食品界

每年10月16日为世界粮食日，其目的是希望引起人们对全球粮食短缺问题的重视，敦促各国采取行动增加粮食生产，与饥饿和营养不良作斗争。联合国粮食及农业组织将今年全球粮食日活动主题确定为：“水是生命之源，水是粮食之本。不让任何人掉队。”

近期研究成果

纤维素基光热涂层：种子保护和长期谷物储存的可持续解决方案

背景：现代农业的高产量完全依赖于合成杀菌剂、农药、化肥、先进种子技术等的高投入。要解决日益增长的全球粮食需求与过度使用合成杀菌剂和杀虫剂所造成的环境危机之间的难题，就需要具有环境可持续性且适合大规模应用的、改变游戏规则的解决方案。光热疗法（PTT）是一种在生物医学试验中提出的无毒，抗炎和抗肿瘤的方法。其具有出色光吸收的光热材料实现高效的光热转换，微生物细胞被局部热疗杀死，从而不可挽回地损坏膜、蛋白质和酶。因此，PTT比阳光照射更有效，阳光照射是长期谷物储存的标准程序。最重要的是，PTT没有合成杀菌剂和农药等抗菌耐药性问题，这非常有利于光热材料在农业中的长期服务和大规模应用。

结论：种子保护涂层（PDA NPs@Cell-N）由光热聚多巴胺纳米颗粒（PDA NPs）和带正电荷的纤维素衍生物（Cell-N）组成。PDA NPs是优良的光热材料，从紫外到近红外区域具有强而宽的光吸收。此外，PDA NPs具有生物相容性，并且由于制备程序简单，易于大规模应用，有利于种子保护和粮食储存。Cell-N不仅可以提供出色的抗菌活性，还可以通过增强PDA NPs与病原菌和真菌之间的相互作用来改善PTT效果。由于PDA NPs的光热疗法与Cell-N的抗菌活性之间的协同抗菌作用，种子传播的病原体可以简单地通过红外光照射来根除。PDA NPs@Cell-N保护的绿豆比裸豆具有更高的发芽率和更好的幼苗表型（地上和根表型）。此外，PDA NPs@Cell-N无毒且可去除水，种子保护涂层可以完全洗掉和回收，无需担心食品安全。纤维素基光热涂层材料成功尝试开发有别于传统合成杀菌剂的绿色抗菌剂，也为种子保护和长期谷物储存提供了实用且可持续的解决方案。

Reference:

JI X, TIAN W, JIN K, et al. Cellulose-based photothermal coating: a sustainable solution for seed protection and long-term grain storage[J]. ACS Nano, 2023, 17(14): 13861-13871. DOI:10.1021/acsnano.3c03660.

技术工艺对特定谷物品种和主要谷物产品中戊唑醇减少量的影响，以及膳食暴露评估

背景：戊唑醇是谷物中最常用的三唑类活性物质之一，它是目前批准在欧盟使用的十几种三唑类杀菌剂之一，旨在用于预防和干预应用，以保护植物免受真菌疾病的侵害。大量研究表明，戊唑醇可能会增加人们的潜在致癌风险。此外，它可能引起肝毒性，破坏荷尔蒙系统，影响生殖。在分析含有戊唑醇残留的样品百分比及其对人体健康的有害影响时，研究使用适当的技术工艺减少或完全消除农药污染物的可能性是合理的。

目的：确定在不同温度下进行的技术过程对戊唑唑还原的影响，在机械，热，物理化学和生化因素的支持下，不仅在谷物中，而且在初级谷物产品中，即面包；估计最脆弱的亚人群的急性风险。

结论：五个测试因素中的四个（机械因素除外）被证明可有效去除谷物中的戊唑醇残留，以制麦过程为形式的生化因素和以烘烤和烹饪形式存在的热因素在减少戊唑醇方面最有效。用于去除戊唑醇的因素的效率如下：生化（61%）>热（52%）>物理化学（44%）>机械（2%）。单独总结特定的还原过程和技术，在制麦过程中获得了最高的戊唑醇还原量，为86%。此外，在煮沸过程中获得了高达70%的高还原量。在其他工艺中，戊唑醇的还原量较低：烘烤（55%），臭氧化（44%），谷物发芽为食物芽（36%），洗涤和干燥（33%），研磨（2%）。该测试的另一个挑战是与产品（即面包）中农药的存在相关的消费者健康风险评估。关于谷物中检测到的最高戊唑唑残留水平，评估了儿童和成人的健康暴露情况。在所有情况下，这些值都与可接受的阈值100%有很大差异。因此，可以得出结论，儿童和成年消费者可以终生食用黑麦或小麦面包，而不会对健康造成不利影响。结果表明，热、化学和生化因素可用于减少戊唑醇在食用前对谷物的污染。

Reference:

HRYNKO I, KACZYŃSKI P, WOŁEJKO E, et al. Impact of technological processes on tebuconazole reduction in selected cereal species and the primary cereal product, and dietary exposure assessment[J]. Food Chemistry, 2023, 422: 136249. DOI:10.1016/j.foodchem.2023.136249.

（伪）谷物的脱壳、清洁和刷光/抛光对成分特征的影响

背景：（伪）谷物是人类饮食中最重要的能量来源。除了高碳水化合物含量（70%～80%）外，它们还具有高蛋白（7.5%～15%）和矿物质含量（1.5%～3%）以及低脂肪含量（1%～4%）。然而，由于不同的遗传背景、各种环境和农业技术因素及其相互作用，不同谷物的化学成分差异很大。通常，"生"收获的谷物必须通过特殊的技术过程进行清洁和刷洗/抛光，然后才能供人类食用。预清洁谷物的进一步加工涉及精细刷洗/抛光，以去除附着在谷物上的灰尘、孢子、真菌和污染物颗粒，而不会影响发芽能力。在抛光过程中，谷物会损失一部分；损失量取决于谷物种类、处理时间和/或重复操作的次数。虽然去除谷物中的灰尘和杂质有利于健康，但也会去除一些生物活性成分。

目的：本研究旨在确定和比较四种谷物（小麦、斯佩耳特小麦、大麦、燕麦）和两种伪谷物（普通荞麦、鞑靼荞麦）及其谷物组分的物理参数和谷物成分。研究了最小加工过程的影响，其中对收获的风干谷物样本采用了各种非热处理技术或其组合（如脱粒、绞碎、刷洗/抛光、去壳）。

结论：所研究的（伪）谷物的成分特征显示出不同种类和不同加工谷物之间的巨大差异。对收获的谷物进行脱粒、清洁和/或刷洗/抛光处理后，可得到营养丰富、可直接食用的谷物碎粒（即糁），适合烹饪或进一步加工成薄片或全麦面粉。总之，本研究表明，建议对小麦和斯佩耳特小麦进行最低限度的抛光，而对其他品种（大麦、燕麦和荞麦）进行最高限度的抛光，可获得营养丰富的谷物碎屑，适合直接食用。就技术工艺而言，我们假定每种（伪）谷物都需要特定的谷物加工工艺，以产生营养丰富的部分。

Reference:

SINKOVIČ L, PIPAN B, NEJI M, et al. Influence of hulling, cleaning and brushing/polishing of (pseudo)cereal grains on compositional characteristics[J]. Foods, 2023, 12(13): 2452. DOI:10.3390/foods12132452.