2026, 45(2):1-12. DOI: 10.12441/spyswjs.20260124001
摘要:生物制造是生产氨基酸的主流方式,然而传统发酵受制于粮食基底物,长期面临与人争粮、成本较高等瓶颈。因此,开发以农业废弃物及工业副产物等非粮原料为底物的新型绿色转化体系具有重要意义。这不仅可以缓解氨基酸产业对有限粮食资源的依赖,而且能够促进“双碳”目标的实现。作者总结了目前利用蔗糖糖蜜、木质纤维素、甘油及乙酸等非粮原料合成氨基酸的研究进展,在此基础上指出非粮原料生物转化存在的关键问题,并探讨了克服这些障碍的工程策略,以期助推新一代氨基酸细胞工厂的构建。
2026, 45(2):13-23. DOI: 10.12441/spyswjs.20250312003
摘要:细菌性传染病长期以来对全球公共卫生构成严重挑战。传统的病原体检测方法虽已在临床应用中取得了一定成果,但存在灵敏度低、检测周期长等缺陷。CRISPR/Cas系统作为一种新型的基因编辑工具,凭借其高效、精确的特性被广泛应用于病原体检测领域。作者概述了CRISPR/Cas系统的技术原理及其优缺点,并综述了近年来利用CRISPR/Cas技术检测不同细菌属的研究进展,以期为细菌性病原体的检测提供参考。
2026, 45(2):24-32. DOI: 10.12441/spyswjs.20250103001
摘要:南极假丝酵母是在南极发现的酵母菌种,能够产生南极假丝酵母脂肪酶A(Candida antarctica lipase A,CALA)和南极假丝酵母脂肪酶B(Candida antarctica lipase B,CALB)。近年来,因其较强的催化效率和独特的位置选择性,南极假丝酵母脂肪酶被广泛应用于生物、化工和食品工业中。该综述首先介绍了南极假丝酵母脂肪酶的结构特点和酶学特征,随后阐述了南极假丝酵母脂肪酶在甘油二酯(diacylglycerol,DAG)制备中的应用现状,最后对其生物学改造和固定化现状进行了总结与展望。旨在为南极假丝酵母脂肪酶在DAG酶解、酯化制备等领域的研究提供理论和技术参考,并为后续酶分子的改造提升奠定基础。
2026, 45(2):33-45. DOI: 10.12441/spyswjs.20250308001
摘要:新烟碱类农药(neonicotinoid pesticides,NEOs)凭借高效、广谱、低毒和低残留等优势,在全球农业生产中得到广泛应用。但该类农药若被不当使用,会对生态环境造成污染,同时对人类健康构成严重威胁。因此,研发具备现场适用性、高通量特征的新型快速检测技术已成为当前的研究焦点。作者综述了NEOs残留快速检测技术的检测原理、优势与局限性,详细介绍了酶联免疫吸附测定、荧光免疫分析、免疫层析、表面等离子体共振(SPR)、表面增强拉曼散射(SERS)、荧光共振能量转移(FRET)、分子印迹技术(MIT)、金属有机框架材料(MOTs)和纳米材料电化学传感器等在农产品中NEOs残留检测中的研究进展。以免疫分析、光学分析、电化学分析为代表的农药残留检测技术凭借其高灵敏性、高选择性等优点,在痕量NEOs残留的快速检测中展现出巨大应用潜力,但在检测限降低、灵敏度提升和基质干扰消除等方面仍存在不足。未来在实际检测应用中,应重点围绕消除基质效应、实现智能化和自动化、推进多功能集成等方向进行创新与优化。
2026, 45(2):46-54. DOI: 10.12441/spyswjs.20250809001
摘要:天然多糖的生物活性易受自身结构限制,难以满足实际应用需求。磷酸化作为一种重要的化学修饰方法,凭借其独特的化学结构可增强磷酸化多糖的生物活性,包括抗氧化、免疫调节、抗肿瘤等,近年来受到广泛关注。为验证磷酸化修饰是否成功、确定磷酸化程度及修饰位置,需采用多种方法对磷酸化多糖的结构进行表征。作者综述了磷酸化修饰多糖的最新研究进展,重点探讨了磷酸化多糖的制备方法、结构表征及生物活性,旨在为其在食品、医药及相关领域的应用提供理论依据与实践指导。
2026, 45(2):55-65. DOI: 10.12441/spyswjs.20251216001
摘要:食品安全是关乎国计民生的全球性重大问题,快速、灵敏、准确地检测食品中的有害物质是保障食品安全的关键环节。光电化学传感器是将光电技术与生物传感技术相结合发展起来的一种新型光电分析传感器。该类传感器兼具光化学的灵敏性与电化学的简便性,凭借其灵敏度高、设备简单、易于微型化及成本低等优势,在食品安全检测领域得到了广泛应用。作者综述了光电化学传感器在食品安全检测中的应用实例,探讨了其在食品安全检测中面临的挑战,并展望了未来的研究方向。
2026, 45(2):66-77. DOI: 10.12441/spyswjs.20250309001
摘要:【目的】优化梨果仙人掌多糖的提取工艺,在降低蒽醌残留的同时提高多糖得率,并对所得多糖进行结构表征及抗氧化活性评价。【方法】采用热水浸提法,通过单因素及正交试验优化提取参数;利用乙醇多次洗涤沉淀以去除蒽醌类成分;利用紫外光谱(UV)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、高效凝胶渗透色谱(HPGPC)等对其结构及单糖组成进行表征;通过测定DPPH自由基清除率及氧自由基吸收能力(ORAC)评价其体外抗氧化活性;建立H2O2诱导的HepaRG细胞氧化应激模型,检测细胞活力,并测定细胞内活性氧(ROS)水平及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)水平。【结果】最优提取条件为提取温度70 ℃、提取时间2.5 h、料液比1 g∶30 mL。结构表征显示,所得多糖重均分子量主要分布于722.3×103、50.6×103和1.6×103,由甘露糖、葡萄糖醛酸、鼠李糖、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、岩藻糖9种单糖组成。该多糖对DPPH自由基的清除率为96.27%,ORAC值为0.66 mmol/L。在细胞模型中,梨果仙人掌多糖(2.50、5.00 mg/mL)可显著提升HepaRG细胞内CAT、SOD、GSH-Px活性,降低MDA和ROS水平。【结论】优化后的提取工艺可有效提高多糖得率,所得多糖为高纯度杂多糖。该多糖在体外及细胞水平均表现出显著的抗氧化活性,其作用机制与调控氧化应激相关生物标志物有关,可作为功能性食品领域的天然抗氧化剂。
2026, 45(2):78-87. DOI: 10.12441/spyswjs.20250430002
摘要:【目的】 研究负离子处理时间对鲜切苹果贮藏品质的影响。【方法】 将鲜切苹果分别进行0、40、80 min的负离子处理,测定其在4 ℃贮藏条件下的呼吸速率、褐变指数、可溶性固形物和可滴定酸质量分数、相关酶活力、丙二醛(MDA) 质量摩尔浓度、总酚质量分数、抗氧化能力及微生物生长情况,评价负离子处理对鲜切苹果贮藏品质的影响。 【结果】负离子处理可抑制鲜切苹果在4 ℃贮藏条件下的微生物生长和呼吸速率,减少营养物质损耗,降低多酚氧化酶(PPO)与过氧化物酶(POD)活力,提高MDA质量摩尔浓度、总酚质量分数和抗氧化能力,延缓果实表面褐变,从而改善鲜切苹果的贮藏品质。其中,经负离子处理80 min的鲜切苹果贮藏品质最佳。【结论】负离子处理能够改善鲜切苹果的贮藏品质,具有良好的应用前景。
2026, 45(2):88-98. DOI: 10.12441/spyswjs.20250115001
摘要:【目的】 构建琥珀酸生物合成细胞工厂,实现琥珀酸的高效合成。【方法】以马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus,K. marxianus)为底盘菌株,通过代谢工程策略,包括阻断副产物合成路径、强化糖酵解途径、构建异源琥珀酸合成途径、优化关键酶表达量、 增强琥珀酸跨膜转运能力等,构建了生物合成琥珀酸的酵母工程菌株。最后,通过发酵工艺优化提高其生产能力。【结果】在5 L发酵罐上,工程菌株K. marxianus SA011的琥珀酸产量、得率和生产强度分别达到了10.06 g/L、11.4%和0.15 g/(L·h)。【结论】该研究为K. marxianus的代谢工程改造提供了新思路,也为利用酵母高效生物合成琥珀酸及其工业化应用奠定了重要基础。
2026, 45(2):99-107. DOI: 10.12441/spyswjs.20241001001
摘要:【目的】考察酵母β-葡聚糖的体外消化特性及其对肠道菌群的影响。【方法】基于模拟消化和小鼠肠道菌群发酵模型,采用16S rRNA扩增子测序和非靶向代谢组学分析,研究了酵母β-葡聚糖对小鼠肠道菌群体外发酵微生物和代谢物的影响。【结果】酵母β-葡聚糖提高了体外发酵中的菌群浓度,促进了短链脂肪酸的产生,显著促进了厚壁菌门(如鼠尾乳杆菌等)的增殖。非靶向代谢组学分析结果显示,酵母β-葡聚糖主要通过与代谢相关的途径发挥作用,包括甘油磷脂代谢、致病性大肠杆菌感染、亚油酸代谢等。此外,相关性分析结果显示,特征细菌与显著改变的代谢物之间存在高度显著的相关性。 【结论】酵母β-葡聚糖通过调节肠道菌群、促进脂肪酸相关代谢产物的产生来发挥免疫调节等功能作用。该研究为酵母β-葡聚糖调控机体健康功能的作用机制提供了理论依据。
2026, 45(2):108-117. DOI: 10.12441/spyswjs.20250326002
摘要:【目的】探究微生物发酵对商桔梗中活性物质的影响。【方法】以总黄酮和总多酚质量分数为指标筛选出优势菌种,将优势菌种添加到商桔梗中,以发酵时间、发酵温度、料液比、接种质量分数为影响因素进行单因素试验和正交试验,以获得最佳发酵工艺条件。以DPPH自由基清除率、ABTS+自由基清除率和总还原力为指标,分析微生物发酵对商桔梗体外抗氧化活性的影响。 【结果】优势发酵菌为黑曲霉H,最优发酵工艺条件为:发酵时间4 d、发酵温度33 ℃、料液比1 g∶5.5 mL、接种质量分数11%。在此条件下总黄酮质量分数为(5.32±0.13) mg/g,比未发酵时提高了1.19倍;总多酚质量分数为(156.88±0.88) mg/g,比未发酵时提高了1.20倍。未发酵商桔梗与发酵商桔梗DPPH自由基清除率的IC50值分别是0.030、0.025 mg/mL,ABTS+自由基清除率的IC50值分别是0.033、0.021 mg/mL,发酵商桔梗的总还原力也有所增强。【结论】利用黑曲霉H对商桔梗进行发酵,可有效提升其活性物质质量分数和抗氧化能力,为商桔梗的进一步研究与开发提供了理论依据。
2026, 45(2):118-128. DOI: 10.12441/spyswjs.20250311001
摘要:【目的】分析玉足海参(Holothuria leucospilota)体壁的营养成分,优化玉足海参低聚肽制备工艺并评价其体外抗氧化活性。【方法】 采用国家标准中的方法测定玉足海参体壁的基本营养成分及氨基酸组成;以多肽得率和相对分子质量分布为指标,通过蛋白酶筛选、单因素试验结合正交试验优化玉足海参低聚肽提取工艺;采用自由基清除率和亚铁离子螯合能力评估其体外抗氧化活性。【结果】玉足海参体壁干基中粗蛋白质质量分数最高,为(64.59±9.45)%。最佳酶解工艺为:选择碱性蛋白酶,酶解温度70 ℃、酶解pH 9.5、酶解时间3 h、加酶量3 000 U/g、料液比1 g∶11 mL。在此条件下,多肽得率达75.75%,酶解产物中相对分子质量<2 000的组分占比超98.00%。ABTS+自由基清除率、羟自由基清除率、超氧阴离子自由基清除率和亚铁离子螯合能力的IC50分别为0.93、0.51、8.97、0.40 mg/mL。【结论】玉足海参体壁富含优质蛋白质,该研究优化的酶解工艺合理可行、多肽得率较高,制得的玉足海参低聚肽具有良好的抗氧化活性,可作为功能食品开发的潜在原料。
2026, 45(2):129-140. DOI: 10.12441/spyswjs.20250324001
摘要:【目的】优化咖啡果皮多糖的提取工艺并探究其结构和生物有效性。【方法】 采用复合酶解法提取咖啡果皮多糖,通过红外分析、单糖组成测定、相对分子质量测定和糖苷键连接方式分析等对其结构进行表征,并分析其生物有 效性。【结果】 咖啡果皮多糖最佳提取工艺条件为:纤维素酶质量分数2.6%、碱性蛋白酶质量分数2.6%、木瓜蛋白酶质量分数2.6%、果胶酶质量分数3.8%、提取温度60 ℃、提取时间1.5 h、料液比1 g∶100 mL、pH 4。复合酶解法可有效维持咖啡果皮多糖的生物有效性。结构表征结果显示,咖啡果皮多糖重均分子量为1 626 765,含鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、半乳糖醛酸,摩尔比为4.39∶23.75∶28.03∶7.58∶36.25,该多糖以α-构型吡喃糖为骨架,含有→3)-Galp-(1→、→4)-Galp-(1→等糖苷键,其中的主要组成(半乳糖醛酸)以→4)-Galp-UA-(1→形式存在,为该酸性多糖的特征性结构。【结论】 该研究可为咖啡副产物咖啡果皮的开发利用提供理论参考。
2026, 45(2):141-150. DOI: 10.12441/spyswjs.20241115005
摘要:【目的】研究蓝莓汁经肠膜明串珠菌R2、植物乳植杆菌9sh及发酵乳杆菌SR2-6混合发酵后,多酚化合物的生物转化规律,并解析其代谢途径。【方法】通过前期选定的肠膜明串珠菌R2、植物乳植杆菌9sh及发酵乳杆菌SR2-6对蓝莓汁进行混合发酵,利用超高效液相色谱-电喷雾四极杆飞行时间质谱(UPLC-ESI-Q-TOF-MS)技术开展非靶向代谢组学研究,绘制酚类化合物及其差异代谢物的图谱,对发酵前后显著变化的多酚化合物进行分析,并运用KEGG解析多酚化合物生物转化的代谢路径。【结果】发酵后的蓝莓汁中含有726种多酚化合物,包括44.77%黄酮类、41.32%酚酸类、11.98%木质素和香豆素、0.83%的鞣质类以及1.10%其他类。此外,发酵过程中存在多种代谢多酚化合物的生物转化途径,其中酪氨酸代谢、苯丙氨酸代谢以及其他代谢途径的代谢通路显著富集。 【结论】肠膜明串珠菌R2、植物乳植杆菌9sh和发酵乳杆菌SR2-6混合发酵蓝莓汁能产生多种多酚化合物,主要为黄酮类与酚酸类,代谢途径主要为酪氨酸代谢、苯丙氨酸代谢以及其他代谢途径。该研究可为乳酸菌发酵蓝莓汁中的多酚类化合物的生物转化研究提供参考。
2026, 45(2):151-162. DOI: 10.12441/spyswjs.20250318002
摘要:【目的】探究牛初乳素及其与胶原蛋白肽复配对胶原蛋白合成代谢的调控作用。【方法】通过细胞试验评估牛初乳素对人皮肤成纤维(HSF)细胞I型胶原蛋白(COL I)分泌量和赖氨酸羟化酶1(LH1)、基质金属蛋白酶1(MMP-1)、基质金属蛋白酶3(MMP-3)活性,以及人源转化生长因子β1(TGFB1)基因表达的影响。构建D-半乳糖诱导的胶原蛋白流失小鼠模型,研究口服牛初乳素及其与胶原蛋白肽复配对小鼠皮肤I、Ⅲ、Ⅳ、Ⅶ型胶原蛋白质量分数、鼠源转化生长因子β1(TGF-β1)质量分数和MMP-3、脯氨酸羟化酶(P4H)、赖氨酰氧化酶(LOX)、LH1活性的调控作用。【结果】在细胞水平上,牛初乳素能够促进HSF细胞分泌COL I,显著提升LH1活性,抑制MMP-1和MMP-3活性,并上调TGFB1基因表达。在D-半乳糖诱导的胶原蛋白流失小鼠模型中,口服牛初乳素可提升小鼠皮肤I、III、IV、VII型胶原蛋白质量分数,提升LOX活性和TGF-β1水平,抑制MMP-3活性;与胶原蛋白肽复配后,P4H、LOX、LH1活性及TGF-β1水平均显著提升,皮肤胶原蛋白质量分数提升效果更为显著。【结论】牛初乳素在体外及体内模型中均能通过调控胶原蛋白合成代谢提高其质量分数,与胶原蛋白肽具有协同增效作用。该研究为牛初乳素在改善胶原蛋白代谢方面的应用提供了理论依据,并为食源性胶原蛋白补充剂的开发提供了参考。
2026, 45(2):163-172. DOI: 10.12441/spyswjs.20240307001
摘要:【目的】筛选优质的食源性乳酸菌。【方法】采用传统微生物培养方法结合16S rRNA测序对兰州甜胚子中的乳酸菌进行分离、纯化及鉴定,并从酸及胆盐耐受性、抗生素敏感性、抑菌活性和体外抗氧化活性等方面综合评价其益生特性。【结果】从兰州甜胚子中共分离鉴定出6株乳酸菌,分别为副干酪乳酪杆菌(Lacticaseibacillus paracasei)PR6、发酵粘液乳杆菌(Limosilactobacillus fermentum)PR10、类肠膜魏斯氏菌(Weissella paramesenteroides)PR13、戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)PR15、乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)PR17和融合魏斯氏菌(Weissella confusa)PR18。益生特性结果表明,菌株PR10在酸性(pH 2.5和3.0)、胆盐环境下均有较高的存活率,对环丙沙星、氨苄西林、四环素和青霉素等常用抗生素具有中高度敏感性,且可有效抑制食源性致病菌(金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌);菌株PR18具有较好的抗氧化活性,其1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除率和还原能力分别为67.6%和42.7%,且菌株PR18的酸及胆盐耐受性仅次于菌株PR10。【结论】发酵粘液乳杆菌PR10和融合魏斯氏菌PR18具有潜在的益生特性,可作为候选菌株开展进一步研究。
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