粮食气味物质的提取、关键组分判别及其在储藏中的应用研究进展

粮食气味物质受粮食种类、储藏条件、储藏时间及是否受有害生物污染等多种因素影响,气味物质种类及含量能够及时反映粮食是否变质或受有害生物危害。首先,本文概述目前常用的粮食气味物质的提取和鉴定技术,总结不同状态粮食气味物质组成,发现烷烃类、酸类、醛类和醇类等物质赋予粮食特有的气味,而不同的储藏环境和粮食状态下,其气味物质存在较大差异。其次,探讨粮食中特征气味物质的分析方法,梳理粮食关键气味物质可能的代谢途径,归纳水稻和小麦中特征气味物质,其中稻谷中特征气味物质2-乙酰基-1-吡咯啉的生成机制也已得到初步确认。最后,对气味物质在粮食安全储藏领域的应用进行概述,提出深入分析、挖掘粮食气味物质数据,构建新型预测模型以快速、精准检测粮食品质将成为未来粮食气味物质研究领域的重要方向;同时,部分气味物质也被证实对粮仓中有害生物具有防控作用,将成为未来研发新型绿色储粮药剂的重要来源。

菰米研究现状及产业发展趋势

菰米作为营养均衡的无麸质全谷物食品,含有丰富的营养物质,具有重要的营养、保健和医学价值。该文系统总结了近年来在菰米的营养成分和加工应用方面的研究进展,指出菰米中富含的营养物质主要有碳水化合物、蛋白质、脂质、维生素、酚类化合物、植物甾醇、γ-谷维素和γ-氨基丁酸等,具有抗氧化和抗心脑血管疾病等活性。菰米现有加工方式单一,应用处于初级阶段,开展菰米新加工方式研究,拓展其应用特性是当前该领域的重要研究任务。展望了未来我国菰米深入研究与加工应用的发展方向,未来菰米需选育优良品种、扩大种植率;菰米加工可从主食食品、休闲食品和发酵食品三大类进行研发,也可作为膳食补充剂添加进食品中,提升产品营养价值。

干燥方式对山楂总黄酮含量及抗氧化性质的影响

本研究采用热风干燥、真空冷冻干燥及热风联合液氮干燥对山楂进行处理,利用亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠显色法、高效液相色谱法和自由基清除能力实验研究不同干燥方式对山楂粉样品的总黄酮得率、总黄酮组分和含量及抗氧化活性的影响。结果表明,热风干燥、真空冷冻干燥和热风联合液氮干燥的山楂粉样品色差值分别为20.60、17.70、20.05;山楂总黄酮得率分别为64.59、71.48、60.77 mg/g;对DPPH自由基清除率分别是19.56%、30.14%、18.50%;对ABTS+自由基清除率分别是51.81%、75.08%、48.68%;以及对羟自由基清除率分别是48.98%、55.77%、36.04%;真空冷冻干燥处理的山楂粉样品中总黄酮得率较高,具有较强的抗氧化活性,且与其它样品具有显著性差异(P<0.05);同时高效液相色谱对山楂总黄酮进行定性和定量分析结果表明,三种干燥方式得到的黄酮类物质均包含芦丁、金丝桃苷、杨梅素、槲皮素、芹菜素、异鼠李素,但其含量不同,真空冷冻干燥样品中总黄酮总含量达到了308.65 mg/g,与其他样品具有显著性差异(P<0.05)。除此以外,三种抗氧化方式和六种组分含量之间也存在线性关系。综上考虑,真空冷冻干燥处理山楂,是提取山楂总黄酮的推荐方法,可以有效减少对山楂的总黄酮含量及抗氧化活性的影响。

西兰花苗中萝卜硫素合成的调控手段研究进展

萝卜硫素(sulforaphane,SFN)具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化、减轻肥胖等多种生物学活性,在西兰花苗中含量最高,使西兰花苗在保健食品和药品开发方面具有广阔的应用前景。本文首先综述SFN在西兰花苗中的合成及降解过程,重点讨论在西兰花苗生长阶段采用不同处理手段对SFN及其合成相关因子含量的影响,并对其作用机理进行总结分析,最后提出目前还存在的问题及对未来研究方向的展望,为提高植物源食品功能性的相关研究提供一定参考。

全谷物及杂豆添加量在小鼠与人体间剂量换算分析

适量摄入全谷物及杂豆可以改善糖代谢和脂代谢,但摄入量过高可能产生不利影响。由于缺乏相应的换算关系,小鼠饲料中的摄入量无法直接作为人群摄入量的参考。本文介绍小鼠饲料中常见的全谷物及杂豆的添加量,并通过等效系数法、比表面积法、体型系数法、食物比重法、体表面积指数法、能量换算法和营养素换算法探讨了小鼠饲料中全谷物及杂豆添加量与人群膳食推荐量之间的剂量效应关系。研究表明,当人群全谷物及杂豆推荐摄入量为50~150 g时,相当于在每日进食量为3 g的小鼠饲料中添加5%~50%的全谷物及杂豆。对于小鼠而言,饲料中全谷物及杂豆的添加量超过50%可能存在过量摄入的风险。本研究为未来建立全谷物及杂豆在小鼠饲料添加量与人群推荐摄入量之间的换算关系提供了重要参考。

玉米芯功能性低聚糖分级纯化及抗氧化活性研究

探究玉米芯功能性低聚糖分级纯化前后不同组分的组成、理化性质和抗氧化活性。以玉米芯为原料,采用活性炭柱层析法对玉米芯功能性低聚糖进行分级纯化,对纯化前后组分的聚合度、相对分子质量、阿魏酸基团以及红外光谱特性进行分析,并对酶解低聚糖粗提物(EH)及其纯化组分的自由基清除能力和抑制脂质过氧化能力进行比较分析。结果表明:活性炭水洗脱低聚糖组分(WO)、醇洗脱低聚糖组分(EO)均主要由木糖和阿拉伯糖组成,其中WO含有结合态阿魏酸,为阿魏酰阿拉伯低聚木糖;EO不含结合态阿魏酸,为阿拉伯低聚木糖。EH及其纯化组分WO、EO均具有一定的清除自由基(DPPH·、·OH、ABTS^(+)·)能力和抑制脂质过氧化能力,且随浓度的增加而增加,WO抗氧化活性最强,EH次之,EO抗氧化活性较弱。

不同空化射流条件下大豆蛋白-白藜芦醇互作结合机制与抗氧化活性研究

为探究空化射流预处理对大豆分离蛋白-白藜芦醇(SPI-RES)复合物的影响,对SPI进行空化射流预处理(0、2、4、6、8、10min)后,与RES非共价结合形成复合物。通过荷载量和包埋率研究了SPI对RES的结合情况,采用内源荧光光谱、傅里叶红外光谱及分子对接技术研究了SPI和RES之间的相互作用机制,通过粒径、ζ-电位、表面疏水性、抗氧化活性等考察了复合物的物理化学性质和功能特性。结果表明:经过一定时间的空化射流处理后,SPI对RES包埋率和荷载量显著增加,复合物粒径和ζ-电位分别减小和增大。内源荧光光谱表明RES对SPI的淬灭为静态淬灭,反应是自发进行的。傅里叶红外光谱表明适当的空化射流预处理促进了SPI从有序结构转变为无序结构,从而结合更多的RES。热力学参数和分子对接结果表明疏水相互作用是主要作用力,还涉及氢键。此外,适当的空化射流预处理后,SPI-RES复合物表面疏水性及抗氧化活性均有所增加。本研究为空化射流预处理大豆分离蛋白应用领域的开拓和脂溶性活性物质保健食品的开发提供了前期理论基础。

基于改进YOLOv5s的储粮害虫检测方法研究

针对当前因检测背景复杂、粮虫个体较小等因素造成的储粮害虫检测准确率较低、漏检、误检的现状,提出一种改进YOLOv5s的检测方法。使用MobileNetv3作为YOLOv5s模型的主干特征提取网络,并将其SE注意力机制修改为ECA模块,减少计算量和参数量;同时,调整PANet网络为加权双向特征金字塔BiFPN结构,增强特征融合能力;颈部网络部分引入Swin Transformer,解决全局提取特征不足的问题,提升识别精度;采用EIOU损失函数,提高模型的收敛速度。结果表明:改进后的模型mAP达到97.8%,FPS达到133.3,与主流目标检测模型比较,表现出较强的鲁棒性和泛化能力;改进的YOLOv5s检测模型能克服复杂环境的影响,显著提高储粮害虫在密集分布及遮挡条件下的检测效果。研究结果为移动设备上实现储粮害虫实时检测提供技术参考。

玉米籽粒后熟品质性状主成分分析与综合评价

为科学评价玉米在后熟阶段籽粒的生理特征和营养品质,对郑单958(Zd958)和先玉335(Xy335)两个品种玉米籽粒在后熟过程中的14个生理生化和品质性状指标,包括水分含量与状态、呼吸速率、可溶性糖含量、α-淀粉酶活性、过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性、己糖激酶活性、异柠檬酸脱氢酶活性、脂肪酸值、淀粉含量、千粒质量和快消化淀粉含量变化进行分析与综合评价。结果表明,玉米籽粒在后熟过程中的品质性状变化存在显著差异(P<0.05)。运用主成分分析法对玉米籽粒后熟品质性状进行综合评价,提取出不耐储因子、产量因子和消化特征因子3个主成分。3个主成分的贡献率分别为53.436%、18.466%和12.857%,累计贡献率为84.759%。根据综合分析F值变化规律,可以对玉米的后熟品质与后熟时间进行判定。新收获玉米Zd958和Xy335的后熟时间分别为50、30d。本研究结果可以为新玉米后熟品质的判定及玉米的加工利用提供参考。

微波技术在食品和农产品加工中应用研究进展

微波加热技术具有速度快、可控性高等特点,在食品和农产品的热加工过程中具有较强的应用潜力。该文在分析微波加热原理的基础上,从技术应用、设备研制和仿真研究等方面介绍微波加热应用现状,如在农产品干燥、杀菌、萃取和膨化等方面进行深入研究和应用。指出微波加热在机理解析、工艺局限性、加热不均匀性和能量利用低等问题,尤其是微波场对物料内极性成分作用机制的研究深度、微波加热时在物料内温度和水分分布的不均匀性规律定量表征等方面,严重影响产品质量稳定性和能量充分利用。从揭示微波在加热腔体内传递和物料内吸收的机理,提高微波加热均匀性和改善加工质量,以及研制智能化工业用微波加工设备等方面,指出微波加热技术在食品和农产品加工中应用热点研究方向。针对微波加热技术在农产品和食品加工中科学问题、技术需求和设备现状,为发挥技术优势、拓展应用领域,该文提出微波加热理论研究与技术应用的发展趋势,以期提高微波热加工技术工业化应用适用性、保证产品质量和能量利用率。

微生物固态发酵麦麸的营养品质及其资源化利用的研究进展

麦麸作为小麦加工的主要副产物,年产量超2000万t,其营养丰富,具有很高的应用潜力。但麦麸中存在植酸等抗营养素以及含量较高的不溶性膳食纤维,影响了麦麸生物活性物质的释放,导致其资源化综合利用受到一定限制。因此麦麸的改性处理成为研究热点,其中微生物发酵由于其高效、低成本、无污染等特点受到较高的关注。微生物固态发酵能够通过改善麦麸膳食纤维结构、降低抗营养因子水平、促进生物活性物质的释放、提高抗氧化能力来提高麦麸的营养品质和应用价值。该文综述了微生物发酵对麦麸生物活性物质释放、营养品质改善以及在全麦食品品质改善和饲料加工中动物生长性能、肠道健康、免疫调节等方面资源化利用的研究进展,以期为提高麦麸的综合利用率及附加值提供参考。

低氧联合酸胁迫红小豆/绿豆萌发富集GABA及富含GABA芽豆复配米饭的工艺优化

为了研究低氧联合酸胁迫对红小豆和绿豆GABA富集的作用,采用单因素对萌发时间、萌发温度、低氧时间和L-谷氨酸浓度进行考察,在确定高GABA芽豆的胁迫条件基础上,将富含GABA红小豆、绿豆与大米进行复配,利用D-混料设计优化芽豆米饭配方工艺。结果显示,低氧联合酸胁迫对红小豆、绿豆富集GABA有积极促进作用,在萌发时间48 h、萌发温度40℃、低氧时间15 h和L-谷氨酸浓度2.5 mg/mL条件下,萌发红小豆中GABA高达158.32±3.24 mg/100 g。绿豆胁迫条件为萌发时间24 h、萌发温度35℃、低氧时间15 h和L-谷氨酸浓度2.5 mg/mL时,其中GABA含量最高为141.57±4.35 mg/100 g。在此基础上,通过D-混料设计优化确定了复配芽豆米饭的最佳配方为:大米76%、萌发绿豆11%、萌发红小豆13%,此条件下,芽豆米饭GABA含量为23.73±1.03 mg/100 g,感官评分均值为88.76±2.47,制得的芽豆米饭口感、色泽、香味均在可接受范围内,且积累了GABA活性成分,提升了芽豆米饭的营养及功能特性,为进一步开发杂粮复配米饭提供理论参考。

复合助剂对低温喷雾干燥蓝靛果粉理化性质的影响

为保证低温喷雾干燥后蓝靛果粉品质,采用黄金分割法研究复合助剂(麦芽糊精、β-环糊精和乳清蛋白)对喷雾干燥蓝靛果粉理化性质的影响,分析低温进风温度(50~90℃)对蓝靛果粉花青素保留率、集粉率和含水率的影响规律。结果表明,在麦芽糊精、β-环糊精的质量比例为85.4%、14.6%时,集粉率高达37.96%;随进料溶液中麦芽糊精质量比例增加,蓝靛果粉玻璃化转变温度、水溶性指数、堆积密度、亮度L^(*)值、红度a^(*)值和色差值ΔE呈增加趋势,含水率、花青素含量和黄度b^(*)值呈下降趋势;在麦芽糊精、β-环糊精和乳清蛋白质量比例为72.9%、12.5%、14.6%时,集粉率达到最高(40.11%);随料液中乳清蛋白质量比例增加,蓝靛果粉含水率、花青素含量呈上升趋势,其玻璃化转变温度、水溶性指数、亮度L^(*)值、红度a^(*)值、黄度b^(*)值和色差值ΔE等指标呈下降趋势;复合助剂显著提高蓝靛果粉集粉率(P<0.05),对其中的花青素起到较强保护作用,其含水率、水溶性指数、堆积密度等理化指标均接近于最优水平。低温喷雾干燥研究发现,随进风温度上升,集粉率和含水率呈负相关,在进风温度90℃时,集粉率最高的配方中可实现较高花青素保留率(89.94%)。低频核磁共振波谱以及质子密度图像信息分析表明,加入的助剂与蓝靛果果汁中水分通过氢键、静电结合力和疏水作用等分子间作用力,形成稳定性高水合物、增强液滴聚结抵抗力,提高料液玻璃态转换温度,从而实现高集粉率和高花青素保留率的蓝靛果果粉低温喷雾干燥;红外光谱分析表明,复合助剂可在蓝靛果果粉中形成分子间氢键,并对花青素等活性物质进行固定包埋保护。研究结果可为蓝靛果粉喷雾干燥加工生产提供理论支撑和参考依据。

基于UPLC-QTOF-MS解析苦荞黄酮组成及药理学网络分析

为优化苦荞黄酮提取工艺并明确其具体成分结构和含量及药理作用,本研究以四川省凉山彝族自治州甘洛县优质苦荞为研究对象,对超声提取苦荞黄酮工艺进行了优化,采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱(UPLC-QTOF-MS)对主要黄酮成分进行结构鉴定,并采用超高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪对鉴定到的黄酮进行准确定量,同时利用中药系统药理学(TCMSP)系统分析其网络药理学特性。结果表明,超声辅助乙醇提取苦荞黄酮的最优条件为乙醇浓度90%(V/V)、超声功率140 W、超声温度70℃、超声时间60 min、提取溶剂与苦荞原料比50∶1(mL·g^(-1)),该条件下,提取液中共鉴定到黄酮16种,其中芦丁、表儿茶素和儿茶素含量分别达到115.81、72.99和23.08μg·mL^(-1)。这16种黄酮在防治心血管疾病、慢性炎症性疾病上具有重要作用。本研究可为苦荞精深加工综合利用尤其是功能性苦荞产品开发利用奠定基础。

谷氨酰胺转氨酶对板栗粉面团理化特性的影响

为改善板栗粉在无麸质食品领域的品质特性及加工性能,考察谷氨酰胺转氨酶(glutamine transaminase,TG)添加量分别为0、0.9、1.8、2.7、3.6 U/g(按板栗全粉质量计)时对板栗粉面团质构特性、流变特性、糊化特性等的影响,并从游离巯基含量的变化加以解释,最后通过扫描电子显微镜观察板栗面团的微观结构。结果表明:TG的添加可以增强板栗面团的黏度、硬度、弹性、咀嚼性和回复性,与空白对照相比,添加量为2.7 U/g时,其最终黏度增加6.8 cP、硬度增加7.55 g、弹性增加0.38、咀嚼性增加33.62 g、回复性增加0.118,板栗面团内部的结构更加稳定;随着TG添加量的增加,板栗面团的弹性模量和黏性模量均增加,综合黏弹性上升,抗外界形变能力增强,面团稳定性及加工性能随之提高;板栗面团游离巯基的含量随TG添加量的增加而减少,添加量为2.7 U/g与未添加时的相比,游离巯基含量减少了0.16 mmol/g。但TG添加量过多会导致蛋白过度交联,淀粉粒被迫外露,面团整体的稳定性降低。综上,当TG添加量为2.7 U/g时,改善板栗面团的理化特性效果达到最佳。

QuEChERS-UPLC-MS/MS法检测粮食中的黄曲霉毒素

构建QuEChERS-超高压液相色谱串联质谱(UPLC-MS/MS)检测粮食中6种黄曲霉毒素(B1、B2、G1、G2、M1、M2)的方法。样品经过乙腈-0.1%甲酸溶液(84∶16)提取后,经N-丙基乙二胺(PSA)净化,以0.1%甲酸-乙腈作为流动相,采用UPLC-MS/MS在多反应检测模式下进行测定,外标法定量。结果显示:6种毒素标准曲线相关系数均大于0.99,线性良好,加标回收率为80.83%~117.5%,相对标准偏差(RSD)为1.53%~15.59%。在不同粮食基质中,6种黄曲霉毒素的基质效应为0.81~1.12。该方法的准确度和精确度符合相关标准要求,具有前处理技术简单、净化效果好、精确度高等优势,适合小麦、大米、玉米、绿豆和红豆样品中6种黄曲霉毒素的定量分析。

挤压重组米食用品质研究进展

挤压重组米因其丰富的营养价值及特殊的功能作用而被越来越多的人接受,然而,人们也普遍认为挤压重组米食用品质不如天然大米。本文综述了目前常见的3种挤压重组米(营养强化型重组米、低GI重组米和挤压型方便米饭)的研究现状,从重组米原辅材料、挤压工艺和蒸煮条件等多角度系统性阐述挤压重组米食用品质的影响因素,并探讨了淀粉、脂质和蛋白质等组分对重组米食用品质的影响,以期为挤压重组米食用品质的改善提供参考。

微波处理对大米储藏过程中脂质变化的影响

为揭示微波处理前后大米储藏过程中脂类的变化规律,本实验对不同品种大米(津稻919、超北2号和稻花香2号)进行微波处理(850 W,50 s),并于不同条件下储藏3个月,评价其脂肪酶、脂肪氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活力,脂肪酸值、过氧化值、羰基值、水分分布及挥发性成分的变化。结果表明:微波处理可以有效降低大米的水分活度,改变大米籽粒微观结构,灭活各脂肪酶。微波处理后储藏期间津稻919、超北2号和稻花香2号大米脂肪酶、脂肪氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性分别平均下降了54.03%、71.11%、95.94%和46.04%。即使在37℃高温储藏90 d时,不同品种大米脂肪酸值、过氧化值和羰基值增加依然不明显,分别增加了0.716~1.436 mg/100 g、2.859~6.734 mmol/kg和3.697~5.308 mmol/kg。说明微波处理能有效钝化大米各脂肪酶活性,减少大米脂质水解氧化过程游离脂肪酸和氢过氧化物的产生,进而降低挥发性醛酮类物质的生成量,大大延缓大米储藏过程中的品质劣变。

不同压力蒸煮对中国菰米淀粉结构及理化特性的影响

以中国菰米淀粉为原料,利用扫描电镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪检测在常压蒸煮、高压蒸煮条件下菰米淀粉的晶体结构,并分析其热稳定性、凝沉特性及消化特性,探究其在不同条件处理下晶体结构和理化性质的变化。结果表明:蒸制处理后,淀粉的表观形貌、晶体结构、短程有序性、粒径大小无显著变化,蒸制提高了淀粉的糊化峰值温度、老化程度,降低了相对结晶度和热焓值。高压处理可促进淀粉老化,利于提高淀粉抗消化性。煮制处理后,淀粉结构破损严重,晶体结构由有序向无序转变,糊化后无明显的凝沉特性,粒径显著降低。经蒸煮处理后,淀粉慢消化淀粉含量显著提升,利于维持血糖平衡。

杂粮食品加工现状及市场前景

杂粮通常指除了大米、小麦、玉米等主粮之外的其他谷豆类食物。杂粮能够为人体提供膳食纤维、维生素、矿物质和蛋白质等多种必需营养素,具有调节血糖、降血脂、预防癌症、促进肠道健康、提高免疫力等功效。其主要加工方式有粉类加工、粒类加工、片类加工、预熟加工和发酵加工,不同的加工方式工艺流程、市场需求和产业发展各不相同。杂粮食品发展前景广阔,这得益于健康饮食的趋势、健康零食的流行、餐饮市场的需求、农村市场的拓展以及科技创新的推动。