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谷物食品科学与营养创新团队九位硕士研究生顺利通过学位论文答辩

发布于: 2024-05-18


        2024年5月18日,陕西师范大学谷物食品科学与营养创新团队,国家燕荞麦产业技术体系燕麦加工团队九位2024届硕士研究生进行硕士学位论文答辩。答辩委员会主席为曹炜教授,委员张清安教授、袁莉教授、赵武奇副教授、刘玉芳副教授、杨晓霁高级工程师,秘书为李小平副教授、王晓龙副教授。团队全体教师及非毕业年级研究生聆听答辩。




      王霞题目为《燕麦壳纳米纤维素晶的制备及对淀粉消化特性影响研究》,针对纳米纤维素晶作为功能性膳食纤维抑制淀粉消化的机制尚不明确这一关键问题,以燕麦壳为研究材料,通过酸水解法制备燕麦壳纳米纤维素晶(OHCNC),评价了OHCNC的结构和功能特性,探究了OHCNC调控小麦淀粉的糊化结构、消化特性,解析了OHCNC抑制淀粉、淀粉消化酶的作用机制,为燕麦壳的综合利用提供参考。主要研究结论如下:(1)利用酸水解法制备了棒状结构的OHCNC(直径为30-60 nm,长度为200-500 nm),酸解60 min时产率最高(28.11%)、结晶度最高(66.25%),有明显的丁达尔效应、悬浮稳定性、持水/持油性。(2)不同浓度(0%, 0.2%, 0.5%, 1.0% , 1.5%)OHCNC增加了小麦淀粉的糊化粘度,抑制了淀粉回生,与淀粉通过氢键相互作用增加了抗性淀粉的含量,消化率由83.01%降低到了68.05%,呈现剂量依赖性。(3)不同浓度的OHCNC悬液(0, 0.5, 1.0, 2.0, 4.0, 8.0 mg/mL)可以与α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶结合形成复合物,抑制机制均为静态猝灭,分子对接表明OHCNC通过氢键和疏水相互作用影响酶的二级结构进而影响酶活。


       马恺阳题目为《燕麦植物酸奶生产工艺优化及其品质影响因素研究》,针对燕麦植物酸奶品质影响因素不明晰和消化特性不清楚的问题,研究了燕麦植物酸奶最佳生产工艺参数,阐述了燕麦蛋白质、β-葡聚糖和淀粉对燕麦植物酸奶品质的影响规律,明确了燕麦植物酸奶的消化特性及血糖生成指数变化情况,为高品质燕麦植物酸奶的生产提供依据。主要研究结论如下:(1)燕麦植物酸奶最佳生产工艺参数为:燕麦全粉与水的料液比1:3.9(g:mL),发酵剂接种量0.17%(以燕麦全粉添加量为基础),发酵时间7 h,且料液比对OPY感官评分影响最大,其次是接种量和发酵时间。(2)燕麦蛋白质和β-葡聚糖对燕麦植物酸奶的品质有显著提升作用,分别会使燕麦植物酸奶具有弹性和黏性趋势。(3)OPY中燕麦蛋白质的消化以胃为主,燕麦β-葡聚糖的消化以十二指肠为主,二者均可以显著降低燕麦植物酸奶的eGI值,其中燕麦β-葡聚糖在添加量小于蛋白质的情况下,具有更低的葡萄糖浓度和eGI值(57.33)。


       邱泽题目为《萌动发芽燕麦营养和成分、流变及消化特性研究》,针对萌动发芽过程中燕麦营养成分及功能特性变化规律尚不明确这一问题,本研究分别从萌动发芽燕麦籽粒的营养成分变化、萌动发芽燕麦的流变学特性变化、萌动发芽燕麦片消化特性及eGI指数变化三方面开展研究,阐明了萌动发芽燕麦营养成分、流变及消化特性,为生产低GI燕麦片提供理论依据。主要结论如下:(1)随着萌动发芽时间(0-7 d)延长,燕麦的籽粒干重、淀粉和β-葡聚糖含量下降,膳食纤维、蛋白质和脂肪对含量升高,阿魏酸、γ-氨基丁酸和烷基间苯二酚(ARs)含量显著增加,抗氧化活性与萌动发芽时间呈正相关,萌动发芽提高了燕麦的营养品质。(2)萌动发芽(0、1、3、5、7d)燕麦的淀粉微观结构发生改变,淀粉糊化特性和热特性变化显著,萌动发芽燕麦粉的流变学特性变化明显,改变了燕麦粉的加工品质。(3)不同萌动发芽时间(0、1、3、5 d)的燕麦片的消化以胃阶段为主,其pH及β-葡聚糖浓度降低,可溶肽及葡萄糖浓度增加。萌动发芽处理会降低淀粉含量,降低了燕麦片的eGI指数(61.33-53.29),萌动发芽3 d的燕麦片属于低GI食物。


       王浩瑞题目为《低GI杂粮面条的原料筛选、工艺优化及产品特性研究》,以生产低GI面条为目的,以9种杂粮为研究对象,分析了其主要成分及消化特性,筛选出开发低GI面条的原料,并采用5种传统热加工方式对其进行预糊化处理,分析预糊化处理方式对所选原料理化、结构及淀粉消化特性的影响,获得较优的预糊化处理方式;进一步对预糊化杂粮粉配比、改良剂添加量进行优化,获得质构与口感较优的杂粮面条的生产配方;最后,对比分析了研发的杂粮面条和小麦面条的营养特性、结构特性和淀粉消化特性。此研究可为进一步研发具有多种营养特性的低GI面条提供参考。


       马倩莹题目为《酶解联合湿热处理制备抗消化多谷物粉的方法及其机制研究》,针对谷物全粉在酶解联合物理处理过程中对淀粉抗消化性的影响还不明确这一关键问题,本论文研究了多谷物粉在普鲁兰酶-湿热处理过程中淀粉的多尺度结构变化、多组分互作、杂粮粉粒度以及细胞壁的完整程度对淀粉抗消化性的影响,阐明了复合酶解联合湿热法处理不同粒度的多谷物粉对淀粉消化特性的影响机制,为多谷物粉在高营养价值、低血糖生成指数食品中的应用提供理论依据和技术参考。主要研究结论如下:(1)多谷物粉经过普鲁兰酶复合湿热处理后,淀粉抗消化性的提高主要归因于直链淀粉重结晶以及直链淀粉与单体蛋白质和脂质之间的互作,产生了更多的二元/三元复合物。(2)复合酶解联合反复湿热处理显著增强了淀粉的抗消化性,其中普鲁兰酶处理是导致淀粉晶型由A型向B+V型转变、RS含量大幅增加的关键阶段。(3)细胞壁完整性和粉的粒度与淀粉抗消化性呈正相关,其高抗消化的主要原因是形成了具有B+V型淀粉晶体的紧凑面粉团块,而中小粒度的多谷物粉中的淀粉与游离脂质或单体蛋白质之间更容易发生互作,增加慢消化淀粉的含量。


      李妍题目为《不同种类的淀粉复合物基5型抗性淀粉结构与体外酶解特性研究》,为深入了解不同种类的淀粉复合物对肠道菌群及宿主代谢功能产生的差异 性影响,在本研究中,比较小扁豆淀粉-月桂酸、淀粉-大豆肽、淀粉-茶多酚三种 淀粉复合物的结构特征,以三种复合物为碳源进行体外发酵,评估发酵中淀粉复 合物的结构变化,肠道微生物组成的变化及代谢物谱。研究结论如下:(1)三种 淀粉复合物结构差异较大,复合后,淀粉-月桂酸呈现B+V型,而淀粉-大豆低聚 肽和淀粉-茶多酚呈现B型结构。(2)三种复合物在发酵过程中的多尺度结构都 发生了显著变化,微生物利用淀粉-月桂酸组效果优于淀粉-大豆肽和淀粉-茶多酚 组。(3)利用复合物的微生物有差异,产生的代谢物质各不相同。


      贺倩钰题目为《基于多组学联合分析揭示瘤胃球菌利用抗性淀粉的降解机制》,以小扁豆淀粉为原料,经过压热处理和回生后,分别酶解解纯化,得到小扁豆Ⅱ型抗性淀粉和小扁豆Ⅲ型抗性淀粉。通过体外分批发酵模型进行体外发酵试验,探究瘤胃球菌的生长特性。采用转录组学测序、蛋白质组学测序、非靶向代谢分析等生物信息学分析手段,揭示瘤胃球菌对抗性淀粉在不同分子层面的降解机制,评价抗性淀粉底物结构的差异对降解机制的影响。通过分离发酵后的抗性淀粉,对比发酵不同阶段小扁豆Ⅱ型抗性淀粉和小扁豆Ⅲ型抗性淀粉多尺度结构的变化,进一步探究瘤胃球菌酵解特性与抗性淀粉底物结构间的关系。主要研究结论如下:抗性淀粉的结构的不同会影响瘤胃球菌的降解模式。本研究揭示了具有不同结构特征抗性淀粉在瘤胃球菌作用下的酵解机制,为具有高效酵解特性的抗性淀粉的合理加工利用提供理论依据和试验基础。


       兰璐题目为《湿敏响应抗菌包装材料的制备及其控释机制研究》,针对生鲜食品保鲜及挥发性抗菌剂的按需控释这一要求,本论文基于包装内顶空相对湿度(RH)变化开发了湿敏响应抗菌包装,阐明了抗菌材料在不同RH下抗菌剂释放规律和不同RH调控抗菌微胶囊释放的作用机制。主要研究结论如下:(1)以β-环糊精,肉桂醛,壳聚糖和双醛纳米纤维素为材料开发了湿敏响应抗菌包装,具有湿响应抗菌和保鲜效果。(2)包合物中CIN释放量与RH成正相关。高RH使晶体重排,水分子结合位点在弱结合水部分(3)MD模拟表明水分子优先与环糊精C6位羟基结合,并使CIN和β-CD间氢键相互作用和结构稳定性变差,致使CIN脱离包合物结构,CD-ICs中CIN释放具有湿度依赖性。


       徐利娟题目为《光敏抗菌复合膜的制备及其对猪肉保鲜作用研究》,针对如何提高传统抗菌包装的抗菌效率这一关键问题,本论文研究了具有高效光动力抗菌能力的活性包装在生鲜猪肉保鲜中的应用,制备基于天然光敏剂黄连素和3,4,5-甲氧基肉桂酸的光敏纳米粒子、光敏抗菌复合膜以及协同增效光敏抗菌复合膜。其次,对光敏纳米粒子的形貌结构、自组装机理、活性氧生成能力、荧光强度等进行测定,以及对复合膜的紫外线阻隔力、机械强度、亲水性、水蒸气阻隔力等特性进行测定,最后探究了其在模拟太阳光下的抗菌性以及对猪肉的实际保鲜效果,主要研究内容如下:(1)通过自组装方法制备了显著增强ROS生成和光敏抗菌作用的黄连素-3,4,5-甲氧基肉桂酸纳米粒子(BT NPs)。(2)将纳米粒子固定在明胶基复合膜中,开发一种具有理想包装性能的光敏包装膜,仅需15 min即可灭活所有接种的金黄色葡萄球菌。(3)将纳米粒子与聚赖氨酸结合后固定,制备协同复合膜。该膜在光下暴露15 min,即可杀灭6 log CFU/mL以上大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,使用该膜包装猪肉的总菌落数、蛋白质氧化、脂质氧化、pH值均显著改善,可将新鲜猪肉的保质期延长至10天(4℃)。


截至目前,2024届9位硕士研究生共发表科研论文10篇,其中SCI论文6篇,中文核心及以上级别论文4篇,形成燕麦、荞麦、小麦、抗性淀粉、活性包装加工技术5项,申请专利2项。谷物食品科学与营养创新团队将致力于提升硕博士人才培养质量,持续聚焦燕麦荞麦产业发展过程中的共性关键难题,不断开拓创新,为推动特色谷物食品产业高质量发展贡献团队力量。