黑果枸杞乳酸菌发酵饮料生产工艺研究

采用干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)制备黑果枸杞发酵饮料,以减少加工过程中花青素和原花青素损失为主要目标,首先确定了酶解条件:果胶酶和纤维素酶各添加1 g/L,37℃酶解3.5 h;优化了扩培培养基:脱脂乳粉30 g/L,葡萄糖70 g/L,枸杞汁80 g/L;得到了最优的发酵条件:料水比1∶30(g∶mL),接种量3%(体积分数),发酵温度37℃,发酵时间15 h,发酵结束时总酸含量约3.5 g/L。结果显示,乳酸菌发酵显著提高了花青素的含量和保留率,但是杀菌会造成花青素和原花青素的大量损失。通过优化杀菌参数和控制环境因子开发了有利于花青素和原花青素保护的杀菌工艺:料液避光并控制氧气含量小于0.5 mg/L,于85℃加热25 min,此工艺使花青素保留率提高了7.1%,原花青素保留率提高了6.0%,功能成分在加工过程中得到了有效保护,制备的发酵饮料具有黑果枸杞的风味及柔和的微酸口感。该研究可为黑果枸杞深加工产品开发提供一定的理论参考。

西藏凹乳芹多糖的分离纯化、结构表征及抗氧化活性研究

该文以西藏凹乳芹为原料,超声辅助酶法提取多糖,经DEAE-52纤维素和Sephadex G-100凝胶柱分离纯化,得到水溶性西藏凹乳芹多糖(Vicatia thibetica de Boiss polysaccharide,VTP)的纯化组分VTP-1。通过高效凝胶渗透色谱、离子色谱、紫外可见光谱、傅立叶红外光谱、刚果红等实验对其分子质量、单糖组成、空间结构、理化性质和体外抗氧化活性进行研究。结果表明,VTP-1相对分子质量为96.81 kDa,由阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖组成,物质的量之比为5.63∶2.79∶86.36∶3.02∶1.59。VTP-1是以α和β-型糖苷键共同连接的中性杂多糖且无三螺旋结构。VTP-1对DPPH自由基、ABTS阳离子自由基、·OH清除率的半抑制浓度值分别为1.808、1.845、4.634 mg/mL,抑制率均表现为依赖剂量性增加,表明其具有良好的抗氧化活性。综上,该实验对西藏凹乳芹多糖首次开展研究,证明了其体外抗氧化活性,为西藏凹乳芹多糖在功能性食品以及医药行业的应用提供了理论依据。

黄酒感官质量评价体系研究—以绍兴黄酒为例

感官质量是影响消费者对饮料酒喜好性和接受性的重要因素,开发科学有效的感官质量评价方法是行业和研究人员关注的重点之一。目前关于黄酒感官评价方法和体系的研究报道较少,不能满足行业发展的需要。该研究以绍兴黄酒为例,构建了一套较为系统的黄酒感官评价方法,主要包括风味轮的构建、风味特征剖析和感官质量评价标准的建立。从嗅觉、味觉、口感和余味四方面绘制了由57个描述词组成的风味轮,利用方差分析对风味轮中的描述词进行筛选,获得了描述绍兴黄酒感官特征的24个核心词汇,通过雷达图分析了不同甜型绍兴黄酒的风味特征,进一步建立了由12个评分指标和4个打分梯度构成的黄酒感官质量评价标准。黄酒国家评委使用该标准对不同品质的黄酒进行了打分,成功地将样品进行了区分,说明该方法可以有效评估绍兴黄酒的感官品质。该感官质量评价体系有助于消费者科学有效地鉴别黄酒产品品质,为黄酒感官质量的分析评价提供了基础和手段。

壳寡糖改善HepG2细胞胰岛素抵抗作用及机制研究

壳寡糖(chitooligosaccharides,COS)是一种具有多种生物活性的低聚寡糖,该文探究了COS对HepG2细胞胰岛素抵抗的影响作用。通过胰岛素诱导HepG2细胞建立胰岛素抵抗模型,评估COS及其单体组分(聚合度2~4)对其缓解作用。结果显示,COS显著提高产生胰岛素抵抗HepG2细胞的葡萄糖消耗量,促进其葡萄糖代谢。进一步评估不同聚合度的COS单体发现,壳二糖和壳四糖对胰岛素抵抗的肝细胞无显著改善效果,而壳三糖显著提高胰岛素抵抗HepG2细胞的葡萄糖消耗量。另外,COS及壳三糖显著提高胰岛素受体(insulin receptor,IR)、胰岛素受体底物1(insulin receptor substrate 1,IRS-1)、葡萄糖转运蛋白4(glucose transporter 4,GLUT4)蛋白水平,活化蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)以及改善相关基因转录水平。综上,COS通过介导Akt/GLUT4通路改善HepG2细胞的胰岛素抵抗,壳三糖在促进糖代谢中表现最优。

餐厨垃圾发酵产乳酸菌种的筛选、鉴定及应用

从餐厨垃圾有机肥样品中筛选能够发酵餐厨垃圾产乳酸的菌株。经过平板分离纯化、形态观察及生理生化鉴定,获得了6株形态各异的单菌株。通过比较各菌株对温度、盐度和酸碱度的耐受性,最终确定M4、M5和M6为潜力菌株。经过分子生物学鉴定,确定菌株M4、M5和M6分别为乳酸片球菌、干酪乳杆菌和植物乳杆菌。将这3株菌株等比例制成复合菌剂作为菌种与枯草芽孢杆菌混合接种用于餐厨垃圾乳酸发酵实验,发现该复合菌剂能明显提高乳酸产量(约63.6%),且缩短发酵时间(约1/3)。该复合菌剂可用于餐厨垃圾处理工业,具有良好的应用前景和经济价值。

活性炭过滤对黄酒品质的影响

黄酒生产贮存过程中酒体经常会产生异杂味和少许沉淀等。活性炭因其强大的吸附能力,广泛应用于酒类的后期处理。该实验将黄酒经过酒类活性炭过滤,不仅去除了异杂味,且对于黄酒中的一些非喜好代谢物质产生了吸附作用,例如杂醇、生物胺、嘌呤、氨基甲酸乙酯等物质。结果表明,活性炭添加量越大,对以上物质的吸附量就越大,但对原酒样的色度和风味损失也越大。最佳吸附条件为:活性炭添加量10 g/L,吸附温度35℃、吸附时间9 h。此时黄酒感官评价得分85分(初始82分),总酸降低27.96%,且氨基酸态氮损失不大。杂醇降低14.22%,生物胺降低31.10%,嘌呤降低27.78%,氨基甲酸乙酯降低30.77%,酯类风味物质保持较好。该研究可对黄酒工业化生产过程中品质的控制提供一种便捷有效的方法。

大肠杆菌L-丝氨酸脱水酶的表达改善甘氨酸营养缺陷型毕赤酵母L-丝氨酸的生长

氨基酸作为一种迟效碳源无法被微生物快速利用。L-丝氨酸脱水酶(L-serine dehydratase,L-SerDH)可以将L-丝氨酸一步催化为丙酮酸和氨进入中心碳代谢生成生物量,且此过程不需要消耗ATP和还原力。L-丝氨酸是甲酸利用途径(还原性甘氨酸途径)的关键中间体。因此,改善L-丝氨酸的利用可以为甲酸和丝氨酸作为碳源利用提供参考价值。该文对巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)进行了丝氨酸耐受性实验,结果显示毕赤酵母可以耐受20 g/L丝氨酸。对内源L-丝氨酸脱水酶在毕赤酵母中的表达进行了优化。在甘氨酸营养型毕赤酵母内分别表达了8种异源L-丝氨酸脱水酶,结果表示大肠杆菌tdcG基因编码的L-SerDH对丝氨酸利用改善效果最好,终OD 600提高至出发菌株的1.6倍。该研究验证了巴斯德毕赤酵母对L-丝氨酸的耐受性,并筛选得到了较优的L-丝氨酸脱水酶来源,为毕赤酵母的丝氨酸利用提供了更优的酶来源。

活性炭和大孔树脂对糟烧酒风味的影响

活性炭和树脂是白酒行业处理基酒达到去除异味和提升品质的常用手段。该研究以理化指标变化、感官变化、重要风味物质含量变化为指标,探究活性炭和大孔树脂处理对糟烧酒风味的影响。结果显示,在理化指标方面,弱碱性大孔树脂对总酸和总酯的损失率最小,分别为6.11%和4.76%。在感官变化方面,活性炭处理后的酒样中果香、糟味和刺激性显著下降,树脂处理后的酒样中果香、花香、糟味和刺激性显著下降,不同树脂处理后青草香和粮食香变化不同。在风味物质变化方面,椰壳活性炭对酯类物质的保留效果最好(52.89%~86.74%),对除苯甲醛和正己醛外的醇醛类物质的保留效果最低(<50%);树脂中弱碱性大孔树脂对酯类物质的保留率最高(41.74%~90.73%),对醇类物质的保留率最低(32.82%~60.52%),强碱性大孔树脂对苯甲醛以外的醛类物质的保留率最低(0%~54.17%)。综合各指标结果,弱碱性大孔树脂是一种能够降低糟烧酒中的刺激性和糟味,同时较好保留原酒风味物质的处理技术,弱碱性大孔树脂的最佳动态吸附参数为上样量8 BV、上样流速5 BV/h。

加热功率和出酒温度对绍兴黄酒蒸馏酒风味的影响

随着市场竞争的加剧和产业发展需要,通过蒸馏技术将黄酒开发成高度烈酒,是黄酒产品多样化和新产品开发的重要方向。该研究以工业级壶式蒸馏器制备黄酒蒸馏酒,采用感官定量描述法和GC-MS技术,并结合偏最小二乘法判别分析研究了加热功率和出酒温度对绍兴黄酒蒸馏酒风味的影响规律。不同加热功率对32种风味物质含量有较大影响。低加热功率下香气强度偏低,花香、果香、青草最为明显,总酯和高级醇含量显著低于其他条件。中等加热功率下的果香、甜香、青草较强,乙酸乙酯、异戊醛等含量较高。而随着加热功率提升,药香、烟熏被进一步释放,酒体产生轻微的焦糊和汗臭味,4-乙基苯酚、二甲基二硫、己酸含量升高。不同出酒温度对33种风味物质含量有较大影响。低温出酒下的果香、青草香、蘑菇香、汗臭强度显著高于其他条件,对应着的乳酸乙酯、异戊醛、1-辛烯-3醇、己酸等含量偏高。中温出酒下焦糖香突出,5-甲基糠醛、正己醇等含量较高。随着出酒温度升高,4-乙基苯酚含量明显提高,烟薰香随之增强。此外,出酒率随加热功率的提高而增加,随出酒温度的升高而减少。研究结果为黄酒蒸馏工艺的精确控制及产品开发提供了基础数据和理论依据。

自动电位滴定法测定白酒中酸酯总量的不确定度评定

依据《测量不确定度评定和表示》(JJF 10591.1-2012)和《白酒分析方法》(GB/T 10345-2022),采用自动电位滴定法测定白酒中的酸酯总量,并建立数学模型对白酒测定过程中引入的不确定度进行分析和评定。结果表明,白酒中的酸酯总量为(55.7±0.6)mmol·L^(-1)(k=2);总酸、总酯分别消耗标准滴定溶液的体积所引入的不确定度分量贡献最大,酒样重复性测定和标准滴定溶液浓度所引入的不确定度分量贡献次之,而引入不确定度分量贡献最小的是酒样移取体积。

酒用高粱的营养成分及其酿造性能研究进展

酒用高粱作为白酒酿造的主要原料,它的营养成分和酿造性能直接影响白酒的产量和品质。酒用高粱中淀粉、脂质、蛋白质、单宁、香气物质等营养成分的含量直接影响白酒出酒率和酒体风格的形成。酒用高粱由于品种繁多、种植技术水平参差不齐等因素导营养成分含量差异较大,其中淀粉的总含量和支链淀粉所占比例是影响白酒品质的关键因素。此外,在酿酒生产中,高粱的吸水性、耐蒸煮性、糊化性等酿造性能是调控各种生产参数的重要参考依据,其主要的影响因素为高粱的破碎率和淀粉特性。文章概述了酒用高粱常用品种(系)的营养成分和酿造性能及其影响因素,探讨了提高酒用高粱酿造品质的方向和途径,对酒用高粱的研究和生产应用具有重要意义。

结晶麦芽类黑精对拉格啤酒酵母KS-12发酵的影响

类黑精是美拉德反应的重要产物,研究结晶麦芽不同分子质量类黑精对啤酒酵母生长、代谢和啤酒风味物质含量的作用,可以为啤酒风味的调控提供理论依据。类黑精可以促进酵母在对数期对麦汁中还原糖和α-氨基氮的利用,提高酵母细胞量;随着类黑精分子质量的增加,显著提高啤酒的色度和DPPH自由基清除率(P<0.05)。进一步通过气相色谱-质谱联用和高效液相色谱技术考察类黑精对啤酒风味物质产生的影响,结果表明添加高分子质量类黑精组(MW-H)啤酒中的高级醇含量与对照组相当,但乙酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸苯乙酯含量与对照组相比分别提高了14.62%,11.81%和14.70%;MW-H啤酒的乳酸含量为376.40μg/mL,显著高于对照组(97.83μg/mL)。结晶麦芽的类黑精通过提高啤酒醇类、酯类和有机酸物质的含量,改善啤酒的感官品质。

香芹酚-壳聚糖纳米颗粒的制备及抑菌活性研究

禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)及其产生的真菌毒素严重危害着谷物的质量与安全,开发新型的绿色抗菌剂是控制粮食霉变和保障食品安全的重要途径之一。该研究采用乳化交联法制备了香芹酚-壳聚糖纳米颗粒,结果显示,香芹酚的包封率在35%~60%,所得纳米颗粒呈现规则分布的球形,尺寸为40~100 nm。通过对香芹酚和香芹酚-壳聚糖纳米颗粒的加速贮藏考察了其对禾谷镰刀菌的抑菌稳定性。在35℃环境下贮藏50 d后,香芹酚和香芹酚-壳聚糖纳米颗粒对禾谷镰刀菌的菌丝抑制率分别从82.2%降至25.1%以及70.5%降至47.7%,表明纳米颗粒的制备提高了香芹酚的抑菌稳定性。扫描电子显微镜结果表明,香芹酚-壳聚糖纳米颗粒可以显著破坏禾谷镰刀菌的细胞膜和细胞壁,从而抑制其生长。该研究为解决粮食霉变和粮食中真菌毒素的污染提供了新的思路。

发芽青稞辅助降血糖和降血脂功效研究

以自发性Ⅱ型糖尿病小鼠(T2DM)为受试对象,给予分别添加了10%青稞和5%,10%,20%发芽青稞的高热能饲料,研究青稞和发芽青稞在降血糖、降血脂方面的活性。结果表明:5%,10%,20%发芽青稞均能降低T2DM的空腹血糖、胰岛素水平、胰岛素敏感指数、血清总胆固醇、低密度脂蛋白和载脂蛋白B含量,提高卵磷脂胆固醇酰基转移酶活性,提高载脂蛋白A含量,从而缓解小鼠体内糖脂代谢紊乱。

产2,3-丁二醇霍氏肠杆菌的筛选及其发酵优化

2,3-丁二醇是一种非常重要的平台化学品,广泛用于食品、航空和化工等领域。作为当前研究的热点之一,其合成宿主种类相对偏少,限制了2,3-丁二醇的开发利用。该研究以乙偶姻的显色反应为初筛条件,通过大量筛选,获得了一株产2,3-丁二醇的霍氏肠杆菌WM11,OL636379.1,通过摇瓶实验获得最优的发酵培养基,结合最佳的发酵工艺条件降低副产物积累量,最终在72 h通过补料分批发酵获得65.23 g/L的2,3-丁二醇,转化率达到0.41。最后以绿色可再生的玉米芯水解液为碳源,通过两阶段分批补料发酵,2,3-丁二醇的产量在72 h达到42.92 g/L,生产强度达到0.6 g/(L·h)。

嗜盐白蚁菌褐藻胶裂解酶的重组表达与改造优化

为进一步拓展褐藻胶裂解酶在枯草芽孢杆菌体系中的高效表达,该研究以来源于海洋嗜盐白蚁菌WX(Isoptericola halotolerans WX)的一段褐藻胶裂解酶基因aly-ih为目的片段,成功构建Bacillus subtilis-pMA5-aly-ih工程菌,并利用启动子改造与培养基优化的方法提高酶催化活性。采用同源重组方法,将内源性启动子HpaⅡ替换为mpr,Aly-IH酶活力较初始酶活力提高至4倍;进一步通过启动子的串联多拷贝提高酶活力,当拷贝数为3时,重组酶酶活力较初始酶活力提高至5.1倍。在此基础上,优化发酵培养基配方,在16 g/L甘油、16 g/L大豆蛋白胨、25 mmol/L Mn^(2+)的培养条件下,Aly-IH酶活力提高到320 U/mL,是初始酶活力的10.7倍。该酶可高效降解褐藻胶得到平均聚合度为2.3的寡糖产物。研究结果表明,经枯草芽孢杆菌表达并改造优化的褐藻胶裂解酶Aly-IH具有良好的催化性能和应用潜力。

避光保存条件下影响红曲酒色价稳定的因素

研究避光条件下不同因素对红曲酒色价稳定性的影响,为保护红曲酒储存过程中的颜色稳定性提供理论依据。以红曲原酒及红曲浸提液为实验材料,分析避光条件下酒体成分(有机酸、氨基酸、多酚化合物)、理化指标(pH、酒精度)和储存条件(温度、氧气)对红曲酒色价稳定性的影响。结果表明,避光条件下长期储存时,pH、氧气、氨基酸、有机酸、多酚成分对红曲酒色价稳定性影响不明显,而低酒度和高温能够显著降低色价;加入蒸馏酒调节酒度至38%vol,4℃下避光储存90 d后,其色素保存率为91.27%,是单独4℃下储存的1.25倍,是现有室温存放的2.27倍,其颜色仍保持原有的红棕色。因此,高酒度和低温储存能较好保持红曲酒的原有颜色,延长货架期,可用于红曲酒色价稳定性的维持。

大肠杆菌羊毛甾醇合成途径的构建与优化

三萜类化合物是一类具有高附加值的次生代谢产物,羊毛甾醇是其生物合成的重要骨架化合物。为了在大肠杆菌中构建羊毛甾醇合成途径,将酵母来源的鲨烯合酶,荚膜甲基球菌来源的鲨烯环氧酶和氧化鲨烯环化酶分别克隆到载体pET28a(+)和pCDF-DUET-1中,共转入大肠杆菌BL21(DE3)底盘细胞,获得了羊毛甾醇生产菌株BT-tSSE-DXOSC。通过过表达甲基赤藓糖醇磷酸(2-C-methyl-D-erythrito-4-phosphate, MEP)途径关键酶1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶和法尼基焦磷酸合酶,增加了前体供应,使羊毛甾醇产量达2.39 mg/L,较优化前提高了2.1倍。通过发酵条件优化,确定了最优pH为7.5,诱导剂IPTG浓度0.5 mmol/L,诱导温度30℃,获得羊毛甾醇产量为5.12 mg/L,较初始条件提高了1.1倍。该研究首次构建了产羊毛甾醇的大肠杆菌工程菌株,为以羊毛甾醇为中间体的三萜类物质生物合成及相关代谢途径的研究搭建了平台。

毕赤酵母甲酸脱氢酶辅因子特异性改造及应用

甲酸脱氢酶(formate dehydrogenase,FDH,EC 1.2.1.2)在发酵工业中常被应用于酶法辅因子再生系统。为了改造巴斯德毕赤酵母甲酸脱氢酶(FDH from Komagataella phaffii,Kph FDH)的辅因子特异性并应用于体外NADPH辅因子再生系统,研究基于多序列比对和文献调研的结果,确定了D195、Y196为突变位点,构建了16个突变体,并表征了野生型和突变体的比酶活力和酶促反应动力学。得到最优的NADP+特异性突变体为Kph FDH D195Q/Y196R,其对NADP+的催化效率(k_(cat)/K_(m))为1.967 L/(mmol·s),催化特异性比率[(k_(cat)/K_(m)NADP+)/(k_(cat)/K_(m)NAD+)]为36.426;以NADP+作为辅因子时,对甲酸的催化效率(k_(cat)/K_(m))为0.020 L/(mmol·s)。最后成功将该突变体应用于苯丙酮酸还原胺化反应中的NADPH再生,200 min内几乎完全反应。该研究填补了毕赤酵母FDH辅因子特异性改造方面的研究空白,为发酵工业中NADPH辅因子再生系统应用提供了一种工具酶,同时也为进一步改造该酶的辅因子特异性提供了一种出发突变体。

常压室温等离子诱变筛选高产酯酶的菠萝蜜果酒酿酒酵母

该研究的目的是选育1株高产酯酶的酿酒酵母,通过增加菠萝蜜酒中酯类的含量提高菠萝蜜酒的香气质量。以菠萝蜜果浆自然发酵液中分离获得的1株产酯酶酿酒酵母CS31为出发菌株,利用常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)进行诱变育种,通过酒精耐受性实验、杜氏小管产气实验及菠萝蜜果酒发酵性能实验进行初筛,检测菌株对不同碳链长度底物(C2、C4和C6)的酯酶活性进行复筛,选育出1株能顺利完成果酒发酵的高产酯酶突变菌株YB93。随后,通过比较突变菌株YB93和出发菌株发酵菠萝蜜果酒的香气成分,进一步验证该突变菌株的产香能力。结果表明,突变菌株YB93的酯酶(C2~C6)比活力均明显高于出发菌株CS31,其中YB93的最大的酯酶(C2)比活力(952.67 U/g)比CS31(764.32 U/g)高出24.64%。相对于出发菌株,经突变菌株YB93发酵的酒样总挥发性物质提高了34.28%,酯类物质提高了60.67%,有效地提升了果酒中果香和花香类化合物的含量,明显增强了菠萝蜜果酒的香气品质。此外,突变菌株YB93经鉴定为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),且5次连续传代性能稳定,具有应用于果酒发酵的潜力。