响应面法优化石榴皮百香果果皮复合饮料发酵工艺及抗疲劳功能评价

本研究以石榴皮和百香果果皮为原料,进行石榴皮及百香果果皮(Pomegranate and passion fruit peel,PPFP)复合发酵饮料的研制,通过单因素及响应面试验优化复合饮料发酵工艺条件,并探讨其对小鼠运动耐力的影响。结果表明:复合饮料最佳发酵工艺条件为:石榴皮汁添加量20%、百香果果皮汁添加量24%、发酵时间36 h、发酵温度40℃,感官评分为(94.05±1.85)分,活菌数为(8.5±0.2)lg(CFU/g),在此发酵工艺条件下研制的复合饮料色泽均一,具有石榴皮混合发酵后的独特风味,酸甜适口,无明显分层现象。小鼠试验结果表明:与空白对照组相比,低、中、高剂量组可显著延长小鼠负重力竭游泳时间,小鼠肝糖原和肌糖原储备显著增加,显著降低小鼠血清中乳酸和尿素氮含量(P<0.05)。说明PPFP复合发酵饮料有利于提高小鼠机体运动耐力。

基于生物网络分析研究柑橘属果皮辅助预防2型糖尿病作用

目的:初步阐明柑橘属植物果皮辅助预防2型糖尿病的主成分与机制。方法:体外测定柑橘属植物果皮对α-糖苷酶的抑制活性,后通过网络药理学预测其可能的活性成分及其可能的作用机制,再用分子对接验证。结果:13批柑橘属植物果皮均对α-糖苷酶有一定的抑制作用,且在线性范围内呈现量效关系。网络药理学和分子对接技术预测,得到活性成分柚皮素、桔皮素、月桂酸可能通过氧化应激等途径来抑制高血糖,与炎症中的PI3KAkt、Ras、HIF-1信号通路有关,和血管相关的VEGF信号通路等有关。桔皮素为主成分。结论:柑橘属植物果皮对α-糖苷酶有抑制作用,可能对2型糖尿病有一定的辅助预防的作用。

响应面法优化超声提取多花黄精多糖工艺及其生物活性研究

通过响应面法和超声波辅助法优化多花黄精多糖的提取工艺,并研究多糖的抗氧化活性。采用单因素试验及Box-Behnken Design方法,以提取物中多糖的含量作为评估指标,以确定最佳提取工艺。结果显示,超声功率对多花黄精多糖含量影响有显著影响,液料比、超声波时间、超声波温度对实验结果影响不大。多花黄精多糖的最佳提取工艺条件为:液料比41 mL/g、超声时间40 min,超声功率151 W,超声温度59℃,最佳提取工艺条件下多花黄精多糖含量可达(16.67±0.53)%,且具有较强的抗氧化活性,30 mg/mL的多花黄精多糖对DPPH·的清除率为(61.35±0.96)%,对ABTS^(+)·的清除率为(97.58±0.70)%。因此,基于对多花黄精多糖的超声辅助进行响应面优化的提取工艺可靠、提取率高,可为进一步开发利用多花黄精提供依据。

纳豆激酶粗提物泡腾片的制备及其质量评价

为开发功能性纳豆激酶粗提物泡腾片,本研究以感官评价为考察指标,采用单因素和Box-Behnken响应面试验对纳豆激酶粗提物泡腾片制备工艺进行了优化。结果表明:纳豆激酶粗提物泡腾片的最佳制备工艺为崩解剂比例(酸源碱源)1.2∶1、崩解剂添加量70%、纳豆激酶粗提物添加量15%、麦芽糊精添加量10%、甜菊糖苷添加量0.9%、聚乙烯吡咯烷酮添加量2.5%,聚乙二醇8000添加量2.5%。在此条件下,所制泡腾片片剂表面光滑、口感良好、具有纳豆激酶粗提物独特气味,感官评价分为92.5±0.012,纳豆激酶活力为(298.20±1.15)U/g,所有质量指标均符合中国药典规定。

花椒黄酮提取液-壳聚糖复合保鲜涂膜剂制备及其对圣女果保鲜效果评价

以花椒黄酮提取液、壳聚糖作为复合保鲜涂膜剂制备材料,在单因素试验基础上,采用Box-Behnken试验设计安排试验,以花椒黄酮提取液及壳聚糖溶液浓度为自变量,加速货架期试验后圣女果质量保持率、硬度、可溶性糖及VC含量等指标的加权综合评分为响应值,利用BP(Back Propagation)神经网络结合遗传算法对复合保鲜涂膜剂配比进行优化研究;将按较优配比制备的复合保鲜涂膜剂对圣女果进行涂膜处理,分别在4、25℃下贮存,定时抽样检测,评价其保鲜效果。结果表明,复合保鲜涂膜剂较优制备条件为:花椒黄酮提取液浓度0.5283 mg/mL、壳聚糖溶液浓度0.6957%,两者复配比例1:1(v/v);贮存试验结果显示,其对圣女果保鲜效果良好。研究结果可为该涂膜剂在果蔬保鲜领域的应用提供参考。

响应面法优化藜麦萌发工艺条件研究

以藜麦为原料,先通过单因素实验研究发芽过程中γ-氨基丁酸、多酚、黄酮含量变化,并在此基础上进一步利用三水平三因素响应面法优化了藜麦种子浸泡温度、浸泡时间和发芽时间,以最大限度地提高藜麦中γ-氨基丁酸、多酚、黄酮的含量。结果表明:藜麦发芽的优化条件为浸泡温度25℃、浸泡时间2 h、发芽时间46 h;在此条件下藜麦中GABA含量为0.944 mg/g,多酚含量为3.70 mg/g,黄酮含量为2.14 mg/g,与未发芽条件下的相比显著提升。藜麦发芽后营养价值大大提高,其中多酚、黄酮、γ-氨基丁酸(GABA)含量提高最显著。本研究为藜麦芽菜的开发利用提供支持。

超声处理时间对莲藕淀粉理化和结构特性的影响

以莲藕淀粉(lotus root starch,LS)为对象,探究不同超声时间(0、10、20、30、40、50 min)对LS糊化特性、流变特性以及片层结构、结晶结构、短程有序结构、微观结构等的影响。结果表明,不同超声时间处理后LS分子链溶胀和缠结增加,糊化黏度最大增至(6059±31)mPa·s;淀粉颗粒表面出现裂缝、塌陷及坑洞,利于水分子进入,黏弹性增加。在超声作用下LS的α-1,6-糖苷键被破坏,部分支链断裂,形成淀粉短链,重新排列成有序的结构,短程有序结构增多,R_(1047/1022)值升高了3.20%;较短时间的超声处理(30 min)增强了淀粉分子间的相互作用,双螺旋结构变得有序和紧密,使T_p和ΔH值分别增大了11.09%和89.21%。长时间超声处理(40~50 min)不利于这种有序结构的形成。本研究结果可为超声技术在淀粉理化特性及多尺度结构调控中的应用提供理论参考。

响应面法优化魔芋葡甘聚糖的纯化工艺

魔芋粉中脂肪、蛋白质等限制魔芋葡甘聚糖的应用,因此对魔芋粉进行纯化处理得到纯度更高的魔芋葡甘聚糖应用于食品、药品等产业。本研究采用乙醇作为溶剂,对利用超声波辅助纯化魔芋粉的工艺进行优化。经过单因素实验分析料液比、乙醇浓度、超声时间、超声功率、超声温度5个相关因素的显著性,选择料液比、乙醇浓度和超声时间为较显著的因子进行分析。而后通过响应面拟合模型对各相关因素进行优化,最终确定在料液比1:102(g/mL)、乙醇浓度73%、超声时间55 min、超声功率175 W、超声温度50℃条件下,魔芋葡甘聚糖含量为88.1%,与预测值相近,纯化工艺切实可行。利用红外光谱仪和X射线衍射仪测定优化前后样品结构,未发现明显差异。经该工艺纯化后的魔芋粉中魔芋葡甘聚糖含量明显高于未纯化魔芋粉,且结构受影响较小,本文旨在为魔芋葡甘聚糖的高效开发和利用提供理论依据。

响应面法优化超声辅助提取姬菇多糖及其体外抗氧化性

采用超声波辅助提取法从姬菇中提取多糖,以提取率为指标,首先通过单因素实验考察了液料比、提取温度、提取时间和超声波功率对提取率的影响,然后设计响应面试验对姬菇多糖最优提取工艺参数进行优化。结果表明,姬菇在料液比30 g/g、提取温度75℃的条件下,采用500 W功率超声波辅助提取80 min,姬菇多糖的提取率最高可达16.38%。将提取后的姬菇粗多糖TCA脱蛋白、双氧水脱色和透析后得到纯化的精多糖,两种多糖具有一定的清除羟基自由基和ABTS+自由基能力,但是精多糖的抗氧化活性低于粗多糖,且二者的抗氧化活性均低于维生素C。因此,姬菇多糖的纯化对其抗氧化性有显著性影响,纯度越高,抗氧化性越小。

微藻的功能特性及其在食品中的应用研究进展

随着全球人口的增长,粮食生产逐渐呈现供不应求的局面,与此同时,日趋下降的环境质量也在迫使传统的食品供应体系发生改变。微藻中含有丰富的宏量营养素和生物活性物质,不仅可以为人体提供营养,而且具有抗氧化、抗菌、免疫调节等功能,作为潜在的食品原料新来源,受到越来越多的关注。本文综述了微藻的特征及可食用种类,详细介绍了微藻蛋白、多不饱和脂肪酸、多糖和其它生物活性物质的生理活性功能,深入讨论了其在替代肉类蛋白、补偿减盐食品风味、抑菌防腐和功能性食品开发方面的应用潜力及前景,总结了其在食品应用中现存的问题与挑战,展望未来的发展方向,旨在为微藻类食品的开发和食品新资源的探索提供理论参考。

姜黄油成分分析及其微乳液的制备、表征、生物活性及体外消化

采用气相色谱-质谱联用仪、气相色谱-离子迁移谱联用仪和电子鼻对姜黄油的活性成分进行分析,结果显示相对含量较高组分为芳姜黄酮(23.09%)、姜黄酮(21.36%)和β-姜黄酮(14.93%)。为最大限度提高姜黄油的稳定性以及掩盖其刺激性呈味物质,通过构建微乳液对其进行包封。采用水滴定法制备并以伪三元相图获得姜黄油微乳液的最佳工艺:油相为姜黄油,表面活性剂为吐温80,助表面活性剂为1,2-丙二醇,水相为去离子水,表面活性剂与助表面活性剂的质量比为4∶1,混合表面活性剂与油相的质量比为8∶2,微乳液水分质量分数为70%,此时形成的微乳液区面积最大。对姜黄油微乳液进行表征,测得其pH值为6.81±0.02,密度为(1.053±0.001)g/mL,多分散性指数为0.27±0.11,平均粒径为(32.81±14.54)nm,其为水包油型微乳液,姜黄油微乳液液滴呈球形或椭球形。制备的姜黄油微乳液具有良好的离心稳定性、贮藏稳定性和口腔胃液消化稳定性,可以在肠道中释放并被消化利用。构建微乳液体系可显著提高姜黄油的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基和2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)阳离子自由基清除率。综上所述,微乳液包封可显著提高姜黄油的稳定性和抗氧化活性,能进入肠道进行有效释放消化,研究结果可为姜黄油高值化开发利用提供理论基础。

浓香型天然香辛料风味特征及对肉制品风味形成影响的研究进展

浓香型天然香辛料以浓香为香气特征,具有芳香性和刺激性,呈香组分以芳香化合物为主,典型代表为八角、桂皮、小茴香、丁香等。国内外广泛使用上述浓香型天然香辛料,尤其是在酱卤肉制品和发酵肉制品中。然而,目前对于天然香辛料赋香呈味机制的研究仍不够深入和系统。本文在查阅近年来国内外相关研究基础上,以典型的浓香型天然香辛料为代表,系统综述了浓香型天然香辛料的风味分析方法、风味特征及其关键风味成分。同时讨论了其对肉制品风味形成的影响:香辛料风味成分可以通过直接迁移进食物中对酱卤肉制品的风味产生影响,也可以通过抑制脂肪氧化和抗杂菌作用等方式改善发酵肉制品的风味。在此基础上,本文进一步总结了浓香型天然香辛料的赋香呈味机制,即香辛料中风味成分直接迁入食品中赋香;香辛料组分与食品基质发生生香反应;抑制风味前体物氧化进程;抑制致腐菌生长,改善不良风味的形成。通过对浓香型天然香辛料风味特征及赋香呈味机制总结,有利于科研工作者深入发掘浓香型天然香辛料调控食品风味形成机理,同时为食品企业,尤其是肉制品生产企业进一步合理开发、利用天然香辛料提供参考。

基于纤维素稳定乳液的生物活性物质运载体系研究进展

将生物活性物质封装于纤维素稳定的乳液载体中,可以有效实现功能成分的封装保护、分散利用和运载释放。纤维素的结构特性使其在提高乳液稳定性的同时,也为乳液体系的荷载和释放创造了广阔的设计空间。鉴于此,本文从纤维素乳液的稳定机制、稳定乳液载体的纤维素类型、体系负载的主要生物活性物质及影响其释放的主要因素出发,对基于纤维素稳定乳液的生物活性物质运载体系研究进展进行了系统综述。本文重点阐明了纤维素乳液在功能因子的递送过程中,由其自身高长径比及高机械强度的特性调节的乳液系统释放过程及相关的控释与缓释机制,以期为食品级生物活性物质递送体系的开发利用提供借鉴与参考。研究证实,纤维素稳定的乳液载体可以在改善活性组分的分散性及氧化稳定性的同时,控制其负载的功能因子的释放,进一步提高活性组分的生物利用度。然而,其在食品体系中的安全性评价等方面还存在广阔的研究空间,相关毒理学试验亟待开展。

乳提技术提高干姜提取物生物利用度及其抗炎活性研究

本研究通过细胞和动物实验,以市售的干姜水提物为对照,研究干姜乳提物的生物利用度及抗炎功效优势。采用高效液相色谱法分析干姜提取物中姜酚类物质的含量,通过构建Caco-2细胞吸收模型及结肠炎大鼠模型,研究干姜乳提物的生物利用度及对结肠炎大鼠的改善作用。结果显示:干姜乳提物中特征性活性成分6-姜酚的含量较干姜水提物提高了13.1%;Caco-2细胞对干姜乳提物中总姜酚吸收量高于干姜水提物,在培养24 h后,细胞中干姜乳提物中总姜酚吸收量较干姜水提物提高了34.9%;相比于干姜水提物,干姜乳提物能显著改善结肠炎引起的大鼠体重的下降,降低其疾病活动指数(disease activity index,DAI)、结肠萎缩和脾脏指数,结肠组织中炎症因子(肿瘤坏死因子-α,tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)表达水平显著降低(P<0.05),超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性增强,丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量显著降低(P<0.05)。结果表明干姜乳提物具有较好的生物利用度,可有效减缓葡聚糖硫酸钠盐诱导的大鼠溃疡性结肠炎症状。本实验结果可为干姜功效成分的高效提取利用及含姜类功能食品的开发研究提供理论参考。

通关藤多糖结构表征及生物活性研究

以通关藤为原料,采用超声辅助水提法提取通关藤多糖,研究其结构表征及体外抗氧化、抗肿瘤细胞增殖作用。采用紫外可见分光光度计、离子色谱仪和红外光谱仪对通关藤多糖的结构进行表征,通过自由基清除能力评价通关藤多糖体外抗氧化活性。利用四甲基偶氮唑盐(MTT)法测定不同浓度通关藤多糖分别作用于人肝癌细胞HepG224 h、48 h的细胞抑制率。结果显示通关藤多糖的多糖含量为72.83%,由Glc、Gal、Ara、Rha、Xyl、Man、ManA、GalA和GlcA组成,其摩尔比为58.5∶17.8∶17.1∶2.4∶1.2∶0.9∶0.9∶0.6∶0.5;通关藤多糖对DPPH自由基、ABTS自由基和羟自由基都具有一定的清除作用,且呈现浓度依赖性。通关藤多糖可抑制人肝癌细胞HepG2增殖,且呈浓度与时间依赖性。因此,通关藤多糖具有良好的体外抗氧化和抗肿瘤细胞增殖作用,具有潜在的开发应用价值。

山栀子不同部位活性成分含量及抗氧化活性

为比较山栀子不同部位活性成分并评价各部位体外抗氧化活性,本文用超声辅助提取法提取山栀子不同部位有效成分,并测定得率;使用紫外-可见分光光度法测定总环烯醚萜、总藏红花素、总黄酮和总酚含量;利用高效液相色谱法测定山栀子不同部位活性成分单体;采用DPPH、ABTS+自由基清除试验评估其体外抗氧化能力,并进行活性成分与抗氧化活性的相关性分析。结果表明,山栀子叶中的总环烯醚萜和总酚含量最高,分别为244.87±5.89 mg·g^(-1)和16.71±0.55 mg·g^(-1);山栀子果中的总藏红花素(16.18±1.40 mg·g^(-1))相较于其余部分存在显著性差异(P<0.05),其中藏红花素-Ⅰ为藏红花苷主要形式,约占总藏红花素的60%;山栀子花中的总黄酮含量最高43.61±1.01 mg·g^(-1)。根据DPPH自由基、ABTS+自由基清除率试验,山栀子叶的抗氧化活性最好,IC50分别为36.00±2.70和31.96±3.87μg·mL-1;经相关性分析发现环烯醚萜类化合物与酚类化合物与抗氧化能力呈强相关性。采用超声辅助提取法提取得到的山栀子不同部位活性成分,发现不同部位均具有一定抗氧化能力,同时叶具有超越果的抗氧化活性,为天然抗氧化剂的开发提供了理论来源。

基于细胞微观形态定量的桃果实硬度变化差异性研究

为定量表征不同质地桃果实细胞微观形态及硬度变化的差异性,利用质构仪、多元显微成像结合计算机处理技术,追踪分析了贮藏期间不同质地桃果实(“美瑞”、“深州水蜜”及“金童5号”)果肉、果皮的硬度和细胞形态参数变化。结果表明,贮藏期间桃果肉、果皮硬度均呈现显著下降趋势,其中果肉硬度降低幅度(58.68%~78.20%)显著大于果皮硬度降低幅度(35.53%~65.19%),更适用于桃硬度软化表征。贮藏初期(贮藏1 d),桃果肉细胞形态规则、排列紧密,其中“深州水蜜”细胞截面积(A)最大(1500~33000μm 2);“金童5号”果实细胞圆度为0.70~0.90的细胞占比约为92.80%。随贮藏时间延长,“深州水蜜”细胞融合现象加剧,出现了部分巨大细胞(A>35000μm 2);“美瑞”细胞截面孔隙率呈现持续增长趋势,细胞出现皱缩现象;“金童5号”细胞截面周长增幅最小,细胞形变幅度最低。扫描电镜和透射电镜结果进一步印证了,贮藏期间溶质桃“深州水蜜”细胞结构最为疏松,细胞壁解聚严重,细胞质溶出最为明显;不溶质桃“金童5号”细胞结构相对完整,细胞质少量溶出;硬质桃“美瑞”细胞由圆形转变为椭圆形,且其结构改变程度介于溶质桃与不溶质桃之间。研究基于细胞形态的定量表征,明确不同质地桃果实硬度的差异性改变,旨在为基于质地差异的桃果实分等分级和定量表征桃果实细胞形态与硬度改变提供理论依据。

基于模块优化强化大肠杆菌合成乳糖-N-新四糖的研究

乳糖-N-新四糖(lacto-N-neotetraose,LNnT)作为人乳寡糖核心组分之一,在婴幼儿成长发育过程中发挥着重要作用。为寻找高效的LNnT生物合成方法,探究模块优化对大肠杆菌合成LNnT产量的影响,以大肠杆菌BL21(DE3)ΔlacZ为出发菌株,根据合成路径中的关键代谢物质将LNnT合成路径划分为:外源酶所在路径的模块A,UDP-半乳糖合成路径的模块B和UDP-N-乙酰氨基葡萄糖合成路径的模块C。利用不同拷贝数质粒初步优化模块A、B和C的表达强度,当大肠杆菌BL21(DE3)ΔlacZ共表达重组质粒pRSF-lgtA-A.act和pET-galE时,LNnT产量最高,达0.87 g/L。通过CRISPR/Cas9技术敲除setA和ugd强化模块A和模块B,获得的重组菌株E20合成LNnT产量达1.16 g/L。摇瓶发酵条件优化后,重组菌株E20合成LNnT产量达1.28 g/L。在5 L发酵罐中,LNnT分批补料发酵产量达15.53 g/L,发酵过程最高生产强度为0.43 g/(L·h)。模块优化强化大肠杆菌高效合成LNnT有望为人乳寡糖的高效生物合成提供理论基础,进而推进婴幼儿配方食品产业的革新。

食品风味物质合成机理及检测方法研究进展

风味物质赋予食品独一无二的特质,决定感官评价指标中的香和味,可直观影响食品质量,反映食品的特征品质和质量要求,是食品品质重要特征之一。风味物质对食品的研究、生产及消费均有重要作用,对其进行深入研究、开发与利用对食品产业的发展有重要作用。本文介绍食品中风味物质的定义及分类,阐述脂肪酸代谢、氨基酸代谢和碳水化合物代谢等途径合成风味物质的机理,综述风味物质检测方法及其在食品加工工业中的应用,并对风味物质检测的局限性和未来检测的发展方向进行展望,以期为食品风味物质的开发利用提供方向。

酒精含量对快速发酵醉椒风味物质及微生物群落组成的影响研究

醉椒是以高酒精度白酒(30%以上)和辣椒为主要原料,低盐慢速发酵的西南特色鲜辣、低刺激调味品。其发酵周期长,且发酵原理、风味特征和微生物群落组成不明,制约品质和安全性控制。文章研究发现15%以上白酒(60%)显著抑制醉椒发酵过程,6%白酒发酵过快,酸味明显,质构变软;9%和12%为最适白酒添加范围,发酵30 d后pH稳定在3.5,总酸含量为13.93~15.92 g/kg,无酸味,无霉变,有清香味,咀嚼感良好;亚硝酸盐含量低于0.8 mg/kg,大肠菌群未检出。GC-MS结合16S rDNA、ITS高通量测序显示,真菌多样性高于细菌,克鲁维毕赤酵母、膜醭毕赤酵母、皱枝孢霉为优势真菌,黄曲霉、赭曲霉未检出,植物乳杆菌、肠膜明串珠菌为优势细菌;乳酸酯、萜类、糖醇、寡糖和鲜味氨基酸为醉椒特征风味物质。