代谢组学在食品质量安全领域的应用进展

食品质量安全是保障现代经济社会和谐稳定发展的基础与前提,目前,食源性致病微生物、兽药残留、转基因食品及掺假等问题均会造成或可能造成食品安全隐患。代谢组学作为新兴技术不断发展,通过研究生物体受外界干扰前后小分子代谢产物的变化,进而探究机体内代谢机制,适用于食品安全多种微量危害因子的鉴别和监测。此外,危害因子在食品分解过程中产生的代谢物可成为特定的潜在生物标志物,为致病菌作用机制和品质安全控制的研究提供参考。本文阐述靶向代谢组学和非靶向代谢组学,介绍代谢组学技术常用的数据采集和数理统计方法,总结代谢组学技术在食源性致病菌、兽药残留、转基因食品、生鲜食品品质和肉制品掺假等食品品质和安全领域的研究进展,并对多组学联用技术提出展望,以期推动该技术在食品质量安全领域更广泛的应用。

生鲜食品致腐假单胞菌生物被膜形成及其调控机制研究进展

假单胞菌是低温冷藏动物源性食品和果蔬的重要腐败菌,会造成食品品质劣变,从而导致严重的经济损失。致腐假单胞菌的致腐性与生物被膜形成密切相关,生物被膜能够增强该菌在食品加工和贮藏环境的生存和适应能力,引起持续和交叉污染。然而,与致腐相关的假单胞菌生物被膜形成及其机制仍缺乏系统的总结。本文介绍了生鲜食品中致腐假单胞菌的污染情况,分析了假单胞菌生物被膜形成及胞外基质的组成,重点阐述了致腐假单胞菌生物被膜形成的环鸟苷二磷酸、群体感应和小RNA分子等主要调控机制,为揭示生鲜食品来源的假单胞菌致腐机制及有效控制其生物被膜的污染提供理论参考。

《食品质量安全快速检测原理及技术》实验课程的构建研究

《食品质量安全快速检测原理及技术》实验是《食品质量安全快速检测原理及技术》理论课程的配套实验课程，同时也是食品质量与安全专业教学体系中的核心课程。该课程目前国内其他高校都未开通，是一门比较新的专业核心课程，开设该课程是为让食品质量与安全专业学生掌握食品安全快速检测方法。在过去3年当中，我们不断的进行教学研究。事实证明，该研究中实验教学方案和社会实践模式充分调动了大学生学习的主动性，提高了课题教学效果。

基于能力培养的“食品卫生学实验”教学改革

实验教学是高校教师授课的基本手段,不仅能够加强教学环节,更为重要的是能够培养并提高学生科学的思维方式与实践能力。本课程改革可以改变传统实验教学局限于单纯掌握操作技术、依附于理论以及验证原理等情况,改革并充实了实验教学内容,为学生开拓了探索和创新的思维空间,提供了自主、开放的实验环境。它将科学研究渗入到实验教学,着力培养了学生的创新能力、实践能力、创新精神和创新意识。

氯化钙对食品致腐荧光假单胞菌生物被膜形成的影响

研究氯化钙(CaCl2)对食品腐败株荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)生物被膜形成特征的影响。采用结晶紫法、菌体计数、苯酚-硫酸法、共聚焦扫描显微镜和实时荧光定量聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)检测Ca2+对荧光假单胞菌的生物被膜形成、多糖分泌、被膜结构及相关基因表达的影响。结果表明,0.1 mmol/L Ca2+刺激荧光假单胞菌生物被膜,随着浓度增加被膜形成增强,其中1 mmol/L促进最明显,而高于10 mmol/L作用减弱,并且Ca2+不影响浮游细菌生长;同时,0.1 mmol/L和1 mmol/L Ca2+对胞外多糖、薄膜和泳动性均呈现促进效果,而高浓度下呈现抑制;共聚焦扫描显微镜观察荧光假单胞菌对照组、1 mmol/L和20 mmol/L Ca2+处理组的成熟生物被膜厚度分别为20.0、40.0μm和25.0μm,其中添加1 mmol/L Ca2+显著增加PF07被膜厚度、菌体和胞外聚合物分泌量,使被膜结构更致密;实时荧光定量PCR检测显示,1 mmol/L Ca2+刺激菌体黏附素lapA、藻多糖alg、鞭毛flgA基因表达量增加3~4倍,并且Ca2+均显著刺激AHLs合成酶luxI基因的表达,提示Ca2+影响生物被膜与群体感应密切相关。可见,食品介质中CaCl2通过影响菌体黏附行为、胞外分泌物、基因表达导致荧光假单胞菌生物被膜形成特征和结构的改变,该研究为复杂的食品介质中腐败菌生物被膜形成和黏附提供依据。

食品中甲醛的来源与控制

为了正确认识和解决食品甲醛问题,本文通过收集国内外资料,结合实验室研究工作,对甲醛的危害、食品中甲醛的含量、来源以及国内外对食品中甲醛控制技术的研究作了综述,重点阐述了食品内源性甲醛的产生及控制。

脂质体在食品中的应用及体外消化研究进展

脂质体是由双亲性物质如磷脂组成的内部为水相、具有类细胞膜结构的双分子层闭合囊泡,因其具有保护、运载、靶向和缓释等特点,目前已在食品营养、医药、化妆品、农业等领域表现出极大的应用潜能。本文简要介绍了脂质体的性质及特点,重点综述了脂质体在脂类、抗氧化剂、酶与蛋白质以及维生素和矿物质等食品领域的研究及应用,最后概述了脂质体作为食品营养因子运载体系在模拟体外胃和肠道消化的研究进展。

蛋白组学及其在食品科学研究中的应用

后基因组时代的主要研究任务之一即是蛋白组学研究,蛋白组学技术发展迅速,目前已有望成为用来解决生命科学领域中诸多问题包括食品品质与安全等食品科学问题的有力工具。蛋白组学为食品科学相关研究提供了新的思路和技术,在食品科学研究中已有广泛的应用。介绍了蛋白质组学研究的核心技术,即蛋白质组分分离、蛋白质组分鉴定、利用蛋白质组信息学进行结构和功能预测,综述了蛋白组学技术在食品科学研究中的进展,并展望了其应用前景。

壳聚糖/氧化石墨烯复合涂膜食品包装纸的研究

为改良壳聚糖在食品包装中应用存在的机械性能不强,溶解性较差等缺陷,通过流延涂膜法,将壳聚糖/氧化石墨烯复配涂膜至食品包装纸,经抗氧化性、拉伸强度及水蒸气、油脂透过率等指标,对复合涂膜食品包装纸性质进行评估,结果发现采用酸溶性壳聚糖(18mL,10mg/mL)与氧化石墨烯(1mL,1mg/mL)再加入氧化剂(1mL,1mg/mL)制备得到的涂膜液复合涂膜食品包装纸,具有良好的保鲜功能,并初步探索壳聚糖/氧化石墨烯复合涂膜食品包装纸对生鲜猪肉贮藏保鲜过程中颜色、弹性、球蛋白沉淀、汁液流失率、蒸煮损失率的影响。与仅用壳聚糖处理的食品包装纸保鲜功能比较,壳聚糖/氧化石墨烯复合涂膜食品包装纸具有较好的保鲜效果。本研究结果为开发来源丰富、天然、无毒,具有优良性能的高效天然生物保鲜剂和保鲜材料提供理论依据。

基于普鲁士蓝纳米粒子的免疫层析法检测小麦中的呕吐毒素

该研究采用普鲁士蓝纳米粒子(Prussian blue nanoparticles,PBNPs)作为信号标签,通过制备PBNPs和聚多巴胺包裹普鲁士蓝纳米粒子(polydopamine coated Prussian blue nanoparticles,PB@PDA),优化测试参数、测试试纸条灵敏度和特异性等,研究PBNPs和PB@PDA对呕吐毒素(deoxynivalenol,DON)的检测性能。结果表明,在最优实验条件下,所构建的基于PBNPs和PB@PDA的免疫层析试纸条对DON标准溶液视觉检出限分别为1.0 ng/mL和0.2 ng/mL,在0.1~0.5 ng/mL保持良好的线性关系,PB@PDA比PBNPs-LFIA检测灵敏度提高5倍,2种试纸条均显示良好的特异性。将PBNPs和PB@PDA两种试纸条应用于小麦样品检测,显示试纸条能排除小麦基质干扰,其检测限分别为20 ng/g和5 ng/g,且PB@PDA检测灵敏度高于商品化胶体金试纸条(10 ng/g)。可见,PB@PDA试纸条表现高灵敏性和抗干扰性,可满足呕吐毒素国家安全标准的限量检测要求,为现场快速筛查小麦中呕吐毒素污染提供一种新方法。

牛肉源热杀索丝菌的致腐差异和比较基因组学研究

为探究牛肉中热杀索丝菌的致腐能力和致腐基因分布特点,经分离纯化、形态观察和PCR鉴定,获得29株热杀索丝菌。将其接种于4℃牛肉汁中,测定挥发性盐基氮(TVB-N)值和乙偶姻指标,评价分离菌株的致腐能力。采用比较基因组学技术分析热杀索丝菌强、弱腐败株基因特点。结果表明,29株热杀索丝菌分离株的TVB-N含量形成较慢,仅有2株菌在第9天超过11.5 mg N/100 g,而产乙偶姻能力强,且有明显差异,其中菌株BT27和BT25含量分别为139.3μg/mL和59.5μg/mL。测定强、弱致腐菌株BT27和BT25的全基因组序列,结果发现,热杀索丝菌基因组中存在大量参与碳水化合物代谢的基因,其中编码糖苷水解酶的基因数量最多,糖基转移酶基因次之。比较基因组学显示,强致腐株BT27被注释到碳水化合物代谢和相应酶的编码基因数量均多于弱致腐株BT25,而两者在编码氨基酸代谢的基因数量相近。研究表明,热杀索丝菌致腐性强、弱与编码碳水化合物代谢基因数量密切相关,研究从基因层面为阐明肉源微生物的致腐机理奠定了良好的基础。

壳聚糖对梅鱼鱼丸微生物菌群和品质的影响

壳聚糖是一种良好的食品生物保鲜剂,研究添加0、0.05%、0.15%、0.25%、0.35%、0.5%壳聚糖的梅鱼鱼丸在真空包装条件下0℃贮藏过程中微生物菌相和品质变化。结果表明:添加0.5%壳聚糖可以使梅鱼鱼丸的货架期明显延长;能显著抑制梅鱼鱼丸中微生物的生长,对其中的优势微生物肠杆菌、假单胞菌、微球菌/葡萄球菌等均能有效抑制(P<0.05),添加量低于0.5%则抑菌效果不明显;且pH值和总挥发性盐基氮明显降低,能显著增加鱼丸硬度,对弹性影响不大。

泥蚶对重金属铜、铅、镉的生物富集动力学

以泥蚶为实验生物,应用半静态双箱模型室内模拟了其对三种重金属(Cu、Pb、Cd)的生物富集实验,通过对富集与排出过程中泥蚶体内重金属污染物的动态监测和对富集与排出过程监测结果的非线性拟合,得到了泥蚶富集重金属的吸收速率常数K1、排出速率常数K2、生物富集因子BCF、生物学半衰期B1/2等动力学参数。对模型的拟合优度检验结果显示,泥蚶对重金属Cu、Pb、Cd的生物富集数据符合双箱模型,由该模型得到的预测值与实测值之间无显著性差异,模型的拟合优度良好。拟合结果得到Cu、Pb、Cd动力学参数,K1为7.318～29.928;K2为0.0064～0.0176;BCF为457.3～3303.6;B1/2为39.4～108.3。比较结果得出:吸收速率常数K1及生物富集因子BCF均随着外部水体金属暴露浓度的增大而减小;泥蚶对Cu、Pb、Cd的富集能力依次是Pb>Cd>Cu;三种重金属在泥蚶体内的生物学半衰期B1/2依次是Pb>Cd>Cu;理论平衡状态下生物体内金属含量CAmax随着外部水体中金属暴露浓度的增大而增大,且呈显著正相关,因此可以认为泥蚶体内的重金属含量如实地反映了水环境的污染状况和水域近期的污染过程,从而可以考虑把泥蚶作为浙江沿海及其它泥蚶分布海域重金属Cu、Pb、Cd污染的指示生物。

鱼源荧光假单胞菌生物被膜形成和致腐表型的研究

荧光假单胞菌是养殖鱼类低温贮藏中的优势腐败菌。本研究比较分析5种荧光假单胞菌的生物被膜形成和腐败表型。采用结晶紫法、苯酚硫酸法、珠涡流法和荧光显微镜观察荧光假单胞菌的生物被膜形成和粘附能力,并测定细菌泳动性、蛋白酶活性、嗜铁素等致腐表型。结果表明,5株荧光假单胞菌在28℃LB肉汤中生长良好,经24h培养后气-液界面上出现较厚的膜,在微孔板中生物被膜形成较快,其中鱼源PF01、PF06、PF07和PF10分离株在12h含量最高,而标准菌株PFuk4在18h最高。随着培养时间延长,细菌胞外多糖的含量逐步积累,在18~24h达到最高,并较快粘附到不锈钢片表面,其中PF07的粘附量最高。5株荧光假单胞菌还具有较强的泳动性和蛋白酶活性,且均产嗜铁素。在PF07和PFuk4中还检测出短链高丝氨酸内酯(AHLs)活性,可能与其较高的被膜、粘附能力、泳动性及蛋白酶活性有关。本研究结果为从AHLs角度探究荧光假单胞菌的致腐机理打下良好的基础。

西兰花叶中生物活性成分的测定

为探究西兰花叶中生物活性成分的具体含量,以西兰花叶为原材料,对西兰花叶中萝卜硫素、总酚、总黄酮、总蛋白质的含量和组成进行了测定与分析。结果表明,西兰花废弃叶中萝卜硫素含量为92.50μg·g^-1DW,总酚含量为3.15 mg·g^-1DW,总黄酮含量为2.48 mg·g^-1DW,总蛋白质含量为89.38 mg·g^-1 DW,蛋白质组成中核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)所占比例最大。本研究明确了西兰花叶片中4种生物活性成分的具体含量,为进一步开发利用西兰花废弃物提供了一定的数据支持。

柠檬酸和乙酸对致腐假单胞菌的抗生物被膜研究

为探究有机酸对食品中致腐假单胞菌抗生物被膜活性,本试验测定了柠檬酸(CA)和乙酸(AA)对荧光及隆德假单胞菌的最小抑菌浓度(MIC)和生物被膜抑制能力,通过结晶紫法、苯酚-硫酸法和显微镜观察等分析亚抑菌浓度有机酸处理对2种假单胞菌的生物被膜形成、胞外多糖(EPS)和被膜结构变化及菌体运动性和蛋白酶活性的影响。结果表明,CA和AA对荧光假单胞菌的MIC分别为2.1和1.0 mg·mL^(-1)。2种有机酸添加浓度为1/4 MIC、1/2 MIC时能显著降低荧光和隆德假单胞菌的生物被膜和EPS分泌量,其中,1/2 MIC CA和1/2 MIC AA处理下生物被膜形成分别减少53.00%和52.19%,EPS分泌量分别降低54.43%和57.85%。光学和共聚焦显微镜(CLSM)观察发现,假单胞菌在亚抑菌浓度有机酸处理下粘附菌量明显降低,被膜变薄,被膜内死细菌增加,其中荧光假单胞菌成熟被膜为50.0μm,而1/2 MIC AA和1/2 MIC CA处理下仅为9.8和10.2μm,且菌体群集和泳动性变得微弱,尤其是AA处理。假单胞菌的蛋白酶活性在弱有机酸作用下显著下降,其酶活性降低22.21%~34.10%。综上表明,亚抑菌浓度CA和AA具有良好的抗假单胞菌生物被膜活性,其中AA的抑制作用更强。本研究为有机酸应用于生鲜食品保鲜提供了理论依据。

生物保鲜乳酸菌的筛选及其细菌素特性研究

利用牛津杯法从传统泡菜和腊肠中分离的80株乳酸菌中筛选出10株具有较高抑菌活性的乳酸菌。通过排除酸性产物有机酸、过氧化氢干扰及抑菌谱试验,LAB5和LAB55仍表现广谱的抑菌活性;2菌株发酵上清液经蛋白酶K、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶处理后抑菌活性均有降低,其中LAB5对木瓜蛋白酶敏感,因此可以初步判定这2株乳酸菌产生的抑菌物质为细菌素。2种细菌素具有良好的热稳定性,pH值越低抑菌能力越强;2株菌表现良好的产酸能力,经生理生化和16S rDNA鉴定为植物乳杆菌。

基于混料实验设计优化鱿鱼甲醛复合抑制剂

为了研发水产品内源性甲醛的控制新技术,本文利用SAS软件的单纯型格子混料设计进行秘鲁鱿鱼甲醛复合抑制剂的优化。确定了茶多酚、氯化钙和氯化镁三种甲醛抑制剂的最佳配比为0.026%、0.642mmol/L、0.332mmol/L。通过模型的建立得到响应值与三种物质配比之间的回归方程,其中茶多酚对鱿鱼甲醛的减少率影响最大,而氯化钙对二甲胺的减少率影响最大。方差分析和验证结果表明,该模型能够准确可靠的预测响应值,并且甲醛抑制剂在高温及pH6.0时能有效降低鱿鱼中甲醛和二甲胺含量。因此,该复合抑制剂可用于鱿鱼制品高温加工过程中内源性甲醛生成的控制。

导致酱油胀袋微生物的分离与鉴定

春、夏两季是酱油胀袋的高发时期,导致酱油胀袋的原因大多数是由微生物引起的。文中利用高糖培养基、营养琼脂培养、MRS培养基、马铃薯蔗糖培养基来分离产自浙江绍兴地区的已胀袋酱油中的微生物。结果仅用营养琼脂培养基从样品中分离、纯化出了7株细菌,编号:k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7;没有在胀袋酱油中分离到酵母菌和霉菌。经产气实验证实只有k2菌株能在酱油中产气,根据《伯杰氏细菌鉴定手册》对k2菌株的菌体和菌落形态特征、生理生化特征等进行系统分析,初步鉴定k2菌株为巨大芽孢杆菌。

肉制品生产中细菌生物被膜的危害及其控制

细菌生物被膜是细菌为适应自然环境有利于生存的一种生命现象,由微生物及其分泌物积聚而形成。形成生物被膜的细菌具有极强的抗药性、抗吞噬及抗趋化作用,对肉制品加工业的危害极大,可使微生物残存增加,普通的清洗和消毒无法达到除菌的效果。本文主要阐述细菌生物被膜的形成过程及特点,重点阐述其对肉制品行业的危害和控制方法。