科研产出
食品智能感知技术的发展与前沿探索
《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：智能感知技术是一种利用传感器模拟人类感觉器官捕捉样品各种感官属性信息，再结合智能识别算法信号处理，实现食品等样品品质拟人化综合评价的前沿仿生技术。智能感知技术作为传统感官评价技术的现代化延伸和补充，具有检测速度快，样品无需前处理，操作简便，实时在线分析等技术特性，是深度感知食品感官品质的强有力的工具。本文综述食品领域中几种主要的智能感知技术，如模拟味觉的电子舌技术，模拟嗅觉的电子鼻技术，模拟触觉的质构分析仪和仿生视觉系统的电子眼等。另外，文章还归纳总结了智能感知技术在食品品质评价方面的应用研究进展，展望智能感知技术在静态感官、动态感官和情绪感知表征等方面的技术发展可能性。随着生物学、材料学、计算机科学等交叉学科的快速发展，智能感知技术有望从样品整体感官特性的区分、识别应用，提升至食品嗜好和情绪的检测表征，为食品产业的发展提供新的动力。
关键词： 智能感知技术 电子舌 电子鼻 电子眼 质构分析仪 静态感官 动态感官
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磁性"一步法"-液相色谱-串联质谱法测定水产品中28种有机磷农药残留
《分析化学 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：基于磁性纳米材料建立了磁性"一步法"前处理技术,结合液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)方法,实现了水产品中28种有机磷农药残留的精准定量分析.针对水产品富含蛋白质、脂肪和脂肪酸的特点,选择磁性聚合物(聚二乙烯基苯-吡咯烷酮,Fe3O4-PLS)为净化剂,通过疏水作用、氢键和π-π键等相互协同作用高效吸附基质干扰组分,净化样品.优化了萃取溶剂类型及用量、盐析与除水剂、Fe3O4-PLS和C18 用量等实验条件.在最佳样品前处理条件下,28种有机磷农药的方法检出限(MLOD)为0.03~0.85 μg/kg,方法定量限(MLOQ)为0.50~2.00 μg/kg;不同添加浓度水平下目标物的平均回收率为60.1%~119.0%,相对标准偏差(RSDs)为0.8%~19.0%,方法的灵敏度和准确度高.与QuEChERS方法对比,本方法在萃取溶剂、盐析与除水剂和净化剂用量以及分析效率等方面均展现出明显的优势.采用本方法检测不同种类水产品中有机磷农药残留,结果表明,本方法具有良好的实用性,可为水产品中有机磷农药残留的快速分析提供新的方法依据.
关键词： Fe3O4-PLS 磁性一步法 液相色谱-串联质谱 水产品 有机磷农药
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牛肉源热杀索丝菌的致腐差异和比较基因组学研究
《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究牛肉中热杀索丝菌的致腐能力和致腐基因分布特点,经分离纯化、形态观察和PCR鉴定,获得29株热杀索丝菌.将其接种于4℃牛肉汁中,测定挥发性盐基氮(TVB-N)值和乙偶姻指标,评价分离菌株的致腐能力.采用比较基因组学技术分析热杀索丝菌强、弱腐败株基因特点.结果表明,29株热杀索丝菌分离株的TVB-N含量形成较慢,仅有2株菌在第9天超过11.5 mg N/100 g,而产乙偶姻能力强,且有明显差异,其中菌株BT27和BT25含量分别为139.3μg/mL和59.5μg/mL.测定强、弱致腐菌株BT27和BT25的全基因组序列,结果发现,热杀索丝菌基因组中存在大量参与碳水化合物代谢的基因,其中编码糖苷水解酶的基因数量最多,糖基转移酶基因次之.比较基因组学显示,强致腐株BT27被注释到碳水化合物代谢和相应酶的编码基因数量均多于弱致腐株BT25,而两者在编码氨基酸代谢的基因数量相近.研究表明,热杀索丝菌致腐性强、弱与编码碳水化合物代谢基因数量密切相关,研究从基因层面为阐明肉源微生物的致腐机理奠定了良好的基础.
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基于CRISPR/Cas的生物传感器在食源性病原菌检测中的应用进展
《分析化学 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：食源性病原菌严重威胁食品安全及消费者的健康，因此，对食源性病原菌快速、准确的检测方法对保障食品安全尤为重要。规则成簇的短回文重复序列（Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR）/CRISPR相关系统（CRISPR-associated systems, Cas）生物传感器是在引导核糖核酸（RNA）的作用下，使Cas蛋白与RNA形成RNA复合体，并对靶标基因进行特异性识别，从而将靶标信号转化为可检测的物理和化学信号。CRISPR/Cas生物传感器具有特异性好、可编程以及使用简便等优势，在病原菌检测领域具有广阔的应用前景。本文根据Cas蛋白的种类和作用机制不同，分别介绍了不同CRISPR/Cas系统的作用原理和特点，概述了基于不同CRISPR/Cas的生物传感的信号识别、信号放大、信号输出策略及其在食源性病原菌检测中的应用进展，讨论了基于CRISPR/Cas的多重生物传感器的构建原理及其在多病原菌同时检测中的应用，分析了基于CRISPR/Cas的生物传感器在病原菌快速检测中面临的挑战及未来的发展趋势。
关键词： 食源性病原菌 CRISPR/Cas 生物传感器 评述
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不同因素对咸鸭蛋"黑黄"产生的影响
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为分析影响盐腌鸭蛋中“黑黄”产生的因素，本实验通过色度值和金属离子含量测定以及蛋白质组学分析，对比“黑黄”咸蛋和正常咸蛋不同部位的差异，初步确定与“黑黄”形成有关的因素，再通过单因素试验进一步研究这些因素对黑黄形成程度和速率的影响。结果表明，Fe、Cu含量越高，蛋黄色度值越小，“黑黄”越黑，推测卵黄高磷蛋白中Fe2+与S2-结合形成的硫化物是使蛋黄变黑的原因，半胱氨酸的降解脱硫是蛋黄产硫的主要原因。微生物浓度、温度、p H值是影响黑黄产生的主要因素，鸭蛋载菌量和腌制温度越高，黑黄率越高；p H 7.0～8.0范围内均可产生H2S，其中p H 7.5时产气速率最快。综上，可以推测“黑黄”是由蛋黄内硫元素与铁元素之间的变色反应造成，腌制过程中的温度、p H值以及鸭蛋本身的载菌量对“黑黄”现象均有较大影响。
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蒸制对甘薯可溶性膳食纤维提取、理化性质及消化特性的影响
《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：目的:考察蒸制前、后甘薯中可溶性膳食纤维(SDF)提取、组成及性质的差异.方法:为获得高品质甘薯SDF,以提高提取得率和SDF总多糖含量为 目标,采用响应面分析和满意度函数方法优化料液比、提取温度、提取时间3个参数,建立甘薯SDF提取工艺.从蒸制前、后的甘薯中提取得到生鲜甘薯膳食纤维(SDF-F)和蒸制甘薯膳食纤维(SDF-S),对比两者提取得率、多糖组成、膳食纤维含量以及持水力和持油力等理化性质差异,并做体外模拟消化试验.结果:优化的提取工艺参数为:料液比1∶16、提取温度40 ℃、提取时间40 min.在此工艺条件下,SDF-S的提取得率[(6.13±0.25)%vs(2.89± 0.18)%]、中性多糖含量[(59.31±0.73)%vs(46.83±0.63)%]、酸性多糖含量[(25.36±0.48)%vs(9.60±0.14)%]、膳食纤维含量[(54.71±6.70)%vs(35.69±3.25)%]、持水力[(4.60±0.31)g/g vs(3.27±0.21)g/g)]和持油力[(3.30±0.40)g/g vs(1.82±0.28)g/g)]显著高于SDF-F(P<0.05),而SDF-F的抗消化性优于SDF-S.结论:蒸制处理虽提高了甘薯SDF的可及性,但导致SDF的抗消化性减弱.
关键词： 甘薯 蒸制 可溶性膳食纤维 中性多糖 酸性多糖 模拟消化
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中国特色蜂蜜调节肠道菌群的研究
《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：以中国常见的意蜂蜜（洋槐蜜、枣花蜜、荆条蜜、荔枝蜜）以及特色中蜂蜜（枇杷蜜、柃木蜜、苦丁茶蜜）为原料，探讨其模拟胃肠道消化与结肠发酵对肠道微生物的影响。结果表明，7种蜂蜜经体外模拟消化发酵后对肠道菌群有调节作用，均增加了放线菌门丰度，降低了厚壁菌门丰度，荔枝蜜、洋槐蜜、荆条蜜、苦丁茶蜜、枇杷蜜、柃木蜜和枣花蜜分别降低了30.08%,21.2%,34.83%,35.5%,32.73%,35.7%和30.41%。且不同蜂蜜对肠道菌群作用有显著差异，荔枝蜜、洋槐蜜、荆条蜜、苦丁茶蜜、枇杷蜜和柃木蜜增加了拟杆菌门丰度，荔枝蜜和洋槐蜜降低了变形菌门丰度。除枣花蜜外，其它6种蜂蜜均可降低厚壁菌门/拟杆菌门（Firmicutes/Bacteroidetes,F/B）值，荔枝蜜、洋槐蜜、荆条蜜、苦丁茶蜜、枇杷蜜和柃木蜜分别降低了341.99%,337.37%,106.36%,128.14%,141.59%和93.52%，其中荔枝蜜降低效果最好。蜂蜜对肠道菌群的作用效果与蜂蜜的植物源有直接的相关性，与蜜蜂的种类没有直接的相关性，厚壁菌门丰度与多酚总量呈负相关。
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基于侧偏力矩检测的旋耕起垄拖拉机自主导航控制方法
《农业机械学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：拖拉机拖挂机具进行旋耕起垄作业时，由于田地不平坦且土壤紧实度不均匀，机具与土壤间存在不可预测耕作阻力，从而产生侧偏力矩，影响车辆行进位姿，进而降低导航跟踪精度。为实现在复杂农业环境下旋耕起垄的精准自主导航作业，设计了一种基于侧偏力矩检测的旋耕起垄拖拉机自主导航控制方法。首先，根据拖拉机三点悬挂结构及作业场景，分析机具悬挂点受力对导航车辆的影响，研制了一种二维轴销传感器并以此搭建了侧偏力矩采集系统，用于检测土壤相对车辆产生的侧偏力矩，试验结果表明侧偏力矩导致导航作业横向误差滞后性增加。其次，将侧偏力矩引入旋耕起垄拖拉机运动学模型中作为外部随机扰动，采用分离控制策略和线性反馈机制实时计算预测状态误差，设计了鲁棒模型预测控制（RMPC）算法控制器。最后，基于ROS框架开发导航控制系统，并将软硬件集成部署至旋耕起垄拖拉机，在单次灭茬处理的甘蓝农田进行作业试验，试验结果表明，导航平均横向误差绝对值为0.022 m，平均航向误差绝对值为0.034 rad，平均垄体直线度为4.4 cm，整体作业质量可以满足作物种植要求。
关键词： 无人拖拉机 旋耕起垄 鲁棒模型预测控制 自主导航 侧偏力矩
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植物源皂苷的研究与应用
《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：皂苷是苷元为三萜或螺旋甾烷类化合物的一类糖苷，它为一种常见的活性成分，具有很重要的营养价值，如抑菌、抗肿瘤、降血糖、调节肠道菌群。同时，皂苷也存在很多局限性，如溶血性、器官毒性，生物利用度低，组织刺激性强，这极大地限制了皂苷在功能食品上的应用。目前通过一些方法来改善这些问题。本文综述近年来常见植物源皂苷的研究进展，基于其分类与结构解析，介绍其生理活性，临床应用的局限性及其解决措施，旨在为植物源皂苷在疾病预防与治疗中的应用提供理论依据。
关键词： 植物源皂苷 结构分类 生理活性 应用局限 解决措施
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