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深度学习在食品安全检测与风险预警中的应用 被引量:8
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作者 丁浩晗 王龙 +3 位作者 侯浩钶 谢祯奇 韩瑜 崔晓晖 《食品科学》 北大核心 2025年第6期295-308,共14页
深度学习技术在食品安全检测与风险预警中的应用日益广泛,为提升食品安全、质量控制和真实性鉴别提供了新的机遇。本文首先介绍深度学习的基本概念及其在食品安全领域的发展现状,探讨卷积神经网络、递归神经网络、Transformer架构与图... 深度学习技术在食品安全检测与风险预警中的应用日益广泛,为提升食品安全、质量控制和真实性鉴别提供了新的机遇。本文首先介绍深度学习的基本概念及其在食品安全领域的发展现状,探讨卷积神经网络、递归神经网络、Transformer架构与图神经网络等技术在食品安全检测与风险预测中的应用。尽管深度学习在提升食品安全检测效率和准确性方面表现出色,但其实际应用仍面临数据质量差、隐私保护能力弱和模型缺乏可解释性等挑战。针对这些问题,本文分析其可能带来的风险,并提出解决思路,如推动数据标准化、加强隐私保护、推动人工智能相关政策的制定等。未来,深度学习与物联网和区块链技术的结合、生成式人工智能的进一步发展,这些都将推动食品行业的数字化转型,实现全程可追溯的食品安全监控。 展开更多
关键词 食品安全 深度学习 食品检测 风险预警
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合成之美:合成生物学到护肤的未来之路
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作者 康振 李江华 +1 位作者 堵国成 陈坚 《合成生物学》 北大核心 2025年第2期229-232,共4页
在人类探索生命本质与技术边界的征途中,生命科学正在经历一场深刻的范式转变,从被动观察自然生命系统到主动重构与创造新型生命形式的过程正在加速[1-2]。而在这场变革的浪潮之中,合成生物学(synthetic biology)以其高度模块化、程序... 在人类探索生命本质与技术边界的征途中,生命科学正在经历一场深刻的范式转变,从被动观察自然生命系统到主动重构与创造新型生命形式的过程正在加速[1-2]。而在这场变革的浪潮之中,合成生物学(synthetic biology)以其高度模块化、程序化、工程化的思维方式,正重新定义我们对“生命”的理解,并深刻改变诸如医药、农业、能源、材料、食品与健康等多个领域的底层逻辑。 展开更多
关键词 医药 范式转变 生命科学 护肤 新型生命形式
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食品安全标准及HACCP规范的知识图谱问答系统:以肉类全产业链为例
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作者 梁智然 邱景璇 +2 位作者 丁浩晗 崔晓晖 王欣 《包装工程》 北大核心 2025年第3期113-122,共10页
目的利用知识图谱的语义信息和结构化优势,构建基于食品安全标准及HACCP规范的知识图谱问答系统可为全产业链的食品安全控制提供精准、快速的问题解答。方法在从多个数据源中获得大量食品安全标准及HACCP规范文件的基础上,利用知识图谱... 目的利用知识图谱的语义信息和结构化优势,构建基于食品安全标准及HACCP规范的知识图谱问答系统可为全产业链的食品安全控制提供精准、快速的问题解答。方法在从多个数据源中获得大量食品安全标准及HACCP规范文件的基础上,利用知识图谱技术(Knowledge Graph,KG)进行信息提取及层次分析,将数据存储在Neo4j中,采用Flask Web框架构建食品安全标准及HACCP规范的知识图谱问答系统。结果以肉类全产业链的食品安全管控为例,实现了对肉制品全链条的安全标准及推荐的关键控制点(Critical Control Point,CCP)信息的知识问答可视化。结论研究可为企业进行食品安全风险的精准防控提供参考依据。 展开更多
关键词 食品安全标准 HACCP 知识图谱 全产业链 肉制品
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机器学习在食品安全领域生物毒素预测中的应用与展望
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作者 丁浩晗 韩瑜 +5 位作者 宋晓东 崔晓晖 黄骅迪 董冠军 王龙 乌日娜 《食品科学》 北大核心 2025年第15期16-26,共11页
随着全球食品安全问题的日益严峻,快速预测食品中的潜在毒素变得至关重要。传统预测方法如化学分析和生物测定法虽能提供精确结果,但耗时长、成本高且操作复杂,难以满足大规模筛查需求。近年来,机器学习技术凭借其强大的数据处理能力和... 随着全球食品安全问题的日益严峻,快速预测食品中的潜在毒素变得至关重要。传统预测方法如化学分析和生物测定法虽能提供精确结果,但耗时长、成本高且操作复杂,难以满足大规模筛查需求。近年来,机器学习技术凭借其强大的数据处理能力和模式识别优势在食品生物毒素预测领域展现出广阔应用前景。本文首先论述生物毒素预测在食品安全领域的重要性,随后详细介绍机器学习的基础理论与关键算法模型,并重点讨论其在生物毒素预测中的应用,分析不同算法和模型的实际效果。针对机器学习在生物毒素预测中存在的问题,探讨了模型优化与改进策略,包括特征选择、超参数调整和集成学习等技术,并指出实际应用中可能面临的挑战,如数据可用性、模型泛化能力以及跨学科合作的复杂性等,同时提出潜在研究方向。未来随着机器学习技术的不断进步及食品生物毒素数据集的逐步扩增,预计其在食品生物毒素预测领域的应用将进一步发展,为环境保护和人类健康提供更有力支持。 展开更多
关键词 机器学习 生物毒素 食品安全 模型优化
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功能食品蛋白生物制造的发展现状与挑战
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作者 刘龙 《食品科学技术学报》 北大核心 2025年第4期1-14,共14页
食品酶、呈味蛋白、色素蛋白、乳蛋白等功能蛋白已被广泛应用于食品加工领域。它们通过改善食品质构、增强风味、赋予色泽或提升营养价值,提高了食品附加值。然而,这些食品功能蛋白的生产普遍存在合成效率低和成本较高的问题。基于合成... 食品酶、呈味蛋白、色素蛋白、乳蛋白等功能蛋白已被广泛应用于食品加工领域。它们通过改善食品质构、增强风味、赋予色泽或提升营养价值,提高了食品附加值。然而,这些食品功能蛋白的生产普遍存在合成效率低和成本较高的问题。基于合成生物学技术构筑微生物细胞工厂,能够以廉价的生物质为原料高效合成多种功能食品蛋白,是一种绿色、高效的生物制造模式。聚焦食品酶、呈味蛋白、色素蛋白及乳蛋白这4类具有代表性的功能食品蛋白,阐述了它们在提升食品质构、风味、色泽及营养等方面的具体应用价值与贡献;系统总结了利用合成生物学等先进技术进行功能食品蛋白生物制造的最新研究进展、关键技术突破与发展现状;展望了功能食品蛋白生物制造未来发展所面临的机遇与挑战。研究旨在深化人们对功能食品蛋白生物制造技术的认识与理解,为推动该领域的持续创新与产业化进程提供有价值的参考依据。 展开更多
关键词 生物制造 功能食品蛋白 合成生物学 细胞工厂 微生物发酵
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微生物蛋白的关键生产技术体系与食品产业应用 被引量:7
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作者 汪超 夏路 +1 位作者 李兆丰 陈坚 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2024年第2期121-131,共11页
食物蛋白是人类最重要的营养素之一,而现有的蛋白质获取方式难以满足人口持续增长、生活水平不断提升对蛋白质供应的巨大需求;微生物蛋白制造是利用廉价的生物质原料并以车间生产的方式高效生产蛋白质原料,有望成为未来最有效、最可行... 食物蛋白是人类最重要的营养素之一,而现有的蛋白质获取方式难以满足人口持续增长、生活水平不断提升对蛋白质供应的巨大需求;微生物蛋白制造是利用廉价的生物质原料并以车间生产的方式高效生产蛋白质原料,有望成为未来最有效、最可行的替代蛋白来源之一。本文阐述了酵母蛋白、微藻蛋白、丝状真菌蛋白等微生物菌体蛋白的应用情况,乳蛋白、卵清蛋白、血红蛋白等微生物合成功能食品蛋白的发展情况,从培养底物的选择与利用、菌种的选育、发酵过程控制、蛋白的分离与提取等方面全面梳理了微生物蛋白制造的关键技术体系。研究认为,在微生物蛋白具有多重生产优势而在食品产业中应用案例甚少的背景下,开展微生物蛋白的食品化应用及产业化,亟需解决微生物蛋白的食品化加工、营养与安全评价两个层面的问题。相关研究可为国家替代蛋白战略、微生物蛋白产业发展布局等研究提供基础参考。 展开更多
关键词 替代蛋白 微生物蛋白 技术体系 食品产业应用 大食物观
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基于人工智能的集成食品检测技术应用与展望 被引量:9
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作者 丁浩晗 谢祯奇 +4 位作者 沈嵩 崔晓晖 王震宇 傅欧 万俊 《食品科学技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期13-23,32,共12页
人工智能与快速检测技术的结合为食品检测领域带来了显著的变革,推动了食品安全、质量和真实性鉴别能力的提升。介绍了基于人工智能的集成食品检测技术的应用现状。在化学检测和生物污染检测方面,人工智能结合快速检测技术有效提高了食... 人工智能与快速检测技术的结合为食品检测领域带来了显著的变革,推动了食品安全、质量和真实性鉴别能力的提升。介绍了基于人工智能的集成食品检测技术的应用现状。在化学检测和生物污染检测方面,人工智能结合快速检测技术有效提高了食品安全检测的效率和准确性。在食品质量检测方面,人工智能结合快速检测技术被广泛应用于水果、肉制品、水产品以及其他食品的品质评估,通过高效的数据分析和智能识别,实现了对食品品质的精准评价。此外,人工智能在食品真实性鉴别中的应用,包括掺假检测和地理可追溯性技术,保障了食品的真实性和可靠性。特别是当区块链技术与人工智能相结合时,基于区块链的追溯系统通过透明和不可篡改的记录确保食品的全程可追溯性,同时人工智能算法能够实时分析食品流通环节中的数据,识别潜在的风险和异常。这些技术的集成不仅能提升食品检测的整体水平,也可为未来的智能食品检测系统构建奠定基础。 展开更多
关键词 人工智能 食品检测 技术集成 机器学习 深度学习
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机器学习和大数据在食品领域的应用 被引量:9
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作者 丁浩晗 田嘉伟 +3 位作者 谢祯奇 沈嵩 崔晓晖 王震宇 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第24期353-361,共9页
近年来,食品行业经历了显著变化。全球化、技术进步以及不断变化的消费者需求推动了该行业的持续发展和创新。作为先进的新兴技术,机器学习和大数据在食品行业中发挥着越来越关键的作用。机器学习和大数据在食品领域的应用密切相关。机... 近年来,食品行业经历了显著变化。全球化、技术进步以及不断变化的消费者需求推动了该行业的持续发展和创新。作为先进的新兴技术,机器学习和大数据在食品行业中发挥着越来越关键的作用。机器学习和大数据在食品领域的应用密切相关。机器学习通过模式识别和数据分析挖掘食品生产和供应链的关键信息,而大数据技术支持大规模数据处理,提供更全面的决策视角。这两者共同推动了食品研究创新和产业发展。利用机器学习对大数据集进行深入分析,可以预测食品趋势、改进生产流程、优化供应链。该文介绍了机器学习和大数据在食品工业的应用现状,涵盖了机器学习和深度学习技术、自适应神经模糊推理技术以及机器学习在食品检测中的多维应用,如机器学习算法与近红外光谱技术结合的食品检测技术、计算机视觉在食品领域的应用,以及机器学习算法和智能传感器结合的实时食品检测技术。分析了大数据面临的技术挑战(数据缺乏真实性、完整性及数据标注困难等),提出了潜在的解决方案(区块链技术及数据增强与预处理技术),并展望了机器学习技术在食品研究领域的未来发展趋势。此外,随着“食品工业4.0”的到来,食品工业正迎来快速发展,智能农业、机器人农业、无人机、3D打印、数字孪生等由机器学习衍生出的前沿技术将进一步崭露头角。面对如此多的创新和改进机遇,食品行业也将面临智能生产和可持续性等问题。最后,讨论了食品行业未来可能面临的挑战和发展方向。 展开更多
关键词 机器学习 大数据 食品工业 新兴技术 智能传感器
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防晒化合物类菌孢素氨基酸的生物合成 被引量:1
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作者 张萍 张维娇 +3 位作者 胥睿睿 李江华 陈坚 康振 《合成生物学》 北大核心 2025年第2期306-319,共14页
类菌孢素氨基酸(mycosporine-like amino acid,MAA)是一类由水生生物产生的小分子化合物,具有抵御紫外线辐射的功能,近年来作为环保型防晒剂在化妆品领域得到了广泛关注。然而,MAA在生物体中的低积累量、复杂的提取工艺和极低的得率限... 类菌孢素氨基酸(mycosporine-like amino acid,MAA)是一类由水生生物产生的小分子化合物,具有抵御紫外线辐射的功能,近年来作为环保型防晒剂在化妆品领域得到了广泛关注。然而,MAA在生物体中的低积累量、复杂的提取工艺和极低的得率限制了其应用前景。利用合成生物技术,在微生物细胞中重构MAA合成路径,有望实现MAA的规模化生产,为解决MAA供应不足问题提供有效策略。本文系统总结了目前MAA生物合成的研究进展,涵盖了结构多样性分析、生物合成途径解析、底盘细胞构建等方面。重点关注了近期MAA的微生物从头生物合成研究进展,探讨了目前MAA生物合成研究面临的挑战,包括前体含量少、关键酶催化效率低等问题。最后,展望了MAA微生物合成的未来发展方向,如转运蛋白的改造、关键酶的解析等,旨在推动MAA的绿色、高效生物合成。 展开更多
关键词 类菌孢素氨基酸 防晒化合物 代谢调控 细胞工厂 合成生物学
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葡萄酒品质提升研究进展 被引量:2
10
作者 汪超 范泽锋 +1 位作者 冯春香 陈坚 《食品科学技术学报》 北大核心 2025年第1期26-35,共10页
葡萄酒品质的提升是一个多因素共同作用的过程,围绕酿酒原料、酿酒酵母、浸渍工艺及陈酿方式4大关键因素展开深入探讨。酿酒原料的质量至关重要,特别是葡萄的品种和成熟度,对葡萄酒的口感和风味具有决定性影响。通过选择适宜的葡萄品种... 葡萄酒品质的提升是一个多因素共同作用的过程,围绕酿酒原料、酿酒酵母、浸渍工艺及陈酿方式4大关键因素展开深入探讨。酿酒原料的质量至关重要,特别是葡萄的品种和成熟度,对葡萄酒的口感和风味具有决定性影响。通过选择适宜的葡萄品种并结合精准农业技术如生物刺激剂的应用,可显著改善酿酒葡萄的理化指标,为高品质葡萄酒奠定基础。酿酒酵母的筛选与培养直接影响葡萄酒的发酵效果及风味特性。混合培养不同酵母菌株可显著增加葡萄酒质量多样性,而基因工程和代谢工程技术的应用则为改造酿酒酵母提供了新的可能。浸渍工艺的优化,特别是冷浸渍技术的开发与应用被证明能够有效提升葡萄酒中的多酚含量,改善其色泽与口感。陈酿方式的创新为葡萄酒品质提升提供了更多可能性。橡木桶陈酿已经形成了较为成熟的技术,而陶缸陈酿因其透气性和使用上的便利性正在受到越来越多的关注。将陶缸与橡木片协同使用的陈酿方式被证明能够有效提升葡萄酒的多酚含量。这些研究为葡萄酒产业提供了宝贵的理论依据和实践指导,有助于推动葡萄酒品质的持续提升。 展开更多
关键词 葡萄酒 酿酒原料 酿酒酵母 浸渍工艺 陈酿方式
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酱香型白酒酿造过程中氨基甲酸乙酯前体来源解析 被引量:1
11
作者 尹子瑞 赵鑫锐 堵国成 《食品与发酵工业》 北大核心 2025年第4期170-176,共7页
氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate,EC)广泛存在于白酒中,由于其具有致癌性,对我国白酒品质和国民健康产生了负面影响,因此明确其形成机制十分必要。但酱香型白酒生产工艺复杂,EC的形成机制尚不清楚。该研究旨在明确酱香型白酒酿造过程中EC... 氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate,EC)广泛存在于白酒中,由于其具有致癌性,对我国白酒品质和国民健康产生了负面影响,因此明确其形成机制十分必要。但酱香型白酒生产工艺复杂,EC的形成机制尚不清楚。该研究旨在明确酱香型白酒酿造过程中EC前体的来源,分析不同工艺阶段中的EC前体含量变化规律,为进一步明确EC的形成机制奠定基础。通过检测分析不同原辅料中EC前体含量,明确了EC前体的主要来源是大曲。通过检测分析不同工艺节点的EC及其前体的含量,明确了酱香型白酒中EC的主要形成阶段是蒸馏阶段,氰化物是蒸馏阶段的主要前体。模拟反应实验表明,高粱中的蜀黍糖苷是氰化物的主要来源,这一结论也与氰化物在发酵过程中的含量变化规律相符。最后,从白酒酒醅中筛选得到了一株与生氰糖苷形成氰化物密切相关的热带假丝酵母(Candida tropicalis)。该结果为后续调控酱香型白酒中的EC含量提供了思路。 展开更多
关键词 氨基甲酸乙酯 酱香型白酒 尿素 氰化物 瓜氨酸 生氰糖苷
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可控分子量透明质酸的生物合成研究进展 被引量:1
12
作者 肖森 胡立涛 +5 位作者 石智诚 王发银 余思婷 堵国成 陈坚 康振 《合成生物学》 北大核心 2025年第2期445-460,共16页
透明质酸(hyaluronic acid,HA)是一种在化妆品、食品和医疗领域广泛应用的天然直链酸性黏多糖。根据分子量大小,HA可分为高、中、低三类,不同分子量的HA具有不同的功能和应用场景。随着微生物发酵技术取代传统动物组织提取法,HA工业化... 透明质酸(hyaluronic acid,HA)是一种在化妆品、食品和医疗领域广泛应用的天然直链酸性黏多糖。根据分子量大小,HA可分为高、中、低三类,不同分子量的HA具有不同的功能和应用场景。随着微生物发酵技术取代传统动物组织提取法,HA工业化生产取得了巨大进步。然而,天然HA合成菌株兽疫链球菌的缺点(如潜在致病性以及难以分子改造),限制了不同分子量HA的生物合成研究。近年来,随着特定分子量HA需求的不断增长,代谢工程和合成生物技术已广泛应用于HA生物合成与分子量调控。本文首先分析了中高分子量HA合成的限制性因素,重点讨论了HA前体合成途径的基因调控及竞争支路的弱化。其次,探讨了HA合酶、前体供应和发酵条件对超高分子量HA合成的影响。最后,总结了低分子量HA的制备策略,包括物理化学法、酶法和微生物直接发酵法。还针对HA的生物合成与分子量调控面临的挑战——高分子量HA分子量不够高、中高分子量HA合成能力弱和低分子量HA分子量可控性差三方面展开系统性综述,加强对HA生物合成与分子量调控策略的理解,助力实现可控分子量HA的高效生物合成。 展开更多
关键词 透明质酸 分子量 生物合成 代谢工程 合成生物学
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数字化食品在新时代下的发展与挑战 被引量:21
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作者 李兆丰 刘炎峻 +3 位作者 徐勇将 王静 陈坚 刘元法 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1-8,共8页
数字化社会的大背景下,食品行业也正在发生着巨大变化。数字化的发展为食品产业的转移/更新/革命带来了新机遇,既是食品行业健康发展的必要需求,也是顺应国家时代发展的需求。作为数字化转型的产物,数字化食品是利用物联网、云计算、人... 数字化社会的大背景下,食品行业也正在发生着巨大变化。数字化的发展为食品产业的转移/更新/革命带来了新机遇,既是食品行业健康发展的必要需求,也是顺应国家时代发展的需求。作为数字化转型的产物,数字化食品是利用物联网、云计算、人工智能、区块链技术等数字化技术对食品原料物性、营养特性、人群营养特征等信息数据化和整合分析,与食品生物合成、食品重组、增材制造、智能化加工、智慧化物流、智慧化包装等高新技术深度融合后产生的食品,具备精准或定制化制造和供给的典型特征。目前,食品科学正在逐步通过数字技术与实体食品企业的深度融合来形成数字化食品的产业模式。基于此,本文对数字化食品的研究进展与关键技术进行了阐述,并对该领域的未来应用和挑战进行了展望。 展开更多
关键词 数字化食品 数字化技术 大数据 食品产业
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基于不同代糖方案的烘焙小馒头品质剖析与差异探讨
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作者 顾桐羽 夏熠珣 +3 位作者 徐菲菲 刘飞 陈茂深 钟芳 《食品与发酵工业》 北大核心 2025年第4期65-74,共10页
该文分别用麦芽糖醇、低聚果糖、低聚异麦芽糖和低聚半乳糖替代蔗糖制备代糖烘焙小馒头,考察它们对烘焙小馒头品质的影响,并从生胚性质和烘焙小馒头中淀粉、蛋白质的微观状态角度,对差异产生的原因进行探讨。结果表明,代糖对烘焙小馒头... 该文分别用麦芽糖醇、低聚果糖、低聚异麦芽糖和低聚半乳糖替代蔗糖制备代糖烘焙小馒头,考察它们对烘焙小馒头品质的影响,并从生胚性质和烘焙小馒头中淀粉、蛋白质的微观状态角度,对差异产生的原因进行探讨。结果表明,代糖对烘焙小馒头色泽和甜味的影响与自身的性质有关;而对口感的影响因素相对复杂。蔗糖组烘焙小馒头的硬度为1138.82 g,比容为1.81 mL/g,麦芽糖醇组的质构与蔗糖组最接近,而低聚果糖、低聚异麦芽糖和低聚半乳糖分别使小馒头的硬度增加至1998.31、1956.79、1426.21 g,比容降低至1.48、1.49、1.29 mL/g。进一步分析发现,不同糖由于形成氢键的能力不同,导致生胚中水分分布产生差异,进而影响到生胚的流变学性质和生胚的成型难易度。烘焙小馒头的硬度与淀粉糊化的终值黏度正相关,与淀粉短程有序性负相关,麦芽糖醇组的终值黏度、淀粉有序性最接近蔗糖组,低聚果糖和低聚异麦芽糖分别使终值黏度增加11.3%、8.1%,使淀粉短程有序性降低17.3%、12.1%。烘焙小馒头的比容与淀粉的糊化黏度负相关、与热力学终止温度和蛋白质β-折叠含量正相关,低聚半乳糖组具有较高的糊化黏度、较低的终止温度(72.90℃)和较低的蛋白质β-折叠含量(38.36%),导致气体膨胀减缓,热凝固效应提前,蛋白质网络稳定性降低,使比容降低至1.29 mL/g。 展开更多
关键词 烘焙小馒头 蔗糖替代物 质构 糊化性质 热力学性质
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代谢工程改造大肠杆菌合成甲萘醌-7
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作者 何雨锴 曾伟主 徐沙 《食品与发酵工业》 CAS 北大核心 2025年第1期1-10,共10页
甲萘醌-7(menaquinone-7,MK-7),作为维生素K2亚型之一,具有治疗骨质疏松,保护心血管健康等作用。常见MK-7生产主要由纳豆等食品发酵而来,但存在产量低,提取复杂等问题,而枯草芽孢杆菌作为MK-7常见生产菌株,也面临发酵周期长,发酵产量低... 甲萘醌-7(menaquinone-7,MK-7),作为维生素K2亚型之一,具有治疗骨质疏松,保护心血管健康等作用。常见MK-7生产主要由纳豆等食品发酵而来,但存在产量低,提取复杂等问题,而枯草芽孢杆菌作为MK-7常见生产菌株,也面临发酵周期长,发酵产量低的问题。该研究对一株引入甲羟戊酸途径的大肠杆菌进行改造,首先利用DLKcat模型比较筛选出4个关键酶,包括七聚异戊二烯焦磷酸合酶BtHepS\BtHepT、1,4-二羟基-2-萘甲酸七烯基转移酶MnMenA、甲萘醌生物合成C-甲基转移酶NtMenG,将其进行表达优化,构建了大肠杆菌内源合成MK-7途径。随后,整合表达异戊烯基焦磷酸异构酶EcIdi提升前体供应,再对得到的菌株进行补料分批发酵条件优化,包括延迟诱导时间,提升溶氧量至60,MK-7产量达到929.58 mg/L,但出现1217.58 mg/L的去甲基甲萘醌-7(DMK-7)大量堆积的现象。进一步筛选了不同来源的MenG降低DMK-7的堆积,发现Bacillus subtilis 168来源的MenG可以较好地降低DMK-7堆积。最终,在5 L发酵罐上MK-7的产量达到1090.45 mg/L,DMK-7降低至231.14 mg/L。该研究结果对应用大肠杆菌生产MK-7具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 甲萘醌-7 大肠杆菌 DLKcat 去甲基甲萘醌-7 发酵优化
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自组装固定化多聚磷酸激酶用于合成ATP和GTP
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作者 胥睿睿 杨凤玲 +4 位作者 孙晓源 卢杰 王阳 康振 李江华 《食品与发酵工业》 北大核心 2025年第2期77-82,共6页
多聚磷酸激酶(polyphosphate kinase)能够利用广泛分布、成本低廉且稳定的多聚磷酸盐作为磷酸基供体,用于合成ATP和GTP,后者为细胞提供必要的能量并参与合成众多含磷酸重要化合物。该文旨在借助合成生物学新技术,通过多聚磷酸激酶催化... 多聚磷酸激酶(polyphosphate kinase)能够利用广泛分布、成本低廉且稳定的多聚磷酸盐作为磷酸基供体,用于合成ATP和GTP,后者为细胞提供必要的能量并参与合成众多含磷酸重要化合物。该文旨在借助合成生物学新技术,通过多聚磷酸激酶催化、高效廉价地合成ATP和GTP。首先根据不同多聚磷酸激酶家族对不同底物催化能力的分析,筛选了属于多聚磷酸激酶第二家族、来源于耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)的聚磷酸激酶Dr PPK2,验证了其同时合成ATP和GTP的活性。接着优化了反应体系中的pH值、Mg^(2+)浓度和催化温度,大幅提高了其合成GTP的效率,最高转化率>92%。为了简化催化流程、节约合成成本,通过添加自组装标签CipA,实现了Dr PPK2的自组装固定化,通过离心可获得高纯度蛋白并实现酶的重复利用,首轮转化率>90%,有效重复效率超过10次。该研究提供了一种方便、高效且易于扩大规模的ATP和GTP生物合成自组装固定化系统,为其他含磷酸的化合物合成提供了借鉴。 展开更多
关键词 聚磷酸激酶 ATP GTP 催化体系优化 自组装固定化
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乳及乳粉品质检测技术的研究进展
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作者 宋晓东 董冠军 +7 位作者 丁浩晗 沈嵩 谢祯奇 崔晓晖 田嘉伟 王龙 程文序 贺万程 《食品与发酵工业》 北大核心 2025年第16期363-373,共11页
该文对乳及乳粉的品质检测技术进行了系统综述,重点探讨了化学、物理及感官指标的传统检测方法,以及现代科技在检测领域的应用。传统方法如化学分析、物理测定和感官评价,虽然在检测精度上表现良好,但通常存在检测时间较长、操作复杂、... 该文对乳及乳粉的品质检测技术进行了系统综述,重点探讨了化学、物理及感官指标的传统检测方法,以及现代科技在检测领域的应用。传统方法如化学分析、物理测定和感官评价,虽然在检测精度上表现良好,但通常存在检测时间较长、操作复杂、对设备及人员要求较高等局限。随着科技的发展,人工智能、物联网、区块链等新兴技术逐步引入乳粉检测,推动了检测手段的智能化、自动化和数字化。这些现代检测技术通过实时监控、远程数据处理和供应链透明化,不仅提高了检测的效率和准确性,还实现了无损检测以及从生产到消费者全流程的质量追溯,显著提升了乳粉的安全性与透明度。 展开更多
关键词 牛乳 乳粉 品质检测 人工智能 区块链 物联网
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乳酸菌协同曲霉制曲对成曲和酱油品质的影响
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作者 韦林艳 王璟琳 方芳 《中国酿造》 北大核心 2025年第6期48-54,共7页
该研究以米曲霉(Aspergillus oryzae)沪酿3.042为主要制曲菌株,添加黑曲霉(Aspergillus niger)3.350与戊糖足球菌(Pediococcus pentosaceus)WT9进行多菌株协同制曲,探究其对成曲及酱油品质的影响。结果表明,黑曲霉3.350与戊糖足球菌WT9... 该研究以米曲霉(Aspergillus oryzae)沪酿3.042为主要制曲菌株,添加黑曲霉(Aspergillus niger)3.350与戊糖足球菌(Pediococcus pentosaceus)WT9进行多菌株协同制曲,探究其对成曲及酱油品质的影响。结果表明,黑曲霉3.350与戊糖足球菌WT9协同米曲霉沪酿3.042制备的成曲及酱油综合品质最好。与单一米曲霉沪酿3.042制备的成曲相比,其成曲的中性蛋白酶、酸性蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶活力分别提高27.73%、27.52%、79.53%、7.46%,总酚和总黄酮含量分别提高9.65%、11.04%。此外,采用复合菌株制曲可使酱油中总酸、氨基酸态氮及还原糖含量分别提高12.50%、19.61%和69.23%,有机酸和游离氨基酸含量分别提高16.25%和31.87%,总酚、总黄酮含量分别提高8.12%和59.09%,DPPH自由基清除率与还原力分别提高41.79%和10.95%。综上,采用黑曲霉3.350和戊糖足球菌WT9协同米曲霉沪酿3.042制曲具有提高成曲酶系活力和改善酱油品质、风味及提高功能组分含量等方面的潜力,研究结果可为优化酱油生产工艺和改善酱油品质提供理论参考。 展开更多
关键词 成曲 酱油 混菌制曲 米曲霉 黑曲霉 戊糖足球菌 品质
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神经酰胺类鞘脂的绿色生物制造 被引量:1
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作者 鲁锦畅 武耀康 +3 位作者 吕雪芹 刘龙 陈坚 刘延峰 《合成生物学》 北大核心 2025年第2期422-444,共23页
神经酰胺是一种存在于所有真核生物中的多功能生物活性物质,在细胞信号转导、细胞增殖、分化、凋亡和免疫调节中发挥着重要作用。神经酰胺天然存在于皮肤角质层中,起着支持肌肤屏障、保持水分、抗氧化衰老、抗菌抗炎等作用。因此,神经... 神经酰胺是一种存在于所有真核生物中的多功能生物活性物质,在细胞信号转导、细胞增殖、分化、凋亡和免疫调节中发挥着重要作用。神经酰胺天然存在于皮肤角质层中,起着支持肌肤屏障、保持水分、抗氧化衰老、抗菌抗炎等作用。因此,神经酰胺及其衍生物在化妆品、生物医药、功能食品等领域具有广阔的市场前景。神经酰胺构型存在多个立体中心,化学从头合成难度大,已知市售的天然或类神经酰胺化合物主要是通过传统天然提取法及生物化学相结合的半合成法获得。近年来,利用微生物合成神经酰胺等鞘脂类化合物已有报道,但从头合成效率还处于较低水平,如何实现细胞工厂高效生产神经酰胺具有重大意义。本文从神经酰胺的生理功能和应用出发,系统地综述了神经酰胺类物质的生理效应及功能;阐述了神经酰胺的天然提取方法、神经酰胺及其前体化合物的化学合成方法;并从鞘脂合成途径及关键酶出发介绍,引出途径调控与优化、产物的运输储存与分泌、关键酶的挖掘与表达等改造策略;最后,从神经酰胺合成面临的聚集毒性、高效运输分泌、数字化改造催化元件、基因调控靶点的拓展等方面进行了展望。合成生物学和生物技术的持续进步有助于扩大微生物细胞工厂的生产能力,实现神经酰胺等鞘脂类化合物的可持续绿色生物制造。 展开更多
关键词 神经酰胺 微生物细胞工厂 生物合成 鞘脂 鞘氨醇碱
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组合策略提高枯草芽孢杆菌中几丁二糖脱乙酰酶的胞外表达
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作者 刘杨韬 李阳阳 +1 位作者 贾士儒 侯颖 《食品与发酵工业》 北大核心 2025年第10期233-242,共10页
几丁二糖脱乙酰酶(diacetylchitobiose deacetylase,Dac)能够将乙酰氨基葡萄糖(N-acetylglucosamine,GlcNAc)水解成生物活性物质氨基葡萄糖(glucosamine,GlcN),而高效生产Dac是实现该催化过程的关键。以一株表达Dac的Bacillus subtilis ... 几丁二糖脱乙酰酶(diacetylchitobiose deacetylase,Dac)能够将乙酰氨基葡萄糖(N-acetylglucosamine,GlcNAc)水解成生物活性物质氨基葡萄糖(glucosamine,GlcN),而高效生产Dac是实现该催化过程的关键。以一株表达Dac的Bacillus subtilis BS-P43-NMK-T0为出发菌株,首先筛选了12种信号肽,其中,信号肽NprB引导Dac分泌能力最强,并且优化其功能区域后,重组菌株BS-P43-NMK-T4-N1的胞外酶活力达到69.83 U/mL;随后,筛选了3个诱导型启动子,其中启动子P grac100诱导表达效果最好,优化诱导条件后重组菌株BS-NMK-T4-N1-Pgrac的胞外酶活力提高至88.92 U/mL;当发酵条件为接种量4%、葡萄糖20 g/L(碳源)和营养肉汤10 g/L(氮源),胞外Dac酶活力达到127.59 U/mL,而在摇瓶中补加葡萄糖可以使Dac活性进一步提高至144.25 U/mL;最后,在3 L发酵罐中进行放大培养,胞外Dac活性为319.63 U/mL,是出发菌株胞外Dac活性的7.09倍。该研究为酶转化法制备GlcN的工业化生产提供基础研究。 展开更多
关键词 几丁二糖脱乙酰酶 枯草芽孢杆菌 信号肽 启动子 发酵优化
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