碳量子点在纤维及织物中的应用研究进展

以碳量子点（CQDs）本征特性为出发点,归纳总结了CQDs复合纤维的制备方法,如熔融纺丝法、静电纺丝法、微流体纺丝法和织物后整理法,并梳理了CQDs纤维织物在防伪安全、光学传感等荧光应用,器件润滑应用和生物医学领域的抗菌应用等多种场景下的应用进展。随着CQDs与纤维及织物的深度融合,CQD复合纤维有望在智能可穿戴传感器、润滑器件、生物医疗等领域大展宏图。     

我国人民的营养水平与肉食

<正>人类的营养物质包括糖类、蛋白质、脂肪三要素以及微量的矿物质和维生素,其中糖类和脂肪为人体的活动和体温提供能量基础,蛋白质为人体器官的生长发育与更新提供物质基础,“蛋白质是生命的存在方式”,没有蛋白质,就没有生命.因此,人类的营养主要由热能和蛋白质两部分组成.就其化学组成来说,糖类和脂肪可称为“碳源营养”,蛋白质可称为“氮源营养”.     

基于生物基质碳点构建荧光探针用于腌腊肉制品中亚硝酸盐的检测

为建立一种快速检测食品中亚硝酸盐含量的方法,以生物基质鸡爪外皮为碳源,采用一步水热法合成绿色碳量子点（carbon quantum dots, CQDs）。通过高分辨率透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱、荧光光谱仪对其形貌、结构及光学性质进行表征。结果表明:所制备的鸡爪外皮CQDs尺寸均匀,分散性良好,表面富含羟基、羧基、羰基等多种官能团;在365 nm紫外光照射下发射出蓝色荧光,荧光激发峰与发射峰呈现狭窄对称特征,具有良好的发光特性。在酸性溶液中,亚硝酸盐（NO₂?）具有很强的氧化性,能将Fe2+转化为Fe3+,Fe3+可与CQDs表面的含氧官能团形成配位键从而导致CQDs荧光信号被猝灭,从而可实现NO₂?的间接检测。基于此原理构建CQDs-Fe2+荧光探针,对CQDs的激发波长、缓冲液pH、反应时间进行优化。在实验优化条件下,CQDs-Fe2+体系荧光猝灭值与NO₂?浓度在1~500 μmol/L范围内呈现良好的线性关系（R2=0.9979）,检出限为0.61 μmol/L,且具备良好的抗干扰能力。将该方法应用于三种不同腌腊肉制品中亚硝酸盐的测定,结果显示回收率为98.61%~100.95%,与离子色谱检测所得的结果相接近,表明制备的CQDs-Fe2+荧光探针可用于实际样品中NO₂?的检测。综上所述,基于生物基质碳点构建的荧光探针绿色安全,制备简单,可实现对腌腊肉制品中亚硝酸盐含量的检测,具有良好的实际应用前景。     

调味品生物化学基础讲座(续一)

第二讲糖类的化学一、糖类在生物界的分布、生理功能及分类(一)分布糖类是自然界中分布最广的一类有机物质,从细菌到高等动物的机体,都含有糖类物质。植物体中含量最为丰富,一般约占干重的85—90%。植物通过光合作用,把二氧化碳和水转变成各种糖,主要是葡萄糖。其它生物则以糖类为营养物质。     

扇贝来源碳量子点性质及其与镉的联合毒性

食品加工过程中形成的碳量子点（carbon quantum dots,CQDs）可能导致潜在的健康风险。为系统考察来源于虾夷扇贝（Patinopecten yessoensis）的CQDs,对扇贝来源CQDs分别进行透射电子显微镜观察、X射线光电子能谱分析、傅里叶变换红外光谱分析、等温滴定量热分析以及细胞毒性评价。透射电子显微镜观察结果表明,扇贝来源CQDs呈球形,在水溶液中分散良好,平均粒径为3.7 nm;X射线衍射和傅里叶变换红外光谱分析结果表明,扇贝来源CQDs表面具有丰富的官能团,如羟基、氨基和羧基等;等温滴定量热分析结果表明,扇贝来源CQDs可与镉离子通过静电相互作用形成复合物。扇贝来源CQDs联合镉离子细胞毒性评价结果表明,CQDs能够通过促进活性氧产生和线粒体膜损伤而增加镉的毒性,干扰正常细胞周期。本研究系统表征了来源于虾夷扇贝CQDs的性质及其与重金属离子的相互作用,可为认识食源性纳米颗粒的性质提供参考。     

呋喃妥因分子印迹聚合物的制备及其应用

本文以柠檬酸为碳源合成了荧光量子点(CQDs);以呋喃妥因(NFT)为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,正硅酸乙酯为交联剂,乙腈为致孔剂,合成了呋喃妥因分子印迹聚合物(NFT-CQDs-MIP)。用红外光谱法、扫描电镜和荧光光谱法对NFT-CQDs-MIP进行了表征。实验结果表明,NFT-CQDs-MIP对NFT有较好的特异性识别能力,适用于模拟环境水体中NFT的检测。     

谈谈食品添加剂家族 现代食品工业中不可缺少的酶制剂——酶制剂在食品工业中的作用

酶是一种由活性细胞产生的生物催化剂,生物中的新陈代谢,归根到底都是在酶催化下的化学反应。酶的化学本质是蛋白质,它参与生物体中的大部分化学反应,能使反应有控制、有秩序地进行下去。比如食物被人体摄入,先在口腔中得到唾液中的淀粉酶的分解。米饭中的淀粉经淀粉酶分解成小分子糖类,某些小分子糖类如果糖等具有甜味,     

生物颜色与生态染色（一）

本文较系统介绍了自然界广泛存在的生物色素,包括叶绿素、胡萝卜素、靛蓝中间体,动物的黑色素、血红素和荧光素等的化学结构及特点;重点分析了它们存在于自然界的状态,指出与它们共同存在的脂质、蛋白质及糖类化合物对它们的分布起的重要作用,文章还结合笔者研究开发的所谓增溶染色,分析了助剂在染色过程中的重要性,从多方面提出了进行生态染色的可能性,包括进行仿生染色等新思路。     

轻微加工即食对虾优势腐败菌鉴定及碳源代谢动力学

为确定轻微加工即食对虾优势腐败菌及其碳源代谢效应差异性,采用MIDI和测序法对优势腐败菌进行鉴定,采用BIOLOG系统对其碳源的代谢能力及代谢动力学进行研究。结果表明,即食对虾优势腐败菌为地衣芽孢杆菌(S1)及枯草芽孢杆菌(S2)。两者碳源代谢能力差异性不显著(P0.05);两者糖类、羧酸类、氨基酸类和脂肪酸/酯类的代谢能力存在差异,糖类代谢能力均最强,其次是羧酸类,S1氨基酸强于脂肪酸/酯类,而S2氨基酸弱于脂肪酸/酯类。S1 4种碳源代谢能力均弱于S2,且脂肪酸/酯类与氨基酸类代谢能力差异性显著(P0.05);两者碳源代谢动力学存在差异,S1糖类最大比生长速率(除D-海藻糖、蔗糖、D-果糖)和延滞期(除D-海藻糖,蔗糖)均较低,S2羧酸延滞期和最大比生长速率(除L-苹果酸)较高,氨基酸的延滞期(除L-天冬氨酸)和最大比生长速率大于S1,脂肪酸/酯类的延滞期(除吐温40)和最大比生长速率大于S1。本研究通过对即食对虾优势腐败菌鉴定及碳源代谢效应分析,为优化对虾产品配方,抑制优势腐败菌生长和延长货架期提供理论依据。     

生物有机肥对烤烟黑胫病及根际微生物代谢功能多样性的影响

通过田间小区试验,比较了化肥减量10%配施0.15 kg/m2生物有机肥(T2)和化肥减量20%配施0.3 kg/m2生物有机肥(T3)对烤烟产质量、黑胫病以及根际微生物代谢功能多样性的影响。结果表明:在化肥减量的条件下,配施生物有机肥能获得与常规化肥处理(T1)相近或更高的产量和产值,并显著提高了烤烟的上等烟比例,减轻黑胫病的危害。其中,以T3处理表现最好。随着生物有机肥施用量的增加,烤烟根际细菌、放线菌数量、微生物碳源利用强度、Shannon指数和McIntosh指数均呈现增加的趋势。与T1相比,T3处理的根际放线菌数量和碳源利用强度分别显著增加了112.6%、24.3%,并且McIntosh均匀度指数显著增加了17.5%。主成分分析表明,施用生物有机肥明显改变了烤烟根际微生物的群落功能,氨基酸类、羧酸类、聚合物类、胺类是区分施用生物有机肥导致微生物代谢功能变化的敏感碳源,而糖类、酚类是区分生物有机肥施用量增加导致微生物代谢功能变化的敏感碳源。与其他两个处理相比,T3处理显著提高了烤烟根际微生物对氨基酸类、酚类碳源的利用能力,这可能是减轻黑胫病危害的重要原因之一。      

Biofabrication of carbon quantum dots and their food packaging applications: a review

Food Science and Biotechnology - Carbon quantum dots (CQDs) are an emerging class of novel carbon nanomaterials (&lt; 10&nbsp;nm). These zero-dimensional CQDs have recently invoked...     

食品基碳量子点的制备、生物活性及其在食品包装中的应用

碳量子点是一种尺寸小于10 nm的新型碳纳米材料,因其优异的光学特性受到国内外学者的广泛关注。目前用于合成碳量子点的食品主要来自果蔬及其制品、乳及乳制品、肉及肉制品和水产品及其制品等。一步水热合成法是制备食品基碳量子点最常用的方法。因此,食品基碳量子点相比于化学材料合成的碳量子点具有易于合成、价格低廉、绿色无毒、生物相容性好等优势。并且食品基碳量子点表面通常带有丰富的官能团与杂元素,赋予了碳量子点更优异的抗癌、抗氧化和抗菌等功能活性。目前在生物医学、功能性材料、食品检测等领域广泛应用。近年来,由于食品基碳量子点优异的抗氧化、抗菌和光学活性已被添加到食品包装系统中,增强食品包装紫外屏蔽、抗氧化和抗菌等性能。本文综述了以食品为原料的碳量子点制备方法和原料来源,探讨了食品基碳量子点的优势及其生物活性,以及添加食品基碳量子点的活性包装在果蔬等食品保鲜中的应用,为食品碳量子点的绿色制备及其在活性包装中的应用提供参考和理论依据。     

高果糖浆废液杂糖组分分析及其作为毕赤酵母发酵碳源的资源化利用

废杂糖的资源化利用是高果糖浆生产行业迫切需要解决的问题。该研究首先通过高效液相、质谱和红外光谱分析,确定了杂糖成分为葡萄糖、果糖和聚合度为2~16的线性葡聚糖,包括葡萄糖480 g/L,果糖92 g/L,麦芽糖103.6 g/L,麦芽三糖36.8 g/L,总糖含量802.3 g/L。进一步使用2种常用的毕赤酵母宿主(P AOX1型毕赤酵母、P GAP型毕赤酵母)利用杂糖发酵生产内切β-1,3葡聚糖酶并与标准碳源(甘油和葡萄糖)作对比。结果表明,对于P AOX1型毕赤酵母,杂糖做碳源时细胞密度和酶活性与甘油相比均有所下降,最大生物量分别为59.1和82.0 g/L,最高酶活性分别为157.29和199.2 U/mL。对于P GAP型毕赤酵母,杂糖与葡萄糖的发酵效果相当,说明杂糖可以作为P GAP型毕赤酵母生产内切β-1,3葡聚糖酶的优质替代性碳源。     

不同养地方式对连作烤烟根际土壤微生物功能多样性的影响

以烤烟-水稻复种连作8年的土壤为研究对象, 通过田间定位试验, 研究冬闲、稻草回田、冬种紫云英回田等三种养地方式对烤烟根际微生态的影响。结果表明, (1) 土壤化感自毒潜力以冬闲养地方式烤烟根际土壤自毒作用最强, 其次是冬种紫云英, 稻草回田自毒作用最小。(2) 基于 BIOLOG平板法的微生物功能多样性研究表明, 冬闲利于以糖类、酚酸类物质为碳源的微生物生长; 稻草回田利于以胺类为碳源的微生物生长; 冬种紫云英回田利于以羧酸类、脂肪酸、氨基酸类为碳源的微生物生长。(3) 土壤微生物利用碳源的多样性指数: SIMPSON(J) 指数、SHANNON(H) 指数、SHANNON(HE) 均匀度指数、BRILLOUIN指数、McIntosh(Dmc) 指数, 均稻草回田处理高于冬闲和冬种紫云英, 说明稻草回田最有利于改善烤烟根际土壤微生物多样性。可见, 对改善土壤微生物群落多样性, 减少连作土壤的自毒作用, 稻草回田最好, 其次是紫云英回田, 冬闲最差。      

Fractionation of natural organic matter in drinking water and characterization by 13C cross-polarization magic-angle spinning NMR spectroscopy and size exclusion chromatography

Natural organic matter from drinking water sources was fractionated, and the fractions were characterized by NMR and SEC with the aim of relating NOM structure to treatability. Organic matter was isolated from two Australian surface waters (Horsham, Moorabool) by reverse osmosis and from a groundwater (Wanneroo) by anion exchange. The isolates were fractionated according to polarity and charge by resin adsorption. 13C NMR spectra of the freeze-dried fractions showed the most hydrophobic fraction to be high in aliphatic and aromatic carbon while slightly hydrophobic organics have more carbonyl and alkoxyl carbon. The Horsham and Wanneroo hydrophilic fractions show strong alkoxyl signals attributed to carbohydrate. Moorabool hydrophilics contain aromatic (phenolic) carbon; the apparent absence of carbohydrate appears to be an artifact. Size-exclusion chromatograms were recorded on the original and fractionated organics with both UV and dissolved organic carbon detection. The Horsham and Moorabool organics have similar molecular size distributions while Wanneroo is dominated by strongly absorbing species having large hydrodynamic radii. The hydrophobic and charged hydrophilic fractions also have high apparent MW, while the neutral fraction is higher in low-MW compounds of relatively low specific absorbance, suggestive of carbohydrates.     

寇氏隐甲藻突变株的糖、氮代谢对产油的影响

为了探索在寇氏隐甲藻(crypthecodinium cohnii)突变株的营养生长和油脂积累过程中对碳源和氮源的需求及其影响。通过对照组和5个不同的补糖试验组进行研究,各组经发酵7 d收获,并测定生物量、含油量、DHA含量和DHA产量。结果显示各组在发酵培养24 h时,碳消耗量约为22.5%,氮耗约为50%。随着不同时间的补糖,测定碳耗和氮耗虽有小幅度升降,但在144~168 h时碳耗、氮耗和碳/氮比基本稳定,各组间差异较小。研究表明,前72 h是寇氏隐甲藻生长的重要时期,当碳/氮比在15∶1左右时补糖最佳;当氮源耗尽时补糖不仅可以促进油脂的产生,而且对DHA的形成也是有利的。     

不同储藏年限稻谷的微生物群落代谢功能特性分析

本研究使用BIOLOG ECO平板测定不同储藏年限稻谷微生物群落功能的特性,比较分析了总碳源平均色度变化率(AWCD值)、6类碳源对应的平均色度变化率(AWCD值)、多样性指数并且进行了主成分分析。试验结果表明:未储藏新鲜稻谷的微生物群落代谢功能最强,储藏1年稻谷的微生物群落代谢功能最弱,其后随着储藏时间的增加,储藏稻谷微生物群落的代谢功能逐渐增加;不同储藏年限的稻谷,其微生物群落对胺类碳源的代谢利用能力有显著差异,在6类碳源中对碳水化合物类碳源的代谢利用能力最强;未储藏新鲜稻谷的多样性最大,随着储藏时间的增加,呈现先增加后减少的趋势。通过主成分分析发现,未储藏新鲜稻谷微生物群落的代谢功能与其他储藏年限稻谷存在明显的差异。     

Identification and characterization of sorption domains in soil organic matter using strucuturally modified humic acids

The sorption of phenanthrene was examined in humic acids (HAs) from different sources: a compost, a peat soil, and a mineral soil. Sub-samples of each HA were subjected to bleaching or hydrolysis to remove predetermined chemical groups from their structures. Bleaching successfully removed a large percentage of rigid, aromatic moieties, whereas hydrolysis removed the mobile, carbohydrate components. Phenanthrene sorption by all HAs was nonlinear (N < 1). However, the phenanthrene isotherms of the bleached HAs were more linear than those of the untreated HAs, whereas the removal of the carbohydrate components by hydrolysis produced more nonlinear isotherms. The introduction of pyrene to the phenanthrene sorption system yielded more linear isotherms for all the HAs, indicative of competitive sorption. Proton spin-spin (1H T2) relaxation determined by nuclear magnetic resonance (NMR) was used to identify separate rigid (condensed) and flexible (expanded) 1H populations and to determine their distribution. These 1H domains were highly sensitive to temperature and correlated well with reported glass transition temperatures for HAs. In combination with the chemical treatments, sorption, and spectroscopic data, we were able to observe some significant relationships among chemical groups, sorption behavior, and structural characteristics.