新工科背景下的食品工程原理教学模式改革及评价体系构建

结合国家教育部对“新工科”建设的新要求,以食品科学与工程专业在工程教育认证过程中开展的课程改革为切入点,基于以学生为中心、产出导向教育和持续改进3大工程认证核心理念,在课程目标制定、教学改革实施和课程达成评价方面探索本专业核心课程《食品工程原理》的教学思路和措施,以期为应用型本科院校的教学改革和持续发展提供参考和借鉴.

不完全消化-微乳液进样-FAAS法测定3种休闲食品中Fe

建立不完全消化-微乳液进样-高分辨-火焰原子吸收光谱法测定休闲食品(鸡味块、方便面、薯条)中Fe的方法。以不完全消化作为样品的前处理方式,正丁醇作为助乳化剂,研究微乳液的形成条件,分析乙炔流量、燃烧器高度、KCl的质量浓度对吸光度的影响。在单因素试验的基础上,通过正交试验确定最佳测定条件为乙炔流量60 L/h、燃烧器高度4 mm、KCl质量浓度1.5 g/L。在此条件下,使用本法测定3种休闲食品中Fe,通过F检验和t检验,表明在0.05显著性水平上本法和国标的精密度和所测得结果的平均值无显著性差异,且本法的加标回收率为92.5%~96.7%。方法快速、准确、稳定,具有较高的实用价值,可为休闲食品中金属元素的检测提供科学依据。

响应面法优化内切型菊粉酶发酵生产培养基

以保藏的黑曲霉菌种作为菌源,利用黑曲霉细胞深层发酵法生产内切型菊粉酶。以牛蒡为唯一碳源,获得产菊粉酶菌株;通过测定发酵液酶活,从20株黑曲霉菌株筛选得到产菊粉酶活力最高的编号为08013的一株黑曲霉菌株,酶活力为3.27U/mL。通过单因素试验对最佳发酵时间和不同的营养条件对黑曲霉产菊粉酶的影响进行研究。结果表明:最佳发酵时间为108h,最佳金属离子为Na+,质量浓度为0.5g/100mL;最佳碳源为牛蒡汁,体积分数为10%;最佳有机氮源为酵母膏,质量浓度为2g/100mL;最佳无机氮源为(NH4)2HPO4,质量浓度为2g/100mL。在单因素试验的基础上,采用Box-Behnken响应面试验设计对内切型菊粉酶生产菌株发酵培养基配方中的牛蒡汁体积分数、酵母膏和(NH4)2HPO4的质量浓度进行定量研究,建立并分析各因素与酶活关系的数学模型。得到培养基最优配方为牛蒡汁9.98%、酵母膏1.74g/100mL、(NH4)2HPO41.82g/100mL时,此时菊粉酶酶活力最高,为7.23U/mL。经验证,在此条件下进行实验,测得菊粉酶酶活力为7.26U/mL,与理论计算值7.23U/mL基本一致。说明回归模型能较好地预测菊粉酶酶活。通过对发酵培养基的优化,使最终酶活比初始酶活力(3.27U/mL)提高了122%。

鼠曲草总黄酮对糖尿病小鼠血脂代谢紊乱改善作用的研究

鼠曲草总黄酮对糖尿病小鼠糖脂代谢紊乱的改善作用。首先采用腹腔注射链脲佐菌素构建小鼠糖尿病模型,通过检测连续21d灌胃不同剂量的鼠曲草黄酮对糖尿病小鼠体质量、糖耐量、糖化血清蛋白含量、肝糖原含量和血脂代谢的影响,研究鼠曲草总黄酮调节糖尿病小鼠糖脂代谢紊乱的作用。实验结果显示,连续21d灌胃鼠曲草黄酮(50mg/kg·d)可显著改善糖尿病小鼠糖耐量、降低体内的糖化血清蛋白、总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白含量,升高糖尿病小鼠的肝糖原和高密度脂蛋白水平的作用。鼠曲草总黄酮具有有效调节糖尿病小鼠糖脂代谢紊乱的作用。

灵芝、金针菇混合发酵饮料的研制

选择灵芝、金针菇优良菌株,混菌发酵培养,考察灵芝、金针菇混菌发酵工艺条件,将发酵液与菌丝体破碎,离心、过滤,取滤液与柠檬酸、蔗糖、蜂蜜等按一定比例调配,经均质、灌装、杀菌等制得饮料成品,优化饮料稳定剂配比和饮料调配条件,进行感官评定及成分分析。结果表明:灵芝、金针菇混合发酵最佳培养基为玉米粉添加量3%、花生粕添加量0.25%、蛋白胨添加量0.2%、葡萄糖添加量3%、酵母膏添加量0.1%、KH2PO4添加量0.3%、MgSO4·7H2O添加量0.15%(m/m),pH6.5;混合发酵最佳条件为装液量100mL/250mL、培养温度24℃、摇床转速110r/min、培养时间8d;稳定剂最佳配比为CMC-Na添加量0.25%、黄原胶添加量0.04%、β-环状糊精添加量0.50%(m/m);饮料最佳配方为蜂蜜添加量1.5%、调配液添加量16%、柠檬酸添加量0.15%、蔗糖添加量6%(m/m)。研制出的灵芝、金针菇混合发酵饮料口感好,营养全面,符合国家卫生标准。

内切型菊粉酶酶学性质的研究

以食品与生物工程实验中心酶工程实验室保藏的黑曲霉菌种作为菌源,利用黑曲霉细胞深层发酵法生产内切型菊粉酶。通过测定发酵液酶活,从20株黑曲霉菌株中筛选得到产菊粉酶活力最高的编号为E133131的一株黑曲霉菌株,酶活为0.66U/mL。对黑曲霉E133131号菌株所产内切型菊粉酶进行了酶学性质的研究,得到以下结论：最适pH为4.5;最适温度为60℃;最佳底物浓度为4mmol/L;米氏常数（Km）为1.434mmol/L;Ca^2＋对内切型菊粉酶有激活作用,当加入浓度为1.5mmol/L的Ca^2＋时,使酶活从0.66U/mL提高到1.09U/mL;Mn2＋、Cu^2＋和Mg2＋对内切型菊粉酶有抑制作用,其中Cu^2＋的抑制作用最大,使酶活从0.66U/mL降低到0.095U/mL;Na^＋、K＋、Zn2＋、Fe2＋、Mg2＋对内切型菊粉酶的酶活影响不大;pH在4.5-8.0范围内,温度在50-60℃之间,内切型菊粉酶的酶活力较稳定。

骏枣的多糖提取及其蛋白脱除研究

以和田骏枣为原料,利用响应面法优化水提法提取红枣多糖的工艺条件,对比多糖蛋白的3种脱除方法,确定脱除多糖蛋白最终方法。以红枣多糖的提取率为参考指标,研究料液比、提取时间、提取温度等3个因素对红枣多糖提取率的影响。在单因素实验的基础上,利用响应面试验,考察了料液比、提取时间和提取温度对红枣多糖提取率的影响。结果表明:提取红枣多糖的较佳工艺条件为红枣的质量与水的体积比为1∶30(g/mL)、提取时间3 h、提取温度80℃,在此条件下,红枣多糖的提取率为45.86%。采用Seveage法、三氯乙酸法和CaCl2法3种方法对红枣多糖进行了脱蛋白效果的对比研究,结果表明,三氯乙酸法对红枣多糖中蛋白质的脱除效果最好、多糖损失率最低,多糖蛋白的脱除率为82.08%,多糖损失率为15.21%。

牛蒡水溶性膳食纤维制备及功能性研究

以牛蒡为原料,研究纤维素酶加酶量、超声波功率、超声波时间对牛蒡水溶性膳食纤维含量影响,通过响应曲面法优化工艺条件,并探讨其功能性.实验结果表明:制备牛蒡水溶性膳食纤维最佳条件为纤维素酶加酶量2.0%,超声波时间25min,超声波功率150 W,牛蒡水溶性膳食纤维提取率36.54%;牛蒡水溶性膳食纤维对·O-2、DPPH均表现出较强的清除能力,随着质量浓度的增加清除率增大,但其清除能力均低于维生素C;牛蒡中水溶性膳食纤维的持水力405.7%,膨胀力7.04mL/g,持油力209.9%.

金针菇、灵芝混菌发酵型饮料的制备及其活性物质的检测

选择金针菇、赤芝为混菌发酵型饮料发酵对象,以天然粮食为培养基,经250 mL摇瓶、500 mL摇瓶、10 L发酵罐逐步扩大培养后,将发酵液与菌丝体破碎,离心、过滤,通过优化饮料稳定剂配比和调配条件,经感官评定后制备成饮料成品,检测了饮料中的粗蛋白、锌、Vc、三萜类化合物、多糖含量,并与混菌发酵液和单菌发酵型饮料作了统计学比较。结果表明:通过对培养基组成成分、培养温度、培养方式、饮料稳定剂、调配条件的优化与改进,实现了金针菇、赤芝的混菌发酵型饮料的制备。饮料最佳稳定剂配比为0.20%CMC-Na,0.04%黄原胶,0.50%β-环状糊精。饮料最佳配方为1.5%蜂蜜、24%调配液、0.1%柠檬酸、6%蔗糖。饮料产品呈淡黄色,澄清,具有灵芝、金针菇特有的香气和滋味,微生物指标符合国家标准。金针菇、赤芝混菌发酵饮料与混菌发酵液相比,多糖、三萜类化合物、锌、蛋白质、Vc含量都有所降低,但是都得以较好的保留;与金针菇、赤芝单菌发酵饮料相比:粗蛋白质含量、Vc含量、三萜类化合物产量都得以极显著提高,锌含量得以显著增加,多糖含量未发生显著性变化,说明混菌发酵型饮料菌种间存在一定的协同增效效应,提高并较好地保留了生物活性物质的含量。

黄精提取物的抗菌活性研究

为研究黄精的抑菌活性及其活性成分的差异,以生黄精和熟黄精为原料,采用不同极性溶剂提取活性物质,得到正丁醇相、乙酸乙酯相、水相和石油醚相提取物。分别测定各相中多糖、多酚和黄酮的含量,采用滤纸片法测定各相提取物对3种细菌和2种霉菌的抑菌圈直径,探究各相的抑菌效果。结果表明,生黄精各相活性物质含量均大于熟黄精,对细菌的抑制能力为正丁醇相>乙酸乙酯相>水相>石油醚相,对霉菌的抑制能力为正丁醇相>水相>石油醚相>乙酸乙酯相,黄精提取物对细菌的抑制能力比对霉菌的抑制能力强。

金针菇、赤芝混菌发酵工艺优化及其活性成分检测

采用金针菇和赤芝混菌发酵,对培养基组成、培养温度、培养时间和转速等因素进行了优化,摇瓶和发酵罐逐级扩大培养后,分析发酵液和菌丝体中三萜、多糖和锌元素等含量,并与单菌发酵进行对比分析,探讨混菌发酵对代谢产物合成生成转化的影响。通过单因素和正交试验确定了最佳工艺参数:山芋、马铃薯等天然培养基中添加10 g/L黄豆粉和30 g/L玉米浆对三萜和多糖等代谢产物的生成最有利,温度24℃、转速110 r/min条件下混菌发酵培养10 d,胞内三萜、胞外三萜和胞外多糖含量分别为3.45 mg/g、3.05 mg/mL、38.67 mg/mL。扩大培养有利于菌体生长和代谢产物合成,10 L发酵罐混菌培养时胞内和胞外三萜产量分别达到3.94 mg/g和3.49 mg/mL,胞外多糖52.71 mg/mL,胞内锌含量186.42μg/g,均高于单菌发酵培养。结果表明混菌发酵金针菇和赤芝菌体生长良好,且存在一定的协同增效作用,促进了三萜、多糖等活性成分的代谢合成和微量元素的富集转化,拓展了单一菌株发酵的应用范畴,具有良好的应用前景。