柚苷酶的生产及其在食品工业中的研究进展

柚苷酶体系由α-L-鼠李糖苷酶和β-D-葡萄糖苷酶组成,不同来源的柚苷酶性质不同,现在柑橘加工的主要产品柑橘汁的主要面临问题是蜜柚中的苦味物质,柚苷酶可以水解柚皮苷使果汁苦味减轻,是果汁脱苦的关键酶,但是目前国内关于柚苷酶方面的研究报道甚少,而且我国缺乏适合工业化生产的高产酶菌株,这就极大限制了应用,本文主要介绍柚苷酶的酶学性质、微生物生产方法以及在食品工业中的应用。

木聚糖酶的研究进展及其在食品领域的应用

木聚糖酶在半纤维素转化成工业产品过程中发挥着重要作用,尤其是在食品和化工行业中。本文对木聚糖酶的分类及基本性质,酶的制备生产,酶分子改造方面的研究进展、趋势进行了总结。主要介绍了木聚糖酶的一般适用环境,天然菌株及基因资源的发掘情况,包括基于理论研究及应用需求进行酶蛋白改造的通用方法及进展。另外,对木聚糖酶在食品行业中的应用,如功能性寡糖的制备及其在烘焙食品、果汁和酿酒等方面的应用均进行了论述。关于木聚糖酶的研究将会在新资源发掘,关键酶催化性质尤其是在较复杂催化环境影响因素的确认,以及工业适用性方面进行更多的探讨和拓展。

基于气相色谱-离子迁移谱和电子鼻技术研究籼米口腔加工过程中的风味释放

为研究籼米米饭在口腔加工过程的风味释放规律,通过志愿者对籼米米饭进行咀嚼制备不同咀嚼阶段食团,采用气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)法和电子鼻技术对比分析籼米在不同口腔加工阶段挥发性成分的差异及标志性差异物。电子鼻结果分析表明,咀嚼前、后籼米米饭风味与咀嚼过程中有显著差异。GC-IMS分析共分离鉴定出33种风味物质。与咀嚼前相比,咀嚼过程中食团的醛类相对含量分别降低了62.01%、47.60%、69.19%和71.78%,醇类相对含量分别增加了59.89%、42.59%、29.94%和17.73%,酮类相对含量分别降低了31.92%、17.87%、34.92%和38.45%。通过偏最小二乘判别分析,共筛选出11种米饭特征性化合物,包括己醛(单体)、己醛(二聚体)、辛醛、庚醛、1-丙醇(单体)、1-丁醇、2,3-戊二酮、2-庚酮、2-戊基呋喃、D-柠檬烯(单体)和D-柠檬烯(二聚体)等。

黑麦麸膳食纤维的结构和功能特性研究

以黑麦麸为原材料,采用酶法制备膳食纤维并分别测定2种膳食纤维的结构、单糖和酚类物质组成及功能特性。结果表明:可溶性膳食纤维(SDF)的表面疏松松散,主要由阿拉伯糖(68%)、半乳糖(13.1%)和木糖(12.2%)组成;不溶性膳食纤维(IDF)表面多孔不规则,主要由木糖(54%)和阿拉伯糖(38.3%)组成。两种膳食纤维均具有糖类红外特征吸收峰,IDF结晶度高于SDF,结构更加规则,SDF表现出更好的吸水力(2.19 g/g)、吸附胆固醇的能力(2.09 mg/g,pH=7)和吸附亚硝酸根的能力(327μg/g,pH=2)。采用高效液相色谱分析SDF和IDF的酚类物质组成,IDF中的酚类物质组成及含量均显著高于SDF(P<0.05),二者的酚类化合物主要是结合型阿魏酸。

鼠尾草酸对葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠溃疡性结肠炎的改善作用

研究了鼠尾草酸(CA)对葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠溃疡性结肠炎(UC)的改善作用。小鼠自由饮用含3%DSS的蒸馏水,连续7 d造模。将60只小鼠随机分为5组:空白对照组(CK)、DSS模型组(DSS)、鼠尾草酸低剂量组(CAL)、鼠尾草酸高剂量组(CAH)、美沙拉嗪组(PC)。通过小鼠体质量变化、疾病活动指数(DAI)评分、结肠组织病理学和肠道通透性变化评估CA对UC小鼠的干预作用。通过测定结肠组织髓过氧化物酶(MPO)活性、超过氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、紧密连接蛋白ZO-1和Occludin的表达及肠道菌群组成的变化探讨可能的影响机制。与DSS组相比,CA干预降低了UC小鼠的质量损失和DAI评分、改善了结肠组织病理损伤。同时,CAL和CAH组结肠组织MPO活性显著降低、MDA含量分别降低了13.75%、70.00%(P<0.05),SOD活性分别升高了6.12倍、9.62倍(P<0.05),肠道通透性显著降低、ZO-1和Occludin蛋白的表达得到恢复。50 mg/kg mb的CA灌胃提高了厚壁菌门和拟杆菌门的丰度比值,恢复了DSS诱导的UC小鼠中Akkermansia等有益菌属的丰度下降,降低了Alistipes等有害菌属的相对丰度。CA对UC具有良好的改善作用,其机制可能与降低氧化应激水平、保护肠屏障和调控肠道微生物组成有关。

传统馒头发酵剂的研究进展

本文总结了我国馒头的主要发酵剂类型,并详细论述了传统发酵剂中主要微生物的种类及其对馒头品质的影响,介绍了传统发酵剂对馒头风味的影响以及当前馒头发酵剂多菌种复合发酵方式的研究进展。

蛋白组分对米蛋白功能性质影响的研究

以不同配比米蛋白组分的样品为试材,比较各样品的功能性质变化,明确各蛋白组分对蛋白产品品质影响的差异,为今后进行分子设计和重组生产米蛋白产品提供理论支撑。通过各蛋白样品的溶解性,乳化特性,起泡特性,持水性/持油性等功能性质研究,结果表明,米糠浓缩蛋白的溶解性比大米浓缩蛋白高200%左右;米糠蛋白各功能性质显著优于大米蛋白,但大米蛋白的起泡稳定性比米糠蛋白提高近20%。米蛋白中的清蛋白提高产品的溶解性、持水性/持油性,降低起泡稳定性;醇溶蛋白提高产品的乳化特性;谷蛋白提高产品的起泡稳定性。蛋白产品的功能性质与蛋白组分的组成密切相关。

添加马铃薯全粉对面条挥发性风味化合物的影响

采用电子鼻分析技术结合顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用仪对小麦面条和马铃薯面条的挥发性风味物质进行测定,通过双因素方法分析、主成分分析、聚类分析以及载荷分析,研究添加马铃薯全粉以及面条种类对面条风味物质及挥发性气味的影响。研究发现,电子鼻能很好地区分不同马铃薯全粉添加量的面条。6种面条的挥发性气味差异主要表现在无机硫类和短链烷烃类物质上。醛类化合物是面条的主要风味化合物,随着马铃薯全粉添加量增加,面条挥发性气味明显增强,生鲜面中风味化合物越来越丰富。20%马铃薯全粉含量的生鲜面和挂面在气味上有一定相似性,但两者风味物质含量依旧存在一定差异,其中,己醛、正己醇、2-戊基呋喃为马铃薯生鲜面中相对含量最高的3种挥发性风味物质;2-戊基呋喃、己醛、反-2-壬烯醛为马铃薯挂面中相对含量最高的3种挥发性风味物质。面条种类和添加马铃薯全粉对面条风味均具有显著影响,其中添加马铃薯全粉的影响更为显著。香叶基丙酮只存在于马铃薯面条中,与配料中添加马铃薯全粉直接相关。结果表明,添加马铃薯全粉对面条挥发性风味物质具有较大影响。

黑米色素在超声场中稳定性研究

研究黑米色素在超声场中稳定特性,探讨了初始浓度、p H、超声频率、超声功率和反应温度等因素对黑米色素稳定性的影响,同时判断反应级数,计算活化能及指前因子并与非超声环境相比较。发现在超声条件下,黑米色素在偏酸性环境下随着溶液p H降低,稳定性增加。黑米色素溶液浓度对稳定性影响较小。但黑米稳定性随反应温度,超声频率以及超声功率的升高而下降。在相同超声频率下,超声功率越高,黑米色度稳定性越差。经过反应动力学分析,黑米色素在超声及非超声环境下,化学反应都符合一级反应规律。在超声场中,活化能为37697.94k J/mol,指前因子为3800.55s-1。在非超声环境下,活化能为39531.41k J/mol,指前因子为2887.07s-1。比较可知,超声可以降低活化能,增加有效分子碰撞次数,使降解反应更容易发生。

水热抽提玉米芯半纤维素结构变化及对酶解行为影响

为提高富含木聚糖的农业废弃物再利用-高效制备低聚木糖,该研究以玉米芯为原料,通过水热预处理结合乙醇分级沉淀获得不同组分半纤维素,并利用分子质量测定、糖基结构及红外表征了半纤维素组分的基本特征,研究了半纤维素结构变化及对酶解效果的影响。结果显示,当利用3倍体积的乙醇分离半纤维素时,木聚糖的得率达到最大为48.67%,醇沉获得的各木聚糖组分由木糖、葡萄糖、甘露糖等组成;分支度(木糖/阿拉伯糖)为6.61~16.10,木聚糖的沉淀主要受到木聚糖的分子质量和分支度2个因素的影响。以不同组分进行酶促反应动力学实验结果表明,分子质量分布系数较小同时分支度最小的组分,其K m及V max分别为(5.43±0.31)mg/mL和(154.9±2.33)U/mg,表现出的催化适应性明显高于其他组分,此结果显示分子质量及分支度可能是影响酶解效率的关键因素。

麦麸酚酸对面团及面筋蛋白理化性质的影响

选取4种酚酸【咖啡酸(CA)、对香豆酸(p-CA)、丁香酸(SA)和没食子酸(GA)】添加到高筋小麦粉中,探讨小分子酚酸物质对面团理化特性的影响。采用快速黏度仪测定面团的糊化性质,Mixolab测定面团的热机械学特性,流变仪测定面筋蛋白的流变特性,差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)测定面筋蛋白的热力学性质。结果表明:在p-CA添加量为0.1%时有利于面团保持较高的终止黏度(4399 cp),添加CA和SA能抑制淀粉的老化。CA、p-CA、GA、SA可以显著提高(P<0.05)面团的吸水率,减少稳定时间,其中添加0.3%的GA时,面团吸水率最高为63.08%。然而,4种酚酸的添加也会导致淀粉分子的重新排列被破坏,从而导致凝胶程度增加。在添加CA、p-CA、GA、SA后,总体上面筋蛋白黏弹性提高,且除p-CA以外,其余3种酚酸均会导致面筋蛋白的热稳定性降低并使面筋强度减弱。最后,面团的微观结构图还表明CA、pCA、GA、SA的添加均使面筋蛋白原本均匀致密的微观结构被破坏,并且破坏程度随酚酸添加量的增加而增大。

不同品种稻米的米饭风味分析

采用固相微萃取结合气相色谱-嗅闻-质谱技术对7种籼米、4种粳米共11种米饭样品的风味化合物进行分析。结果表明,粳米中风味化合物种类略高于籼米。米饭中关键风味化合物在粳米、籼米样品中存在显著差异,2-乙酰基-1-吡咯啉在籼米样品中未被检出;4-乙烯基苯酚只在粳米中被检测出;香草醛在粳米中的相对含量显著高于籼米;而籼米中1-辛烯-3-醇、戊醛、己醛的相对含量显著高于粳米。利用米饭风味物质的主成分分析方法,可以区分出粳米与籼米的品种差异。

3种功能性蛋白对淀粉-面筋重组面团流变学特性及馒头品质的影响

大豆蛋白、乳清蛋白和酪蛋白是营养丰富的蛋白质来源。本研究考察3种外添蛋白介入对重构面团特性及馒头品质的影响。结果表明,在热机械学特性方面,大豆蛋白使面团的吸水率增大,乳清蛋白使吸水率显著下降,酪蛋白对吸水率没有显著影响。添加3种蛋白质都可显著提高面团稳定时间,其中酪蛋白影响最大,乳清蛋白影响最小。乳清蛋白和酪蛋白对面团中的淀粉糊化相关参数影响较小,大豆蛋白对峰值扭矩C3和回值产生显著的影响。3种外添蛋白质介入对重构面团动态流变学参数有一定的影响,其中大豆蛋白对面团体系弹性模量及黏性模量影响最大,酪蛋白其次,乳清蛋白影响较小。在馒头品质方面,3种蛋白对馒头弹性参数有积极影响;10%乳清蛋白替换量对馒头风味有积极影响;10%酪蛋白替换量馒头感官评价和空白对照组接近。本研究结果为探究外添蛋白与面团关键组分的作用规律奠定基础。

过度蒸煮对马铃薯风味化合物组成的影响

采用固相微萃取结合气相色谱-质谱联用仪及嗅闻技术对蒸煮30~180 min时间内的马铃薯产品风味物质进行测定,分析过度蒸煮对马铃薯感官品质及风味的影响规律,在不同的蒸煮时间内分别检测到39、26、23、21、21、21种风味物质。随着蒸煮时间的延长,马铃薯由开始的肉黄色逐渐变暗,且不良风味不断增强;使马铃薯产品具有香味的己醛、壬醛、反-2-辛烯醛、癸醛、反,反-2,4-庚二烯醛、反-2-壬烯醛、反,反-2,4-壬二烯醛、反,反-2,4-癸二烯醛等物质含量逐渐降低。随蒸煮时间延长,马铃薯的特征风味物质甲硫基丙醛含量没有显著变化,此外,受其他关键风味物质减少的影响,甲硫基丙醛增加了马铃薯产品整体风味的刺激性。

传统馒头老面中醋酸菌的鉴定及产酸条件优化

自晋南地区传统馒头发酵剂(老面)中筛选出一株产酸量较高的醋酸菌(Q2534),对其进行了菌种鉴定及产酸量优化研究。通过16S r DNA测序分析初步鉴定为热带醋酸杆菌(Acetobacter tropicalis)。在单因素实验的基础上通过响应面分析法继续对发酵产酸条件进行优化,确定该菌株的最优发酵条件为:温度32℃,转速140 r·min^(-1),p H6.0,乙醇体积分数3.4%(v/v),在此条件下产总酸量可达26.74 g/L。其结果对传统主食馒头发酵剂中醋酸菌资源的发掘及应用具有一定的意义。

黑曲霉1504产葡萄糖氧化酶的酶学特性及对馒头品质的改良

对来源于菌株黑曲霉1504的葡萄糖氧化酶(GOD)进行分离纯化,研究其酶学性质,并将其应用于面粉及馒头品质改良。GOD经PEG20000浓缩、硫酸铵分级沉淀、DEAE-SFF离子交换层析和Sephacryl S-200凝胶过滤层析,得到电泳单条带,纯化倍数为51.13,酶活回收率为27.07%,用凝胶过滤层析测得酶的分子质量为150.2 ku;纯酶的最适反应pH值为6.1,30℃时pH值稳定范围是4.5～8.0,最适反应温度40℃,50℃时处理4 h保留75%以上的酶活力。各种金属离子中,Pb^(2+)对酶促反应的促进作用最强,Ag^+对酶促反应的抑制作用最强。利用双倒数作图法求得此GOD的K_m为36.7 mmol/L,V_(max)为20.83μmol/(L·s);考察GOD对馒头品质的影响:当加酶量为2.5 mg/kg时,馒头比容增加13.7%,延展率提高6.5%,同时馒头硬度明显下降,仅为对照组的41.1%。

产α-葡萄糖苷酶抑制剂菌株筛选及固态发酵条件优化

为了探索制备含有α-葡萄糖苷酶抑制剂的降血糖功能性食品的新方法，从传统发酵食品中筛选产α-葡萄糖苷酶抑制剂的菌株，以价廉的农产品加工副产物豆渣为原料，以α-葡萄糖苷酶抑制活性为考察指标，研究菌株固态发酵豆渣的发酵条件。结果表明：细菌5具有较好的产α-葡萄糖苷酶抑制剂能力；接种量及豆渣品种对α-葡萄糖苷酶抑制活性影响不明显，当接种量大于2％时，发酵豆渣提取液的α-葡萄糖苷酶抑制活性均在50％以上，不同品种的发酵豆渣α-葡萄糖苷酶抑制活性均在50％～57％之间；在豆渣含水量80％，初始pH6-8，发酵温度40℃的条件下发酵48h，发酵豆渣表现出较高的α-葡萄糖苷酶抑制活性。以细菌5发酵豆渣获得降糖功能食品，可以大大提高豆渣的利用价值，为降糖功能食品的开发利用开辟新途径。

奶豆腐发酵期间挥发性风味组分变化及其感官品质分析

采用固相微萃取结合气相色谱-质谱联用法对实验室自制奶豆腐发酵期间挥发性风味物质进行分析,并对成品奶豆腐与牧民自制奶豆腐的感官品质进行比较。结果表明:发酵期间共检出66种挥发性风味化合物,其中发酵初期(2~4 h)检测到45种,以脂肪酸类物质为主;发酵中期(4~8 h)检测到27种,以醇类、酮类物质为主;发酵后期(8 h~成品)检测到44种,以酮类、芳香族类物质为主。感官评价结果表明实验室自制奶豆腐较牧民自制奶豆腐口感更细腻,奶香味更浓郁;pH 4.6含氮量测定结果也进一步验证了该结论。

一株高产己酸乙酯酵母菌株的筛选、鉴定及发酵条件优化

己酸乙酯是浓香型白酒的重要风味物质,提高浓香型基酒中己酸乙酯含量有助于提高其优质酒率。通过传统筛选方法从不同酒曲中筛选出1株高产己酸乙酯酵母,采用形态观察、生理生化分析和分子生物学对其进行鉴定,并通过单因素试验优化发酵条件。从源于不同酒曲的79株酵母中确定了1株高产己酸乙酯酵母,命名为Y9,并鉴定为Hyphopichia burtonii。酵母Y9具有优良的NaCl、葡萄糖、乙醇和己酸乙酯耐受性以及宽广的pH适应性,能够较好地适应浓香型白酒酿造环境。在糖度为14°Brix、初始pH 5.0、诱导温度22℃且静置发酵、乙醇体积分数8%、己酸体积分数0.04%、发酵时间60 h时,酵母Y9所产己酸乙酯质量浓度达到15.0 mg/L。该研究为产香酵母Y9更好地应用于白酒发酵提供了理论基础。

脂肪酸对米饭食味的影响

研究脂肪酸对米饭食味的作用,以垦育38号为原料,采用米饭硬度黏度仪、气相色谱-质谱联用仪及快速黏度分析仪等测定添加油酸、亚油酸对米饭的质构特性、挥发性风味化合物及淀粉糊化特性的影响。结果表明,在1%~3%添加量范围内,随脂肪酸添加量的增加,油酸、亚油酸与大米淀粉形成的淀粉-脂质复合物增多,米饭的硬度分别升高了9.02%~30.97%、12.45%~29.10%,黏度分别降低了23.28%~53.44%、11.64%~30.17%;与亚油酸相比,油酸分子更易与大米淀粉形成复合物,对米饭黏度的降低作用更显著。添加油酸和亚油酸可显著提高大米淀粉的最终黏度和回生值,使最终黏度由198.88 RVU分别升至232.21 RVU和237.96 RVU,回生值由59.04 RVU分别升至126.96 RVU和90.96 RVU。与亚油酸相比,油酸对大米淀粉糊化特性和米饭挥发性风味化合物的作用更显著。