药食同源功能食品亳州市重点实验室简介

发布者:生物与食品工程系发布时间:2022-06-30浏览次数:876

  一、实验室简介

  药食同源功能食品亳州市重点实验室依托于亳州学院,本实验室围绕国家大健康产业和我省“打造世界中医药之都”的战略目标,立足民生问题,围绕“药食同源功能食品”开发体系,结合药食同源功能食品活性机理研究、加工贮藏保鲜、安全性评估及质量安全监测四个方面开展研究工作。实验室现有固定人员44人,其中高级以上职称16人,拥有博士14人。实验室面积1000余平方米、药食同源功能性食品亳州市重点实验室重点区域500余平方米,仪器设备总值1600余万元。自2019年药食同源功能食品亳州市重点实验室建设以来,实验室投入近1100万元新购置四元梯度超高效液相色谱仪、气相色谱-三重四级杆质谱仪、火焰石墨炉原子吸收光谱仪等仪器设备近20台套,建设的主要科研实验室有天然产物提取工艺实验室、细胞学分析与免疫快速检测实验室、食品分析实验室、食品感官评价实验室、食品质量安全理化分析实验室、功能食品机理研究实验室、重金属分析实验室、食品安全性评估实验室等20余个。

  自2019年药食同源功能食品亳州市重点实验室建设以来,重点实验室科研团队在药食同源功能食品活性成分机理研究及产品开发方向和药食同源功能食品安全性检测与控制方向开展大量科研工作,主持各类科研项目16项,经费总金额198.8万元,其中省部级科研项目7项,校级科研项目9项,科研经费充裕,能够支持科学研究和科研项目的顺利开展。

  二、实验室研究方向

  实验室围绕“药食同源功能食品”开发体系,结合药食同源功能食品活性机理研究、加工贮藏保鲜、安全性评估及质量安全监测四个方面,拟开展两个重点研究方向:药食同源功能食品活性成分机理研究及产品开发、药食同源功能食品安全性检测与控制。

  三、实验室主要研究内容

  方向一、药食同源功能食品活性成分机理研究及产品开发

  提取药食同源功能食品中的活性因子,并研究其生理活性及结构学机理,为药食同源功能食品开发提供理论支撑。微生物发酵药食同源功能食品可提高药用成分、改变分子结构,降低或消除毒副作用、改善药食同源功能食品风味,促进人体肠道菌群代谢吸收,增强药食同源发酵食品药用价值,为传统的药食同源功能食品利用开辟新的途径。

研究食品保藏机理,针对食品营养物质理化性质及储藏中微生物引起食物变质机理,对药食同源功能食品加工技术(超微粉碎,真空冷冻等新型加工技术)进行整合改进,结合储藏条件及包装方式,提高药食同源功能食品保鲜效果,延长货架期,延伸产业链长度、拓展市场宽度。

  (1)药食同源功能食品活性因子提取方法研究及检测方法建立

  结合不同药食同源功能食品特征,研究醇水提取法、超临界萃取等不同提取方法对活性因子提取率的影响机理;针对多酚、多糖等功效成分,建立柱层析法、纸层析法、薄层层析法、高效液相色谱法、大孔树脂吸附法、膜分离法、超临界流体萃取法等多种分离方法;建立如超高效液相色谱(UPLC)等不同检测方法针对药食同源功能食品活性因子进行检测。

  (2)药食同源功能食品活性因子生理活性研究

  针对药食同源功能食品活性因子,采用生物测序、分子模拟等生物结构学或生物信息学手段,研究其生物学活性及结构学机理,结合模式动物体内体外试验综合论证,探讨药食同源功能食品活性因子生理活性,为药食同源功能食品开发提供理论支撑。

  (3)药食同源功能食品发酵基质配方与工艺研究

  结合中医食疗基础理论及微生物发酵技术知识,利用现代微生物发酵技术、中药原料资源动态监测和基本药物信息化技术,开展药食同源功能食品发酵基质配方研究。采用响应面设计、正交设计及均匀实验等方法,结合发酵在线监测技术及微生物育种技术,探索药食同源功能食品相关产品新工艺,寻找关键控制点,建立药食同源功能食品通用化发酵培养新模式。

  (4)药食同源功能食品发酵的机理、功能性成分和可控化研究

利用高通量筛选技术及液滴微流控技术,对药食同源功能食品发酵微生物进行菌群分析,获得优势发酵菌株,结合蛋白质组学、代谢组学及宏基因组学等手段,阐明药食同源功能食品发酵机理。利用HPLC、GC、GC-MS、TOC等仪器,检测药食同源功能食品有效成分种类及含量,分析药食同源功能食品有效成分的存在条件及变化规律。利用现代生物工程技术和发酵控制技术,结合细胞组学、代谢组学及现代生物信息学等手段,实现对药食同源功能食品药效成分的可控化。

  (5)药食同源功能食品发酵的标准化构建

  将传统中药理论与现代发酵技术相结合,利用细胞组学、风味组学及信息化大数据统计等技术,分析药食同源功能食品发酵微生物菌群的生理生化特性,寻找针对单一或多种药食同源功能食品发酵的合适菌株或菌群,探索高效、高质、高产的药食同源功能食品发酵新技术,保证药食同源产品的稳定性,构建药食同源功能食品发酵标准化体系。

  (6)药食同源功能食品新产品开发与利用

  结合中医药理论基础提出新思路,运用新方法、新技术,对目前开发程度不高的药食同源功能食品,采用单一菌种或混菌发酵模式,探寻合适的药食同源功能食品发酵新途径,利用药食同源功能食品为基辅料,深度开发药食两用新产品。对于受破坏较严重的药食同源功能食品,按照化学和分类学方法,寻找相关近缘种的替代物种,从而扩大药源,以此提高药食兼用资源的开发与利用水平。

  (7)药食同源功能食品理化性质及微生物引起变质机理研究

  对食品本身性质进行研究,通过理化性能检测与分析,如红外分析对其成分、含量进行测定,确定食品结构;研究微生物导致食品变质的机理,针对微生物生存环境研究不同储藏条件与包装方式抑制微生物生长,从而保证食品的质量与风味。

  (8)药食同源功能食品加工组合技术研究

  研究改进微波加热等传统加工技术,利用植物破壁等新型加工技术对药食同源功能食品进行深加工,研究新老加工技术机理,结合纳米技术,对超微粉碎、真空冷冻等新老加工技术进行整合改进。

  方向二、药食同源功能食品安全性检测与控制

  研究药食同源功能食品毒副成分理化性质以及外源有害物理化性质对生物转化过程中生物有效性的影响机制,通过体内试验明确其对消化系统的影响,结合体外试验毒性机制研究,揭示毒副成分和外源有害物形成细胞毒性的分子机制,从而对药食同源功能食品毒副成分和外源有害物进行安全性评价,建立药食同源功能食品安全标准。

研究半抗原结构与抗体质量的内在联系,以计算机辅助模拟及生物结构学手段靶向研发高质量的广谱特异性抗体,结合新型材料对免疫检测技术的反应放大机理研究,为广谱快速免疫检测方法提供完善的理论体系。结合多类有害物检测方法,建立健全药食同源食品安全检测体系。

  (1)药食同源功能食品中毒副成分及外源有害物的理化性质及其在体内转化的影响研究

  药食同源功能食品中毒副成分及外源有害物进入人体会发生一系列生物转化,导致其毒副成分及外源有害物在体内的生物相容性和毒性效应发生显著变化。因此,开展药食同源功能食品的理化性质以及生物转化过程的研究,解析其理化性质、生物转化对生物有效性的关键机制显得十分必要。

  (2)毒副成分及外源有害物对消化系统造成的毒性机制研究

  采用正常喂食和灌胃相结合的暴露方式,检测肝功能及相关酶活性的指标,结合药食同源功能食品理化性质,明确药食同源功能食品对消化系统的影响机制。

  (3)毒副成分及外源有害物诱发的细胞毒性及其作用机理研究

  结合毒副成分及外源有害物对细胞系的毒性效应,研究细胞系(如巨噬细胞和肝细胞)相关酶活性的变化、活性氧(ROS)的变化、细胞增殖和凋亡等毒性效应,阐明其诱发的细胞毒性作用方式(如细胞氧化应激、免疫损伤和DNA损伤),分析细胞信号通路及其分子作用机制。

  (4)药食同源功能食品中毒副成分及外源有害物安全阈值的筛选确定及标准建立

  解析毒副成分及外源有害物的理化性质、发生生物转化的过程及对生物有效性的影响机制。通过体内体外实验建立健全毒副成分及外源有害物的安全阈值,完善食品安全性评价标准体系。

  (5)高效半抗原分子设计研究

  针对农药残留、非法添加剂、生物毒素、加工新生有害物、过敏原等有害物的结构特征,通过量子化学、分子力学等各种微观、宏观参数计算,进行半抗原分子设计研究,设计合成更有效的半抗原和人工抗原。

  (6)高广谱特异性抗体制备研究

  采用多抗原同载体免疫方法、共有结构策略、杂交-杂交瘤技术等多种手段制备广谱抗体,并结合SPR等仪器手段、Sybyl等分子模拟手段对抗体的广谱性、特异性及灵敏度进行分析,探讨抗原抗体识别内在机理,为广谱特异性抗体制备进行理论指导。

  (7)广谱免疫快速检测方法的建立与对比

  基于不同方法得到的单克隆抗体、多克隆抗体、基因工程抗体等,建立多种广谱免疫快速检测方法,并结合IC50等亲和指标对同种方法不同抗体或者不同方法同种抗体与小分子有害物识别的灵敏度等进行对比分析,研究方法体系或抗体本身性能对抗原抗体识别机制的影响。

  (8)药食同源植物资源广谱免疫快速检测产品开发与应用

  通过比较不同反应模式、优化检测反应条件、调整检测试剂配方及使用条件,比较不同组装材料及方法,研制开发针对药食同源植物资源有害物的不同的免疫快速检测试剂盒产品如TRFIA试剂盒、ELISA试剂盒、GICA试纸条等定量试剂盒,实现产业化及推广应用。