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL)、总胆红素(total bilirubin,TBIL)、总胆汁酸(total bile acid,TBA)、丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)、天冬酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase,AST)、γ-氨酰基转移酶(gamma-ammonia acyltransferase,GGT)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)水平的影响,并对OHT开展急慢性毒理研究。结果显示,与模型组相比,OHT能有效降低高血脂小鼠的FBG、TC、TG、LDL、TBIL、TBA浓度及HbAlc相对含量,提高HDL浓度,对ALT、AST、GGT和ALP活性具有很好的抑制作用,能够改善血糖血脂代谢紊乱,还具有降低体质量的效果,且呈剂量效应关系。OHT对正常小鼠无急慢性毒理作用,能提高小鼠血清超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活力,降低丙二醛(malondialdehyde,MDA)浓度,提高小鼠的抗氧化能力,控制小鼠体质量。综上,OHT对高血脂小鼠具有降血糖、血脂作用,且无毒。本研究结果可为利用橄榄油开发降血脂产品提供参考。
欧李果浆对失眠小鼠的改善作用及机制
傅娆, 梁哲, 温馨, 倪元颖
2023, 44(21): 151-158. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20230213-120
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本研究对‘农大4号’‘农大7号’和‘燕山2号’欧李果浆进行体外模拟消化实验,选取γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)含量最高的‘农大4号’欧李果浆作为受试物,通过急性毒性试验、高架十字迷宫实验、戊巴比妥钠诱导下小鼠直接睡眠实验、睡眠时间延长实验以及巴比妥钠诱导下小鼠的睡眠潜伏期实验,探究欧李果浆对小鼠睡眠行为的改善作用。结果表明,灌胃800 mg/kg mb欧李果浆能够显著延长失眠小鼠的睡眠时长(P<0.05),提高小鼠入睡率,缩短睡眠潜伏期,且其改善作用可能与下调血清促炎因子水平和调节下丘脑-垂体-肾上腺轴功能有关。
包装贮运
腺苷三磷酸处理对鲜切黄瓜的保鲜作用
陈逸婷, 汤 静, 孟宪伟, 王春飞, 金鹏, 郑永华
2023, 44(21): 159-174. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221110-111
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为研究腺苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)处理对鲜切黄瓜保鲜的作用及总酚和γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)等活性成分含量的影响,本实验将鲜切黄瓜分别在0(对照)、0.8、1.2、1.6 mmol/L和2.0 mmol/L的ATP溶液中浸泡10 min,测定其在10 ℃、72 h贮藏期间品质指标及总酚和GABA含量,以确定适宜的ATP处理浓度,借此进一步研究适宜浓度ATP处理调控总酚和GABA积累的机制。结果表明,与对照组相比,ATP处理能保持鲜切黄瓜较好的色泽和较低的菌落总数,延缓硬度和抗坏血酸含量的下降,促进总酚和GABA的积累,其中1.6 mmol/L ATP处理效果最好。进一步研究表明,与对照组相比,1.6 mmol/L ATP处理可明显提高苯丙氨酸解氨酶、4-香豆酸辅酶A连接酶、肉桂酸羟化酶、谷氨酸脱羧酶、二胺氧化酶、多胺氧化酶和4-氨基丁醛脱氢酶的活力,促进酚类物质的合成及谷氨酸和多胺分解生成GABA,提高总酚和GABA含量。综上,ATP处理不仅能延缓鲜切黄瓜品质下降,还能提高总酚和GABA含量,从而提高其抗氧化活性和营养价值。
外源葡萄糖通过调控蔗糖代谢增强采后杏果实的抗冷性
张昱, 芦玉佳, 赵亚婷, 梁可欣, 任新雅, 刘志旭, 石慧敏, 朱璇
2023, 44(21): 167-183. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221207-068
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为探究外源葡萄糖处理对杏果实采后抗冷性与糖代谢的影响,本实验以新疆‘赛买提’杏为原料,采用不同浓度葡萄糖进行减压渗透处理,晾干后,置于温度(0±1)℃的冷库中贮藏49 d,定期测定杏果实冷害发病率、冷害指数、品质及糖代谢相关指标。结果表明:200 mmol/L外源葡萄糖处理可有效抑制杏果实冷害发病率、冷害指数与细胞膜渗透率的上升与丙二醛(malondialdehyde,MDA)的积累,较好地维持杏果实硬度、色泽、可溶性固形物质量分数(soluble solids content,SSC)、可滴定酸(titratable acidity,TA)质量分数与抗坏血酸(ascorbic acid,ASA)含量。同时,与对照组相比,200 mmol/L外源葡萄糖处理提高了杏果实酸性转化酶(acid invertase,AI)、中性转化酶(neutral invertase,NI)、蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase,SPS)和蔗糖合成酶(sucrose synthase,SS)活力,显著促进了贮藏过程中葡萄糖及果糖的积累,但在贮藏中后期(21~49 d)降低了蔗糖的含量。综上,外源葡萄糖处理可通过调控糖代谢相关酶的活性来增强葡萄糖与果糖的含量,从而增强杏果实抗冷性,维持果实贮藏品质。本实验结果可为控制杏果实采后冷害提供参考。
采后油菜素内酯处理对桃果实苯丙烷途径和细胞壁降解的影响
张书燃, 李灿婴, 胥亨平, 刘嘉琪, 葛永红
2023, 44(21): 175-192. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20230203-031
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桃果实在采后物流过程中容易发生果肉软化,影响其贮藏期,造成巨大的经济损失。前期研究表明,采后油菜素内酯处理能够保持桃果肉的硬度及抗坏血酸、可溶性固形物含量,并能提高果实抗病性。本研究利用油菜素内酯处理桃果实,通过实时荧光定量聚合酶链式反应分析相关基因的变化,探讨油菜素内酯处理对桃果实细胞壁降解及苯丙烷途径关键基因表达的影响。结果表明:油菜素内酯浸泡处理能抑制果胶裂解酶1、多聚半乳糖醛酸酶21和果胶甲酯酶1基因的表达;并显著促进果实中过氧化物酶、肉桂酰辅酶A还原酶、苯丙氨酸解氨酶和咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶5基因的表达;同时,提高贮藏早期果实中查耳酮合成酶、查耳酮异构酶、二氢黄酮醇4-还原酶和黄烷酮3-羟化酶基因的表达量。综上,油菜素内酯可以抑制细胞壁降解关键基因的表达,促进苯丙烷途径关键基因的表达,从而延缓桃果实软化并提高其抗病性。
壳聚糖和褪黑素复合涂膜处理对鲜切西兰花品质及叶绿素变化的影响
谭芸秀, 李丽, 李永才, 王小晶, 王毅
2023, 44(21): 184-203. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221106-060
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以鲜切西兰花(Brassica oleracea L. var. italica Planch.)为实验材料,分别采用5 g/L壳聚糖(chitosan,CTS)、100 μmol/L褪黑素(melatonin,MT)单独及CTS和MT复合涂膜处理,通过感官评价、生理生化指标测定以及质构分析,研究在(15±1)℃、相对湿度85%~90%条件下贮藏期间各处理组鲜切西兰花品质及叶绿素代谢情况。结果表明:CTS和MT单独或复合处理均有效地保持了鲜切西兰花的感官品质,贮藏第7天,CTS、MT单独和复合处理组西兰花感官评分分别为对照组的3.36、2.83 倍和5.17 倍。与对照组相比,CTS和MT复合处理可显著抑制西兰花叶绿素降解酶活力(P<0.05),从而抑制叶绿素降解,同时显著降低鲜切西兰花质量损失率和呼吸强度(P<0.05)。与对照组相比,CTS和MT复合处理组贮藏第5天时总叶绿素含量提高83.80%,叶绿素酶(chlorophyllase,CLH)、脱镁螯合酶(Mg-dechelatase,MDcase)、脱镁叶绿素酶(pheophyllase,PPH)和脱镁叶绿酸a加氧酶(pheophyllase a oxygenase,PAO)活力分别降低5.78%、26.76%、18.59%和34.87%,质量损失率和呼吸强度分别降低24.82%和45.28%。此外,CTS和MT复合处理还可较好地保持鲜切西兰花的硬度和咀嚼性等质构特性及可溶性蛋白质、总可溶性固形物、总酚和类黄酮等的含量。综上,CTS与MT复合处理可有效延缓西兰花黄化,维持其品质。
蛋黄粉在加速贮藏过程中的脂质氧化及保质期预测
宋瑞晗, 马艳秋, 迟玉杰, 迟媛
2023, 44(21): 193-212. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221005-033
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脂质氧化是导致蛋黄粉品质劣变的重要因素。本实验以蛋黄粉为研究对象,分别设置了40、50 ℃和60 ℃ 3 个非正常贮藏条件以加速其变质,动态监测加速贮藏过程中蛋黄粉的脂质氧化过程,建立货架期模型并预测蛋黄粉在25 ℃下的货架期。结果显示:随贮藏时间延长,各温度下加速贮藏过程中蛋黄粉酸价(acid value,AV)、过氧化值(peroxide value,PV)、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)值、p-茴香胺值(p-anisidine value,p-AV)、总氧化值(total oxidation value,TOTOX)增加,L*、a*和b*值降低,感官品质降低,营养价值下降。采用气相色谱-质谱联用(gas chromatograph-mass spectrometry,GC-MS)技术分析蛋黄粉的脂肪酸组成变化,发现与新鲜蛋黄粉脂质相比,加速贮藏35 d后,多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)和单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)相对含量显著降低,而SFA相对含量显著升高(P<0.05)。利用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)分析发现,蛋黄粉脂质加速贮藏过程中结构未明显改变,但特征吸收峰的强度略有变化,与蛋黄粉脂质氧化有关。各品质指标中,蛋黄粉PV与感官评分之间的Pearson相关性最高,可作为品质劣变动力学的关键指标。动力学模型分析表明,蛋黄粉PV的变化更符合零级品质劣变动力学模型。结合Arrhenius方程建立货架期预测模型,相应的活化能EA为19.58 kJ/mol,指前因子k2为83.93。经验证,蛋黄粉在25 ℃贮藏时货架期的预测值为580 d,与实际货架期之间的相对误差为-7.15%,表明建立的货架期预测模型较为准确,可用于蛋黄粉的货架期预测。
含硅藻土负载香芹酚复合体的明胶基缓释抗菌膜的制备与性能
李森, 马灵, 李婷, 彭炉, 李莎莎, 李庆业, 周曼, 吴贺君
2023, 44(21): 204-219. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220919-176
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本研究利用多孔结构的硅藻土负载香芹酚制备抗菌复合体,并将其加入至明胶基质中通过流延成膜法制备明胶基活性复合膜,探究复合体的添加量对明胶膜物理性能与抗菌活性的影响。扫描电子显微镜观察、傅里叶变换红外光谱等结果表明,香芹酚成功吸附于硅藻土孔隙内部及表面。随着复合体添加量的增加,明胶膜的厚度、断裂伸长率、水蒸气透过率和氧气透过率增加,而透光率、水溶性、含水量和拉伸强度降低,同时抗氧化和抗菌性能明显提高。当复合体的添加量为20%时,复合膜仍表现出较好的综合性能,其拉伸强度为15.13 MPa,断裂伸长率为67.43%,1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率为56.33%,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈直径分别达到39.4 mm和23.7 mm。更为重要的是,与直接添加等量香芹酚的明胶膜相比,硅藻土负载后使得香芹酚在明胶膜中的释放速率更慢,明胶膜的抗菌性能更长效。该实验结果可为利用硅藻土等无机矿物质负载香芹酚等植物精油制备具有缓释性能的明胶基抗菌膜提供一定的参考。
不同贮藏温度对黄晶果采后生理和贮藏品质的影响
何炬才, 康仕成, 张冬敏, 张朝坤, 李辉, 洪森辉, 余惠文, 田奇琳
2023, 44(21): 213-229. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20220927-303
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为探究黄晶果适宜的采后贮藏温度、延长黄晶果的品质保存期,进一步开拓黄晶果市场,本实验以黄晶果果实为材料,通过测定5、10、15 ℃和20 ℃条件下黄晶果的主要品质指标和采后生理指标,研究不同贮藏温度对黄晶果采后生理和贮藏品质的影响。结果表明:低温贮藏能一定程度上保持黄晶果的品质,但5 ℃下贮藏时在第3天开始便出现冷害症状,表现为果面内凹并附着水渍、果皮褐变。与5、15 ℃和20 ℃贮藏组相比较,10 ℃下贮藏的黄晶果能保持较高的硬度、可溶性固形物质量分数和VC、总糖含量,保持较低的呼吸强度、细胞膜透性。进一步比较10 ℃和20 ℃的贮藏效果可知,10 ℃贮藏可以有效抑制黄晶果丙二醛含量、过氧化物酶活力和多酚氧化酶活力的升高,延缓黄晶果的衰老和褐变进程。综上,10 ℃是黄晶果较为适宜的贮藏温度,本研究结果可为黄晶果采后品质的保持提供理论依据。
3 种石榴果皮褐变与酚类代谢及能量代谢的关系
刘倩婷, 杜佳铭, 郭晓宏, 候德华, 王彩莲, 郭晓成, 寇莉萍
2023, 44(21): 220-238. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221009-072
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冷藏是石榴贮藏最常见的方式之一,而冷藏过程中果皮因酚类物质代谢与能量衰变会产生褐变,本研究旨在比较不同品种石榴冷藏过程中果皮酚类和能量代谢变化及差异。本实验以3 种陕西石榴(引进品种‘突尼斯软籽’、传统品种‘净皮甜’和选育品种‘骊山红’)为原料,探究其在(4.0±0.5)℃、85%~90%相对湿度贮藏条件下果皮褐变与酚类物质及能量代谢之间的关系,并对其进行相关性分析。结果表明:随贮藏时间的延长,3 种石榴褐变指数增大,1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl,DPPH)自由基清除能力先升高后降低,2,2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(2,2’-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline 6-sulfonic acid,ABTS)阳离子自由基清除能力、总酚含量、总黄酮含量小幅波动,花色苷含量呈先升高后降低趋势,且以上物质含量在‘突尼斯软籽’石榴中最高。贮藏过程中,‘突尼斯软籽’石榴果皮多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活力最低,苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)活力最高,‘净皮甜’石榴果皮过氧化物酶(peroxidase,POD)活力最高。此外,贮藏过程中‘突尼斯软籽’石榴果皮保持了较高的腺苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)、腺苷二磷酸(adenosine diphosphate,ADP)含量、能荷及Mg2+-ATPase、H+-ATPase活力。相关性分析结果表明,果皮褐变程度较高的‘净皮甜’褐变指数与总酚含量、总黄酮含量、POD活力、PAL活力以及ATP、ADP含量呈显著或极显著正相关(P<0.05,P<0.01);褐变程度较低的‘突尼斯软籽’果皮褐变指数仅与POD活力和腺苷一磷酸(adenosine monophosphate,AMP)含量呈极显著正相关(P<0.01);‘骊山红’石榴果皮褐变程度介于其他两种石榴之间,褐变指数与总酚、AMP含量分别呈显著和极显著正相关(P<0.05,P<0.01),与Mg2+-ATPase呈极显著负相关(P<0.01)。主成分分析结果表明‘突尼斯软籽’与‘净皮甜’和‘骊山红’石榴贮藏品质差异明显。以上结果表明冷藏条件下不同品种间石榴果皮褐变程度不同,且褐变受酚类物质代谢及能量代谢的共同作用。
猕猴桃软化过程中细胞壁修饰酶活性与果胶理化特性
古佩娴, 刘声鹏, 黄超, 陈云, 胡勇, 吴小勇, 胡坤, 伍芳芳
2023, 44(21): 230-248. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221107-073
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为探究低温贮藏过程中猕猴桃果实细胞壁修饰酶活力和细胞壁果胶多糖理化特性的变化规律,本实验以不同贮藏时期的‘亚特’猕猴桃果实为研究对象,测定果肉硬度和果实中多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)、果胶甲酯酶(pectin methylesterase,PME)、果胶裂解酶(pectate lyases,PL)以及β-半乳糖苷酶(β-D-galaetosidase,β-Gal)等细胞壁修饰酶的活力。同时,分离得到3 种细胞壁果胶多糖组分(水溶性多糖(water soluble polysaccharide,WSP)、反式-1,2-环己烷二胺四乙酸(trans-1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid,CDTA)溶性多糖(CDTA-soluble polysaccharide,CSP)和Na2CO3溶性多糖(Na2CO3-soluble polysaccharide,NSP)),并对其理化性质进行研究。结果表明:猕猴桃果实的软化模式为“快速-缓慢”两段式。PG活力在贮藏10 d时出现最大值(670.76 U/mg);PL和PME活力在贮藏5 d内增长幅度最大,分别增加至3.41 U/mg和9.17 U/mg。贮藏期间β-Gal的活力持续上升,与果实硬度呈极显著负相关(r=-0.888)。WSP、CSP和NSP的果胶含量随着贮藏时间的延长显著增加。高效凝胶渗透色谱结果表明贮藏期间WSP的重均分子质量呈逐渐增大趋势;CSP的重均分子质量先减小后增加;NSP的重均分子质量逐渐减小。扫描电子显微镜下观察到WSP在贮藏过程中面积减小且层叠度增大,CSP在贮藏15 d后呈柔软薄纱状,NSP团簇状堆积逐渐分散,碎屑增多。本研究可为猕猴桃果实软化机制的阐明提供一定参考。
丁香酚对西番莲保鲜效果及品质的影响
巴良杰, 孙雁征, 罗冬兰, 陈建业
2023, 44(21): 239-257. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20230621-172
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以西番莲为实验材料,在常温((20±1)℃)条件下,利用0.3 mg/mL丁香酚对西番莲进行浸泡处理,通过分析处理后西番莲的生理生化指标变化规律,研究丁香酚对西番莲保鲜效果及品质的影响。结果表明,丁香酚浸泡处理降低了西番莲采后呼吸速率、质量损失率、皱缩指数、细胞膜透性,抑制了丙二醛(malondialdehyde,MDA)、超氧阴离子自由基和过氧化氢的积累,减缓了西番莲组织内可溶性糖、可溶性蛋白、总酚和类黄酮含量的下降,维持了较高的还原型抗坏血酸和还原型谷胱甘肽等内源抗氧化物质含量,并维持了较高的1,1-二苯基-三硝基苯肼自由基、羟自由基、2,2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸阳离子自由基清除能力和铁离子还原能力,提高了过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)等抗氧化酶活力。综上,丁香酚处理可以维持采后西番莲较高的品质及抗氧化活性,从而延缓果实的衰老,延长贮藏期。
包装膜透气性对双孢蘑菇保鲜效果及呼吸代谢的影响
汤天瑾, 王晓彤, 齐杰, 吕玥霖, 朱文立, 朱俊向, 吴昊
2023, 44(21): 249-266. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221215-155
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本研究选用不同透气性的商品膜(聚偏二氯乙烯(polyvinylidene chloride,PVDC)及3 种聚乙烯基保鲜膜(BXD3C、BXD4C、CRM1C)),对采后双孢蘑菇进行包装处理,通过测定包装处理后双孢蘑菇的生理生化指标,探究双孢蘑菇在4 ℃贮藏期间的品质和呼吸代谢变化。结果表明,在4 种膜中,CRM1C透气性最优,BXD3C和BXD4C次之,PVDC最差。贮藏至第15天,与BXD3C、BXD4C、PVDC包装相比,CRM1C包装可以有效抑制采后双孢蘑菇的呼吸速率,减少丙二醛积累和胞内电解质泄漏,维持VC含量,抑制褐变指数增加;同时还可以保持双孢蘑菇体内糖酵解限速酶(丙酮酸激酶、磷酸果糖激酶)、三羧酸循环及电子传递链限速酶(α-酮戊二酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶)的活性,维持细胞组织的能荷水平,提高ATP酶的活性,保证双孢蘑菇在贮藏后期的能量供应,从而延缓其采后褐变。本研究结果可为双孢蘑菇采后保鲜提供参考。
壳聚糖-姜黄素光动力协同作用对圣女果食源性致病菌的灭活效果
蓝彩娟, 陈洁怡, 何雨薇, 麻春阳, 黄蕊, Nima AZARAKHSH, Tanushree GUPTA, 吴希阳
2023, 44(21): 258-273. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20230227-240
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食源性致病菌是人类健康的主要威胁之一。本研究旨在探讨壳聚糖(chitosan,Chi)协同姜黄素(curcumin,Cur)介导的光动力处理(photodynamic treatment,PDT)对致病菌的灭活效果。在确定Chi的最低抗菌剂量后,比较PDT和Chi-PDT的杀菌效果,进而评价Cur浓度和光照时间对Chi-PDT灭活金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)、大肠杆菌(Escherichia coli O157:H7)和沙门氏菌(Salmonella Typhimurium)的影响。同时,探究Chi与PDT的协同作用机制以及Chi-PDT对混合致病菌的灭活作用、对圣女果表面Salmonella的灭活作用和对圣女果品质的影响。结果表明:Chi可以通过增强细菌与Cur的相互作用从而增强PDT灭活效果。Chi-PDT的灭菌效果具有Cur浓度和光照时间依赖性,0.05%(质量分数,下同)Chi结合15 μmol/L Cur处理后光照20 min可分别使S. aureus和B. cereus的菌落总数减少7.90、7.60(lg(CFU/mL)),而对E. coli和Salmonella则分别需要0.05% Chi-100 μmol/L Cur和0.05% Chi-25 μmol/L Cur处理后光照20 min才能达到相似的抑菌效果。Chi-PDT处理可使4 种混合菌的菌落总数减少6.00(lg(CFU/mL)),比PDT单独处理时的抑菌量高5.09(lg(CFU/mL)),表明无论是对于单一菌还是混合菌,Chi-PDT协同作用都比PDT单独处理具有更好的灭菌效果。Chi-PDT可使圣女果表面Salmonella的菌落总数减少1.62(lg(CFU/果)),Chi-Cur涂膜协同PDT处理在圣女果保藏期间显示出了较好的抑菌效果,且不影响其色泽、硬度和质量损失率。因此,Chi-Cur协同PDT处理是食品杀菌和果蔬保藏领域中颇具潜力的食品保鲜技术。
高通量测序法分析贮藏期甜瓜果实中真菌群落结构组成及动态变化
郑贺云, 朱丽霞, 姚军, 李超, 张翠环, 汪志伟, 耿新丽
2023, 44(21): 267-281. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20230202-021
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为探明贮藏期甜瓜果实中真菌群落结构组成和动态变化,本研究以不同贮藏期的甜瓜为研究对象,利用Illumina MiSeq高通量测序技术对贮藏0、7、14、21 d的甜瓜果皮和果肉组织中真菌的内部转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)进行测序,通过物种注释和物种组成分析明确甜瓜贮藏期各阶段果实组织中的优势菌群。结果表明,贮藏0 d时果皮中维什尼亚科齐马菌属(Vishniacozyma)、Papiliotrema和绿僵菌属(Metarhizium)占绝对优势,随着贮藏时间的延长,优势菌群转变为曲霉属(Aspergillus)、单端孢属(Trichothecium )和青霉属(Penicillium);果肉中的优势菌群也随着贮藏时间的延长而改变,贮藏21 d时优势菌群为Vishniacozyma、Trichothecium和毕赤酵母属(Pichia)。多样性分析表明果皮中真菌群落丰度和多样性都高于果肉。综上所述,贮藏期内甜瓜果实中真菌群落的丰度和多样性存在明显差异,果实品质劣变是Aspergillus、Trichothecium和Penicillium等致病菌相互作用的结果。本研究明确了贮藏期甜瓜果皮和果肉组织中真菌群落组成和动态变化,可为后续甜瓜保鲜及生防菌的开发提供理论依据。
基于黑苹果果皮花青素的虾鲜度指示膜的制备及应用
陈柯君, 杨周昊, 余虹达, 程桂广, 覃宇悦, 李琳
2023, 44(21): 274-292. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221124-279
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以壳聚糖(chitosan,CS)、海藻酸钠(sodium alginate,SA)为成膜基材,通过添加黑苹果果皮花青素(black apple peel anthocyanin,BAA)提取物制备智能指示膜(CS-SA-BAA薄膜),并将其应用于虾新鲜度监测。分析比较BAA提取物添加量对复合薄膜微观形貌、厚度、颜色、机械性能、水分质量分数、紫外线透过率等的影响;并进一步研究利用复合薄膜监测虾新鲜度的可行性。结果表明:添加BAA提取物到复合薄膜中使组分之间发生了相互作用,BAA提取物在复合薄膜中分散良好,且复合薄膜机械性能得到显著提升,水分质量分数和紫外线透过率下降。此外,BAA提取物在pH 1~14范围内颜色由红色变为黄色,对酸碱度有明显响应,含有15% BAA提取物的复合薄膜对pH值敏感,可将其应用于虾新鲜度指示。在4 ℃下贮藏的第5天,虾的总挥发性盐基氮含量和pH值超过了虾的腐败阈值,表明虾已经腐败,同时复合薄膜的颜色由最初的红色变为深灰色。因此,CS-SA复合膜可作为良好的载体固定BAA以制备智能指示膜,用于虾新鲜度监测。
专题论述
膳食类胡萝卜素和脂溶性维生素的肠道吸收机制研究进展:重点关注转运蛋白
张育昆, 陈祉晴, 张俊林, 周乐松, 林燕平, 曹庸, 刘晓娟
2023, 44(21): 282-302. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221024-238
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类胡萝卜素和脂溶性维生素(carotenoids and fat-soluble vitamin,C&FSV)属于对机体健康有重要作用的高度亲脂性食品成分,主要通过外源性食物摄取。关于C&FSV的肠道吸收机制的认识已由最初的部分C&FSV通过简单扩散吸收发展到膳食C&FSV由特异转运蛋白介导吸收的新阶段。本文综述了C&FSV消化和吸收过程,重点关注转运蛋白介导下的肠细胞顶端转运、胞浆转运和细胞内代谢、肠细胞基底外侧膜分泌整个吸收过程的最新研究进展,同时对于C&FSV转运蛋白的调控进行了全面汇总,以期推动脂溶性活性物的肠道吸收机制研究进展,更好地发挥其健康效应。
油脂体的组成、结构及氧化稳定性研究进展
王广婕, 赵焕宇, 苏成成, 韦旋, 吴梦果, 单迪, 黄萍, 马佳歌, 侯俊财, 姜瞻梅
2023, 44(21): 293-311. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221024-250
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油脂体(oil body,OB)是存在于植物种子中储藏脂质的亚细胞器,由中性三酰基甘油(triacylglycerol,TAG)、环绕在TAG外的单层极性磷脂和镶嵌在磷脂膜上的蛋白所组成,OB的组成成分及独特的结构使其具备一定的氧化稳定性。OB可通过水提取法和酶辅助法提取,OB乳液作为一种天然的预乳化水包油乳液,已逐渐被应用于取代合成油滴,在食品、医药及畜牧等领域具有广阔的应用价值。因此,探究OB组成、结构及环境因素对于OB乳液氧化稳定性的影响具有一定的现实意义。本文综述了OB的组成、结构、提取工艺、OB乳液氧化稳定性及其在食品领域的应用前景,可为OB的开发与利用提供参考。
阿魏酰阿拉伯低聚木糖的制备、结构鉴定及构效关系研究进展
邓奉红, 胡秀婷, 罗舜菁, 刘成梅
2023, 44(21): 303-321. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221103-027
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我国每年谷物加工过程中产生大量的副产物谷物麸皮,其含有丰富的酚酸和非消化性多糖。然而,谷物麸皮的低利用率导致其附加值较低。近年来,学者从谷物麸皮中制备得到了阿魏酰阿拉伯低聚木糖(feruloylated arabinoxylan oligosaccharides,F-AXOs)。F-AXOs是一种功能性低聚糖,被认定为具有阿魏酸和低聚糖的双重生理活性,如抗氧化性、益生性等,应用前景广阔。本文综述了以谷物麸皮为原料制备F-AXOs的方法、F-AXOs的结构鉴定手段以及已知的F-AXOs结构,最后重点阐述F-AXOs结构与生物活性之间的关系,并介绍F-AXOs在食品领域中的应用情况,以期为F-AXOs的生产与应用提供理论指导。
微生物发酵法制备乳源生物活性肽研究进展
李思怡, 姜雨彤, 妥彦峰, 吴晓萌, 牟光庆, 姜淑娟
2023, 44(21): 312-329. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221104-047
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动物乳由于蛋白质和必需氨基酸含量高、产量高和稳定性好的特点,已成为生物活性肽的主要来源。生物活性肽在亲代蛋白中是加密和非活性的,因此必须释放以显示其生物活性,根据其氨基酸组成、大小、序列和理化性质的不同,可以发挥血管紧张素转化酶(angiotensin converting enzyme,ACE)抑制、抗氧化、抗菌、抗血栓或免疫调节的作用。其中微生物发酵法制备生物活性肽是一种非常有效的生物技术方法。本文对微生物发酵法制备乳源生物活性肽的研究进展进行综述,阐述不同微生物蛋白酶生产的生物活性肽的多样性,并对微生物发酵法制备生物活性肽的研究趋势进行展望,以期为今后乳源生物活性肽的开发利用提供一定的理论依据。
益生菌降胆固醇的机制及其评价策略研究进展
高媛, 黄芳芳, 王家旺, 王慧平, 孔保华, 秦立刚, 陈倩
2023, 44(21): 322-340. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221022-228
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人体内胆固醇水平与健康密切相关,胆固醇虽有着多种不可替代的生理作用,但高胆固醇亦是多种心脑血管疾病的诱因之一。随着益生菌研究的广泛深入,多种菌株被证实具有良好的降胆固醇效果,益生菌的降胆固醇作用也愈发受到重视,因此,降胆固醇益生菌的开发与应用颇具发展前景。本文简述了人体内胆固醇合成和代谢机制,包括胆固醇的摄取、合成、转化及转运;综述了益生菌体外和体内降胆固醇的机制,包括菌体细胞吸收结合胆固醇、代谢产物降胆固醇、抑制胆固醇的摄取、抑制胆固醇的合成、促进胆固醇的转化及调节胆固醇的转运;探讨了益生菌降胆固醇的评价策略,包括体外实验、动物实验及临床研究,以期为开发具有高效降胆固醇作用的益生菌菌株提供参考。
植物乳的香气、异味及其影响因素研究进展
岳杨, 汪超, 陈亚淑, 周琦, 邓乾春
2023, 44(21): 330-350. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221110-102
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植物乳市场前景广阔,风味是植物乳的重要品质属性。植物乳中的奶香味、果味、坚果味、谷物味等良好风味深受消费者喜爱,而苦涩味、豆腥味、生青味、蘑菇味等不良风味则严重制约了植物乳产业发展。结合植物乳的原料筛选、加工工艺及风味研究的发展现状和趋势,本文从分子层面概述了植物乳挥发性物质的提取鉴定方法和风味构成的物质基础,重点阐述了香气及异味的形成途径、大分子与小分子之间的相互作用关系、影响因素及调控措施,以期从风味导向角度为最大程度地保留植物乳的良好风味、减少不良风味的生成提供科学的研究思路和策略。
近红外光谱技术在甘薯品质检测方面的应用研究进展
何鸿举, 王婧茹, 刘红, 陈岩, 王玉玲, 欧行奇, 张勉, 刘鸿杰, 郭景丽
2023, 44(21): 341-358. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221030-307
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甘薯是一种药食兼用且低热量的块根状食物,其富含多种人体必需的营养物质和生物活性成分,可用于预防多种疾病。甘薯品质的优劣直接影响其产品质量、分类分级及经济价值。快速、高效的检测技术在保障甘薯品质和安全方面可发挥重要作用。基于近红外光谱(near-infrared spectroscopy,NIRS)技术快速检测分析甘薯品质的研究已有不少报道。本文全面综述了NIRS技术在甘薯理化组分(蛋白质、淀粉、糖类、水分等)、活性成分(黄酮类物质、类胡萝卜素等)、制品掺假以及其他(品种鉴定、重金属、微生物污染等)等方面的研究及应用进展,同时提出了NIRS技术在甘薯品质检测应用方面的发展趋势和研究重点,以期为进一步完善NIRS在甘薯品质快速评价研究和相关快检设备研发方面提供更多借鉴。
浓香型白酒窖泥理化因子、微生物群落、感官质量以及相关性研究进展
刘治国, 方超, 张晓元, 刘玲, 慕济锗, 林良才, 张翠英
2023, 44(21): 351-367. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221030-309
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全泥窖池作为传统浓香型白酒的发酵设备和功能微生物的主要栖息地,其窖泥质量在很大程度上决定了酒的品质。长期实践和大量研究均表明,决定窖泥质量的三大指标中理化因子是基础,微生物菌落是核心,感官指标是导向,其中前两者之间相互依赖、相互影响,并共同作用于后者。本文比较了近年来关于窖泥质量相关的研究方法和结论,以便于业界快速概览浓香型白酒窖泥质量评价体系及研究演进,并有利于浓香型白酒生产实践和后续研究。
Omega-3多不饱和脂肪酸对运动性骨骼肌损伤修复的促进作用及相关机制研究进展
杨思梦, 贺庆, 石丽君, 吴迎
2023, 44(21): 359-376. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221028-293
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Omega-3(ω-3)多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFAs)是生命活动不可缺少的一种脂肪酸,且机体自身不能合成,必须从食物供给中获得。ω-3 PUFAs在防治慢病中的作用已被广泛证实,近年来,越来越多的研究发现其可促进运动性骨骼肌损伤(exercise-induced muscle damage,EIMD)的修复,但相关机制尚未完全明了。本文通过对ω-3 PUFAs与EIMD的相关报道进行梳理,综述了不同剂量ω-3 PUFAs促EIMD修复的外在功效和内在可能机制。其促EIMD修复机制包括激活肌卫星细胞的肌源性修复,增强骨骼肌细胞质膜修复,提升抗炎、抗氧化作用等,本文可为从运动营养角度不断深入探究促EIMD修复的相关理论与实践提供新思路。
蛋白质-多糖非共价及共价复合物包埋活性成分的研究进展
梁洛丹, 曹伟伟, 李琳琳, 任广跃, 陈俊亮, 许韩山, 段续
2023, 44(21): 368-385. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221026-274
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生物活性成分如多酚、类胡萝卜素等具有抗癌、抗氧化等多种健康功效,但这些活性成分在胃肠道环境中不稳定,易被破坏而无法充分发挥其健康功效。蛋白质和多糖通过非共价或共价相互作用可以形成蛋白质-多糖复合物,被广泛用作包埋活性成分的材料,以提高生物活性成分的稳定性和生理活性。本文综述了蛋白质和多糖形成复合物的类型,并介绍了反溶剂沉淀法、pH驱动法、热凝胶法和乳化法在蛋白质-多糖复合物递送活性成分中的应用,以期为蛋白质-多糖复合物包埋生物活性成分的研究与应用提供借鉴。
食源性致病菌活的不可培养状态诱导、复苏及检测的研究进展
赵青, 刘欣, 牛洪梅, 朱华剑, 潘馨叶, 刘阳泰, 杨捷琳, 董庆利
2023, 44(21): 377-385. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221027-278
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细菌活的不可培养(viable but nonculturable,VBNC)状态是指细菌受到不良环境因素胁迫时,失去在常规培养基上生长繁殖能力的一种状态,进入VBNC状态的细菌通常仍具有新陈代谢活性,且保持具有致病性和毒性的能力。VBNC状态细菌在适合条件下可复苏并恢复到能够正常培养的状态,存在潜在的食品安全风险。本文首先对细菌尤其是食源性致病菌进入VBNC状态后的形态、生理生化、生物大分子等特征进行了全面介绍;其次总结了可导致细菌进入VBNC状态的各种诱因,常见因素包括不适宜细菌生存的温度和pH值;概括了实验室中建立的VBNC状态细菌可复苏的条件,其中充足的营养是VBNC复苏不可或缺的因素;最后论述了检测VBNC状态细菌的主要方法,包括分子生物学法、流式细胞术、光学显微镜法等,其中分子生物学法因具有准确、快速、灵敏度高的优势,在VBNC状态细菌检测方面得到了广泛的应用。本文通过总结VBNC状态细菌的特征、影响因素、复苏条件以及检测方法,对食品生产、加工、保藏过程中食源性致病菌VBNC状态的防控提供了参考,为进一步开展食源性致病菌VBNC状态培养、复苏及检测方法研究提供更多思路。
壳聚糖基Pickering乳液及其在食品中的应用
钱晓晴, 王立敏, 张文, 雷丹丹, 张新平, 张贵君, 何扩, 吴子健
2023, 44(21): 386-395. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20230428-280
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壳聚糖是一种天然的线性阳离子多糖,由于具有良好的生物降解性和可再生性,可设计为“绿色”微/纳米颗粒从而稳定Pickering乳液,因此在食品领域应用前景广泛。然而,天然的壳聚糖乳化能力较弱,而其分子中的活性官能团可与其他种类化合物通过共价或非共价相互作用结合形成二元/三元复合颗粒,可改善壳聚糖稳定乳液的能力。响应型乳液由于能够对不同环境胁迫(pH值、温度等)做出不同反应,成为近年来的热门研究课题。本文归纳总结了近期国内外有关壳聚糖基Pickering乳液的研究进展,包括壳聚糖稳定Pickering乳液的类型、接枝改性后壳聚糖复合颗粒稳定的Pickering乳液和环境响应型乳液,并进一步讨论了壳聚糖基Pickering乳液在食品保鲜、3D食品打印、功能因子载体等方面的应用及其在实际应用中存在的障碍,最后对其发展前景进行了展望,为深入拓展壳聚糖基Pickering乳液在食品领域的应用提供依据。
芸豆凝集素蛋白致敏性的研究进展
高宽, 何述栋
2023, 44(21): 396-404. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221107-072
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芸豆在世界范围内广泛种植,是我国重要的经济豆类之一,具有较强的营养价值。然而因芸豆未煮熟或食用不当而引起的食物安全事件时有发生,一般认为是由芸豆凝集素蛋白的毒理学作用引起的。免疫学研究表明,芸豆凝集素蛋白可能是芸豆中的主要过敏原,在国外研究中得以重视,而我国尚未有系统性报道。本文总结了关于芸豆凝集素蛋白的免疫学研究进展,分析了芸豆凝集素蛋白作为过敏原的依据,总结了目前消减芸豆凝集素蛋白致敏性的食品加工策略,以期为芸豆低敏食品研发以及芸豆蛋白开发利用提供理论依据。
酵母菌及其衍生物抗菌功能研究进展
马悦, 单嘉宇, 蒋耀东, 黄俊楠, 王旭, 张凌魁, 杨朔, 董庆利
2023, 44(21): 405-416. doi:
10.7506/spkx1002-6630-20221102-016
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致腐和致病的微生物污染食品基质后,会严重影响食品质量并威胁食品安全。利用理化抗菌技术可有效抑制食品中有害微生物的生长繁殖,但可能对食品品质造成不可逆的负面影响。某些酵母菌可以通过拮抗作用或者搭载抗菌药物的方式实现对有害微生物的有效防控。本文从以上两个方面系统且全面地归纳了酵母菌及其衍生物的抗菌效果及机制的研究进展。在拮抗作用方面,总结讨论了拮抗酵母菌的种类、来源、与其他抗菌技术的联合抗菌效果及其拮抗作用的主要机制;在搭载抗菌药物方面,分析了酵母菌作为天然药物载体与多种化学抗菌剂组合的优势及局限性。本文旨在为以酵母菌为基础的新型抗菌剂的开发提供参考,以期更好地提高食品质量并保障食品微生物安全。