|
01
整合多重视觉评价技术
揭示阴离子羧甲基纤维素
对小酥肉质地的改善机制
近日，中国农业科学院农产品加工所中式食品加工与装备创新团队整合多重视觉评价技术揭示了阴离子羧甲基纤维素（CMC）调控多腔体形成对小酥肉质地的改善机制，相关研究成果发表于权威期刊《Food Hydrocolloids》（JCR一区，IF=11）。加工所博士研究生徐颖为论文第一作者，张春晖研究员和黄峰研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划项目（2023YFD2100700）和中国农业科学院科技创新工程（CAAS-ASTIP-G2025-IFST-06）的支持。
“外酥里嫩”是小酥肉的特征品质。挂糊层形成的高强度凝胶通过抑制水分流失可限制油渗透，从而降低中心肉条层的蛋白热变性程度，达到保持嫩度的目的。然而，水分的保留阻碍了脆度的发育。因此，同时保持挂糊层的酥脆和肉条的柔嫩多汁似乎是矛盾的。外酥里嫩的口感取决于挂糊层形成的凝胶结构对多腔室的调整，而多腔室的构成进一步控制着水、油、热量在介质、挂糊层与核心肉之间的迁移。前期研究发现CMC可与面糊中的淀粉和面筋蛋白通过静电作用修饰凝胶结构，推测CMC可以竞争面筋与淀粉的结合位点，从而削弱面筋与淀粉相互作用引起的凝胶弹性增加。
本研究旨在从面糊性质、凝胶结构、传热传质、腔室形成和肌肉蛋白变性等方面系统揭示CMC促进小酥肉形成“外酥里嫩”口感的机理。结果表明，CMC可通过调整小麦淀粉-面粉共混物的流变特性影响小酥肉的质地。经0.75% CMC处理的面糊形成了最厚的涂层，但其凝胶稳定性较差，容易破裂并产生大腔室。这些大腔室会使更多热量和油脂穿透至核心肉，虽增加了外壳的脆度，却降低了肉质的嫩度。而适量添加CMC（0.5%）可提高油炸挂糊的凝胶强度和完整性，限制油和热量向肉芯层的渗透，减少肌肉蛋白的展开和重新聚集，从而保持肉条的嫩度。同时，延迟蛋白质变性缓解了肉条中的水分向挂糊层的迁移，从而提高了脆度。
上述研究可为小酥肉工业化生产过程中的品质控制提供科学指导。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2025.111556来源：中国农业科学院农产品加工所
02
从风味化合物微观分子构型构象的角度
系统揭示炖煮鸡肉中
关键香气活性化合物的逸散机制
近日，中国农业科学院农产品加工研究所中式食品加工与装备创新团队首次从风味化合物微观分子构型构象的角度，系统揭示了炖煮鸡肉中关键香气活性化合物的逸散机制，相关研究成果发表于国际期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（封面）（JCR一区，IF=6.0）。加工所2021级博士研究生刘岳为论文第一作者，张春晖研究员和杨平博士为共同通讯作者。该研究得到了新疆优质畜产品产业集群-鸡肉产业链重点研发集成项目（2023B02033）、中国农业科学院科技创新工程（CAAS-ASTIP-Q2024-IFST-06）的资助。
风味逸散是指香气化合物从食物基质中释放到周围空气中的物理迁移现象。肉类菜肴中普遍存在风味逸散，易导致香气强度降低、味型不平衡、特征香气丧失以及整体感官体验下降，最终降低产品的市场接受度。人们普遍认为，风味逸散由香气化合物的挥发性和环境因素决定，然而气味分子自身的构型构象对其逸散行为的影响却鲜有报道。
科研人员以炖煮鸡肉为模型，采用分子感官科学技术测定了39种关键香气活性化合物的逸散率，运用机器学习方法分析了分子结构与其逸散率之间的构效关系，采用分子动力学模拟技术分析香气分子与肌肉蛋白间的相互作用，并通过加热变性肌球蛋白-气味骨架化合物吸附体系与荧光光谱法进行了验证。结果表明，风味逸散是由香气化合物与食品基质之间的相互作用决定的，而这种相互作用又直接受香气分子构型构象的影响，其中Ipc（分子的拓扑复杂性）、VSA_EState4（电子环境及空间暴露特性）和fr_aldehyde（醛基数量）对香气化合物的逸散活性影响最为显著，而气味分子的挥发性、沸点、分子量和初始浓度影响较小。
本研究首次从分子结构角度研究了气味物质与食品蛋白基质间的释放行为及其构效关系，完善了食品风味逸散理论体系，可为肉类工业化菜肴风味品质提升提供理论支撑。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.5c01080来源：中国农业科学院农产品加工研究所
03
通过交变电场诱导肉品成核温度点下沉
实现牦牛肉冻结温域无晶化贮藏
近日，中国农业科学院农产品加工所中式食品加工与装备创新团队通过交变电场诱导肉品成核温度点下沉，实现了牦牛肉冻结温域条件下的无晶化贮藏，相关研究成果发表在国际期刊《Meat Science》（JCR一区，IF=5.7）。中国农业科学院与比利时列日大学联合培养博士研究生林珩迅为第一作者，加工所张春晖研究员和李侠研究员为共同通讯作者。该研究得到了青海省中央政府引导地方科技发展基金项目（2024ZY026）和国家自然科学基金（32172150）的支持。
牦牛是一种独特的区域性家畜资源，主要生长在海拔3000米以上的青藏高原及周边高寒地区，其生长周期长、生长环境无污染。与普通肉牛相比，牦牛的营养价值高、肉质优越、风味独特、市场价格较高。然而，低种群数量（全世界约1750万头）和高度集中的地理分布（约95%的牦牛分布在中国西部）限制了全球牦牛肉的供应。此外，由于高原环境恶劣，交通基础设施相对落后，牦牛肉的跨区域物流和长期储存面临挑战，严重制约了产业发展。
冷冻是保存肉类最有效的方法之一。低温可抑制微生物生长和理化性质变化，延长肉类的保质期。但冷冻结冰发生物理膨胀，造成冷冻肉肌纤维结构机械挤压损伤，导致解冻损失（红肉约为5%-8%）和感官品质恶化。经冷冻、解冻的肉较鲜肉品质劣变严重。目前一些新型辅助冷冻技术（如超声波辅助冷冻、超高压辅助冷冻和液氮速冻）能在一定程度上减小冰晶尺寸，减轻对肉品的冻害，但不能完全阻止结晶形成。因此，在物料成核温度以下实现无冰晶保存，是食品保鲜贮藏领域乃至整个生物低温保存领域亟待解决的技术难题。
科研人员提出了一种基于电场的无晶化冻藏（Non-crystal freezing storage，NCF）保鲜方案。该方法可以在低于冰成核温度（-4.5℃）的温度下保存牦牛肉且不形成冰晶。品质指标分析结果表明，与冷冻样品（-4.5℃）相比，NCF避免了冰晶对牦牛肉造成的冷冻损伤，保留了完整的肌肉微观结构，贮藏损失减少5.33%-6.94%。肉品新鲜度指标分析结果表明，与冷藏样品（4℃）相比，NCF使牦牛肉的货架期延长了2~3倍。该研究结果打破了传统冷冻冷藏温区界限，突破了肉品低温保存结冰的桎梏，实现了肉类冷冻品质冷鲜化贮藏，是肉类保鲜减损的新型技术手段。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2025.109863来源：中国农业科学院农产品加工所
04
揭示不同结构低分子量
硫酸软骨素的体外发酵特性
方面取得重要进展
近日，中国农业科学院农产品加工所中式食品加工与装备创新团队在探究不同结构低分子量硫酸软骨素（LMCSs）的体外发酵特性方面取得重要进展，相关研究成果发表于国际权威期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（JCR一区，IF=7.7）。加工所2021级博士研究生王康宇为论文第一作者，张春晖研究员与郭玉杰副研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划（2024YFF1106503）和中国农业科学院科技创新工程项目（CAAS-ASTIP-2025）的资助。
前期研究发现，肠道微生物组成及其代谢产物活性与膳食多糖的分子结构密切相关。硫酸软骨素（CS）是一种功能性阴离子多糖，具有抗炎、抗氧化等多种生物活性；CS可通过水解、抽氢和脱氨基反应降低分子量，制备不同分子结构特点的LMCSs。为探明LMCSs分子结构差异对肠道微生物群组成和代谢产物的影响，本研究分别采用氧化、脱氨基和水热降解的方法制备了不同分子结构特点的LMCSs并分别开展了体外发酵相关研究，阐明不同LMCSs对肠道微生物群及其代谢产物的调节作用。
本研究表明，氧化、脱氨基和水热降解能降低CS分子量，制备具有不同结构的LMCSs，分别命名为LMCSO、LMCSD和LMCSH。体外发酵研究表明，不同分子结构的LMCSs对肠道微生物群及其代谢产物组成存在明显差异影响，碳水化合物代谢程度的顺序为CS > LMCSH > LMCSO > LMCSD。值得注意的是，在发酵过程中LMCSs中的葡萄糖醛酸（GlcA）更容易被肠道微生物利用。与未降解的CS相比，LMCSs显著提高了肠道微生物的丰富度和均匀性，其中LMCSD组表现最为突出。分析肠道微生物组成发现，脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）可能是CS及LMCSs的主要降解菌种。研究表明，LMCSs能显著降低有害菌大肠埃希氏菌属-志贺氏菌属（Escherichia-Shigella）的丰度，并增强了短链脂肪酸的产量；且LMCSO组对有害菌群降低作用效果最显著。除此之外，LMCSs还能调控N-乙酰-D-葡萄糖胺-6-磷酸（GlcNAc-6P）、乳酸和孕酮等有益代谢产物的生成；聚类分析表明，关键代谢产物GlcNAc-6P与拟杆菌属（Bacteroide）、严格梭菌属-1（Clostridium_sensu_stricto_1）和副拟杆菌属（Parabacteroides）的丰度呈显著正相关。
该研究通过体外发酵技术，探究了不同分子结构LMCSs对肠道微生物及其代谢产物组成的调控作用，并阐明了潜在的分子机制，为肠道微生物调节活性LMCSs的靶向制备提供了数据支持。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.143051来源：中国农业科学院农产品加工研究所
05
研究揭示连城白鸭独特羽色
和外貌表型形成的遗传基础和分子机制
近日，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所水禽育种与营养科技创新团队在鸭羽色形成机制方面取得新进展，研究揭示了连城白鸭独特羽色和外貌表型形成的遗传基础和分子机制。相关研究成果发表在《大数据科学（GigaScience）》上。
连城白鸭又称白鹜鸭、黑嘴鸭，原产于福建省龙岩市连城县，具有“白羽、乌嘴、黑脚”独特外貌，是我国最为名贵的鸭品种之一，被誉为“唯一药用鸭”“鸭中国粹”。
羽色和喙色是肉鸭的“包装性状”。传统的肉鸭烹饪方式青睐白色的羽毛、乌黑的喙和胫，因此羽色和外貌是高品质肉鸭育种的重要性状。连城白鸭白色羽毛和黑色的喙、胫、蹼是优质肉鸭配套系选育的理想素材。然而，在品种杂交利用过程中，后代羽色和外貌分离混乱，常规育种要经历多个世代选择后才能基本固定外观，而且商品代个体全部携带纯合的基因型，难以保护品种的知识产权。
自2017年起，水禽育种与营养创新团队与山东荣达农业发展有限公司合作，以连城白鸭和北京鸭为素材，培育了“中畜荣达肉鸭”配套系。研究人员在杂交配套中发现，杂交F1代个体为灰羽色，F2代分别形成4种类型的羽色外貌，而其中一类完全复原了连城白鸭的外观。基于大规模F2群体的统计发现，四种外观的分离比例为3:6:3:4，符合孟德尔自由组合定律中存在隐性上位（Recessive Epistasis）关系的双基因控制性状的遗传规律。
为了准确鉴定出两个因果基因，研究人员从头组装了高质量连城白鸭参考基因组。连城白鸭x北京鸭F2群体羽色全基因组关联分析结果显示出两个明确的信号，分别是13号染色体上的隐性上基因 MITF 和33号染色体上的不完全显性基因 PEML 。2018年，团队克隆了白羽基因 MITF ，发现一个6.6 kb的大片段序列插入到 MITF 基因中，导致其负责黑色素合成的转录本被完全抑制表达，黑色素合成途径被关闭，从而形成鸭洁白的羽毛。 PMEL 基因编码一种色素细胞特异性蛋白，对负责色素沉着的黑色素小体纤维片的形成至关重要。进一步的分析揭示了该基因上存在两个SNPs可能改变 PMEL 的转录，进而影响羽毛着色。
研究人员应用以上研究结果，分别构建了基因型为 bbrr （白羽黄喙）的父本群体，与基因型为 BBrr （白羽黑喙）的母本进行杂交，生产基因型为 Bbrr （白羽黑喙）的杂合型商品代鸭，这种配套模式成功保护了“中畜荣达肉鸭”配套系的知识产权，是分子育种应用于畜禽品种培育的经典案例。
中国农业科学院北京畜牧兽医研究所博士研究生王真为论文第一作者，周正奎研究员为通讯作者。该研究得到国家杰出青年科学基金、中国农科院创新工程、国家水禽产业技术体系和国家重点研发计划项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1093/gigascience/giae114来源：中国农业科学院北京畜牧兽医研究所
06
改善低盐鱼丸凝胶品质
L - 精氨酸促进 Na+迁移的机制探秘
2025年5月，江苏大学食品与生物工程学院高瑞昌教授团队在国际期刊《Food Chemistry》（Q1，IF2025=8.5）上发表主题为“‘Cuckoo in the nest’：L-arginine promoted the migration of Na+ to ameliorate the gel quality of low salt fish balls”的研究型论文。江苏大学食品学院硕士研究生刘元秀为第一作者，高瑞昌教授、石彤实验师为通信作者。
低盐鱼丸 丨 研究背景与方法
制作鱼丸时，为了让鱼丸的口感和质地达到最佳，通常会添加2%-3%的盐。这不简单是调味剂，它能与蛋白质分子相互作用，让鱼丸里的肌原纤维蛋白更好地溶解和膨胀，从而形成良好的凝胶结构，让鱼丸吃起来Q弹有嚼劲。
然而，随着人们对健康的关注度不断提高，高钠饮食带来的健康风险逐渐被重视起来。而鱼丸在水浴加工过程中，Na＋和Cl－会与水交换迁移也进一步了降低低盐鱼丸品质。如何既减少鱼丸中的盐分，又不能让鱼丸的品质打折扣？
本研究制备了添加（0.3%、0.6%、0.9%）/不添加精氨酸（L-arginine，L-Arg）的低盐鱼丸，利用能量色散X射线光谱、等离子体电感耦合等技术，研究L-Arg在鱼丸二段式加热过程中不同部位（内、中、外）的离子迁移分布及鱼丸品质的影响，从离子迁移的角度丰富L-Arg对鱼糜制品减盐保质的理论。
L-Arg 丨 对低盐鱼丸影响的研究结果
结果表明，随着Na＋和Cl－的迁移，鱼丸的持水性从内部到外部逐渐降低，微观结构逐渐恶化（P＜0.05）。而L-Arg通过“鸠占鹊巢”效应与Na＋竞争，促使Na＋在鱼丸制备过程中逐渐迁移。L-Arg对Na＋的部分替代一方面减少了Cl－的流失（P＜0.05），促进Cl－发挥静电屏蔽作用；另一方面，促进了肌原纤维蛋白二级结构从α-螺旋向其他二级结构的转变，这有助于二硫键的增加和疏水基团的暴露。这些变化为后续蛋白质分子间的聚集和交联提供了更有利的条件，从而形成致密的三维凝胶网络结构。
这项研究为食品行业在开发低盐、健康鱼糜制品方面提供了新的思路和理论依据，有助于推动食品行业朝着更加健康、营养的方向发展。未来，相关研究可以在此基础上进一步拓展，探索L-Arg 在其他低盐食品中的应用潜力，以及与其他添加剂协同作用对食品品质的影响，为人们带来更多美味又健康的食品。
来源：江苏大学
07
“健康肉制品加工关键技术创新及产业化应用”
等三项肉类科技成果通过科技成果评价
5月27日，山东省食品科学技术学会组织专家对由临沂金锣文瑞食品有限公司、临沂大学等单位共同完成的“健康肉制品加工关键技术创新及产业化应用”“基于猪肉加工副产物的健康肉制品的研发及产业化”“肉制品绿色保鲜与智能质控关键技术创新与产业化应用”3个项目进行评价。
会议邀请了山东省生物发酵产业协会会长史建国研究员，山东省食品药品检验研究院、国家市场监督管理总局肉制品质量安全重点实验室食品总检验师王骏研究员，临沂市农业科学院副院长冷鹏研究员，新疆大学生命科学与技术学院王亮教授，山东省农业科学院农产品加工与营养研究所肉品加工团队负责人王维婷研究员等5位专家对项目进行评价。学会秘书长任子钰主持评价会。
临沂金锣文瑞食品有限公司研发经理姚现琦，临沂大学刘云国教授、康大成副教授、马超博士以及项目组团队成员参加会议。经过会前沟通和酝酿，由史建国研究员担任本次评价会的主任委员，王骏研究员担任副主任委员。
专家组认真听取项目组汇报，通过审阅成果研究报告，核查创新佐证材料，对各项目主要研究内容、研究思路、关键技术、应用市场等内容进行了充分的质询和评议。经评审，专家组认为：“健康肉制品加工关键技术创新及产业化应用”项目建立了健康肉制品快速检测技术平台，实现了健康肉制品加工关键技术创新。“基于猪肉加工副产物的健康肉制品的研发及产业化”项目建立了糖基化亚硝基血红蛋白、猪骨胶原蛋白肽的制备工艺，开发了以血红蛋白火腿肠、猪骨肽火腿肠、猪骨肽血红蛋白火腿肠为代表的健康肉制品3款。“肉制品绿色保鲜与智能质控关键技术创新与产业化应用”项目研发了基于机器学习模型的肉制品质量安全智能质控技术3项，其预测精度（R?≥0.93）优于单一指标模型，实现了从原料到成品的全流程实时质控。3个项目符合国家产业化发展方向，经济社会效益显著。
来源：山东省科学技术学会
08
基于激光雷达和点云分割技术
在猪体尺表型非接触式
测定研究上取得新进展
近日，华中农业大学信息学院王海燕副教授课题组在Computers and Electronics in Agriculture杂志在线发表题为“Body Parts Segmentation and Phenotypic Traits Extraction of Pig Using an Improved Point Cloud Segmentation Network with Multi-LiDAR”的研究论文。该研究提出一种基于激光雷达和点云分割技术的猪体尺非接触式测量方法，成功重建了猪在真实场景下的三维立体模型，实现了猪在自由站立姿态下高精度地体尺测量，为猪的表型测定和遗传评估提供了全新方案。
猪的体尺是重要的表型评价指标，精准的体尺测量可为遗传评估提供参数，帮助筛选生长性能优良、体型符合目标的种猪，加速品种改良进程，是现代智慧育种和精细化养殖管理的核心基础。传统人工测量方法需将猪驱赶到半封闭式笼秤中保持固定姿态进行测量，不仅耗时费力，且狭小受限的空间环境会引发猪的应激反应，从而影响体尺测量的准确性。随着计算机视觉技术和三维重建技术的发展，通过重建猪的三维模型来精确定位测量点进行体尺计算，不仅能显著提高测量精度，还能提取新的体尺指标，大幅拓宽猪表型评价指标的范围。
为实现非接触、智能化猪体尺指标测定，本研究使用激光雷达构建了猪自由站立姿态下非接触式点云数据采集平台，并结合深度学习点云分割、体尺测量点定位、曲线曲面拟合等技术，提出了一种基于激光雷达和点云分割模型的猪体尺测量方法。首先，本研究构建的基于激光雷达的三维点云采集系统，该平台能完成高质量的猪点云数据的收集（如图1所示）。
其次，为提升点云分割精度，本研究从降采样和特征提取的角度出发，在PointVector模型基础上提出PointVector++模型，在猪点云分割数据集上取得更好分割精度。实验结果表明，PointVector++ 在公共数据集S3DIS较基准模型（PointVector）的总体准确率（OA）、平均类别准确率（mACC）和平均交并比（mIoU）提升1.8%、0.9%和1.5%。在公共数据集 ShapeNetPart上实例级交并比（Instance mIoU）和类别级平均交并比（Class_mIoU）分别提升0.9%和2.2%，在猪点云数据集上 Instance mIoU提升至 90.5%，较基准模型提高 4.5%。其分割可视化效果如图2所示，这些可视化结果进一步验证PointVector++模型在面对复杂猪体姿态、结构变异与局部遮挡等多重挑战下，仍具备强大的分割能力与良好泛化性能。
为进一步评估PointVector++模型在复杂数据条件下的鲁棒性及其性能表现，本研究基于猪点云数据集构建了四个不同稀疏尺度的测试场景：尺度1（50,000点）至尺度4（3,500点），其中各尺度分别对应原始点云密度的100%、40%、16%和7%。特别值得注意的是，在尺度3（8,000点）和尺度4（3,500点）条件下，图3所示的可视化结果清晰地表明，PointVector++分割模型在应对不同尺度和密度的点云数据时均展现出良好分割性能。
最后，完成点云精细分割后，本研究用体尺测量点定位和曲线曲面建模技术，开发出一套基于分割点云数据的猪体尺指标计算方法，实现了10项关键猪体尺指标的自动化精准测量。实验结果表明（如表1所示），与人工测量的真值相比，所有体尺参数的 MAE 均低于 5 厘米，MAPE 控制在 7% 以内，展现出良好测量精度。其中，体宽、臀宽、腹宽和体长等指标的 MAE 和 MAPE 分别低于3.61厘米和 6.88%，R?值超过 0.64，进一步验证了该测量方法的准确性与可靠性。
本研究通过重建猪的三维立体模型，实现了自由活动场景下的非接触式猪体尺指标的测定，显著降低了猪的活动干扰与应激反应，可用于大规模养殖环境下高通量、精准、自动化地提取猪表型性状，为种猪表型测定、遗传评估、新性状的批量挖掘提供技术支撑，有效推进猪智能育种和智慧养殖的研究进程。
华中农业大学信息学院硕士研究生江烨皓为论文第一作者，王海燕副教授为论文通讯作者。该研究得到动科动医学院赵书红教授团队大力支持，动科动医学院李新云教授、熊雄副研究员、工学院黎煊教授、信息学院杜小勇副教授参与研究，信息学院硕士研究生李泽晨、曹钜松参与研究工作。
本研究获国家重点研发计划、华中农业大学-中国农业科学院深圳农业基因组研究所合作基金和中央高校基本科研业务经费等项目资助。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168169925007306来源：华中农业大学南湖新闻网
|
