蒸汽爆破预处理对猴头菇子实体残渣粗多糖理化性质及调节肠道菌群作用的影响

为了研究蒸汽爆破(Steam Explosion,SE)预处理对猴头菇子实体残渣粗多糖理化性质及调节肠道菌群的影响,以猴头菇水提残渣为原料,采用常规粉碎和蒸汽爆破两种方式进行处理制备获得粗多糖并进行得率、成分含量、单糖组成、分子量及消化和发酵特性的比较。结果显示,经SE处理所得多糖组分(HCQ)的得率、多糖和β-葡聚糖含量分别达到了13.36%、58.20%和47.93%,是常规粉碎处理所得多糖组分(HCW)的2.18、1.57和1.59倍,表明SE能显著(P<0.05)促进残渣中多糖组分的释放。SE还降低了HCQ的分子量并释放出小分子组分,同时提高了单糖组成中的葡萄糖摩尔百分比。在模拟体外人体粪便发酵过程中,与HCW相比,HCQ明显地(P<0.05)提高了有益菌(如厚壁菌门)的丰度和短链脂肪酸的产量,同时降低有害细菌(如埃希氏-志贺氏菌)的丰度,从而有益于机体健康。该研究为蒸汽爆破技术在猴头菇多糖提取中的应用及HCQ多糖作为潜在益生元发挥调节肠道菌群作用提供依据。

金属表面涂层对焊接质量的影响研究

分析了金属表面涂层对模具焊接质量的影响,特别是涂层去除后的焊接效果。研究目的在于借助分析不同焊接技术(如气体保护焊、电弧焊)与涂层工艺(电镀、氮化、PVD、TD处理)的相互作用,揭示涂层对焊接质量的影响机制。研究方法包括焊接前涂层去除处理的必要性分析及涂层对焊接后模具表面性能的影响实验。研究结果表明,涂层的厚度和去除情况显著影响了焊接区的强度和耐磨性。该研究对优化模具焊接工艺具有重要意义。

芦苇叶中黄酮类化合物提取工艺的研究

为了获得芦苇叶黄酮的提取工艺,通过正交试验和二次旋转正交组合试验分别对超声波辅助提取和酶解辅助提取工艺进行优化。结果显示,超声波辅助提取和酶解辅助提取的提取率较之对照明显提高,其中优化的超声波辅助提取法的提取率与索氏提取法最为接近且提取速度更快,其最佳工艺参数为70%乙醇作为提取剂,液料比为50∶1,常温浸泡24h,继续在70℃的条件下超声波提取50min,在此条件下的提取率可达到1.47%

一株除臭固氮菌的筛选、鉴定及发酵条件优化

为提高食品加工原料质量、降低环境污染,从自然界分离筛选出一株能有效减少鸡粪臭味及氮素流失的菌株JFN-1。通过形态学特征、生理生化试验和16S rDNA序列分析鉴定,JFN-1为假肠杆菌(Empedobacter falseni)。通过液态发酵得出:JFN-1菌株在硝酸还原酶和亚硝酸还原酶作用下,可以提高硝态氮、减少铵态氮含量以及减少氮类物质分解为氨气,从而减少氮素损失。通过单因素和正交优化试验,得到JFN-1菌株增殖培养基组成为可溶性淀粉8 g/L、牛肉膏20 g/L、硫酸镁4 g/L、氯化钠5 g/L,30℃培养20 h发酵液OD600可达到3.14,相比未优化培养基提高12.91倍,总氮含量提高2.14倍。通过固态发酵条件优化,得到JFN-1菌株固定氮素含量最多的固态发酵基质为菌糠15 g、麸皮15 g、豆粕1 g、糠醛渣2 g、硫酸铵0.165 g,在此条件下,总氮量提高196.42%。

糯米稠酒发酵工艺的优化研究

通过单因素试验和正交试验对稠酒的生产工艺进行优化,确定了稠酒的最佳工艺条件。结果表明,稠酒生产的最佳液化条件为添加1.0%的液化酶在40℃作用120min;最佳糖化条件为添加0.5%的糖化酶在30℃糖化24h:复合酵母的最佳配比:甜酒曲:黄酒酵母:葡萄酒酵母为0.8%:0.05%:0.1%;最佳的发酵条件为发酵温度30℃,加水量1倍,发酵时间72h,组合酵母按比例添加甜酒曲0.64%、黄酒酵母0.04%、葡萄酒酵母0.08%。在此条件下生产的稠酒风味独特,具有浓郁的醇香滋味。

混凝沉淀/微滤一体化装置处理长江原水的试验研究

采用自行设计的混凝沉淀／微滤一体化装置对长江（重庆段）原水进行净水处理，比较了不同混凝剂投加量下的处理效果。试验结果表明，聚合氯化铝（PAC）的适宜投加量范围为25～30mg／L；在增加PAC投量（30～40mg／L）的强化混凝条件下连续运行，对浊度、氨氮、CODMn和UV254的去除率分别可达100％、（55％～64％）、（40、6％～50．7％）、（67％～74．6％）。在连续运行的前12个周期内，微滤膜的过滤性能缓慢下降，J／J0降低到95．8％，此后膜过滤性能保持稳定。混凝沉淀／微滤工艺处理效果好，出水水质稳定，适宜处理长江（重庆段）原水。

部分水解瓜尔胶的酶法制备及其对面包烘焙特性的影响

为研究部分水解瓜尔胶(partially hydrolyzed guar gum,PHGG)对面包烘焙特性的影响,以瓜尔胶(guar gum,GG)为原料,采用酶解法制备PHGG。在比较PHGG和GG基本组成差异的基础上,采用质构仪、低场核磁共振仪、差示扫描量热仪和九分嗜好评分法研究PHGG添加量对面包烘焙品质及储藏特性的影响。基本组成分析结果表明,与GG相比,PHGG的黏度和分子质量显著下降,分别为(118.80±0.62)mPa·s、8.1 kDa。烘焙品质分析结果表明,添加PHGG对面包比容无显著影响,但可显著降低面包的烘焙损失率,从(14.08±0.77)%降低至(11.73±1.29)%;并赋予了面包更好的色泽。面包储藏特性研究结果表明:在7 d储藏期内,PHGG显著提高了面包的保水率,从(77.48±0.43)%增加至(85.58±4.15)%;改善了面包的内聚性和回复性;促进了面包内部水分的迁移,进而增加了面包内部结构的稳定性,具有延缓面包老化的效果。此外,感官评价结果表明,PHGG添加组面包的感官评分高于对照组面包。PHGG添加量(质量分数)为2.5%~4.5%时可显著改善面包的烘焙品质、储藏特性和感官品质,研究旨在为PHGG在食品加工中的应用提供一定理论参考。

不同分子结构的黄原胶对冷冻面团及面包特性的影响

为研究不同分子结构的黄原胶对冷冻面团品质和面包烘焙特性的影响,该研究将3种不同分子结构的黄原胶分别添加至面粉中制作面团,经冷冻贮藏后进行面包焙烤,测定面团发酵速率、流变学特性、热稳定性及面包比容、硬度、弹性等。结果显示:随着冻藏时间的延长,面团品质及面包烘焙特性均受到影响,添加黄原胶显著降低面团劣变程度、改善面包品质。流变学结果表明,添加黄原胶增加面团黏弹性,抑制淀粉糊化;质构结果表明,黄原胶的添加显著增加面包的弹性,降低面包硬度(P<0.05);比容结果显示,黄原胶的添加可以显著增加冷冻面团面包的比容(P<0.05);低分子量黄原胶对面包品质改善效果较好。综上,在冷冻面团中添加黄原胶,可以得到品质较好的冷冻面团面包,且较低分子量黄原胶(1400 kDa)不仅能改善面包焙烤特性,还可以降低实际生产应用过程中的时间成本。

接触过滤—活性炭吸附—超滤一体化净水装置处理长江原水的研究

试验采用接触过滤—活性炭吸附—超滤工艺处理长江原水。结果表明,接触过滤能有效地去除较大悬浮物,活性炭能吸附水中大量有机物,有效防止膜污染。并且用0.4%的HCl和0.4%的NaOH对膜进行化学清洗,能使膜的过滤性能得到很好的恢复。当原水平均浊度为114.8NTU、氨氮为0.35mg/L、TOC为2.47mg/L、CODMn为2.7mg/L、细菌数为700CFU/mL时,工艺出水浊度为0.07NTU、氨氮为0.09mg/L、TOC为0.3mg/L、CODMn为0.88mg/L、细菌总数为0。

混凝—低压膜联用工艺处理生活饮用水的研究进展

由于水源水质日趋恶化,使得常规的水处理工艺无法满足人类对饮用水水质的要求,膜技术分离效率高,出水水质稳定。介绍和分析了混凝—低压膜联用工艺的特点和技术关键问题,并指出了今后着重研究的重点。

基于代谢组学的白黄链霉菌TD-1高产帕马霉素代谢机制

真菌毒素给食品安全带来了重大威胁,帕马霉素对病原真菌有良好的生物抑菌活性。为提高帕马霉素产量,基于代谢组学分析方法,研究了白黄链霉菌(Streptomyces alboflavus)T D-1在两种不同发酵培养基(添加与不添加1,2-丙二醇)中生长及代谢、胞内代谢产物及代谢通路的差异,对代谢产物的变化进行了评估和分析,结合显著差异代谢产物含量变化与代谢通路的交互关系,揭示了帕马霉素生物合成的高产机理。结果表明:培养基添加1,2-丙二醇后,白黄链霉菌T D-1产帕马霉素产量明显提高。利用气相色谱-质谱联用技术,鉴定出27种显著差异胞内代谢产物与帕马霉素生物合成密切相关,主要参与中心碳代谢、氨基酸代谢及脂肪酸代谢通路。此外,通过采用添加主要显著差异前体物策略,添加谷氨酸使帕马霉素产量提高102.33%。基于代谢组学分析确定添加前体物方法,可有效提高帕马霉素产量。本研究旨在为防治粮食加工食品的黄曲霉及黄曲霉毒素污染,从源头保障食品安全提供技术参考。

不同预处理对荷叶离褶伞水提残渣多糖理化性质及免疫活性的影响

以常规粉碎为对照,分别采用挤压膨化和蒸汽爆破对荷叶离褶伞(Lyophyllum decastes)子实体沸水提取剩余残渣进行预处理后提取多糖,并进行理化性质和免疫活性分析。结果表明:挤压膨化处理所得粗多糖(LCJ)得率和多糖含量分别为7.17%和60.73%,是常规粉碎组(LCW)的1.13和1.08倍;蒸汽爆破处理后提取的粗多糖(LCQ)得率和多糖含量可达15.42%和88.66%,分别是LCW的2.44倍和1.58倍。红外光谱分析3种方式提取所得残渣的粗多糖均具有多糖的特征吸收峰;LCW和LCJ中多糖组分的分子质量分布特征相似,均主要含有4个峰,LCQ多糖组分的分子质量分布变化较大,主要含有3个峰且低分子质量组分(P3)占比增加。三种粗多糖均由葡萄糖、岩藻糖、半乳糖和甘露糖组成,其中以葡萄糖为主,单糖的相对摩尔百分比有差异,LCQ中葡萄糖占比最高(76.22%)。三种处理所得残渣粗多糖均具有较好的增强免疫活性,10μg·mL^(-1)LCQ活性优于LCW和LCJ。

基于分子对接及动力学模拟的红曲橘霉素合成小分子抑制剂的高通量筛选

通过计算机模拟技术,对红曲橘霉素合成关键酶CitE的抑制剂进行高通量筛选。首先,采用Alphafold 2对CitE蛋白进行同源建模,并与相似序列比对以预测配体结合区域;随后,在Arthor数据库中检索天然配体和黄酮骨架类似物,构建了一个包含20000个化合物的配体库;之后,通过Maestro对CitE蛋白和小分子化合物库进行分子对接,筛选出潜在的CitE配体;并采用Gromacs动力学模拟评估结合稳定性,通过MM/PBSA计算结合自由能,之后对蛋白-配体的结合模式进行分析,进一步确定了槲皮素、木犀草素、芹菜素、染料木素、5,4’-二羟基黄酮、漆黄素6个小分子配体具有较强的CitE结合性能。固态及液态发酵结果表明,上述化合物具有显著的橘霉素抑制活性。其中,固态发酵(20mg/28g干物料)添加上述化合物分别使橘霉素产量降低42.52%、48.81%、32.54%、32.57%、21.02%和13.67%,液态发酵添加(0.1 g/L)上述化合物分别使橘霉素产量降低33.77%、15.58%、33.33%、62.34%、58.87%、50.22%。本研究对建立高效、安全的红曲发酵体系具有借鉴意义。

弯曲乳杆菌与清酒乳杆菌的比较基因组学分析

本研究对19株弯曲乳杆菌(Latilactobacillus curvatus)和40株清酒乳杆菌(L.sakei)的基因组进行了比较分析。平均核苷酸同一性及全基因组共线性分析表明,L.curvatus和L.sakei基因组间的核酸序列同源性较弱,可作为区分两个物种的指标。对两个物种分别构建泛基因组,并对泛基因组中的核心基因功能进行注释。结果显示,L.curvatus和L.sakei各自的核心基因组主要涉及菌株的基础代谢。对菌株个体基因组的比对分析发现:1)L.curvatus与L.sakei均含有广泛的糖苷水解酶类编码基因,在分解和代谢膳食纤维类多糖、乳糖利用以及木质纤维素中具有丰富的基因资源;2)3个菌株含抗生素耐药性基因,且来源于基因横向转移;3)L.sakei特有的精氨酸脱亚胺酶途径、L.curvatus中的丝氨酸脱水酶途径及鸟嘌呤脱氨酶途径,以及个别菌株中谷氨酸脱羧酶的发掘,揭示了这两类菌不同的抗酸机制;4)冷应激蛋白编码基因的发现也赋予了这两类菌良好的冷加工特性。此外,部分L.sakei基因组中含有编码lactocin S及凝结素相关的基因簇。总之,本研究通过对L.curvatus及L.sakei进行基因组水平的比较和分析,提供了两个物种之间的分类标准以及菌株个体上的差异信息,为这两种乳酸菌的生理生化分子遗传机制研究以及工业应用奠定了基础。

副干酪乳杆菌FP02对高尿酸血症大鼠血清尿酸水平的影响

本研究对酸菜中分离出的一株副干酪乳杆菌FP02进行体外降尿酸性能检测、生理生化特性表征,并探究该菌株对高尿酸血症(hyperuricemia,HUA)大鼠模型血清尿酸水平的影响。体外结果显示,副干酪乳杆菌FP02能够有效降解尿酸及其前体物质肌苷、鸟苷,降解率分别为29.10%、67.09%、70.48%,且对黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase,XOD)活性的抑制率为64.20%。同时,该菌株可分解多种糖(醇),对胃酸、胆盐具有良好的耐受性。通过氧嗪酸钾灌胃联合高尿酸饮食构建HUA大鼠模型,连续灌胃副干酪乳杆菌FP02冻干粉14 d后,FP02治疗组的血清尿酸含量较高尿酸模型组降低了49.96%(P<0.001),接近空白对照组,且尿液中尿酸排泄量增加,血清中XOD活性受到显著抑制(P<0.001),肾切片结果显示FP02治疗组大鼠的肾损伤得到了部分恢复。该研究将为副干酪乳杆菌FP02作为预防HUA的潜在药品或功能性食品奠定了基础。

紫色红曲霉菌丝体多糖体外肠道酵解特性的研究

为研究红曲霉不同菌丝体胞内多糖(endopolysaccharides,MPS)组分MPS-1、MPS-2、MPS-3和MPS-4的肠道酵解特性,采用体外猪结肠模型,测定不同酵解时间多糖分子量、猪结肠短链脂肪酸(Short-chain fatty acids,SCFAs)和肠道菌群的变化。结果表明,经肠道酵解后,各多糖处理组中乙酸、丙酸和丁酸产量较高。在酵解48 h时,MPS-2和MPS-3处理组酵解产生的总SCFAs含量显著(P<0.05)增加,分别从22.80、17.20 mmol/L增至63.08、71.61 mmol/L,各多糖处理组总SCFAs含量从高到低顺序为MPS-3>MPS-2>MPS-1>MPS-4。16S rDNA结果显示,MPS处理后,在门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是主要的优势菌门,且降低了Firmicutes/Bacteroidetes的比例。在属水平上,随着酵解时间的延长,拟杆菌属(Bacteroides)、普雷沃菌属(Prevotella)和副拟杆菌属(Parabacteroides)等有益菌的丰度升高,有害菌属包括链球菌(Streptococcus)、梭菌属(Clostridium)等的丰度显著(P<0.05)下降,其中MPS-2和MPS-3处理组酵解过程中有益菌的相对丰度较大,有害菌的相对丰度较低。综上,红曲霉菌丝体多糖作为益生元在功能性食品及生物医药领域具有很大的应用潜力。

红甜菜多糖的结构及体外酵解特性

为探究红甜菜多糖的结构及体外肠道酵解特性,采用水提-乙醇沉淀法提取红甜菜多糖,通过高效液相色谱、离子交换色谱、傅里叶变换红外光谱等方法分析其化学结构,并以猪结肠消化物的体外发酵模型,研究其体外酵解特性。结果表明,红甜菜多糖的分子量为46.3 kDa,包含阿拉伯糖(Ara)、半乳糖(Gal)、甘露糖(Man)、鼠李糖(Rha)、葡萄糖(Glc)5种单糖,摩尔比为6.7∶4.6∶1.7∶1.0∶1.0;红甜菜多糖在1628.2 cm^(-1)和1740.1 cm^(-1)有游离羧基与酯化羧基的吸收峰,表明其呈果胶结构,且酯化程度相对较低(30.10%)。体外酵解试验表明,红甜菜多糖能够被肠道微生物酵解,从而促进乳杆菌属、厚壁菌门、拟杆菌门等有益菌的生长,抑制变形菌门、链球菌等致病菌的生长。

融合蛋白催化D-葡萄糖合成D-阿洛酮糖的研究

D-阿洛酮糖是一种新型功能性代糖,目前主要以价格较高的D-果糖为底物,通过D-阿洛酮糖3-差向异构酶转化获得。寻找低价原料替代D-果糖生产D-阿洛酮糖对其产业化具有重要意义。将葡萄糖异构酶与D-阿洛酮糖3-差向异构酶通过柔性或刚性连接肽,以不同顺序首尾相连,构建4种构型的融合蛋白,从中选择催化效果最好的融合蛋白构型并对此融合蛋白的催化条件进行优化,实现了以价格较低的D-葡萄糖为底物经催化合成D-阿洛酮糖。研究结果表明:融合蛋白AE3G和AS3G同时具备葡萄糖异构酶和D-阿洛酮糖3-差向异构酶活性,能够将D-葡萄糖转化为D-果糖和D-阿洛酮糖。采用刚性连接肽连接的AE3G活性优于使用柔性连接肽连接的AS3G。优化后的AE3G催化条件为65℃,Tris-HCl缓冲液为50 mmol/L,pH值为7.5,Co 2+浓度为0.5 mmol/L,Mn 2+浓度为0.5 mmol/L,湿细胞质量浓度为75 g/L。在此条件下,分别以100 g/L D-葡萄糖和体积分数为5%的F55果葡糖浆为底物,利用融合蛋白催化产生17.2 g/L和12.5 g/L D-阿洛酮糖,反应液中D-葡萄糖、D-果糖和D-阿洛酮糖的质量比为2.5∶2.3∶1.0。研究旨在证明融合蛋白催化D-葡萄糖转化成D-阿洛酮糖的可行性。研究结果表明,D-阿洛酮糖平衡浓度高于文献报道值,希望为低成本生产D-阿洛酮糖提供理论参考。

近红外与傅里叶变换红外光谱技术对麦麸固体发酵饲料中不同成分的监测研究

为实现光谱技术对麦麸固体发酵过程中不同成分变化的在线监测,通过国家标准方法测定61份麦麸固体发酵饲料样本的蛋白质、水分、总酚和粗纤维含量,采集样本近红外光谱(NIR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR),经过标准正态变换(standard normal variate transformation,SNV)、多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)、平滑(smoothing)等9种预处理方法对原始光谱进行校正,结合偏最小二乘法(partial least squares,PLS)建立4种成分的NIR和FT-IR定量分析模型并进行比较分析。结果表明:所建立的4种成分NIR和FT-IR模型的训练集决定系数(Rc^(2))和验证集决定系数(Rp^(2))均大于0.8,交叉验证均方根误差(root mean square error of cross validation,RMSECV)小于2.0,训练集均方根误差(root mean square error of calibration,RMSEC)和验证集均方根误差(root mean square error of prediction,RMSEP)小于1.0。因此,所建立的NIR和FT-IR定量分析模型具有较好的准确性和稳定性,能够对麦麸固体发酵过程中不同成分变化实行快速监测。

3种种皮胶的结构特征及其对面包品质的影响

为充分开发利用种皮胶资源,拓展种皮胶应用领域,采用水提醇沉法提取沙蒿胶(Artemisia sphaerocephala Krasch. gum,ASKG)、亚麻籽胶(flaxseed gum,FG)和奇亚籽胶[chia(Salvia hispanica L.)seed gum,CSG],对其基本分子结构进行表征,同时考察其对面包品质的影响。结果表明:ASKG、FG和CSG均具有典型的多糖类红外光谱特征,相对分子量分别为(476.2±8.1)、(1 456.4±15.9)、(2 335.6±10.8)kDa。ASKG主要由木糖、半乳糖、甘露糖、葡萄糖和葡萄糖醛酸组成,FG主要由木糖、阿拉伯糖、半乳糖和半乳糖醛酸组成,CSG主要由木糖、葡萄糖醛酸和阿拉伯糖组成。添加ASKG、FG和CSG(1%)能提高面团中自由水的比例,改善面包的弹性和咀嚼性,降低硬度和内聚性。并且,面包的比容和含水量增加,烘焙损失降低,品质得到改善。其中,ASKG相对FG和CSG可以更显著降低面包芯的硬度,制备的面包感官评分最高。