河南工业大学学报(自然科学版)

特约专栏_食品酶在农产品及其副产物加工中的应用专题研究

  • Bacillus tropicus来源β-D-呋喃果糖苷酶基因的克隆与表达及其酶学特性研究

    王润;任彤;宋衍银;沈艺梅;李雨禅;刘梦昊;李思霆;陈洲;

    为获得新β-D-呋喃果糖苷酶资源并探究其酶学性质及在转化糖中的应用潜力,挖掘出Bacillus tropicus来源的β-D-呋喃果糖苷酶基因BtFFase8,成功合成后表达在大肠杆菌宿主中。通过数据库筛选β-D-呋喃果糖苷酶的基因序列,将基因克隆至载体pET-28a(+)中。将获得的重组质粒转化至大肠杆菌BL21,构建重组菌株大肠杆菌BL21/pET28a-BtFFase8。采用亲和层析纯化克隆酶,用SDS-PAGE法分析蛋白分子量,通过葡萄糖试剂盒检测酶水解产物的能力得到酶活力,用福林酚试剂法测定蛋白质含量。克隆酶BtFFase8的分子质量为57.0 kDa,对蔗糖底物的比酶活力为13.4 U/mg; BtFFase8的最适pH和最适温度分别为pH 6.5和45℃,且在pH 5.0~8.0和40℃及以下温度保持酶活力稳定,残余酶活力大于80%;BtFFase8能耐受碱性蛋白酶、酸性蛋白酶和胰蛋白酶的水解,残余酶活力大于70%。BtFFase8的发现及克隆酶优良的酶学功能为其未来应用于食品加工,特别是在转化糖的生产中奠定了良好的理论基础。

    2024年02期 v.45;No.218 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 564K]
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  • 超声辅助水酶法提取花生油脂工艺研究及油脂品质分析

    董艺帆;贾赛阳;杨鸣;陈复生;段晓杰;布冠好;杨趁仙;朱婷伟;

    为了实现花生油脂的高效提取和利用,采用超声辅助水酶法提取花生油脂,研究超声功率、作用时间、作用温度、料液比及酶用量对花生油脂提取率的影响,采用响应面试验优化提取工艺,并分析花生油脂的脂肪酸组成、酸价、过氧化值和抗氧化能力。结果表明:花生油脂的最优提取工艺条件为料液比1∶5 g/mL、纤维素酶用量1.0%、超声功率247 W、作用时间41 min、作用温度51℃,此条件下的油脂提取率为92.64%±0.73%;从提取的花生油脂中共检出8种脂肪酸,其中油酸含量最高,为40.44%±0.57%,亚油酸含量为36.97%±0.05%;花生油脂的酸价为(0.38±0.04) mg/g,过氧化值为(0.15±0.00) g/100 g, DPPH和ABTS自由基清除率分别为64.82%±2.51%、82.56%±6.47%。超声辅助水酶法有效缩短了提取时间,降低了酶用量,并且制备的花生油脂中不饱和脂肪酸含量高,具有良好的抗氧化能力。

    2024年02期 v.45;No.218 11-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 309K]
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  • 微生物柚苷酶的研究进展

    宋金鹏;仲秀芳;胡晓晴;田淑斌;范光森;

    柚苷酶是一种具有α-L-鼠李糖苷酶和β-D-葡萄糖苷酶两种酶学活性的酶,在柑橘类产品脱苦、鼠李糖和普鲁宁制备及类固醇的生物转化等方面具有广泛的应用前景。柚苷酶来源广泛,其主要来源为微生物。不同来源柚苷酶的酶学性质往往会存在差异,从而影响其应用领域。系统地从柚苷酶来源、微生物产酶、活力测定、分离纯化与性质、克隆表达、结构、固定化及应用等方面对柚苷酶进行了综述,有助于指导其更好地科学研究和工业化应用。

    2024年02期 v.45;No.218 19-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 269K]
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粮油食品研究

  • 蛋氨酸和亮氨酸限制对动脉粥样硬化小鼠肝脏脂肪沉积和氧化应激的改善作用

    崔桂芳;杨玉辉;杨浩;谢岩黎;

    研究膳食蛋氨酸限制(MR)和亮氨酸限制(LR)对小鼠动脉粥样硬化(AS)的干预作用以及肝脏脂肪沉积和氧化应激的影响。将24只雄性ApoE-KO小鼠按体重随机分成3组:AS模型组(AS)、蛋氨酸限制干预组(AS+MR)和亮氨酸限制干预组(AS+LR)。饲养8周后,测定小鼠脂肪组织、肝脏和心脏等器官质量,观察主动脉斑块及肝脏组织形态结构的变化,分析肝脏和血浆中脂质水平及氧化还原状态等相关指标。与AS组小鼠相比,AS+MR组小鼠体重、脂肪组织和肝脏的质量显著降低(P<0.05);主动脉壁斑块面积显著降低(P<0.05);肝脏组织中脂肪浸润面积明显降低;肝脏和血浆中甘油三酯、总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平显著降低(P<0.05),高密度脂蛋白胆固醇水平显著升高(P<0.05);肝脏和血浆中总抗氧化能力、总超氧化物歧化酶、总谷胱甘肽、还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽水平显著升高(P<0.05),丙二醛水平显著降低(P<0.05);肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶水平显著升高(P<0.05)。LR与MR具有相似的干预效果,但效果差于MR。MR干预和LR干预均能够降低AS小鼠肝脏脂肪沉积和氧化应激,具有改善AS的作用,且MR比LR的干预效果更好。本研究为目前AS高发的预防和改善提供了新的方法和理论依据。

    2024年02期 v.45;No.218 31-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 769K]
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  • 超声改性对花生蛋白乳液凝胶荷载姜黄素性能的影响

    闫红燕;章绍兵;王朝君;

    为提高姜黄素的生物利用度,以花生蛋白为乳化剂制备荷载姜黄素的乳液凝胶,考察了蛋白超声改性对姜黄素的包埋率、稳定性和体外消化特性的影响。结果表明:花生蛋白质量浓度为4 g/100 mL时所制备的乳液姜黄素包埋率最佳;中强度(200 W,20 min)或高强度(600 W,20 min)超声改性使蛋白乳液粒径减小,姜黄素的包埋率增加至99.14%±0.05%,同时提高了姜黄素在乳液凝胶中的储藏稳定性和光稳定性;经中强度超声改性后,花生蛋白乳液凝胶中姜黄素的生物利用度(29.80%±0.83%)和脂肪酸释放率(83.24%±1.28%)均为最高;中或高强度超声改性显著提高了蛋白乳液凝胶的弹性模量(G′)。适当超声处理减小了花生蛋白乳液粒径,改善了乳液凝胶的质构特性,由此提升了乳液凝胶荷载姜黄素的性能。

    2024年02期 v.45;No.218 41-48+57页 [查看摘要][在线阅读][下载 541K]
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  • 酶解联合美拉德反应处理对面筋蛋白特性的影响

    代娅;李华;刘鑫慧;刘心如;陈珍珍;平亚莉;

    为了更好地修饰和利用面筋蛋白,采用酶解联合美拉德反应对面筋蛋白进行改性,并对其理化、结构和加工性能进行了研究。结果表明:与面筋蛋白相比,当反应温度为100℃时,酶解产物的美拉德反应产物的最大发泡能力为19.17%,溶解度和接枝度分别提高到(40.27±0.32)%和(24.75±1.47)%,乳化活性提升了1.2倍,同时游离巯基含量为0.86μmol/g,表明酶解可以有效减少二硫键的生成;随着反应温度的升高,面筋蛋白及其酶解产物的美拉德反应产物的荧光强度降低,增强了色氨酸和酪氨酸残基的荧光猝灭作用,而荧光中间产物的含量增加;酶解促进了美拉德反应的发生和糖基化终末产物前体物质的生成;由于酶解和反应温度的影响,面筋蛋白及其酶解产物的美拉德反应产物在性质和结构上存在显著差异。研究结果为修饰面筋蛋白的结构和改善其加工性能提供了一种可行的方法。

    2024年02期 v.45;No.218 49-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 602K]
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  • 基于包装油/盐的玉米醇溶蛋白膜中甘油迁移规律及变化机制

    李倩宇;朱婷伟;郭兴凤;郭倩倩;张相风;王晓辉;

    为探究包装高脂肪类食品和高盐粉类食品时玉米醇溶蛋白膜中甘油迁移规律及储藏中膜内部的变化机制,选择甘油添加量0.2 g/g、柠檬酸添加量0.2 g/g复合增塑制备的甘油/柠檬酸膜(CG膜)和甘油添加量0.15 g/g、聚乙二醇添加量0.2 g/g复合增塑制备的甘油/聚乙二醇膜(PG膜)包装油和盐并进行储藏。研究表明:在储藏过程中,CG膜中甘油迁移量高于PG膜;同一储藏温度,膜中甘油向盐中的迁移量高于向油中的迁移量;25℃储藏的膜中甘油向油中的迁移量高于5℃储藏,向盐中迁移时则相反;随储藏时间的延长,膜中水分含量逐渐降低;膜中氢键作用力逐渐减弱且与甘油迁移量呈负相关;膜中游离巯基含量逐渐降低,游离巯基含量受温度影响且与甘油迁移量呈负相关。CG膜更适合包装高脂肪类食品,PG膜更适合包装高盐粉状物。

    2024年02期 v.45;No.218 58-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 609K]
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  • 小麦蛋白多肽螯合钙制备工艺及其功能特性研究

    张名义;黄继红;陈新阳;廖爱美;潘龙;杨盛茹;回传胤;韩钰;侯银臣;

    钙肽螯合物是有极大发展潜力的补钙剂,具有结构稳定、吸收效率高及安全等诸多优势。以小麦蛋白为原料,通过超声波预处理及碱性蛋白酶水解,得到超声小麦蛋白多肽(ultrasound wheat protein peptide, UWPP)。将UWPP与Ca~(2+)进行螯合,以螯合率为指标,采用单因素试验和响应面试验进行优化并对其结构和功能特性进行表征。结果表明:超声小麦蛋白多肽螯合钙(ultrasound wheat protein peptide Calcium chelate, UWPP-Ca)的最佳制备工艺为对小麦蛋白多肽(wheat protein peptide, WPP)进行60 Hz、20 min、55℃的超声预处理得到UWPP后,肽钙质量比3∶1、pH 9.2、温度60℃、反应时间0.63 h,此条件制备的UWPP-Ca螯合率为83.20%;通过紫外光谱和傅里叶变换红外光谱对UWPP-Ca进行分析,表明UWPP和Ca~(2+)形成了结合位点,两者反应产生了螯合物;WPP、UWPP和UWPP-Ca溶解度、乳化性和起泡性均在pH 10的条件下最高,且UWPP-Ca一定程度上保留了WPP的功能特性。研究结果可为推动小麦蛋白多肽螯合钙在食品加工业以及医药行业的应用提供数据支撑。

    2024年02期 v.45;No.218 66-73+82页 [查看摘要][在线阅读][下载 422K]
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  • 鹰嘴豆粉对非油炸方便面的品质及消化特性的影响

    刘慧瑶;陈洁;汪磊;许飞;张智勇;

    探究鹰嘴豆对非油炸方便面品质及消化特性的影响,为低血糖生成指数(glycemic index predictive value, GI)的非油炸方便面的研发提供理论基础。通过添加不同含量的鹰嘴豆粉,分析其对非油炸方便面的混粉揉混特性、水分分布、糊化度、微观结构、质构特性、蛋白质二级结构及消化特性的影响。结果表明:当鹰嘴豆粉添加量为0%~30%时,面团耐揉性变差,蛋白质二级结构中α-螺旋和β-折叠结构含量增加,对方便面的微观结构无显著影响;当添加量超过30%时,揉混参数上升,蛋白质二级结构中无序结构增多,微观结构遭到明显破坏;鹰嘴豆粉的加入总体上会降低面团的弛豫时间,提高面团的持水能力,但会降低方便面的糊化度,蒸煮特性和质构特性变差;鹰嘴豆粉的添加会显著降低方便面的消化速率和GI。当鹰嘴豆粉添加量低于30%时可改善方便面的营养和加工特性,同时降低方便面的GI。

    2024年02期 v.45;No.218 74-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 529K]
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  • 布拉迪酵母发酵麸皮对饼干品质及风味的影响

    丁长河;魏书音;刘倩倩;高军;樊俊敏;

    研究添加布拉迪酵母(Saccharomyces boulardii)发酵麸皮对面团和饼干质量的影响,进而提高益生菌发酵麸皮在食品中的应用价值。对发酵麸皮与低筋粉复配的面团质构及饼干的质构、比容、抗氧化特性、感官品质与挥发性风味物质进行分析。研究结果表明:与原麸皮(RWB)组相比,布拉迪酵母发酵麸皮(SBWB)组面团的弹性及黏聚性有所提升,其饼干的脆性、弹性、回复性及咀嚼性均有所提升,比容无显著差异;SBWB组饼干的抗氧化能力显著提升(P<0.05);SBWB组饼干的感官评分较RWB组有所提高;GC-MS检测出饼干中有44种挥发性风味物质,其中SBWB组饼干中醇类、酯类的相对含量是RWB组的3.31、2.33倍,其特征挥发性风味物质含量提升较多的主要是苯乙醇、苯甲醛、己二酸二甲酯、2-乙基-5-甲基吡嗪等,这些风味物质呈现玫瑰花香、水果香及坚果焙烤香气,赋予饼干浓郁风味。发酵麸皮的添加对麸皮面制品的品质改善具有较好的效果。

    2024年02期 v.45;No.218 83-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 452K]
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  • 低温烘焙对杂粮饼干血糖生成指数和品质的影响

    张炎明;应剑;王岸娜;王梦倩;王泽宇;钱承敬;解树珍;

    为了降低杂粮饼干的血糖生成指数(glycemic index, GI),为消费者提供更多的控糖食品选择,以全麦粉、白青稞粉、黑苦荞粉为主要原料的自制杂粮饼干为研究对象,利用体外模拟消化方法对不同低温烘焙方法降低饼干预测血糖生成指数(expected glycemic index, eGI)的有效性进行研究,利用X-射线衍射和扫描电镜观察低温烘焙对饼干微观结构的改变。低温烘焙饼干的配方为全麦粉30 g、白青稞粉60 g、黑苦荞粉10 g、黄油40 g、白砂糖10 g、麦芽糖醇10 g、全蛋液20 g、纯牛奶10 g。控温条件为90℃3 h+160℃10 min、90℃5 h+160℃8.5 min、90℃7 h+160℃5 min、160℃18 min。研究表明:与160℃烘焙18 min的饼干相比,低温烘焙处理可降低饼干在各个时间点的淀粉水解率;饼干经低温烘焙处理后eGI可由最高57.4降低至47.6;微观结构显示低温烘焙影响饼干表面的均一度,并增加了饼干淀粉的相对结晶度,但未对晶型产生影响;感官评价结果显示经过低温烘焙制得的饼干在色泽、香气、滋味与口感以及整体喜好度上均优于普通饼干。低温烘焙方法有助于进一步降低杂粮饼干的血糖生成能力,是开发血糖调控饼干的候选工艺。

    2024年02期 v.45;No.218 92-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 400K]
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  • 乙酸乙酯重结晶纯化植物甾醇的工艺研究

    申志莉;梁少华;孙聪;刘景凡;梁慧敏;陈雁然;

    植物甾醇是一种天然活性物质,具有广阔的发展前景和开发价值。为提高植物甾醇产品纯度,优化乙酸乙酯重结晶纯化植物甾醇的工艺。以粗甾醇为原料,乙酸乙酯为结晶溶剂,研究结晶终温、降温速率、搅拌速率及结晶次数对总甾醇含量及收率的影响,并对植物甾醇产品相应的质量指标进行分析。结果表明:在结晶初始温度50℃、降温速率0.6℃/min、结晶终温23℃、搅拌速率46 r/min、结晶3次的条件下,总甾醇含量可达99.10%,总甾醇收率为80.34%;产品质量指标检测结果分别为酸价0.49 mg/g,熔点139℃,灰分0.15%,水分含量0.16%,符合相关标准。研究结果可为生产高纯度植物甾醇提供技术支持。

    2024年02期 v.45;No.218 98-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 537K]
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  • 基于胶体金-适配体的层析试纸条检测玉米中黄曲霉毒素B_1

    王亚芳;任文洁;何保山;

    黄曲霉毒素B_1(AFB_1)因其剧毒性及在粮食中分布广泛而成为人类健康和粮食安全的重大风险因素之一,因此建立快速、灵敏的检测方法十分必要。利用胶体金和适配体作为金标探针,构建一种新型层析试纸条以实现玉米中AFB_1的快速检测。根据体系中AFB_1存在会减弱生物素标记的适配体与金标探针的结合,从而导致试纸条检测线的颜色强度降低或消失,进而实现对AFB_1高效灵敏检测。在最佳条件下,试纸条检测AFB_1的检出限值低至0.5 ng/mL,在0.5~500 ng/mL范围内快速准确检测且对AFB_1具有高度的特异性。本研究制备的适配体试纸条能够成为玉米中AFB_1检测的有效方法,具有良好的应用前景。

    2024年02期 v.45;No.218 106-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 626K]
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粮食储藏研究

  • 基于非靶向代谢组学探究扁柏精油对赤拟谷盗的作用机制

    张莉睿;张宇;贺艳萍;戴煌;毕洁;

    扁柏精油对赤拟谷盗具有较强控制作用,通过非靶向代谢组学技术从代谢层面探究其对赤拟谷盗的影响。利用LC-MS技术分析扁柏精油处理后的赤拟谷盗与对照组代谢物的差异。扁柏精油能够影响赤拟谷盗的代谢过程,共鉴定出262个差异代谢物(上调230个,下调32个),主要涉及氨基酸类相关化合物、萜类化合物、生物碱、苯丙酸类、聚酮化合物、脂肪酸相关化合物和黄酮类化合物。这些差异代谢物在35条KEGG代谢途径(包括氨基酸代谢、脂代谢、碳水化合物代谢、辅因子和维生素代谢、信号转导等)中显著富集。本研究为进一步认识扁柏精油对赤拟谷盗的潜在代谢影响提供了依据,并为开发更有效的昆虫控制策略奠定了基础。

    2024年02期 v.45;No.218 114-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 861K]
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  • 基于离散单元法的齿辊表面技术参数对制粉功率影响分析

    赵岐峰;武文斌;张文龙;吕少杰;王雪峰;贾华坡;

    目前国内辊式磨粉机齿辊表面技术参数对制粉功率的影响研究仍有空缺,不利于企业降耗增效。设计Box-Behnken四因素三水平试验,以单轴压缩试验实际临界载荷作为响应目标,采用离散单元法,基于Hertz-Mindlin with Bonding模型对小麦Bond模型进行参数标定。再分别对齿角、前角、齿顶宽、齿数以及齿斜度开展Box-Behnken五因素三水平响应面仿真试验,研究表面技术参数对制粉功率的影响。结果表明:根据回归方程得到最优参数为单位面积法向刚度3.61×10~9 N/m~2、单位面积切向刚度1×10~9 N/m~2、临界法向应力1×10~7 Pa、临界切向应力1×10~8 Pa;验证离散元仿真临界载荷和回归方程误差率为1.6%,证明了参数标定的可靠性;仿真试验功率的变化趋势与实测功率变化趋势相同,且功率相对误差在13.5%内,证明了仿真分析的可靠性。研究结果可为后续表面技术参数对制粉影响以及其优化研究提供参考依据。

    2024年02期 v.45;No.218 123-129+149页 [查看摘要][在线阅读][下载 264K]
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综述

  • 脂质体研究现状及其在食品行业中的应用

    高薇;刘昆仑;张辉艳;

    脂质体是具有磷脂双分子层结构的球形囊泡,因其具有良好的生物相容性和生物可降解性,能够包埋亲水性和疏水性的物质,具有保护、运载、靶向、缓释等优势,被广泛应用在食品行业中。简要介绍了脂质体的分类,重点综述了脂质体的制备技术、理化性质表征、表面修饰等研究现状,并对脂质体在食品领域中的应用进行了总结,最后对脂质体的应用前景和未来发展进行了展望。

    2024年02期 v.45;No.218 130-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 199K]
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  • 基于深度学习的种子质量检测综述

    宁孝梅;马慧敏;王小申;胡健威;张帅男;张宸曦;胡宇豪;

    “种优则粮丰,粮安则民安”。我国是粮食大国,为保障粮食安全,需要紧抓种子质量,健康的种子和适宜的品种可以显著提高农作物的产量和质量。因此实现快速、无损地检测种子质量的技术对于粮食生产具有重要的意义。近年来,机器视觉作为一种无损检测方法在粮食种子质检领域得到了广泛应用。通过对粮食种子图像数据进行训练,最终得到能够准确、快速识别种子外观品质的模型。重点从数据集角度出发,总结了基于深度学习算法在小麦、稻米、玉米等主要粮食种子的外观品质检测方面的研究进展,并根据这些研究存在的不足对该领域未来的研究方向进行了展望。

    2024年02期 v.45;No.218 140-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 209K]
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