食品科学与工程专业课程体系改革的研究与实践——以兰州理工大学为例

为培养面向区域经济发展的现代高素质应用型食品人才,从准确定位培养目标、调整课程体系结构、整合与优化教学内容与优化实践教学体系4个方面,介绍兰州理工大学食品科学与工程专业课程体系改革的思路和实践。

兰州百合鳞茎花青素合成相关MYB与bHLH转录因子的筛选分析

百合鳞茎在采后贮藏过程中,由于花青素的积累导致鳞茎变紫红色,进而影响其价值。该文基于兰州百合鳞茎转录组数据,利用生物信息学技术分析花青素相关转录因子,共分析了50个MYB转录因子与73个bHLH转录因子,包括序列的比对、理化性质分析、亚细胞定位、系统进化关系以及保守结构域预测。MYB分类结果显示,50个MYB转录因子中有2个属于1R-MYB类,44个属于R2R3-MYB类,3个属于3R-MYB类,1个属于4R-MYB类。50个MYB不稳定蛋白均为亲水性蛋白,亚细胞定位表明48个MYB定位于细胞核。73个bHLH均为不稳定蛋白,且72个都为亲水性,亚细胞定位显示58个bHLH定位于细胞核。通过与模式植物拟南芥MYB和bHLH转录因子构建进化树分析、保守结构域预测、基因表达量分析以及转录因子与结构基因的相关性分析,初步筛选出3个MYB基因和1个bHLH基因可促进兰州百合鳞茎花青素合成,为进一步深入研究兰州百合鳞茎花青素调控基因提供了理论支持。

豆科牧草抗逆基因工程研究进展

豆科牧草是饲草的重要组成部分,也是支撑畜牧业发展、尤其是乳产业的重要基础。我国豆科牧草育种研究基础薄弱,干草和优质草种依赖进口,是我国畜牧业发展的短板之一。因此,加强豆科牧草的育种,尤其是当前发展迅速的生物技术育种,是促进我国草业发展和“弯车道超车”的重要途径。由于我国优质土地主要用于粮食生产,畜牧业主要分布在自然气候条件恶劣的地区,因此,我国草产业对抗逆性强的优质牧草品种极其依赖。鉴于生物技术育种的巨大潜力,本文就豆科牧草组织培养体系、遗传转化方法及近年来豆科牧草在抗生物、非生物胁迫等方面的研究成果加以综述,并对未来研究方向进行展望。

核酸酶NucB高效表达工程菌株的构建及功能测定

目的构建可以高效稳定表达核酸酶NucB的工程菌株。方法以大肠杆菌DH5α(DE3)为材料,采用基因编辑的方法将其中的必需基因lexA敲除,重新设计一个带有lexA基因的质粒进行基因回补,从而得到工程菌株DH5α(DE3)ΔlexA,再将带有目的基因nucB的质粒转入基因改造后的菌株中发酵培养生产核酸酶NucB并测定功能。结果经过基因改造后的大肠杆菌DH5α(DE3)ΔlexA与未经基因改造的大肠杆菌对比显示:改造后的菌株质粒非常稳定,蛋白表达量高且发酵过程中可以不用添加抗生素来生产核酸酶NucB。结论以基因编辑的方法成功构建一株无抗生素、高效稳定表达核酸酶NucB的工程菌株DH5α(DE3)ΔlexA。

以工程教育专业认证为导向的食品科学与工程专业课程体系研究与实践

以工程教育专业认证为导向,为培养面向区域经济发展的现代高素质应用型食品人才,从工程教育专业认证标准、概况、课程体系结构调整、整合优化理论教学内容和实践教学体系等方面介绍兰州理工大学食品科学与工程专业课程体系改革的思路和实践。

以工程教育专业认证为导向的地方工科院校食品科学与工程专业人才培养模式探索与实践

当前工程教育改革已经成为高等院校重要任务,工程教育专业认证是为了构建我国高等工程教育质量监控体系,提高工程专业教学质量而推行的一项重要措施,对改善教风学风,推进教学质量不断提高具有积极的影响。本文以兰州理工大学食品科学与工程专业为例,探索满足专业认证要求的地方高校食品科学与工程专业人才培养模式。

“四位一体”的《食品工程原理》课程体系建设与研究

《食品工程原理》课程是食品专业的核心课。在新工科背景下,以工程教育理念为导向,依据食品工程原理特点,基于课程组建设、课程内容改革、教学设计、多维度考核体系建设“四位一体”的《食品工程原理》课程体系,调动学生学习热情,让学生通过学、练、改和体验闭环学习,培养学生的应用能力和家国情怀。

基于科学知识图谱的大豆蛋白基食品包装膜研究态势分析

为减轻石油基包装材料带来的环境压力,研制天然、易降解的环保型大豆蛋白基食品包装膜现已成为当前研究热点。本文检索了Web of Science核心合集数据库(WOS)1990~2021年间关于大豆蛋白基食品包装膜的研究论文,运用科学知识图谱工具CiteSpace5.8.R3可视化处理了1318篇相关文献,结合文献资料法、定量分析法对大豆蛋白基食品包装膜的研究热点变化及发展态势进行深入探讨和分析。结果表明,大豆蛋白基食品包装膜的研究历程可分为初级起步、稳步发展和加速发展3个阶段,现今正处于加速发展阶段;中国发文量排名第一体现其在该领域巨大的发展潜力;美国的中介中心性值为0.59,表明其已具备较高的科研实力;《Food Hydrocolloids》为该领域具有引领力的期刊;大豆蛋白基食品包装膜的改性和食品包装应用为主流研究;未来研究趋向于搭载天然生物活性化合物的绿色食品包装膜开发。

基于高通量测序技术分析不同窖龄窖泥真菌群落多样性与空间异质性

利用Illumina NovaSeq高通量测序、冗余分析和FUNGuild等方法对甘肃金徽酒10a和50a窖龄窖池及其不同空间位置窖泥的真菌群落结构、真菌菌群与理化因子之间的关系以及真菌功能预测等进行研究。结果表明,随着窖池深度的增加,10 a窖池窖泥的多样性和丰富度呈现降低趋势,50 a窖池窖泥的多样性整体呈现升高趋势,而丰富度则呈现先降低后升高趋势,其中10a窖池窖壁上层的多样性和丰富度均显著高于其他位置(P<0.05),而50a窖池窖底层的多样性和丰富度均显著高于其他位置(P<0.05)。10a窖池窖壁层的多样性和丰富度显著高于50a窖池(P<0.05),而50a窖底层的多样性和丰富度明显高于10a窖池(P<0.05)。所有窖泥样品共检测到21个真菌门和520个真菌属,其中子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)和罗兹菌门(Rozellomycota)4个优势真菌门以及曲霉属(Aspergillus)和哈萨克斯坦酵母属(Kazachstania)等多数优势真菌属的相对丰度随窖池窖龄和空间位置的变化差异显著(P<0.05)。镰刀霉属(Fusarium)、Aspergillus、Kazachstania和红曲霉属(Monascus)与水分、腐殖质、K^(+)和Ca^(2+)含量呈正相关,枝孢菌属(Cladosporium)、维希尼克氏酵母属(Vishniacozyma)与pH值呈正相关。窖泥真菌营养类型主要有腐生营养型和病理-腐生-共生营养型等7种,功能类群包括4个单一功能群和7个混合功能群。通过系统分析不同窖龄窖池和空间位置的窖泥真菌群落多样性,为明确甘肃金徽酒窖泥的真菌群落结构及空间分布规律奠定了理论基础。

不同品种鲜食糯玉米采后贮藏品质及抗氧化酶活性的变化

为探究不同品种鲜食糯玉米采后贮藏品质及抗氧化酶活性变化规律,选用京科糯2000、京科糯768以及农科糯336为材料,研究其在20℃常温贮藏条件下感官品质、硬度、失重率、色泽、V_(C)、可溶性固形物、糖类物质、丙二醛含量和抗氧化酶活性的变化规律。结果表明,随着贮藏天数的延长,不同品种鲜食糯玉米均出现不同程度地籽粒失水皱缩、风味散失、光泽和甜度下降等现象,京科糯768表面劣变最为严重,其次是农科糯336,京科糯2000籽粒表面劣变程度最轻。三个品种鲜食糯玉米的硬度、L*值、V_(C)、可溶性固形物、可溶性糖含量均下降,失重率、b*值、淀粉和丙二醛含量总体升高。农科糯336中V_(C)、可溶性固形物和可溶性糖含量下降幅度最小,且淀粉和丙二醛含量上升幅度最小,并且可溶性糖含量和过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性显著高于京科糯2000与京科糯768(P<0.05),而抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase,APX)活性显著高于京科糯768(P<0.05)。综上,农科糯336在贮藏期间具有更好的营养价值和贮藏品质,并且还具有较高的POD活性。京科糯2000在贮藏期间,果实内部葡萄糖、果糖以及L*值的下降幅度和b*值上升幅度均最小,感官品质较好。而京科糯768能更好地维持玉米籽粒硬度值。

以学生为中心的制药工程专业《波谱解析》教学方法改革探讨

波谱解析是制药工程的专业必修课,学生普遍反映基本原理抽象,内容枯燥,传统教学方式教学效果差,难以理解复杂结构与抽象理论之间的关系,使其成为学生较难掌握的专业基础课程之一。在工程认证背景下,对波谱解析课程改进教学模式及方法,使传统的以老师为中心向以学生为中心转变,提升了学生的对谱图认知和结构解析能力,教学效果显著提升。

PGPR调控植物响应逆境胁迫的作用机制

盐碱、干旱等非生物胁迫是限制植物生长和产量的重要环境因子。植物根际促生菌(PGPR)是一类定殖于植物根系的有益微生物,利用其生物学功能制成的生物菌剂具有低成本、高效和环保等优点,不仅可促进植物生长与作物产量,还能提高植物对非生物胁迫的耐受性。本研究对PGPR定义和种类、生物学功能及其在植物响应盐碱、干旱、高低温及重金属等非生物胁迫中的作用加以综述,并对其未来研究方向进行展望,以期为今后PGPR介导植物抗逆性的研究与生物菌剂的开发和应用提供理论支撑。

野大麦肌动蛋白基因片段的克隆及其表达特征分析

野大麦(Hordeum brevisubulatum)是重要的野生禾本科牧草,具有多种抗逆性。为深入挖掘野大麦的抗逆基因,本研究以RT-PCR法克隆了野大麦肌动蛋白基因(Actin,ACT)的核心片段。采用BLAST序列比对,qRT-PCR实时定量方法对其序列特征和表达特性进行了分析。结果表明,野大麦ACT的基因片段长518 bp,编码171个氨基酸。BLAST分析表明,野大麦的肌动蛋白基因片段与大麦(Hordeum vulgare)ACT基因核苷酸序列的一致性达97%,与ACT蛋白氨基酸序列的同源性达91%,并将其命名为HbACT。与11种相关植物进行ACT氨基酸序列比对发现,HbACT含152个保守氨基酸和19个非保守氨基酸,说明HbACT蛋白具有高度保守性。qRT-PCR分析表明,在不同盐浓度处理条件下,不同处理时间野大麦各器官的HbACT的Ct平均值为19.30,地上部的变异系数为3.5,峰度系数为0.262;地下部的变异系数为5.3,峰度系数为0.409,均属于尖峰分布,Ct值的稳定系数均小于1.7。综上所述,HbACT基因表达稳定,可作为内参基因用于研究野大麦功能基因的表达模式分析。

三种动物粪便与甜高粱混合批次产甲烷潜能比较

为评估不同粪便对甜高粱原料利用率的影响,在温度为(37±0.5)℃、甜高粱与动物粪便的挥发性固体(VS)质量比为1∶1的条件下,比较了甜高粱与奶牛粪(SCM组)、猪粪(SPM组)和羊粪(SSM组)进行混合厌氧消化的产气性能,应用修正的Gompertz方程分析了甲烷产生的动力学过程。修正的Gompertz模型显示,各试验组相关系数R2=0.983~0.997,SCM组具有最大产甲烷速率(rm)78.37 m L/(g·d)(以VS质量计),较甜高粱原料组(SS组)提升了115.30%。在三个混合消化实验组中,SCM组具有最大的累积产沼气率、日产甲烷率和累积产甲烷率,分别为556.98、93.68和274.51 m L/g(以挥发性固体质量计)。SPM组具有61.60%的最大甲烷体积分数。SSM组的日产甲烷率较SS组降低了16.33%。SCM、SPM和SSM组的协同效应指数分别为26.15%、15.71%和28.24%。实验结果表明,SCM组更好地弥补了SS组具有高碳氮比的缺陷,实现底物间的优势互补,与SPM和SSM组相比,SCM组的累积产沼气率、日产甲烷率和累积产甲烷率更优。通过添加不同底物对产气率、产甲烷率和厌氧消化参数的比较,可为甜高粱在沼气工业中的利用提供理论依据。

含固率对甜高粱与奶牛粪产气特性的影响

文章基于不同含固率(TS)在粪秸厌氧共消化中产气率的不同,以碳素和氮素含量互补的全株甜高粱秸秆和奶牛粪为原料,评估在不同TS下厌氧共消化的产气特性。实验采用中温((37±0.5)℃)条件,底物中甜高粱与奶牛粪挥发性固体(VS)比为1∶1,设置奶牛粪的含固率为2%(T2组)、4%(T4组)、6%(T6组)、8%(T8组)4个处理组,分析不同TS组的产甲烷性能,动力学分析采用修正的Gompertz方程。结果表明,T2组的累积产气量为633.49 m L/(g VS)、累积甲烷产量为350.26 m L/(g VS),均为最高,随TS的增加累积产气率下降,高TS不利于沼气的生产。修正的Gompertz模型拟合结果R~2=0.988~0.999,随着TS的增加,延滞期变长,最大产甲烷速率降低,T2组与其他处理组相比混合消化体系最优。化学需氧量浓度和挥发性脂肪酸浓度均随着TS升高而升高。实验对全株甜高粱和奶牛粪的共消化高效产甲烷及过程稳定性控制具有指导意义。

热激转录因子HSF调控植物非生物胁迫响应的作用机制

热激转录因子(Heat shock transcription factors,HSF)是植物抵抗热胁迫最重要的转录因子家族之一,广泛存在于真核生物。HSF拥有高度保守的DNA结合域,可参与复杂的胁迫信号转导和响应网络。HSF作为信号转导链的末端组分,介导非生物逆境胁迫下靶标基因的表达。在逆境胁迫响应中,HSF受上游蛋白激酶介导磷酸化和泛素化或通过ABA信号通路结合热激元件,调控热激蛋白等下游基因的表达,从而提高植物的抗逆性。本文综述HSF的发现、结构、分类、调控机制及其在植物响应非生物逆境胁迫(极端温度、干旱、高盐碱和重金属等)中的作用机制,并对未来研究方向加以展望,以期为农作物和牧草抗逆性遗传改良提供理论依据和基因资源。

不同温度对鲜切百合鳞茎片紫红色变化的影响

在百合鳞茎的贮藏和加工过程中,鳞茎片经常发生紫红色变化的现象。为研究温度对鲜切百合鳞茎片紫红色变化的影响,采用不同温度(4、20、35℃)贮藏兰州百合鳞茎片,测定了百合鳞茎片表面色泽、总酚含量、总花青素含量、花青素合成相关酶及多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)和过氧化物酶(peroxidase,POD)活力变化。结果表明,较高的温度提高了百合鳞茎片总酚含量。在贮藏中期,温度通过促进PPO和POD的活力,增加了百合鳞茎片的褐变度,导致其表面品质下降。同时,较高的温度促进了苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase,PAL)、查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)、二氢黄酮醇还原酶(dihydroflavonol reductase,DFR)和花青素合成酶(anthocyanin synthase,ANS)等花青素合成相关酶的活力,且20℃的贮藏温度可以显著增加百合鳞茎片中花青素的积累,但都不足以使百合鳞茎片表面呈现紫红色。因此,温度不是影响鲜切百合鳞茎片紫红色变化的主要因素。

1株抗真菌贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)lut-Y1的鉴定及抑菌活性研究

【目的】探究1株来自枸杞果实的贝莱斯芽孢杆菌lut-Y1的生长特性及抑菌活性,为微生态制剂的开发和应用提供参考。【方法】通过形态观察和16S rDNA基因测序分析对该菌株进行鉴定;测定该菌株生长曲线及最适pH、碳源、氮源及盐耐受度;采用平板对峙法观察该菌株对链格孢菌(Alternaria alternate)、小麦根腐离蠕孢(Bipolaris sorokiniana)和小孢壳二孢(Ascochyta leptospora)的颉颃作用,并分析该菌株发酵液对3种病原真菌的抑菌活性。【结果】lut-Y1菌株在LB、NA和PDA培养基上均生长良好。根据形态和16S rDNA基因序列特征将lut-Y1菌株鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。在LB液体培养基中,lut-Y1菌株在0~3 h为迟滞期,3~18 h为对数期,18~62 h为稳定期,62 h后进入衰亡期;最适pH为7.0,最适碳源和氮源分别为蔗糖和蛋白胨,对NaCl的耐受量不超过2.0 g/L。lut-Y1菌株对链格孢菌有明显的颉颃作用,对小麦根腐离蠕孢和小孢壳二孢的颉颃作用较弱。对峙平板的两菌交界处,链格孢菌基内菌丝细弱、弯曲;小麦根腐离蠕孢基内菌丝细胞壁被破坏,有泡状突起。发酵液添加量为25%时生长圈直径分别缩小72.80%和83.24%。【结论】贝莱斯芽孢杆菌lut-Y1具有较好的抑菌活性,可为开发以芽孢杆菌为主要活性成分的微生态制剂提供材料。

以学科竞赛为纽带的“食品化学”专创融合课程建设研究

“食品化学”是食品科学与工程专业的核心课程之一,在深化教育改革的大背景下,“食品化学”专创融合课程建设研究是对食品专业人才培养模式的全新探索。在我国“大众创业、万众创新”持续推进的大背景下,基于学科竞赛的纽带作用,文章综合阐述了“食品化学”专创融合课程建设“目标融合、内容融合、教法融合”三个维度的融合策略,并结合线上线下混合式教学模式,探讨专创融合课程的改革与实践,为提高专业人才培养水平提供创新思路。

马铃薯营养特性及其功能性产品开发研究进展

马铃薯是世界第四大粮食作物,具有产量高、对环境适应能力强、种质资源丰富的特点。同时,马铃薯所含优质营养成分较高,其功能特性对人体健康也极其重要,因此,马铃薯受到了食品加工行业的广泛关注,深入研究马铃薯中的营养成分对食品工业、食品开发等行业均具有良好的意义。在此基础上,为了提高马铃薯在功能性食品开发方面的利用价值,本研究首先从马铃薯淀粉、蛋白、矿物质和膳食纤维等营养成分出发,概述其营养特性及在马铃薯中所占含量,深入分析了马铃薯的降血糖、抗菌和抗癌等生理功能,并进一步总结了马铃薯制品和马铃薯特色产品等功能性马铃薯食品的研究现状,讨论了目前马铃薯食品加工行业存在的问题并提出了相应的建议,旨在为功能性马铃薯食品的开发和产业化提供参考。