未来食品科学技术创新国际研讨会-会场十七∣青年科学家专场二

　　蛋白质作为人体必需的营养成分，对于维持生命和健康发挥着关键作用。随世界人口的增长、人民健康意识的增强、大众饮食上的习惯和结构的改变，人类对蛋白质的需求一直上升。鉴于传统的蛋白质食物来源，比如动物肉类，在营养要素、环境影响、食用安全、人体健康、可持续发展等方面的诸多争议，植物蛋白作为动物蛋白的可持续替代来源慢慢的受到重视。其中大豆蛋白和豌豆蛋白因其高营养性、广泛的原料来源和较高的消费者接受度而受到了普遍关注，它们不但可以在制造植物性肉制品时用作肉类替代品，也可当作植物性饮料的乳化剂，其自身或水解物已被证明兼具抗氧化、降血压和调节肠道菌群等健康益处。然而大豆蛋白和豌豆蛋白由于自身结构及工艺流程因素的影响导致其加工性能较差，限制了其在现代食品加工中的大范围的应用。

　　声共振技术（resonant acoustic mixing，RAM）又称声共振混合技术，是近年兴起的一种基于振动宏观混合和声场微观混合耦合作用的混合新技术，目前已广泛应用于物料的分散、破碎、提取和包埋等过程，RAM具有混合均匀性强、物料分散性好、安全系数高等优点。RAM的工作原理与通常用于食品加工的原理不同，因为它用机械振动系统共振产生高强度振动，使之在多相流中激发低频（约60 Hz）、高加速度（0～100 g，g＝9.8 m/s 2 ）声波激励下物料达到快速运动和均匀分散的目的，且不存在任何物料“死区”。与超声处理相比，RAM空化引起的高温度高压力原位问题较少，而且更易于实现工业放大。然而，RAM处理在食品加工领域，特别是植物蛋白修饰方面的应用尚未见文献报道。

　　我们率先将声共振技术引入植物蛋白改性领域，初步探究了声共振处理对植物蛋白结构、加工性能（乳化、凝胶、气泡、持水性和持油性等）和体外消化特性的影响及内在调控机制，旨在抛砖引玉，促进声共振技术在食品领域中的深入研究及推广应用。

　　生物活性肽的胃肠响应行为对其在体内发挥健康效应具备极其重大作用。申请人前期发现具有消化酶抑制活性的儿茶素（CA）能够提升凤尾鱼抗氧化肽PAYCS（PS）的消化稳定性，且不同互作方式对PS消化行为的影响具有显著差异，但是，CA对PS吸收特性的影响和胃肠响应行为的调控机制仍不清晰。基于此，本项目拟以PS及相关序列系列肽和CA为原料，通过pH驱动和物理手段分别构建共价/非共价系列复合物，利用物质和形态分析技术挖掘其结构特征，借助复合物构象及性质变化测定手段阐明其互作机制；构建体外消化及肠囊外翻模型，利用物质检测和活性评价手段，明确CA影响PS胃肠响应行为的作用规律及构效关系；借助酶抑制模型，通过研究具有抗消化特性的复合物对酶活性、环境胁迫的影响，阐明CA共价和非共价互作对PS胃肠道响应行为的差异调控机制；进一步利用痴呆鼠模型评价其改善记忆的差异性作用机制。本项目将为多酚互作提升多肽稳定性和活性提供新的思路和方法。

　　线粒体是细胞新陈代谢的基础，其功能受损将导致肠上皮细胞屏障功能障碍。本研究以猕猴桃多酚（kiwifruit polyphenols，KP）为研究对象，从调节线粒体自噬角度，采用TMT蛋白质组学，细胞实验结合动物实验，阐明KP对LPS导致肠道屏障功能障碍的缓解作用及其机制。实验结果表明，KP干预能提高Caco-2细胞的活力，TEER升高，FD-4透过率下降，同时紧密连接蛋白mRNA表达升高，这说明KP能缓解LPS应激造成的Caco-2细胞通透性升高。然后，通过TMT蛋白质组学技术，筛选关键蛋白及其信号通路。以P0.05和FC1.5对差异代谢物进行筛选，LPS刺激引起了38 个蛋白上调，和131 个蛋白下调，这些蛋白主要集中在氧化磷酸化、AMPK信号通路、线粒体自噬途径等。KP干预后上调53 个蛋白，下调55 个蛋白，影响了氧化磷酸化、自噬、紧密连接、三羧酸循环等途径。这些结果说明线粒体可能是猕猴桃多酚缓解LPS致屏障功能损伤的作用靶点。接下来，通过流式细胞术、透射电镜等技术，观察线粒体结构和功能。KP干预促进了ATP的生成，线粒体形态趋于正常，线粒体自噬小体减少。RT-PCR和WB显示，KP抑制线粒体自噬相关蛋白的表达。最后，通过动物实验进行验证，结果表明KP干预结肠形态、紧密连接结构和线粒体结构趋于正常，紧密连接蛋白的表达增加，通透性下降，线粒体自噬小体减少，同时，结肠能荷水平升高，线粒体自噬相关蛋白表达下降。

　　茯苓（Poria cocos）以其显著的健康用而闻名药食两用食用真菌。目前已发现其具有潜在的降血糖活性，而茯苓的成分复杂，其中的生物活性成分尚不清楚。本研究采用谱效关系和生物活性评价方法快速识别出具有抑制α-葡萄糖苷酶的的活性成分。首先采用高效液相色谱法对茯苓进行指纹图谱分析，鉴定出23 个共有峰。利用谱效关系分析和PLSR分析预测茯苓中23 个化合物对α-葡萄糖苷酶的抑制作用。结合“成分敲出”技术、LC-MS2和分子对接技术，敲出了14 个常见化合物，鉴定了8 个活性化合物的分子结构供进一步分析。通过分析得出，茯苓酸B、去氢土莫酸、茯苓酸A、猪苓酸C、3-表去氢土莫酸、去氢茯苓酸、3β-乙酰氧基-16α-羟基-羊毛甾-8,24-二烯酸和茯苓酸对α-葡萄糖苷酶具有显著的抑制作用，其抑制作用可能与主要通过烷基和氢键与α-葡萄糖苷酶相互作用有关。这些结果对茯苓的质量控制和开发治疗糖尿病的有效药物具有重要意义。

　　艾（Artemisia argyi）是菊科蒿属的多年生草本植物。3000多年以来中国人就以鲜艾入膳，陈艾入药，形成了独特的艾草饮食文化。蕲艾是艾的栽培品种，被广泛种植于湖北蕲春及周边地区，生长在长江沿岸丘陵地域，是中国国家地理标志保护产品。蕲艾嫩叶具有较高的营养价值，富含蛋白质、粗纤维、总黄酮、总多酚、总多糖、维生素及微量元素等成分，是不可多得的“全营养食品原料”。艾叶中活性成分表现出良好的抑菌、抗病毒、消炎、抗氧化、降低氧化应激、增强免疫功能等作用，“食艾”的传统习俗增强了人体健康。基于此，我们以湖北特有的鲜嫩蕲艾叶为研究对象，解析了蕲艾嫩叶的营养成分与活性成分，参考传统青团工艺优化了蕲艾可食用原料的生产工艺，探究了蕲艾嫩叶经过加工卫生规范处理后的安全食用性，并持续开展蕲艾叶中活性成分的健康功效研究。探究艾草的可食用性，研究其活性成分的功能及促进健康的调控机制，为加大艾草作为药食同源资源的开发与应用提供科学依据，为全方位、多途径开发新资源食品提供思路。对催生艾草食品新产业、助力大健康产业高质量发展和乡村振兴起重要的推动作用。

　　鉴于益生菌和益生元之间的共生关系，合生元产品将成为益生菌领域未来的发展方向。合生元并不是将益生菌和益生元简单的随机搭配，组合中的益生元必须能够提高益生菌的存活率。本研究通过体外筛选精准构建了植物乳植杆菌S58/β-葡聚糖合生元体系，证明了该合生元可以更为有效地降低高脂膳食小鼠体重、血脂水平、以及脂肪和肝脏组织脂质积累，发现了该合生元通过改善高脂膳食小鼠肠道菌群结构和组成，增加结肠紧密连接蛋白表达，降低系统性炎症，进而活化肝脏和脂肪组织中单磷酸腺苷活化蛋白激酶信号发挥降低脂质积累的作用。此外，该合生元可以有效地缓解辣椒素引起的小鼠胃肠道损伤。从作用机制来看，该合生元能够降低小鼠肠道Proteobacteria，Lachnospiraceae_NK4A136_group和unclassified_Ruminococaceae等促炎细菌的丰度，进而抑制了核转录因子-κB介导的炎症反应以及炎性细胞因子的产生水平，修复胃肠道黏膜屏障。该研究揭示了植物乳植杆菌S58/β-葡聚糖合生元降低脂质积累以及保护胃肠健康的生物学效应与作用机制，也为功能性合生元产品的开发提供理论依据。

　　目前，消费者膳食结构不均衡的问题日益突出，天然生物活性物质的摄入与膳食结构完善与机体健康密切相关。以意大利帕尔马火腿、西班牙伊比利亚火腿、盘县火腿、诺邓火腿为代表的干腌肉是一类高端肉制品。干腌肉因其独特的绿色加工工艺，肌肉蛋白降解程度高，富含各类肽，是天然生物活性肽的重要来源。通过开展干腌肉品加工过程中内源性蛋白酶与生物活性物质之间的潜在关系研究，探究了内源蛋白酶活性、多肽形成与富集、生物活性肽功能评价等研究，初步探究上述多组参数之间的相互作用关系，分析主要内源性蛋白酶与生物活性肽之间的相关性，探究干腌肉品中生物活性物质的形成过程，旨在进一步丰富和完善干腌肉中多酶催化生物活性肽形成机制的科学基础。

　　大 豆皂苷具有两性分子结构及多种生物活性，是油脂加工过程中产生的主要副产物之一，已在配制复合起泡剂、乳化剂等食品加工领域显示出一定的应用潜力，但其多相界面性质和适用的乳液体系有待进一步挖掘与探索。研究从动态界面张力分析、界面扩张流变学性质及多组分间的相互作用等方面入手，对大豆皂苷在油-水界面的吸附行为进行表征；以大豆皂苷为核心，通过对乳液结构进行精细设计，先后成功制备出具有良好稳定性的O/W型单腔室乳液、W/O/W型多重乳液及具有多外腔室结构的等级乳液；探讨上述乳液的稳定机制，并初步探究部分乳液体系的食品功能因子递送能力。旨在为大豆皂苷界面行为对加工特性的影响提供科学依据，实现不同极性组分的协同/精准递送。

　　谷物是人类常见的主食，而一些谷物的生物活性和特征颜色是由类黄酮引起的。中国菰米（Zizania latifolia）是一种历史悠久的全谷物，在我国已有三千多年的食用历史。研究表明，中国菰米富含多种酚类化合物，尤其是类黄酮化合物。目前，中国菰米与不同类型稻米之间的类黄酮化合物含量和生物活性差异并不清晰，其类黄酮化合物生物合成关键基因也未见相关研究。基于此，本报告以湖北省荆州市、江苏省淮安市两产地的中国菰米与4 种稻米为供试材料，研究了中国菰米与稻米的酚类化合物总含量、体外抗氧化活性、体外酶抑制能力的差异，并对中国菰米和水稻进行了类黄酮代谢组比较；研究了中国菰米花后10 d、花后20 d、花后30 d的种皮颜色变化机制，并筛选出了类黄酮化合物生物合成候选基因，对关键基因的功能进行了验证。主要研究结果如下：

　　中国菰米的总酚、总黄酮和总原花青素含量显著高于籼米、粳米和红米，具有较高的抗氧化活性。采用代谢组学方法比较了中国菰米与稻米的类黄酮含量，共鉴定出159 种类黄酮代谢物，其中差异类黄酮代谢物共78 种，72 种在中国菰米中上调，6 种下调。KEGG注释分类和富集结果表明，差异表达类黄酮代谢物主要与“花青素生物合成”通路有关。与无色稻米和红米相比，中国菰米更有营养，是一种更好的天然抗氧化剂来源。

　　中国菰米与稻米甲醇提取物对α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶、胰脂肪酶和酪氨酸酶均具有体外抑制作用。其中，黑米对四种酶的抑制作用最强，中国菰米和红米次之，籼米和粳米最弱。相关性分析表明，中国菰米与稻米甲醇提取物体外酶抑制作用与其总黄酮和总原花青素含量之间具有极显著正相关性。

　　中国菰米发育过程中种皮颜色由嫩绿色变为棕黑色，总酚和总原花青素含量升高，且与抗氧化活性呈极显著正相关。代谢组研究发现中国菰米不同发育时期的差异类黄酮代谢物主要富集在“类黄酮生物合成”通路；根据差异类黄酮代谢物含量变化趋势，推断其中与种皮颜色变化相关的有80 种。利用比较基因组学在中国菰中鉴定出47 个类黄酮化合物生物合成候选基因，并结合中国菰米蛋白组数据，筛选出了可能与种皮颜色变化相关的1 个LAR和1 个WD40重复蛋白，它们在中国菰米发育过程中的表达量逐渐上调。

　　中国菰米类黄酮合成关键基因ZlRc与水稻Rc为同源基因，是bHLH转录因子。亚细胞定位结果表明，ZlRc蛋白在细胞核中表达。ZlRc过表达可使水稻种子的种皮颜色由无色变为棕色，并能够导致水稻种子中总酚、总黄酮、总原花青素含量的积累和抗氧化活性的提高，说明ZlRc参与中国菰类黄酮合成代谢调控。

　　功能性多酚在疾病预防及人体健康方面发挥着及其重要的作用，同时多酚与蛋白的结合普遍存在于食品的消化、加工、设计中。本汇报以蛋白（膳食多酚、生物酶）和功能性多酚为汇报主体，阐述蛋白（酶）与多酚间的相互作用机制及其对蛋白功能性质的影响，如乳化性、起泡性、凝胶性、酶活性等性质的影响。构建了光谱学-热力学-分子模拟联合技术，明晰了蛋白-多酚非键相互作用机制，系统性评估了多酚通过相互作用提升蛋白功能性质的潜在机制，拓宽了蛋白与多酚的应用范围。

　　大连工业大学国家海洋食品工程技术研究中心 海洋食品加工与安全控制国家重点实验室

　　利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷对介孔二氧化硅进行改性，制备了氨基改性的介孔二氧化硅，并首次将其作为基质固相分散的吸附剂用于分析磷虾粉中的游离脂肪酸。吸附-解吸实验和傅里叶变换红外光谱显示，具有有序介孔结构的氨基改性介孔二氧化硅被成功地制备。静态吸附和动态吸附实验表明，在所有浓度下，氨基化介孔二氧化硅对游离脂肪酸的吸附能力均优于氨基化二氧化硅微球。在最佳提取条件下，方法的线 nmol/g），检出限低（0.05～1.25 nmol/g），加标回收率（82.17%～96.43%）和精密度（0.19%～5.26%）满足方法学的要求。此外，基质固相分散技术用于游离脂肪酸的分析避免了复杂的脂质提取步骤，可将样品的均质、破碎、提取和清洗于一步完成。因此，该方法为固体和半固体样品中游离脂肪酸的分析提供了一种更简单的替代方法。

　　大豆蛋白可以提高冰淇淋的黏度和发泡能力，因此可以作为一种有效的脂肪替代品。本研究中，我们探究了大豆蛋白粒径和混合液粘度对脱脂冰淇淋的物理性质、流变学性质、摩擦学性质和感官特性的单独影响。通过均质化和随后的可分散和非可分散组分分离来改变粒径。我们制作了三组冰淇淋混合物，其中（i）粒径和粘度不同，（ii）粒径变化，粘度恒定，以及（iii）可分散和非可分散蛋白组分的比例、粒径和粘度不同。根据结果得出，可分散的蛋白颗粒（0.25 μm）导致冰淇淋的硬度降低和可挖性增强，这预期样品膨胀率增加和空气细胞间非空气层厚度减小有关。相比之下，较大的非可分散颗粒（3.8～145 μm）通过在未冻结组分中形成网络来增强冰淇淋的抗融性和稳定性。因此，蛋白颗粒的尺寸决定了其在冰淇淋中的功能。根据感官评价，蛋白粒径约为4 μm的样品表现出相对更紧凑的质地、更低的融化速度以及更好的润滑行为（摩擦力更小），感官特性与全脂冰淇淋相似。本研究表明，通过调控植物蛋白的尺寸和混合液粘度，可以改善脱脂冰淇淋的质地和感官特性。

　　酸肉又称“鲊”或“酸肉鮓”，是我国一类具有悠久制作及食用历史的发酵肉制品，在我国贵州、湘西、广西等少数民族地区广泛流传，深受当地民众喜爱。食盐是影响发酵肉制品品质和风味的重要因素之一，NaCl能够通过影响水分活度、蛋白质等的溶解度驱动发酵微生物种群，从而产生包括脂肪酶、蛋白酶、过氧化氢酶等胞外酶组成的特征发酵酶系，调控生肉中蛋白质、脂质、多糖等的水解氧化，影响着风味物质的产生，促进产品的地域特色风味的形成。而为了延长酸肉的保藏期及促进其风味的形成，发酵制作过程中往往加入了过量的食盐，这会增加消费者患高血压、动脉硬化等心脑血管疾病几率，降低酸肉中的食盐添加量是亟待解决的热点问题。发酵剂微生物能够影响发酵肉制品的质地和香气，减少NaCl造成的风味变化可以通过合适的发酵剂调节，有必要解析发酵肉制品中NaCl驱动形成特色发酵微生物种群，产生特征发酵酶系，促进产品风味形成的机制。因此，我们初步探索了不同食盐添加量对发酵酸肉品质、风味及其前体物质的影响。在此基础上，通过风味组学、代谢组学和微生物组学等多组学联用手段来研究低盐发酵对酸肉风味品质的影响机制，以期获得能够减少酸肉中食盐添加量并提升其风味及品质的技术方法。

　　尽管我国果酒产业正处于飞速发展阶段，但是现存果酒产品风味品质不一，缺乏专用的酿酒果实品种和特定产区。本研究以主要水果草莓和特色酿酒水果黑果腺肋花楸为试材，探究不同产地、不同品种果实的酿造特性和风味品质，以及自然发酵和接种发酵过程中微生物群落演替的差异性，系统解析产地和品种因素对果酒品质的影响，揭示果酒风味的形成机制，以期为我国高品质果酒生产提供理论基础和技术指导。

　　现代社会“酒文化”的盛行极大促进了酒精滥用情况的出现，长期过量饮酒引发的酒精性肝病的发病率逐年递增，已成为威胁现代人类健康的重要隐患，但有效的防治途径仍十分有限。铁死亡是哥伦比亚大学Brent Stockwell教授团队在2012年发现的一种依赖于铁的脂质过氧化损伤引起的细胞程序性死亡类型，参与多种人体病理生理过程，与人体健康紧密相关。我们团队前期研究之后发现铁死亡是酒精性肝损伤的重要致损机制，在细胞和动物水平抑制细胞铁死亡均可有效缓解酒精的肝细胞毒性和肝损伤程度，因此铁死亡有望成为干预酒精性肝损伤发生和发展的重要靶点。

　　高良姜是我国“十大广药”之一，为国家卫健委评定的药食同源性植物资源，是广东省徐闻县的地道药材，被国家质检总局认定为“国家地理标志产品”。 高良姜素（化学名为3,5,7-三羟基黄酮）是高良姜中重要的黄酮类生物活性成分，在抗炎、抗氧化和抑制细胞凋亡和铁死亡等保障人体营养健康方面发挥及其重要的作用。 前期研究发现，高良姜素在保肝护肝方面表现出独特优势，可缓解高脂饮食诱导的非酒精性肝损伤、伴刀豆球蛋白A诱导的病毒性肝损伤及对乙酰氨基酚、环磷酰、甲氨蝶呤导致的药物性肝损伤。 然而，高良姜素能否缓解酒精性肝损伤及其分子机制的机制尚不清楚。

　　基于此，我们团队以前期研究为基础，靶向铁死亡调控途径，探究高良姜素对酒精诱导的肝细胞毒性和肝损伤的缓解作用及分子机制，以期进一步开发地域特色的高良姜功能产品，同时促进以健康为导向的食品营养与健康产业进一步升级发展。

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　　为提高我国食品营养与安全科技自主创新和食品科技产业支撑能力，推动食品产业升级，助力‘健康中国’战略，北京食品科学研究院、中国食品杂志社将与湖北省食品科学技术学会、华中农业大学、武汉轻工大学、湖北工业大学、中国农业科学院油料作物研究所、中南民族大学、湖北省农业科学院、湖北民族大学、江汉大学、湖北工程学院、果蔬加工与品质调控湖北省重点实验室、武汉食品化妆品检验所、国家市场监管重点实验室（食用油质量与安全）、环境食品学教育部重点实验室共同举办“第五届食品科学与人类健康国际研讨会”。会议时间：2024年 8月 3—4 日，会议地点：中国 湖北 武汉。