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优质食品酶的催化机制及在高端配料创制方面的应用基础

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中国食品学报 2024年第5期24卷 75-88页

作者：李兆丰陈福生江正强王永华路福平黄和江南大学食品学院江苏无锡214122 华中农业大学食品科学技术学院武汉430070 中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083 华南理工大学食品科学与工程学院广州510641 天津科技大学生物工程学院工业酶国家工程实验室天津300457 南京师范大学食品与制药工程学院南京210023

优质食品酶是食品生物加工的核心,是食品制造产业的“芯片”。我国食品酶领域的应用基础研究薄弱,70%以上的酶制剂市场被国际公司垄断,优质食品酶长期受制于人,难以支撑目前食品行业提质升级的发展需求。在此背景下,本文聚焦新型食品酶... 详细信息

优质食品酶是食品生物加工的核心,是食品制造产业的“芯片”。我国食品酶领域的应用基础研究薄弱,70%以上的酶制剂市场被国际公司垄断,优质食品酶长期受制于人,难以支撑目前食品行业提质升级的发展需求。在此背景下,本文聚焦新型食品酶高效筛选和分泌表达的生物学基础,高端高值食品酶的催化机制,食品酶催化性能改造的结构基础,食品酶创制高端配料的内在规律及作用机制等关键科学问题,综述优质食品酶的催化机制及在高端配料创制方面的应用基础,旨在为食品高端配料的酶法创制提供理论和实践指导。

关键词：新型食品酶催化机制结构基础高端配料

基于多光谱技术对原儿茶酸抑制低密度脂蛋白氧化及其与牛血清白蛋白相互作用的研究

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光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1762-1772页

作者：王晨雨陈成诚甘宇鑫张平平王峰星王月霞刘常金熊勇江慎华天津农学院食品科学与生物工程学院食品质量与安全系天津300392 九江学院药学与生命科学学院食品加工与安全九江市重点实验室江西九江332000 天津科技大学食品营养与安全国家重点实验室天津300457 六盘水师范学院贵州省高等学校猕猴桃资源开发与利用重点实验室贵州六盘水553004

植物多酚被称作人类健康的“第7类营养素”,在医药、食品和营养保健等多个领域受到广泛关注。红心猕猴桃果皮(RKP)中多酚含量丰富,是提取植物多酚的优良原料,但常被视为加工废料遭弃用。该研究拟通过脉冲超声(PU)辅助天然深共晶溶剂(NAD... 详细信息

植物多酚被称作人类健康的“第7类营养素”,在医药、食品和营养保健等多个领域受到广泛关注。红心猕猴桃果皮(RKP)中多酚含量丰富,是提取植物多酚的优良原料,但常被视为加工废料遭弃用。该研究拟通过脉冲超声(PU)辅助天然深共晶溶剂(NADES)提取RKP多酚,并通过荧光光谱和紫外-可见光谱探究RKP中重点多酚—原儿茶酸(PCA)抑制低密度脂蛋白(LDL)氧化功效及其与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用机制。结果表明,NADES对RKP多酚的提取率显著高于常规溶剂(如水或乙醇)。在超声功率400 W、料液比1﹕40(g·mL^(-1))、温度70℃、提取20 min及含水率20%(ω/ω)条件下,所筛选的6种NADES溶剂中,氯化胆碱-乙二醇组合提取率最高(29.84 mg GAE/g DW)。光谱实验结果表明,PCA具有较强的DPPH自由基清除能力,清除率最高可达94.39%。PCA能够显著延长LDL氧化过程中共轭二烯(CD)生成的延滞时间及达到峰值时间,有效抑制脂质氧化过程中脂褐素及总荧光产物生成,减少LDL氧化过程中色氨酸(Trp)及赖氨酸(Lys)残基的氧化修饰,显示出对LDL氧化极强的抑制效果。多光谱法对PCA与BSA相互作用研究发现,两者之间存在相互作用,具有较强的亲和力,且只有一个结合位点,疏水作用力在相互作用过程中起主要作用;相互作用后酪氨酸(Tyr)周围微环境几乎不发生改变,而Trp周围微环境极性降低、疏水性增加;三维荧光光谱进一步证明二者之间存在相互作用,并由此引起蛋白质结构发生变化;综合荧光光谱和紫外-可见光谱的实验结果,PCA与BSA相互作用猝灭机理为静态猝灭。该研究为开发RKP及PCA提供参考。

关键词：多光谱技术红心猕猴桃果皮天然低共融溶剂原儿茶酸低密度脂蛋白

桑葚发酵前后酚类组成变化及其抗氧化活性分析

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食品工业科技 2024年第2期45卷 280-288页

作者：韩晓云陶雨婷战佳莹李俊宏杜宝昌陈婧孙庆申黑龙江大学生命科学学院农业微生物技术教育部工程研究中心黑龙江省寒地生态修复与资源利用重点实验室黑龙江省普通高校微生物重点实验室黑龙江哈尔滨150080 甘南林场黑龙江齐齐哈尔162100 河北环境工程学院河北农业生态安全重点实验室河北秦皇岛066102

目的:旨在分析桑葚饮料发酵前后酚类物质的组成变化和抗氧化功能差异。方法:利用毕赤酵母菌(Pichia kudriavzevii)和融合魏斯氏乳酸菌(Weissella confusa)通过二次发酵桑葚制备桑葚饮料,比较桑葚发酵前后酚类物质对DPPH、OH、ABTS+自由... 详细信息

目的:旨在分析桑葚饮料发酵前后酚类物质的组成变化和抗氧化功能差异。方法:利用毕赤酵母菌(Pichia kudriavzevii)和融合魏斯氏乳酸菌(Weissella confusa)通过二次发酵桑葚制备桑葚饮料,比较桑葚发酵前后酚类物质对DPPH、OH、ABTS+自由基的清除能力及还原力,并通过非靶向代谢组学技术对不同组别样品差异代谢物进行鉴定,进而探究发酵前后酚类物质组成变化与抗氧化性能之间的相关性。结果:发酵后桑葚酚类物质(1 mg/mL)对DPPH自由基清除率由发酵前的45.97%±2.23%提高到59.01%±3.59%(P0.05)。从发酵前后桑葚酚类物质中共筛选出46种差异代谢物,包括3种花色苷类、10种酚酸类、18种类黄酮及15种其它酚类物质,其中发酵后上调和下调的代谢物分别为26种和20种,共涉及4个相关代谢通路,包括植物次生代谢产物的生物合成、苯丙烷类生物合成、类黄酮生物合成和花色苷生物合成。58.70%的酚类物质与DPPH和OH自由基清除率呈正相关。结论:桑葚经发酵后酚类物质组成变化及含量的增加使得抗氧化能力得到明显上调。

关键词：桑葚饮料发酵酚类抗氧化活性非靶向代谢组学

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多糖基温敏可注射型水凝胶的研究与应用进展

精细化工 2024年第8期41卷 1679-1692页

作者：孙萌孙惠姜硕田野刘鹰李苗大连海洋大学海洋科技与环境学院辽宁大连116023 浙江大学生物系统工程与食品科学学院浙江杭州310058 大连海洋大学设施渔业教育部重点实验室辽宁大连116023 大连工业大学生物工程学院辽宁大连116034

多糖基温敏可注射型水凝胶作为一类智能软物质材料,在不同温度的刺激下能够实现液态溶胶-固态凝胶的可逆转变,具有生物相容性高、生物降解性强及物理和化学特性可调控等优势,在生物医学领域受到了广泛关注。该文概括了温敏可注射型水凝... 详细信息

多糖基温敏可注射型水凝胶作为一类智能软物质材料,在不同温度的刺激下能够实现液态溶胶-固态凝胶的可逆转变,具有生物相容性高、生物降解性强及物理和化学特性可调控等优势,在生物医学领域受到了广泛关注。该文概括了温敏可注射型水凝胶的溶胶-凝胶相转变机理;阐述了设计与合成多糖基温敏可注射型水凝胶的策略,包括小分子基团修饰多糖、合成型温敏聚合物接枝多糖、添加剂改性多糖;综述了多糖基温敏可注射型水凝胶在伤口愈合、药物递送和软骨修复生物医学领域中的应用,并对该领域存在的优化原料组成及设计策略、开发多样化环境刺激响应、增强机械强度和稳定性三方面的挑战提出建议;最后,对拓展多糖基水凝胶产品应用范围、加速推进其大范围临床应用进行了展望。

关键词：可注射型水凝胶多糖温度敏感性伤口愈合药物递送软骨修复

基于脑电图与近红外光谱的经颅直流电刺激联合运动想象对脑功能的影响研究

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生物医学工程学杂志 2024年第3期41卷 476-484页

作者：么航于洪丽杜博爱河北工业大学生命科学与健康工程学院天津300130 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130 河北工业大学天津市生物电工与智能健康重点实验室天津300130

运动想象(MI)以其针对性强、方便易学、无需特殊设备等优点,常被用于体育训练和神经康复等领域,并成为认知神经科学的一种主要研究范式。经颅直流电刺激(tDCS)作为一种新兴的神经调控技术,可调节皮质兴奋性,进而影响运动等功能,然而tDC... 详细信息

运动想象(MI)以其针对性强、方便易学、无需特殊设备等优点,常被用于体育训练和神经康复等领域,并成为认知神经科学的一种主要研究范式。经颅直流电刺激(tDCS)作为一种新兴的神经调控技术,可调节皮质兴奋性,进而影响运动等功能,然而tDCS对于运动想象任务态是否具有积极影响目前尚不明确。本文纳入了16名年轻健康受试者,采集受试者在接受tDCS前、后执行运动想象任务时的脑电(EEG)信号和近红外光谱(NIRS)信号,计算并分析了不同任务期间的多尺度样本熵(MSE)和血红蛋白浓度变化情况。结果发现,tDCS刺激后任务相关脑区的MSE升高,含氧血红蛋白浓度增加,总血红蛋白浓度上升,表明tDCS提高了任务相关脑区的激活程度,说明tDCS对运动想象具有积极作用。本研究或可为tDCS联合运动想象的临床研究提供一定的参考价值。

关键词：运动想象经颅直流电刺激脑电图近红外光谱多尺度样本熵

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生物催化引发合成高分子化木质素

中国造纸学报 2024年第2期39卷 35-43页

作者：闫莉刘海波唐德羲司传领戴林天津科技大学轻工科学与工程学院生物源纤维制造技术国家重点实验室天津市制浆造纸重点实验室天津300457

木质素的分子结构调控是拓宽木质素应用领域的重要手段。本文介绍了木质素在植物细胞壁内的聚合形成过程,阐明了漆酶、过氧化物酶和指导蛋白的体外聚合作用,探讨了酶催化聚合的机理和凯氏带对于植物精准木质化的作用机制,总结了木质素... 详细信息

木质素的分子结构调控是拓宽木质素应用领域的重要手段。本文介绍了木质素在植物细胞壁内的聚合形成过程,阐明了漆酶、过氧化物酶和指导蛋白的体外聚合作用,探讨了酶催化聚合的机理和凯氏带对于植物精准木质化的作用机制,总结了木质素体外聚合过程中的影响因素(酶、木质素原料、反应条件)。针对研究现状,提出了生物法实现木质素功能化、高分子化的发展方向及存在的挑战,以期为工业木质素的高值化和多元化利用提供思路。

关键词：木质素生物催化聚合

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水相条件下合成短链脂肪酸酯霉菌角质酶的筛选与催化特性研究

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食品与发酵工业 2024年第7期50卷 1-8页

作者：林良才梁梦帆杜荣菲郑佳肖冬婷张煜行彭志云张翠英天津科技大学生物工程学院天津300457 河北衡水老白干酿酒(集团)有限公司博士后科研工作站河北衡水053000 宜宾五粮液股份有限公司中国轻工业浓香型白酒固态发酵重点实验室四川宜宾644000

短链脂肪酸酯是白酒重要风味物质,挖掘适用于白酒酿造体系的酯化酶对提升白酒品质具有重要的应用价值。该文在大肠杆菌BL21(DE3)中成功表达了7个霉菌角质酶,研究了其在单一酸和混酸条件下水相中催化合成风味酯的能力。研究结果表明角质... 详细信息

短链脂肪酸酯是白酒重要风味物质,挖掘适用于白酒酿造体系的酯化酶对提升白酒品质具有重要的应用价值。该文在大肠杆菌BL21(DE3)中成功表达了7个霉菌角质酶,研究了其在单一酸和混酸条件下水相中催化合成风味酯的能力。研究结果表明角质酶AFLACUT-2在水相条件下具有较好的短链脂肪酸酯合成能力,其在30℃、pH 4的条件下酶活力最高。进一步酶学特性分析显示,当反应温度升到40℃时,该酶催化合成己酸乙酯的活力不变,而合成丁酸乙酯活力显著下降。角质酶AFLACUT-2催化合成己酸乙酯的最佳反应时间为18 h,比催化合成丁酸乙酯缩短了25%。此外,酸醇比例的提高有助于短链脂肪酸酯的合成,但过高的酸浓度会抑制酶活力,AFLACUT-2对已酸的耐受性优于丁酸。这些结果不仅拓宽了对白酒风味酯合成机制的认识,也为利用酯化生香技术定向调控基酒风味提供了新的策略。

关键词：白酒短链脂肪酸酯角质酶水相催化体系

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副干酪乳杆菌FP02对高尿酸血症大鼠血清尿酸水平的影响

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食品科学 2024年

作者：王学颖刘艳丽何苗赵雨晴彭心怡郭庆彬朱巧梅刘欢欢李贞景杨华天津科睿恒生物科技有限公司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省部共建食品营养与安全国家重点实验室

近年来，高尿酸血症（HUA）的发病率逐年上升，已经成为一个严重的公共卫生问题。利用益生菌保持或恢复肠道微生物的稳态和健康是预防HUA的一种前瞻性策略。本研究对酸菜中分离出的一株副干酪乳杆菌FP02进行了体外降尿酸性能检测、生理... 详细信息

近年来，高尿酸血症（HUA）的发病率逐年上升，已经成为一个严重的公共卫生问题。利用益生菌保持或恢复肠道微生物的稳态和健康是预防HUA的一种前瞻性策略。本研究对酸菜中分离出的一株副干酪乳杆菌FP02进行了体外降尿酸性能检测、生理生化特性表征，并探究了该菌株对高尿酸血症大鼠模型血清尿酸水平的影响。体外结果显示，副干酪乳杆菌FP02能够有效降解尿酸及其前体物质肌苷、鸟苷，降解率分别为29.10%、67.09%、70.48%，且对黄嘌呤氧化酶（XOD）活性的抑制率为64.20%。同时，该菌株可分解多种糖（醇），对胃酸、胆盐具有良好的耐受性。通过氧嗪酸钾灌胃联合高尿酸饮食构建HUA大鼠模型，连续灌胃副干酪乳杆菌FP02冻干粉14天后，FP02治疗组的血尿酸含量较高尿酸模型组降低了49.96%（P 部分恢复。该研究将为副干酪乳杆菌FP02作为预防HUA的潜在药品或功能性食品奠定了基础。

关键词：高尿酸血症益生菌副干酪乳杆菌肾损伤大鼠模型

基于人工神经网络优化米酒糟淀粉水解条件研究

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中国酿造 2024年第8期43卷 237-242页

作者：徐爽张钰霜杨嘉和陈玉琴王雨萱胡芳刘建忠程润喜方尚玲徐健湖北工业大学生物工程与食品学院工业发酵省部共建协同创新中心发酵工程教育部重点实验室工业微生物湖北省重点实验室湖北武汉430068 路德环境科技股份有限公司湖北武汉430075

为解决米酒糟处理对环境的污染问题,提高米酒糟的利用价值,该研究基于人工神经网络分析对米酒糟的淀粉水解条件进行优化,并在此基础上探究其发酵生产生物丁醇的可行性。结果表明,米酒糟的最佳淀粉水解条件为水解温度64℃,水解时间101 m... 详细信息

为解决米酒糟处理对环境的污染问题,提高米酒糟的利用价值,该研究基于人工神经网络分析对米酒糟的淀粉水解条件进行优化,并在此基础上探究其发酵生产生物丁醇的可行性。结果表明,米酒糟的最佳淀粉水解条件为水解温度64℃,水解时间101 min,水解pH 5.4,中温α-淀粉酶添加量32 U/g,糖化酶添加量170 U/g。在此优化条件下,米酒糟淀粉水解液的还原糖含量为40.49 g/L。以米酒糟淀粉水解液作为原料发酵生产丁醇,丁醇产量达到3.07 g/L。本研究结果为米酒糟的综合利用提供了参考。

关键词：米酒糟淀粉水解工艺优化神经网络分析丁醇发酵