食品加工副产物源碳点制备及在食品智能活性包装中的应用研究进展

碳点(carbon dots,CDs)作为新兴的纳米颗粒,由于其优越的生物相容性和光致发光性,被广泛应用于化学传感、生物成像、药物递送、光催化剂和食品检测等领域。食品加工副产物来源广泛,容易获得,且其制备的CDs表面通常含有丰富的官能团与杂元素,这一特点赋予了CDs更优异的光催化、抗氧化和抗菌特性。近年来,CDs被作为食品包装添加物以增强食品包装紫外屏蔽、机械强度、抗氧化和抗菌等性能。本文综述了可用于制备CDs的食品加工副产物种类和添加CDs的天然聚合物基薄膜,以及CDs在活性和智能包装中的应用,以期为食品加工副产物源CDs的制备及其在食品包装中的应用提供参考。

柑橘果皮角质层及其对采后贮藏保鲜影响的研究进展

柑橘果实具有季节性且采后易被霉菌感染发生腐烂,对柑橘产业造成巨大的经济损失。在柑橘果皮表面覆着一层疏水性角质层,具有防止非气孔性水分散失、抵御病原菌入侵、控制气体交换等多种功能,对采后贮藏有重要作用。本文综述了角质层的组成、结构、生物合成及其在柑橘贮藏中的作用,以期为角质层的基础研究和柑橘的贮藏保鲜提供理论参考。

蓝莓花色苷生理活性、提取纯化及稳态化研究进展

花色苷是蓝莓中的主要酚类活性成分,因其良好的抗氧化、抗炎、抗肿瘤、护眼等活性而备受关注,然而花色苷容易受到光照、氧气、pH值、金属离子等因素的影响,且人体吸收利用率低,限制了其应用。本文综述了蓝莓花色苷的功能活性、提取纯化方法及稳态化技术,为蓝莓花色苷在食品领域的应用提供参考。

热激处理对鲜切百合鳞茎片贮藏品质的影响

为研究热激处理(heat shock treatment,HT)对鲜切百合鳞茎片贮藏品质的影响,采用热激法(55℃热水,2 min)处理兰州百合(Lilium davidii var. unicolor Cotton),测定并分析鲜切百合鳞茎片在贮藏期间的品质特性变化。结果表明,HT可有效保持鲜切百合鳞茎片贮藏期间的色泽,维持细胞壁的结构,抑制过氧化物酶(peroxidase,POD)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)、苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase,PAL)等酶的活性,减缓总酚(totalphenolics,TP)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)的积累和相对电导率(relative electric conductivity,REC)的升高,降低其质量损失率、腐烂率、褐变度。贮藏结束时,相比CK组,HT组的POD、PPO和PAL活性分别降低了95.26%、21.74%、41.65%;HT组的腐烂率、褐变度、MDA含量、REC和TP含量分别为10.56%、1.55、0.13μmol/g、19.71%、3.51 mg/g,显著低于CK组(P<0.05);硬度、白度和可溶性蛋白质含量分别为1 848.09 g、79.65、7.62 mg/g,显著高于CK组(P<0.05)。而40 d时,CK组和HT组的质量损失率和可溶性糖质量分数分别为0.85%、0.66%和14.04%、14.78%,无显著差异(P>0.05)。此外,HT组在贮藏40 d后才出现质膜降解,比CK组晚30 d。综上,HT有效地延缓了鲜切百合鳞茎片的贮藏品质劣变,并延长了贮藏时间。

植物多酚氧化酶的生理功能、分离纯化及酶促褐变控制的研究进展

多酚氧化酶是一类能催化多酚类物质氧化的含铜质体的金属酶,在植物、动物、微生物中广泛存在。一方面对植物生理功能有重要作用;另一方面也引起植物,主要是果蔬品质的下降,造成严重经济损失。本文系统总结了多酚氧化酶的生理功能、分离纯化、酶学性质、酶促褐变控制方法等研究进展,以期为多酚氧化酶的基础研究与应用研究提供参考依据。

采前套袋与未套袋处理对黄桃采后贮藏品质的影响

以黄桃为材料,研究采前套袋和未套袋处理对其采后贮藏期间果肉褐变指数、硬度、总糖、可溶性固形物(SSC)、可滴定酸(TA)、维生素C(VC)、总酚、总黄酮和多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及总抗氧化能力的影响。结果:未套袋组黄桃果实的腐烂和褐变程度较套袋组轻,贮藏8 d时,腐烂率分别达90%(套袋组)和80%(未套袋组),褐变指数分别达78.3%(套袋)和67.5%(未套袋)。品质分析表明,采前未套袋处理延缓了黄桃果肉硬度、TA、总糖、SSC、总酚和总黄酮含量的降低。抗氧化分析表明,采前未套袋处理可保持PPO、POD、SOD和CAT活力,且在贮藏后期具有更高的抗氧化能力。相关性分析表明,腐烂率与抗氧化剂含量、抗氧化酶活力呈显著正相关(P<0.05或P<0.01),但分别与营养组分、总抗氧化活性呈高度负相关。抗氧化剂(VC,总酚和总黄酮)与抗氧化酶活性(PPO,POD和SOD)呈显著正相关(P<0.05)。分层聚类分析将17种生理生化指标分为2大类,该聚类分析结果与主成分分析结果一致,可反映黄桃果实生理、生化指标间的相似与差异。结论:采前未套袋处理的黄桃果实贮藏品质优于采前套袋处理的黄桃果实。

果胶寡糖的制备、分离纯化及其生物活性研究进展

果胶寡糖是由果胶经不同方法制备得到的小分子聚合物,与天然果胶相比,其具有较低的分子质量、较好的水溶性、较高的生物利用度以及丰富的生物活性。在不同的制备条件下,可以得到一系列分子质量和结构不同的果胶寡糖。而果胶寡糖的生物活性与其分子质量和结构之间有着密切关系。本文就果胶寡糖的制备、分离纯化、结构鉴定及其生物活性等方面进行综述,以期为果胶寡糖作为天然活性物质在食品、医药和保健品等领域的应用提供一定的参考。

利用代谢工程改造谷氨酸棒杆菌产丙酮酸研究

丙酮酸是一种重要的有机酸,可以作为前体物质,参与合成多种有机化合物,在生物体的能量代谢中发挥着重要作用。为提高丙酮酸产量,选择利用代谢工程改造谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)生产丙酮酸。利用同源重组的方法,依次敲除谷氨酸棒杆菌中与丙酮酸代谢支流相关的5个关键基因(丙酮酸醌氧化还原酶基因pqo、丙酮酸羧化酶基因pyc、转氨酶基因alaT、缬氨酸-丙酮酸氨基转移酶基因avtA、丙酮酸脱氢酶基因aceE),摇瓶发酵72 h后丙酮酸的产量达到14.64 g/L。通过过表达编码转酮醇酶基因tkt、转醛酶基因tal、磷酸烯醇丙酮酸羧激酶基因pck,增加合成丙酮酸前体物质的供应。最终,复合培养基摇瓶发酵72 h后,发酵液中丙酮酸的产量达到15.39 g/L,与野生型菌株相比提高了28倍。研究旨在为利用微生物发酵生产丙酮酸提供一定的理论参考。

添加柑橘果胶和吐温-80的芥末精油纳米乳液稳定性、抑菌活性及其在砂糖橘保鲜中的应用

采用高压均质与超声破碎法制备添加柑橘果胶(pectin,PT)和吐温-80的芥末精油纳米乳液(mustard essentialoilnanoemulsion,MEO-NE)(MEO-NE-PT)和只添加吐温-80的MEO-NE(MEO-NE-T),对比MEO-NE-PT和MEO-NE-T的微观结构、贮藏稳定性、pH值稳定性、离子强度稳定性及热稳定性,并将MEONE-PT应用于砂糖橘采后保鲜。结果表明:MEO-NE-PT的粒径和多分散指数波动幅度更小,表现出更强的稳定性;对MEO、MEO-NE-T、MEO-NE-PT的最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)和最低杀菌浓度进行探究,发现MEO-NE-PT的MIC(64μL/L)远低于MEO(256μL/L)和MEO-NE-T(128μL/L);且经64μL/L MEO-NE-PT处理6 h后的白地霉孢子萌发率仅有6.67%、芽管长度为8.57μm,远低于对照组(MEO)的100%和165.02μm;扫描电子显微镜观察结果表明,MEO-NE-PT处理会导致白地霉菌丝体皱缩、断裂;与对照组相比,MEO-NE-PT处理可明显降低砂糖橘的腐烂率和质量损失率,并且能够延缓砂糖橘硬度和可溶性固形物含量的下降。因此,MEO-NE-PT作为一种安全、有效的绿色抑菌剂,可以控制柑橘白地霉菌的生长,保持砂糖橘采后品质。

不同品种百合内外鳞片游离氨基酸组成的主成分分析及聚类分析

为研究不同品种百合鳞茎中游离氨基酸(free amino acids,FAAs)综合品质的差异,以7种百合内外鳞片为研究对象,采用液相色谱-串联质谱法测定游离氨基酸种类和含量,采用味道强度值、主成分分析法及聚类分析法综合评价。结果表明:百合中氨基酸含量丰富,均含有21种FAAs,总量在4.10~10.10 mg/g之间。不同品种之间总游离氨基酸(total free amino acids,TFAAs)、必需氨基酸(essential amino acids,EAAs)、呈味氨基酸、药用氨基酸含量均存在差异。整体上,内片TFAAs含量高于外片,平均值分别为7.00 mg/g和6.18 mg/g;所有品种中,兰州(平陆)、兰州(兰州)、川百合中TFAAs含量较高,岷江百合最低;卷丹、川百合中EAAs含量高,内外片含量均占TFAAs的10%以上;呈味氨基酸中,以苦味和鲜味氨基酸占优势,谷氨酸和精氨酸为主要贡献者;药用氨基酸含量丰富,所有品种占TFAAs的49.18%~70.15%。通过主成分分析提取5个主成分,累计方差贡献率为88.803%,能较好体现FAAs综合信息。根据综合排名得出前3位分别为兰州百合(平陆)内片、川百合内片、川百合外片。分层聚类分析将7个品种的内外鳞片百合分为5大类,该聚类分析结果与主成分综合分析结果较一致,可反映出不同百合种质之间的差异。

不同亲水胶体对百合淀粉糊化及流变学特性的影响

通过向龙牙百合鳞茎淀粉中添加不同来源的亲水胶体(瓜尔豆胶、黄原胶、阿拉伯胶、果胶、魔芋胶、羟丙基甲基纤维素),测定其黏度、热力学及流变学特性的变化,探究不同亲水胶体对百合淀粉糊化及流变学特性的影响。结果表明:不同亲水胶体与淀粉的混合体系表现出不同的糊化及流变学特性。添加瓜尔豆胶后的混合体系峰值黏度、谷值黏度和最终黏度均提高,而添加其余胶体后均降低。差示扫描量热结果表明:羟丙基甲基纤维素使混合体系的峰值温度和终止温度降低,添加其余胶体后混合体系糊化温度升高;添加亲水胶体后,糊化温度范围减小,热焓值降低。百合淀粉及添加不同亲水胶体后的淀粉混合物均随剪切频率增大呈现剪切稀化现象,均为假塑性流体。添加瓜尔豆胶后混合体系弹性模量(G′)、黏性模量(G″)和稠度系数(K)显著提高,流动系数(n)降低,假塑性增强;而其余胶体混合体系的G′和G″的变化规律不同。明确不同种类亲水胶体对百合淀粉糊化和流变特性的影响,可为百合淀粉与亲水胶体复配在食品中的应用提供参考。

柑橘香橙素生成途径关键酶黄烷酮-3-羟化酶特性分析及原核表达

香橙素是柑橘类黄酮的重要组成,黄烷酮-3-羟化酶是香橙素生成途径中的关键作用酶。对黄烷酮-3-羟化酶的特点进行总结与分析并在大肠杆菌中进行表达。首先从NCBI数据库筛选了来自柑橘、陆地棉、玉米、水母雪莲和欧芹的5种f3h,对其进行理化性质、蛋白质二三级结构、序列比对等生物信息学分析并以大肠杆菌为宿主进行表达。发现5种来源的f3h,其基因开放阅读框为1032~1119 bp,编码343~372个氨基酸,蛋白分子质量为38.89~41.45 kDa,理论等电点在5.43~5.96,且不同物种F3H的理化性质、结构域和蛋白质结构也有一定的相似性。通过构建大肠杆菌表达体系发现:黄烷酮-3-羟化酶均能进行原核表达,除去来源于水母雪莲的F3H未检测到香橙素的生成,其余4种F3H均能将柚皮素转化为香橙素且产物生成量不同,其中ZmF3H生成量最高达20.12 mg/L。

1-MCP结合乙烯吸附剂处理对黄桃货架期品质的影响

为探究1-MCP结合乙烯吸收剂对黄桃货架期品质的影响,以“锦绣”黄桃为试材,采用对照(CK)、1-MCP(10μL/L)、乙烯吸附剂(3%)处理和1-MCP+乙烯吸附剂4种处理方法,分析不同处理间黄桃果实货架期品质的变化。结果表明,货架期10 d时的腐败率分别为CK组86.7%、乙烯吸附剂组80%、1-MCP组70%、1-MCP+乙烯吸附剂组60%,1-MCP+乙烯吸附剂处理能够有效抑制黄桃腐烂率的上升,减少果肉褐变的发生,延缓果实可溶性固形物、硬度、维生素C、可滴定酸的下降,总黄酮与总酚含量最高,分别为808 mg/100 g和559.6 mg/100 g,总抗氧化活性保持在较高水平,多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性均保持在较低的水平。采用主成分分析法分析4种处理所得数据,根据模型评价,综合品质得分从高到低排列顺序:1-MCP+乙烯吸附剂>1-MCP>乙烯吸附剂>CK。结论:1-MCP+乙烯吸附剂处理对黄桃采后保鲜效果最好,能够更好地保持黄桃货架期品质。

玉米黄烷酮-3-羟化酶原核表达条件对香橙素生成量的影响

香橙素是类黄酮代谢途径中重要的中间化合物,黄烷酮-3-羟化酶(flavanone-3-hydroxylase,F3H)能以柚皮素为底物催化C;位接羟基从而生成香橙素。为实现香橙素绿色发展,该研究利用微生物法,对来自玉米的Zmf3h构建大肠杆菌原核表达系统后诱导ZmF3H蛋白表达。通过发酵实验验证ZmF3H在胞内可溶性表达并成功催化生成香橙素。为提高香橙素产量,对蛋白表达阶段的菌体密度、异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-D-thiogalactoside,IPTG)诱导剂浓度、诱导时间和诱导温度等条件进行优化实验。单因素试验结果表明各实验组分别在菌种密度OD;=0.8~1.0,IPTG终浓度为0.6 mmol/L,诱导温度在23℃,诱导8 h时可明显提高香橙素生成量,综合各单因素优化条件进行实验验证后发现香橙素生成量为(32.27±1.98)mg/L,与初始条件相比提高了60.39%。

大肠杆菌表达类黄酮O-甲基转移酶合成槲皮素甲基化衍生物

槲皮素是一种重要的柑橘类黄酮,具有抗菌、抗炎和抗氧化等生物学活性,但水溶性和脂溶性较差,研究表明可通过甲基化提高其代谢稳定性和生物利用度,目前微生物转化法是获得甲基化槲皮素的良好方法。作者筛选了11种不同来源的类黄酮O-甲基转移酶(FOMT),并根据甲基化位点进行分类构建相应的大肠杆菌工程菌,以槲皮素为底物进行发酵分别合成了4种单O-甲基槲皮素(柽柳黄素、鼠李素、异鼠李素和3-O-甲基槲皮素),最高产量分别为31.17、11.17、8.90、52.95 mg/L。随后构建了大肠杆菌共培养体系,分步添加含有MpOMT4和OsNOMT的重组大肠杆菌全细胞催化剂,并通过调整体系中两种菌体的比例和生物量,最终确定菌体细胞质量浓度为24 g/L(以细胞干质量计)、两种菌体质量比为1∶2时,4′,7-二甲氧基槲皮素的最高产量为21.56 mg/L。