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食品中益生元的研发和应用研究进展

食品科学技术学报 2024年第2期42卷 10-18页

作者：翟征远白晓悦靖一志赵亮任发政郝彦玲中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083 中国农业大学营养与健康系北京100193 中原食品实验室河南漯河462300

益生元的定义目前被更新为“能被宿主微生物选择性利用并产生健康益处的底物”。根据最新的定义,益生元种类扩展到碳水化合物以外的物质,例如共轭亚油酸和植物多酚等;益生元作用部位不再局限于胃肠道,应用范围也不局限于食品。针对益生... 详细信息

益生元的定义目前被更新为“能被宿主微生物选择性利用并产生健康益处的底物”。根据最新的定义,益生元种类扩展到碳水化合物以外的物质,例如共轭亚油酸和植物多酚等;益生元作用部位不再局限于胃肠道,应用范围也不局限于食品。针对益生元具有缓解便秘、促进骨骼健康、缓解肥胖、抑制致病菌、减少炎症、免疫调节等多种健康促进效应,深入阐述了益生元促进宿主健康的作用机制。其机制主要体现为两个方面,一是益生元被宿主的有益微生物直接或间接性利用,从而起到菌群调节作用;二是益生元被菌群代谢后产生有益于宿主健康的代谢产物。此外,某些低聚糖类和多糖类的益生元还具有很好的加工特性,对于食品的质构特性和风味有积极的作用。因此,益生元在固体饮料、糖果、乳制品和烘焙制品等食品中广泛应用。然而,益生元的功效评价及应用中,仍存在一些问题亟待解决。不同生理状态下人体的肠道菌群是不同的,菌群结构的差异必然导致同种益生元在不同人群中利用情况的差异。益生元的单糖结构、聚合程度、分支以及官能团等结构差异会影响其被肠道微生物的利用。总之,针对不同人群的生理状态靶向应用益生元和对益生元进行特定结构的优化或修饰,将是未来益生元精准化应用的关键。

关键词：益生元肠道健康菌群调节短链脂肪酸健康效应

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植物基乳产业的发展趋势与技术创新

食品科学技术学报 2024年第2期42卷 1-9页

作者：郭顺堂徐婧婷植物蛋白与谷物加工北京市重点实验室/中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083

植物基乳产品作为植物基食品产业的重要组成部分,其发展水平对促进植物基食品产业有着举足轻重的作用。分析了全球植物基乳产品的市场规模和我国植物乳产品的市场情况:2023年,全球规模为296亿美元,并以11.4%的速度增长;我国植物基饮品... 详细信息

植物基乳产品作为植物基食品产业的重要组成部分,其发展水平对促进植物基食品产业有着举足轻重的作用。分析了全球植物基乳产品的市场规模和我国植物乳产品的市场情况:2023年,全球规模为296亿美元,并以11.4%的速度增长;我国植物基饮品包括豆奶、椰奶、核桃乳、杏仁乳等呈稳定性增长趋势,粉体类产品市场也较稳定(达30万t)。指出植物基乳作为未来食品需要进一步完善定义,充分体现植物基乳特征和属性要求;要加大力度开发满足新消费场景和渠道的新技术、新产品,解决消费者关心的植物基乳产品口味、价格和清洁标签等关键问题,加快植物基酸奶、冷饮等技术的成熟和落地,并通过开发满足不同消费场景、特殊营养、健康需求的产品,为植物基乳产品价值和市场竞争力赋能,创立多元化的植物基乳产业发展新模式。

关键词：植物基乳液态饮品大豆浓缩炼乳植物基奶酪酸豆奶

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除臭菌的筛选及其在堆肥中的应用效果

中国农业科学 2024年第13期57卷 2623-2634页

作者：魏启航冯瑶王晓醒朱宏岗方昭李兆君中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室中国农业大学有机循环研究院(苏州)

【目的】筛选新型除臭菌，解决以鸡粪为主要原料的有机肥厂的臭气排放问题，为好氧堆肥生物除臭技术提供理论依据和支撑。【方法】以鸡粪为筛菌样品，利用定性初筛、驯化富集、分离纯化、定量复筛、拮抗试验以及耐药性试验筛选能够满足... 详细信息

【目的】筛选新型除臭菌，解决以鸡粪为主要原料的有机肥厂的臭气排放问题，为好氧堆肥生物除臭技术提供理论依据和支撑。【方法】以鸡粪为筛菌样品，利用定性初筛、驯化富集、分离纯化、定量复筛、拮抗试验以及耐药性试验筛选能够满足多重目标的除臭菌，并通过形态观察与16S rDNA测序鉴定菌株。将筛选获得的除臭菌株制成复合菌剂BH并应用于鸡粪堆肥，共设置3个处理，分别为对照CK（原料中不添加菌剂）、DT1（原料中添加1%除臭菌剂BH）、DT2（原料中添加1%的市售商品除臭菌剂）。在堆肥不同时期，分析测定堆体温度、pH、电导率（EC）、庆大霉素（GM）含量以及NH3排放量等指标，探讨耐药性除臭菌剂BH对堆肥过程的影响。【结果】初步筛选分离获得15株细菌，命名为BH1—BH15，未筛选到真菌；经复筛发现，菌株BH2、BH5、BH9、BH11、BH12和BH15对NH3的去除率较高，分别为48.8%、49.4%、45.8%、48.3%、51.0%和51.8%，且各菌株间无拮抗作用。对除臭菌株耐药性研究发现，菌株BH11和BH12对庆大霉素具有较强的耐受性；经形态学特征与分子生物学鉴定，菌株BH11为Bordetella sp.,BH12为Weeksella massiliensis。将菌株BH11和BH12制成复合菌剂BH，其除臭效果显著优于单一菌剂，NH3去除率高达65.8%。堆肥试验中，各处理高温期均持续9 d以上，实现了鸡粪的无害化处理；堆肥结束时各处理的pH稳定在8.4左右，处于5.5—8.5之间，EC在2.73—3.43 mS·cm-1之间，低于4 mS·cm-1，表明物料可用作植物肥料且符合有机肥标准。研究发现，DT2处理的GM降解效率显著高于CK处理，表明商品菌剂能够促进庆大霉素降解。此外，堆肥过程中NH3的排放主要发生在堆肥升温期与高温期，且高温期的排放量高于升温期；与CK处理相比，菌剂BH显著抑制升温期NH3的排放，且除臭效果优于商品菌剂；而进入高温期后，商品菌剂除臭效果优于菌剂BH。【结论】筛选获得2株耐药性除臭菌，对NH3的去除率分别为48.3%（BH11）和51.0%（BH12），制成的复合菌剂BH对NH3的去除率高达65.8%。将菌剂BH应用于鸡粪堆肥，可以有效减少堆肥过程中NH3的排放，且各指标均符合堆肥腐熟标准。

关键词：除臭菌耐药性筛选复合菌剂鸡粪堆肥

籽粒苋淀粉的交联变性反应及其产物理化性质研究

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食品工业科技 2024年第9期45卷 62-71页

作者：吴静雯高源远彭星云中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083 植物蛋白与谷物加工北京市重点实验室北京100083

为探究极小颗粒淀粉的交联变性反应特性及不同取代度产物的理化性质,本研究以籽粒苋淀粉(Amaranth starch,AS)为原料,三偏磷酸钠作为变性剂,采用糯玉米淀粉(Waxy corn starch,WCS)作为对照,探究了温度(45、50、55℃)、pH(9.0、10.0、11... 详细信息

为探究极小颗粒淀粉的交联变性反应特性及不同取代度产物的理化性质,本研究以籽粒苋淀粉(Amaranth starch,AS)为原料,三偏磷酸钠作为变性剂,采用糯玉米淀粉(Waxy corn starch,WCS)作为对照,探究了温度(45、50、55℃)、pH(9.0、10.0、11.0)和膨胀抑制剂Na_(2)SO_(4)浓度(5%、10%、15%)对两种淀粉交联反应进程和效率的影响,并对比了不同取代度(Degree of substitution,DS)的变性产物的理化性质。结果表明,与WCS相比,温度对AS交联反应的影响较小,单纯升高温度难以提高交联反应效率;相反,pH与Na_(2)SO_(4)浓度对AS和WCS的交联变性反应均起促进作用,pH越高(10.0~11.0)、Na_(2)SO_(4)浓度越高(5%~15%),交联反应速率就越快。低取代度交联AS(DS 0.1×10^(-3)~0.8×10^(-3))糊化后黏度大于50 cP,具有稳定的增稠作用;高取代度交联AS(DS≥0.8×10^(-3))糊化后黏度在50 cP以下,增稠能力弱,具有类似脂肪的外观和质地。研究表明,反应pH和膨胀抑制剂Na_(2)SO_(4)的浓度是调节籽粒苋淀粉反应速率的有效手段,且交联籽粒苋淀粉的增稠能力较弱,但黏度稳定性好、抗剪切能力强,在作为脂肪替代物应用方面具有潜在价值。

关键词：籽粒苋淀粉交联变性反应特性变性淀粉理化性质

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大豆黄酮影响青春期小鼠乳腺发育的潜在机制

南京农业大学学报 2024年第1期47卷 36-43页

作者：谢娜娜黄心河张亚锋张源淑韩正康南京农业大学动物医学院/农业农村部动物生理生化重点开放实验室江苏南京210095

[目的]以大豆黄酮(DZ)作用于青春期雌性小鼠,探讨其通过上调雌二醇(E2)水平和雌激素受体β(ERβ)受体表达影响青春期小鼠乳腺发育的机制,为DZ及其他植物雌激素类在畜牧生产和临床应用提供依据。[方法]选取48只2周龄C57BL/6雌性小鼠,随... 详细信息

[目的]以大豆黄酮(DZ)作用于青春期雌性小鼠,探讨其通过上调雌二醇(E2)水平和雌激素受体β(ERβ)受体表达影响青春期小鼠乳腺发育的机制,为DZ及其他植物雌激素类在畜牧生产和临床应用提供依据。[方法]选取48只2周龄C57BL/6雌性小鼠,随机均分为3组:对照组,腹腔注射无菌的PBS;DZ处理组,腹腔注射DZ(100 mg·kg^(-1));阳性对照组,腹腔注射E2(0.2 mg·kg^(-1)),每组16只。分别在饲养至21和28 d,每组随机选取8只,采集血液,测定血液中E2含量,处死后摘取乳腺,测定乳腺指数并检测乳腺组织中E2含量。取同侧部位乳腺制作组织学切片,免疫组化检测核增殖抗原蛋白(PCNA)的表达,Western blot法分析乳腺组织内细胞周期蛋白D1(cyclin D1)和D3(cyclin D3)、ERβ蛋白表达水平。[结果]与对照组相比,DZ处理显著增加饲养21~28 d小鼠体重及采食量;增加21 d小鼠血液和乳腺组织中E2含量,但未达到显著水平(P>0.05);显著增加28 d小鼠血液和乳腺组织中E2含量(P<0.05);E2处理血液中E2含量均极显著增加。DZ处理对饲养21 d小鼠乳腺指数影响较小,显著增加饲养28 d小鼠乳腺指数(P<0.05);E2处理具有相同趋势(P<0.05)。HE染色结果显示,DZ和E2处理均极显著增加饲养21和28 d小鼠乳腺组织小叶内的导管数(P<0.01)和乳腺组织PCNA阳性细胞数(P<0.01)。Western blot结果显示,DZ及E2处理均可上调小鼠乳腺组织cyclinD1、cyclinB1、ERβ蛋白的表达,显著上调饲养28 d小鼠cyclinD1、cyclinB1、ERβ蛋白的表达(P<0.05)。[结论]DZ处理可促进青春期小鼠乳腺发育,促进乳腺细胞增殖和分裂,这种作用可能与内源性E2水平升高及ERβ受体有关。

关键词：大豆黄酮(DZ) 雌二醇(E2) 青春期小鼠乳腺发育细胞周期

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溶菌酶纳米颗粒递送白藜芦醇改善非酒精性脂肪肝

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中国食品学报 2024年第6期24卷 117-127页

作者：李星刘兰君侯国华张继鹏肖杰李媛中国农业大学食品科学与营养工程学院、食品胶体与营养递送研究中心北京100083 华南农业大学食品学院、广东省功能食品活性物重点实验室广州510642

白藜芦醇是一类具有多种生物活性的植物多酚类化合物,通过减少氧化应激和脂质沉积可预防和改善非酒精性脂肪肝(NAFLD)。然而,白藜芦醇难溶于水,口服生物利用率低,降低了其健康功效。本研究采用谷氨酰胺转氨酶交联的溶菌酶纳米颗粒包埋... 详细信息

白藜芦醇是一类具有多种生物活性的植物多酚类化合物,通过减少氧化应激和脂质沉积可预防和改善非酒精性脂肪肝(NAFLD)。然而,白藜芦醇难溶于水,口服生物利用率低,降低了其健康功效。本研究采用谷氨酰胺转氨酶交联的溶菌酶纳米颗粒包埋白藜芦醇,其临界胶束质量浓度为1.1μg/mL,粒径为58 nm,白藜芦醇的载药率为21.2%。体外消化模型中载体耐胃酸和蛋白酶水解,经体外肠消化120 min后白藜芦醇释放率为61%。采用SD大鼠模型测定生物利用率,包埋后白藜芦醇的血药浓度峰值(C_(max))提升3.2倍,药时曲线下面积(AUC_(0~48 h))提升3.6倍,绝对生物利用度(Fabs)提高3.8倍。构建NAFLD小鼠模型,灌胃荷载白藜芦醇的溶菌酶纳米颗粒,验证其对NAFLD的干预效果。结果表明,白藜芦醇经纳米载体包埋后NAFLD小鼠的体脂率较游离态的白藜芦醇降低1.1倍,血清中血脂指标、肝脏中甘油三酯(TG)和游离脂肪酸(NEFA)、肝脏组织氧化应激产物丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)均显著降低,说明经溶菌酶纳米颗粒包埋后的白藜芦醇吸收率更好,对NAFLD小鼠的干预效果更佳。说明谷氨酰胺转氨酶交联之后的溶菌酶纳米载体,在口服递送功能活性物质方面具有极大潜力。

关键词：非酒精性脂肪肝(NAFLD) 白藜芦醇包埋溶菌酶纳米颗粒谷氨酰胺转氨酶

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中国农田土壤重金属污染分析与评价

环境科学 2024年第5期45卷 2913-2925页

作者：杨雳白宗旭薄文浩林静杨俱佳陈涛西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室杨凌712100

为掌握中国农田土壤八大重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)的污染现状,探究其时空变化和在不同耕地类型之间的差异,通过中国知网和Web of Science收集并整理了2005~2021年449篇相关文献数据,采用基于“样点数”、“研究区面... 详细信息

为掌握中国农田土壤八大重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)的污染现状,探究其时空变化和在不同耕地类型之间的差异,通过中国知网和Web of Science收集并整理了2005~2021年449篇相关文献数据,采用基于“样点数”、“研究区面积”和“标准差”的加权方式进行Meta分析.结果显示,中国农田土壤八大重金属的含量平均值为:ω(As)11.00 mg·kg^(−1)、ω(Cd)0.3502 mg·kg^(−1)、ω(Cr)62.91 mg·kg^(−1)、ω(Cu)28.87 mg·kg^(−1)、ω(Hg)0.1351 mg·kg^(−1)、ω(Ni)28.91 mg·kg^(−1)、ω(Pb)34.67 mg·kg^(−1)和ω(Zn)90.24 mg·kg^(−1).与土壤背景值相比,中国农田土壤中各重金属元素(除As外)均存在一定累积,其中Cd和Hg的累积量最大,分别超过对应土壤背景值177.9%和340.3%.污染评价结果表明,我国农田土壤重金属污染以Cd和Hg为主,人类活动是造成其在土壤中累积的主要影响因子;从时空变化上看,云贵高原和东部沿海是污染案例最集中的区域,污染重心随时间变化由长江中游向西南地区偏移;不同耕地类型之间土壤重金属含量存在差异,蔬菜地和水田中重金属的累积量明显大于其他耕地类型.

关键词：中国农田土壤重金属空间分布污染评价 Meta分析

中国设施土壤重金属累积特征与污染阻控技术研究进展

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农业工程学报 2024年第9期40卷 1-14页

作者：王子豪梁红怡张冬寒李龙城魏露露万亚男陈清中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室北京100193

长期集约化耕作导致中国设施土壤重金属累积和面源污染风险增加的状况已引起广泛关注。该研究总结了中国设施土壤重金属累积状况及其来源,发现长期盲目投入肥料及农药是引发设施菜田土壤重金属累积问题的主要原因。目前,设施土壤重金属... 详细信息

长期集约化耕作导致中国设施土壤重金属累积和面源污染风险增加的状况已引起广泛关注。该研究总结了中国设施土壤重金属累积状况及其来源,发现长期盲目投入肥料及农药是引发设施菜田土壤重金属累积问题的主要原因。目前,设施土壤重金属累积呈现出广泛性和中轻度污染特征,其中镉是主要的污染元素。遵循面源污染治理中“源头预控-过程阻断-末端修复”原则,基于国内外文献综述,该文总结归纳出适用于设施土壤重金属累积特征与污染的联合阻控技术及作用机制。首先在灌溉和肥药投入等源头环节减少重金属输入;其次在作物种植过程中,通过选用重金属低积累特性的蔬菜种类或品种,结合水肥一体化施用大分子有机水溶性肥料或叶面喷施具有阻控重金属作用的营养型阻控剂,抑制作物吸收重金属;最后在末端修复环节,利用具有多元功能的土壤改良剂或微生物菌剂进行土壤钝化修复,或采用具有超重金属富集能力且能提高设施土壤生物多样性的植物作为填闲作物,实现生物修复的目标。该联合阻控技术的原则在于协同考虑污染防治、土壤改良、减肥增效等农学和环境目标,集成土壤修复与改良、水肥一体化、填闲作物栽培等技术,并兼顾设施土壤重金属污染修复工程所面临的投入品成本较高、经济效益不明显、缺失可持续改良导致效果不稳定等问题,优推能够钝化重金属并改良土壤的多功能土壤改良剂以及具有阻控重金属吸收、提高作物抗逆性的多功能有机水溶性肥料。上述措施能解决设施土壤普遍存在的重金属累积问题,提升土壤的安全生产能力,可为设施农业可持续发展提供更有效的技术支撑。

关键词：设施土壤重金属累积污染阻控土壤改良多功能土壤改良剂多功能有机水溶肥

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菌酶协同发酵棉籽粕及其体外模拟消化研究

中国畜牧杂志 2024年第5期60卷 239-246页

作者：张颖郭祥月李千禧曹云鹤董冰动物营养学国家重点实验室中国农业大学动物科学技术学院北京100193

试验旨在研究蛋白酶和干酪乳杆菌协同发酵对棉籽粕的营养价值及体外消化率的影响。试验一:以蛋白降解度和小肽含量的指标归一值(OD)为综合评价指标,采用4因素3水平的BBD-RSM试验设计,考察酶解温度、时间、酶添加量、料液比和pH对蛋白酶... 详细信息

试验旨在研究蛋白酶和干酪乳杆菌协同发酵对棉籽粕的营养价值及体外消化率的影响。试验一:以蛋白降解度和小肽含量的指标归一值(OD)为综合评价指标,采用4因素3水平的BBD-RSM试验设计,考察酶解温度、时间、酶添加量、料液比和pH对蛋白酶酶解棉籽粕效果的影响;试验二:将植物乳杆菌和蛋白酶协同发酵48 h,分为3个处理组,即不加植物乳杆菌和酶的棉籽粕(对照组)、酶解棉籽粕、菌酶协同发酵棉籽粕,评定3组棉籽粕的营养成分及进行猪胃肠道体外模拟消化试验。结果表明:最佳酶解条件为酶添加量1%、温度40℃、时间8 h、料液比1:4 g/mL、pH 9.0;经过菌酶协同发酵预消化处理之后的棉籽粕与原棉籽粕相比,粗蛋白质、酸溶蛋白以及氨基酸含量有显著提高,粗蛋白质消化率以及干物质消化率也有显著增加。总的来说,蛋白酶与植物乳杆菌协同使用可以更大程度地降解棉籽粕中大分子蛋白,提高蛋白质的营养价值和利用率,提高非常规蛋白原料棉籽粕在饲料中添加比例,降低饲料成本。

关键词：蛋白酶干酪乳杆菌棉籽粕体外仿生消化猪

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