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    2023,42(1):1-17, DOI:
    摘要:
    真菌毒素是一类由真菌在其生长过程中所产生的次级代谢产物。真菌毒素不仅严重影响了粮食作物的产量,而且对人们的身体健康也产生了极大的威胁。针对真菌毒素的物理处理方法有很多,包括清洗、去皮、曝晒、辐照、离子脉冲等,但物理方法很难保障对毒素的彻底清除,同时容易对作物中的营养成分产生一定的损伤。化学方法同样可以对真菌毒素进行一定程度的消除,但引入的化学试剂及潜在的间接污染限制了其在实际中的应用。随着生物技术的不断发展,生物酶法因其反应条件温和、降解程度较高及降解产物毒性较低等诸多优点在真菌毒素降解方面显示出巨大的优势。作者对目前已经报道的真菌毒素降解酶的挖掘、鉴定及其实际应用等多方面进行了综述。相信随着研究的不断深入,该类降解酶有望被进一步开发和使用在饲料和食品行业中。
    2023,42(1):18-39, DOI:
    摘要:
    褐藻胶作为一种线性多糖根据其结构和组成差异具有不同的生理生化特性,在食品、医药和化妆品等领域有着巨大的应用价值和潜力。褐藻胶的这些特性主要通过褐藻胶修饰酶如褐藻胶裂解酶、甘露聚糖C5差向异构酶、褐藻胶乙酰化酶和褐藻胶脱乙酰化酶的作用控制。作者主要概述了褐藻胶修饰酶合成和修饰褐藻胶的作用机理,总结了几种褐藻胶修饰酶的来源、分类、结构、作用方式和研究进程,重点阐述了褐藻胶裂解酶和甘露聚糖C5差向异构酶的相关研究进展,并对相关研究的未来发展提出展望,可为进一步开发和应用褐藻胶及其相关修饰酶提供借鉴和参考。
    2023,42(1):40-54, DOI:
    摘要:
    木聚糖是植物细胞壁中含量最丰富的异质多糖,具有合成高值化生物基产品的巨大潜力。在食品领域,木聚糖经高效酶解转化可产生低聚木糖、木糖醇、阿魏酸等功能性食品多糖。与多酶协同催化相比,兼具多种木聚糖水解酶活性的多功能酶具有生产成本低、催化效率高、酶解工艺简化等显著优势,具有广阔的应用前景。作者首先介绍了不同植物来源木聚糖的结构组成及主链与侧链降解酶系,进而系统综述了近年来多功能木聚糖水解酶在结构、功能及作用机理方面的研究进展及在食品领域中的应用潜力,最后展望了多功能木聚糖水解酶的研究方向,为多功能木聚糖水解酶的精准设计及产业化应用奠定基础。
    2023,42(1):55-65, DOI:
    摘要:
    异麦芽酮糖是一种多功能的新型甜味剂,同时也是国际上公认安全的蔗糖替代品,在医药、食品等行业中具有广阔的应用前景。蔗糖异构酶(sucrose isomerase,SIase)是生物转化生产异麦芽酮糖最有效的生物酶制剂。作者简要论述了异麦芽酮糖的生理特性及其在生产中现存的问题,详细阐述了SIase的来源、三维结构、催化机制、高效酶分子理性改造及其异源高效表达等。随后介绍了细胞及酶固定化在异麦芽酮糖生产中的广泛应用,并展望了蔗糖异构酶在生产异麦芽酮糖中的应用。
    2023,42(1):66-74, DOI:
    摘要:
    异麦芽寡糖(isomaltooligosaccharides,IMO)是葡萄糖以α-1,6糖苷键为主连接而成的低聚糖,具有低血糖指数特征和益生菌增殖功能。目前商业化IMO主流制备工艺得率较低,且含大量异麦芽糖,而IMO的益生功能主要归功于三糖及以上的高聚合度组分。利用黑曲霉(Aspergillus niger)来源的α-葡萄糖苷酶和嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus NO2)来源的环糊精葡萄糖基转移酶(CGTase)进行复配制备IMO,以获得得率和聚合度提升的IMO(命名为IMOH)。通过单因素实验,考察了反应pH、温度、时间、底物种类及加酶(α-葡萄糖苷酶)量对产物得率的影响,随后探究了复配酶(GTase)加酶量及反应时间的影响,结果表明在pH 5.5、50 ℃的反应条件下,以300 g/L的DE值为15~20的麦芽糊精为底物,当α-葡萄糖苷酶加酶量为5 U/g(以底物质量计)、CGTase加酶量为15 U/g(以底物质量计)时,IMOH产物得率达到64.27%,其中三糖及以上的高聚合度产物质量分数为71.57%。在对产物进行结构分析后发现,产物α-1,6糖苷键键型占比为70.67%,平均相对分子质量为706,高于市售IMO50。通过肠道微生物体外发酵实验,IMOH与市售IMO50相较,对青春双歧杆菌更具有增殖效果,同时可以进一步抑制肠道条件致病菌大肠杆菌的生长,具有一定的体外益生功能。该研究提出了一种双酶复配制备IMO的新工艺,为工业制备高得率、高聚合度的IMO提供了新思路。
    2023,42(1):75-82, DOI:
    摘要:
    漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,能催化多种酚类化合物和芳香族胺氧化,在食品、造纸、能源、高分子化合物合成等领域有着广阔的应用前景。近年对于漆酶的开发利用逐渐受到重视,作者在变色栓菌摇瓶发酵过程中,通过加入法尼醇诱导调控菌丝形态以提高漆酶产量,结果表明,变色栓菌发酵获得的漆酶酶活力和蛋白质质量浓度分别达到(161.37±1.58) U/L和(29.19±1.30) mg/L,均比对照组提高了10倍以上,其最适反应温度为40 ℃,最适pH为4.0,且在25~55 ℃有较好的热稳定性。进一步在酶促反应动力学研究基础上,发现漆酶对伊文思蓝、铬黑T、刚果红3种染料均有一定的脱色效果,其中对伊文思蓝的脱色能力最强,具有较好的应用潜力。
    2023,42(1):83-92, DOI:
    摘要:
    通过表达水平分析比较,从生孢噬纤维菌Sporocytophaga sp. CX11基因组中筛选出在菌株降解纤维二糖过程中起关键作用的β-葡萄糖苷酶基因SmBgl3A。该基因含有2 283 bp碱基对,编码760个氨基酸,其编码蛋白质与来源于Bacteroides ovatusβ-葡萄糖苷酶BoGH3B同源性为46.76 %。将该基因在大肠杆菌中进行异源表达,粗酶液经Ni-NTA亲和层析一步纯化得到电泳级纯度的酶蛋白SmBgl3A,重组蛋白质相对分子质量与理论值(81.2×104)一致。酶学性质表征结果表明,SmBgl3A最适温度和pH分别为35 ℃和6.5;pH在5.0~7.0、温度在40 ℃以下时,稳定性较好,同时有着较好的NaCl耐受性。SmBgl3A的最适底物为pNPG,以pNPG为底物时的比活力为14.74 U/mg;Km为10.88 mmol/L,kcat为46.72 s< sup > -1。SmBgl3A作为一种新型的、酶学性质优良的β-葡萄糖苷酶,进一步扩展了β-葡萄糖苷酶的种类,为该酶在纤维素降解、食品工业等领域的应用奠定基础。
    2023,42(1):93-101, DOI:
    摘要:
    柚苷酶可对柑橘类水果中的柚皮苷等苦味物质进行水解,从而实现果汁的脱苦或普鲁宁等医药中间体的制备。作者采用滴入法制备具有环境友好且易获得特性的海藻酸钙/硅胶/羧甲基壳聚糖复合微球,以此作为载体,用于柚苷酶的固定化研究。结果表明,在硅胶/羧甲基壳聚糖质量比1.0∶1.5、交联时间2.0 h、固定化温度25 ℃、偶联时间4 h、给酶量465.6 U/mL的实验条件下,复合微球固定化柚苷酶的比活力、载酶率和酶活力回收率分别可达203.33 U/g、36.80%和62.15%。同时,相比游离柚苷酶,该复合微球固定化柚苷酶对pH和温度变化均显示出更好的稳定性,且更易操作和储藏。此外,海藻酸钙/硅胶/羧甲基壳聚糖复合微球固定化柚苷酶的应用能够进一步拓宽柚苷酶在食品、医药等领域的深入发展。
    2023,42(1):102-111, DOI:
    摘要:
    α-L-鼠李糖苷酶可特异性切除糖苷类化合物上连接的α-L-鼠李糖基,已被广泛用于食品、医药等工业领域。作者旨在获得耐受高温的α-L-鼠李糖苷酶,提高工业生产的效率和降低使用成本。首先对嗜热菌Sulfolobus islandicus来源的α-L-鼠李糖苷酶基因进行克隆及大肠杆菌的异源表达,随后测定了系列酶学性质,接着优化了该酶制备异槲皮素的酶法制备工艺。结果表明:重组酶SisRha在90 ℃下酶活力最佳,具有极好的热稳定性,其在80 ℃下孵育120 min后酶活力几乎没有损失;最适反应pH为5.5,在pH 4.5~7.0时,pH稳定性良好;重组酶SisRha对人工底物对硝基苯酚鼠李糖糖苷(pNPR)的Km值为(0.15±0.03) mmol/L,Vmax值为(6.26±0.51) U/mg,kcat值为(10.48±0.86) s-1;对底物pNPR、芦丁、朝藿定C、柚皮苷、橘皮苷和淫羊藿苷的比活力分别为25.06、11.89、6.74、3.14、2.77、0.42 U/mg。重组酶SisRha转化芦丁生成异槲皮素的适宜工艺为:用酶量0.4 U/mL ,在85 ℃、pH 5.0的条件下反应1 h,可将2 mmol/L芦丁几乎全部转化,摩尔转化率高达98.56%。本研究丰富了现有的α-L-鼠李糖苷酶资源,为嗜热菌来源的α-L-鼠李糖苷酶的研究奠定了基础,同时提供了一种高温转化芦丁制备异槲皮素的方法。
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    2022,41(10):67-76, DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2022.10.006
    摘要:
    冷适麦芽五糖生成酶在低温下具有较高的催化活力,同时能够在室温下快速水解淀粉并特异性地生成具有营养功效的麦芽五糖,因此在食品、医药等领域具有广阔的应用前景。作者以来源于Saccharophagus degradans的两种麦芽五糖生成酶(SdG5A和SdG5A-CD)为研究对象,将其分别表达于Bacillus subtilis中,并分析比较了重组酶的冷适性。结果表明,重组SdG5A在0 ℃下可以保持27.8%的酶活力,在室温下生产麦芽五糖的得率高达48.6%,具有较强的冷适性;而不含有linker和淀粉结合域(SBD)的SdG5A-CD不具有冷适性。为了探究SdG5A的冷适性机理,利用RoseTTAFold构建了结构模型,并利用分子动力学模拟等方法分析了结构柔性。结果表明,位于SdG5A C端的linker-SBD区域具有极高的柔性,且在0 ℃下的均方根涨落与45 ℃保持一致,说明linker-SBD结构高柔性的分子特征是影响SdG5A冷适性的关键因素。
    2022,41(10):58-66, DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2022.10.005
    摘要:
    γ-氨基丁酸是一种重要的生物活性因子,通过谷氨酸脱羧酶(GAD)使L-谷氨酸脱羧而合成。作者首先将酿酒酵母谷氨酸脱羧酶基因进行克隆并实现其在大肠杆菌中表达。通过亲和层析纯化获得了比活力高达66.55 U/mg的重组酶ScGAD。进一步酶学性质分析结果表明,ScGAD最适反应温度为60 ℃,最适反应pH 为4.0,且在30~50 ℃、pH 4.0~9.0时表现出优越的稳定性;其动力学参数Km为14.28 mmol/L,对L-谷氨酸具有较好的亲和力。最后通过全细胞制备γ-氨基丁酸(GABA)的最适条件探究,得到GABA生成效率最高的条件为60 ℃、pH 4.0,在此条件下,100 mmol/L底物L-谷氨酸经全细胞催化可合成GABA 35.9 g/(g·h)。该研究为GABA高效生产提供依据。
    2022,41(10):37-48, DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2022.10.003
    摘要:
    功能性淀粉的开发和应用是食品和医药工业的研究热点之一,越来越受到消费者的青睐。酶法合成是获得功能性淀粉的有效途径,因其具有绿色环保、安全健康等特点受到多个领域学者的广泛关注。作者概述了蔗糖人工合成直链淀粉和高支化淀粉的结构调控原理,总结了淀粉蔗糖酶和糖原分支酶在功能性淀粉结构合成中的研究进展,阐述了直链淀粉和高支化淀粉在功能食品和医药领域中研究动态及应用前景,为功能性淀粉的进一步开发提供借鉴和参考。
    2022,41(7):111-119, DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2022.07.010
    摘要:
    槲皮素是一种重要的柑橘类黄酮,具有抗菌、抗炎和抗氧化等生物学活性,但水溶性和脂溶性较差,研究表明可通过甲基化提高其代谢稳定性和生物利用度,目前微生物转化法是获得甲基化槲皮素的良好方法。作者筛选了11种不同来源的类黄酮O-甲基转移酶(FOMT),并根据甲基化位点进行分类构建相应的大肠杆菌工程菌,以槲皮素为底物进行发酵分别合成了4种单O-甲基槲皮素(柽柳黄素、鼠李素、异鼠李素和3-O-甲基槲皮素),最高产量分别为31.17、11.17、8.90、52.95 mg/L。随后构建了大肠杆菌共培养体系,分步添加含有MpOMT4和OsNOMT的重组大肠杆菌全细胞催化剂,并通过调整体系中两种菌体的比例和生物量,最终确定菌体细胞质量浓度为24 g/L(以细胞干质量计)、两种菌体质量比为1∶2时,4′,7-二甲氧基槲皮素的最高产量为21.56 mg/L。
    2022,41(7):1-11, DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2022.07.001
    [摘要] (217) [HTML] (0) [PDF 5.09 M] (507)
    摘要:
    植物基食品泛指用植物来源的原料制成的食品。进入大健康时代,植物基食品具有较大的增长空间。乳酸菌发酵技术在多元化的植物基食品开发方面具有明显潜力,可实现植物基食品风味口感和营养健康功效的多元化。因此,植物基乳酸菌发酵食品产业面临良好的发展机遇。作者对国内外植物基乳酸菌发酵食品的类型、相关基础理论和关键技术研究以及产业化现状等进行了综述,并分别从基础理论、关键技术、产品开发等方面简要讨论了植物基乳酸菌发酵食品产业未来发展趋势,旨在为新型植物基乳酸菌发酵食品研发提供参考。
    2022,41(6):41-50, DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2022.06.005
    [摘要] (115) [HTML] (0) [PDF 1.28 M] (260)
    摘要:
    母乳中甘油三酯的结构对于婴幼儿的脂肪消化吸收具有重要影响。作者所在团队前期研究结果显示,母乳脂肪天然富含中长链甘油三酯(MLCT),是母乳中含量最丰富的一类甘油三酯,其质量约占总甘油三酯的30%,主要结构是一个中链脂肪酸和两个长链脂肪酸构成的单中链型甘油三酯(MLL)。母乳中几乎不含中链甘油三酯(MCT)。作者综述了母乳脂肪中MLCT的含量、组成、影响因素以及母乳与婴幼儿配方奶粉中甘油三酯的差异,总结了MLCT的消化特性,以及MLCT型母乳替代脂的研究进展,为新型配方奶粉脂肪的开发提供理论依据。
    2022,41(6):1-12, DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2022.06.001
    [摘要] (336) [HTML] (0) [PDF 1.82 M] (679)
    摘要:
    我国近代油脂工业发展至今已超过半个多世纪,随着新一轮科技革命和产业革命的到来,食用植物油脂制取与精炼新技术研究受到广泛关注。基于低碳绿色、高效低耗以及产品个性化、营养健康化新需求的油料与油脂柔性加工和精准适度加工技术,是实现产业转方式、调结构、促发展的重要途径。作者从油料预处理技术、油脂制取技术和油脂精炼技术3个方面对当前的新技术研究进行了简要总结,分析当前存在的应用问题,并展望未来发展趋势,旨在为我国未来油脂科技发展提供一定参考。
    2022,41(5):1-10, DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2022.05.001
    [摘要] (184) [HTML] (0) [PDF 1.51 M] (581)
    摘要:
    真菌毒素是一类长期困扰粮食安全的重要污染物,尤其是对于谷物类作物具有极大的危害性,因此,对于真菌毒素的检测与降解已经成为粮食安全方面的重点攻克对象。根据现有的研究,主要的降解手段有物理法、化学法以及生物法等,此外还涌现出了多种手段协同作用降解的方式,种类呈现多样化的趋势。因此,为了进一步推进更加便捷、高效的真菌毒素降解方法应用到相关的粮食领域中,减少降解剂对食品本身品质的影响,并帮助开发新的真菌毒素降解方法。作者综述了近年来研究者在防控粮食等产品中各种真菌毒素污染所采用的不同策略,并且分析了相应的产毒机制,讨论了现阶段所采用的各种方法防控真菌毒素的优势和不足,同时展望了未来食品工业对真菌毒素降解方法的发展新趋势,提出了新的研究方向。
    [摘要] (116) [HTML] (0) [PDF 1.75 M] (472)
    摘要:
    基于玉米肽-木糖-半胱氨酸体系,剖析了温度和时间与美拉德反应产物风味轮廓及物质组成的关系。结果表明,随着温度的升高(100~140 ℃)和时间(60~180 min)的延长,美拉德反应产物的肉香味、醇厚味、持续性和焦香味均不断增强,但整体接受性感官评分呈现先增后减的趋势,于120~130 ℃反应120~150 min感官接受度较高。温度的升高促进体系向着降解方向进行,呈味氨基酸、关键挥发性风味成分的种类及质量分数均随温度和时间的增加而增多。基于偏最小二乘回归分析,明确了不同感官特性的相关贡献成分,呋喃类化合物、含硫化合物以及酮类化合物与肉香味显著正相关,呋喃类化合物对焦香味产生了显著的影响,相对分子质量<1 000肽段对醇厚味和持续性具有重要贡献,异味主要来源于含硫化合物。该研究可为不同风味特性玉米肽美拉德反应产物的定向制备提供指导。
    摘要:
    生物胺(biogenic amines)在某些食品尤其是发酵食品中广泛存在,具有一定的食用安全隐患。为获得用于鱼露等发酵食品的生物胺降解菌,从天然发酵鱼露中采用双层显色培养基法初步筛选出不产生物胺的菌株,再用高效液相色谱(HPLC)法进行复筛,得到一株具有高效组胺降解能力的菌株MZ5。经鉴定该菌株为库德毕赤酵母( Pichia kudriavzevii ),该菌株在组胺质量浓度10~200 mg/L、乙醇体积分数0~5%、pH 5~7、NaCl质量浓度0~8 g/dL范围内均表现出较高的组胺降解活性。当初始组胺质量浓度为50 mg/L,pH为7时,组胺降解率高达98.61%。菌株 Pichia kudriavzevii 对乙醇、pH、盐具有较好的耐受性,可作为发酵制剂,该研究结果为开发发酵食品生物胺降解剂提供理论基础。
    2022,41(2):8-21, DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2022.02.002
    [摘要] (328) [HTML] (0) [PDF 1.80 M] (516)
    摘要:
    藤茶(vine tea)为葡萄科(Vitacea)蛇葡萄属(Ampelopsis michx. )显齿蛇葡萄(Ampelopsis grossedentata)植物的嫩茎叶经加工而成的茶制品。藤茶中含有丰富黄酮类物质,其中最主要成分为二氢杨梅素(dihydromyricetin,DMY)。科学研究发现,藤茶及其主要活性成分具有抗癌、抗氧化、降脂、抗炎、抑菌和抗疲劳等作用,并且向一些重要基因和调控信号传导通路,参与不同的生物学功效,但其作用的分子机理尚不清楚。作者根据近年来国内外的最新研究进展,对藤茶及其主要活性成分的生物活性、调控的信号传导通路和作用的关键靶基因等进行了系统综述,以期为藤茶及其活性成分的深入研究提供理论参考,也有利于今后进一步对藤茶及其主要活性成分的开发利用。
    2022,41(1):36-43, DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2022.01.005
    [摘要] (163) [HTML] (0) [PDF 2.04 M] (372)
    摘要:
    基于Au@PDA核壳纳米粒子和其对量子点荧光淬灭效应,制备了一种双信号读取模式的免疫层析试纸条,可用于定性或定量检测果蔬中戊唑醇的含量。研究了纳米金和抗体复合物的制备、试纸条传感元件的载量和缓冲液等因素对试纸条检测灵敏度的影响。在最优条件下,采用比色检测模式时,所构建双信号戊唑醇试纸条,其肉眼定性检测限为1 μg/mL;而采用荧光检测模式时,其肉眼定性检测限为100 ng/mL。将该试纸条应用于黄瓜样品检测,结果显示:黄瓜样品的提取液通过适当稀释后,样品基质的干扰可以消除;试纸条对黄瓜样品的检测限为0.8 mg/kg,可满足国家安全标准的限量要求。

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