壳聚糖-透明质酸钠-益生菌水凝胶的制备、表征及胃肠道缓释作用

以壳聚糖(chitosan,CS)和透明质酸钠(sodium hyaluronate,SH)为原料,通过静电相互作用构建物理交联水凝胶,并对其质构特性及微观结构进行分析表征;以水凝胶为载体荷载益生菌(鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)以及乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)),探究益生菌对水凝胶质构特性及微观结构的影响,分析其载菌性能,探究益生菌水凝胶在模拟胃肠液中的释放机制。结果表明,CS-SH水凝胶通过静电相互作用交联,具有较好的质构特性以及载菌性能,0.2 g(干质量)水凝胶对L. rhamnosus及P. acidilactici荷载量分别可达1.15×10^(9)CFU和1.25×10^(9)CFU;益生菌水凝胶组在模拟肠液中持续释放,其释放机制为表面侵蚀释放作用,模拟肠液中L. rhamnosus及P. acidilactici活菌数最大值分别为6.30(lg(CFU/mL))和6.12(lg(CFU/mL))。综上,CS-SH水凝胶是一种具有潜力的递送载体,可以荷载益生菌并在模拟肠液中持续释放。本研究可为物理交联水凝胶在荷载益生菌领域的应用及作用机理提供一定理论指导及研究基础。

豌豆蛋白基3D打印植物肉体系的构建及其打印品质影响机制

为构建合适的豌豆蛋白基食品3D打印植物肉体系,通过单因素和正交试验探究豌豆膳食纤维、面筋蛋白、结冷胶和谷氨酰胺转氨酶的添加对打印体系3D打印性能和产品品质的影响及其作用机理。结果表明:打印物料的3D打印性能、质构特性及产品特性随着各组分的添加量变化而发生显著变化;通过正交试验得到最佳配比,当豌豆膳食纤维质量分数为0.45%、豌豆蛋白与面筋蛋白质量比为5∶1、结冷胶质量分数为0.4%、谷氨酰胺转氨酶添加量为1.2 U/g时,打印物料具有最佳的3D打印性能,打印精度提高了27.80%,且样品熟化后硬度为3612.13 g、咀嚼度为1540.27 g·mm,质构特性均优于单因素试验组;红外光谱和分子间作用力结果显示各组分的添加显著增强了体系中的氢键、二硫键和疏水相互作用。将正交优化样品与3种市售人造肉样品进行对比,其在质构特性、蒸煮损失及持水性方面存在显著优势,这与3D打印形成的结构及各组分的相互作用有关。本研究可为豌豆蛋白在3D打印及植物肉等高值化应用方面提供一定的理论指导和应用依据,对食品3D打印在植物肉领域的发展具有一定的现实意义。

酶联合动态高压微射流改性豌豆分离蛋白及其在Pickering乳液中的适用性

探究谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TG)联合动态高压微射流(dynamichigh-pressure microfluidization,DHPM)改性豌豆分离蛋白(pea protein isolate,PPI)的作用机理,明确改性后PPI在Pickering乳液中的适用性。扫描电子显微镜观察和傅里叶变换红外光谱分析结果表明,改性处理后的PPI颗粒形貌更加均匀,且与TG交联程度加强,同时蛋白质分子三级结构发生变化。物性测试结果显示,改性后的PPI表面疏水性与内源荧光性降低,乳化性能提高且平均粒径减小。乳析指数、乳液粒径分布、乳液微观结构和流变性分析结果表明,改性后PPI制备所得Pickering乳液的稳定性和乳化性能改善,且120 MPa处理后乳液稳定性最好。TG联合DHPM改性为PPI在Pickering乳液中的应用提供了可行的方法。本研究为开发高性能的Pickering乳液系统提供了实验基础,对于天然蛋白质的功能性改性研究具有重要的参考价值。

豌豆超微粉碎膳食纤维对糖尿病小鼠肠道菌群及其代谢产物的影响

目的:研究豌豆超微粉碎膳食纤维(ultrafine ground pea dietary fiber,UGPDF)对糖尿病小鼠肠道菌群及其代谢产物的影响,从而揭示其降血糖的作用机制。方法:通过腹腔注射链脲佐菌素建立糖尿病小鼠模型,用二甲双胍和高剂量(0.9 g/(mL·d))、低剂量(0.45 g/(mL·d))UGPDF分别灌胃干预4周,测定小鼠血糖浓度、观察肝脏细胞形态变化,Western blot检测小鼠肝脏中磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)/类胰岛素生长因子(insulin-like growth factors,IGF)蛋白表达水平,高通量测序分析各组小鼠粪便中的肠道菌群组成。结果:UGPDF能够调节糖尿病小鼠的肠道菌群丰度及多样性,高剂量UGPDF组操作分类单元(operational taxonomic units,OTU)数达300±36,其Shannon、Simpson指数与糖尿病小鼠存在显著差异(P<0.05)。在肠道菌群组成中,与模型组相比,UGPDF干预后,Lactobacillus、Lachnospiraceae有益菌相对丰度显著上升(P<0.05),Helicobacter、Klebsiella、Clostridium致病菌相对丰度显著下降(P<0.05)。从代谢产物来看,与模型组相比,经过UGPDF干预后,小鼠粪便内的6种短链脂肪酸含量总体显著升高(P<0.05),其中以高剂量组效果最为显著,乙酸、丙酸、丁酸含量分别提高了63.7%、75.9%和96.0%,且接近正常对照组。同时,肝脏组织切片及Western blot检测结果表明UGPDF可调节糖尿病小鼠肝脏PI3K/AKT/IGF信号通路,修复肝细胞损伤,提高胰岛素敏感性。本实验可为豌豆膳食纤维的高值化利用拓宽思路,并补充完善其降血糖理论。

壳聚糖在食品行业中的应用

壳聚糖是目前所发现的自然界中唯一的天然碱性多糖,并已在食品行业得到广泛应用。本文重点介绍壳聚糖在保鲜剂、添加剂,以及食品包装等领域的研究进展与优缺点,以期为壳聚糖在食品行业的应用研究提供依据。

动态高压微射流环境中豌豆白蛋白-绿原酸复合物的相互作用

通过对豌豆白蛋白以及豌豆白蛋白-绿原酸复合物粒度、Zeta电位、荧光光谱、红外光谱与疏水性、溶解性、乳化特性等指标的测定,探究动态高压微射流不同处理压力对豌豆白蛋白和复合物结构与功能特性的影响,以及二元体系中绿原酸对豌豆白蛋白影响的机制和效果。结果表明,豌豆白蛋白经过动态高压微射流处理后,粒径与Zeta电位值均呈先降低后增加趋势;改性后的豌豆白蛋白微观结构、二级结构与三级结构均发生变化;剪切力等作用的小粒径豌豆白蛋白溶解性显著提高了42.37%,可达到0.84 mg/mL(P<0.05),乳化特性也得到一定增强。动态高压微射流处理加工豌豆白蛋白-绿原酸复合物体系中,绿原酸改变了豌豆白蛋白色氨酸的微环境,使白蛋白结构发生显著变化。绿原酸使豌豆白蛋白表面疏水性显著增加(P<0.05),溶解性显著降低(P<0.05),并将豌豆白蛋白乳化活性提高。本研究阐释了动态高压微射流和绿原酸对豌豆白蛋白的影响作用,为豌豆白蛋白改性提供思路,为高值化蛋白产品的开发提供一定理论基础。

3D打印加工荷载绿原酸水凝胶体系的适印性和适用性

3D食品打印(3-dimensional food printing,3DFP)是一种符合未来生活方式的高效食品加工方式。水凝胶作为递送体系因具有能够定向递送等特点而成为研究的热点。本研究对荷载绿原酸(chlorogenic acid,CA)水凝胶体系进行3DFP,测定其质构特性、流变特性、微观结构、包埋率及消化特性,探究3DFP加工对荷载CA甲基纤维素/透明质酸水凝胶体系结构性质、物化性质、功能性质等的影响,揭示水凝胶在3DFP加工适印性和适用性规律。结果表明,满足3DFP加工的最佳荷载CA水凝胶体系为甲基纤维素-透明质酸-CA质量比8∶0.5∶0.5。与其他配比及3DFP加工前样品相比,该体系经3DFP加工后的3D打印物宽度偏差最小,为13.40%,硬度最高,弹性最大,且黏附性最小;此外,该体系3D打印物结构紧密、孔隙均匀、不易塌陷、支撑性好,打印成型性最好。3DFP加工对水凝胶物理结构有良好的优化效果,而且不会改变水凝胶的化学性质;CA包埋率比3D打印前提高了22.09个百分点;在胃肠消化模拟中,3DFP加工后样品CA释放率高于3DFP加工前样品CA释放率,具有良好缓释作用,其体外释放情况符合Ritger-Peppas方程模型。综上,该水凝胶体系具有良好的适印性和适用性,3DFP加工对荷载CA水凝胶及其功能因子CA靶向释放有显著改善效果。

基于ZIF-8@Ag/MWCNTs的绿原酸电化学传感器的构建及应用

构建了用于定量分析绿原酸的ZIF-8@Ag/MWCNTs电化学传感器。Ag纳米粒子具有良好的导电性和电催化能力,而ZIF-8优秀的比表面积能有效的分散Ag纳米粒子,因此在室温合成ZIF-8后,在ZIF-8表面原位还原Ag+制备ZIF-8@Ag复合材料。然后,以MWCNTs作为基底材料,复合ZIF-8@Ag获得修饰工作电极,获得高灵敏度的电化学传感器用于绿原酸的测定。通过循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和差分脉冲伏安法(DPV),探讨了ZIF-8@Ag/MWCNTs/GCE的电化学传感性能。在优化的实验条件下,绿原酸标准品浓度在5×10^(-8) mol/L~1×10^(-5) mol/L范围内与氧化峰电流具有良好的线性关系,检出限为1.36×10^(-8) mol/L(S/N=3)。探究了修饰电极的抗干扰性、重复性和再现性,结果表明电极抗干扰能力较强,重复性及再现性表现良好。用于实际样品绿咖啡豆稀释液的检测时,加标回收率在96.34%~103.34%。该方法简便、可靠,可用于绿原酸及绿原酸实际样品的快速定量分析。

基于高光谱技术的黑果腺肋花楸成熟度判别及多酚含量检测模型构建

为了无损检测黑果腺肋花楸(Aronia melanocarpa,简称黑果)果实成熟度和多酚含量,本研究构建了基于高光谱成像技术的黑果成熟度判别模型以及多酚含量检测模型。采用高光谱成像技术采集不同成熟度的富康源1号黑果图像信息,福林酚法测定其多酚含量。通过蒙特卡洛法剔除异常值;滑动平均、中值滤波、归一化、基线校准、多元散射校正、消除趋势和标准正态变量变换对原始图像信息进行预处理;光谱-理化值共生距法进行样本划分;竞争性自适应重加权算法和无信息变量消除法提取特征波长,分别建立偏最小二乘模型(PLS)和支持向量机(SVM)模型并进行比较。结果表明,本研究建立的判别模型中效果最好的模型为经多元散射校正预处理后的UVE-SVM模型,综合识别率94.62%,R_(c)^(2)=0.9712,根据该模型判别的准确度为100%。多酚含量检测效果最好的模型为中值滤波预处理后的CARSSVM模型,R_(c)^(2)=0.8331。此外,本研究还证明了黑果多酚含量的可视化是可行的。本研究为高光谱成像技术在浆果领域的应用提供了理论基础。

黑果腺肋花楸酵素研制及功能评价

黑果腺肋花楸(简称黑果)营养丰富,但因涩味重,导致其高附加值产品开发少。食用酵素具有多功能特性,且可改善果蔬风味,深受食品界学者青睐。本文旨在利用菌种发酵特性和原料组分交互作用,开发涩味小、口感好、功能强的黑果酵素,并探析其涩味降低原因。结果表明:添加植物乳杆菌与乳酸片球菌的黑果酵素总酚含量最高,达2.27 mg/mL,DPPH与ABTS自由基清除能力分别为23.27%、26.64%;添加植物乳杆菌与蓝莓的黑果酵素涩味最低,总鞣质与缩合鞣质脱除率最高,分别达44.01%与79.13%,挥发性风味物质含量较高,具有较好的风味。本研究拓宽了黑果在食品工业中的应用范围,为黑果的高值化精深加工及脱涩提供了新的思路和方法。