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当期目录

2025年 第46卷 第6期    刊出日期:2025-03-25
食品智能包装专栏
微酸性电解水-水凝胶体系的构建与应用
杜炎霖,田琦,易俊洁,胡小松,江永利
2025, 46(6):  1-10.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240716-163
摘要 ( 129 )   HTML ( 23)   PDF (4762KB) ( 85 )  
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微酸性电解水(slightly acidic electrolyzed water,SAEW)因绿色安全、高效杀菌、低成本等特点受到国内外广泛关注,但贮藏稳定性差、无法持续作用等缺点限制了其在食品领域的应用。本研究利用明胶(gelatin,GEL)、罗望子多糖(tamarind polysaccharide gum,TSP)和黄原胶(xanthan gum,XG)制备水凝胶负载SAEW,实现其持续杀菌保鲜的目的;同时分析水凝胶的微观结构、质构特性、理化特性和保鲜效果,探究水凝胶负载SAEW的作用机制及应用潜力。结果表明,当SAEW吸收时间为1.5 h、释放时间为20 min、循环使用5 次时,GEL水凝胶的SAEW负载能力最强(有效氯质量浓度(26.67±2.89)mg/L),且GEL水凝胶连续释放8 次仍能保留一定的SAEW;TSP和XG的添加提高了GEL水凝胶的孔隙率、结构稳定性、保水性能和质构特性,从而增强了其SAEW负载能力和保鲜能力;SAEW复合水凝胶体系能发挥持续杀菌保鲜的作用但存在易析水的问题,气凝胶能解决该问题但会影响SAEW负载能力。总之,本研究提出了一种延长SAEW杀菌时效性的新思路,制备了一种绿色安全的复合水凝胶体系并成功实现SAEW的负载,有利于SAEW在食品保鲜领域的广泛应用。
大豆分离蛋白基pH值智能指示膜的制备及其对乳品新鲜度的监测
丁凯炜,吕长鑫,贾凤维,刘霞,刘玲玲,班兆军
2025, 46(6):  11-18.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20241107-056
摘要 ( 116 )   HTML ( 11)   PDF (4304KB) ( 64 )  
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以大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)和蓝莓花青素(blueberry anthocyanin,BA)为原料,通过流延法制备一种新型pH值智能指示膜(SPI/PVA-BA膜),用于监测巴氏杀菌乳的新鲜度。对不同BA添加量的指示膜进行微观结构、机械性能、含水率、水溶性、紫外线透过率、水蒸气透过率和pH值敏感性表征。结果表明,当BA添加量为12%时,指示膜的断裂伸长率最高(105.12%);BA添加量为8%时,拉伸强度达到最高值(11.58 MPa),且对pH值变化的颜色敏感性最佳。将含8% BA的指示膜应用于巴氏杀菌乳新鲜度监测中,发现72 h内((22±1)℃),随着pH值下降、酸度上升,杀菌乳变质,指示膜颜色随之改变,能够有效反映其新鲜度。此外,指示膜在土壤中经过10 d基本完全降解,显示其良好的生物降解性。因此,该智能包装膜不仅能够指示产品新鲜度,还可避免生物基塑料对环境的污染。
基础研究
γ-氨基丁酸或缬氨酸同时消除丙烯醛和二羰基化合物的机理
江理广,郑洁,欧隽滢,欧仕益
2025, 46(6):  19-28.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240925-197
摘要 ( 76 )   HTML ( 9)   PDF (8330KB) ( 56 )  
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采用γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)和缬氨酸(valine,Val)在37 ℃条件下同时消除丙烯醛和丙酮醛、乙二醛,并探究其消除机理。研究发现:在GABA和Val消除丙烯醛和两种二羰基化合物(丙酮醛、乙二醛)的反应中,甲醛代替二羰基化合物参与了最终产物的形成。进一步研究发现,GABA和Val诱导二羰基化合物释放出甲醛,然后甲醛和丙烯醛同时与氨基酸反应形成甲烯基哌啶醛。这一发现为深入理解氨基酸与丙烯醛和二羰基化合物的反应机理提供了新视角,为食品中甲醛的形成提供了新机制。
融合营养知识和偏好-健康多目标优化的膳食推荐
金颖,闵巍庆,周鹏飞,梅舒欢,蒋树强
2025, 46(6):  29-37.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240724-238
摘要 ( 114 )   HTML ( 13)   PDF (5096KB) ( 49 )  
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本实验提出一种融合营养知识和偏好-健康多目标优化的膳食推荐方法。该方法通过食品营养知识嵌入引导学习用户的偏好,并利用多目标优化算法平衡用户饮食偏好与营养健康需求。首先,基于营养引导的食品知识感知网络(nutrition-guided food knowledge-aware network,NG-FKN)进行个性化菜谱推荐,再进行营养套餐推荐(nutritional food combination recommendation,NFCR)。NG-FKN从食品营养知识图谱中提取营养信息,引导捕捉用户偏好,实现个性化菜谱推荐。NFCR结合用户饮食偏好与营养需求,采用基于营养支配的非劣排序遗传算法优化多个目标,获得营养套餐推荐列表。此外,构建食品营养知识图谱与食品-用户的交互数据集,包含19 669 条菜谱数据,并在该数据集上对所提方法进行评估。同时还引入中国健康膳食指数和食物多样性评分两个指标用于评估推荐套餐的营养价值。在所提数据集上的实验结果表明,本研究方法优于目前主流的方法,可以提升膳食营养推荐的性能。
发酵核桃粕中有助于维持血糖健康水平肽的分析及降血糖机制
刘莹莹,庞晓宇,郭聪聪,檀建新,田益玲
2025, 46(6):  38-46.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240404-038
摘要 ( 79 )   HTML ( 12)   PDF (5028KB) ( 48 )  
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为研究传统真菌发酵核桃蛋白产物中具有维持血糖健康水平的肽段,在发酵产物动物喂养总体评价的基础上,采用Sephadex G-50凝胶色谱和高效液相色谱分级分离纯化,以α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶和二肽基态酶-IV活性为评价指标,采用液相色谱-串联质谱进行分析,借助生物信息学工具对得到的分离组分IV、V、VI组共有的和差异的肽段,及其来源的蛋白,获得主要活性肽段,利用液相色谱测定含量,通过检索UniProt在线平台获得相关肽的来源,并用分子对接工具分析活性肽与3 种酶的相互作用。结果表明,通过2型糖尿病小鼠造模,可以得到粗肽可以有效控制患病小鼠的体质重、摄食量和血糖,缓解胰岛素抵抗和提高葡萄糖耐量。在Sephadex G-50凝胶分离纯化后得到的分子质量较小的组分IV、V、VI中,组分V对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制活性与组分IV和VI没有显著差异,但是对二肽基态酶-IV抑制活性显著其他两组。随后对组分IV、V、VI进行多肽分析比较,并且对其相同肽段进行含量测定,发现在第V中,与VI相同的肽段MMRPDEDEQEGQRQ和LPLLR占总肽含量的82.3%,对DPP-IV抑制活性94.3%源于这两条肽的作用。因此,在众多相同肽段中这两条肽链极具血糖调节活性肽开发前景。
仿刺参肠高抗凝血活性多糖筛选及其结构解析
毕英豪,都红芳,贾爱荣,王凌英,张绵松,崔婷婷,徐振鲁,刘雪
2025, 46(6):  47-53.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240329-217
摘要 ( 74 )   HTML ( 14)   PDF (3146KB) ( 49 )  
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以仿刺参肠为原料,提取得到粗多糖,经Q-Sepharose Fast Flow阴离子交换色谱柱分离得到3 种多糖(SCG1~SCG3)。采用PMP柱前衍生高效液相色谱法、高效凝胶渗透色谱法对3 种多糖的单糖组成、分子质量进行分析;采用活化部分凝血活酶时间(activated partial thromboplastin time,APTT)、凝血酶时间(thrombin time,TT)、凝血酶原时间(prothrombin time,PT)、纤维蛋白原(fibrinogen,FIB)含量评价多糖的抗凝血活性,筛选高抗凝血活性多糖;通过理化性质分析、红外光谱分析、核磁共振波谱分析对高抗凝血活性多糖进行结构分析。结果显示,仿刺参粗多糖的提取得率为2.75%,按照多糖SCG1~SCG3的顺序,岩藻糖的比例逐渐升高,SCG3仅含有岩藻糖;分子质量逐渐升高,其中SCG3分子质量为171.5 kDa。3 种多糖对APTT延长作用逐渐增强,SCG3的延长作用高于阳性对照低肝素,20 µg/mL时可达500 s以上;SCG3对PT延长作用最强,200 µg/mL时可达500 s以上,SCG1、SCG2作用不明显;SCG2、SCG3对TT均有显著延长作用,且SCG3作用最明显,50 µg/mL时可达500 s以上,SCG1几乎没有延长作用;SCG3质量浓度超过50 µg/mL时可显著降低FIB的含量。因此,SCG3是一种多机制高抗凝血活性多糖。结构分析结果显示,SCG3的总糖质量分数为50.36%,蛋白质量分数为0.67%,硫酸基质量分数为28.31%,表明SCG3是一种硫酸化岩藻多糖,即岩藻聚糖硫酸酯。红外光谱、核磁共振波谱进一步验证SCG3是一种高纯度岩藻聚糖硫酸酯,主要由糖基→3)-α-L-Fucp-(1→、→3)-α-L-Fucp(2SO4)-(1→及→3)-α-L-Fucp(2,4SO4)-(1→组成。
食品化学
关键脂肪酸对鱼糜凝胶过熟味形成的影响及其分子转换途径
李彤,温利,杨慧芳,鄯云月,田一凌,熊善柏,安玥琦
2025, 46(6):  54-62.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240709-088
摘要 ( 90 )   HTML ( 10)   PDF (4394KB) ( 25 )  
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常温流通的鱼糜制品因需高温加热灭菌而产生过熟味,为解析鱼糜制品过熟味的形成途径以实现过熟味的靶向消除,以100 ℃鱼糕化的鲢鱼糜凝胶为研究对象,研究亚油酸、油酸和亚麻酸3 种与鱼糜凝胶气味形成的主要前体物对过熟味形成的影响,并通过构建肌原纤维蛋白/脂肪模拟体系,采用同位素示踪技术,以同位素标记的亚油酸为例揭示其在鱼糜凝胶热加工过程中的分子转换途径。结果表明,添加3 种脂肪酸后鱼糜凝胶的过熟味均显著增加,其中亚油酸对鱼糜凝胶过熟味的增强效果最强。在添加亚油酸的鱼糜凝胶中,15 种过熟味特征气味物质含量均显著增加,尤其是不饱和醛类(E,E)-2,4-癸二烯醛、(E)-2-辛烯醛、(E)-2-壬烯醛、(E)-2-癸烯醛和(E,E)-2,4-庚二烯醛含量分别是对照组的2.06、3.72、2.84、1.84 倍和2.07 倍。在添加同位素标记的亚油酸反应体系中检测到被同位素标记的庚醛、辛醛、壬醛、癸醛、(E)-2-辛烯醛、(E)-2-壬烯醛、(E)-2-癸烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、1-辛烯-3-醇和壬酸10 种气味物质,且其峰面积均随着热加工进程不断增加,其中,辛醛、庚醛、壬醛、癸醛、(E)-2-壬烯醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛均是过熟味产生的关键气味物质。
沙棘原花青素的抗氧化和α-葡萄糖苷酶抑制活性
吴雪,李毅诺,董永惠,魏来,彭强,韩林,王敏
2025, 46(6):  63-72.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240822-165
摘要 ( 128 )   HTML ( 16)   PDF (7092KB) ( 64 )  
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探究沙棘原花青素(sea buckthorn procyanidins,SBPC)对自由基的清除能力,然后在细胞水平研究其抗氧化活性,最后评估SBPC对α-葡萄糖苷酶的抑制作用和机制。研究结果表明,SBPC在质量浓度为0~40 μg/mL范围内均显示出比VC更强的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基、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以及Fe3+还原力。当SBPC质量浓度为10 μg/mL和40 μg/mL时,对DPPH自由基和ABTS阳离子自由基的清除率高达98.18%和87.08%。在细胞水平上,仅20 μg/mL的SBPC就能显著恢复棕榈酸引起的HepG2细胞活力下降(P<0.001),并且不同质量浓度的SBPC均能显著降低细胞ROS水平(P<0.001)。同时,SBPC还能通过抑制脂质氧化产物丙二醛的生成、调节超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性发挥抗氧化作用。此外,SBPC对α-葡萄糖苷酶具有显著的可逆竞争性抑制作用,其半抑制浓度为8.646 μg/mL。进一步研究发现,SBPC可与α-葡萄糖苷酶上一个或一类活性位点中的氨基酸残基相互作用,形成氢键和疏水作用力,从而发挥α-葡萄糖苷酶抑制作用。本研究证实了SBPC具有显著的抗氧化活性和α-葡萄糖苷酶抑制作用,并可为其作为降糖类功能性食品开发的优良资源提供理论依据。
不同接枝顺序三元共价复合物对蓝莓花青素的稳态作用
周欣,黄金路,陈梦琳,冯论益,朱桂兰
2025, 46(6):  73-79.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20241016-095
摘要 ( 61 )   HTML ( 17)   PDF (3099KB) ( 27 )  
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以乳清蛋白(whey protein isolate,WPI)、结冷胶(gellan gum,GG)和茶多酚(tea polyphenol,TP)为原料,采用美拉德接枝法和碱处理法制备不同接枝顺序共价复合物(WPI-GG-TP和WPI-TP-GG)。紫外光谱、荧光光谱和红外光谱表明三元复合物之间形成共价键,考察三元共价复合物对蓝莓花青素(blueberry anthocyanins,ACNs)的稳态化作用。WPI-GG-TP负载ACNs后负载率为21.80%,平均粒径为806.68 nm,而WPI-TP-GG负载ACNs后负载率为18.68%,平均粒径为688.08 nm。热分析结果表明WPI-TP-GG负载ACNs后,热峰温度相较于ACNs提高了2.51 ℃,说明WPI-TP-GG可以提高ACNs的热稳定性。抗氧化和稳定性结果表明,先接枝GG的三元复合物负载ACNs后,具有更高的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除率和储存稳定性,而先接枝TP的三元复合物具有更高的羟自由基清除率、铁还原力和热稳定性,例如,WPI-GG-TP-ACNs的DPPH自由基清除率与游离ACNs相比提高了29.62%,而WPI-TP-GG-ACNs羟自由基清除率和铁还原力分别提高了55.96%和1.4 倍。本实验结果为食品功能因子递送系统在人体消化系统中发挥优良特性提供依据。
生物工程
植物乳植杆菌IMAUJBP3和罗伊氏乳杆菌IMAUJBR3复配对发酵羊肉香肠品质及多肽抗氧化能力的影响
夏玲燕,钱敏,徐晔,程峰,王待巽,张开屏,田建军,靳烨
2025, 46(6):  80-88.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240830-231
摘要 ( 75 )   HTML ( 10)   PDF (5454KB) ( 34 )  
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为探究植物乳植杆菌IMAUJBP3和罗伊氏乳杆菌IMAUJBR3复配对发酵香肠品质及多肽抗氧化能力的影响,将实验室前期制备的具有优良特性的乳酸菌接种到发酵羊肉香肠中,分析了香肠的品质指标、风味及多肽含量和抗氧化活性。结果表明复配乳酸菌可以快速降低发酵香肠的pH值、水分活度和水分含量;同时丁酸乙酯、戊酸乙酯、芳樟醇、反式-2-壬醛等24 种物质(相对气味活度值>1)对风味起主导作用;复配乳酸菌显著提升了发酵香肠多肽含量以及抗氧化活性(P<0.05)。综上所述,植物乳植杆菌IMAUJBP3与罗伊氏乳杆菌IMAUJBR3复配在一定程度上改善发酵羊肉香肠的品质、风味和多肽抗氧化活性。
耐多药奇异变形杆菌噬菌体生物学特性分析及其对鸡胸肉抑菌作用
潘顺圆,陈麒百,王宏月,孔祥宇,庞申雨,高东阳,宋军
2025, 46(6):  89-97.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240925-198
摘要 ( 57 )   HTML ( 6)   PDF (5076KB) ( 22 )  
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目的:以耐多药奇异变形杆菌为宿主菌分离噬菌体,测定其生物学特性并评估其对鸡胸肉的抑菌作用。方法:以耐多药奇异变形杆菌为宿主菌分离噬菌体,透射电镜观察噬菌体形态,测定噬菌体感染复数(multiplicity of infection,MOI)、一步生长曲线和噬菌体稳定性;通过点斑法测定噬菌体宿主范围;提取噬菌体基因组并进行全基因组测序分析;采用结晶紫染色法、平板计数法评价噬菌体对生物被膜清除能力;采用平板计数法评价噬菌体对不同材料上生物被膜清除效果,以及测定4 ℃和25 ℃条件下噬菌体对鸡胸肉的抑菌能力。结果:分离获得一株长尾奇异变形杆菌噬菌体vB_PMC-PL1;全基因组分析该噬菌体属于Demerecviridae家族Novosibvirus属,未发现与毒力、抗生素耐药性和整合酶相关的基因;vB_PMC-PL1最佳MOI为0.1、潜伏期为20 min、裂解量为106 PFU/cell;在pH 3~11、4~50 ℃条件下活性稳定;宿主范围显示,vB_PMC-PL1不但能裂解奇异变形杆菌,还能裂解普通变形杆菌;平板计数结果显示vB_PMC-PL1能有效清除不锈钢和高密度聚乙烯上形成的细菌生物被膜。在4 ℃条件下vB_PMC-PL1处理6 h后,鸡胸肉中细菌数量分别减少0.95(lg(CFU/g))(MOI=1 000)和1.01(lg(CFU/g))(MOI=10 000);在25 ℃条件下vB_PMC-PL1处理9 h后细菌数量分别减少1.50(lg(CFU/g))(MOI=1 000)和1.67(lg(CFU/g))(MOI=10 000)。结论:vB_PMC-PL1能够裂解奇异变形杆菌和普通变形杆菌,并对奇异变形杆菌生物被膜具有良好的裂解活性和清除作用,这不仅丰富了变形杆菌噬菌体资源库,而且为变形杆菌噬菌体鸡尾酒的开发与食品生物防控应用提供了参考。
Bifidobacterium bifidum ATCC 29521 β-半乳糖苷酶的生物信息学分析、异源表达及其酶学性质
符长春,杨瑞金,仝艳军
2025, 46(6):  98-107.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240912-098
摘要 ( 93 )   HTML ( 10)   PDF (8681KB) ( 50 )  
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本研究旨在为低聚半乳糖(galactooligosaccharide,GOS)的合成提供新的双歧杆菌酶源, 对Bifidobacterium bifidum ATCC 29521的β-半乳糖苷酶(β-galATCC29521)进行生物信息学分析,并在Escherichia coli BL21(DE3)中实现异源表达。研究β-galATCC29521的异源表达条件和发酵优化条件、酶学性质及其在乳清体系合成GOS的应用。生物信息学分析表明β-galATCC29521属于糖苷水解酶家族2,不存在信号肽和跨膜区。发酵优化实验结果表明,E. coli BL21(DE3)-pET28a-β-galATCC29521重组菌在含有10 g/L蔗糖、12 g/L胰蛋白胨、24 g/L酵母粉的培养基中,且0.05 mmol/L的异丙基-β-D-硫代半乳糖苷在27 ℃诱导培养16 h后,酶活力可达318.03 U/mL。粗酶液经过镍柱亲和层析得到电泳纯蛋白,其最适pH值和最适温度分别为7.5和40 ℃。β-galATCC29521纯化酶在温度10~30 ℃和pH 6.5~9.0范围内表现出良好的稳定性。Mn2+和Mg2+可显著提高酶活性,Cu2+和Fe3+则显著抑制酶活性。以乳清为底物合成GOS时,该酶的产率为29.83%。研究结果表明β-galATCC29521在GOS的制备领域中具有潜在的应用价值。
添加Kefir对植物乳植杆菌发酵胡萝卜品质的影响
居子瑄,瞿恒贤,钱易,李康宁,李文静,顾瑞霞
2025, 46(6):  108-115.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240810-085
摘要 ( 65 )   HTML ( 9)   PDF (3465KB) ( 30 )  
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为探究添加Kefir对植物乳植杆菌(Lp.x2)发酵胡萝卜品质的影响,分析了两种菌株单独发酵和混菌发酵的胡萝卜理化性质、质构性质、感官评价和挥发性风味物质。结果表明,发酵10 d时,Lp.x2单独发酵总酸最低,亚硝酸盐含量较高;而Kefir单独发酵总酸最高,亚硝酸盐最低;混菌发酵介于两者之间。相较于Lp.x2单独发酵,Kefir的添加提高了18.46%~43.66%的总酸,最高降低了8.20%的亚硝酸盐。添加Kefir发酵胡萝卜的硬度下降,果胶酶活性增加,其中Lp.x2∶Kefir(50∶1)感官评分最高,为80.80 分。挥发性风味结果显示,添加Kefir有利于风味物质的形成,当Lp.x2∶Kefir(50∶1)时共检出风味物质58 种,比Lp.x2单独发酵多7 种风味物质。因此Kefir的添加可以提高Lp.x2发酵胡萝卜的食用特性,有利于发酵胡萝卜品质的提升。本研究揭示了Kefir的添加对发酵胡萝卜品质的影响,确定了发酵胡萝卜的最佳接菌比例,填补了现有研究中的空白,具有一定的理论及实用价值。
食源和人源鼠伤寒沙门氏菌单相变种的基因组特征和毒力因子对比分析
干鸿翔,许安宁,周璐,罗芳芳,冯仲阳,高彬茹,李卓思,王翔,董庆利,秦晓杰
2025, 46(6):  116-123.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240821-158
摘要 ( 75 )   HTML ( 9)   PDF (3056KB) ( 32 )  
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基于前期获得的32 株食源和人源鼠伤寒沙门氏菌单相变种,通过全基因组测序比较分析菌株的毒力因子和可移动遗传元件,并构建系统进化树,进一步分析菌株的酸抗性、生物被膜及细胞黏附与侵袭能力,明确不同来源鼠伤寒沙门氏菌单相变种的毒力特征。结果显示,食源和人源鼠伤寒沙门氏菌单相变种均携带大量毒力因子和基因组岛、转座子等可移动遗传元件。进化关系分析显示,32 株菌与数据库中参考的鼠伤寒沙门氏菌单相变种处于同一分支,表明具有较近的亲缘关系。另外,所有菌株在pH 3处理1 h后均能存活,25%的菌株生物被膜形成能力强,但人源和食源菌株的生物被膜形成和细胞黏附与侵袭能力无显著差异。总之,不同来源鼠伤寒沙门氏菌单相变种均携带大量毒力因子和可移动遗传元件,且菌株的毒力相关表型具有异质性,结果可为该菌的风险评估提供重要数据支撑。
海洋来源纤维素酶CelL7的异源表达、酶学表征及生物膜清除作用
翁晓敏,胡诗琦,蔡佳琪,洪健渠,严芬
2025, 46(6):  124-132.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240904-031
摘要 ( 67 )   HTML ( 7)   PDF (5483KB) ( 25 )  
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从海洋细菌Zobellia sp. B2中克隆新型纤维素酶CelL7基因,同时添加碳水化合物结合模块家族3(carbohydrate-binding module family 3,CBM3)基因构建融合基因CelL7-CBM3,并实现其编码的融合蛋白CelL7-CBM3在大肠杆菌BL21中实现异源表达,利用亲和层析柱获得纯化蛋白。CelL7基因序列全长1 077 bp,编码358 个氨基酸残基,理论蛋白分子质量为40.39 kDa。CelL7和CelL7-CBM3的比酶活力分别为2 249.81 U/mg和2 915.75 U/mg。CelL7与CelL7-CBM3的最适反应温度均为50 ℃,最适pH值分别为5.0和5.5,Mn2+和Fe2+能激活CelL7,Cu2+抑制CelL7的活力,CelL7可降解羧甲基纤维素钠、纤维二糖和木聚糖。以羧甲基纤维素钠为底物时,CelL7-CBM3的米氏常数(Km)为11.70 mg/mL,较CelL7的Km(13.23 mg/mL)有所降低,表明添加结合结构域后的融合酶对羧甲基纤维素钠的亲和力增强;最大反应速率(Vmax)为175.44 mg/(mL·min),催化常数(Kcat)为2.78 s-1,Kcat/Km为0.24 mL/(mg·s),与CelL7相比变化不大。生物膜清除实验表明,10.0~60.0 μg/mL的CelL7和30.0~60.0 μg/mL CelL7-CBM3能够有效分散生物膜,减少生物膜量。
基于CRISPR/Cas9技术的植物乳植杆菌YZH81胞外多糖合成基因簇功能鉴定
黄淑婷,孙娅西,宦海琳,贾思思,赵芳,吕广萍,杨瑶
2025, 46(6):  133-141.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240814-104
摘要 ( 107 )   HTML ( 7)   PDF (3710KB) ( 29 )  
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胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)合成基因簇是揭示乳酸菌EPS构效关系的基础。本研究前期发现一株高产EPS的植物乳植杆菌Lactiplantibacillus plantarum YZH81菌株含有可能的2 个EPS合成基因簇cps1和cps2,构建的YZH81∆cps1菌株EPS产量下降。本研究首先利用CRISPR/Cas9技术敲除了YZH81菌株cps2基因簇。与YZH81相比,YZH81∆cps1和YZH81∆cps2的EPS产量分别下降了22.88%和35.42%,化学组成改变也较大,突变株均未检出鼠李糖单糖组分,而甘露糖和葡萄糖占比大幅提高。进一步利用蛋白质组学分析了不同发酵时间(10、32 h)两个不同cps簇的缺失相比于野生型YZH81菌株的差异蛋白29 个和22 个,京都基因与基因组百科全书和基因本体分析结果显示差异蛋白参与YZH81菌株的生物学过程、细胞组成的代谢与加工过程,但敲除cps2簇引起的差异蛋白功能更为丰富,包括脂质代谢、核苷酸代谢和肽聚糖的生物合成与代谢等。综上,本研究明确了YZH81菌株具有两个独立的不同cps簇,并分别承担了不同功能,为后期开展YZH81菌株的EPS益生功能构效关系的研究提供了理论支撑。
营养卫生
纳晶纤维素口服安全性及肠道菌群调节作用
明良山,肖楠,刘澳,萧子健,刘红宁,李哲
2025, 46(6):  142-155.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240920-161
摘要 ( 62 )   HTML ( 6)   PDF (12725KB) ( 24 )  
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目的:探究不同工艺制备的纳晶纤维素(cellulose nanocrystals,CNC)口服安全性及肠道菌群调节作用。方法:将小鼠按雌、雄分6 组,每组12 只,即空白雌(Control_F)、雄(Control_M)小鼠组,硫酸水解CNC雌(S-CNC_F)、雄(S-CNC_M)小鼠组和磷酸水解CNC雌(P-CNC_F)、雄(P-CNC_M)小鼠组。考察灌胃后小鼠的活动行为、体质量、体成分、脏器系数、血清生物学指标及脏器苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色病理情况。采集粪便进行16S rDNA高通量测序,分析S-CNC和P-CNC对小鼠肠道菌群的影响。结果:与空白组小鼠相比,S-CNC和P-CNC组小鼠在灌胃后活动行为、体质量、脂肪、液体、瘦肉成分及脏器系数均无显著性差异(P>0.05)。灌胃S-CNC及P-CNC对小鼠血清中丙氨酸氨基转移酶、天门冬氨酸氨基转移酶、尿酸和血尿素氮含量无影响。HE染色病理结果表明,S-CNC组和P-CNC组小鼠主要脏器组织形态结构均未见异常。灌胃S-CNC和P-CNC改变了正常小鼠肠道菌群的丰富度和均匀度,并且对小鼠的肠道菌群组成在门、科及属水平上有一定的改变。在门水平上,S-CNC增加了雌性小鼠厚壁菌门的相对丰度,同时也降低了雄性小鼠厚壁菌门和雌、雄小鼠拟杆菌门相对丰度。P-CNC增加了雌性小鼠厚壁菌门和雄性小鼠拟杆菌门的相对丰度,而降低了雄性小鼠厚壁菌门和雌性小鼠拟杆菌门相对丰度。在科水平上,灌胃S-CNC和P-CNC后,雌、雄性小鼠肠道中阿克曼氏菌科和动球菌科相对丰度增加。属水平分析显示,灌胃S-CNC后,雄性小鼠肠道中阿克曼菌属和梭菌属相对丰度增加;雌性小鼠肠道中不动杆菌属相对丰度增加。灌胃P-CNC后,雌性小鼠肠道中库特菌属和阿克曼菌属相对丰度增加,而雄性小鼠假丝酵母菌属相对丰度降低。结论:不同工艺提取的CNC在小鼠体内有良好安全性,并且S-CNC和P-CNC对小鼠肠道菌群有一定的调节作用。
二十二碳六烯酸对阿尔茨海默病果蝇寿命的影响
别娜娜,王红彩,刘思于,刘洋,孙梦菲,李普森,高璐璐,刘晓萌
2025, 46(6):  156-163.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240905-044
摘要 ( 69 )   HTML ( 9)   PDF (4025KB) ( 38 )  
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目的:探究二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)能否通过提高抗氧化能力而延长阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)果蝇的寿命。方法:野生型雄性果蝇为正常组,AD雄性果蝇随机分为模型组,0.025、0.05 mmol/L和0.1 mmol/L DHA干预组。利用爬行实验检测各组果蝇运动能力;应用实时聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)检测果蝇中SOD、CAT的表达量,并测定果蝇的抗氧化能力;利用实时PCR检测果蝇中Sirt2、Rpn11、MTH基因的表达量,并统计各组果蝇平均生存时间和生存曲线。结果:果蝇的爬行能力结果显示,与正常组相比,AD果蝇爬行指数降低(P<0.01);与模型组相比,0.05 mmol/L DHA干预显著提高果蝇的爬行能力(P<0.05);实时PCR结果显示,与模型组相比,0.05 mmol/L DHA组果蝇的SOD和CAT基因表达上调(P<0.05),且总抗氧化能力和超氧化物歧化酶活性显著高于模型组(P<0.05);此外,DHA干预上调寿命相关基因Sirt2、Rpn11和MTH的表达(P<0.05);生存实验结果显示,AD果蝇生存概率显著降低,与模型组相比,0.05 mmol/L DHA组果蝇的平均生存时间显著上调(P<0.05),生存概率高于AD果蝇。结论:DHA可提高AD果蝇的爬行能力,并提高果蝇抗氧化基因SOD和CAT的表达,增加果蝇的抗氧化能力,同时上调寿命相关基因Sirt2、Rpn11和MTH的表达,进而延长果蝇的寿命。
余甘子冻干粉拮抗镉亚急性暴露致小鼠肝损伤的作用及机制
赵波,谷仕艳,梅宗钦,李汶泓,马顺蓉,申开颜,何作顺
2025, 46(6):  164-171.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240827-198
摘要 ( 54 )   HTML ( 8)   PDF (4274KB) ( 29 )  
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目的:探讨余甘子冻干粉(freeze-dried powder of Phyllanthus emblica L.,PEFP)拮抗氯化镉(CdCl2)致小鼠亚急性肝损伤的作用,并通过转录组学解析可能的调控机制。方法:将雄性KM小鼠随机分为对照组、PEFP组(300 mg/kg)、CdCl2组(3 mg/kg)和PEFP+CdCl2组(300 mg/kg PEFP+3 mg/kg CdCl2),6 只/组,分别灌胃PEFP(每天一次)和腹腔注射CdCl2(隔天一次),持续28 d。解剖后检测肝组织镉含量、血清谷丙转氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、谷草转氨酶(aspartate aminotransferase,AST)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)以及肝脏组织中的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,Gpx)的水平,并采用苏木精-伊红(hematoxylin-eosin staining,HE)染色观察肝脏组织细胞形态,Tunel法测定肝细胞凋亡情况,RNA测序技术确定差异表达基因,并采用蛋白免疫印迹法(Western blotting,WB)对部分基因编码的蛋白水平进行检测。结果:与对照组相比,镉单独暴露组小鼠体质量增长率((13.97±2.06)%)显著下降(P<0.05),肝脏镉蓄积量((3.49±0.09)μg/kg)增加(P<0.05),血清AST、ALT和ALP水平((707.55±60.19)、(614.58±24.40)、(186.85±12.51)U/L)升高(P<0.05),肝细胞凋亡率((32.89±2.53)%)增加(P<0.05),镉联合PEFP处理后可明显逆转镉引起的上述变化(P<0.05)。RNA测序结果显示,PEFP干预处理后有69 个基因出现显著差异表达(14 个上调、55 个下调),这些差异表达的基因编码的蛋白与炎症、氧化损伤和凋亡有关。选择其中4 个(AnnexinA2、S100A11、Mcp1、Galectin3)进行WB检测,结果与RNA测序结果一致,提示这些蛋白参与了PEFP拮抗镉的过程。结论:PEFP对镉致小鼠亚急性肝损伤有拮抗作用,可能是通过抑制炎症反应、氧化损伤和凋亡等改善肝脏组织损伤。
成分分析
不同产地筠连红茶风味化学成分差异分析
孙奇芳,董方,胡蕾,余文杰,李艳,李金旺,罗丽萍
2025, 46(6):  172-182.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240830-237
摘要 ( 87 )   HTML ( 20)   PDF (11593KB) ( 78 )  
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以3 个不同产地(银星村、银江村和冒鼓村)筠连红茶为实验材料,进行感官审评和理化品质测定,并采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间-质谱(ultra-high performance liquid chromatography-quadrupole time-of-flight-mass spectrometry,UPLC-QTOF-MS)和固相微萃取-气相色谱-质谱(solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,SPME-GC-MS)分别对非挥发性成分和挥发性成分进行鉴定,并结合热图、主成分分析和偏最小二乘判别分析等多变量分析,区分不同产地筠连红茶关键化合物。结果表明,来自银星村的样品的感官评审得分最高,含水率和茶多酚最低,水浸出物最高,主要表现为汤色红艳明亮,具有甜香、花果香,滋味鲜爽甘醇,叶底细嫩多芽。采用UPLC-QTOF-MS筛选出50 种的差异代谢物,可作为区分3 个不同产地筠连红茶的潜在标志化合物,大多数糖苷类化合物、部分氨基酸类和有机酸类在银星村中显著积累,大部分的黄酮类和儿茶素化合物在冒鼓村中含量较高。SPME-GC-MS结果表明筠连红茶中含量较高的有芳樟醇、香叶醇和β-紫罗兰酮,均表现出花果香和甜香味,可作为香气特征成分,并筛选出17 种差异化合物,可作为区分不同产地筠连红茶的潜在标记挥发性化合物,大多数差异挥发性代谢物均在银星村样品中含量较高,呈现显著的花香和果香。本研究为筠连红茶的质量控制提供理论基础,同时可为进一步探索筠连红茶关键化学成分和香气成分形成机制奠定基础。
顶空-气相色谱-离子迁移谱结合多元统计学解析烤鸭坯冻融次数对烤鸭中香气物质的影响规律
高子武,何金华,侯馨宁,徐安琪,张德权,王振宇
2025, 46(6):  183-191.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20241003-004
摘要 ( 72 )   HTML ( 33)   PDF (5062KB) ( 35 )  
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为明确烤鸭坯冻融次数对烤鸭香气特征的影响,采用感官评价、电子鼻、顶空-气相色谱-离子迁移谱(headspace-gas chromatography-ion mobility spectrometry,HS-GC-IMS)结合多元统计学分析烤鸭中挥发性风味物质。结果表明:当烤鸭坯冻融超过2 次时,烤鸭香气特征变化显著,烤鸭肉质松散、气味寡淡且表皮色泽分布不均。HS-GC-IMS共鉴定出醛类19 种、醇类4 种、酮类6 种、酯类1 种、呋喃类1 种和未识别9 种,其中相对含量最高的是醛类,其次是醇类、酮类、酯类。随着烤鸭坯冻融次数的增加,烤鸭中醛类和酮类等特征香气物质相对含量减少,醇类相对含量升高。利用正交偏最小二乘判别分析和相对气味活性值共筛选出5 种关键气味标志物,即壬醛、辛醛、庚醛、2-甲基丁醛和(E)-2-戊烯醛。相关性分析结果进一步揭示了烤鸭关键气味标志物与烤鸭坯冻融次数的关联性。研究结果为烤鸭坯反复冻融下烤鸭特征香气物质的保持和快速鉴别提供了依据。
紫黑香禾糯米糠黄酮代谢组学与抗氧化活性分析
汪燕,陈旭玲,赵春霞,陈其皎,孟子烨,王继玥,杨丽,赵顺江,梁成刚
2025, 46(6):  192-200.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240924-181
摘要 ( 67 )   HTML ( 8)   PDF (5483KB) ( 34 )  
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对不同色泽紫黑香禾糯米糠进行黄酮代谢组学研究,分析其抗氧化能力,并探讨代谢物差异及其与抗氧化活性间的关系。结果发现,在米糠中共鉴定到10 类139 种黄酮类代谢物,紫黑香禾糯牙定纱、苟嫩当和白香禾糯苟阳弄分别含7、2 种和7 种特有代谢物。牙定纱vs苟阳弄、苟嫩当vs苟阳弄、牙定纱vs苟嫩当分别存在111、104 种和96 种差异代谢物。不同色泽米糠中花青素、原花青素、二氢黄酮醇和查耳酮类代谢物含量差异显著。深紫色牙定纱总黄酮含量最高,清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基和2,2’-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)阳离子自由基能力最强,浅紫色苟嫩当次之,表明种皮颜色越深,黄酮含量越高,抗氧化能力越强。共72 个黄酮类代谢物与抗氧化能力呈显著或极显著正相关。本研究结果可为紫黑香禾糯米糠的加工、利用以及黄酮代谢研究提供科学参考。
九龙大白茶白茶风味品质的分析
周晶晶,张雯萍,李光发,谢荣富,何吉杭,郝韵智,李秋明,余欣茹,林宏政,孙云
2025, 46(6):  201-210.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20241008-025
摘要 ( 94 )   HTML ( 11)   PDF (3706KB) ( 53 )  
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为探究九龙大白茶制备的白茶品质特点及物质基础,以九龙大白茶、福安大白茶、福云6号、政和大白茶、福鼎大毫茶、松溪菜茶为原料制成白茶,采用感官审评、生化分析、高效液相色谱、顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用等方法对比分析。结果表明,6 个不同品种白茶在感官评价各具特色且均有较好的感官品质,其中九龙大白茶芽头尤为肥壮、显毫;色泽灰绿润;汤色杏黄明亮;香气鲜嫩,花香、毫香显;滋味鲜醇甘爽、花香、毫韵足;叶底软嫩明。九龙大白茶儿茶素总量、酯型儿茶素以及表没食子儿茶素没食子酸酯含量均最高,分别为102.52、96.31、71.29 mg/g;茶氨酸、谷氨酸和精氨酸在6 个品种中的含量最高,分别为11.00、0.68、1.07 mg/g。筛选出38 种影响其香气的标志差异化合物,九龙大白茶中醇类化合物含量最高,具有玫瑰花香的2-苯乙醇、己酸和清花香的(Z)-3-己烯醇的含量明显高于其他品种,而表现为汽油味的乙苯、烧烤味的2-乙酰吡啶、辛辣味的萘的香气成分显著低于其他品种白茶。研究结果有助于阐明九龙大白茶的风味品质特征,为九龙大白茶的产品研发及推广提供科学依据。
食品工程
磁场辅助对生鲜调理肉冷冻/解冻的影响
孙明鑫,李宛玲,李倚天,李窈仪,孙思羽,王汉森,徐幸莲,王虎虎
2025, 46(6):  211-218.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20241006-008
摘要 ( 103 )   HTML ( 15)   PDF (3725KB) ( 38 )  
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为探究磁场辅助对调理肉冷冻、解冻及其耦合处理的作用效果,以生鲜调理肉饼为实验原料,分析不同强度(1.5 mT和4.5 mT)的静磁场和交变磁场处理对产品保水性和品质的影响。结果显示:磁场辅助冷冻可以缩短肉饼通过最大冰晶生成带的时间,加快冷冻速率;解冻时降低解冻速率,减少解冻损失和蒸煮损失,降低自由水比例,提高不易流动水的比例,同时提高了肉饼的硬度、弹性、凝聚力和咀嚼性(P<0.05)。其中,4.5 mT交变磁场冷冻条件下肉饼通过最大冰晶生成带的时间较对照组缩短417 min,冷冻-解冻组中解冻损失和蒸煮损失分别降低59.62%和58.07%,硬度、弹性、凝聚力和恢复力显著高于对照组(P<0.01)。综上,磁场辅助在调理肉制品的冷冻和解冻等加工工艺中具有一定的发展潜力。
超高压处理对小根蒜泡菜胀袋及品质的影响
高煜,王洁婷,王颖地,孙茂成
2025, 46(6):  219-225.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240919-147
摘要 ( 58 )   HTML ( 8)   PDF (3030KB) ( 27 )  
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利用不同压力(200、300 MPa和400 MPa)的超高压(ultra-high pressure,UHP)处理真空包装的小根蒜泡菜10 min后,分别在4 ℃和25 ℃贮藏25 d。每5 d检测泡菜的胀袋和品质,包括胀袋情况、呼吸强度、乳酸脱氢酶活性、pH值、亚硝酸盐含量、硬度、色差、微生物以及感官评价。结果表明,在两种贮藏温度条件下,对照(CK)组在贮藏第5天均出现了胀袋,而所有UHP处理后的均未胀袋;与CK组相比,UHP处理后小根蒜的呼吸强度和乳酸脱氢酶活性显著下降(P<0.05)。在两种贮藏温度条件下,UHP处理抑制了小根蒜泡菜pH值下降,降低了亚硝酸盐含量以及L*值和b*值(P<0.05)。菌落总数和乳酸菌随着UHP压力增大而逐渐减少,而霉菌和酵母菌在超过200 MPa时无法检出。UHP处理对小根蒜泡菜的硬度无显著影响(P>0.05)。此外,由感官评价结果可知,UHP处理的泡菜酸味适中,而与对照组颜色、风味和质地的差异不显著(P>0.05)。综上,UHP可以有效控制小根蒜泡菜胀袋,且对其品质影响较小。
包装贮运
冷冻状态改变对冻藏蓝莓品质的影响
李洋,陈隆蛟,郑梓仪,黄碧飞,于淼
2025, 46(6):  226-235.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20241017-108
摘要 ( 96 )   HTML ( 15)   PDF (6999KB) ( 49 )  
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以‘北村’蓝莓为研究对象,根据其最大冷冻浓缩状态的玻璃化转变温度(Tg’)、冻结曲线与玻璃化转变温度曲线的交点温度(Tg”)和特征冻结终点温度(Tm’),将蓝莓的冷冻状态划分为橡胶态(T>Tm’)、部分冻结浓缩态(Tg”<T<Tm’)和玻璃态(T<Tg”)。将蓝莓在液氮-120 ℃条件下速冻后,分别设置两组实验:无状态改变组分别处于橡胶态(-18 ℃,T>Tm’)、部分冻结浓缩态(-40 ℃,Tg”<T<Tm’)和玻璃态(-80 ℃,T<Tg”)条件下冻藏;状态改变组在玻璃态(-80 ℃)条件下冻藏后进行温度变化处理,以达到橡胶态(-30 ℃,T>Tm’)、达到部分冻结浓缩态(-40 ℃,Tg”<T<Tm’)和达到玻璃态(-50 ℃,Tg’<T<Tg”;-60 ℃,T<Tg’)为温度变化终点,并设无温度变化对照。测定汁液流失、硬度、营养物质含量、细胞膜完整性、酶活性等指标,探究不同冷冻状态及状态改变对冻藏蓝莓品质的影响。结果表明:玻璃态条件下冻藏的蓝莓品质保持最佳;发生状态改变的蓝莓品质劣变更明显,温度变化跨度越大,蓝莓果实发生的汁液流失、硬度降低、营养物质流失和细胞完整性受损越严重,过氧化物酶和多酚氧化酶活性越高。综上所述,玻璃态冻藏(Tg’以下温度)能够较好地维持蓝莓果实的品质,但要尽量避免冻藏过程中发生温度变化导致果实的冷冻状态改变。
玉米醇溶蛋白-茶多酚-苹果果胶自组装涂膜对鲜核桃仁的保鲜效果
李雯雯,姚登杰,张文文,曾春银,宁德鲁,庄永亮,李梦娜,李莉蓉
2025, 46(6):  236-244.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20241010-051
摘要 ( 113 )   HTML ( 17)   PDF (3976KB) ( 76 )  
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以玉米醇溶蛋白、茶多酚和苹果果胶为原料,通过浇铸的方式分别制备混合薄膜和自组装薄膜。之后采用浸渍的方式针对鲜核桃仁展开3 种不同的处理,即混合涂膜处理(混合涂膜组)、自组装涂膜处理(自组装涂膜组)以及无菌水浸渍处理(对照组),并将其置于4 ℃贮藏40 d,以评价混合涂膜和自组装涂膜对鲜核桃仁的保鲜效果。结果表明,混合薄膜有颗粒生成,表面分布相对不均匀;而自组装膜比混合膜分布更均匀,表面相对光滑。贮藏40 d后,自组装涂膜组的鲜核桃仁L*值、硬度和水分质量分数显著高于混合涂膜组和对照组。自组装涂膜组的鲜核桃仁菌落总数显著低于混合涂膜组和对照组。自组装涂膜的抗氧化性明显优于混合涂膜,具体表现为贮藏期间自组装涂膜组鲜核桃仁的酸价、过氧化值和丙二醛含量均显著低于混合涂膜组。此外,自组装涂膜在保护鲜核桃风味方面具有一定的潜力,贮藏40 d后,自组装涂膜组的鲜核桃仁含有最多的甜味氨基酸和鲜味氨基酸,带酸味和刺激性气味的醋酸含量显著低于混合涂膜组和对照组。研究表明,玉米醇溶蛋白/茶多酚/苹果果胶自组装涂膜在保持冷藏鲜核桃仁的品质方面具有潜力,研究结果可为构建应用于鲜核桃仁贮藏保鲜的多层自组装涂膜提供理论依据和应用支持。
安全检测
基于改进一维卷积神经网络模型的蛋清粉近红外光谱真实性检测
祝志慧,李沃霖,韩雨彤,金永涛,叶文杰,王巧华,马美湖
2025, 46(6):  245-253.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240830-232
摘要 ( 109 )   HTML ( 17)   PDF (5118KB) ( 34 )  
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引入近红外光谱检测技术,构建改进一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1D-CNN)蛋清粉真实性检测模型。该模型基于1D-CNN模型,无需对光谱数据进行预处理;同时在网络中加入有效通道注意力模块和一维全局平均池化层,提高模型提取光谱特征的能力,减少噪声干扰。结果表明,改进后的EG-1D-CNN模型可判别蛋清粉样本的真伪,对于掺假蛋清粉的检测率可达到97.80%,总准确率(AAR)为98.93%,最低检测限(LLRC)在淀粉、大豆分离蛋白、三聚氰胺、尿素和甘氨酸5 种单掺杂物质上分别可达到1%、5%、0.1%、1%、5%,在多掺杂中可达到0.1%~1%,平均检测时间(AATS)可达到0.004 4 s。与传统1D-CNN网络结构及其他改进算法相比,改进后的EG-1D-CNN模型在蛋清粉真实性检测上具有更高精度,检测速度快,且模型占用空间小,更适合部署在嵌入式设备中。该研究可为后续开发针对蛋粉质量检测的便携式近红外光谱检测仪提供一定的理论基础。
基于可见-近红外光谱技术研发便携式贝贝南瓜品质无损检测仪
王加龙,马坤,高鹏,朱金芳,张平,黄凡
2025, 46(6):  254-262.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20241008-026
摘要 ( 90 )   HTML ( 15)   PDF (3917KB) ( 45 )  
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为实现贝贝南瓜内在品质的快速无损检测,搭建以微型光谱仪为核心部件的便携式可见-近红外光谱检测装置,使用该装置采集不同发育期和贮藏期贝贝南瓜的光谱数据,采用一阶导数、卷积平滑(Savitzky-Golay,SG)、多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)及以上方法组合的方式进行光谱预处理,筛选最佳的光谱预处理方法。采用连续投影算法提取特征波长,分别建立贝贝南瓜可溶性固形物含量(soluble solids content,SSC)和硬度的反向传播神经网络、多元线性回归和偏最小二乘回归预测模型,然后筛选出最优的SSC和硬度预测模型并导入装置,用于贝贝南瓜SSC和硬度的快速无损检测。结果显示,贝贝南瓜SSC最佳光谱预处理方法为SG+MSC,最优预测模型为反向传播神经网络预测模型,其预测集的决定系数Rp2、预测均方根误差和残差预测偏差分别为0.895 5、0.874 4 °Brix、2.809 7;贝贝南瓜硬度最佳光谱预处理方法为SG+MSC,最优预测模型为多元线性回归预测模型,其预测集的决定系数Rp2、预测均方根误差和残差预测偏差分别为0.910 7、3.029 4 kg/cm2、3.214 4。以上结果表明,该检测装置能够较好地预测贝贝南瓜的SSC和硬度,可用于贝贝南瓜SSC和硬度的快速无损检测。
基于实时聚合酶链式反应检测特种乳中牛乳的掺伪
李威,孙国栋,鹿嘉榕,赵仲凯,杨洁
2025, 46(6):  263-274.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240727-273
摘要 ( 104 )   HTML ( 9)   PDF (8009KB) ( 20 )  
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分别基于SYBR Green实时聚合酶链式反应(real-time polymerase chain reaction,real-time PCR)和TaqMan real-time PCR技术检测特种乳及其热处理加工产品中掺假的牛乳成分,同时探讨不同热处理方式对掺假检测的影响,以满足不同商品化特种乳制品的检测要求。结果表明,所设计的牛特异性引物可以扩增牛乳中的DNA,与非目标动物无交叉反应性,具有较高的特异性。两种real-time PCR方法对于牛乳DNA的检测限分别为1 pg(SYBR Green)和10 pg(TaqMan),且均可以最低检测出特种乳混合物中0.1%(m/m)牛乳成分掺伪。为评估掺假模拟的重现性,在3 d内共进行了9 次重复实验,验证了方法具有较高的重复性。同时,为检测本研究中所建立实验方法的可用性,对20 种商业加工特种乳制品进行了真实性分析,其中在7 种产品中检测出牛乳成分,显示出所建立的检测方法具有较高的分辨率和实际应用价值。
基于遗传和引导聚集算法优化支持向量机的白酒基酒品质评估方法
庞婷婷,张贵宇,刘科材,李晓平,庹先国,彭英杰,曾祥林
2025, 46(6):  275-284.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240801-002
摘要 ( 73 )   HTML ( 12)   PDF (5353KB) ( 42 )  
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基酒组分具有复杂多样性,为提高其等级分类预测模型的精度和泛化能力,在基酒气相色谱-质谱数据基础上设计评价模型,提出一种结合遗传算法(genetic algorithm,GA)和引导聚集算法(Bootstrap aggregating,Bagging)优化支持向量机(support vector machine,SVM)分类器的方法,以解决单一SVM分类器在分类精度和泛化能力的不足。研究使用Spearman相关性筛选了36 种关键物质,选择核主成分分析法提取了12 个核主成分,并使累计贡献率达到96.06%,将其作为模型输入。选择性能最优的径向基核函数支持向量机,使用对数据多样性适应较强的并行计算Bagging集成算法,构建Bagging-SVM分类器进行基酒等级分类,最后,通过GA优化Bagging-SVM分类器的参数(C、γ、N),构建GA-Bagging-SVM模型。结果显示,GA-Bagging-SVM模型的准确率、精确度、召回率、F1-Score分别为96.77%、96.90%、96.77%、96.78%,优于Bagging-SVM和SVM模型,相比单一SVM模型提升了6.45%、5.61%、6.45%、6.42%,比Bagging-SVM模型提升了3.22%、2.29%、3.22%和3.15%。该方法可作为白酒基酒品质评估模型的优化方法。
专题论述
淀粉-大分子复合物的制备方法、相互作用和功能特性
赖海彬,高静
2025, 46(6):  285-294.  doi:10.7506/spkx1002-20240925-203
摘要 ( 69 )   HTML ( 10)   PDF (1988KB) ( 19 )  
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淀粉对生物大分子的包埋提高了其稳定性和生物利用度,而生物大分子又有助于改变淀粉自身的功能特性。因此,淀粉与大分子的有效结合在递送体系和功能食品等领域具有广泛的应用前景。然而,由于淀粉种类、大分子性质差异以及制备方式的不同,导致各复合物在相互作用和功效等方面存在显著差异。本文综述淀粉-大分子复合物二元及三元体系的制备方法、相互作用以及功能特性,有助于深入理解新型淀粉基复合物的营养价值、感官特性以及特定功效,旨在拓宽其在功能性食品、生物技术和医药等领域的应用。
深度学习在食品安全检测与风险预警中的应用
丁浩晗,王龙,侯浩钶,谢祯奇,韩瑜,崔晓晖
2025, 46(6):  295-308.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20241011-062
摘要 ( 240 )   HTML ( 41)   PDF (2537KB) ( 150 )  
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深度学习技术在食品安全检测与风险预警中的应用日益广泛,为提升食品安全、质量控制和真实性鉴别提供了新的机遇。本文首先介绍深度学习的基本概念及其在食品安全领域的发展现状,探讨卷积神经网络、递归神经网络、Transformer架构与图神经网络等技术在食品安全检测与风险预测中的应用。尽管深度学习在提升食品安全检测效率和准确性方面表现出色,但其实际应用仍面临数据质量差、隐私保护能力弱和模型缺乏可解释性等挑战。针对这些问题,本文分析其可能带来的风险,并提出解决思路,如推动数据标准化、加强隐私保护、推动人工智能相关政策的制定等。未来,深度学习与物联网和区块链技术的结合、生成式人工智能的进一步发展,这些都将推动食品行业的数字化转型,实现全程可追溯的食品安全监控。
肉苁蓉提取物抗骨质疏松作用机制研究进展
张秀敏,傅利军,张睿梅,马永征,刘莉,张娜,孙勇
2025, 46(6):  309-319.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20250124-189
摘要 ( 144 )   HTML ( 11)   PDF (2242KB) ( 50 )  
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肉苁蓉(Cistanche deserticola Ma)作为一种传统药食同源植物,因其较低的毒性和较少的副作用在预防和治疗骨质疏松症方面显示出独特优势。肉苁蓉能够改善骨密度和骨量下降,促进成骨细胞活性和抑制破骨细胞功能调节骨代谢,尤其在保护骨微结构方面表现突出,可以全面增强骨骼内部架构的稳定性,降低骨折风险。本文旨在综述肉苁蓉抗骨质疏松的药效作用和分子机制,通过分析已有研究成果,揭示肉苁蓉在调控骨重建过程中的潜在机理及其临床应用前景,以期为肉苁蓉功能食品开发及临床应用提供重要参考。
发酵对糙米营养品质影响及其在米制产品中的应用研究进展
张竞一,洪滨,张珊,袁迪,冯俊然,山珊,任传英
2025, 46(6):  320-339.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240314-098
摘要 ( 86 )   HTML ( 15)   PDF (3926KB) ( 26 )  
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糙米发酵可改善其营养结构,提升活性物质生物利用率,提高风味品质,这使得糙米及其加工副产物能够实现高值化利用,其产品具有较为广阔的应用市场。文章总结发酵对糙米营养品质改善作用,包括增加膳食纤维、维生素和酚类化合物等营养成分的可利用度,改善老化、质构和消化等特性,提高其加工产品的品质。为更好地拓展微生物发酵在米制食品中的应用,简述发酵在多种米制产品中的前期应用基础、发酵工艺优化及其对产品营养品质的影响,探讨发酵糙米在食品领域应用中存在的不足和问题。阐释科学利用微生物发酵提升糙米营养品质和综合利用率的巨大潜力,旨在为糙米发酵相关研究人员及行业未来市场开发提供参考。
基于精准识别的农兽药残留快速检测技术研究进展
李方束,张瑞婷,程赞,胡广玥,马原野,岱钦,康蕊,李鑫,佘永新,王珊珊
2025, 46(6):  330-343.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240904-039
摘要 ( 93 )   HTML ( 9)   PDF (2322KB) ( 30 )  
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农兽药残留的种类多样、来源广泛,其对人体健康和环境安全造成的潜在威胁受到了广泛关注。为满足现场、实时检测需求,近年来农兽药残留快速检测技术得到了迅速发展,在农兽药残留监测与控制中发挥着至关重要的作用。本文从识别元件与检测手段两方面梳理快速检测技术在农兽药残留检测方面的最新应用进展,主要介绍抗体、核酸适配体、受体、酶、全细胞、分子印迹聚合物、金属有机框架等识别元件对农兽药的精准识别,重点阐述基于精准识别的农兽药残留光学快速检测技术、电化学传感技术、压电传感技术的最新发展。最后,展望农兽药残留快速检测技术面临的挑战和发展趋势,以期为其进一步深入研究和发展提供参考和借鉴。
纳米材料在真菌毒素脱除中的应用研究进展
李嘉豪,王田林,蔡宇铮,刘思含,李天歌,万丽斌,黄现青,宋莲军
2025, 46(6):  344-353.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240312-085
摘要 ( 77 )   HTML ( 9)   PDF (4116KB) ( 25 )  
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真菌毒素广泛存在于农产品及其制品中,严重威胁着人和动物的健康,引起人们对真菌毒素的关注度越来越高,脱除食品中的真菌毒素十分必要。传统的脱毒方法操作难度低、应用范围广,但具有一定局限性,需要更为高效、稳定的方法脱除真菌毒素。纳米材料由于比表面积大、活性位点多、稳定性高受到广泛关注,随着相关研究的深入,纳米材料在脱除食品中真菌毒素表现出巨大的应用潜力。本文总结目前真菌毒素的污染现状和限量标准,重点介绍纳米材料在真菌毒素脱除中的应用研究进展,并阐述不同应用中纳米材料的性能和脱毒机理,提出目前纳米材料在脱毒中仍存在的问题并对其未来的发展趋势进行展望,以期为新型纳米材料的开发及真菌毒素脱除的研究与应用提供参考。
油茶籽油提取和包埋技术研究进展
周范琳,陈塨,张团结,梁丽
2025, 46(6):  354-370.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240818-131
摘要 ( 90 )   HTML ( 11)   PDF (5822KB) ( 56 )  
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作为四大重要木本油料之一,油茶具有高产量和营养价值等优点。油茶籽油的组成不仅由油茶树品种和种植环境决定,油脂提取条件也会导致茶油成分的差异。由于不饱和脂肪酸含量高,茶油在加工过程中易发生氧化而导致品质下降,因此有必要了解提取方法对茶油成分和品质的影响,并选择合适的包埋技术对茶油进行保护。本文全面概述不同地区和品种茶油组成和含量方面的差异。总体而言,海拔高的地区茶油油酸含量更高,中国西南地区茶油中油酸含量平均水平高于华南、华东和华中地区。通过对不同茶油的提取技术进行分析和比较,发现新兴技术对茶油的提取率较高且对活性成分保留较好,但存在成本昂贵等问题。最后,总结茶油包埋技术的研究进展,对茶油包埋技术的不足之处进行讨论并提出未来展望,以期为茶油的应用和发展提供参考。
母乳中糖蛋白种类、功能、检测技术研究进展
刘晓佳,张晓梅,张明辉,李星,高子玥,赵军英,乔为仓,陈历俊
2025, 46(6):  371-380.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240910-084
摘要 ( 79 )   HTML ( 8)   PDF (2485KB) ( 33 )  
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母乳中超过70%的蛋白质都会被糖基化,糖基化酶可以切割蛋白质连接聚糖的特定结构,但是人的消化系统并不分泌糖基化酶,所以糖基化蛋白比非糖基化蛋白更有可能在消化系统中完整存活并发挥功能。本文介绍母乳中糖蛋白的种类、组成及含量,分析母乳中糖蛋白生物学功能的作用机制,综述糖蛋白组学的研究进展,为进一步研究母乳中糖蛋白的生物学功能提供参考。
朗姆酒发酵中酵母相互作用及其对风味品质影响的研究进展
窦帅伟,程思远,余永建,张楠,唐瑞骏,朱圆圆,于振,王柯
2025, 46(6):  381-391.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240904-032
摘要 ( 101 )   HTML ( 18)   PDF (3941KB) ( 49 )  
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朗姆酒是以酵母菌为主导的混合菌群体系发酵而成的,发酵体系中酵母菌间的相互作用是朗姆酒风味形成的关键。研究酿酒酵母与非酿酒酵母间相互作用有助于揭示酵母菌与朗姆酒品质的关系,对发酵过程控制、提高生产效率以及改善朗姆酒品质具有重要意义。本文综述朗姆酒发酵过程中微生物群落多样性以及发酵过程中酵母菌间相互作用关系,同时总结酿酒酵母与非酿酒酵母混合发酵对提升朗姆酒风味品质的积极作用。最后,对现有研究的不足进行总结展望,以期为朗姆酒风味品质的提升提供一定理论基础。
益生菌在改善老年人精神健康中的研究进展
薄志航,王鑫宇,杨振宇,张国芳,杜鹏,李春,刘丽波
2025, 46(6):  392-401.  doi:10.7506/spkx1002-6630-20240930-238
摘要 ( 89 )   HTML ( 10)   PDF (2859KB) ( 44 )  
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随着全球人口老龄化的加剧,老年人面临着许多情绪、睡眠和认知障碍等相关精神问题的挑战。益生菌作为能够为宿主提供健康益处的活性微生物,已经成为改善老年人精神健康的有效手段。研究显示,肠道菌群能够通过肠道菌群-肠-脑轴来调节老年群体的大脑发育与行为。本文重点总结老年人神经系统的特点及其与肠道菌群的联系、老年人肠道菌群的特点、肠-脑轴调节老年人神经系统的作用机制,阐述近几年益生菌在改善老年人轻度认知障碍、失眠、抑郁症、阿尔茨海默病等精神疾病中的研究进展,以期为益生菌的临床使用和老年人的精神健康管理提供理论依据。