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纤维素纳米晶在活性食品包装领域的研究进展与关键见解

近日,中国农业科学院农产品加工研究所植物化学组分与组学研究创新团队在食品科学领域顶级期刊《Critical Reviews in Food Science and Nutrition》(JCR 一区,TOP 期刊,IF2024:8.8)发表题为 “Recent advances and critical insights of cellulose nanocrystals in active food packaging” 的权威综述,全面总结纤维素纳米晶(CNC)在绿色活性食品包装中的研究进展、作用机制与应用前景,为高性能生物基保鲜包装的研发与产业化提供重要理论支撑。

本综述从CNC 的来源与绿色制备、结构 - 功能关系、核心作用机制、典型食品场景应用、产业化挑战与未来方向五大维度展开系统评述,明确了 CNC 在阻隔增强、抗菌抗氧化、活性物质负载与控释、智能响应、多功能协同中的关键科学价值与技术优势,证实其在果蔬、肉制品、乳制品、水产品、即食食品等保鲜场景中可显著延长货架期、抑制氧化与微生物腐败。

同时,综述直面当前产业转化痛点,围绕加工适应性、湿敏性、功能协同效率、成本控制、标准体系、法规合规与安全评价等关键瓶颈提出解决方案,为 CNC 基活性包装从实验室研究走向工业化应用提供清晰路径。

本研究得到中国农业科学院科技创新工程重大科技专项、新疆维吾尔自治区 “天山英才” 培养计划项目资助。

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淀粉-EGCG复合物改善淀粉发酵特性、促进乙酸生成并调控肠道菌群与淀粉链长的关联

香港中文大学生命科学学院食品与营养科学课程:Jian Zhu(第一作者),李成教授(通讯作者)等在食品领域中科院TOP期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》(IF:6.2)上发表了题为“Starch−EGCG Complexes Improve Starch Fermentability, Acetate Production, and Alter Relations between Gut Microbiota and Starch Chain-Length Distributions”的研究论文。

该研究首次探讨不同CLD的淀粉-EGCG复合物对肠道菌群的调控作用。选用五种CLD特征各异的商品淀粉制备复合物,通过复合指数测定、FTIR、XRD等方法表征其相互作用,结合体外批次发酵实验评估其对菌群组成和SCFAs生成的影响,并通过SEC监测发酵过程中CLD的动态变化,揭示菌群降解偏好。研究结果将为理解淀粉-EGCG复合物调控肠道菌群的机制提供理论依据,为靶向调控菌群的功能性淀粉食品开发提供策略支持。

EGCG具有调控淀粉在人体结肠中发酵特性的潜力。淀粉-EGCG复合物诱导的独特SCFA谱和微生物群落调节(如豌豆淀粉复合物提升乙酸产量或木薯淀粉复合物增加丁酸产量),为设计个性化益生元食品提供了新思路。

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明太鱼肽的结构特征及其通过 AMPK/PGC-1α 介导的能量代谢调控运动小鼠的抗疲劳活性

中国海洋大学食品科学与工程学院海洋食品加工与安全控制国家重点实验室:Jiangjiang Zhang(第一作者),侯虎教授(通讯作者)等人在期刊《Nutrients》(IF:5.0)上发表了“Structural Characteristics of Theragra chalcogramma Milt Peptides and Their Anti-Fatigue Activity via AMPK/PGC-1αMediated Energy Metabolism Regulation in Exercised Mice”的研究型论文。

本研究利用UHPLC-Q-Orbitrap和分子对接技术对明太鱼肽(TMP)的结构和抗疲劳活性进行了表征和预测,并通过建立强有力的等时游泳模型,结合血液和肌肉生化指标、肌肉组织形态学等指标,评价了TMP的抗运动性疲劳作用,进一步,通过AMPK/PGC-1α信号通路探讨其在能量代谢中的作用。

本研究从明太鱼中提取了TMP,其中BCAA含量为18.2%,其中91.6%在1000Da以下。复合酶解法制备的TMP与对照组相比,具有较长的力竭游泳时间。主要生化指标表明,TMP减少了代谢产物的积累,降低了氧化应激水平,提高了小鼠的MG水平。此外,TMP还可使小鼠的骨骼肌和骨骼肌中的蛋白质含量增加。结果表明,TMP能显著改善腓肠肌损伤,并能抑制LDH和CK的内流,促进线粒体生物合成,提高运动耐力,其机制可能与上调AMPK/PGC-1α通路的表达有关。因此,TMP有望成为一种新型的抗疲劳功能食品原料。

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大米蛋白水解物-多酚的共价与非共价复合用于植物基发泡剂

泰国农业大学农业工业学院:Pawadee Koamornsup(第一作者),Pawadee Koamornsup(通讯作者)等在期刊《Food Hydrocolloids》(IF: 12.4)上发表了题目为“Covalent and non-covalent complexation of rice protein hydrolysate-polyphenols for plant based foaming agents”的论文。

本研究为理解不同复合过程中大米蛋白-多酚复合的结构-功能关系提供了新的见解,从而支持替代型植物基发泡剂的开发。研究还探讨了由大米蛋白及其不同水解度水解物制备的复合物的起泡特性与表征,并与大豆蛋白进行了比较。

使用碱性蛋白酶水解至水解度(DH)为6%–12%,显著提高了天然大米分离蛋白的起泡能力。然而,只有当大米蛋白水解物与多酚复合后,泡沫稳定性才得到增强。相比之下,大豆蛋白在水解及与多酚复合后,起泡性能改善甚微,甚至出现下降。研究结果表明,将水解度为6%的大米蛋白水解物与花青素或绿原酸通过自由基接枝法进行复合,是改善植物基发泡剂起泡性能的有效策略。

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葵花籽衍生的生物活性肽显示出抗氧化和抗炎活性:从计算机模拟到动物模型

意大利帕多瓦大学生物医学科学系Federica Tonolo和Sara Coletta(共同第一作者)、Maria Pia Rigobello(通讯作者)等在《Food Chemistry》期刊(IF:9.8)上发表了题为“Sunflower seed-derived bioactive peptides show antioxidant and anti-inflammatory activity: From in silico simulation to the animal model”的论文。

该研究采用新型工艺制备了可应用于食品领域的葵花籽分离蛋白,并通过模拟胃肠道消化得到葵花籽富肽组分。该研究首先借助动物模型验证了该富肽组分的生理功效,明确其抗氧化与抗炎活性是改善机体应激状态的主要原因;随后以调控细胞抗氧化能力的关键通路——Keap1/Nrf2通路为核心,系统筛选并鉴定组分中的抗氧化活性肽。结果显示,经计算机模拟筛选得到的、与Keap1结合能力较强的多肽普遍具备良好的抗氧化效果。

该研究测试的7条候选多肽中,有5条可显著缓解细胞氧化应激,其中3条还能够调控线粒体代谢水平。多肽PADVTPEEKPEV被证实同时拥有优异的抗氧化与抗炎活性。氧化应激与炎症反应和多种慢性疾病的发生发展密切相关。探究食品加工副产物源生物活性肽对机体代谢通路的调控作用,不仅能够助力兼具健康功效的功能性食品开发,同时也对推动食品产业绿色可持续发展、践行循环经济理念具有重要意义。