随着“健康中国2030”规划与国民营养计划的深入实施,食品营养功能成分的分析与功能评价已成为食品科学领域的前沿热点。本文系统综述了光谱分析、电化学与生物传感等技术在食品营养成分检测中的最新应用,重点阐述了类器官模型、人源化动物模型、多组学分析及智能可穿戴检测等新兴技术在功能评价与健康评估中的进展。全球趋势显示,该领域正朝着精准化、个性化和智能化方向迅速发展。然而,国内仍存在分析检测效率较低、营养成分作用机制不明确以及健康评估技术体系不成熟等短板。为此,建议从以下路径推动技术创新:利用新型纳米材料开发高效快速的成分检测技术;优化类器官和人源化动物模型,结合多组学方法系统揭示食品功能成分的作用机制;开发融合人工智能与大数据分析的新型可穿戴技术,系统评估营养成分对健康的影响。通过上述技术创新,为实现精准营养与科学健康管理提供技术支撑。
营养与功能成分是食品中的重要组成成分,其生产方式由传统方式逐渐转为更加智能的生物制造,代表了中国生物制造业的发展。随着合成生物学技术的进步,越来越多的营养与功能成分可以通过微生物来生产,同时相关研究也日益增加。为了深入了解食品生物制造领域的国内外发展趋势,系统综述了合成生物学技术在营养功能成分生物合成中的最新应用,并比较分析了体内和体外合成的优势及不同点。尽管国内外生物合成新技术取得了一定的研究进展,但是中国生物制造行业仍存在生产体系不完善、工艺不成熟、设备不够先进且依赖进口等短板。基于国内生物制造行业的发展及实际需求,建议从以下几个方面推动科技创新:开发具有中国特色的生物制造原料体系多元化战略;构建具有中国自主知识产权的高性能生物合成工业菌种;加快人工智能与生物制造的深度融合,开发智能化工业生产新设备,为进一步推动生物制造平台的发展与应用提供技术支撑。
本研究剖析龙眼(Dimocarpus longa)果皮与种子在化学成分层面的差异,并对其抗氧化活性以及α-葡萄糖苷酶抑制活性开展评估,以期为龙眼副产物的高值化利用提供理论支撑。研究以龙眼果皮和种子为研究对象,借助超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱(UHPLC-Q-Orbitrap MS)技术开展非靶向代谢组学分析,同时进行抗氧化及α-葡萄糖苷酶抑制活性的评价。经分析鉴定,共识别出117种化合物,具体涵盖生物碱类(31种)、有机酸类(26种)、黄酮类(19种)以及多酚类(13种)。从成分分布来看,龙眼果皮中黄酮类和多酚类成分的种类相较于种子更为丰富,而种子则特异性地富集长链脂肪酸衍生物及酯类。体外活性评价结果显示,龙眼果皮甲醇提取物展现出更为优异的抗氧化能力(DPPH为(86.65±4.28) μmol TE/g,ABTS为(325.92±13.85) μmol TE/g)及α-葡萄糖苷酶抑制活性(IC50为(22.155±0.136) μg/mL),显著优于种子提取物。这一现象可能与果皮中富含黄酮、多酚类成分密切相关。本研究不仅揭示了龙眼果皮作为天然抗氧化剂及降糖功能成分的开发潜力,也可为龙眼副产物的高值转化以及功能性产品的开发提供参考。
乳酸菌作为有益微生物,在食品工业中对保障安全、提升品质和促进健康意义重大。为了阐明乳酸菌在保障食品安全中的作用机制并探索提升其应用效能的有效途径,本研究系统归纳了乳酸菌缓解微生物污染、降解有毒有害物质的研究现状,深入探讨了通过优化培养基成分(包括碳源、氮源、矿物质和生长因子的选择与组合)来提高其生长效率与发酵产物质量的可行性。同时分析了当前平衡生产成本与满足消费者对食品安全、营养及风味需求所面临的挑战。未来研究将聚焦于开发经济高效的复合培养基体系,强化其在增强乳酸菌食品安全功能方面的作用。本研究可为食品应用型乳酸菌培养基原料的选用和研究提供理论参考。
:本研究旨在探明贮藏期间兼用型甘薯品种营养品质的变化规律,从而为其进一步利用(如加工、食用等)提供理论依据。试验选取‘商薯19 号’、‘漯薯11’和‘漯薯16 号’三个兼用型甘薯品种作为研究材料。在贮藏过程中,收集统计性状数据,并采用比色法测定营养品质数据,随后运用统计软件对所获数据进行分析。结果显示,甘薯商品薯率与干物质消耗率之间呈现显著负相关(决定系数为0.99874);水分消耗率在不同年份间存在极显著差异(P<0.01);不同品种在贮藏期间营养品质指标的变化趋势较为复杂;灰分含量与粗蛋白含量之间表现出极显著的正相关性(决定系数达到0.9819),而其余品质指标间未呈现统一的相关性。干物质消耗率可作为衡量甘薯品种耐贮性较为精准的指标;用于淀粉加工,需根据贮藏时间不同选择不同的品种;贮藏中期则适宜鲜食;兼用型甘薯在贮藏期间营养品质的变化情况较为复杂,仍需进一步深入研究。
为优化烘烤工艺、提高烟叶品质,探究密集烘烤变黄程度和定色升温速度对沙泥田烟叶质量的影响。设置3个不同变黄程度(C1为42℃/37℃烟叶变黄程度8成,C2为42℃/37℃烟叶变黄程度9成,C3为42℃/37℃烟叶变黄程度10成)和3个定色期不同升温速度(H1为1℃/3 h升温定色,H2为1℃/2 h升温定色,H3为1℃/h升温定色)处理,结果表明,变黄程度3个处理中,C2烤后挂灰烟比例较C1、C3处理分别显著减少25.63%、40.80%,均价分别提高0.47、2.08元/kg;烤后烟叶总糖含量分别减少7.98%、13.40%,总氮含量分别增加7.24%、33.61%,总酚含量较C1增加7.79%。处理C2的外观质量在色度方面得分最高,感官质量总分最高。定色期升温速度3个处理中,处理H2烤后挂灰烟比例较处理H1、H3分别显著减少21.57%、33.44%,均价分别提高0.64、1.62元/kg;烤后烟叶总糖含量分别减少4.36%、6.90%,总氮含量分别增加3.40%、9.35%,总酚含量较H3增加18.80%。处理H2烟叶外观质量和感官评吸质量得分均最高。综合研究结果,对于沙泥田烟叶密集烘烤,建议在变黄阶段,将干球温度控制在42℃、湿球温度控制在37℃,稳温至烟叶变黄程度达9成,待叶片发软时转火;定色期以1℃/2 h的速度升温定色。采用此烘烤工艺,烤后烟叶挂灰烟比例降低,烟叶质量较好。
为明确雪茄烟主流烟气中有机酸含量的差异及其与烟叶部位、等级、产地的关联性,本研究建立了基于气相色谱-质谱联用(GC-MS)选择离子检测模式(SIM)的分析方法。以甲醇为提取溶剂,通过超声提取捕获主流烟气总粒相物(TPM)的剑桥滤片(添加内标乙酸苯乙酯),对17种有机酸进行定量分析,并优化前处理条件。结果显示,该方法的检出限为0.0684~1.1798 μg/支,定量限为0.2277~3.9289 μg/支,加标回收率为81.03%~117.16%,相对标准偏差为3.33%~11.00%,线性关系良好(R2≥0.9982),满足定量检测要求。应用该方法对49个国内外雪茄样品(中国云南15个、海南6个、湖北8个、四川9个,多米尼加11个)进行分析,发现上部和中部烟叶烟气中有机酸含量显著高于下部烟叶;一级烟叶烟气中有机酸含量高于二级和三级烟叶;国内产区(云南、海南、湖北、四川)与国外产区(多米尼加)的有机酸组成存在互补性,且受生态条件与烟叶化学成分调控。研究表明,雪茄烟主流烟气中有机酸含量差异与烟叶部位、等级及产地存在一定关联性,可为雪茄烟品质评价及分类提供科学依据。
为探究树龄对‘莱阳茌梨’(Pyrus bretschneideri ‘Laiyang’)果实品质的影响,选取树龄5~400年范围内的8个典型树龄样本,系统分析其果实的有机酸、可溶性糖、抗氧化能力等品质指标。结果表明,(1)300年及400年以上树龄的果实单果重显著大于5、50、75、100年树龄的果实;可溶性固形物含量与固酸比在400年以上树龄时达峰值。(2)果皮的总酚和总黄酮含量较果肉高约一个数量级,且不同树龄间果皮和果肉的总酚、总黄酮含量差异显著。(3)果皮与果肉中的有机酸均以苹果酸为主要组分;果皮中苹果酸、奎宁酸、柠檬酸含量随树龄增长呈先升后降趋势,其中100~400年及以上树龄的苹果酸含量高于25~75年树龄,且显著高于5年树龄;50~400年及以上树龄的奎宁酸、柠檬酸含量均高于或显著高于5、25年树龄。(4)果皮与果肉的主要可溶性糖组分为果糖、山梨糖醇、葡萄糖、蔗糖,400年及以上树龄的梨果皮与果肉中果糖含量均显著高于其他树龄。(5)抗氧化能力方面,果皮的铁离子还原能力随树龄增长呈波动上升趋势,400年及以上树龄时最高;ABTS自由基清除能力在部分树龄间差异显著,300年树龄最高。果肉的铁离子还原能力和ABTS自由基清除能力均随树龄增长呈上升趋势,分别在100、400年及以上树龄时达到最高。本研究明确了树龄对‘莱阳茌梨’品质形成的关键影响,为古树资源开发利用和优异种质资源保护提供了理论依据。
为了深入了解紫苏叶活性化学成分研究的发展趋势,揭示紫苏叶所含的化学成分与活性机制的物质基础,为该领域未来研究方向的确立及紫苏叶资源在多领域的开发应用提供理论参考,利用文献计量学与系统综述相结合的方法,对紫苏叶活性成分的研究轨迹与作用机制进行深度解析。系统梳理了紫苏叶活性成分研究的演进脉络与前沿趋势,重点解析了紫苏叶中精油、黄酮类、酚酸类及花色苷类等特征活性成分的化学结构特征与构效关系,并阐明其抗氧化、抑菌等功能活性的分子机制。旨在凝练出紫苏叶功能性成分的研究进展和开发利用的脉络方向,探索出紫苏叶资源在食品、医药、化妆品等领域的潜在价值。
对云南省蒙自市引种紫锥菊不同器官的挥发性成分及相对含量进行比较分析,以期为今后资源利用提供参考。采用气质联用(GC-MS)技术结合顶空固相微萃取(HS-SPME)对紫锥菊各器官中的挥发性成分进行分析鉴定。在根、茎、叶、头状花序、花序梗中共鉴定出化合物92种,鉴定出成分的相对含量依次占总挥发性成分的90.034%、90.143%、91.411%、94.279%和89.016%。各器官中挥发性成分以萜烯类、醇类、醛类、酮类、稠环芳香烃类和烷烃类为主。根、茎、叶、头状花序、花序梗中萜烯类成分的相对含量最高,依次分别为66.216%、69.396%、63.818%、58.93%、40.62%;且各器官萜烯类成分的组成不同,根、茎中的萜烯类成分以1-十八烷烯最高,其次是β-石竹烯;叶中萜烯类成分以大根香叶烯D最高,其次为石竹素;头状花序中萜烯类成分以石竹素最高,其次是α-律草烯;花序梗中萜烯类成分以石竹素最高,其次为大根香叶烯D。鉴定出的挥发性成分部分具有抑菌、抗炎、抗癌等药理作用,对人体发育和心脑血管保健有积极作用。研究结果可为引种紫锥菊的药材品质评价和产品开发提供参考。
薄荷是一种以次生代谢产物为核心功能成分的药食同源作物,具有广泛的生物活性。薄荷的生物活性主要与其丰富的活性成分有关,如薄荷醇、薄荷酮、蒙花苷、橙皮苷、咖啡酸等成分,具有抗炎、抗氧化、抗菌和抗肿瘤等作用。本文综述了薄荷资源的分布及主要产地、薄荷主要功能成分的分析研究、主要功能成分的营养和药理研究进展,以及薄荷核心质量成分的预测和质量控制。最后讨论了薄荷在农产品加工中的应用领域和前景,为薄荷加工应用提供方向和依据。
为探究藜麦苗的总黄酮提取方法、其在生长过程中含量变化、抗氧化活性、以及对黄嘌呤氧化酶(XOD)的抑制作用。以不同生长时期的藜麦苗为试验材料,采用单因素试验结合响应面法对超声波提取藜麦苗总黄酮的方法进行优化。其最优提取条件为:乙醇体积分数60%,料液比1:34,温度20℃,超声功率300 W,提取时间24 min;生长42 d时藜麦苗中总黄酮含量最高,为26.55 mg/g;抗氧化活性在28 d时最高,羟自由基清除能力、ABTS自由基清除能力和DPPH自由基清除能力分别为9.76%、60.50 mg/g、16.28 mg/g;藜麦苗总提取物对XOD的抑制作用随着浓度升高而逐渐增强,半抑制浓度(IC50值)为5.27 mg/mL。本研究为抗氧化和预防高尿酸血症的藜麦苗新产品的开发和功能成分研究提供提取方法和参考依据。
研究旨在筛选适合山东地区种植的高辣度、高红色素含量等优异特性的加工型辣椒品种,以61份辣椒(Capsicum annuum L.)为材料,采用系统聚类分析和隶属函数法等多元统计方法,对其关键品质特征进行综合评价。结果表明,不同材料在辣椒红色素、辣椒素、干物质、可溶性糖和Vc含量等品质指标上存在明显差异,如辣椒红色素含量变化范围为0.88~14.85 g/kg,变异系数很高。聚类分析将61份材料分为4个类群,其中第Ⅰ类群为特辣型,如D16-14;第Ⅳ类群为微辣型,如D49-1;而第Ⅱ和第Ⅲ类群分别为高辣和中辣型。隶属函数分析显示,D16-14为综合品质最优的特辣型材料,其次为D17-3和D3-4,D49-1为辣椒红色素含量最高的材料。以上特异材料可在下一步育种中重点加以挖掘利用。本研究可为山东地区加工型辣椒遗传育种提供优良亲本材料及理论依据。
本研究建立了一种可同时测定水中6种苯氧羧酸类除草剂的气相色谱-质谱法。水样经二氯甲烷液液萃取、脱水浓缩后,在碳酸钾催化下经五氟苄基溴衍生,衍生物进气相色谱-质谱分析。样品经Rtx-5ms毛细管色谱柱分离,采用选择离子扫描模式检测,内标法定量。结果表明:在最优实验条件下,6种苯氧羧酸类除草剂在质量浓度0.5~20.0 μg/mL范围内线性关系良好,相关系数不低于0.999。方法检出限为0.2 μg/L,精密度范围2.2%~6.9%。采用该方法对地下水、地表水、海水、生活污水和工业废水样品进行加标回收试验,基体加标回收率在83.0%~113%之间。该方法精密度较好、回收率稳定,为水中苯氧羧酸类除草剂的检测提供了一种有效的解决方案。
为明晰不同烘烤工艺在热泵密集烤房烘烤过程中的烟叶水分和物质动态变化,以‘云烟87’中部叶为试验材料,研究稳温降湿和四步式烘烤工艺在热泵密集烘烤过程中的烟叶水分、色素、淀粉和还原糖含量动态变化及其相似性。结果表明:(1)稳温降湿烘烤工艺在黄片前期烟叶含水率高于四步式烘烤工艺。(2)稳温降湿烘烤工艺在黄片前期烟叶的叶绿素a、叶绿素b高于四步式烘烤工艺,但烘烤的中、后期低于四步式烘烤工艺。(3)稳温降湿烘烤工艺的烟叶类胡萝卜素和淀粉含量低于四步式烘烤工艺,但还原糖含量高于四步式烘烤工艺。(4)不同物质在2种烘烤工艺中的动态变化相似性排序为水分>叶绿素a>淀粉>叶绿素b>还原糖>类胡萝卜素。烘烤过程中物质动态变化可以分为3类,类型Ⅰ包括水分、叶绿素a、叶绿素b、淀粉,2种烘烤工艺的差异主要发生在变黄期;类型Ⅱ为还原糖,2种烘烤工艺的差异主要发生在定色期和干筋期;类型Ⅲ为类胡萝卜素,2种烘烤工艺在整个烘烤过程均存在较大差异。
为探究晾房环境及晾制方式对雪茄烟叶晾制过程水分含量及烟叶品质的影响,以雪茄烟品种‘Habanos 2000’为供试材料,设置正常晾制与带茎晾制2种方式,分别在晾制期间温湿度差异较大的简易晾房与改造晾房进行晾制,基于灰色关联分析的方法研究晾房环境与晾制方式对雪茄烟叶晾制过程中含水率、自由水和结合水含量以及水分迁移速率的影响;通过对比各处理发酵后烟叶化学成分,明确许昌地区雪茄烟叶晾制过程中适宜的晾房形式及晾制方式。结果表明,晾制温度对雪茄烟叶含水率影响较大,晾制湿度对烟叶结合水含量及水分迁移速率影响较大,其中简易晾房温度对正常晾制的方式下烟叶含水率影响程度最大,改造晾房湿度分别对正常晾制下的烟叶结合水含量和带茎晾制下的烟叶水分迁移速率影响最大;此外,改造晾房内带茎晾制下烟叶晾后的总糖、还原糖、烟碱含量最低,而钾含量、钾氯比、氮碱比、两糖比最高。综上所述,许昌地区的雪茄烟叶在带有控温控湿设备的晾房内以带茎的方式进行晾制,可以为雪茄烟叶提供更为充足的水分供应,使晾后烟叶品质提升。