JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

2023年38卷第2期

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食品与生物工程
分子模拟技术在食品组分互作体系及安全领域的应用研究进展
傅亮, 吕金羚, 张锦, 庄国栋, 朱勇, 陈永生
2023, 38(2): 1-13. doi: 10.12187/2023.02.001
摘要:
在食品加工和储存过程中,组分分子之间会发生复杂的相互作用,传统的实验方法难以从分子层面对影响食品营养价值和安全性的互作机制进行清晰直观的阐释。分子模拟技术基于分子模型研究分子行为以预测或解释宏观实验现象,具有客观、高效、成本低廉等优点,是连接微观与宏观尺度的重要桥梁。对该技术在食品组分互作体系、食品安全领域中的应用研究进展进行了综述,认为:分子模拟技术能够从原子/分子层面揭示食品营养物质分子间的互作机制、食品污染物的毒理机制及抑菌机理,表征分子构象的动态变化、电子转移、共价键断裂和重建等可视化数据,为改善食品的加工工艺和储存条件、提高食品的安全性等生产实践提供指导性建议。然而,近年来该技术在应用过程中存在大多数互作体系的研究相对独立、高反应性的分子在模拟过程中被认为是纯分离物或惰性物质等问题,今后应深入研究并逐步完善环境诱导下食品组分分子的构象变化、功能特性与食品品质三者之间的联系,以期为分子模拟技术在食品不同领域的实际应用提供参考。
超声波辅助碱提类PSE鸡肉分离蛋白-EGCG复合体系的理化特性
李可, 王琳梦, 高慧健, 梁滢钰, 杜曼婷, 吴楠, 王昱, 白艳红
2023, 38(2): 14-23,62. doi: 10.12187/2023.02.002
摘要:
为了提高类PSE(Pale,Soft and Exudative)鸡肉分离蛋白的加工利用,防止表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)的氧化降解,分析了碱溶酸沉法和超声波(20 kHz,450 W,10 min)辅助碱提法(UAE)对类PSE鸡肉分离蛋白结构的影响及其对EGCG的保护作用。结果表明:与碱溶酸沉处理相比,经UAE提取的类PSE鸡肉分离蛋白的平均粒径和浊度减小、Zeta电位绝对值增加,添加EGCG后,复合体系的平均粒径明显减小(P<0.05);经UAE提取的类PSE鸡肉分离蛋白的α-螺旋与β-折叠相对含量分别下降至12.84%和11.96%,β-转角相对含量上升至63.17%(P<0.05),添加EGCG后α-螺旋相对含量下降至9.07%,β-折叠相对含量上升至19.08%(P<0.05);经UAE提取的类PSE鸡肉分离蛋白与EGCG之间具有更强的结合能力,结合位点较大(1.265),对EGCG的保护效果更好。UAE改变了类PSE鸡肉分离蛋白的结构,增强了类PSE鸡肉分离蛋白与EGCG的相互作用,减缓了EGCG被氧化降解。
中温大曲发酵过程中细菌群落结构解析及功能预测
胡晓龙, 冯大鸿, 田瑞杰, 迟雷, 张勇, 李建民, 黄润娜, 韩素娜
2023, 38(2): 23-32. doi: 10.12187/2023.02.003
摘要:
利用高通量测序技术解析了中温大曲发酵过程中的细菌群落结构、功能及表型变化。结果表明:中温大曲细菌群落主要由魏斯氏菌属、葡萄球菌属、埃希氏菌属、乳杆菌属等组成;基于OTU水平可将中温大曲样品聚类为前期(0 d和3 d)、中期(9 d和13 d)和后期(30 d)3类;发酵前期以葡萄球菌属为主要优势菌,中期以魏斯氏菌属为主要优势菌,后期则以Muribaculum为主要优势菌;中温大曲细菌菌群的氨基酸转运和代谢、碳水化合物转运和代谢等基因功能丰度较高;与发酵中期相比,发酵前期和后期细菌菌群的细胞壁/膜/包膜生物发生、翻译后修饰、蛋白质折叠和伴侣蛋白等基因功能丰度较高;发酵前期大多为兼性厌氧菌,中期以好氧菌为主,后期则主要是厌氧菌。
甾醇分子差异对脂质体结构稳定性的影响
邓莉梅, 刘宇佳, 朱杰, 于泓鹏
2023, 38(2): 33-40. doi: 10.12187/2023.02.004
摘要:
通过添加胆固醇、 β-谷甾醇和豆甾醇,采用乙醇注入法结合动态高压微流射技术制备甾醇脂质体,研究不同甾醇对脂质体膜结构稳定性的影响。结果表明:β-谷甾醇和豆甾醇的加入,使甾醇脂质体粒径从(48.35±0.41)nm分别增至(106.27±0.90)nm和(107.27±0.59)nm,Zeta电位保持不变,均在-30 mV左右;电子显微镜观察发现,添加甾醇的脂质体形成了稳定的磷脂双分子层结构;甾醇可以使脂质体的盐稳定性和pH稳定性增强,但对温度稳定性无显著影响;β-谷甾醇和豆甾醇的加入使脂质体膜的流动性、疏水性和微极性都显著减小,这表明脂质体磷脂双分子膜的结构变得更加致密。
花色苷在不同环境因素和食品基质中的降解规律
赵文鹏, 赵昌玉, 单洪雁, 许慧卿, 李松南, 王君
2023, 38(2): 41-47. doi: 10.12187/2023.02.005
摘要:
为探明不同环境因素和食品基质条件对花色苷的降解规律,研究了不同温度(4~100 ℃)、光照条件(避光、日光和紫外光)、冻融循环(5次)、蔗糖添加量(0~20%)和NaCl添加量(0~5.0%)对花色苷保留率的影响,并构建了降解动力学模型。结果表明:温度从4 ℃升高到100 ℃时,花色苷10 h保留率从88.19%降低至28.10%,其半衰期(t1/2)从55.0 h降低至5.9 h(P<0.05);与避光条件相比,紫外光条件下的花色苷10 h保留率和t1/2均达到最低值(84.41%和43.0 h);经过5次冻融循环后,花色苷120 h保留率降低至85.21%,此时的t1/2为612.6 h;在80 ℃稳定性加速实验中,当蔗糖添加量为10%时,花色苷10 h保留率和t1/2均达到最高值(60.17%和13.7 h),而当NaCl添加量为5%时,花色苷10 h保留率和t1/2均达到最高值(54.63%和11.3 h)。花色苷的贮藏和加工应尽量避免高温、紫外光和冻融循环,并可添加适量的蔗糖和NaCl以增强其稳定性。
发酵多肽Asp-Asp-Asp-Tyr和Asp-Tyr-Asp-Asp的稳定性研究
梁楚容, 王琴, 马路凯, 肖更生, 刘袆帆
2023, 38(2): 48-55. doi: 10.12187/2023.02.006
摘要:
以DPPH和ABTS自由基清除率为考查指标,探究不同储存时间、pH值、金属离子、储存温度及人工模拟消化系统对兜唇石斛发酵多肽Asp-Asp-Asp-Tyr(DDDY)和Asp-Tyr-Asp-Asp(DYDD)抗氧化活性的影响,并进一步研究2种发酵多肽的稳定性。结果表明:随着储存时间的延长,DDDY和DYDD的DPPH和ABTS清除率均明显下降,DPPH清除率在储存16 h后分别下降了约73.43%和73.22%;DDDY和DYDD在酸性或弱酸性环境下的稳定性较好,当pH值为2.0~12.0时,其ABTS清除率分别下降了约66.00%和70.81%,而对DPPH清除率的影响不大;金属离子会明显提高2种发酵多肽的ABTS清除率,其中受Na+、K+和Fe3+这3种金属离子影响较大;过高和过低的储存温度均会降低2种发酵多肽的DPPH和ABTS清除率,其中DYDD的ABTS清除率受储存温度影响较大;DDDY和DYDD的抗氧化活性在人工模拟消化系统中随着消化作用时间的延长均明显降低。2种发酵多肽的稳定性受环境影响较大,未来可通过包埋或基团连接等方式深入研究提高其稳定性的路径。
红烧乳鸽中11种极性杂环胺的UHPLC-Q-Orbitrap HRMS检测
叶惠萍, 曾晓房, 白卫东, 肖更生, 杨娟, 冼燕萍, 陈伟波, 董浩
2023, 38(2): 56-62. doi: 10.12187/2023.02.007
摘要:
以市售红烧乳鸽为研究对象,建立超高效液相色谱-四极轨道高分辨质谱(UHPLC-Q-Orbitrap HRMS)联用法,并对红烧乳鸽样品中不同部位11种极性杂环胺含量进行检测。结果表明:建立的方法线性关系良好、灵敏度较高,11种杂环胺的质量准确度均<3×10-6,决定系数R2≥0.997 2,方法的检出限为0.03~0.60 μg/kg,定量限为0.10~2.00 μg/kg;该方法具有稳定的回收率和一定的精确性,11种杂环胺的回收率为83.40%~114.80%,精密度为1.40%~7.20%,结果良好;红烧乳鸽中主要检出MeIQx(0.10~0.46 μg/kg)、PhIP(0.10~0.53 μg/kg)和DMIP(0.10~0.25 μg/kg)3种杂环胺,乳鸽部位中HAAs总含量由多到少依次为鸽跟>鸽胸>鸽翅>鸽腿。
烟草科学与工程
基于香气活性值的烟草提取物成分分析及感官作用评价
徐秀娟, 洪祖灿, 柴国璧, 陈群, 杨春强, 操晓亮, 胡军, 张峰
2023, 38(2): 63-71. doi: 10.12187/2023.02.008
摘要:
为探究烟草提取物中香韵特征成分对卷烟风格特征的影响,采用亚临界萃取-分子蒸馏技术,制备了产自福建、贵州、湖南的3种烟草提取物,考查焦甜香、奶香、豆香、辛香、果香、酸香、坚果香、花香特征成分在3种烟草提取物中的质量浓度及香气活性值(OAV)分布,通过嗅香和卷烟抽吸评价OAV的改变对烟草提取物风格特征的影响。结果表明:福建、贵州、湖南3种烟草提取物的香韵特征成分总质量浓度分别为2 427.62 μg/mL、3 688.96 μg/mL、4 628.06 μg/mL;焦甜香、奶香、酸香和花香在3种烟草提取物中占比不同,福建烟草提取物以花香、焦甜香和奶香为主,贵州烟草提取物和湖南烟草提取物均以酸香和花香为主,但两种香韵在不同烟草提取物中的OVA占比不同;依据3种提取物香韵特征成分OAV的差异,在福建烟草提取物的基础上定向补加各香韵特征成分的代表性成分,复配物的清香型风格特征弱化,浓香型风格特征逐渐增强。
卷烟烟气和烟丝中果香成分组群感官贡献对比
史清照, 范武, 张启东, 顾文博, 华青, 李德国, 俞祺昌, 奚安
2023, 38(2): 72-79. doi: 10.12187/2023.02.009
摘要:
从已有报道的烟气成分中筛选出55种果香成分,通过GC-MS定量分析检测7种卷烟样品主流烟气粒相物及烟丝中果香成分分布,利用香气活性值(OAV)分析各果香成分的感官贡献度及果香、焦甜香、奶香、豆香、辛香5种特征成分组群在烟气粒相物及烟丝中的感官贡献差异。结果表明:卷烟烟气粒相物中共检测出17种果香成分,各成分的OAV均在10以下,烟丝中共检测出28种果香成分,大部分成分在烟丝中的含量高于烟气粒相物;果香成分组群在烟丝中的感官贡献度高于在烟气中的感官贡献度,其烟丝SOAV约为烟气SOAV的8.75倍;烟气中4种特征成分组群的SOAV约为果香的26.04~3 048.21倍,而烟丝中果香成分组群的感官贡献仅次于辛香,略高于焦甜香、奶香,约为豆香SOAV的113.44倍。
基于离子迁移谱技术的不同赋香卷烟纸致香成分分析
李超, 刘劲芸, 蔡洁云, 田孟玉, 王庆华, 陈芳锐, 王强, 范多青
2023, 38(2): 80-86. doi: 10.12187/2023.02.010
摘要:
以来自3个厂家23个批次的赋香卷烟纸样品为研究对象,采用顶空-气相色谱-离子迁移谱(HS-GC-IMS)技术对其致香成分进行检测,基于指纹图谱分析不同样品致香成分差异,利用统计学评价赋香卷烟纸的稳定性。结果表明:从不同赋香卷烟纸中共鉴定出29种已知致香成分,种类最多的为醇类和酮类物质;不同厂家生产的卷烟纸样品的致香成分有各自的特征峰区域,且呈现明显差异;主成分分析、偏最小二乘回归分析、夹角余弦相似度分析均表明,不同厂家卷烟纸致香成分均稳定性较好且存在一定的差异,可据此区分不同厂家的卷烟纸样品,有助于赋香卷烟纸溯源鉴别。
基于GC-IMS的不同产地烟草中挥发性风味物质分析
郝捷, 江彩艳, 柴颖, 王煦松, 姜鹏飞
2023, 38(2): 87-93,117. doi: 10.12187/2023.02.011
摘要:
采用气相色谱-离子迁移色谱(GC-IMS)技术对贵州遵义、福建三明、湖南永州3个产地烟草中挥发性风味物质进行鉴定,结合主成分分析探究3个产地烟草之间挥发性风味物质的差异,并根据该差异对3个产地烟草进行区分。结果表明:GC-IMS共检测到125种挥发性风味物质,其中已定性79种,醛类、酮类、醇类、酯类是3个产地烟草的主要挥发性风味物质;3个产地烟草样品中醛类物质是整体风味的主要贡献者,但在种类和含量上存在较大差异,且不同产地样品中的挥发性风味物质分布分别占据了相对独立的空间。与电子鼻技术相比,GC-IMS技术能够建立3个产地烟草挥发性风味物质指纹图谱,可视化呈现3个产地烟草中挥发性风味物质的轮廓,达到对烟草进行鉴别及产地溯源的目的。
大孔树脂富集再造烟叶浓白水中致香成分的研究
王茹楠, 许红涛, 吕新亮, 薛建中, 李华雨
2023, 38(2): 94-101. doi: 10.12187/2023.02.012
摘要:
通过气相色谱质谱技术、超高效液相色谱质谱技术分析再造烟叶浓白水中致香成分,采用大孔树脂富集浓白水中致香成分并优化富集工艺参数,考查不同富集组分对卷烟感官品质的影响。结果表明:浓白水中主要致香成分为烟碱,质量浓度约为63 mg/L,还含有少量的3-氧代-α-紫罗兰酮、苯乙醇、去氢新烟碱等成分;LS313型大孔树脂最适用于富集浓白水中的致香成分,最佳富集工艺为上样流速11 mL/min,上样量8.2 L,洗脱溶剂为无水乙醇,洗脱流速2 mL/min,乙醇用量140 mL,该条件下洗脱液中烟碱质量浓度相对于浓白水提高了53倍,回收率为92.6%,表明大孔树脂法对浓白水中致香成分有较好的富集效果;富集组分对卷烟样品感官品质具有不同的正向作用,主要影响烟气浓度、劲头和烟香。
卷烟纸参数对中支卷烟常规烟气成分释放量及其符合度的影响
唐小雪, 潘连华, 黄宇亮, 宾晖, 王弘, 王建民, 李峰骁
2023, 38(2): 102-109. doi: 10.12187/2023.02.013
摘要:
以中支卷烟为研究对象,采用均匀设计方法研究了卷烟纸灰分含量、透气度、定量、助燃剂添加量和钾钠比对焦油等3种常规烟气成分释放量的影响,将释放量实测值与盒标值间的相对偏差转换为符合度,并研究卷烟纸参数对烟气成分释放量符合度的影响。结果表明:1)高灰分含量、高定量、高助燃剂添加量、高钾钠比及中高透气度的卷烟纸有利于降低中支卷烟常规烟气成分释放量,该影响趋势与常规卷烟基本一致;2)符合度有利于比较不同盒标值卷烟及不同烟气成分的控制水平;3)影响各种烟气成分符合度的因素与释放量基本一致,但趋势不同,卷烟纸参数对烟气成分符合度的影响有其独特的规律性。通过符合度设计可以为卷烟纸参数的优化提供一个边界,能够在保证烟气成分符合度要求的前提下改进卷烟品质。
基于烟草属特异性基因Ntsp151的环介导等温扩增检测
张轲, 杨金初, 赵旭, 童治军, 李萌, 徐永明, 张展, 孙九喆
2023, 38(2): 110-117. doi: 10.12187/2023.02.014
摘要:
针对烟草属特异性基因Ntsp151序列保守区设计环介导等温扩增(LAMP)引物,基于SYBR Green I荧光染料对烟草材料进行可视化LAMP检测,对检测过程中的DNA提取方法和反应条件进行优化,并对LAMP反应体系的特异性和灵敏度进行评价。结果表明:使用Chelex-100提取的DNA可以直接进行LAMP扩增反应,显色效果较好;LAMP最适反应条件为扩增温度63 ℃、反应时间60 min、Mg2+浓度6 mmol/L;LAMP对17份非烟草材料和1份烟草材料基因组DNA的扩增显色结果与荧光值的检测结果一致,具有较好的特异性,其最低检测限为102 copies/μL。基于烟草属特异性基因Ntsp151的LAMP检测结果可视化强,且灵敏度高、特异性强,适用于现场抽检。
材料与化学工程
电催化还原CO2反应体系研究进展
平丹, 张逸飞, 张桂伟, 柴子涵, 易峰, 黄思光, 韩敬莉
2023, 38(2): 118-126. doi: 10.12187/2023.02.015
摘要:
针对电化学还原CO2反应(CO2ER)过电位较高、转化效率较低、产物选择性较差等问题,对CO2ER催化剂、电解液和电解池的最新研究进展进行综述,指出:现阶段开发的CO2ER催化剂主要包括金属纳米粒子、金属合金、金属氧化物、金属硫化物和金属单原子催化剂,可通过调变催化剂的形貌结构和颗粒尺寸、掺杂元素、引入结构缺陷等方式来提高催化剂的活性、选择性和稳定性;CO2ER体系的电解液主要包括水系电解液、离子液体电解液和有机溶剂电解液,目前应用比较广泛的是水系电解液,但其析氢副反应的发生会使产物选择性受到抑制,而离子液体电解液和有机溶剂电解液中CO2溶解度较大且可抑制析氢副反应的发生,这也是未来的主要应用研究方向;CO2ER用电解池主要包括H型电解池、连续式流动池和MEA反应器,其中MEA反应器是实现CO2电催化转化规模化应用的重要技术手段之一。未来需深入研究催化反应机理,探究其反应活性位点,实现反应催化性能和稳定性的精准调控,同时开发新型电解液和改进电解池设计,以进一步优化反应性能。