
· 北京工商大学孙宝国院士和陈刚教授团队成功制备多功能碳点食品保鲜薄膜用于牛乳光氧化阻控和食品保鲜
北京工商大学孙宝国院士和陈刚教授团队在《Food Packaging and Shelf Life》(Q1,IF=8.5)发表题为“Multifunctional Carbon Dots with Full-band UV-to-HEBL Shielding and Antibacterial Properties in Polyvinyl Alcohol Film for Enhancing Food Preservation”的研究性论文。该研究成功制备了一种新型多功能碳点食品保鲜薄膜,具备全波段紫外光和高能蓝光屏蔽作用及抗菌性能,在牛乳光氧化阻控和食品保鲜领域具有潜在应用价值。段宏副教授为第一作者。
食品变质是一个严重的全球性问题,主要由微生物、光和氧化反应等因素引起。在牛乳的加工、贮藏和货架陈列过程中,容易发生光氧化反应,导致品质劣化和保质期缩短,而紫外线激发牛乳中的光敏剂是其主要原因。此外,近期研究报道指出,在灌胃光氧化牛乳后,小鼠肝脏出现了显著的氧化应激,表明这可能对人类健康构成威胁。食品包装是减少食品变质的有效措施,但目前传统的不可生物降解塑料对环境造成严重污染。因此,开发一种具有优异紫外屏蔽效果、可生物降解的活性食品包装材料具有重要意义。
碳点(carbon dots,CDs)作为一种直径小于10 nm的新型碳基纳米材料,因其优异的光学性能、稳定的水分散性、低毒性和高生物相容性等优势受到广泛关注。近年来,关于CDs显著抗菌活性的研究报道日益增多,进一步突显了其作为食品包装中有前景抗菌剂的潜力。更重要的是,许多研究已经证明了CDs的紫外吸收能力。然而,实现全波段紫外线屏蔽,同时在可见波长范围内保持高透明度,仍然是当前研究中的一个挑战。
本研究开发了一种基于阿魏酸二乙酯(carbon dots based on diethyl ferulate,DEF-CDs)的新型CDs,通过对DEF-CDs合成前驱体结构的合理设计和优化,所提出的DEF-CDs显示出高效的紫外-高能蓝光(ultraviolet light and high-energy blue light,UV-HEBL)阻断和抗菌能力。将DEF-CDs添加到聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)基体中,制备均匀分散的复合膜,所制备的DEF-CDs/PVA膜具有出色的UV-HEBL阻隔效率(UV阻隔率为100%,HEBL阻隔率为99.90%)、高透明度、抗老化性能、热稳定性和抗菌活性。DEF-CDs/PVA薄膜在延长红枣和草莓的保质期方面表现出优异的效果。
在牛乳贮藏过程中,采用液相色谱质谱联用技术测试了4 种表征牛乳光氧化程度的差异性代谢物含量变化,评估所提出的DEF-CDs/PVA膜对牛乳光氧化反应的保护效果。结果显示,DEF-CDs/PVA薄膜有效地抑制了牛乳的光氧化反应,延长保质期,在乳制品行业具有显著的应用潜力。这项工作展示了DEF-CDs作为多功能纳米增强材料在构建保护性食品包装方面的潜力。

· 大连工业大学朱蓓薇院士、林心萍教授在Food Chemistry发表最新研究成果
大连工业大学食品学院朱蓓薇院士、林心萍教授在国际食品顶刊《Food Chemistry》发表了题为“Flavour enhancement of dry fermented sausages by nitrite-degrading Levilactobacillus brevis CHOL1: Combining flavouromics and lipidomics to elucidate the mechanism of aroma formation”的研究性论文。
干发酵香肠是中国东北地区的传统发酵肉制品,因其具有出色的营养价值和独特的风味而深受消费者喜爱。亚硝酸盐是一种常用的食品添加剂,在干发酵香肠的制作过程中必不可少。它能提升香肠的色泽和品质,并改善其风味。然而,亚硝酸盐会与肉中的胺类物质发生反应,形成具有致畸、致癌和致突变性的亚硝胺类化合物,对人体健康构成潜在风险。因此,*含量至关重要。不过,亚硝酸盐对于干发酵香肠风味的形成起着关键作用。所以,在降低亚硝酸盐含量的过程中,我们还需要寻找能够弥补干发酵香肠风味的方法。
研究表明,在香肠中添加特定的乳酸菌(LAB)能够有效降低亚硝酸盐含量。尽管众多研究都强调了乳酸菌在降低发酵肉制品中的亚硝酸盐含量或改善其风味方面的作用,但很少有研究探索乳酸菌在肉制品中同时降解亚硝酸盐和增强风味的双重能力。此外,通过乳酸菌(LAB)的作用,脂质代谢对发酵肉制品的香气形成有着显著影响。乳酸菌会分泌酶,将脂质分解为游离脂肪酸(FAs),随后这些游离脂肪酸会被氧化,产生醛类、酮类、醇类和酯类等挥发性有机化合物(VOCs)。这些挥发性有机化合物是发酵肉制品独特香气的关键前体物质。例如,有研究发现,接种Lpb. Plantarum会增加游离脂肪酸的含量,从而提升发酵香肠的风味特征。此外,Lat. sakei促进了游离脂肪酸的生成,进而促进了风味化合物的形成,并赋予香肠一种油脂味和奶油味。尽管有这些研究发现,但乳酸菌调节脂质代谢以影响干发酵香肠香气形成的机制仍未得到充分探究。
在此,我们从传统发酵食品中分离出了Lev. brevis CHOL1,该菌株在模拟体系中展现出了 99.03% 的亚硝酸盐降解能力。为了评估它对干发酵香肠品质和风味的影响,我们将Lev. brevis CHOL1 接种到香肠中,以进行理化分析、感官分析以及挥发性有机化合物(VOC)分析。通过整合脂质组学方法,我们旨在探究Lev. brevis CHOL1 调控干发酵香肠香气形成的机制。
接种Lev. brevis CHOL1 使得香肠中乳酸菌的数量显著增加,同时香肠的 pH 值、水分活度(aw)和亚硝酸盐残留水平有所降低。此外,接种后的干发酵香肠的质地有了明显改善。而且,Lev. brevis CHOL1 显著提高了香肠中醇类、酸类和酯类物质的含量,这对香肠的香气有很大贡献。它还产生了(E)-2 - 庚烯 - 1 - 醇、己酸己酯、乙酸己酯和 5 - 甲基 - 2 - 呋喃甲醇等独特的香气化合物,赋予了香肠宜人的香气。相关性分析表明,Lev. brevis CHOL1 能够促进磷脂酰胆碱(PC)36:2 和 PC 35:2 水解生成不饱和脂肪酸 20:1,从而有助于己酸和 1 - 辛烯 - 3 - 醇等关键香气化合物的产生。这些化合物为干发酵香肠赋予了宜人的香气,包括花香、果香和甜味。因此,接种Lev. brevis CHOL1 有效地降低了香肠中的亚硝酸盐含量,促进了香气物质的生成,并提高了香肠的整体品质。本研究也为乳酸菌促进干发酵香肠香气形成的机制提供了新的理论见解。

· 中国农大胡小松、陈芳团队季俊夫联合德国、爱尔兰高校合作发表食品顶刊重要综述
随着乳基粉体在营养食品、特医膳食等领域的广泛应用,乳粉复水性能已成为制约高附加值产品开发的关键瓶颈。传统化学修饰法虽能改善溶解特性,但存在成分改变、致敏风险等隐患。物理加工技术以其绿色安全、成分零添加的优势,正引领乳粉功能化升级的技术革命。
中国农业大学国家果蔬加工工程技术研究中心胡小松、陈芳团队季俊夫,联合爱尔兰Teagasc国家食品研究中心Song Miao教授、德国马格德堡大学Abdolreza Kharaghani教授、慕尼黑工业大学Petra Först和Ulrich Kulozik教授,在食品领域一区Top期刊《Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety》(Q1,IF=12)发表题为“Toward improving the rehydration of dairy powders: A comprehensive review of applying physical technologies”综述。该论文系统解析乳粉复水行为的内在机制,创新提出“三阶段物理调控”技术体系,为清洁标签乳制品的工业化生产提供全新解决方案。
复水性能的五维解码
乳粉复水动态过程并非简单溶解,而是经历“润湿→沉降→溶胀→分散→溶解”的链式反应,每个阶段受多重因素制约。另有因长期贮藏不当所导致的润湿→结块→需极长时间才能溶解的情形。
成分与结构的双重桎梏
本论文归纳总结了成分(蛋白、脂质、乳糖、矿物质)和结构(粒径、粒形、密度、孔隙率)如何影响乳粉的复水进程,重点阐明了它们影响的具体步骤(润湿、分散、溶解)。
物理技术三阶段全链路革新
阐明了绿色物理技术对乳粉复水过程中限速步骤的作用规律。团队创新提出“绿色前处理-粉体定向干燥-结构后调控”的三阶段全链路干预策略。
