近日，南京農業大學食品科技學院楊潤強教授課題組在《Chemical Engineering Journal》在線發表了題為“Electrochemical advanced oxidation of glucosinolates derived from rapeseed meal: Parameter optimization, degradation mechanism and toxicity assessment”的研究型論文。該研究跨學科融合食品科學、化學、生物學等學科，首次采用摻硼金剛石（BDD）技術用于菜籽粕硫苷的氧化降解，并對其產物進行了生物安全性評價。
菜籽粕作為油菜籽加工過程中產生的副產物，含有豐富的優良蛋白質和諸多活性成分，具備轉化為高附加值產品的潛力。然而，在提取菜籽粕中的蛋白質、膳食纖維等后，會產生大量含有硫代葡萄糖苷（硫苷，Glucosinolates）的廢液。硫苷在環境中可降解為腈類等環境不友好成分，在水體中的積累可能會對生態系統及動物健康構成威脅。因此，開發綠色高效的硫苷降解技術對減輕由菜籽粕高值化利用過程帶來的環境壓力具有重要意義。摻硼金剛石（Boron-doped diamond，BDD）技術因其優異的物理和化學特性，被認為是電解氧化處理有機污染物中理想的綠色高效電解技術之一。課題組首次采用BDD技術用于菜籽粕硫苷的氧化降解，通過篩選顯著變量后優化工藝得到最佳硫苷降解參數，并研究了硫苷的降解機理，最后通過線蟲毒性試驗評估了降解產物的安全性。
首先，采用確定性篩選設計和中心復合旋轉設計從而確定了最佳硫苷降解工藝條件，即jappl為7.75 mA cm-2、流速為400 mL min-1和NaNO3濃度為2 mM。
其次，以硫苷家族結構最常見且結構簡單的烯丙基硫苷為例。通過結合計算化學和液質分析，提出了烯丙基硫苷在BDD電極上的降解途徑，同時計算出了每種產物的急性和慢性毒性。
最后，選擇模式生物秀麗隱桿線蟲（線蟲）作為研究對象。結果發現，當線蟲暴露于硫苷電解產物中，相比于電解前，其繁殖率、超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活力分別提高了63.06%、12.91%和26.28%，致死率、脂褐素和活性氧含量分別降低了26.80%、37.59%和21.31%。這揭示了BDD技術降解菜籽粕硫苷的有效性和潛在應用價值。
南京農業大學食品科技學院碩士研究生閆麗華為第一作者，楊潤強教授為通訊作者。該研究工作得到江蘇省重點研發計劃項目的資助。
日期：2024-07-18
菜籽粕作為油菜籽加工過程中產生的副產物，含有豐富的優良蛋白質和諸多活性成分，具備轉化為高附加值產品的潛力。然而，在提取菜籽粕中的蛋白質、膳食纖維等后，會產生大量含有硫代葡萄糖苷（硫苷，Glucosinolates）的廢液。硫苷在環境中可降解為腈類等環境不友好成分，在水體中的積累可能會對生態系統及動物健康構成威脅。因此，開發綠色高效的硫苷降解技術對減輕由菜籽粕高值化利用過程帶來的環境壓力具有重要意義。摻硼金剛石（Boron-doped diamond，BDD）技術因其優異的物理和化學特性，被認為是電解氧化處理有機污染物中理想的綠色高效電解技術之一。課題組首次采用BDD技術用于菜籽粕硫苷的氧化降解，通過篩選顯著變量后優化工藝得到最佳硫苷降解參數，并研究了硫苷的降解機理，最后通過線蟲毒性試驗評估了降解產物的安全性。
首先，采用確定性篩選設計和中心復合旋轉設計從而確定了最佳硫苷降解工藝條件，即jappl為7.75 mA cm-2、流速為400 mL min-1和NaNO3濃度為2 mM。
其次，以硫苷家族結構最常見且結構簡單的烯丙基硫苷為例。通過結合計算化學和液質分析，提出了烯丙基硫苷在BDD電極上的降解途徑，同時計算出了每種產物的急性和慢性毒性。
最后，選擇模式生物秀麗隱桿線蟲（線蟲）作為研究對象。結果發現，當線蟲暴露于硫苷電解產物中，相比于電解前，其繁殖率、超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活力分別提高了63.06%、12.91%和26.28%，致死率、脂褐素和活性氧含量分別降低了26.80%、37.59%和21.31%。這揭示了BDD技術降解菜籽粕硫苷的有效性和潛在應用價值。
南京農業大學食品科技學院碩士研究生閆麗華為第一作者，楊潤強教授為通訊作者。該研究工作得到江蘇省重點研發計劃項目的資助。
日期：2024-07-18
