刀豆凝集素快速检测技术的研究现状及发展趋势

刀豆凝集素主要存在于刀豆中,是一种能与多糖、糖蛋白等物质发生特异性结合的植物凝集素。刀豆凝集素具有抗营养和抗虫害作用,是植物自我保护的重要环节,也是造成食用豆类食物中毒和过敏反应的主要原因。因此刀豆凝集素的检测对豆类蔬菜的育种、食用安全性评估等工作具有重要意义。详细介绍了新型刀豆凝集素快速检测技术的研究进展,包括基于纳米材料的生物传感器、免疫传感技术、糖传感技术和核酸适配体传感技术等。基于纳米材料的生物传感器具有较高的精度但是缺乏生物特异性;免疫传感技术改进了传统免疫法的检测速度但仍存在信号重复性差的问题;糖传感技术大幅提升了血凝法的特异性和检测精度,但无法区分糖特异性相同的凝集素。基于核酸适配体的检测技术具有优秀的检测精度、特异性和可重复性,还可通过化学修饰获得非天然核酸适配体进一步加强特异性,是未来刀豆凝集素快速检测的发展趋势。

纳米硅材料对植物生长发育和环境响应的影响研究进展

纳米技术诞生于20世纪80年代,并得到了快速发展,在医药、材料、化工、能源、农业和生命科学等领域发挥了各种作用。硅是作物生长的有益营养元素,可以调控植物的生长发育、改善植物在环境胁迫下的防御功能。作为纳米材料的一种,纳米硅具有巨大的比表面积、独特的熔点、磁性、光学和导电特性。纳米硅作为肥料施用于农作物上,可促进种子萌发,提高作物光合作用,提高植物的肥料吸收率,增强植物的抗逆性。但是,由于其独特的结构和理化性质,其尺寸、浓度、表面修饰、应用介质、作用时间和物种的差异可能会对植物产生不同的影响。总结纳米硅对作物生长发育和抗逆性的影响及其调控机制,可为评估纳米硅的环境和生态风险、开发利用纳米硅肥料提供重要的指导。文章总结了最近几年国内外纳米硅在植物上的研究进展,包括纳米硅在植物体内的吸收途径和转运过程、纳米硅对植物生长发育和环境响应的影响,以及纳米硅作为肥料的应用潜力。

石斛属植物DNA条形码鉴定及铁皮石斛产地分析

为建立石斛属植物适合的DNA条形码以及利用条形码鉴定铁皮石斛产地,对鼓槌石斛、报春石斛、金钗石斛、铁皮石斛4种石斛以及杭州、霍山、云南和温州4个产地的铁皮石斛的66份样品的ITS2和psbA-trnH序列进行扩增、测序及序列分析。比较石斛属植物种内、种间的变异,基于K2P距离分析Barcoding Gap,构建NJ系统发育树。结果表明,ITS2序列种内遗传变异(0~0.005)小于种间遗传变异(0.070~0.228),NJ进化树也能准确区分4种石斛;而psbA-trnH序列未形成Barcoding Gap,NJ进化树未能区分报春石斛和金钗石斛,psbA-trnH序列在鉴定石斛属植物时可作为补充序列。ITS2序列和psbA-trnH序列在4种产地铁皮石斛中存在多个变异位点,可鉴别铁皮石斛产地。

基于拉曼光谱结合CNN-LSTM深度学习方法的铁皮石斛总黄酮含量快速检测研究

铁皮石斛具有很高的商业价值和营养价值,将云南文山、广西金秀、安徽霍山、浙江台州四个产地共130个样品作为研究样本,在785 nm激光下利用便携式拉曼光谱仪获得了铁皮石斛拉曼光谱,采用NaNO_(2)-Al(NO_(3))_(3)-NaOH比色法测定铁皮石斛总黄酮含量。以每条经过归一化后的拉曼光谱数据作为输入,利用Savitzky-Golay卷积平滑(SG平滑)、标准正态变量变换(SNV)、多元散射校正(MSC)等不同预处理方法对光谱数据进行处理,以偏最小二乘(PLS)、支持向量机(SVM)和卷积神经网络-长短期记忆神经网络(CNN-LSTM)模型作为比较,竞争自适应重加权采样(CARS)作为波长选择方法,对不同的机器学习模型进行比较研究。采用以下预测质量指标:校正集、测试集相关系数(R_(c)、R_(p)),校正集、测试集均方根误差(RMSEC、RMSEP),评价铁皮石斛总黄酮含量预测模型的性能。结果表明:光谱在经过SNV预处理之后,CNN-LSTM方法预测铁皮石斛总黄酮含量准确率最高,R_(c)、R_(p)分别为0.983和0.964,RMSEC、RMSEP分别为0.032和0.047 mg·g^(-1)。结合拉曼光谱建立的SNV-CNN-LSTM深度学习模型准确可靠,具有很强的鲁棒性,优于传统的机器学习模型(PLS、SVM)。利用拉曼光谱结合CNN-LSTM模型对铁皮石斛总黄酮含量进行预测,克服了传统的理化鉴别法的缺陷,具有快速无损的特点。该方法能对铁皮石斛的品质进行区分,并加快药食同源植物市场铁皮石斛产业化,构建自主品牌并增加其影响力,同时此项技术也可应用于消费者和市场监管部门。

质粒介导的水产食品源多重耐药副溶血性弧菌耐药性传播机制的研究

为研究水产食品源副溶血性弧菌的多重耐药情况以及质粒介导其多重耐药的传播机制,本研究采购太平洋鲭鱼、凡纳滨对虾和太平洋牡蛎等水产食品样品共计300份,经传统培养法、PCR法、革兰氏染色法、生化鉴定、16S rRNA基因的PCR扩增与测序分析,分离并鉴定分离的副溶血性弧菌,利用PCR法分析分离菌株携带的耐热直接溶血素基因(tdh)和耐热直接溶血毒素相关基因(trh),采用K-B药敏纸片扩散法检测分离菌株对9类共19种药物的耐药性并分析其的多重耐药性,通过SDS法质粒消除试验、质粒提取及分型试验和质粒接合转移试验研究质粒介导的多重耐药副溶血性弧菌耐药性的传播情况。结果显示:300份水产食品中共分离鉴定到95株副溶血性弧菌,分离率为31.7%(95/300);未检出tdh和trh毒力基因;药敏试验结果显示,有30.5%(29/95)的分离菌株具有多重耐药性且分离菌株主要对氨苄青霉素和利福平耐药。对29株多重耐药分离菌株进行质粒消除试验后,发现有15株发生全部或部分耐药表型消失现象;对该15株分离菌株提取质粒并分型,其中13株分离菌株携带IncF型质粒;对10株质粒携带氨苄青霉素抗性的分离菌株进行接合转移试验,并采用K-B法检测结合子的耐药性及耐药性的稳定性。结果显示10株分离菌株均携带具有接合转移能力的质粒且其对氨苄青霉素和利福平的耐药性均稳定。综上所述,本研究从水产食品中分离到的副溶血性弧菌且均不含tdh和trh毒力基因,因此分离菌株的致病性低,但多重耐药率较高,其中多重耐药副溶血性弧菌中耐药质粒的携带率为51.7%(15/29),其以耐药质粒为载体的水平传播可能由IncF型质粒主导。本研究为规范水产养殖用药、阻断水产食品源耐药微生物的传播扩散奠定一定的实验基础。

4-(苯乙炔基)苯甲酸对白芥种子萌发及幼苗生长的影响

目的:探究4-(苯乙炔基)苯甲酸(4-pBA)对白芥种子及其幼苗生长的影响,为其在白芥等植物生长调控中的应用提供理论支持。方法:用5μmol·L^(-1)、25μmol·L^(-1)、100μmol·L^(-1)和500μmol·L^(-1)的4-pBA溶液处理白芥种子,分析其对白芥种子萌发率、胚根长度、淀粉酶活性、过氧化物酶(peroxidase,POD)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性的影响,并测定幼苗生长指标和上述3种抗氧化物酶活性。结果:白芥种子的萌发率不受4-pBA溶液处理的影响,但500μmol·L^(-1)的4-pBA显著抑制了种子的胚根长度和出苗率且显著降低了种子的α-淀粉酶活性和抗氧化物酶活性。5μmol·L^(-1)的4-pBA溶液对白芥幼苗的根长、株高、叶长、叶宽、鲜重和干重均无显著影响,25μmol·L^(-1)的4-pBA溶液仅降低了幼苗的叶片长和宽、幼苗干鲜重,而100μmol·L^(-1)的4-pBA溶液则显著降低幼苗各生长指标。此外,上述三种物质的量浓度下的4-pBA溶液均显著降低白芥叶片的POD、SOD和CAT活性。结论:4-pBA在白芥上表现出抑制生长发育的功能,具有开发成新型植物生长调节剂的潜力。

硼促进甘氨酸衍生物的电化学C(sp^(2))—H溴化反应

报道了一种室温条件下甘氨酸衍生物的电化学芳烃C(sp^(2))—H键溴化方法.在温和反应条件下,以四丁基溴化铵或四丁基三溴化铵为溴源和电解质,顺利地合成了一系列C(sp^(2))—H键溴化的甘氨酰胺、甘氨酸酯和二肽类化合物,收率最高可达95%.与传统方法相比,该方法具有底物范围广泛、官能团兼容性好、操作方便、无需外加氧化剂和金属催化剂等特点,更加符合绿色化学和环境保护的要求.

基于RPA-LFD法的多黏菌素耐药基因mcr-1可视化快速检测方法建立与应用

目的:建立一种快速、高效、可视化的细菌多黏菌素耐药基因mcr-1检测方法,为其基层检测的展开提供依据和便利。方法:利用重组酶聚合酶扩增结合胶体金侧向流试纸条技术(Recombinase polymerase amplification combined with a lateral flow dipstick,RPA-LFD),辅以手持式胶体金读数仪;根据mcr-1基因保守序列设计合成一对特异性RPA引物,通过对反应条件和体系的优化,以及特异性试验、灵敏度试验、模拟食样试验和实际样品试验,成功建立了可视化定量检测细菌多黏菌素耐药基因mcr-1的RPA-LFD方法。结果:在引物浓度400 nmol/L,引物比例1:1时,该方法最佳反应条件为Mg^(2+)浓度14.0 mmol/L,反应温度37℃,反应时间20 min;灵敏度好,标准曲线方程为y=0.117x+0.051,定量限为10^(1)~108 copies/μL,检出限为10^(1)copies/μL,比PCR法低一个数量级且模拟样品检出结果与PCR法一致。利用建立的RPA-LFD法对猪肉样品、鸡肉样品、生猪养殖场环境样品、肉鸡养殖场环境样品、大肠杆菌分离株和弯曲肠杆菌分离株各15份中多黏菌素耐药基因mcr-1携带情况进行分析;RPA-LFD法与常规PCR法阳性样本检出率一致,共检出9份mcr-1基因阳性样品。RPA-LFD定量分析显示,阳性样品中mcr-1基因浓度在4.5×10^(2)~8.6×10^(4)copies/μL之间。结论:本研究建立的细菌多黏菌素耐药基因mcr-1的RPA-LFD检测法特异性强、灵敏性高、操作简单,可广泛应用于基层检验。

不同发育期桑椹黄酮醇提取物抗氧化、降血糖活性评价

试验旨在研究桑椹大10和白玉王不同发育期黄酮醇提取物的抗氧化活性、降血糖活性及其与黄酮醇类化合物的关系。以桑椹大10和白玉王幼果期、转色期、成熟期的果实为试验材料,测定桑椹黄酮醇提取物的抗氧化活性、降血糖活性和黄酮醇含量,并进行相关性分析。结果表明,桑椹大10成熟期抗氧化活性、降血糖活性最好。黄酮醇含量与DPPH自由基消除率、ABTS自由基清除率、羟自由基清除率呈显著正相关(P<0.05),与α-淀粉酶抑制率、α-葡萄糖葡萄糖苷酶抑制率也有显著的正相关(P<0.05)。该研究结果为开发抗氧化、降血糖活性的桑椹药食同源类产品在品种、时期筛选和加工方式选择方面提供了科学依据。

桑椹提取物在活性智能包装膜的应用

综述含有桑椹提取物的活性智能包装膜在食品行业的应用。随着石油资源匮乏和白色污染加剧,可再生、可降解、环保型的包装膜已成为行业发展趋势。如今活性智能包装膜已被广泛应用于食品领域,而桑椹作为一种富含多种生物活性成分的天然植物,具有抗氧化、抗菌和保鲜等功能。该综述以文献筛选、数据收集和分析为方法,总结在活性智能包装膜中应用桑椹提取物的研究进展。研究发现桑椹提取物可改善包装膜性能,延长食品货架寿命,保持新鲜度。然而,当前研究仍存在一些限制,包括桑椹提取物的稳定性和对食品感官特性的影响等。因此,未来的研究应着重解决这些问题,并进一步探索桑椹提取物在活性智能包装膜领域的应用潜力。

核桃乳DNA提取方法优化与DNA条形码鉴定

随着乳饮料行业快速发展,掺杂使假现象层出不穷,对核桃乳真实成分的准确鉴定变的尤为重要。核桃乳属深加工食品,DNA破坏严重,DNA提取是开展核桃乳DNA条形码鉴定的首要环节。为优化核桃乳DNA提取方法,并基于psbA-trnH基因DNA条形码建立核桃乳的掺假造假鉴定方法。以10种不同品牌的核桃乳为样品,采用3种方法(静置抽提、异丙醇沉淀、抽真空冻干)进行预处理,再用2种CTAB裂解沉淀方法和3种试剂盒方法(康为新型植物基因组DNA提取试剂盒、爱思进植物基因组DNA提取试剂盒和天根深加工食品DNA提取试剂盒)提取核桃乳DNA,并在此基础上创新尝试了CTAB与爱思进试剂盒结合方法。以提取的市售核桃乳DNA为模板,利用自行设计的特异性基因psbA-trnH-wal鉴定样品中是否含有核桃成分,确定造假情况;选择常见植物候选基因psbA-trnH鉴定样品中是否含有其他成分,确定掺假情况。结果表明,抽真空冻干预处理方法优于其他2种预处理方式。CTAB与爱思进试剂盒结合方法能提取到纯度好、得率高、扩增能力强的核桃乳DNA,是最佳的核桃乳DNA提取方法。扩增及比对结果显示,1款核桃乳样品中含有花生,属于掺假产品。抽真空冻干预处理、CTAB与爱思进试剂盒结合为优化后的核桃乳DNA提取方法,psbA-trnH-wal基因和psbA-trnH基因结合能够对核桃乳及其掺假造假品进行快速准确的鉴定。

菜豆“水分利用效率黄金时段”量化解析方法的建立及应用

植物水分利用效率(water use efficiency,WUE)的“黄金时段”(golden hour,GH)指植物能够以较少的水分消耗生产较多干物质的时间段,而此时段的WUE相关性状被称为“黄金WUE”性状(GHW性状)。本研究中利用WUE模型推导发现试验材料菜豆(Phaseolus vulgaris L.)的冠层导度(蒸腾速率与饱和蒸气压差的比值)可用于反演光合速率,并通过常规低通量的冠层气体交换参数测量进行了验证。基于此,开发了基于“Plantarray”高通量生理表型系统解析菜豆不同品种GHW性状的方法。该方法以GHW时段的累积冠层导度(AccGHW)及其占全天的比重(fGHW)、估算的WUE(WUEe)等作为综合量化参数,并从24份国内外菜豆种质中筛选得到了GHW性状上差异显著的优劣系。

水产食品源大肠杆菌耐药基因传播元件Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型整合子多样性分析

【背景】整合子作为一种重要的耐药基因传播元件,可以通过位点特异性重组的方式捕获和表达耐药基因,在细菌耐药传播方面有着重要作用。因此,分析水产食品源大肠杆菌整合子携带情况,阐明整合子介导的大肠杆菌多重耐药现状,对水产养殖耐药监测和用药指导具有重要意义。【目的】分析水产食品源大肠杆菌中耐药基因传播元件Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型整合子的多样性。【方法】采集浙江省某农贸市场凡纳滨对虾、太平洋牡蛎和太平洋鲭鱼样品各160份,利用伊红美蓝选择性培养基和PCR法分离鉴定大肠杆菌,采用Kirby-Bauer纸片扩散法分析菌株对9类19种抗生素的耐药特征,并通过PCR法分析菌株携带的整合子及其基因盒多样性。【结果】各160份凡纳滨对虾、太平洋牡蛎和太平洋鲭鱼样品中依次分离到大肠杆菌15株、59株和26株,共计100株,大肠杆菌分离株多重耐药率依次为93.3%(14/15)、76.3%(45/59)和80.8%(21/26)。大肠杆菌分离株的I型整合子携带率为71.0%(71/100),Ⅱ型整合子携带率为5.0%(5/100),未检出Ⅲ型整合子。共分离到10种不同阵列的Ⅰ型整合子-基因盒和3种不同阵列的Ⅱ型整合子-基因盒,其中Ⅱ型整合子-基因盒dfrA1-catB2-sat2-aadA1为首次在大肠杆菌中发现。Pearson相关性分析显示,水产食品源大肠杆菌的整合子携带率与菌株多重耐药性之间具有显著正相关性(相关系数r=0.99,P<0.05)。【结论】本研究对进一步揭示整合子介导的水产食品源病原微生物耐药基因传播机制、促进水产养殖业健康发展具有一定意义。

课程思政视域下“食品安全监督管理”的教学改革与实践

“食品安全监督管理”是国家级一流本科建设专业“食品质量与安全”的专业课程,按照新工科人才培养要求,针对课程内容理论性较强、知识点较多,学生求知欲和刻苦钻研的意识不强,内驱力不足,学生对食品行业的发展脉络与管理思路缺乏宏观理解,理论知识难以应用,学生解决食品安全风险问题的综合能力不够等教学痛点问题,课程组开展课程思政视域下“食品安全监督管理”的教学改革与实践,深入挖掘符合中国国情和价值观念的元素加以提炼,为课程思政的教学改革提供实践案例。