JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

2022年37卷第1期

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食品与生物工程
基于宏转录组学的浓香型白酒酒醅活性微生物群落空间异质性研究
田瑞杰, 张勇, 冯大鸿, 王康丽, 迟雷, 沈祥坤, 胡晓龙, 何培新
2022, 37(1): 1-11. doi: 10.12187/2022.01.001
摘要:
采用宏转录组学技术,对浓香型白酒酒醅中具有生理活性的细菌和真菌群落在窖池不同空间位置上的组成及差异表达基因进行研究。结果表明:细菌群落共检测到87个门、78个纲、165个目、396个科、1612个属和7234个种,真菌群落共检测到8个门、26个纲、58个目、127个科、223个属和394个种,且酒醅上、中、下层之间的活性微生物数目差异较小;各层酒醅中的细菌和真菌群落组成无明显差异,均以厚壁菌门和子囊菌门为主要优势细菌门和真菌门,以芽孢杆菌纲和酵母纲为主要优势细菌纲和真菌纲,以乳杆菌属为主要优势细菌属,以酵母菌属(上层和下层)或Scheffersomyces(中层)为主要优势真菌属;下层与中层酒醅、中层与上层酒醅之间的差异表达基因数量较多,分别为90个和67个,且主要富集在RNA降解和糖酵解/糖异生通路上,而各层酒醅之间的差异表达基因的功能大部分为代谢活动;整体上,中层酒醅中的活性微生物菌群对RNA降解的影响最低,下层酒醅中的活性微生物菌群在代谢活动上的贡献最大。
食源性致病菌多重PCR检测技术建立及其应用
胡金强, 丁慧敏, 詹丽娟, 赵卫东, 侯莹莹, 孙新城, 高辉, 耿尧
2022, 37(1): 12-19. doi: 10.12187/2022.01.002
摘要:
针对6种食源性致病菌特异性基因(金黄色葡萄球菌nuc基因、副溶血性弧菌tdh基因、单核细胞增生李斯特菌hly基因、阪崎克罗诺杆菌ompA基因、鼠伤寒沙门氏菌invA基因和大肠杆菌O157:H7 rfbE基因)建立了多重PCR检测技术,分析了其特异性和敏感性,并评估了其在人工染菌牛奶中的应用可行性。结果表明:该检测技术可扩增预期的345 bp、307 bp、269 bp、237 bp、188 bp和142 bp细菌特异性PCR产物,无非特异性扩增,且不与非靶细菌产生交叉反应;对细菌纯培养物基因组DNA的检测限为10 pg,对人工染菌牛奶样品中致病菌的检测限为103 CFU/mL,可实现6种食源性致病菌特异性强、灵敏度高、简便高效的同时检测。
高产纤维素酶的里氏木霉液态发酵培养基条件优化
邢胜利, 宋丽丽, 张志平, 魏涛, 马歌丽, 邢进, 黎园, 杨旭
2022, 37(1): 20-25. doi: 10.12187/2022.01.003
摘要:
以天然原料作为培养基主要成分,采用Plackett-Burman (PB)、最陡爬坡和Box-Behnken (BB)试验设计及响应面(RSM)分析,对高产纤维素酶的里氏木霉液态发酵培养基进行优化。结果表明:最优发酵培养基条件为豆饼粉添加量2.140%,麸皮添加量1.88%,蛋白胨添加量0.30%,在此条件下,里氏木霉发酵液中的纤维素酶活力可达(42.62±1.30) U/mL;发酵后期(5 d),随着里氏木霉菌丝体大量生长,纤维素酶活力不断提高;制备的纤维素粗酶液可降解玉米秸秆中的纤维素和半纤维素,产生游离的葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、纤维二糖等可发酵性糖。
NaCl对吐温20与海藻酸钠相互作用的影响
白燕, 宋爽, 朱蓓薇, 孙宏元, 左文健, 胡梅
2022, 37(1): 26-32. doi: 10.12187/2022.01.004
摘要:
作为一种阴离子聚电解质,海藻酸钠在溶液中的状态易受电解质的影响。通过测定表面张力、荧光光谱和黏度,研究了非离子表面活性剂吐温20与海藻酸钠的相互作用,以及NaCl对该相互作用的影响。结果表明:吐温20-海藻酸钠复合溶液的表面张力在cmc之前高于不添加海藻酸钠的吐温20溶液,海藻酸钠的质量分数越大,表面张力升高越多;加入NaCl溶液后,吐温20-海藻酸钠-NaCl复合溶液的表面张力下降;较高质量分数(0.10%)的海藻酸钠会使吐温20-海藻酸钠复合溶液的I1/I3下降;在cpc之前加入NaCl溶液,吐温20-海藻酸钠-NaCl复合溶液的I1/I3升高;在吐温20浓度大于cmc*时,吐温20-海藻酸钠复合溶液的黏度略微降低;在吐温20达到一定浓度后,NaCl会促使复合溶液的黏度略微升高。
基于HPLC指纹图谱与多元统计分析的太平猴魁产地判别方法
高薇, 王秀, 李见春, 涂密密, 高菲, 徐峰, 王玉帅
2022, 37(1): 33-39. doi: 10.12187/2022.01.005
摘要:
以核心产地和非核心产地的太平猴魁为研究对象,通过优化高效液相色谱(HPLC)检测方法建立太平猴魁HPLC指纹图谱,并结合多元统计分析方法对不同产地太平猴魁样品进行鉴别分析。结果表明:按优化后的HPLC检测方法对核心产地10种太平猴魁样品进行定量分析,共鉴定出11个共有峰(GA、5-GC、GC、TB、EGC、Cat、EC、Caf、EGCG、GCG、ECG),且10种太平猴魁样品的相似度均在0.982以上;来自核心产地与非核心产地的太平猴魁样品在PCA得分图中按照产地聚集,实现了较好的分离;筛选出的6种生物标志物(EC、GC、Cat、TB、EGC、Caf)可作为区分太平猴魁是否来自核心产地的特征性成分。
晒青茶灭菌方法研究
安江珊, 王利妍, 刘琨毅, 吕伟, 李崇萍, 李红叶, 赵明
2022, 37(1): 40-45. doi: 10.12187/2022.01.006
摘要:
采用辐照灭菌、紫外灭菌、微波灭菌、高压蒸汽灭菌、巴氏消毒、臭氧灭菌6种灭菌方法处理晒青茶,检测灭菌后晒青茶的菌落总数、生化成分并进行感官审评,以筛选出适宜的晒青茶灭菌方法。结果表明,辐照灭菌和高压蒸汽灭菌能将晒青茶中的微生物彻底杀灭;7.5 kGy辐照灭菌对茶叶生化成分影响最小,仅可溶性糖、儿茶素、花旗松素、芦丁、木犀草素的含量变化显著(P<0.05);感官审评也证实,7.5 kGy辐照灭菌对晒青茶感官品质的影响最小,即晒青茶的最佳灭菌方法为7.5 kGy辐照灭菌。
UV-LEDs技术在食品杀菌保鲜领域中的应用研究进展
王雯雯, 相启森, 白艳红
2022, 37(1): 46-54. doi: 10.12187/2022.01.007
摘要:
食品在生产和消费环节极易受到微生物污染,严重影响其安全性和品质。紫外发光二极管(Ultraviolet Light-emitting Diodes,UV-LEDs)作为传统紫外汞灯的替代光源,具有波长可调、绿色环保、安全高效等优点。对该技术在食品杀菌保鲜领域的应用、其对食品品质的影响及与其他非热杀菌技术协同杀菌的应用研究进行了综述,认为:UV-LEDs技术不仅能够有效杀灭食源性致病菌和腐败菌,而且可以较好地保持食品品质,将其与微酸性电解水、Cl2、超声波等协同使用,可进一步增强其杀菌效果。然而,该技术在应用过程中存在穿透力弱、处理量小等问题,今后应在处理工艺参数优化和装置方面进行深入研究,以期为UV-LEDs技术在食品安全控制领域中的实际应用提供参考。
烟草科学与工程
不同工艺制备的加热卷烟烟草薄片热失重行为研究
李朝建, 饶先立, 郑晓云, 王鸣, 周成喜, 徐如彦, 王鹏飞, 朱鲜艳
2022, 37(1): 55-61. doi: 10.12187/2022.01.008
摘要:
为考查稠浆法、造纸喷粉法、造纸涂布法制备的加热卷烟烟草薄片的热释放规律及差异,采用热重分析法研究了这3种加热卷烟烟草薄片在不同氛围时的热失重行为。结果表明:在空气(Air)和氮气(N2)氛围下,3种烟草薄片均经历了水分蒸馏、物质挥发、裂解等多个失重阶段,其热失重行为整体相同;烟草薄片组分在温度达到370℃时可实现有效释放。在240~400℃温度范围内,不同氛围对各烟草薄片样品热失重过程的影响较大;Air氛围有助于提高烟草薄片的热失重速率,促进各阶段的失重温度向低温方向偏移,利于降低甘油、纤维素等物质的热挥发及热氧化降解难度。不同工艺烟草薄片的结构疏松性及物质组成不同,使得加热过程中失重温度区间、最大失重速率温度和质量损失均存在差异;组织结构疏松及外源性成分高均能促进样品热失重速率加快、质量损失增加。
不同酶处理浓缩液对贵州烟草薄片品质的影响研究
马科, 蒋登科, 龚霜, 王东飞, 高占甫, 瞿方, 杨雪鹏, 欧明毅
2022, 37(1): 62-67. doi: 10.12187/2022.01.009
摘要:
分别利用中性蛋白酶、果胶酶、淀粉酶处理贵州地区来源原料制备的烟草薄片浓缩液,分析不同酶处理对浓缩液中常规化学成分及香味成分的影响;将酶处理后的浓缩液涂布于烟草薄片片基上,对其感官品质进行评价。结果表明:经中性蛋白酶处理的浓缩液中蛋白质、还原糖、总糖和氨基酸质量分数均大幅降低;新增4-环戊烯-1,3-二酮、β-紫罗兰酮等10种香味成分,浓缩液中香味成分总含量由0.907 mg/mL提升到2.844 mg/mL,增幅达213.56%;经果胶酶和淀粉酶处理的浓缩液中常规化学成分及香味成分无显著改变;经中性蛋白酶处理的浓缩液涂布的烟草薄片在香气、谐调性、刺激性和余味等方面均优于淀粉酶组、果胶酶组和空白组。
烟草C4H2基因的克隆与表达特性分析
刘晨, 王祯, 朱先约, 王文婷, 黄申, 翟玉俊
2022, 37(1): 68-78. doi: 10.12187/2022.01.010
摘要:
以中烟202无菌幼苗为供试材料克隆出C4H2基因的CDS区,对该基因进行生物信息学分析,构建原核表达载体,在大肠杆菌中对重组质粒进行诱导表达及纯化分析,考查其在不同组织中的表达特性,以及叶片中黄酮含量变化趋势。结果表明:1) NtC4H2蛋白属于细胞色素P450超家族成员,有1个跨膜区,为不稳定亲水蛋白,二级结构中α螺旋和无规则卷曲占比较高;2)重组NtC4H2蛋白主要以不溶性包涵体的形式存在于表达细菌中;3)NtC4H2基因在烟草不同组织的表达水平为下部叶<茎<中部叶<根<上部叶,NtC4H2蛋白活性大小与基因表达量变化趋势相同,表明试验植株在不同生命阶段中的木质化进程会直接影响该基因在各个组织中的表达丰度;4)不同采样时间内上部叶中NtC4H2基因表达量有明显波动,48 h表达量达峰值,确定了该基因表达模式与叶中黄酮的积累呈正相关。
基于香韵活性值的不同产地中间香型烤烟风格特征差异分析
陈芝飞, 蔡莉莉, 陈小龙, 张玉霞, 马胜涛, 席高磊, 王清福, 张俊岭
2022, 37(1): 79-86. doi: 10.12187/2022.01.011
摘要:
为阐明中间香型烤烟的风格特征差异,以3种产地(重庆、遵义和牡丹江) C3F中间香型烤烟烟叶为研究对象,采用GC-MS法测定烟叶主流烟气中96种重要香气成分释放量,计算其香气活性值,并根据香韵归属获得10种香韵的活性值,经对比分析揭示3种中间香型烤烟的香韵特点。结果表明:3种中间香型烤烟主流烟气粒相物中96种香气成分的总释放量分别为1 255.251 μg/g、856.274 μg/g和967.670 μg/g,其中乙酸释放量最高,十六酸和油酸次之;10种香韵中,酸香和脂蜡香的香气成分释放量最高。坚果香和甜香为3种中间香型烤烟的主体香韵,其次为清香和烤甜香香韵;3种产地C3F中间香型烤烟中,重庆的膏香最为突出,遵义的清香和果香最为突出,牡丹江的甜香和坚果香最为突出。
醇类香料单体应用于滤棒加香的转移行为研究
杨龙彦, 张玎婕, 宁振兴, 李志华, 李季刚, 黄善松, 张峻松
2022, 37(1): 87-94. doi: 10.12187/2022.01.012
摘要:
将13种醇类香料单体添加到卷烟滤棒中,优化香料成分的萃取条件,建立香料单体的GC-MS分析方法,考查贮存和抽吸过程中醇类香料单体在卷烟中的转移行为。结果表明:1)当萃取溶剂为无水乙醇、萃取方式为超声振荡、萃取溶剂体积为6 mL、萃取时间为20 min时,醇类香料单体萃取量最高。2)13种醇类香料单体在0.63~10.00 μg/mL质量浓度范围内线性良好,精密度、回收率较高,该分析方法可行。3)贮存期13种醇类香料的滤嘴持留率为9.68%~52.03%,烟丝迁移率为1.06%~17.36%,散失率为36.88%~87.01%;抽吸后13种醇类香料单体主流烟气转移率为0~14.49%,滤嘴残留率为14.78%~73.25%。4)十五醇的滤嘴持留率、烟气转移率相对较高,烟丝迁移率、散失率、滤嘴残留率相对较低,适宜应用于滤棒加香。5)互为顺反异构体的醇类香料单体在卷烟贮存和抽吸过程中的转移行为较相似;互为同系物的醇类香料单体,滤嘴持留率、烟气转移率、滤嘴残留率整体上随分子量增大、沸点增高而逐渐增加,散失率则逐渐减小。
酸类香料在不同加香方式制备卷烟中的感官贡献度研究
蒋薇, 司晓喜, 张凤梅, 刘志华, 李明, 唐石云, 刘春波, 朱瑞芝
2022, 37(1): 95-102,117. doi: 10.12187/2022.01.013
摘要:
为明确不同酸类香料在卷烟中的感官贡献特点,采用柱前衍生化/GC-MS技术分析了戊酸、辛酸和癸酸3种有机酸在不同加香方式、不同圆周卷烟中的主流烟气粒相转移率,结合嗅觉阈值、味觉阈值定义并计算3种有机酸嗅觉贡献度和味觉贡献度。结果表明:1)就主流烟气粒相转移率大小而言,挥发性有机酸(戊酸)更适合采用爆珠加香的添加方式,半挥发性有机酸(辛酸、癸酸)更适合采用烟丝加香的添加方式;2)在不同加香方式下,挥发性有机酸都是在细支烟中的主流烟气粒相转移率最高,在烟丝加香方式下,半挥发性有机酸在细支烟中的主流烟气粒相转移率最高,在爆珠加香方式下,半挥发性有机酸的主流烟气粒相转移率则随烟支圆周的增大而增大;3)在不同加香方式和不同圆周的卷烟中,辛酸的嗅觉贡献度最佳,戊酸的味觉贡献度最佳,3种有机酸的感官贡献都是以嗅觉效应为主。
环境工程
基于单光子电离飞行时间质谱技术的船载走航VOCs监测方法
张健锋, 吴日伟, 牛利民, 李歆琰, 李铭煊, 麦泽彬, 谭国斌, 高伟
2022, 37(1): 103-109. doi: 10.12187/2022.01.014
摘要:
基于自主研制的真空紫外单光子电离飞行时间质谱仪(SPI-MS),建立了一套直接进样与快速检测水中挥发性有机污染物(VOCs)的系统。结果表明:苯、甲苯、二甲苯和氯苯在5~40 μg/L范围内具有良好的线性,且检测限分别为0.311 9 μg/L、0.713 3 μg/L、0.056 0 μg/L、0.169 7 μg/L,满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)对该4种物质快速检测的要求。将该系统应用于华北地区某水域中VOCs的在线检测,共检测到13种VOCs。船载走航质谱技术监测范围大、响应迅速,能够及时反应水中VOCs的污染分布情况和特征,在水中VOCs的连续在线监测方面具有广阔的发展潜力。
纳米零价铁协同硫酸盐对低浓度低有机质剩余污泥水解酸化性能的影响
金宝丹, 李霞, 覃贺鲜, 王冉, 王兰, 赵建国, 钮劲涛
2022, 37(1): 110-117. doi: 10.12187/2022.01.015
摘要:
将低质量浓度低有机质剩余污泥在不同条件(自然条件、纳米零价铁(nZVI)、单过硫酸氢钾(PMS)、K2SO4、nZVI+PMS、nZVI+K2SO4)下进行发酵处理,通过分析发酵过程中溶解性蛋白质、多糖和挥发性脂肪酸(SCFAs)质量浓度、生物酶活性等指标,研究nZVI对污泥在不同硫酸盐条件下水解酸化性能的影响。结果表明,nZVI+PMS发酵系统水解酸化性能最强,蛋白质、多糖和SCFAs的质量浓度(以化学需氧量(COD)计)分别为255.07 mg/L、138.31 mg/L和356.8 mg/L;nZVI+PMS发酵系统蛋白酶和α-葡萄糖苷酶活性最强,但是nZVI发酵系统碱性磷酸酶和酸性磷酸酶活性最高,而K2SO4发酵系统生物酶活性与自然系统相似,可见nZVI能够有效提高PMS作用下的低浓度低有机质剩余污泥厌氧发酵性能。
镉对不同品种小麦种子萌发及幼苗生长的影响
张珂, 高楠, 张凌基, 刘可欣, 厉萌萌, 王凯, 马闯, 张宏忠
2022, 37(1): 118-126. doi: 10.12187/2022.01.016
摘要:
以郑麦1354、周麦27、周麦30、郑麦9023为研究对象,通过培养皿滤纸萌发试验,研究重金属镉(Cd)在不同质量浓度(0 mg/L、5 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L)下对不同品种小麦种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:郑麦1354的发芽势、发芽率、活力指数、根长和芽长均在Cd胁迫质量浓度为5 mg/L时达最大值;周麦27的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数均随Cd胁迫质量浓度的增加呈先升高后降低的趋势;周麦30和郑麦9023的发芽势和发芽指数均在5~20 mg/L的Cd胁迫质量浓度下低于对照;Cd胁迫质量浓度>50 mg/L时,郑麦9023的根长和芽长均受到显著抑制;隶属函数值综合评价结果显示,4个小麦品种中,周麦27耐Cd性最强,同时具备高发芽率(93%),可作为耐Cd性小麦培育优选品种。