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Screening of glucosinolates degrading lactic acid bacteria and their utilization in rapeseed meal fermentation

Grain & Oil Science and Technology 2024年第3期7卷 168-176页

作者： Yifang Chen Chong Xie Muhammad Bilal Pei Wang runqiang yang College of Food Science and Technology Whole Grain Food Engineering Research CenterNanjing Agricultural UniversityNanjing 210095JiangsuChina The Sanya Institute of Nanjing Agricultural University Sanya 572024HainanChina National Technique Innovation Center for Regional Wheat Production/Key Laboratory of Crop Physiology Ecologyand ManagementMinistry of Agriculture/National Engineering and Technology Center for Information AgricultureNanjing Agricultural UniversityNanjing 210095JiangsuChina

Rapeseed meal is a promising food ingredient, but its utilization is limited by the presence of some potentially harmful ingredients, such as glucosinolates. Fermentation is a cost-effective method of detoxication but a food-grade starter culture with glucosinolates degradation capacity is required. In this study, 46 strains of lactic acid bacteria from traditional paocai brines were screened for their ability to glucosinolate degradation. The results showed that more than 50% of the strains significantly degraded glucosinolates. Two strains of Lactiplantibacillus(p7 and s7) with high capacity of glucosinolates degradation through producing enzymes were identified. Then,an optimized condition for rapeseed meal fermentation by p7 was established to degrade glucosinolates, which can achieve about 80% degradation. UPLC/Q-TOF-MS analysis showed that the degradation rate of individual glucosinolates was different and the degradation rate of gluconapin and progoitrin in rapeseed meal can reach more than 90%. Meanwhile, fermentation with p7 can improve safety of rapeseed meal by inhibiting the growth of Enterobacteriaceae and improve its nutritional properties by degrading phytic acid. The in vitro digestion experiments showed that the content of glucosinolates in rapeseed meal decreased significantly during gastric digestion. Meanwhile, fermentation with p7 can greatly improve the release of soluble protein and increase the contents of free essential amino acids, such as lysine(increased by 12 folds) and methionine(increased by 10 folds).

关键词： Rapeseed meal Glucosinolates Fermentation Lactic acid bacteria In vitro digestion

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Optimizing techno-functionality of germinated whole wheat flour steamed bread via glucose oxidase(Gox)and pentosanase(Pn)enzyme innovation

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Grain & Oil Science and Technology 2023年第4期6卷 219-226页

作者： Muhammad Bilal Yining Zhang Dandan Li Chong Xie runqiang yang Zhenxin Gu Dong Jiang Pei Wang College of Food Science and Technology Whole Grain Food Engineering Research CenterNanjing Agricultural UniversityNanjingJiangsu 210095China National Technique Innovation Center for Regional Wheat Production/Key Laboratory of Crop Physiology Ecologyand ManagementMinistry of Agriculture/National Engineering and Technology Center for Information AgricultureNanjing Agricultural UniversityNanjingJiangsu 210095China The Sanya Institute of Nanjing Agricultural University Sanya 572024China

Germination,a powerful biofortification technique,holds immense potential in bolstering the micronutrient profile of essential staple grains,thereby paving the way for optimal nutritional *** primary goal of this study was to improve the technological functionality of germinated wheat flour by incorporating pentosanase(Pn)and glucose oxidase(Gox)enzymes,with particular emphasis on the evolutionary changes in its *** inclusion of Gox did not produce any substantial impact on the volumetric characteristics of the steamed *** incorporation of Pn and Gox has been seen to enhance the overall excellence of steamed bread by optimizing loaf volume and textural characteristics while also improving the thermal stability of the *** existence of two endothermic peaks could be attributed to bound water or alterations in the granules within the starch crystallization *** Pn and Gox reduced and increased the formation and stability time of the dough,respectively.A certain ratio was employed to assess alternations in the crystallinity of starch granules over a limited *** steaming,a significant decrease in IR1047/1022 was observed,indicating that the elevated temperature partially disrupted the internal starch crystal structure,leading to a gelatinization reaction with *** ratio of tensile resistance(R)and elongation(E)of dough increased significantly compared to the *** results obtained from this study indicate that the simultaneous inclusion of enzymes(Pn+Gox)holds significant promise for expanding the technological functionality of germinated wheat flour dough and improving the quality attributes of steamed bread.

关键词： Germinated wheat Steamed bread Enzymes Rheology Starch crystals Techno-functionality

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Valorization of wheat bran arabinoxylan: A review on nutritional and materials perspectives

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Grain & Oil Science and Technology 2024年第3期7卷 196-208页

作者： Muhammad Bilal Dandan Li Chong Xie runqiang yang Zhenxin Gu Dong Jiang Xueming Xu Pei Wang College of Food Science and Technology Whole Grain Food Engineering Research CenterNanjing Agricultural UniversityNanjing 210095JiangsuChina The Sanya Institute of Nanjing Agricultural University Sanya 572024HainanChina National Technique Innovation Center for Regional Wheat Production/Key Laboratory of Crop Physiology Ecologyand ManagementMinistry of Agriculture/National Engineering and Technology Center for Information AgricultureNanjing Agricultural UniversityNanjing 210095JiangsuChina Key Laboratory of Food Science and Technology School of Food Science and TechnologyJiangnan UniversityWuxi 214122JiangsuChina

Wheat bran, a principal byproduct of flour milling, stands as an abundant source of dietary fiber, yet its economic potential remains under-exploited in current forage applications. Arabinoxylan(AX), constituting the core of dietary fiber, emerges as a versatile compound with multifaceted functionalities. Its nutritional significance,coupled with its role in cereal food processing, has prompted a surge of studies focusing on the valorization of wheat bran AX. Moreover, the hydrolyzed derivative, arabinoxylan oligosaccharides(AXOS), demonstrates prebiotic and antioxidant properties, offering potential avenues to mitigate the risk of chronic diseases. This review summarizes current knowledge on the valorization of wheat bran AX in terms of the processing and nutritional properties of AX. Moreover, multiple novel applications of AX in the materials area, including biodegradable food packaging films, delivery of bioactive substances as nanoparticles, and the manufacture of food emulsifiers, are also highlighted to extend the utilization of AX. This review underscores the immense potential of wheat bran AX, advocating for its exploitation not only as a nutritional asset but also as a primary ingredient in advanced materials. The synthesis of nutritional and materials perspectives accentuates the multifaceted utility of wheat bran AX, thereby paving the way for sustainable valorization pathways. By unraveling the latent potential within AX, this paper advocates for the holistic and sustainable utilization of wheat bran in diverse, value-added applications.

关键词： Wheat bran Arabinoxylan Nutrition Biodegradable films Nanoparticles Food emulsifiers

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Red light enhances folate accumulation in wheat seedlings

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Journal of Zhejiang University-Science B(Biomedicine & Biotechnology) 2021年第11期22卷 906-916页

作者： Jianwei CHANG Chong XIE Pei WANG Zhenxin GU Yongbin HAN runqiang yang College of Food Science and Technology Nanjing Agricultural UniversityNanjing 210095China

Red,white,blue,green,and yellow lights were applied to investigate their effects on folate accumulation in wheat *** different lights,especially red light,significantly increased the total folate *** folate showed maximum accumulation under 30μmol/(m2·s)of red light,with an increase of 24%compared with the control(darkness).5-Methyltetrahydrofolate(5-CH3-THF)was the dominant folate component,and was significantly increased by red light *** addition,under red light,the folate content of leaves was higher and more sensitive to light than that of endosperm or *** light up-regulated the expression of guanosine triphosphate(GTP)cyclohydrolase 1(GCH1)and aminodeoxychorismate synthase(ADCS),enhanced the activity of GCH1 and ADCS,and increased the content of precursors of folate synthesis,including pterin and p-aminobenzoic acid(p ABA).Hence,the increased folate accumulation promoted by light could be attributed to the increased content of folate synthesis precursors,the activity of key enzymes,and related gene expression。

关键词： Wheat Red light Light intensity Folate accumulation

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麦胚内源蛋白酶主要特性研究

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中国粮油学报 2015年第9期30卷 1-5,12页

作者：杨润强王淑芳顾振新南京农业大学食品科技学院南京210095

研究了麦胚蛋白酶的主要特性。结果显示：麦胚蛋白酶主要被饱和度为20%~60%的硫酸铵沉淀,其水解酪蛋白的最佳反应温度为50℃,30℃保温30 min其活性无显著下降;麦胚蛋白酶活性在p H为5.5和7.5时较高,且在p H 5.5条件下放置30 min其活性... 详细信息

研究了麦胚蛋白酶的主要特性。结果显示：麦胚蛋白酶主要被饱和度为20%~60%的硫酸铵沉淀,其水解酪蛋白的最佳反应温度为50℃,30℃保温30 min其活性无显著下降;麦胚蛋白酶活性在p H为5.5和7.5时较高,且在p H 5.5条件下放置30 min其活性无显著下降。p H 5.5时,Mg2＋、Mn2＋、Ba2＋、胃酶抑素A（Pepstatin A）、碘乙酸（IAA）、苄磺酰氟（PMSF）和乙二胺四乙酸（EDTA）强烈抑制其活性,而Li＋、Ca2＋、Cu2＋、2-ME和二硫苏糖醇（DTT）显著促进其活性。p H 7.5时,Pepstatin A、IAA、PMSF和EDTA显著抑制蛋白酶活性。p H 5.5和7.5时,麦胚蛋白酶对酪蛋白的Km分别为0.562和4.935 mg/m L,且亲和力比以牛血清蛋白、卵清蛋白和明胶为底物时高。麦胚蛋白酶主要为半胱氨酸蛋白酶和丝氨酸蛋白酶。

关键词：麦胚内源蛋白酶主要特性

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UV-B辐照下大豆发芽富集异黄酮品种筛选及发芽动力学

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食品科学 2016年第13期37卷 107-113页

作者：陈旭杨润强顾振新南京农业大学食品科技学院江苏南京210095

以天骄(TJ)、苏青1号(SQ1)、苏青3号(SQ3)和95-优1(95Y1)4个品种的大豆为原材料,在中波紫外光(ultraviolet radiation B,UV-B)辐照条件下,进行发芽实验,以发芽5 d后大豆异黄酮含量及其关键酶活力为主要指标,并综合分析生理生化指标,筛... 详细信息

以天骄(TJ)、苏青1号(SQ1)、苏青3号(SQ3)和95-优1(95Y1)4个品种的大豆为原材料,在中波紫外光(ultraviolet radiation B,UV-B)辐照条件下,进行发芽实验,以发芽5 d后大豆异黄酮含量及其关键酶活力为主要指标,并综合分析生理生化指标,筛选出富集大豆异黄酮的最适合品种。结果表明:发芽的天骄大豆异黄酮含量、苯丙氨酸解氨酶(phenylalnine ammonialyase,PAL)和查耳酮合酶(chalcone synthase,CHS)活力最大,豆芽质量良好,发芽率、芽长、呼吸强度、游离氨基酸和还原糖含量都显著高于其余品种,故天骄大豆籽粒是发芽富集异黄酮的良好品种。以天骄为原料,对其进行发芽动力学实验。结果表明:随着发芽时间的延长,异黄酮含量显著增加,第7天为发芽前的3.02倍,PAL活力显著上升,CHS活力先上升后下降。大豆中可溶性蛋白等大分子物质含量呈减少趋势,游离氨基酸等小分子物质含量逐渐增加。本实验筛选出天骄为UV-B辐照条件下富集大豆异黄酮的最适品种。

关键词：大豆发芽异黄酮 UV-B辐照富集

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发芽大豆中植酸的测定方法优化

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中国粮油学报 2014年第1期29卷 101-104页

作者：仲磊王新坤杨润强顾振新南京农业大学食品科技学院南京210095

探讨了以DEAE Sepharose FF阴离子交换树脂为纯化介质的大豆植酸快速测定方法,主要对测定过程中植酸的纯化、消化方法进行了优化。在提取方法的基础上(料液比1∶50(质量体积比)),6 mL的树脂体积能够充分交换上样液中的植酸;用15 mL蒸馏... 详细信息

探讨了以DEAE Sepharose FF阴离子交换树脂为纯化介质的大豆植酸快速测定方法,主要对测定过程中植酸的纯化、消化方法进行了优化。在提取方法的基础上(料液比1∶50(质量体积比)),6 mL的树脂体积能够充分交换上样液中的植酸;用15 mL蒸馏水、15 mL 0.05 mol/L NaCl淋洗,能够较好达到除游离磷效果;植酸溶液经过消化炉300℃浓缩后,加入3 mL浓硫酸以400℃消化0.5 h,回收率达到90%以上。此方法的加标回收率达108.4%,3个大豆样品中植酸测定结果的相对标准偏差分别为4.91%、2.82%和1.24%。

关键词：大豆植酸消化离子交换

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地应力水平对深埋隧洞爆破振动频谱结构的影响

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爆炸与冲击 2019年第5期39卷 116-127页

作者：杨润强严鹏王高辉卢文波陈明武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室湖北武汉430072

爆破振动的频谱特性对隧洞安全施工具有重要意义。采用动力有限元方法,分析了不同地应力水平条件下围岩爆破振动频率特征,通过对实测爆破振动信号的时域和频域联合分析,研究了不同频带上的振动能量分布。结果表明,爆破振动的主频及各个... 详细信息

爆破振动的频谱特性对隧洞安全施工具有重要意义。采用动力有限元方法,分析了不同地应力水平条件下围岩爆破振动频率特征,通过对实测爆破振动信号的时域和频域联合分析,研究了不同频带上的振动能量分布。结果表明,爆破振动的主频及各个振动能量优势频带都有随地应力水平升高而降低的趋势,伴随爆破破岩过程而发生的地应力瞬态卸载动力效应是产生这一现象的主要原因。地应力水平越高,爆破振动信号中20～100 Hz的低频振动能量比重越大。当爆区的地应力为20 MPa时,20～100 Hz频带内的振动能量可达到总振动能量的35%左右;当爆区的地应力为30～50 MPa时,20～100 Hz频带内的振动能量可达到总振动能量的50%以上。除地应力水平外,应力卸载速率及岩体的力学特性也对爆破振动主频具有显著影响,卸载速率越高,低频振动能量比重越大。卸载速率取决于掏槽爆破方式,直孔掏槽导致岩体应变能释放速率最高。岩体弹性模量越大,爆破振动的主频越高。

关键词：地应力水平深埋隧洞爆破振动能量分布频谱分析小波分析

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植物性食品原料中植酸降解代谢与调控

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核农学报 2017年第3期31卷 539-546页

作者：周婷杨润强顾振新南京农业大学食品科技学院江苏南京210095

植酸广泛存在于生物界中,其在植物性食品原料中常以植酸盐形式存在。植酸及其降解产物在植物生长发育和调控细胞的生物学进程中起重要作用。本文综述了植酸在植物性食品原料中的存在形式、分布、降解代谢及其调控和植酸酶性质,并对植物... 详细信息

植酸广泛存在于生物界中,其在植物性食品原料中常以植酸盐形式存在。植酸及其降解产物在植物生长发育和调控细胞的生物学进程中起重要作用。本文综述了植酸在植物性食品原料中的存在形式、分布、降解代谢及其调控和植酸酶性质,并对植物中植酸降解代谢与调控进行展望,以期为植酸降解和提高植物性食品原料营养价值研究提供参考。

关键词：植酸降解代谢植酸酶调控

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西兰花种子发芽过程中生理活性物质含量的变化

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中国食品学报 2016年第3期16卷 160-167页

作者：郭丽萍王志英杨润强顾振新南京农业大学食品科技学院南京210095 青岛农业大学食品科学与工程学院山东青岛266109

以西兰花种子为试材,测定不同品种西兰花种子中萝卜硫苷和萝卜硫素含量,分析选取的种子在发芽过程中抗坏血酸、总酚、花色苷、萝卜硫苷、黑芥子酶活性和萝卜硫素含量的变化。结果表明,10种西兰花种子中萝卜硫苷和萝卜硫素含量差异显著,... 详细信息

以西兰花种子为试材,测定不同品种西兰花种子中萝卜硫苷和萝卜硫素含量,分析选取的种子在发芽过程中抗坏血酸、总酚、花色苷、萝卜硫苷、黑芥子酶活性和萝卜硫素含量的变化。结果表明,10种西兰花种子中萝卜硫苷和萝卜硫素含量差异显著,两者在LX5种子中含量最高,分别为134.06μmol/g DW和11.37 mg/g DW,且硫苷水解的产物中萝卜硫素的含量最高。LX5中,抗坏血酸在发芽过程中逐渐生成,发芽4 d时高达127.49mg/100 g FW,随后逐渐下降;总酚在发芽过程中逐渐下降,发芽5 d时其含量下降42.14%;花色苷含量与抗坏血酸含量变化趋势基本一致;萝卜硫苷和萝卜硫素含量在发芽过程中呈下降趋势;黑芥子酶活性在0-3 d无显著变化,随后逐渐增强。

关键词：西兰花种子发芽萝卜硫苷萝卜硫素

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