第11届食品科学国际年会-会场三十五：博士生专场2

  短链脂肪酸（Short‐chain fatty acids，SCFA）由肠道微生物发酵纤维产生。SCFA已在动物模型中显示具有抗炎特性。此外，研究表明，儿童粪便中SCFAs水平与过敏发生率相关的。因此增加SCFA水平的策略可能是预防食物过敏一种新的饮食选择。本研究的目的是探究SCFAs在预防食物中潜在作用及机制。采用卵清蛋白（ovalbumin，OVA）建立小鼠过敏模型并通过饮水摄入不同短链脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸和戊酸）。通过检验测试小鼠血清中OVA特异性IgE（OVA-specific IgE，OVA-sIgE）和组胺水平，小鼠脾细胞中Th1辅助细胞、Th2辅助细胞和调节性T细胞(Regulatory cells，Tregs)占比，以及小鼠脾细胞上清中γ干扰素（interferon，IFN-γ）、白细胞介素-4（interleukin 4，IL-4）、白细胞介素-13（interleukin 13，IL-13）和白细胞介素-10（interleukin 10，IL-10）浓度。小鼠空肠紧密连接蛋白的表达及粪便中的肠道微生物。根据结果得出，短链脂肪酸中的丁酸能够显著通过降低血清中OVA-sIgE和组胺水平，降低脾细胞中Th2细胞比例，而提高Tregs 细胞比例，下调IL-4和IL-13的分泌，增加IL-10的水平。此外，丁酸可提升小鼠空肠中紧密连接蛋白的表达，逆转肠道微生物的改变。综上所述，短链脂肪酸能够平衡肠道菌群，保护上皮屏障的完整性，进而降低食物抗原的呈递，降低Th2免疫反应，提高Tregs免疫反应，从而缓解食物过敏症状。因此补充丁酸可能是预防食物过敏的有效策略。

  微生物是天然辐射防护剂的重要来源，主动诱导是提高微生物生物活性的有效策略。生物体在极端环境下会自主启动应激适应相关信号通路，调控相关基因表达并改变胁迫响应蛋白活性，诱导产生特异性代谢产物从而促进机体环境适应。电离辐射常用于疾病的诊断和食品的灭菌，在给人类带来便利的同时，高剂量电离辐射也会对机体健康造成不利的影响。鉴于灵敏的生物响应，生命体对电离辐射环境适应能力也是研究其与环境适应调控关系的理想模型。本研究对乳酸乳球菌IL1403进行电离辐射主动诱导，发现诱导后的胞内物能够明显地增加辐射小鼠白细胞和红细胞数目，改善辐射小鼠体内氧化应激水平，且效果显著优于未处理的胞内物。基于蛋白组学分析、预测和筛选电离辐射诱导下乳酸乳球菌IL1403中发挥辐射防护作用的功能组分，结果发现与抗氧化相关的蛋白及环境适应相关的蛋白表达量发生显著变化。以上研究可为基于主动诱导开发新的功能性微生物产物提供参考，并促进了基于微生物来源的新型辐射防护剂开发。

  油凝胶是使用油凝胶剂将液体油包裹在三维网络中的固体状系统，被认为是“未来的脂肪”。油凝胶剂通常被归类为小分子凝胶剂（如12-羟基十八酰胺，蜡和植物甾醇）和聚合物凝胶剂（如乙基纤维素，蛋白质和多糖）。然而，一些小分子凝胶剂被禁止。人们越来越关注利用可食用的食品批准的生物聚合物来制备油凝胶。对于大多数食品批准的生物聚合物（如蛋白质和多糖），它们本质上是亲水性的，不能直接分散在油中以实现油凝胶化。乳液模板化方法是解决这一个问题的有前景的方法之一。具有高表面活性的蛋白质能够稳定水包油乳液。动物源性乳清蛋白和明胶以及植物来源的大豆蛋白和豌豆蛋白已被证明能够正常的使用乳液模板化方法生产油凝胶。然而，由于花了钱的人环境和健康问题的担忧，植物来源的蛋白质作为动物性蛋白质的替代品，在人类饮食中发挥着逐渐重要的作用。在本报告中，我们将（1）探讨油相对玉米醇溶蛋白基乳液和油凝胶形成、结构信息以及流变行为的影响。（2）阐明玉米醇溶蛋白纳米颗粒和多酚自组装涂层为结构剂来制备油凝胶的可能性。研究可能为蛋白质结构化油脂部分替代传统塑性脂肪提供参考。

  表没食子儿茶素没食子酸酯通过PEK-1/eIF-2α/ATF-4通路降低Cd致秀丽线虫的发育毒性

  镉（Cd）是一种没有生理功能的有毒重金属物质，可通过食用受污染的食物或水、吸烟和吸入受污染的空气进入人体内，尤其对胎儿和儿童的健康发育导致非常严重的威胁。茶是当今世界最受欢迎的功能饮料之一。《神农本草》记载茶的饮用始发于其解毒功效。表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）是茶叶中含量最高的多酚类化合物，可增加Cd暴露下细胞的活力，改善Cd诱导成年雄性大鼠肾损伤。然而，EGCG能否降低Cd导致机体的发育毒性暂无报道。我们采用秀丽线虫模型，发现EGCG能降低Cd诱导秀丽线虫的发育毒性，其解毒作用并不是通过EGCG的螯合作用实现的，且与Cd累积和排放无关。我们还发现EGCG缓解Cd诱导的内质网应激，且EGCG对Cd诱导发育毒性的有益作用与内质网应激有关。进一步的研究表明，EGCG通过IRE-1和PEK-1分支调控Cd诱导的ER应激，而与ATF-6无关，通过PEK-1/eIF-2α/ATF-4通路降低Cd诱导秀丽线虫的发育毒性。总之，我们的研究有力地证明了EGCG通过调控内质网应激降低Cd致线虫的发育毒性，为茶叶解毒提供一个重要的证据。

  肠道菌群是人体最大的微生物生态系统，在免疫调节和维持体内平衡中发挥及其重要的作用。研究表明肠道菌群失衡会引起肠道相关疾病。益生菌作为肠道疾病的潜在治疗药物慢慢的受到关注，是一种很有前途的预防和治疗疾病的策略。递送益生菌到肠道中能抑制有害菌的定植并积极调节肠道细菌的组成。然而，益生菌受外界环境影响较大，对应激的抵抗力较弱，在肠道内停滞时间有限，导致益生菌的可利用性和持久性较低，限制了进一步的临床应用。为此，我们设计了一种采用二氧化锰纳米酶和肠溶L100-55进行益生菌包封的双层涂层策略，以解决口服给药后的益生菌面临的挑战。

  结果表明，二氧化锰纳米酶和肠溶L100-55的快速自组装涂层能轻松实现多种益生菌如副干酪乳杆菌、双歧杆菌以及i Nissle 1917的单细胞包封。该封装策略不影响益生菌的菌体形态及细胞活力，还具有仿CAT/SOD酶活功能。致密的纳米酶壳还能加强细胞对紫外和过氧化氢的耐受能力。双层纳米涂层可以某些特定的程度保护益生菌免受抗生素伤害的作用，特别是诺氟沙星、环丙沙星、妥布霉素和左氧氟沙星。在体外模拟消化评价中，双层涂层的益生菌拥有非常良好的胃液耐受性和肠道释放性。与游离益生菌相比，有纳米涂层的益生菌实现了缓慢释放，这表明益生菌在肠道靶向递送方面具有潜在的应用前景。

  在饲料加工领域，非蛋白氮化合物是指除蛋白质以外的含氮化合物的总称，包括酰胺类、游离氨基酸、蛋白质降解的含氮化合物、氨以及铵盐等简单含氮化合物，如氯化铵、磷酸脲、三聚氰胺、亮氨酸等。这类化合物氮元素含量高，一般为白色无味粉末，容易被不法分子当做非法添加物加入多种蛋白质类原料如奶粉中，来提升表观蛋白质含量。研究表明，长期食用这类高氮化合物会损害肾脏，并增加膀胱和尿道出现恶性肿瘤的风险，如“三聚氰胺毒奶粉事件”。针对这一问题，研究搭建了一套点扫描拉曼高光谱成像系统，对不同添加水平（0.005%~2.000%）的单一非蛋白氮掺假模拟物和九种非蛋白氮混合模拟物进行定性判别和定量、定位分析。根据结果得出，在单一非蛋白氮掺假模拟物中，感兴趣区域内掺杂像素点数目随着添加浓度的增加呈线以上，其中非蛋白氮化合物的最低检测浓度达到0.010%，预测浓度的相对标准偏差小于6%。在九种非蛋白氮混合模拟物中，掺杂像素点数目和添加浓度的标准曲线%时，利用标准曲线能准确预测添加物浓度。本研究建立的检测的新方法准确性好、灵敏度较高、稳定性强，为口岸现场对奶粉中掺假物的实时快速检测提供了技术监管手段，具备比较好的应用推广前景。

  鱼油来源的ω-3 脂肪酸对2型糖尿病患者肠道微生物群和血清脂质代谢组的影响：一项双盲随机对照研究

  2型糖尿病是一种常见的严重危害人体健康的慢性病。动物研究表明，相关脂质代谢物扰动与糖尿病的发病机制有关。一些研究已发现Omega-3多不饱和脂肪酸摄入对改善2型糖尿病的潜在益处，但是其对2型糖尿病脂类代谢物及菌群影响的相关研究结果仍存在不确定性。本研究旨在利用高通量测序技术和非靶向脂质组学调查富含Omega-3多不饱和脂肪酸的鱼油对2型糖尿病患者肠道细菌、肠道真菌和血清脂质代谢物的影响。本人群试验在淮安市涟水县人民医院进行招募，采用双盲随机对照设计将合格的110 名研究对象随机分成鱼油干预组和玉米油对照组，进行为期3个月的双盲干预研究，利用16S rDNA、真菌ITS高通量测序和非靶向脂质组学等技术探讨Omega-3多不饱和脂肪酸对肠道微生物群和血清脂质代谢物的影响。结果显示，干预3个月后，与对照组相比，鱼油干预组的血清总胆固醇和甘油三酯浓度显著下降，高密度脂蛋白浓度非常明显升高（P＜0.05）。通过色谱-质谱技术，我们筛选出了八类差异脂质代谢物，鱼油衍生的Omega-3多不饱和脂肪酸干预后可显著减少甘油磷脂类代谢物含量。KEGG途径分析发现了与甘油磷脂代谢途径有明显的富集作用。此外，在肠道细菌属水平上，鱼油组的罗尔斯通氏菌属和克雷伯氏菌属在第三个月时明显低于对照组（P＜0.05）。鱼油组的罗伊氏乳杆菌属和乳杆菌属在第三个月时明显高于对照组（P＜0.05）。在肠道真菌属水平上，鱼油组的汉纳酵母属在第三个月时明显高于对照组（P＜0.01）。研究根据结果得出，鱼油来源的Omega-3多不饱和脂肪酸能够影响2型糖尿病患者的肠道微生物群结构和功能，主要以罗尔斯通氏菌属数量降低、汉纳酵母属数量升高最明显。此外，鱼油改善2型糖尿病的机制可能与调节患者甘油磷脂代谢有关，要进一步探讨。

  近年来，金属纳米团簇由于其发射波长可调、光稳定性强、斯托克斯位移大和毒性小的优点，在快速检验测试领域引起了广泛关注。与单组分体系相比，合金金属纳米团簇具有独特的光学特性。由于金纳米粒子特有的物理性质、免疫学和生物学特性，胶体金免疫层析试纸条是最成熟的即时检测的新方法。当具备优秀能力荧光特性的金属纳米团簇与金纳米粒子相结合，开发一种比色/荧光双信号快速检测方法，可有效克服胶体金试纸条比色信号受限、灵敏度低等缺点。以茶叶中农药残留—三氯杀螨醇为检验测试对象，构建上述双信号快速检测的新方法。研究表明，当金与银的摩尔比为5:1时，由于银原子的掺杂和聚集诱导发光效应，金-银双金属纳米团簇在610 nm处发出强烈的荧光，量子产率高达9.84%。经聚乙烯亚胺改性，金纳米粒子表面带有正电荷，可通过静电作用有效吸附带有负电荷的金-银双金属纳米团簇以及抗体，从而构建免疫探针。在该探针中，金纳米粒子核可产生强烈的比色信号，外层吸附的金-银双金属纳米团簇可提供荧光信号。该免疫探针可同时应用于间接竞争性酶联免疫吸附测定和免疫层析试纸条中，检测限分别为0.62 ng/mL和1.59 ng/mL。与现有检测方法相比，这种比色/荧光双信号免疫探针有效提升了现场快速检测的灵敏度和可靠性，为后续食品中风险物质的高灵敏度检测提供一种潜在的便捷方法。

  糙米营养丰富，膳食纤维含量高，具有降低心脑血管疾病、糖尿病等慢性病发病率等功能，然而在储藏期间极易受到储粮害虫的侵染。米象Sitophilus oryzae（Linnaeus）是粮食储藏期间最常见且危害最严重的蛀蚀性害虫之一，米象的侵染会导致糙米中挥发性化合物的变化及品质的劣变。因此，为明晰米象侵染糙米过程中挥发性化合物的变化，对储藏期间的糙米进行米象模拟侵染实验，采用气相色谱质谱联用技术（gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS）和气相离子迁移谱技术（gas chromatography-ion mobility spectrometry, GC-IMS）对米象侵染糙米过程中的挥发性化合物进行仔细的检测与分析，通过偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）筛选特征挥发性化合物，并利用蛋白质组学对米象侵染前后的糙米样品中的蛋白进行检验确定，初步探究米象侵染糙米过程中挥发性化合物变化的相关机理及米象的侵染对糙米造成的危害。根据结果得出：1-己醇、1-辛烯-3-醇和3-辛酮是通过GC-MS和GC-IMS共同筛选到的特征挥发性化合物，异丁醛、2-丙烯腈、3-丁烯腈、氨和三甲胺仅在米象侵染后的糙米样品中通过GC-IMS检测到，均可当作判断糙米是否受到米象侵染的潜在标志物。米象的侵染促进了糙米中的脂质代谢过程，抑制了碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢及遗传信息处理过程，导致能量的产生异常及活性氧的积累，其中谷氨酸脱氢酶（GDH1_ORYSJ）的表达量上调，而谷氨酰胺合成酶胞浆同工酶1-2（GLN12_ORYSJ）的表达量下调，导致氨含量的增加。天冬氨酸转氨酶（AATC_ORYSJ）的下调与1-己醇含量的下降有关，脂氧合酶（LOX2）的上调与1-辛烯-3-醇含量的上升有关。本研究为糙米储藏过程中害虫的实时监测提供了理论依照，为储粮害虫的综合防治提供了理论支撑。

  染料木素和染料木苷是在豆科植物中发现的具有多种生物活性的异黄酮，在健康和医药领域有广泛应用，并已成为许多研究的热点化合物[1,2]。染料木苷是染料木素的主要的糖基化衍生物，与染料木素相比显示出更高的溶解度和稳定能力[3]。目前市场上的异黄酮主要是通过植物提取生产，然而异黄酮在植物中的低丰度和结构的复杂性阻碍了通过植物提取或化学合成来获得染料木苷。在此，我们构建了大肠杆菌细胞工厂，用于染料木苷的从头合成。首先，我们在大肠杆菌中重建了染料木素的生物合成途径，然后通过识别限速步骤和应用人工蛋白质支架系统，使染料木素的产量提高6.8倍。为了尽最大可能避免染料木素对异黄酮合成酶的产物抑制，通过酶活性筛选和引入糖基转移酶、UDP-葡萄糖再生途径和染料木苷外排泵，实现了以甘油为碳源从头合成染料木苷，并获得了48.1 mg/L的染料木苷。通过改进的丙二酰-CoA合成途径、改进甘油利用途径、CRISPR干扰介导的中心碳代谢调节，在摇瓶培养中产生了137.8 mg/L的染料木苷。最后，通过补料分批发酵，实现了202.7 mg/L的染料木苷产量。本研究首次在微生物中从头合成染料木苷，为低成本的微生物法生产异黄酮类化合物奠定了基础。此外，本研究的多阶段微生物代谢工程可以为其他复杂天然产物的微生物法合成提供借鉴。

  聚焦淀粉多尺度结构与功能特性的密切关联性，响应国家2030健康中国战略，以同时增强淀粉抗消化特性和提升产品的适口性、感观品质和营养保障为目标，衔接双螺杆挤压技术，阐释了淀粉、蛋白、脂质等粮油大分子质构重组的物质结构基础，分析了挤压场中蛋白质和脂质对淀粉热力学特性、流变特性、消化特性等理化特性的影响，并从淀粉螺旋构象、晶体结构、分子量等方面揭示了淀粉近、远程结构在挤压场中的变化进程。同时，借助傅里叶红外光谱变化、固体核磁、流变学分析、分子动力学模拟等手段分析了挤压场中淀粉与蛋白、脂质的互作机制。以此为基础，生产出抗消化的低GI重组米等挤压淀粉基食品，拓宽了碎米在挤压淀粉基食品中的应用。

  WHO报告数据显示心肌梗塞和中风仍然是全世界死亡的根本原因。这些临床结果之间的共同病理联系是动脉粥样硬化（AS）。AS是一种进行性慢性炎症疾病，其主要特征是机体脂质代谢异常，大动脉和中动脉壁上胆固醇过多沉积。米糠活性肽来自稻谷工艺流程产生的副产物米糠中，可发挥如抗氧化、抗高血压、抗炎、降胆固醇、抑菌、免疫调节等活性作用，但其潜在的作用机制和功效挖掘还不够完善和深入。通过建立ox-LDL诱导内皮细胞脂质损伤和高脂饮食诱导ApoE-/-小鼠AS模型验证米糠肽的在改善脂蛋白异常导致的内皮细胞损伤和延缓AS的发生发展方面的作用效果，并采用靶点预测和分子对接技术，针对性的挖掘米糠活性肽在延缓AS的发生过程中关键阶段的关键作用靶点。结果发现米糠活性肽能降低内皮细胞的炎症水平和脂质过氧化程度，进而改善ox-LDL所致的内皮细胞损伤；亦能降低高脂饮食诱导ApoE-/-小鼠血浆脂质水平和动脉斑块的面积，延缓动脉粥样硬化的发展，并推测米糠肽在AS早期泡沫细胞形成阶段发挥关键作用，预测结果也显示米糠活性肽可与巨噬细胞表面受体结合，抑制ox-LDL受体-配体复合物的内吞，进而延缓了泡沫细胞的形成和AS的发展。挖掘和开发低值稻谷副产物米糠中具有生物活性的高能食物源活性成分，通过对米糠肽延缓AS的初步探究，达到靶向防治AS形成，为AS的防治和保健提供新的途径和选择，具备极其重大临床意义。

  采用气相色谱-质谱联用(Gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)对菊花挥发油做多元化的分析。评价挥发油对5种革兰阳性菌(金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、α-溶血性链球菌、肺炎球菌)，3种革兰阴性菌(大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、福氏志贺菌)和2种霉菌(白色念珠菌、新型隐球菌)的抗菌活性。体外实验采用MTT法检测细胞对人肝癌HepG-2的增殖抑制作用，流式细胞术检测细胞凋亡情况。体内实验采用S-180荷瘤小鼠研究其抗肿瘤作用。结果共鉴定出59种化合物，其中石竹烯氧化物含量最高(7.389%)。挥发油对5种革兰阳性菌和2种霉菌具备比较好的抗菌活性。对HepG-2细胞有着非常明显的抗肿瘤活性，IC50值为1.42 μL/mL，并呈剂量依赖性地增加细胞凋亡率。此外，该油对S-180荷瘤小鼠的肿瘤生长有抑制作用，高剂量的抑瘤率达到54.94%。给予这些油改善了荷瘤小鼠的胸腺/体重指数，这在某种程度上预示着它提高了免疫功能。这些根据结果得出，菊花精油具有抗菌和抗肿瘤活性。是开发新型保健食品、食品添加剂和药品的候选产品。

  槲皮素3-O-芸香苷-7-O-α-L-鼠李糖苷（QRR）是荔枝果肉中的一种特有黄酮类化合物，通过微生物代谢发挥多种生物活性。通过结肠发酵和质谱分析，7-O-羟乙基-异鼠李素和3′-氨基-4′-O-甲基-7-O-羟乙基-异鼠李素在内等首次鉴定分解代谢产物相对结构类似物槲皮素3-O-芸香糖苷（QR）代谢，是QRR代谢所特有的。这些上述代谢产物突出了QRR分解代谢中的一种特殊的生物转化--羟乙基化。在Bacteroides的潜在催化下，QRR部分去糖基化为槲皮素3-O-葡萄糖苷-7-O-α-L-鼠李糖苷。而在结肠发酵过程中，QR比QRR更容易释放出母核的苷元结构。与QR发酵不同，等量的QRR有效地上调了丙酸和丁酸的浓度，而丙酸和丁酸与Faecalibacterium和Coprococcus高度相关。发酵后，在所有发酵组中，Bacteroides uniformis（0.03%）和Akkermansia muciniphila（0.13%）的相对丰度仅被QRR上调，导致相应属的富集。这些结果进一步揭示了黄酮结构与代谢特性之间的关系。

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  为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活质量，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家肉类加工工程技术研究中心及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，贵州大学、贵州轻工职业技术学院共同主办，贵州医科大学、钛和中谱检测技术（厦门）有限公司支持协办，中国食品杂志社《肉类研究》杂志、《乳业科学与技术》杂志、《Food Science of Animal Products》承办的“2023年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”即将于2023年10月28-29日在贵州贵阳召开。