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纤维素降解菌及纤维素酶的研究进展及其在畜牧业中的应用

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动物营养学报 2025年

作者：周明月吴庆宇曹阳黑龙江八一农垦大学动物科技学院粮食副产物加工与利用教育部工程研究中心黑龙江省农业经济职业学院动物科学系黑龙江省寒区饲料资源高效利用与营养调控重点实验室

我国是农业大国,秸秆资源丰富,但秸秆中难以降解的纤维素成分含量高。生物法处理是纤维素降解利用的一种有效、环保及安全的处理方式,其利用具有纤维素降解功能的微生物通过产生胞外酶,将纤维素转化为易吸收的碳水化合物,从而提高秸秆... 详细信息

我国是农业大国,秸秆资源丰富,但秸秆中难以降解的纤维素成分含量高。生物法处理是纤维素降解利用的一种有效、环保及安全的处理方式,其利用具有纤维素降解功能的微生物通过产生胞外酶,将纤维素转化为易吸收的碳水化合物,从而提高秸秆消化率。本文概述了纤维素降解菌的分类、纤维素酶的分类与作用机制及其在秸秆等粗饲料资源开发中的应用和优化培养,进而促进粗饲料资源的开发与高效利用,为草食家畜养殖业降本增效和可持续健康发展提供参考。

关键词：纤维素纤维素降解菌微生物秸秆

银耳多糖抑制鲜湿面水分迁移及改善黏连的作用

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食品科学 2023年第2期44卷 79-86页

作者：刘炳莉樊红秀邵添王大为张艳荣刘婷婷吉林农业大学食品科学与工程学院农业农村部食用菌加工技术集成科研基地吉林省粮食精深加工与高效利用工程研究中心吉林省粮食精深加工与副产物高效利用技术创新重点实验室吉林长春130118

通过不同银耳多糖添加量对鲜湿面的粉质特性及质构特性的品质评价以及傅里叶变换红外光谱、低场核磁共振、动态流变学分析和激光共聚焦显微镜等微观结构分析,探究银耳多糖与鲜湿面水分迁移及抑制黏连的量效关系。结果表明:添加银耳多糖... 详细信息

通过不同银耳多糖添加量对鲜湿面的粉质特性及质构特性的品质评价以及傅里叶变换红外光谱、低场核磁共振、动态流变学分析和激光共聚焦显微镜等微观结构分析,探究银耳多糖与鲜湿面水分迁移及抑制黏连的量效关系。结果表明:添加银耳多糖的鲜湿面具有较低的表观黏性,且多糖可抑制自由水的迁移,致使水分分布发生变化。与未添加银耳多糖鲜湿面相比,添加0.5%银耳多糖的鲜湿面的α-螺旋的相对含量增加了9.96%,β-转角的相对含量降低了7.11%;面筋蛋白有序性增强,且微观结构较为紧密,淀粉颗粒暴露较少,使鲜湿面持水性更佳,进而贮藏期间更加稳定。通过热特性、动态流变学特性分析结果均可证明,银耳多糖能够促进鲜湿面形成均匀、有序稳定的面筋网络结构。其中添加0.5%银耳多糖对抑制鲜湿面贮藏期间水分迁移,改善黏连的效果最好。

关键词：银耳多糖鲜湿面面筋蛋白水分迁移黏连

挤压改性对金针菇膳食纤维理化性质及微观结构的影响

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中国食品学报 2021年第8期21卷 166-174页

作者：王红刘婷婷樊红秀李艳霞徐新乐王大为吉林农业大学食品科学与工程学院长春130118 农业农村部食用菌加工技术集成科研基地长春130118 吉林省粮食精深加工与高效利用工程研究中心长春130118 吉林省粮食精深加工与副产物高效利用技术创新重点实验长春130118

以金针菇粉为主要原料,采用单螺杆挤压改性工艺制备高品质金针菇膳食纤维,比较普通金针菇膳食纤维和高品质金针菇膳食纤维的持水力、持油力、膨胀力、结合水力、胆固醇吸附能力、结合甘氨胆酸钠和牛磺胆酸钠能力。采用电子显微镜、傅里... 详细信息

以金针菇粉为主要原料,采用单螺杆挤压改性工艺制备高品质金针菇膳食纤维,比较普通金针菇膳食纤维和高品质金针菇膳食纤维的持水力、持油力、膨胀力、结合水力、胆固醇吸附能力、结合甘氨胆酸钠和牛磺胆酸钠能力。采用电子显微镜、傅里叶红外光谱和X-射线衍射扫描研究改性前、后金针菇膳食纤维的结构。结果表明:高品质金针菇膳食纤维中可溶性膳食纤维含量略高于普通金针菇,达到(10.210±0.130)%。当高品质金针菇膳食纤维粒度为100目时,持水力为(16.115±0.120)g/g,持油力(6.201±0.060)g/g,膨胀力(16.958±0.120)mL/g,结合水力(8.044±0.090)g/g,与普通膳食纤维相比均明显提高。当pH=2.0和pH=7.0时,高品质金针菇膳食纤维胆固醇吸附能力有所增加,100目时分别为(0.359±0.004)mg/(mL·g)和(1.107±0.004)mg/(mL·g)。当高品质金针菇膳食纤维粒度为120目时,结合甘氨胆酸钠能力和结合牛磺胆酸钠能力相对较好,分别为(67.367±0.600)%和(63.149±0.400)%。扫描电子显微镜结果表明,挤压改性后的高品质金针菇膳食纤维表面疏松多孔。傅里叶红外光谱分析表明,改性前、后的主要官能团结构没有发生明显变化,改性后部分特征峰强度有所减弱。X-射线衍射扫描分析发现,改性前、后金针菇膳食纤维素晶体构型未发生改变,衍射强度减弱。挤压改性使金针菇膳食纤维的理化功能性质得到改善,微观结构发生变化。

关键词：金针菇膳食纤维挤压改性理化性质结构

改性处理对绿豆皮膳食纤维结构及功能特性的影响

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中国食品学报 2022年第9期22卷 82-91页

作者：刘鸿铖樊红秀赵鑫张闪闪刘婷婷王大为吉林农业大学食品科学与工程学院长春130118 农业农村部食用菌加工技术集成科研基地长春130118 吉林省粮食精深加工与高效利用工程研究中心长春130118 吉林省粮食精深加工与副产物高效利用技术创新重点实验室长春130118

以绿豆皮膳食纤维为试验对象,采用挤出改性、酶解改性、挤出-酶解复合改性3种处理方式对其进行改性处理。以持水力、持油力、膨胀力、阳离子交换能力、吸附葡萄糖能力和吸附胆固醇能力为评价指标,研究改性处理对绿豆皮膳食纤维功能特性... 详细信息

以绿豆皮膳食纤维为试验对象,采用挤出改性、酶解改性、挤出-酶解复合改性3种处理方式对其进行改性处理。以持水力、持油力、膨胀力、阳离子交换能力、吸附葡萄糖能力和吸附胆固醇能力为评价指标,研究改性处理对绿豆皮膳食纤维功能特性的影响。以扫描电子显微镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱法表征改性处理对绿豆皮膳食纤维结构的影响。结果表明:挤出-酶解复合改性处理的效果最明显,其功能特性得到显著改善,持水力、持油力、膨胀力、阳离子交换能力、吸附葡萄糖能力分别是未改性绿豆皮膳食纤维的1.46,1.15,1.87,6.98,1.66倍;在pH 2和pH 7条件下对胆固醇的吸附能力分别达(2.38±0.05)mg/(mL·g)和(3.45±0.12)mg/(mL·g)。扫描电子显微镜观察结果表明,挤出-酶解复合改性处理后的绿豆皮膳食纤维表面结构粗糙、疏松,出现多层褶皱或多孔性特征。X射线衍射、傅里叶变换红外光谱结果表明,挤出-酶解复合改性处理后的绿豆皮膳食纤维的相对结晶度最低,各纤维素组分重新分布,部分不溶性膳食纤维(IDF)向可溶性膳食纤维(SDF)转化。结论:挤出-酶解复合改性处理是一种改性膳食纤维的较好方法,可为提高绿豆皮膳食纤维的利用率和进一步开发利用其营养价值提供理论依据。

关键词：挤出-酶解复合改性绿豆皮膳食纤维结构功能特性

改性玉米秸秆纤维素的制备及其对Pickering乳液稳定性的影响

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食品工业科技 2023年第15期44卷 25-33页

作者：邵添樊红秀刘炳莉滕旭刘婷婷张艳荣吉林农业大学食品科学与工程学院农业农村部食用菌加工技术集成科研基地吉林省粮食精深加工与高效利用工程研究中心吉林省粮食精深加工与副产物高效利用技术创新重点实验室吉林长春130118

以玉米秸秆为原料,通过亚氯酸钠-醋酸-氢氧化钠法提取纤维素(corn straw cellulose,CS),分别用硫酸水解和硫酸水解-高压均质联用的方法对CS进行改性,并以百里香精油作为油相制备Pickering乳液,研究改性前后纤维素作为乳化剂对Pickering... 详细信息

以玉米秸秆为原料,通过亚氯酸钠-醋酸-氢氧化钠法提取纤维素(corn straw cellulose,CS),分别用硫酸水解和硫酸水解-高压均质联用的方法对CS进行改性,并以百里香精油作为油相制备Pickering乳液,研究改性前后纤维素作为乳化剂对Pickering乳液稳定性的影响。分别对改性前后纤维素的结构与性质进行表征,对所得乳液微观结构、粒径、电位、稳定性和流变特性进行测定。结果表明:与CS和硫酸水解改性的纤维素(cellulose precipitation,CP)相比,硫酸水解-高压均质联用改性的纤维素(high pressure homogenization cellulose,HPC)的粒径显著减小(P利用。

关键词：玉米秸秆纤维素硫酸水解-高压均质联用法 Pickering乳液稳定性

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奇亚籽皮多糖对冰淇淋乳化稳定性及品质的影响

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食品科学 2021年第10期42卷 32-37页

作者：刘婷婷张闪闪赵文婷陈玥彤张艳荣吉林农业大学食品科学与工程学院吉林长春130118 农业农村部食用菌加工技术集成科研基地吉林长春130118 吉林省粮食精深加工与副产物高效利用技术创新重点实验室吉林长春130118 吉林省粮食精深加工与高效利用工程研究中心吉林长春130118

考察不同质量浓度(0.5、1.0、1.5、2.0 mg/mL)的奇亚籽皮多糖作为乳化稳定剂在冰淇淋产品中的应用,通过对冰淇淋浆料稳定性和冰淇淋膨胀率、融化率、质构、气泡分布及结构特性等指标的测定,考察不同质量浓度奇亚籽皮多糖对冰淇淋品质的... 详细信息

考察不同质量浓度(0.5、1.0、1.5、2.0 mg/mL)的奇亚籽皮多糖作为乳化稳定剂在冰淇淋产品中的应用,通过对冰淇淋浆料稳定性和冰淇淋膨胀率、融化率、质构、气泡分布及结构特性等指标的测定,考察不同质量浓度奇亚籽皮多糖对冰淇淋品质的影响规律。结果表明:随着奇亚籽皮多糖质量浓度的增加,冰淇淋浆料的稳定性及冰淇淋的膨胀率、质构特性(弹性、黏附性、咀嚼性)提高,融化率和硬度降低,冰淇淋中气泡分布更加均匀,气泡直径均一,数量增多。添加奇亚籽皮多糖可提高冰淇淋浆料的表观黏度,冰淇淋浆料均表现出假塑性非牛顿流体。与空白冰淇淋样品对比,添加0.5 mg/mL质量浓度的奇亚籽皮多糖冰淇淋,其各性质测定结果略有改善,但质量浓度大于1.5 mg/mL时,可显著提高冰淇淋抗融性及稳定性,降低其硬度,改善其微观结构,气泡分布更均匀,使冰淇淋组织更加光滑。相较于空白冰淇淋样品,奇亚籽皮多糖的添加对冰淇淋的品质特性、结构特性及稳定性方面均有显著改善作用,为奇亚籽皮多糖应用于冰淇淋食品生产提供一定科学依据。

关键词：奇亚籽皮多糖冰淇淋乳化稳定性质构特性

黑木耳多糖的磷酸化修饰、结构表征及体外降糖活性

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食品科学 2022年第8期43卷 29-35页

作者：陈玥彤张闪闪李文意于文浩赵晓芳刘婷婷吉林农业大学食品科学与工程学院吉林长春130118 吉林省粮食精深加工与高效利用工程研究中心吉林长春130118 吉林省粮食精深加工与副产物高效利用技术创新重点实验室吉林长春130118 农业农村部食用菌加工技术集成科研基地吉林长春130118

利用加压剪切联合萃取技术提取的黑木耳多糖为原料,以三偏磷酸钠为交联剂,不同温度下进行磷酸化修饰,并对其进行结构表征及体外降血糖活性研究。结果表明:磷酸化黑木耳多糖主要由木糖、果糖、甘露糖以及葡萄糖组成的杂多糖,随着温度的... 详细信息

利用加压剪切联合萃取技术提取的黑木耳多糖为原料,以三偏磷酸钠为交联剂,不同温度下进行磷酸化修饰,并对其进行结构表征及体外降血糖活性研究。结果表明:磷酸化黑木耳多糖主要由木糖、果糖、甘露糖以及葡萄糖组成的杂多糖,随着温度的升高磷酸化黑木耳多糖相对分子质量明显下降,并出现三股螺旋结构。红外图谱显示在1205、898 cm^(-1)处出现了P=O及P-O-C的特征吸收峰。核磁共振光谱分析表明磷酸化修饰主要发生在C6位的羟基上,且在δ0~1.5范围内出现了磷酸基团中P的信号峰。扫描电镜结果表明修饰后黑木耳多糖表面形貌变化明显,相比修饰前多糖更加细小、破碎。且对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶具有较强的抑制作用,当PAAP-4质量浓度为5.0 mg/mL时,α-葡萄糖苷酶抑制率为56.89%,体外降血糖活性增强。

关键词：磷酸化修饰黑木耳多糖结构表征体外降血糖活性

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挤出处理对玉米粉流变及其成膜特性的影响

食品科学 2021年第15期42卷 89-98页

作者：樊红秀李艳霞刘婷婷刘鸿铖王大为张艳荣吉林农业大学食品科学与工程学院吉林长春130118 吉林省粮食精深加工与高效利用工程研究中心吉林长春130118 吉林省粮食精深加工与副产物高效利用技术创新重点实验室吉林长春130118 农业农村部食用菌加工技术集成科研基地吉林长春130118

采用高温高压挤出改性技术对玉米粉进行质构优化及稳定化处理,通过研究玉米粉粒度、挤出温度和水分质量分数对玉米粉流变特性和成膜特性的影响,确定挤出改性玉米粉的制备工艺参数,并通过分析玉米粉分子间相互作用以及玉米粉膜结晶结构... 详细信息

采用高温高压挤出改性技术对玉米粉进行质构优化及稳定化处理,通过研究玉米粉粒度、挤出温度和水分质量分数对玉米粉流变特性和成膜特性的影响,确定挤出改性玉米粉的制备工艺参数,并通过分析玉米粉分子间相互作用以及玉米粉膜结晶结构探究玉米粉的成膜机理。结果表明,高温高压挤出改性处理能够使玉米粉膜结构致密、膜表面较平整光滑、孔洞明显减少。当玉米粉粒度为120目、挤出温度为165℃、水分质量分数为34%时制备的玉米粉膜具有良好的机械性能、阻水性以及较低的溶解度,并且此条件下制备的玉米粉成膜液具有较高的黏弹性和较大的触变环面积,体系内部分子之间的相互作用较强。此外,挤出改性处理使玉米淀粉由A晶型转变为V晶型,淀粉结晶度下降,部分支链淀粉发生降解生成直链淀粉以及小分子质量支链淀粉,易形成有序性较高的分子链排布状态,改善玉米粉的凝沉性和成膜特性。挤出改性处理还使玉米粉中淀粉、蛋白质、纤维等分子之间的相互作用增强,并且形成强烈而稳定的氢键,有利于分子间形成致密的结构网络。

关键词：挤出改性玉米粉膜流变学特性分子相互作用结晶结构

HS-SPME-GC-MS联用及电子鼻分析不同提取方法油莎豆油香气特征

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食品科学 2022年第10期43卷 281-288页

作者：辛明航曹旭滕旭包陈力根刘婷婷王大为吉林农业大学食品科学与工程学院吉林长春130118 吉林省粮食精深加工与高效利用工程研究中心吉林长春130118 吉林省粮食精深加工与副产物高效利用技术创新重点实验室吉林长春130118 农业农村部食用菌加工技术集成科研基地吉林长春130118

采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用对不同提取方法(超临界CO_(2)萃取法、压榨法、浸出法、水酶法)获取的油莎豆油挥发性化合物的组成及相对含量进行分析,结合主成分分析(principal component analysis,PCA)及电子鼻进行比较,并以相... 详细信息

采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用对不同提取方法(超临界CO_(2)萃取法、压榨法、浸出法、水酶法)获取的油莎豆油挥发性化合物的组成及相对含量进行分析,结合主成分分析(principal component analysis,PCA)及电子鼻进行比较,并以相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)确定关键风味化合物。结果表明:不同提取方法油莎豆油挥发性化合物的组成及相对含量存在明显差别,4个样品共鉴定出101种挥发性化合物,共有组分为22种,主要为醛类、酮类、酯类及烷烃类,超临界CO_(2)萃取法及压榨法样品中醛类物质相对含量最大分别为36.71%和25.64%,浸出法样品中烷烃类物质相对含量最大为31.07%,水酶法样品中酯类物质相对含量最大为45.66%;挥发性化合物的PCA及电子鼻分析可以将4种方法很好区分;根据ROAV得出4个样品的关键风味化合物,其中壬醛、柏木脑及D-柠檬烯为共有成分。

关键词：油莎豆油提取方法顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用挥发性化合物电子鼻相对气味活度值