不同乳酸菌发酵燕麦浆的营养特性和风味品质分析

采用乳酸菌对燕麦进行生物加工,是改善燕麦风味、提升功能价值的新方法。但目前缺乏燕麦适配性发酵菌株,且未明确发酵燕麦的品质特征。该文评价了20株乳酸菌的性能,优选2株性能优良的植物乳杆菌,采用纯菌发酵及与牛乳发酵菌株嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌组合的混菌发酵模式,对燕麦浆进行发酵,对比不同菌种组合发酵对燕麦浆理化指标和风味品质的影响。结果表明,植物乳杆菌普遍表现出较高的生长量、产酸性能及淀粉酶活性,且植物乳杆菌的淀粉酶活性均在7.69 U/mL以上。发酵燕麦浆活菌数均增加至10^(9)CFU/mL以上;发酵显著降低了燕麦浆中的还原糖,积累了有机酸,促进了多酚和黄酮的释放,提高了燕麦浆的抗氧化性;发酵增加了燕麦浆的持水力,产生了大量挥发性物质。植物乳杆菌有利于提高植物化学素含量和抗氧化性;添加嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌的组中呈奶油香气的3-羟基-2-丁酮含量更高;植物乳杆菌F-嗜热链球菌L1-保加利亚乳杆菌L4组的感官品质、抗氧化性及风味品质最佳,是适宜发酵燕麦浆的菌种组合,具有更大的研究开发价值。

酱香型白酒第2、3轮次堆积发酵有机酸代谢规律与菌群结构及其相关性解析

本实验以酱香型白酒优势产酒轮次(即第3、4轮次基酒所对应的第2、3轮次)堆积发酵过程中的酒醅为研究对象,采用高效液相色谱和高通量测序等技术对酒醅中的有机酸及菌群结构进行分析,探讨堆积发酵过程中有机酸与微生物群落之间的互作关系。结果表明,堆积发酵酒醅中主要有机酸为乳酸(32.70 mg/g,醅样内平均含量,后同)、乙酸(4.87 mg/g)和琥珀酸(1.93 mg/g)。第2、3轮次堆积发酵酒醅中共有8个优势细菌属和7个优势真菌属(平均相对丰度>1%),细菌的优势菌属主要为枝芽孢杆菌属(Virgibacillus)、克罗彭斯特菌属(Kroppenstedtia)和芽孢杆菌属(Bacillus);真菌的优势菌属主要为红曲霉属(Monascus)、嗜热真菌属(Thermomyces)和嗜热子囊菌属(Thermoascus)。主坐标分析表明,第2、3轮次堆积发酵细菌群落结构存在显著差异,真菌差异不显著。共现性网络分析表明,细菌-真菌(55.60%)、细菌-细菌(50.57%)和真菌-真菌(91.67%)网络均以正相关为主,且细菌-细菌群落之间存在更多的未知互作关系。Mantel test分析表明,酸度与细菌群落结构呈极显著正相关(P<0.01),且琥珀酸是与细菌和真菌群落演替均呈极显著相关的有机酸(P<0.01)。Spearman相关性分析表明,细菌与有机酸的显著相关关系多于真菌,真菌与绝大多数的有机酸呈负相关,除柠檬酸外,其他9种有机酸都与海洋芽孢杆菌属(Oceanobacillus)、芽孢杆菌属、鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium)呈正相关,与高温放线菌属(Thermoactinomyces)呈负相关。研究结果可为优质酱酒的生产调控提供一些理论基础。

优化培养基组分提高猪链球菌2型NT15B菌株活菌数的研究

【目的】以猪链球菌2型NT15B菌株为研究对象,通过优化发酵培养基组分提高菌株活菌数,降低生产成本,为猪链球菌2型NT15B菌株的高密度培养及猪链球菌病疫苗的大规模生产和推广提供参考。【方法】试验以培养的猪链球菌2型NT15B菌株最高活菌数为筛选指标,通过单因素试验筛选菌株发酵培养基中碳源、氮源(有机氮源和无机氮源)、无机盐金属离子、磷酸缓冲液的最佳组分及浓度,并根据单因素筛选结果选择碳源浓度、有机氮源总浓度、有机氮源比例、磷酸盐缓冲液浓度4个因素各3个水平设计正交试验,并进一步进行多因素的筛选与验证。【结果】猪链球菌2型NT15B菌株发酵培养基最优条件为6.0 g/L蔗糖、1.0 g/L尿素、10 g/L酵母提取物YE7与20 g/L酵母蛋白胨Nucel 887混合氮源,1.0 g/L NaCl、9.58 g/L K_(2)HPO_(4)·3H_(2)O、1.09 g/L KH_(2)PO_(4)、1 mmol/L MgSO_(4)·7H_(2)O、0.3 g/L L-抗坏血酸。采用此最优组合,摇瓶培养猪链球菌2型NT15B活菌数最高达80.83×10^(8)CFU/mL,较优化前提高256.08%。【结论】优化后的培养基能有效提高猪链球菌2型NT15B菌株活菌数,降低了生产成本,为发酵罐水平的优化提供参考。

三种单萜对皿式培养樟芝三萜合成的影响

三萜是药食用真菌樟芝野生子实体中主要的活性成分之一,但是人工皿式培养的樟芝菌丝体中三萜含量较低。为了提高樟芝皿式培养三萜的产量,该研究在培养基中添加了3种单萜作为刺激因子。通过添加浓度的优化,得到了对生物量具有显著促进作用的添加方式是0.08 g/L的α-松油醇;对三萜产率具有显著促进作用的最佳添加方式为0.16 g/L的松油烯、0.08 g/L的α-松油醇以及0.12 g/L的4-萜烯醇,三萜产率分别较对照组提高了55.68%、50.39%和28.56%;且在添加0.16 g/L的松油烯时,有两种三萜(去氢硫色多孔菌酸和去氢齿孔菌酸)在樟芝菌丝体中的含量显著升高,分别较对照组提高了5.56倍和0.96倍,在添加0.08 g/L的α-松油醇时,去氢硫色多孔菌酸的含量显著升高,较对照组提高了3.20倍。该研究发现了3种可以促进樟芝皿式培养三萜生成的单萜,为樟芝皿式培养提供了新的思路。

醋酸发酵阶段添加不同类型高温大曲对食醋风味品质的影响

该研究将白曲、黄曲、黑曲3种不同类型的高温大曲拌入醋醅进行醋酸发酵,制备固态发酵食醋。采用HPLC和顶空固相微萃取结合气相色谱质谱联用(headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)技术,结合正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)比较成品醋中有机酸和挥发性化合物的组成差异。结果表明,在醋酸发酵阶段添加3种不同类型的高温大曲均能够提高成品醋的总酸和有机酸含量,主要表现为乳酸和乙酸含量的提高,添加白曲的提升效果最佳;同时,HS-SPME-GC-MS显示3种不同类型高温大曲的添加均能丰富成品醋的挥发性风味,OPLS-DA筛选出38种具有重要差异的挥发性化合物,并且添加黄曲和黑曲的成品醋的挥发性化合物与对照组成品醋的差异更明显;此外,感官评价表明醋酸发酵阶段添加高温大曲能改善成品醋的风味品质,添加黄曲的效果最佳。该研究证实了在醋酸发酵阶段添加3种不同类型的高温大曲可以改善固态发酵食醋的风味品质,为食醋产品的开发和风味品质改良提供参考。

基于酿造风土的传统酿造技艺及产品品质的科学表达--以中国白酒为例

高品质酿造食品是以传统酿造技艺为主体,结合区域地理环境、消费需求以及区域风俗等客体进行系统化决策实施后的结果。具体而言,传统酿造是在传承“天人合一、道法自然”的哲学思观基础上,融合了自然环境、历史文化、技艺传承、科技创新、科学管理、品牌营销、消费习惯、社会责任等自然、人文等诸多元素的产业实践活动。客观上,上述各元素通过影响生产环境中的酿造微生物组成及其功能,并最终集中体现在产品品质上。该文在已有的产区、庄园以及标准等品质表达的基础上,系统提出了“酿造风土”理论,并以中国白酒为例,从“自然风土、人文风土、微生物风土”三个维度建立传统酿造技艺及产品品质的科学表达体系,为新消费时代酿造产品的“品质可视化”提供理论和实践基础。

采用实时荧光定量PCR法检测大曲中的3种高温放线菌

建立实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,RT-qPCR)方法对大曲中3种高温放线菌(Thermoactinomyces vulgaris、T.intermedius和T.daqus)进行特异性定量检测。根据T.vulgaris、T.intermedius、T.daqus全基因组中特异性单拷贝核心基因recA、mdH、gyrA为参考序列分别设计了一对可扩增278、233、291 bp片段的引物;经特异性、有效性、准确性实验显示,在常见的13种白酒酿造微生物中,引物TV、TI、TD分别可特异性检测T.vulgaris、T.intermedius、T.daqus,检测范围为2.82~8.82 lg copies/μL,加标回收率95%~105%。进一步对大曲发酵过程样品检测,结果显示,T.vulgaris含量在呈现波动趋势,在第5天达到最高,为(6.06±0.02)lg copies/g;T.intermedius含量呈现先上升后下降的趋势,在第7天达到最高,为(6.33±0.13)lg copies/g;T.daqus含量在0~12 d呈现波动趋势,在12~14 d下降,随后一直上升,发酵结束时含量最高,为(7.62±0.02)lg copies/g。该研究建立的RT-qPCR方法可对大曲发酵过程中3种高温放线菌进行特异性鉴定和快速定量,为进一步监测高温放线菌在白酒酿造过程中的功能提供了方法。

不同季节浓香型白酒基酒风味物质差异分析

为探索不同季节、不同摘酒阶段浓香型白酒基酒的风味特征,采用高效液相色谱法、顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法对不同季节、不同馏段基酒中有机酸和挥发性成分等风味物质进行检测。结果表明:基酒中总酸和四大酸(即己酸、乙酸、乳酸和丁酸)含量在二段酒中均低于三段酒,总酸及各有机酸含量均为春夏季高于秋冬季。所有样品中共检测到108种挥发性物质,二段酒中挥发性风味物质总量高于三段酒,其中二段酒中酯类含量更高,酸类和酮类则较低;不同季节基酒中醇类物质含量为春季>夏季>秋季>冬季,酸类物质含量在春夏季中高于秋冬季,醛类在二段酒中随季节呈上升趋势,而在三段酒中则呈下降趋势。以挥发性化合物建立不同季节、不同馏段基酒偏最小二乘判别分析分类模型,分类效果明显,并根据模型的变量权重系数(>1)筛选出关键差异化合物,表征不同季节、不同馏段浓香型白酒基酒中挥发性物质的特征规律。研究结果可为生产上不同季节摘酒工艺调整提供数据支撑。

不同品饮温度下虔酒香气组成及感官特征差异研究

该研究采用顶空-气相色谱-质谱联用(HS-GC-MS)法解析赣州虔酒在不同品饮温度下的挥发性风味物质组成,通过电子舌采集味觉指标,并结合感官品评分析不同温度下酒体表现。结果表明,温度在20~25℃时,各类挥发性化合物较协调;电子舌检测结果显示,温度在18℃时,甜度显著更高,苦、涩等指标都较弱,整体味觉指标轮廓最佳。结合感官评分结果,综合认为赣州虔酒在18~20℃时,酒体风味均衡,酱酒风格突出,品饮最佳。该结果对其他酱香型白酒在不同品饮温度下风味物质挥发特点及品饮感官特征的研究具有借鉴意义,为酱酒新型饮用方法提供参考依据。

陈酿温度和乙偶姻含量对镇江香醋川芎嗪含量变化的影响

研究陈酿温度和初始乙偶姻含量对镇江香醋陈酿过程中川芎嗪含量的影响,探讨川芎嗪的形成机制。结果表明,在1年陈酿时间内,镇江香醋川芎嗪含量不断增加且变化规律符合Logistic方程,川芎嗪生成速率先快速提升后趋于稳定。陈酿温度的升高(20~50℃)和初始乙偶姻含量的增加(240~2400 mg/L)均能提高镇江香醋陈酿过程中川芎嗪的含量和生成速率,缩短陈酿前期川芎嗪生成速率达到稳定所需的时间,且陈酿温度和初始乙偶姻含量对川芎嗪的形成具有显著的交互作用(P<0.001)。研究结果证实了乙偶姻是影响镇江香醋陈酿过程中川芎嗪形成的重要底物之一,且该转化过程受温度的影响。该研究为解析传统食醋陈酿机理奠定了研究基础。

壳寡糖对过氧化氢诱导肝细胞损伤的改善作用及机制

目的:评估壳寡糖(chitooligosaccharides,COS)对过氧化氢(H_(2)O_(2))诱导肝细胞损伤的改善作用。方法:通过H_(2)O_(2)建立L-02细胞氧化应激损伤模型,对活性氧(reactive oxygen species,ROS)、线粒体膜电位以及IL-6、TNF-α等病程相关基因水平进行分析。结果:COS可改善H_(2)O_(2)损伤L-02细胞的增殖活力、抑制线粒体膜电位下降和ROS水平升高(P<0.05)。单细胞纳米生化分析结果显示,COS处理可以平衡H_(2)O_(2)损伤L-02细胞的ROS水平波动幅度。另外,COS改善了炎症(IL-6、TNF-α)、凋亡(Caspase 3、Caspase 9、Bax、Bcl-2)及氧化应激(Nrf2、HO-1)相关基因转录水平,表现出抗凋亡和抗氧化应激的作用。结论:COS对H_(2)O_(2)损伤的L-02细胞具有保护作用,本实验可为COS的应用开发提供理论参考。

气相色谱-质谱和电子舌对不同质量等级酱香型白酒的判别分析

采用气相色谱-质谱联用和电子舌定量检测21个不同质量等级酱香型白酒的挥发性化合物和味觉指标,通过化学计量学对不同质量的酱酒进行区分并筛选关键差异物质,利用机器学习建立判别模型。结果表明,3种质量等级酱酒的挥发性化合物含量具有一定的轮廓差异,具备进一步判别分析的可行性;其中二级酒的风味物质总质量浓度(4 908 mg/L)显著低于优级酒(6 583 mg/L)和一级酒(8 254 mg/L),而具有花果香特征的几种酯类物质在总酯中占比随着等级的降低而体现降低的趋势。采用偏最小二乘判别分析确定以棕榈酸乙酯和乙酸等为代表的16个区分3种等级的关键差异化合物。通过电子舌的结果发现优级酒具有更加一致的味觉轮廓,其中苦味和涩味回味较低,而二级酒的味觉特征轮廓体现出明显的样品差异性。主成分分析结果表明不同等级酱酒可以根据其味觉特征进行有效区分。综合上述结果,本研究获得的差异风味物质含量、比例参数以及电子舌味觉指标,为酱酒质量体系的建立提供了依据。通过筛选得到的共计25个差异化合物和味觉指标建立4种判别模型,模型的准确率均高于90%,其中支持向量机表现最好,准确率达100%。

不同β-葡萄糖苷酶活性乳酸菌发酵豆乳特性分析

本研究评价了来自4个不同种属(植物乳杆菌(Lactobacillus plantrum)、瑞士乳杆菌(L.helveticus)、戊糖乳杆菌(L.pentosus)、嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus))10株乳酸菌的β-葡萄糖苷酶活性,对比了不同酶活性乳酸菌的发酵性能,以及对豆乳抗氧化性和风味品质的影响,并系统分析了发酵后不同形式大豆异黄酮含量的改变。结果表明:不同乳酸菌β-葡萄糖苷酶活性存在差异,均在豆乳中生长较好,且植物乳杆菌普遍更适合在豆乳基质中生长。乳酸菌发酵促进了大豆异黄酮向活性苷元的转化,提高了豆乳的营养特性。同时,发酵改变了豆乳挥发性物质的组成及含量,在保留了豆乳特征相关物质的同时也有效降低了与豆腥味相关的物质正己醛、壬醛和2-戊基呋喃的含量。其中,β-葡萄糖苷酶活性最高的菌株LPL044和LPL051对豆乳异黄酮转化能力最强,其发酵豆乳的总酚、总黄酮、抗氧化性和感官品质也最高,与其他乳酸菌相比具有更大的研究和开发价值。

沙棘中三萜酸物质的提取及含量测定

沙棘是一种含有丰富营养物质和生物活性成分的植物。为了进一步提高新疆阿合奇县沙棘中三萜酸物质的得率,利用单因素实验与正交试验优化沙棘中三萜酸物质的提取工艺,并分析比较沙棘不同部位的三萜酸物质含量差异。通过单因素实验确定了影响萜类物质得率的重要因素为乙醇浓度、料液比。以总三萜酸的得率为综合考察指标,采用正交试验确定了沙棘三萜酸的最适提取工艺条件:按照料液比1∶15(g/mL)加入体积分数80%的乙醇,先超声1 h,再将料液进行60℃水浴回流1.5 h。在此条件下,沙棘叶中三萜酸的得率达到2.332 mg/g,其中科罗索酸为0.332 mg/g、齐墩果酸为0.875 mg/g,熊果酸为1.125 mg/g。沙棘不同部位的三萜酸总含量(从大到小)顺序为沙棘叶、沙棘籽、沙棘果。

壳寡糖改善HepG2细胞胰岛素抵抗作用及机制研究

壳寡糖(chitooligosaccharides,COS)是一种具有多种生物活性的低聚寡糖,该文探究了COS对HepG2细胞胰岛素抵抗的影响作用。通过胰岛素诱导HepG2细胞建立胰岛素抵抗模型,评估COS及其单体组分(聚合度2~4)对其缓解作用。结果显示,COS显著提高产生胰岛素抵抗HepG2细胞的葡萄糖消耗量,促进其葡萄糖代谢。进一步评估不同聚合度的COS单体发现,壳二糖和壳四糖对胰岛素抵抗的肝细胞无显著改善效果,而壳三糖显著提高胰岛素抵抗HepG2细胞的葡萄糖消耗量。另外,COS及壳三糖显著提高胰岛素受体(insulin receptor,IR)、胰岛素受体底物1(insulin receptor substrate 1,IRS-1)、葡萄糖转运蛋白4(glucose transporter 4,GLUT4)蛋白水平,活化蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)以及改善相关基因转录水平。综上,COS通过介导Akt/GLUT4通路改善HepG2细胞的胰岛素抵抗,壳三糖在促进糖代谢中表现最优。

西索米星生产菌株的诱变选育及工艺优化

利用原生质体常压室温等离子体(ARTP)诱变方法选育西索米星高产菌株,经诱变筛选获得一株高产菌株I4-10,其西索米星的生物效价达到1389 U/mL,较原始菌株提高了35.4%。通过对高产菌株I4-10进行碳源、氮源优化,确定可溶性淀粉和牛肉粉是突变菌株I4-10的最适碳源和氮源。进一步采用响应面实验设计方法优化发酵培养基,结果表明黄豆饼粉和DL-蛋氨酸的添加量为显著影响因素,经优化其最适添加质量浓度分别为32.78 g/L和1.75 g/L。在此最适工艺下,西索米星的生物效价提高至1849 U/mL,较原始菌株提高了80%。最后对原始菌及高产突变株中西索米星代谢途径及菌株生长相关的关键酶进行转录水平比较分析,初步解析了突变菌株I4-10高产西索米星的机制。

枸杞多糖体外调节人体肠道菌群的功能研究

为研究枸杞多糖(LBP)对人体肠道菌群结构和代谢产物的影响,对6名健康人的粪便提取物进行单独样本与混合样本的体外模拟厌氧发酵,利用16S rRNA基因高通量测序技术对发酵后肠道菌群进行结构和功能分析,并利用超高效液相色谱(UPLC)检测发酵液中的短链脂肪酸(SCFAs)浓度。结果表明,LBP能够明显改变人体肠道菌群结构与功能,提高肠道菌群中益生菌乳酸杆菌属与双歧杆菌属的丰度,并促进了SCFAs的产生。因此,LBP能够显著影响人体肠道菌群结构与功能。

不同来源的苹果醋理化指标、抗氧化活性和风味特性分析

为了比较不同来源的苹果醋产品的差异,该研究对国内外的19个苹果醋产品的理化指标、抗氧化活性和风味特性进行测定与对比分析。结果显示,在参试苹果醋样品中,国外样品总酸含量(6.3 g/100 mL)较高、氨基酸含量(83.8 mg/L)较低,国内样品还原糖含量(5.3 g/L)和氨基酸(160.2 mg/L)含量较高;国外样品的FRAP抗氧化活性(0.8 mmol Trolox/L)较高,国内样品ABTS自由基清除率(56%)较高,DPPH自由基清除率差异不显著;浊汁样品的ABTS、DPPH自由基清除率和FRAP值皆极显著高于清汁样品(P<0.01),但氨基酸总含量(30.3 mg/L)显著低于清汁样品(182.6 mg/L)(P<0.05);国内外及清浊汁样品的有机酸总含量(20~40 g/L)及组成差异不大,且挥发性物质总含量基本相似,其中乙酸、异戊酸、乙酸乙酯、乙酸异戊酯和苯乙醇等挥发性物质是苹果醋重要的风味物质;由相关性分析结果可知,总多酚和总黄酮含量与苹果醋的抗氧化活性呈正相关。综上,参试的不同来源苹果醋样品主要在理化、抗氧化活性指标上存在较显著的差异。

表面活性剂对纳豆芽胞杆菌产维生素K2(MK-7)的影响

纳豆芽胞杆菌因具有发酵生产维生素K2的能力而备受关注,但由于维生素K2分子量较大,很难通过自由扩散分泌至胞外。为了促进维生素K2的胞外分泌,进一步提高产量,本研究以前期诱变选育获得的一株纳豆芽胞杆菌ND-1-A27为研究对象,考察不同种类表面活性剂对维生素K2浓度、菌体生长、细胞形态及细胞膜流动性的影响。结果表明:非离子型表面活性剂Triton X-100、聚氧化乙烯(POE)和Tween 40在一定添加用量范围内对菌株ND-1-A27发酵生产维生素K2均具有促进作用,其中添加1 g/L的Triton X-100促进效果最佳。在此条件下,菌株发酵生产MK-7产量提高到37.96 mg/L,比对照提高了143.18%。

乳酸菌发酵乳蛋白水解物对RAW264.7细胞氧化损伤的保护作用

利用乳酸菌发酵乳蛋白水解物(milk protein hydrolysates,MPH)有助于提高乳酸菌水解蛋白的能力,促进功能成分的产生与挖掘。基于不同乳酸菌发酵MPH上清液的体外自由基清除能力和铁离子还原力综合评价,筛选获得一株抗氧化活性较强的鼠李糖乳酪杆菌(Lacticaseibacillus rhamnosus)ST(LST)。LST发酵MPH所得上清液产物(FPS)中,游离氨基酸总量比MPH提高了66.98%,分子质量低于180 Da组分增加8.66%。在H_(2)O_(2)诱导的RAW 264.7细胞氧化损伤模型中,FPS能显著提高细胞存活率,上调核因子E2相关因子2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)、超氧化物歧化酶1(superoxide dismutase 1,SOD1)、血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)和谷胱甘肽过氧化酶1(glutathione peroxidase 1,GPX1)等抗氧化基因的转录水平。由此表明,鼠李糖乳酪杆菌LST发酵MPH可以有效缓解细胞氧化损伤,具有进一步应用于抗氧化食品开发的潜力。