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基于沸石咪唑骨架材料的产D-阿洛酮糖3-差向异构酶重组枯草芽孢杆菌固定化研究

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食品与发酵工业 2024年

作者：张晗尹子璐王雅珣李飞胜郭庆彬丁文涛王昌禄天津科技大学食品科学与工程学院天津科技大学食品营养与安全国家重点实验室

为提高产D-阿洛酮糖3-差向异构酶（D-allulose 3-epimerase，DAE）工程菌在全细胞催化生产D-阿洛酮糖中的稳定性和重复利用性，降低D-阿洛酮糖生产成本，以沸石咪唑骨架-8（zeolitic imidazolate framework-8，ZIF-8）为材料对产DAE重... 详细信息

为提高产D-阿洛酮糖3-差向异构酶（D-allulose 3-epimerase，DAE）工程菌在全细胞催化生产D-阿洛酮糖中的稳定性和重复利用性，降低D-阿洛酮糖生产成本，以沸石咪唑骨架-8（zeolitic imidazolate framework-8，ZIF-8）为材料对产DAE重组枯草芽孢杆菌进行固定化研究。通过乙酸锌、2-甲基咪唑与菌体共沉淀制备固定化细胞，利用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱和X射线衍射等手段进行表征，证明成功制备了ZIF-8包覆的固定化重组枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis-DAE@ZIF-8。利用正交试验优化制备条件，当Zn2+:2-甲基咪唑=1:4，菌体量15 g/L，低温静置1 h时，复合材料比酶活最高，达344.81 U/g，活性回收率为77.75%。B. subtilis-DAE@ZIF-8在60 ℃、pH 7.5下表现最佳，60 ℃下半衰期为10.75 h，为游离细胞的1.46倍。B. subtilis-DAE@ZIF-8具有较好的重复使用性，重复催化10批次后，酶活残留45.67%，转化率达20.08%，为D-阿洛酮糖的高效生物转化提供了参考。

关键词： D-阿洛酮糖3-差向异构酶枯草芽孢杆菌细胞固定化沸石咪唑骨架 D-阿洛酮糖

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改性茄替胶乳化特性的构效机制研究

食品与发酵工业 2024年

作者：蔡佳雨张智慧贾星孙振欧李贞景郭庆彬康继天津科技大学食品科学与工程学院

为探究茄替胶（gum ghatti，GG）发挥乳化作用的关键结构特征，利用部分酸水解获得5种不同结构的GG组分，采用离子色谱、傅里叶变换红外光谱和气质联用等方法进行结构表征；通过美拉德反应与大豆分离蛋白（soy protein isolate，SPI）... 详细信息

为探究茄替胶（gum ghatti，GG）发挥乳化作用的关键结构特征，利用部分酸水解获得5种不同结构的GG组分，采用离子色谱、傅里叶变换红外光谱和气质联用等方法进行结构表征；通过美拉德反应与大豆分离蛋白（soy protein isolate，SPI）形成共价复合物，并制备水包油乳液；利用傅里叶变换红外光谱、十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳、粒度分析和Zeta电位等技术探究复合物的理化性质及乳化特性。结果表明，随着酸水解的进行，GG的糖醛酸和蛋白质含量逐渐升高，分子质量逐渐减小，支化度逐渐降低；酸水解后的GG与SPI能形成稳定的共价复合物，支链度较低的GG与SPI共价复合后可以显著提高SPI的溶解度（36.60%>22.31%），且支链度最低的GGA5-SPI共价复合物绝对电位值显著高于GG-SPI（53.63 mV>46.99 mV），乳液体系更加稳定。综上，美拉德反应可显著提升GG-SPI复合物的功能特性与乳化特性，且GG的支链度越低，形成的复合物乳化能力越好，稳定性越高。该研究结果有望为糖-蛋白类乳化剂的研发和应用提供理论依据。

关键词：茄替胶酸水解大豆分离蛋白共价复合物乳化性能

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水提豆腐柴果胶的提取分离及精细结构解析

食品与发酵工业 2024年

作者：常军辉杨岩松张继翔赵屹赵舒頔刘欢欢郭庆彬康继天津科技大学食品科学与工程学院天津益膳康生物科技有限公司天津科技大学省部共建食品营养与安全国家重点实验室

为探究豆腐柴果胶的结构特征，以热水为萃取剂提取豆腐柴果胶（water-soluble pectin，WSP），通过分级醇沉分离收集到纯度较高的组分(water-soluble pectin with 50%-55% （V/V） ethanol-induced precipitation，WSP-55)，结合傅里叶变换红外光谱（fourier transform infrared spectroscopy，FT-IR）、高效凝胶排阻色谱（high-performance size exclusion chromatography，HPSEC）、高效阴离子交换色谱、气质联用仪、核磁共振波谱（nuclear magnetic resonance spectroscopy，NMR）等仪器对豆腐柴果胶的分子结构进行解析。HPSEC结果表明，WSP-55的相对分子质量为139 kDa。结合红外、甲基化分析表明，WSP-55为含有丰富的同型半乳糖醛酸聚糖（homogalacturonan，HG）结构域和少量鼠李半乳糖醛酸聚糖I型（rhamnogalacturonan-Ⅰ，RG-I）结构域的低酯果胶。NMR结果分析显示，WSP-55的→4)-α-GalpA-（1→和→4）-α-GalpA-6-O-Me-（1→以4:1的摩尔比组成HG结构域，RG-I结构域的主链结构则由重复单元[→2）-α-Rhap-（1→4）-α-GalpA-(1→]n构成，Araf糖残基和Galp糖残基位于RG-I的侧链。该研究将为豆腐柴果胶构效关系的研究奠定基础，并为其在食品及生物医药等多个领域的有效应用提供理论支撑。

关键词：豆腐柴果胶分级醇沉结构表征

蒸汽爆破预处理对猴头菇子实体残渣粗多糖理化性质及调节肠道菌群作用的影响

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食品工业科技 2024年

作者：陈爽刘利平冯杰张劲松杨焱吴迪刘艳芳郭庆彬天津科技大学食品科学与工程学院上海市农业科学院食用菌研究所

为了研究蒸汽爆破（Steam Explosion，SE）预处理对猴头菇子实体残渣粗多糖理化性质及调节肠道菌群的影响，以猴头菇水提残渣为原料，采用常规粉碎和蒸汽爆破两种方式进行处理制备获得粗多糖并进行得率、成分含量、单糖组成、分子量及... 详细信息

为了研究蒸汽爆破（Steam Explosion，SE）预处理对猴头菇子实体残渣粗多糖理化性质及调节肠道菌群的影响，以猴头菇水提残渣为原料，采用常规粉碎和蒸汽爆破两种方式进行处理制备获得粗多糖并进行得率、成分含量、单糖组成、分子量及消化和发酵特性的比较。结果显示，经SE处理所得多糖组分（HCQ）的得率、多糖和β-葡聚糖含量分别达到了13.36%、58.20%和47.93%，是常规粉碎处理所得多糖组分（HCW）的2.18、1.57和1.59倍，表明SE能显著（P < 0.05）促进残渣中多糖组分的释放。SE还降低了HCQ的分子量并释放出小分子组分，同时提高了单糖组成中的葡萄糖摩尔百分比。在模拟体外人体粪便发酵过程中，与HCW相比，HCQ明显地（P < 0.05）提高了有益菌（如厚壁菌门）的丰度和短链脂肪酸的产量，同时降低有害细菌（如埃希氏-志贺氏菌）的丰度，从而有益于机体健康。该研究为蒸汽爆破技术在猴头菇多糖提取中的应用及HCQ多糖作为潜在益生元发挥调节肠道菌群作用提供依据。

关键词：猴头菇水提残渣蒸汽爆破多糖 β-葡聚糖肠道菌群

部分水解瓜尔胶的酶法制备及对面包烘焙特性的影响

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食品科学技术学报 2024年

作者：王金梦孙春晓吴勃王云龙周庆礼郭庆彬王昌禄天津科技大学食品科学与工程学院杭州保安康生物技术有限公司天津科技大学省部共建食品营养与安全国家重点实验室

为研究部分水解瓜尔胶（partially hydrolyzed guar gum，PHGG）对面包烘焙特性的影响，以瓜尔胶（guar gum，GG）为原料，采用酶解法制备PHGG。在比较PHGG和GG基本组成差异的基础上，采用质构仪、低场核磁共振仪、差示扫描量热仪和九... 详细信息

为研究部分水解瓜尔胶（partially hydrolyzed guar gum，PHGG）对面包烘焙特性的影响，以瓜尔胶（guar gum，GG）为原料，采用酶解法制备PHGG。在比较PHGG和GG基本组成差异的基础上，采用质构仪、低场核磁共振仪、差示扫描量热仪和九分嗜好评分法等方式研究PHGG添加量对面包烘焙品质及储藏特性的影响。基本组成分析结果表明，与GG相比，PHGG的黏度和分子量显著下降，分别为（118.80 ± 0.62）mPa·s、8.1 kDa。烘焙品质分析结果表明，添加PHGG对面包比容无显著影响，但可显著降低面包的烘焙损失率，从(14.08 ± 0.77)%降低至(11.73 ± 1.29)%；并赋予了面包更好的色泽。对添加PHGG的面包储藏特性进行了研究，结果表明，在7 d储藏期内，PHGG显著提高了面包的保水率，从(77.48± 0.43)%增加至(85.58± 4.15)%；改善了面包的内聚性和回复性；并促进面包内部的水分迁移，进而增加面包内部结构的稳定，具有延缓面包老化的效果。此外，感官评价结果表明，PHGG添加组面包的感官评分高于对照组面包。结果表明，PHGG添加量为质量分数2.5%～4.5%时可显著改善面包的烘焙品质、储藏特性和感官品质，研究希望为PHGG在食品加工中的应用提供一定参考。

关键词：酶法制备部分水解瓜尔胶面包烘焙品质储藏特性

优化蒸汽爆破条件辅助提取荷叶离褶伞多糖及其理化性质研究

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菌物学报 2024年第6期43卷 115-128页

作者：罗羽沈秀霖张劲松冯杰刘利平郭庆彬刘艳芳天津科技大学食品科学与工程学院天津300457 上海市农业科学院食用菌研究所、农业农村部南方食用菌资源利用重点实验室、国家食用菌工程技术研究中心、上海市农业遗传育种重点实验室上海201403

以荷叶离褶伞子实体为试验原料,采用蒸汽爆破辅助热水提取荷叶离褶伞多糖。综合考虑粗多糖得率、多糖含量及多糖提取率,在单因素试验基础上,采用响应面法优化蒸汽爆破处理工艺,得到最佳条件为压力2.0 MPa,维压时间90 s,物料大小3 mm。... 详细信息

以荷叶离褶伞子实体为试验原料,采用蒸汽爆破辅助热水提取荷叶离褶伞多糖。综合考虑粗多糖得率、多糖含量及多糖提取率,在单因素试验基础上,采用响应面法优化蒸汽爆破处理工艺,得到最佳条件为压力2.0 MPa,维压时间90 s,物料大小3 mm。在此条件下,荷叶离褶伞粗多糖得率为(20.09±0.20)%,是对照组(未蒸汽爆破处理)的2.05倍,多糖含量为(62.96±0.48)%,是对照组的1.70倍,多糖提取率为(12.65±0.15)%,是对照组的3.49倍。此外,对蒸汽爆破处理前后的多糖进行了理化性质对比,发现处理后β-葡聚糖含量是对照组的2.28倍。红外光谱表明蒸汽爆破处理后仍具有多糖典型吸收峰,但处理前后分子量分布特征差异较大,且经过蒸汽爆破处理所得多糖的单糖组成中葡萄糖占比增加,这与其β-葡聚糖含量升高相一致。免疫活性比较结果显示经过蒸汽爆破处理后富集β-葡聚糖的荷叶离褶伞多糖活性显著优于对照组荷叶离褶伞子实体多糖。

关键词：蒸汽爆破荷叶离褶伞多糖响应面优化理化性质免疫活性

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改性玉米纤维胶-大豆分离蛋白共价复合物乳化特性的研究

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食品与发酵工业 2024年

作者：赵舒頔孙晓培张继翔于硕常军辉刘欢欢李贞景郭庆彬康继天津科技大学食品科学与工程学院天津益膳康生物科技有限公司天津科技大学省部共建食品营养与安全国家重点实验室

为探究多糖-蛋白类乳化剂的分子结构（支链度、相对分子质量）对水包油乳液乳化特性的影响，对玉米纤维胶（corn fiber gum，CFG）分别进行酸水解和木聚糖酶水解，得到不同支链度和相对分子质量的CFG，通过美拉德反应与大豆分离蛋白（so... 详细信息

为探究多糖-蛋白类乳化剂的分子结构（支链度、相对分子质量）对水包油乳液乳化特性的影响，对玉米纤维胶（corn fiber gum，CFG）分别进行酸水解和木聚糖酶水解，得到不同支链度和相对分子质量的CFG，通过美拉德反应与大豆分离蛋白（soy protein isolate，SPI）形成CFG-SPI共价复合物，并制备水包油乳液。利用SDS-PAGE、傅里叶变换红外光谱、粒径和Zeta电位等方法对复合物的结构表征和乳化特性进行研究。结果表明，CFG与SPI通过美拉德反应发生了共价连接，且低支链度/低相对分子质量的CFG更有利于与SPI上的氨基形成共价键；与SPI相比，复合物在等电点（pH 4.5）时的溶解度由11.39%升高至23.25%，说明共价结合可明显提高SPI的溶解性；CFG-SPI共价复合物的乳化性能均优于阿拉伯胶、SPI、CFG及CFG-SPI物理混合物，且CFG支链度是影响乳液特性的关键因素；当CFG相对分子质量相近时，支链度越高，其乳化性能越好，CFG支链度相近时，相对分子质量对乳化特性无明显影响。研究结果将为糖-蛋白类乳化剂的研发和应用提供理论依据。

关键词：支链度相对分子质量乳化特性玉米纤维胶大豆分离蛋白共价复合物

近红外与傅里叶变换红外光谱技术对麦麸固体发酵饲料中不同成分的监测研究

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饲料工业 2024年

作者：刘海涛张宝伟吴勃王云龙王昌禄刘欢欢郭庆彬天津科技大学食品科学与工程学院杭州保安康生物技术有限公司天津锦城智能科技有限公司

为实现光谱技术对麦麸固体发酵过程中不同成分变化的在线监测，通过国家标准方法测定61份麦麸固体发酵饲料样本的蛋白质、水分、总酚和粗纤维含量，采集样本近红外光谱(NIR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)，经过标准正态变换(standard nor... 详细信息

为实现光谱技术对麦麸固体发酵过程中不同成分变化的在线监测，通过国家标准方法测定61份麦麸固体发酵饲料样本的蛋白质、水分、总酚和粗纤维含量，采集样本近红外光谱(NIR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)，经过标准正态变换(standard normal variate transformation， SNV)、多元散射校正(multiplicative scatter correction， MSC)、平滑(smoothing)等9种预处理方法对原始光谱进行校正，结合偏最小二乘法(partial least squares，PLS)建立4种成分的NIR和FT-IR定量分析模型并进行比较分析。结果表明：所建立的4种成分NIR和FT-IR模型的训练集决定系数Rc2和验证集决定系数Rp均大于0.8，交叉验证均方根误差(root mean square error of cross validation，RMSECV)小于2.0%，训练集均方根误差(root mean square error of calibration，RMSEC)和验证集均方根误差(root mean square error of prediction，RMSEP)小于1.0%。因此，所建立的NIR和FT-IR定量分析模型具有较好的准确性和稳定性，能够对麦麸固体发酵过程中不同成分变化实行快速监测。

关键词：饲料固体发酵近红外光谱傅里叶变换红外光谱偏最小二乘法定量分析模型

基于分子对接及动力学模拟的红曲桔霉素合成小分子抑制剂的高通量筛选

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食品科学 2024年

作者：李居行葛佳琦张志宇何苗崔萌菲郭庆彬李贞景王昌禄刘欢欢天津科技大学食品科学与工程学院北京量维生物科技研究院有限公司 3. 天津益膳康生物科技有限公司

本研究旨在通过计算机模拟技术，对红曲桔霉素合成关键酶CitE的抑制剂进行高通量筛选。首先，采用Alphafold 2对CitE蛋白进行同源建模，并与相似序列比对以预测配体结合区域；随后，在Arthor数据库中检索天然配体和黄酮骨架类似物，构... 详细信息

本研究旨在通过计算机模拟技术，对红曲桔霉素合成关键酶CitE的抑制剂进行高通量筛选。首先，采用Alphafold 2对CitE蛋白进行同源建模，并与相似序列比对以预测配体结合区域；随后，在Arthor数据库中检索天然配体和黄酮骨架类似物，构建了一个包含20000个化合物的配体库；之后，通过Maestro对CitE蛋白和小分子化合物库进行分子对接，筛选出潜在的CitE配体；并采用Gromacs动力学模拟评估结合稳定性，通过MM/PBSA计算结合自由能，之后对蛋白-配体的结合模式进行分析，进一步确定了槲皮素、木犀草素、芹菜素、染料木素、5，4’-二羟基黄酮、漆黄素等6个小分子配体具有较强的CitE结合性能。固态及液态发酵结果表明，上述化合物具有显著的桔霉素抑制活性。其中，固态发酵（20 mg/28 g干物料）添加上述化合物分别使桔霉素产量降低42.52%、48.81%、32.54%、32.57%、21.02%和13.67%，液态发酵添加（0.1 g/L）上述化合物分别使桔霉素产量降低33.77%、15.58%、33.33%、62.34%、58.87%、50.22%。本研究对建立高效、安全的红曲发酵体系具有借鉴意义。

关键词：红曲霉桔霉素抑制剂分子对接分子动力学模拟 CitE