表面增强拉曼光谱技术在食品安全检测中的最新研究进展

食品种类繁多,食品中存在的污染物问题也越来越复杂。因此,探究快速、灵敏、简单地检测食品中痕量污染物的检测技术对保障食品安全具有重要的意义,也是食品安全中非常重要的一环。近几十年来,表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)检测技术凭借其检测快速、无损、灵敏度高等优点,已成为食品安全检测的可靠工具。目前缺乏近几年关于SERS检测技术最新研究进展的概述。因此,本文简要综述了SERS的增强机制、增强底物及其检测技术;总结了近3年来关于表面增强拉曼光谱在食品安全检测方面的实际应用。为了更好地将SERS检测技术应用于今后食品安全的常规检测中,应研发更加低成本的技术,更简单的操作方法,开发新的SERS增强底物,将SERS检测与其他检测方法更好的结合。

部分水解瓜尔胶的酶法制备及其对面包烘焙特性的影响

为研究部分水解瓜尔胶(partially hydrolyzed guar gum,PHGG)对面包烘焙特性的影响,以瓜尔胶(guar gum,GG)为原料,采用酶解法制备PHGG。在比较PHGG和GG基本组成差异的基础上,采用质构仪、低场核磁共振仪、差示扫描量热仪和九分嗜好评分法研究PHGG添加量对面包烘焙品质及储藏特性的影响。基本组成分析结果表明,与GG相比,PHGG的黏度和分子质量显著下降,分别为(118.80±0.62)mPa·s、8.1 kDa。烘焙品质分析结果表明,添加PHGG对面包比容无显著影响,但可显著降低面包的烘焙损失率,从(14.08±0.77)%降低至(11.73±1.29)%;并赋予了面包更好的色泽。面包储藏特性研究结果表明:在7 d储藏期内,PHGG显著提高了面包的保水率,从(77.48±0.43)%增加至(85.58±4.15)%;改善了面包的内聚性和回复性;促进了面包内部水分的迁移,进而增加了面包内部结构的稳定性,具有延缓面包老化的效果。此外,感官评价结果表明,PHGG添加组面包的感官评分高于对照组面包。PHGG添加量(质量分数)为2.5%~4.5%时可显著改善面包的烘焙品质、储藏特性和感官品质,研究旨在为PHGG在食品加工中的应用提供一定理论参考。

非酿酒酵母Nakazawaea ishiwadae GDMCC 60786产乙酸乙酯的诱变菌株筛选及其安全性评价

为提升Nakazawaea ishiwadae GDMCC 60786产乙酸乙酯的能力,通过物理诱变常压室温等离子体和化学诱变甲基磺酸乙酯、亚硝基胍筛选突变菌株。利用三丁酸甘油酯初筛、摇瓶发酵二筛和外加底物发酵三筛。同时,对突变菌株进行遗传稳定性、溶血性和耐药性体外安全性评价。结果表明:对出发菌株进行诱变处理,最终获得1株高产乙酸乙酯、遗传稳定性良好及体外安全性良好的突变菌株N5,将该诱变菌连续传代5次,得到乙酸乙酯含量的平均值为764.52 mg/L,葡萄糖转化率达到38.22%,与出发菌株相比,乙酸乙酯提高了1.90倍,葡萄糖转化率提高了25.03%。外加乙醇后,突变菌株N5乙酸乙酯质量浓度为1426.81 mg/L;但外加乙酸后,该菌株不生长,并失去产酯能力,表明其对乙醇耐受性强于乙酸。同时发现24 h时,突变菌株N5的酯酶、乙酰辅酶A和醇酰基转移酶活性均达到最大值。本研究构建了一套适用于该菌株的诱变体系。

基于纳米材料的表面分子印迹技术在食品安全检测中的应用

近年来,基于分子印迹仿生识别技术的基础和应用研究层出不穷,并取得了瞩目的研究进展。分子印迹聚合物作为一种特异性高、稳定性强的仿生识别材料,在食品复杂基质净化、痕量目标物富集、新型仿生检测方法的开发等方面得到了广泛的应用。尤其是以纳米材料为基础的表面分子印迹识别材料,不仅克服了传统分子印迹材料吸附容量低、识别位点不均匀、传质速率慢等技术缺陷,并将纳米材料的荧光、高灵敏等优良特征与分子印迹专一识别、广泛适用等特征相结合,在食品安全、环境检测等领域得到广泛关注。本文介绍了以纳米材料为基础的表面分子印迹材料在食品安全检测领域的研究成果,详尽解析了各类纳米材料对表面分子印迹聚合物性能的提升情况,以期为纳米材料、表面分子印迹在分析检测领域的进一步深入研究提供理论依据。

表面增强拉曼光谱技术在食品安全检测的应用

民以食为天,保障食品安全,守护“舌尖上的中国”,是国家和人民密切关注的社会热点话题。食品安全问题与人类健康密切相关,同时也是关系到国家公共卫生安全和繁荣稳定的大事。表面增强拉曼光谱(surface enhanced Raman spectroscopy,SERS)是一种新型的光学检测技术,具有样本前处理简单、检测速度快、灵敏度高、光谱信息丰富、易操作等优点。在保证食品安全部门监管,满足食品行业自检需求等方面具有巨大应用潜力,被越来越多的研究者应用于食品安全检测。因此了解该技术的发展及应用具有重要意义。本文主要对SERS的发展历程、增强机理及在食品安全检测中的应用进行了概述,总数了近5年该技术在检测食源性微生物、农兽药残留、转基因和过敏原方面的应用,并对SERS进一步的发展进行了展望。

中国城镇居民食品安全评价及影响因素分析——基于2017年中国社会状况综合调查

基于2017年全国综合调查(简称CSS)数据,选取性别、年龄、受教育程度、婚姻状况、就业状况、收入水平以及本地认同等7个指标,比较分析中国城镇居民食品安全满意程度。通过描述性统计发现,总体上,无论男性还是女性,均认为食品安全的比例低于食品不安全的比例,女性在食品安全评价上更为敏感,认为不安全的比例要高于男性;30~39岁年龄段的城镇居民认为食品不安全的比例最高;居民对于食品安全的评价偏向不安全,收入越高,食品安全评价为不安全的比例越高;认为自己是本地人的居民认为食品安全比例相对更高。进一步通过Logistic回归分析发现,不同性别、年龄、受教育程度、婚姻状况、年收入水平及本地认同的城镇居民对于食品安全程度评价不同,存在显著性差异,其他指标没有统计学意义。最后,针对当前中国城镇居民的食品安全认知水平和满意度现状提出了食品安全风险交流对策。

基于同位素标记的相对和绝对定量技术筛选双孢蘑菇采后开伞相关差异蛋白

目的筛选双孢蘑菇采后开伞相关差异蛋白,探究双孢蘑菇采后开伞的分子机制。方法选用贮藏前(0d)和刚破膜开伞(6d)的双孢蘑菇子实体为实验材料,通过同位素标记的相对和绝对定量(isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)蛋白质组学技术筛选与双孢蘑菇采后破膜开伞相关的差异表达蛋白,并通过GO分析、KEGG通路富集分析等生物信息学手段对差异表达蛋白进行分析鉴定。结果贮藏0 d和6 d的两组双孢蘑菇样品中共鉴定到差异表达蛋白808个,包括285个上调蛋白和523个下调蛋白。与基因组数据库比对发现,筛选到的差异蛋白仅有38个被注释,且注释蛋白主要与精氨酸代谢、核酸代谢、糖代谢和氧化反应等生物学过程密切相关。GO功能和KEGG通路富集显示开伞相关差异蛋白主要富集在质膜细胞结构中,参与氰基氨基酸代谢、苯丙烷生物合成、糖代谢、精氨酸与脯氨酸代谢等途径。结论差异蛋白涉及的信号途径和代谢过程,特别是精氨酸代谢过程,在双孢蘑菇采后开伞过程发挥重要的调控作用。

基于代谢组学的白黄链霉菌TD-1高产帕马霉素代谢机制

真菌毒素给食品安全带来了重大威胁,帕马霉素对病原真菌有良好的生物抑菌活性。为提高帕马霉素产量,基于代谢组学分析方法,研究了白黄链霉菌(Streptomyces alboflavus)T D-1在两种不同发酵培养基(添加与不添加1,2-丙二醇)中生长及代谢、胞内代谢产物及代谢通路的差异,对代谢产物的变化进行了评估和分析,结合显著差异代谢产物含量变化与代谢通路的交互关系,揭示了帕马霉素生物合成的高产机理。结果表明:培养基添加1,2-丙二醇后,白黄链霉菌T D-1产帕马霉素产量明显提高。利用气相色谱-质谱联用技术,鉴定出27种显著差异胞内代谢产物与帕马霉素生物合成密切相关,主要参与中心碳代谢、氨基酸代谢及脂肪酸代谢通路。此外,通过采用添加主要显著差异前体物策略,添加谷氨酸使帕马霉素产量提高102.33%。基于代谢组学分析确定添加前体物方法,可有效提高帕马霉素产量。本研究旨在为防治粮食加工食品的黄曲霉及黄曲霉毒素污染,从源头保障食品安全提供技术参考。

3种不同亲水胶体对鲜面条品质的影响

为解决鲜面条存在的黏弹性差和蒸煮损失大等问题,研究不同添加量(0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)和不同种类亲水胶体(黄原胶、海藻酸钠、果胶)对鲜面条品质(面条蒸煮特性、质构拉伸特性、水分分布)、面粉粉质特性、面团流变特性和微观结构的影响。蒸煮试验结果表明,当黄原胶添加量0.3%、海藻酸钠添加量0.2%、果胶添加量0.4%时,鲜面条蒸煮损失率最低,分别为5.70%、5.67%、6.81%,吸水率均较高。质构结果表明,当黄原胶添加量为0.3%、海藻酸钠添加量0.3%、果胶添加量0.3%时,鲜面条的硬度、胶着性、弹性和回复性得到综合改善。面粉粉质特性分析结果表明,当黄原胶和果胶添加量0.4%、海藻酸钠添加量0.1%时,稳定时间最高分别为18.8%、18.3%、11.5%,弱化度较低,形成时间较短。面团流变结果表明,当黄原胶和海藻酸钠添加量0.1%、果胶添加量0%时,tanδ最低。低场核磁共振结果表明,当黄原胶和果胶添加量0.3%、海藻酸钠添加量0.5%时,结合水峰面积最高。扫描电子显微镜结果表明,当黄原胶和海藻酸钠添加量0.3%、果胶添加量0.4%时,面团结构最致密。综上所述,黄原胶、海藻酸钠和果胶的最适添加量分别为0.3%、0.3%和0.4%,能够有效改善鲜面条品质、面粉粉质特性、面团流变特性和微观结构,其中果胶对于鲜面条制品的改良效果最好。

副干酪乳杆菌FP02对高尿酸血症大鼠血清尿酸水平的影响

本研究对酸菜中分离出的一株副干酪乳杆菌FP02进行体外降尿酸性能检测、生理生化特性表征,并探究该菌株对高尿酸血症(hyperuricemia,HUA)大鼠模型血清尿酸水平的影响。体外结果显示,副干酪乳杆菌FP02能够有效降解尿酸及其前体物质肌苷、鸟苷,降解率分别为29.10%、67.09%、70.48%,且对黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase,XOD)活性的抑制率为64.20%。同时,该菌株可分解多种糖(醇),对胃酸、胆盐具有良好的耐受性。通过氧嗪酸钾灌胃联合高尿酸饮食构建HUA大鼠模型,连续灌胃副干酪乳杆菌FP02冻干粉14 d后,FP02治疗组的血清尿酸含量较高尿酸模型组降低了49.96%(P<0.001),接近空白对照组,且尿液中尿酸排泄量增加,血清中XOD活性受到显著抑制(P<0.001),肾切片结果显示FP02治疗组大鼠的肾损伤得到了部分恢复。该研究将为副干酪乳杆菌FP02作为预防HUA的潜在药品或功能性食品奠定了基础。

抗菌肽应用于食品中的研究现状及面临的挑战

食品安全问题一直为人们所关注,其中微生物污染是导致食品腐败变质的主要原因。抗菌肽来源广泛,抑菌谱广,杀菌速度快,可以较好地控制食品中腐败微生物的滋生;对pH值、蛋白酶和热处理有较好的稳定性,在成分复杂的食品体系中有一定的适用性;由于其抑菌机理特殊,不易产生耐药性;部分具有抗氧化和提高免疫力等多种功能,对人体具有一定的保健作用。抗菌肽的以上特点满足了人们对新型防腐保鲜剂的多种需求,有望在食品工业上发挥重大作用。因此,在抗菌肽的生物学功能以及抗菌肽保鲜机理简单介绍的基础上,对抗菌肽应用于不同食品中的研究现况进行详细综述,最后对抗菌肽在食品中应用目前存在的问题和发展方向提供了思考。

基于MWCNTs和Co-Fe双金属普鲁士蓝类似物的电化学传感检测牛奶中的H_(2)O_(2)

该研究构建了钴铁普鲁士蓝类似物(Co-FePBA)和多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰的无酶电化学传感器(NF/Co-FePBA/MWCNTs/GCE),Co-FePBA模拟过氧化氢酶对H_(2)O_(2)进行电催化还原,产生较强的电流响应,用于牛奶中H_(2)O_(2)的快速、灵敏电化学检测。在最优条件下,该传感器对H_(2)O_(2)的电流响应有较宽的线性范围(0.01~5.0 mmol/L),检出限(LOD,S/N=3)为0.52μmol/L。此外,该传感器具有较强的抗干扰能力和良好的重复性、重现性和稳定性,用于实际牛奶样品检测中回收率为91.3%~103%,相对标准偏差(RSD)≤2.7%(n=3)。该电化学检测方法可以实现牛奶中H_(2)O_(2)的低成本、简单、快速、高灵敏检测。

解脂耶氏酵母细胞工厂生产多不饱和脂肪酸的研究进展

多不饱和脂肪酸属直链脂肪酸,是机体生物膜的关键结构组分,它可以调控糖脂代谢及激素代谢,具有促进发育、提高免疫力和预防疾病等多种益生功能,对机体健康具有十分重要的作用。因此,多不饱和脂肪酸在食品、医药和饲料等多个领域均表现出重要的应用价值和广阔的开发前景,市场需求持续上升。与传统的海洋生物提取法相比,微生物合成法具有生产周期短、工艺简单、对环境友好等优势,近年来利用微生物细胞工厂生产多不饱和脂肪酸等微生物油脂逐渐成为科学界和工业界的研究热点和发展趋势。解脂耶氏酵母作为一种非常规产油酵母,因其具备高产油脂和脂肪酸的天然能力,因此成为了代谢工程改造微生物生产多不饱和脂肪酸的首选底盘细胞之一。本文首先介绍了多不饱和脂肪酸的来源及其天然合成途径;然后总结归纳了当前利用代谢工程策略改造解脂耶氏酵母生产多不饱和脂肪酸的研究现状;最后对利用解脂耶氏酵母细胞工厂生产多不饱和脂肪酸存在的主要瓶颈问题和未来发展趋势进行了探讨,期望为未来高效合成多不饱和脂肪酸微生物细胞工厂的构建提供理论支持与思路。

酶法制备瓜尔胶水解物的体外酵解特性分析

为研究不同分子量的瓜尔胶(guar gum,GG)水解物对肠道菌群的影响,以瓜尔胶为原料,通过酶解法制备3种不同分子量的瓜尔胶水解物(guar gum hydrolysate,GGH),其分子量分别为32.41 kDa(GGH-1)、10.15 kDa(GGH-2)和5.89 kDa(GGH-3),采用猪结肠消化物构建体外酵解模型,研究GG及其水解产物的体外酵解特性。结果表明:在酵解过程中,GG和3种GGH的分子量逐渐降低,总糖含量显著降低,还原糖含量先增后减。酵解体系的pH值均显著降低(P<0.05),GGH-1显著促进总短链脂肪酸、乙酸、丁酸的生成,GGH-3显著促进丙酸的生成。GG和不同分子量的GGH均可以提高乳杆菌属和梭菌属的相对丰度,抑制链球菌属的增长,其中GGH-3对肠道菌群组成的影响最为显著。

牡丹籽粕的添加对发酵豆酱理化性质的影响

牡丹籽粕是油用牡丹籽榨油后得到的副产物,富含蛋白质、多糖、黄酮等营养成分。该研究在传统豆酱的制作原料中添加牡丹籽粕,以研究其对豆酱发酵过程中曲料酶活及营养成分的影响。通过单因素实验确定牡丹籽粕的最佳添加比例为黄豆∶籽粕为7∶3,在该条件下制得的成曲中性蛋白酶、淀粉酶和糖化酶最大酶活分别为1177.85,686.58,1564.36 U/g;后酵35 d后,所得牡丹籽粕豆酱中还原糖含量为9.66 g/100 g DW,多肽含量为19.53 g/100 g,总黄酮含量为1.93 mg CE/g DW,酱香浓郁、咸鲜适宜,具有良好的感官接受度,为提升牡丹籽粕附加值及开发新型营养型调味品提供了理论指导和技术思路。

少孢根霉发酵鹰嘴豆过程中功能活性及风味物质分析

少孢根霉是一种常见的食用真菌,能够产生对人类健康有益的化合物,广泛用作发酵食品的发酵剂。该研究以鹰嘴豆为原料,用少孢根霉进行发酵,分析其发酵过程中的抗氧化能力、血管紧张素转换酶(ACE)抑制活性、主要化学成分含量的变化及发酵前后的风味物质。结果表明,在发酵过程中,少孢根霉发酵鹰嘴豆的抗氧化能力显著升高,ABTS自由基清除能力在72 h时最高,为19.27 mg TE/g DW,DPPH自由基清除能力、Fe^(3+)还原能力在60 h时最高,分别为2.48,1.56 mg TE/g DW,ACE抑制活性呈先上升后下降的趋势,在48 h时最高,为67.7%;在发酵过程中总酚、多肽、可溶性蛋白、还原糖含量均显著增加。发酵36 h时样品中共检测出62种挥发性风味物质,较未发酵时增加了47种,发酵后酯类、醛类、醇类3种风味物质种类明显增加。该研究为少孢根霉的利用与鹰嘴豆高值化深加工产品的研发提供了理论依据。

基于单纯形-重心设计实验红曲色素类脂肪酶抑制剂提取研究

研究表明,某些红曲色素或其衍生物具有显著的脂肪酶抑制活性。该类物质通过抑制消化道内脂肪酶活性,阻止食物中脂肪的水解,达到减少脂肪吸收,预防和改善肥胖症状的目的。以发酵过程中添加氨基酸混合物(L-甲硫氨酸、L-缬氨酸、L-苯丙氨酸、L-色氨酸、L-亮氨酸和L-组氨酸)的红曲发酵产物为提取原料,以脂肪酶抑制率以及色价为考察指标,借助单纯形-重心设计实验方法考察了三种溶剂(水、乙醇和乙腈)的不同组合与比例对原料中色素类脂肪酶抑制剂的提取效果的影响。结果表明,溶剂组合为水/乙醇(1/2∶1/2, v/v)时,提取物的脂肪酶抑制活性最高,同时色价也较高,因此该溶剂体系更适合红曲色素衍生物类脂肪酶抑制剂的提取,为开发抗肥胖红曲产品提供有益依据。

双孢蘑菇采后不同组织部位植物激素的产生规律

以双孢蘑菇为试验材料,探究在20℃贮藏条件下双孢蘑菇子实体不同组织部位中脱落酸(ABA)、赤霉素(GA)、生长素(IAA)和玉米素核苷(ZR)含量的变化。结果表明,GA与IAA含量在双孢蘑菇采后贮藏中的变化规律相似,可能协同调控子实体的采后膨大、破膜开伞以及后期孢子的产生过程。ABA和GA在菌柄组织采后的衰老过程中作用突出。ABA可能启动并参与双孢蘑菇采后衰老的过程。与ABA、GA、IAA相比较,ZR分布的组织差异性更显著,可能与采后菌褶的增厚和孢子的形成密切相联。以上结果表明,这4种激素在双孢蘑菇采后贮藏中呈现组织差异性规律,并与双孢蘑菇继续发育和衰老过程有关。本研究结果为寻找有效控制双孢蘑菇采后品质下降提供一定的理论基础。

蛋白质组学在果蔬保鲜中的研究现状

果蔬采后生理病理变化是果蔬保鲜的主要研究内容之一,因此对果蔬采后生物学变化过程的探究是减少果蔬采后损失和提高贮藏品质的首要任务。目前,高通量蛋白质组学作为后基因时代的一种重要分子分析技术被广泛应用于果蔬及其贮藏过程中蛋白质表达规律研究。通过总结近五年国内外蛋白质组学技术在果蔬保鲜中的研究进展,简述了呼吸跃变型与非呼吸跃变型果蔬在果实成熟衰老过程中的蛋白表达差异,比较了同属不同种的果蔬间抗病性差异表达蛋白,分析了1-甲基环丙烯、低温贮藏、气调贮藏对果蔬品质的影响,对果蔬采后保鲜研究具有重要指导意义。另外,以蛋白质组学为桥梁,建立起与基因组学、转录组学和代谢组学等多组学联用技术,以此通过复杂的通路和网络关联来整合不同组学的数据,分析各组学之间的调控关系,揭示采后保鲜技术提高果蔬贮藏品质的相关机制,将是果蔬保鲜相关研究领域的未来发展方向。

微藻盐胁迫响应分子机制研究进展

微藻是地球上光合微生物的原始种类之一,由于其生长周期较短、生长速率较快和生产高附加值产物的潜力而被广泛开发利用。然而,在微藻放大生产的过程中极易受到高盐等非生物胁迫的不利影响,极大地限制了微藻的生产力。因此,了解微藻盐胁迫响应的分子机制将有助于耐盐藻株的快速建立。本文总结了真核微藻和原核蓝藻响应盐胁迫的各种参与蛋白及其具体作用机制,包括转运蛋白维持离子稳态、积累渗透调节物质、抗氧化防御机制、信号蛋白和脂质积累等;同时综述了已被开发利用的天然耐盐藻包括杜氏盐藻(Dunaliella salina)、盐生隐杆藻(Aphanothece halophytica)、皮克绿球藻(Picochlorum sp.)和海洋绿藻(Chlamydomonas W80)等微藻及其耐盐基因的研究进展;最后讨论了典型盐响应基因在优良藻种选育中的价值与应用前景。