新工科教育背景下《食品微生物学》课程教学模式革新研究

近年来,随着食品安全受关注度提升,微生物指标对食品安全至关重要,食品包装则直接影响食品的安全性及货架期。《食品微生物学》课程是食品质量与安全、食品科学与工程等相关食品专业的主干课程,涉及基础知识与实践应用的结合。在当前新工科教育背景下,传统教学模式存在学生自主创新能力有待提高、实验教学易受多种现实条件限制、思政元素与课程教学融合不紧密等亟待解决的问题。构建了“三新、三提升”的混合教学模式,以期为工程教育专业认证和培养现代食品加工领域应用型复合工程技术人才提供借鉴。

品质导向的粮油食品精准加工分子基础与调控

粮油是国家最重要的战略物资,粮油食品产业在国民经济中起着基础作用,深度关系着国计民生和国民健康。粮食和油料中营养组分丰富及其多尺度结构复杂,且加工方式多变,进而影响粮油食品的感官、安全特性和消化吸收、营养健康效应。本文通过系统梳理粮油食品发展现状及产业战略意义,品质导向的粮油食品加工与制造发展现状及面临的挑战,提出从粮油食品的加工过程控制,营养组分多尺度结构变化与结构重构,多维度品质特性调控3个角度,系统解析基于品质导向的粮油食品精准加工的结构基础与调控机制,重点探讨粮油食品中主要营养组分的加工适应性、互作机制,粮油食品加工对感官品质、健康品质和安全品质等品质特性的影响,多维品质与加工过程构效关系与关联调控机制等制约粮油食品未来发展的研究方向,以期建立品质导向的粮油食品精准加工的理论基础、技术方法和新型绿色加工策略,为创制感官、安全和健康品质协同提升的营养健康粮油食品提供理论支撑,推动我国粮油食品加工产业的高质量发展。

生物基纳米复合食品包装材料的抗菌性研究进展

因目前使用的食品包装多是不可降解的塑料制品,造成严重的环境污染,故对于可降解食品包装材料的研制和使用迫在眉睫。生物基纳米复合材料是以生物基聚合物为基质,以纳米物质为分散相组成的一类复合材料。这类材料表现出优异的灵活性、生物相容性、生物降解性和较低的成本效益等特点。本文主要介绍生物基纳米复合材料的组成、分类和性能,总结这类生物基纳米复合材料在抗菌方面的优越性及在食品领域中的应用研究进展。

畜产与海洋食品绿色高质加工及减损增效理论

在大食物观及“双碳”战略下,推动畜产与海洋食品加工链绿色制造和可持续发展已刻不容缓。本文分析了我国畜产与海洋食品领域研究及产业发展现状和国家重大需求,凝练了该领域亟需解决的4个关键基础科学问题,包括解析畜产与海洋食品品质劣变机制,阐明其储运、加工和综合利用的生物学基础,建立加工过程危害物控制、品质提升及营养健康理论与技术,构建动物肉和营养组分生物合成的细胞工厂。对未来研究方向提出建议:基于多学科交叉的食品科技创新,布局低碳加工、生物制造、智能制造、细胞工厂、大数据、精准营养新业态,建立新型畜产与海洋食品低碳绿色加工与减损技术体系,使畜产与海洋食品满足人民群众对营养、健康、安全、美味、个性化的需求。

哈尔滨市香坊区学龄儿童牛乳蛋白过敏状况调查

目的了解儿童牛乳蛋白过敏(cowmilk protein allergy,CMPA)现状,为CMPA的防治和致敏食物的监管提供科学依据。方法以自编问卷、皮肤点刺试验、德国敏筛试纸实验作为初步诊断依据,对哈尔滨市5840名6～10岁学龄儿童进行筛查,分析牛乳蛋白过敏的影响因素。结果在有效答卷5720份中,自诉牛乳蛋白过敏的学生196例,其中47例皮肤点刺实验、德国敏筛试纸均呈阳性,CMPA发生率为0.82%。牛乳蛋白过敏多为皮疹,其次为胃肠过敏。除对牛乳蛋白过敏外,同时也对其他食物过敏。喂养方式、其他食物过敏情况、父母过敏情况是CMPA发生的影响因素。结论应采取母乳喂养、推荐食用低致敏婴儿配方粉等综合措施预防和治疗CMPA。

三种马铃薯氧化淀粉的部分性质及其对哈尔滨红肠品质的影响

采用过氧化氢、次氯酸钠和二氧化氯作为氧化剂制备马铃薯氧化淀粉,然后对其部分性质进行研究,并考察了其对哈红肠品质的影响。其中,H2O2作为氧化剂制备的氧化淀粉,其羰基含量明显高于次氯酸钠氧化淀粉和ClO2氧化淀粉。与原淀粉比较,三种氧化淀粉的凝沉性有了不同程度的提高,其透光率也显著提高。马铃薯原淀粉经ClO2氧化后,粘度提高至原淀粉粘度的3倍,而H2O2和次氯酸钠制备的氧化淀粉,其粘度则显著降低。由电镜扫描结果可知,马铃薯原淀粉经H2O2、次氯酸钠和ClO2氧化后,淀粉表面变得较为粗糙。将三种马铃薯氧化淀粉添加到哈尔滨红肠中,通过质构分析发现红肠的硬度和咀嚼性显著提高,而弹性和内聚性无明显差异。

哈尔滨地区不同泌乳阶段母乳中低聚糖变化的研究

通过收集中国哈尔滨地区63位母亲(泌乳期1~18个月)母乳样品,采用Waters TQ-S质谱仪在负离子模式下进行质谱分析,探究在不同泌乳期中母乳低聚糖(HMOs)的组成和含量变化。结果表明:在收集的泌乳期母乳样品中6种HMOs的组成和含量均在不断变化。其中2'-FL、6'-SL、LNnT、LNFP-I的含量随着泌乳期的延长而逐渐降低、而3'-FL的含量随着泌乳期的延长而逐渐升高,3'-SL的含量随着泌乳期的延长先降低后升高。不同分泌型母亲泌乳期内HMOs变化较大。该研究表明,HMOs在不同的母乳期含量不同,泌乳初期相对含量更多,随着泌乳时间的延长,大部分HMOs在母乳中的含量逐渐降低。

盐浓度对东北农家酱品质变化的影响

文章研究了东北农家酱发酵过程中盐浓度对其品质变化的影响。通过控制东北农家酱的盐浓度(8%、10%、12%),在其发酵过程中(0,15,30,45,60 d)测定其品质变化,包括感官品质(滋味、气味、色泽、体态)、理化与微生物指标(总酸、氨基酸态氮、菌落总数),同时采用电子鼻对产生的风味物质种类进行了初步的分析。结果表明,盐浓度为10%的样品感官品质评分最高,其各项评分分别为35.90,25.90,17.30,9.00。电子鼻结果表明,东北农家酱在发酵过程中,会生成甲基类、醇类、醛酮类化合物,而盐浓度的增加会抑制烷烃类、醇类与氢化物类化合物的产生。酱中的总酸、氨基酸态氮与菌落总数随着盐浓度的增加呈现出下降的趋势。其中盐浓度为10%的样品的理化与微生物指标最为适宜,其各项指标分别为1.06 g/100 g,1.68 g/100 g,8.10 lg CFU/g。由此可知,过高或过低的盐浓度都会降低东北农家酱的品质,结合感官品质评价与理化指标可知当盐浓度为10%比较适合东北农家酱的发酵。

后生元的作用机制及其在食品中应用

随着科学家们对益生菌研究的不断深入,“后生元”一词逐渐进入公众视野。后生元是一类对人体有益的灭活的微生物制剂,本文从后生元的概念,后生元的作用机制及其与食品的联系等方面对其进行介绍,探讨后生元对人体健康的影响以及其在食品中的发展潜力。

基于HS-GC-IMS和HS-SPME-GC-MS的蛋白酶对豆粕挥发性风味的影响分析

为研究不同蛋白酶酶解对豆粕挥发性风味成分的影响,选用4种蛋白酶(碱性蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、风味蛋白酶)对豆粕进行酶解,采用顶空-气相色谱-离子迁移谱(Headspace-gas chromatography-ion mobility spectroscopy,HS-GC-IMS)和顶空固相微萃取-气相色谱-质谱(Headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)联用技术分析不同豆粕酶解物(Soybean meal hydrolysates,SMH)的挥发性风味成分,并结合主成分分析(Principal component analysis,PCA)、热图聚类和正交偏最小二乘判别法(Orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)对不同SMH进行分析。结果表明:碱性蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶和风味蛋白酶酶解豆粕的挥发性风味成分存在较大差异。HS-GC-IMS鉴定出84种挥发性成分,筛选得到33种差异风味物质,发现酶解后酮类物质显著降低而醛类、醇类和酯类物质含量明显增加。PCA结果表明不同SMH之间的风味存在显著差异。最终通过OPLS-DA筛选出贡献较大的挥发性化合物,同时构建出可靠的用以鉴别SMH的模型。HS-SPME-GC-MS检测出103种差异风味物质,可用于区分不同SMH,被检出的挥发性组分中醛类、醇类和酮类等化合物为SMH风味的形成做出主要贡献,明晰了部分风味化合物形成的原因。PCA和聚类热图结果表明不同蛋白酶酶解对豆粕的挥发性风味物质的种类和含量有显著影响,其中,风味蛋白酶和木瓜蛋白酶对豆粕的风味改善最为显著。

分离禽蛋壳膜粉碎装置刀片的设计与试验

为高效分离回收蛋壳膜,设计了一款采用剪切和碾压的粉碎方式专用于分离禽蛋壳膜的粉碎装置。采用干燥的蛋壳膜进行试验,通过理论分析和预试验确定刀片类型、刀片间隙、转子转速、筛网目数为主要影响因素,根据实际生产情况确定各因素的试验水平,以分离率和损耗率为评价指标进行四因素三水平响应面试验;利用Design-Expert 12.0对试验结果进行响应面分析,研究不同影响因素对评价指标的影响规律。验证试验结果表明:当调整转子转速为1374r/min、安装2目筛网、刀片间隙为1mm的50°剪切式刀片时,分离率为86.72%,损耗率为3.71%,大粒径蛋膜较多。试验装置有效提高了粉碎蛋壳膜后蛋膜的分离效果,降低了损耗率,具有极大的优越性。

加工方式对大豆油中挥发性物质的影响

为探究加工方式对大豆油风味物质的影响,采用电子鼻与顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用相结合的方法分析浸提、热榨和冷榨3种方式加工的大豆油挥发性物质的差异。结果表明:在3种大豆油样品中共检出86种挥发性物质,其中浸提油53种,热榨油54种,冷榨油45种,主要包括醛类、醇类、酮类、酸类、酯类、萜烯类、杂环类(呋喃和吡嗪)以及烃类等化合物。在3种大豆油中检出相同的挥发性物质有24种。主成分分析和层次聚类分析结果表明加工方式对大豆油风味的影响较大。采用气味活度值(OAV)判定3种大豆油样品的关键风味物质,浸提油中检出关键风味物质15种,以3-壬烯-2-酮等物质为主,使浸提油具有浆果风味。热榨油中检出关键风味物质16种,其中2,5-二甲基吡嗪等杂环类物质使热榨油具有独特的烘焙风味。冷榨油中检出12种关键风味物质,以(E,E)-2,4-庚二烯醛等醛类物质为主,使冷榨油具有天然油脂风味。偏最小二乘回归分析表明电子鼻与气相色谱-质谱联用的检测结果间存在较好相关性。

不同壁材对ARA微胶囊理化性质和稳定性的影响

为了筛选更优的壁材包埋花生四烯酸(arachidonic acid, ARA),该研究以ARA为芯材,乳清蛋白(whey protein, W)、乳清蛋白-葡萄糖浆(whey protein-glucose syrup, WG)和乳清蛋白-葡萄糖浆-乳糖(whey protein-glucose syrup-lactose, WGL)为壁材制备微胶囊,并对ARA微胶囊的包埋率、含水率、溶解度、堆积密度、休止角、粒径分布、微观形貌和氧化稳定性及热稳定性进行比较分析。结果表明,WGL的包埋率为98.64%,含水率为2.85%,溶解度为89.83%,堆积密度为0.54 g/mL,休止角为35.87°,粒径分布较均匀,其理化性质优于W和WG;表面结构呈完整球形、结构致密,有利于微胶囊的贮藏;采用碘滴定法测定过氧化值,在25和50℃贮藏条件下WGL的过氧化值分别为19.92和32.75 mmol/kg,均显著低于W和WG(P<0.05),表明WGL具有较高的氧化稳定性;由差示扫描量热法和热重法可知WGL的熔解温度和质量保留率最高分别为107℃和27.55%,表明WGL具有良好的热稳定性。综上,WGL的综合性质优于W和WG,表明WGL对ARA有较好的包埋和保护作用,该研究结果对选择合适的壁材包埋ARA微胶囊具有一定的参考意义。

超声辅助水剂法提取硅藻土中玉米蜡脂的工艺优化

为了提高玉米油精炼的附加值,并实现硅藻土的可循环利用,以玉米油精炼副产物含蜡脂的硅藻土为原料,采用超声辅助水剂法提取玉米蜡脂,考察了不同提取条件对玉米蜡脂提取率的影响,并通过响应面法优化玉米蜡脂提取的工艺条件。结果表明:超声辅助水剂法提取玉米蜡脂的最佳工艺条件为超声功率480 W、超声时间4 h、提取温度95℃、料液比1∶3,在此条件下玉米蜡脂提取率为(59.46±0.91)%。综上,超声辅助水剂法可以有效提取硅藻土中的玉米蜡脂。

不同酶解条件下大豆分离蛋白结构特性及起泡性研究

以大豆分离蛋白(SPI)为原料,采用碱性蛋白酶(Alcalase)进行酶解(0~180 min),通过凝胶电泳、傅里叶红外光谱(FT-IR)和内源荧光光谱等方法探究酶解产物的结构变化;通过表面张力、界面蛋白吸附量等指标说明酶解产物的界面行为,并分析结构变化和界面行为对泡沫性质的影响。经酶解后,蛋白中7S和11S典型条带消失并有新条带产生(约24 ku);与SPI相比,水解物中α-螺旋含量减少,β-转角和无规则卷曲含量增加;荧光波长发生红移。以上结果说明蛋白结构展开,进而促进蛋白功能性的改变。结果发现,酶解90 min时样品起泡性最好(起泡性指数143.20%),可能由于此时水解物平均粒径最低(208.10 nm),溶解度较高(90.44%),表面张力最低,有利于提升水解物在空气-水界面的吸附速率,但由于酶解作用产生较小的肽段失去了蛋白质网络结构的能力,因而对泡沫稳定性有负面的影响。此外,酶解作用大大提高了蛋白抗氧化性。通过酶解可以有效地改善SPI的起泡性,拓宽了酶解后的SPI作为一种有效的起泡剂在食品中的应用范围。

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。

大豆肽不溶性聚集体形成机制及应用研究进展

大豆肽是一种具有多种功能特性的酶解产物,因其具有抗氧化、降血压等特性在食品领域中应用广泛。蛋白质酶解过程中产生的不溶性聚集体含有人体必需的多种氨基酸,是一种优质的蛋白质资源。但其产生会降低蛋白质水解效率,丢弃则造成资源浪费和环境污染。目前这种不溶性聚集体的成因及有效利用引起了学界的广泛关注。文章综述了大豆肽不溶性聚集体的形成机制、影响因素、功能特性及在食品领域中的应用,为肽不溶性聚集体的深入研究及在食品领域中的应用拓展提供了理论基础。

新型辅助加工技术提高肉制品消化特性的研究进展

随着国民生活质量的提高,人们对肉制品的需求也不再仅仅局限于感官质量和卫生质量等基本特性。肉制品中蛋白质含量高达10%~20%,是人体不可缺少的营养物质。近年来,如何提高肉制品的消化率这一问题受到了广泛的关注。目前,改善肉制品中蛋白质的结构和功能特性是提高消化率的主要可行性途径。在传统蒸煮、烘烤等加工方式的前提下,肉制品的制作过程中辅以新型加工技术(如超声波、超高压、脉冲电场、真空低温烹饪、酶解技术等),可以达到改变蛋白质结构、提高蛋白水解酶活性的目的,从而提高肉制品的消化率。本文系统综述新型辅助加工技术在提高肉制品消化特性方面的研究进展,旨在探求更经济有效的加工方法,为提高肉制品的消化特性提供理论基础。

热处理方式对大豆脂肪氧合酶活力和构象的影响

通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)、圆二色谱、表面疏水性、荧光光谱以及分子对接等方法,研究不同热处理方式对大豆脂肪氧合酶(LOX)活力和构象的影响。结果表明:高温短时热处理可以显著降低LOX活力,其中120℃80 s+140℃15 s和100℃10 min热处理后,LOX活力分别降低了67.47%和60.53%。SDS-PAGE电泳结果显示高温热处理后LOX蛋白条带的分子质量并未发生明显变化,而条带强度减弱;热处理迫使LOX蛋白的α-螺旋和β-折叠相对含量降低,表面疏水性和内源性荧光强度增强,说明其二级结构和三级结构发生变化,LOX活力降低;通过分子对接模拟预测LOX活性中心非血红色铁周围的微环境,其在热处理过程中发生改变。推断高温热处理是通过破坏维持酶蛋白结构稳定的非共价相互作用力,促使LOX活性丧失,其中高温短时升温钝化LOX活性是较为合适的热处理方式。试验结果为大豆产品加工中LOX活性控制提供了数据参考。

中式传统菜肴方便食品研究进展

随着人们生活水平的提高以及科技的发展,人们对传统食品依赖的同时对食物的追求也更趋向于营养、方便和安全化,中式传统菜肴方便食品越来越受到人们的青睐。但是中式传统菜肴方便食品相较于传统菜肴往往存在色泽、风味、质地和滋味不足的问题,因此怎样改善这些问题是中式菜肴方便食品研究的热点。本文介绍了近年来国内外方便食品的研究现状,对中式传统菜肴方便食品进行了分类,并对速冻、真空冻干、罐头类以及其他类型的菜肴方便食品在制作方法和改善其色泽、风味、质地和滋味的方法进行了综述,介绍了在中式传统菜肴方便食品生产中的新方法、新技术、新问题,概括了中式传统菜肴方便食品工业化生产中的发展对策并对其未来的发展趋势进行了展望。