矢车菊素-3-葡萄糖苷（cyanidin-3-glucoside，C3G）是黑米的主要花色苷成分，本研究旨在阐明C3G保护视网膜色素上皮（retinal pigmented epithelium，RPE）细胞及其屏障功能机制，探索C3G维持视觉健康新途径。体内研究证实C3G通过激活核因子相关因子2/血红素加氧酶抗氧化通路，降低炎症因子表达，抑制血管内皮生长因子过表达，缓解视网膜细胞氧化应激和凋亡，保护视网膜结构和功能。基于N-亚视黄基-N-视黄基-乙醇胺（N-retinylidene-N-retinyl-ethanolamine，A2E）和蓝光联合诱导RPE细胞屏障功能紊乱模型，发现C3G可清除细胞内活性氧基团，抑制A2E光氧化和光降解，降低丙酮醛释放，抑制晚期糖基化终末产物mRNA上调，显著抑制细胞凋亡。进一步，C3G可提高光损伤RPE细胞紧密连接蛋白表达水平和细胞跨膜电阻值，表明C3G对RPE细胞屏障功能具有保护作用。透射电镜结果为C3G可维持RPE细胞内质网正常形态结构，C3G通过调控内质网应激，即抑制活化转录因子4（activating transcription factor 4，ATF4）和CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白（CAAT/enhancer-binding protein homologous protein，CHOP）核转移，保护RPE细胞及其屏障功能。此外，C3G可改善线粒体功能并保持溶酶体完整性，调控PRE细胞鞘脂代谢、抑制丝裂原激活的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）通路激活，从而缓解蓝光诱导的RPE细胞凋亡。本研究对合理加工和消费黑米具备极其重大的指导意义。
化学生物学是以小分子为工具，针对重要生物学问题和人类疾病，探究蛋白靶点和作用机制、发掘高效干预物质的交叉学科，分为正向和反向两种研究思路。(−)-Vinigrol是全合成领域的明星分子，其直接作用靶点及拮抗肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）信号的分子机理未知。基于正向的化学生物学研究思路，结合光交联探针和基于活性的蛋白组学技术，成功鉴定vinigrol的蛋白靶点为蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomerase，PDI）；证明vinigrol通过抑制PDI激活解整合素金属蛋白酶17（A disintegrin and metalloprotease 17，ADAM17），从而诱导其底物TNF-α受体的剪切，最终抑制TNF-α信号通路。该项研究表明靶向 PDI-ADAM17 信号模块以调节关键细胞因子受体的剪切可能成为治疗自身免疫性疾病的新策略。通过化学途径选择性清除衰老细胞或抑制其衰老相关分泌表型（senescence-associated secretory phenotype，SASP）的分泌是抗衰老和治疗衰老相关疾病的有效途径，而开发具有此类调控功能的高活性化合物是亟待解决的核心问题。基于反向化学生物学研究思路，利用前药策略和增强的溶酶体β-半乳糖苷酶活性，成功开发了首个可特异杀伤衰老细胞的前药化合物。此外，阐明了咖啡酸通过靶向膜联蛋白A5抑制衰老细胞SASP分泌的抗肺纤维化机制。这些研究不仅加深了对于重要天然产物作用机制的理解，还从调控衰老细胞命运的角度开发了具有应用价值的抗衰老化合物。
多糖为铁皮石斛主要活性成分之一，具有多种生物活性。本研究采用2型糖尿病（T2DM）小鼠模型和抗生素诱导的伪无菌小鼠模型来研究铁皮石斛多糖（DOP）的降血糖机制。结果显示，DOP改善了T2DM小鼠的糖脂代谢紊乱、脂多糖（LPS）泄漏和代谢性炎症水平；同时DOP明显上调了肠道紧密连接蛋白Claudin-1、Occludin和Zonula occluden-1（ZO-1）的mRNA表达，主要是通过LPS/TLR4/TRIF/NF-κB轴抑制肠道炎症和氧化应激水平来修复肠道屏障。利用抗生素干预实验反向证实，肠道微生物是DOP发挥上述有益作用的重要靶点，主要是DOP对潜在的肠道致病菌Helicobacter有很强的抑制作用，抑制率为94.57%，并显著促进益生菌Allobaculum、Bifidobacterium和Lactobacillus的增殖，增殖率分别为34.96%、139.41%和88.95%。由此可知，DOP能够最终靠重塑一些特定的肠道微生物群来修复肠道屏障损伤，这为DOP作为一种新型益生元在糖尿病功能食品中的应用提供了理论依据。
淀粉是绿色可再生的资源，也是人体的主要能量来源和重要的工业原辅料。提高淀粉食品材料的应用效果，拓展其应用领域，一直是研究者关注的焦点。本课题组以淀粉为原料，基于多尺度结构设计策略，分别构建淀粉纳米纤维膜、淀粉纳米颗粒、淀粉微纳米凝胶、淀粉胶束等，结合气相交联、纳米填充、（表）界面自组装等手段，调控其多功能特性，并深入理解其微结构变化与保鲜包装功能及生物活性物质递送性能的构效关系，将功能性淀粉基材料应用于水果保鲜、生物活性物质递送及改善小鼠认知缺陷，试图从多功能设计的视角拓展淀粉基食品微/纳米材料的应用空间。
食叶草又名食叶菜，是我国科研人员自主研发的植物新品种。食叶草不仅产量高，而且营养价值丰富，其干品蛋白含量超36%（m/m），又被称为“蛋白草/菜”。2021年，国家卫健委第9号文件宣布，食叶草为新食品原料。食叶草蛋白（edible dock protein，EDP）中疏水性氨基酸的含量高达43.17%，能够形成疏水空腔，对活性因子有较好的包载性能。因此，本研究以EDP胶束为递送载体，以白杨素（chrysin，Chr）、黄芩素（baicalein，Bai）、芹菜素（apigenin，Api）、高良姜素（galangin，Gal）、山奈酚（kaempferol，Kae）、槲皮素（quercetin，Que）和杨梅素（myricetin，Myr）为不同羟基分布的代表黄酮类化合物。研究了酚羟基分布对EDP与黄酮类化合物自组装行为和分子相互作用的调控机制。根据结果得出，酚羟基位置不同的黄酮类化合物在EDP纳米胶束中的负载量顺序为：Api＞Gal＞Bai＞Chr，Api由于在B环有高活性的酚羟基而具有最大的负载能力。酚羟基数目不同的黄酮类化合物在EDP纳米胶束中的负载量顺序为Myr＞Que＞Kae＞Gal，该顺序与黄酮B环羟基数的顺序一致：Myr（3）＞Que（2）＞Kae（1）＞Gal（0）。微观形貌显示黄酮-EDP纳米胶束具有核壳结构。同时，EDP包封明显提高了黄酮类化合物的水溶性、紫外稳定性和贮藏稳定性。体外消化实验表明，EDP中的黄酮类化合物在胃中拥有非常良好的稳定性，并可在肠中缓慢释放。在EDP与黄酮类化合物的相互作用过程中，范德华力、疏水相互作用和氢键等非共价相互作用是主要的结合力。这些根据结果得出，酚羟基在黄酮类化合物中的位置和数目是调控其与蛋白质分子自组装的重要的条件。本研究将为黄酮类化合物递送载体的高效开发与精准营养提供科学指导。
阿魏酸基于“肠道菌群-肠-肝”轴调节Keap1/Nrf2/ARE通路改善肝脏氧化应激的机制研究
阿魏酸是谷物中含量最丰富的酚酸，且93%以上是结合态，肠道菌群是其发挥作用的关键。通过研究之后发现阿魏酸不仅仅具备降脂和减重功效，还可以显著改善大鼠的肝功能。阿魏酸可以通过调控Keap1/Nrf2/ARE抗氧化通路、上调抗氧化通路相关mRNA的表达、增强抗氧化酶活性来提高肝脏对抗氧化应激的能力。另外，阿魏酸能改善高脂饮食诱导的大鼠肠道菌群失调，且肠道菌Prevotellaceae_NK3B31_group、NK4A214_group、Prevotellaceae_UCG_001和Alloprevotella与肝脏和血液抗氧化能力呈显著正相关，Alistipes与肝脏和血液抗氧化能力呈显著负相关。阿魏酸能调节谷胱甘肽代谢和脂肪分解等代谢途径，且代谢物亚油酸、尿囊素、二十二碳六烯酸、乙酰肉碱和胸苷与肝脏抗氧化能力呈显著正相关，尿苷和景天庚酮糖 1,7-二磷酸酯与肝脏抗氧化能力呈显著负相关；代谢物VB2与血液抗氧化能力呈显著正相关，LPC 22:5、(±)13-HODE和尿嘧啶-6-羧酸与血液抗氧化能力呈显著负相关。
组学技术作为一种高通量的研究手段，能够全面测定生物样品中同类型的分子，分析复杂表型背后潜在的分子特性，为深入揭示天然产物的作用机制提供了新的思路和手段。在对败酱属系统物质基础和活性筛选中发现的16 个降血糖化合物的基础上，利用转录组学和蛋白质组学进一步探究其降血糖作用机制。利用转录组学技术分析了桉脂素处理IR-HepG2细胞后细胞中mRNA表达的变化，发现了13 个共有的差异基因，其中FER1L6的差异性最显著，且在多个能够改善HepG2细胞胰岛素抵抗的化合物中，均具有同样的趋势。在细胞和动物实验中，敲低该基因均能够显著促进GLUT4表达，改善胰岛素抵抗状态，为T2D提供了治疗靶点。利用蛋白质组学技术探讨研究patriscabioin M改善胰岛素抵抗炎症的机制，发现STBD1与炎症关系紧密，同时在维持葡萄糖稳态中发挥及其重要的作用，可能是通过抑制炎症发挥降血糖作用的关键蛋白，为深入研究天然产物改善胰岛素抵抗炎症机制提供参考。
二氢槲皮素通过菌群代谢物调控miR-10a-5p/PI3K-Akt信号通路缓解结肠炎的机制解析
二氢槲皮素（DHQ）是一种黄酮类活性天然产物，2021年被批准为新资源食品原料。前期研究表明，DHQ对结肠炎缓解和肠道菌群调节表现有益作用，而本研究旨在基于肠道菌群代谢物和microRNA相互作用，揭示肠道菌群依赖的DHQ缓解结肠炎新型作用机制。根据结果得出，补充DHQ可以缓解小鼠结肠炎表型，改善肠道菌群失衡，增加短链脂肪酸产生菌和胆汁酸相关菌丰度。随后，菌群移植实验进一步明确DHQ缓解结肠炎的活性能够最终靠肠道菌群介导。接着，对肠道内容物进行短链脂肪酸和胆汁酸靶向代谢组测序，并对结肠炎小鼠分别施以短链脂肪酸和胆汁酸干预。结果发现，DHQ干预会影响小鼠肠道短链脂肪酸和胆汁酸丰度和组成，而短链脂肪酸较胆汁酸具有更加好的缓解结肠炎活性，并对PI3K-Akt途径产生特异性抑制。通过对短链脂肪酸干预小鼠结肠microRNA组学分析，鉴定获得差异表达miR-10a-5p；生物信息学分析和双荧光素酶报告基因实验均证明，miR-10a-5p可以与pik3ca基因的3-UTRs区域直接结合，抑制PI3K-Akt通路激活，缓解结肠炎症状。本研究提出了二氢槲皮素通过菌群代谢物调控miR-10a-5p/PI3K-Akt轴缓解结肠炎的新型机制；从菌群代谢产物和microRNA互作角度，为肠道菌群依赖型作用机制的阐明提供了新的视角。
“健康中国2030”印证了植物源膳食的必要性，该膳食模式的推广契合了“国民营养计划”，但加工产生的巨大副产物资源浪费问题却成为了食品产业可持续发展的新挑战。植物源副产物中仍保留有大量多酚化合物等功能性成分，为植物源副产物的高值化利用提供了理论思路。发酵的植物性膳食是贵州特色饮食模式，发酵过程能促进结合型态的化合物代谢释放，故经发酵的植物源副产物具有富集功能性植物化学成分的特点。基于此，课题组聚焦发酵植物源副产物中多酚化合物，通过解析多酚组成及结构，探究发酵植物源副产物多酚对机体肠道菌群结构、氧化应激水平、炎症因子表达和肠道屏障功能的调节作用，揭示其调控肠道功能的作用机制。课题组旨在以发酵植物源副产物中多酚化合物为切入点，聚焦发酵植物源多酚的功能作用研究，将其作为功能性膳食补充剂应用于食品产业，为高值化利用贵州特色发酵植物源副产物提供科学基础，为响应“国发[2022]2号”——“在新时代西部大开发上闯新路”要求提出可行的贵州方案。
将改性不溶性大豆纤维（insoluble soybean fiber，ISF）添加至牛乳中经乳酸菌发酵制备凝固型酸奶，探究不同浓度ISF对酸奶结构和品质的影响及相关机制。与未添加ISF的酸奶对比，0.25%和0.50%（W/V）ISF诱导形成更加均匀的蛋白网络结构；而0.75%，1.00%和1.25%（W/V）ISF与酪蛋白共同形成了由蛋白网络结构、ISF-蛋白聚集体静电复合物及ISF类凝胶结构三部分介导的非均一网络结构。上述结构特征均导致酸奶凝胶结构强度提升。同时，ISF呈浓度依赖性地提高了酸奶的粘度及粘弹特性，且通过增强凝胶基质与水分结合力提高酸奶的水分稳定性。通过系统对比ISF-凝固型酸奶与市售凝固型酸奶间的流变特性差异，并结合感官评价进一步评估ISF在凝固型酸奶中的应用潜力。发现当ISF浓度介于0.25%-0.75%时，两者具有高度相似的流变轮廓特征，表明其相似的网络结构和口腔质构感受。感官评价结果为0.50%为最佳添加浓度，主要体现在酸奶质地和总体偏好方面的提升。
作为一种新型非热食品加工技术，冷等离子体在多种食品加工中都显示出巨大的应用前景。冷等离子体直接处理、等离子体活化水和等离子体活化气体是其三种主要应用形式，其中前二者的研究报道较多。但是，目前冷等离子体在食品加工中的基础研究仍存在一些尚未解决的问题。例如，冷等离子体处理会引起包括红肉在内的多种食品的脂质发生氧化，这也是限制该技术实际应用的重要瓶颈问题之一。目前一般认为冷等离子产生的活性氧/氮基团是引起脂质氧化的主要因子，但该说法并不能解释贮藏期间脂质加速氧化现象。是否有其他长寿命活性基团的生成，进而促进了贮藏期间的脂质氧化，对此并不明确。第二，等离子体活化水在食品的减菌保鲜、助色等领域都有较多的研究报道。但有研究显示，等离子体活化水可抑制贮藏期间食品脂质的氧化，这一现象与等离子体活化水的理化特性、杀菌机制相矛盾。第三，等离子体活化气体在食品加工中的应用研究报道还较少，其在食品加工中是否有某些独特应用，及其机制如何，都尚不十分清楚。针对上述三个问题，我们分别开展了冷等离子体引起的肌红蛋白血红素辅基结构变化及其在鱼肉脂质氧化中的作用研究、等离子体活化水“抑制脂质氧化”的机制研究、等离子体活化气体对干腌水产品的风味提升、粉体食品的杀菌等研究工作，相关研究结果对加深我们对冷等离子体加工机制、拓展该技术在食品加工中的应用等都有重要意义。
干燥是果蔬减损增效的重要加工方式，能耗高和品质劣变是果蔬干制存在的明显问题。果蔬成熟和热烫等前处理能改变细胞结构，提高干燥速率和提升产品的质量。为揭示前处理对果蔬干燥特性的影响规律与机理，本项目通过显微成像技术分析了前处理过程中果蔬细胞结构的变化，并结合色谱分析研究了细胞壁骨架多糖的演化，明确了前处理过程中细胞结构变化规律与机制；探究了干燥过程中组织孔隙结构演化规律及水分迁移变化，解析了其与细胞结构变化的关系，初步阐明细胞结构变化对干燥特性的影响机制。本研究为果蔬干燥前处理技术的发展奠定理论基础，对促进果蔬提质节能加工具备极其重大意义。
血栓的形成在各种心血管疾病的发病机理中起关键作用，血栓类疾病严重威胁着人类的健康。尤其是在新冠病毒出现以来，慢慢的变多的研究发现静脉血栓栓塞可能是导致COVID-19重症患者死亡的根本原因。因此，血栓的预防和治疗已成为当今学界一大热点问题。本研究以药食同源的汉麻仁蛋白为原料，以优化的酶解工艺进行生物转化获得混合汉麻仁抗血栓肽；通过动态错流浓缩膜过滤技术纯化得到了分子量在3 000 Da以下的汉麻仁抗血栓肽，并进行肽段鉴定，获得了1 749 个多肽序列；采用分子对接等生物信息学手段预测筛选出了具有高抗血栓活性的汉麻肽（结合能打分绝对值100 分）序列103个，优选了8 个进行生物合成，并验证了其体外凝血酶抑制活性；选择凝血酶抑制活性较高的一个多肽序列进行了斑马鱼血栓模型试验，发现汉麻仁抗血栓肽具有血管内皮损伤改善功效，体现于增加心脏红细胞染色强度、改善血流速度和改善节间血管直径，上调血管生长基因vegfr1基因的相对表达量，下调凋亡基因caspase-3基因的相对表达量（P 0.05）。本研究为黑龙江特色农产品的营养化、功能化及增值开发提供了重要的理论支撑。
现代餐饮一头连着田间地头、一头连着食品制造业，与“乡村振兴”密切关联，是与公众的膳食营养和饮食安全息息相关的“国民健康产业”。烹饪到了今天，是一门够格的科学，有其自身独特的研究对象和研究方法。因此，探究烹饪科学烹饪不仅是用于品尝，还用于探索食物中包含的科学真理，符合“大食物观”发展需求，助推餐饮食品产业高质量发展。
低温真空长时蒸煮是原材料在线 ℃进行几小时到几天不等的恒温热处理，近年来大范围的应用于酱牛肉、火鸡肉、鸡腿等肉制品加工。研究根据结果得出，肉制品的烹饪损失率、持水力、颜色随温度的增高变化显著，低温长时蒸煮则更好的保证肉制品的质构。还有部分研究认为低温长时蒸煮技术与传统加热相比，能改善肉的嫩度，在蛋白质变性和微观结构上影响显著。另外，还有研究表明，通过真空包装能够大大减少污染、降低挥发性风味物质的损失和营养流失。通过感官品鉴、色泽、水分含量、剪切力、质构、挥发性风味物质和电子射的测定，经过低温真空长时蒸煮后的猪后臀的品质显著由于普通加热方式。通过低温真空长时蒸煮后的后臀肉研究结果，在结合传统川菜凉菜味型蒜泥味的基础上，应用低温乳化技术调制的蒜泥红油酱汁，制作出符合现代饮食上的习惯、减少餐饮浪费和低盐食物，同时用以制作的蒜泥白肉品质优质，深受消费者喜爱。
射频（RF）具有高效和穿透性强的优点，但与空气解冻相比，射频对肉类解冻的影响尚未得到彻底的研究。使用6 kW、27.12 MHz的射频系统研究了射频解冻和空气解冻对羊肉效率、理化性质、微观结构和总活菌数（TVC）的影响。从－18 ℃解冻到4 ℃，空气解冻需要8.1 h，RF解冻仅需30 min。RF解冻的样品比空气解冻的样品保持了更好的颜色和质地。RF解冻样品的解冻损失、总挥发性碱性氮（TVB-N）含量和TVC均小于空气解冻样品。此外，与空气解冻相比，RF解冻降低了肌原纤维蛋白含量。显微照片还显示，RF解冻对微观结构的损伤很小，而空气解冻对组织架构的损伤要严重得多。基于这一研究，射频加热在肉类解冻中具有巨大的潜在应用价值。
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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。
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每个孩子的成长过程，都应该有这套漫画儿童领导力，实例分析孩子实际问题，给出解决方案，正面引导孩子
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