亚硝酸盐对东北酸菜细菌菌群丰度及理化指标的影响

为探究亚硝酸盐对东北酸菜发酵过程中优势细菌属及理化指标的动态变化,设计自然发酵体系(S)和添加亚硝酸盐发酵体系(YS),监测发酵过程中东北酸菜理化指标及OD600nm值的变化,采用16S rDNA技术对理化指标变化明显时期的酸菜样本进行细菌属组成分析。结果表明,东北酸菜中的uncultured_bacterium_f_Enterobacteriaceae、Serratia等有害菌属大量繁殖,导致亚硝酸盐大量积累,而积累的亚硝酸盐对uncultured_bacterium_f_Enterobacteriaceae、Serratia和Enterococcus等有害菌的生长繁殖又起到抑制作用,其中对Serratia的抑制作用最强;乳酸菌能够降解亚硝酸盐,但亚硝酸盐对Lactococcus与Leuconostoc的生长代谢具有促进作用,对Lactobacillus具有抑制作用,随着亚硝酸盐被大量降解,其对Lactobacillus的抑制作用会解除。亚硝酸盐通过影响菌属结构及丰度,进而影响发酵体系的理化指标及OD600nm值的变化。

基于内生菌分析东北酸菜发酵菌群溯源

为了探究东北酸菜中发酵菌群的来源,本实验基于高通量测序与生物信息学相关技术手段对生渍和熟渍发酵初期的酸菜发酵液、白菜内生菌及平板分离培养的白菜内生菌菌群多样性展开研究。结果表明:门水平上,生渍和熟渍酸菜绝大部分菌和白菜内生菌相同;属水平上,生渍和熟渍酸菜都注释到了Lactococcus、Leuconostoc、Lactobacillus、Weissella 4种乳酸菌,白菜内生菌注释到299个菌属,其中有6种乳酸菌,除了生渍和熟渍酸菜共有的4种,还包括Bifidobacterium和Tetragenococcus,说明白菜内生菌是乳酸菌的来源之一。熟渍酸菜相比生渍酸菜注释到的致病菌菌属种类和相对丰度明显降低,发酵样本中检测到的致病菌属绝大部分属于白菜内生菌致病菌属。平板上分离鉴定到的51种内生菌菌属中,有3种乳酸菌和酸菜发酵液中的乳酸菌相同。

东北酸菜发酵过程中细菌菌群与亚硝酸盐长消变化关系

为探究东北酸菜发酵过程中细菌菌群与亚硝酸盐长消变化关系,实验设立了两种封闭发酵系统,即未添加亚硝酸盐(自然发酵组)、添加亚硝酸盐(对照组),结合主要理化指标(亚硝酸盐、pH值等)对两个系统内不同发酵阶段的酸菜发酵液(相对丰度排名前30)中的菌属进行比对分析。实验研究了不同发酵阶段有、无添加亚硝酸盐样品的菌群变化,结果表明,添加亚硝酸盐对整个发酵周期中细菌的生长都具有影响,亚硝酸盐使优势乳酸菌菌属(Lactococcus、Leuconostoc、Lactobacillus)、α-变形菌菌属(Allorhizobium-Neorhizobium-Pararhizobium-Rhizobium、Aureimonas、Brevundimonas、Methylobacterium、Sphingomonas)、β-变形菌菌属(Acidovorax、Aquabacterium、Comamonas、Delftia、Herbaspirillum、Methylophilus、Methylovorus)、CFB类菌属(Dyadobacter、Pedobacter、Sphingobacterium)和未培养菌属(Brassica_napus_rape、uncultured_bacterium_f_Chitinophagaceae、uncultured_bacterium_f_env.OPS_17、uncultured_bacterium_o_Chloroplast)在发酵初期相对丰度增加;使致病菌菌属(Acinetobacter、Alkanindiges、Chryseobacterium、Enterococcus、Serratia、uncultured_bacterium_f_Burkholderiaceae、uncultured_bacterium_f_Enterobacteriaceae、uncultured_bacterium_f_Xanthobacteraceae)相对丰度始终处于低水平状态。在S系统内,发酵前期为亚硝酸盐积累阶段,此时Lactococcus、Leuconostoc为优势乳酸菌菌属,而达到发酵中后期时Lactobacillus成为绝对优势乳酸菌菌属;在发酵初期,Acinetobacter、Enterococcus、Serratia、uncultured_bacterium_f_Enterobacteriaceae等致病菌大量繁殖,导致亚硝酸盐大量积累,而积累的亚硝酸盐使这些致病菌的相对丰度始终处于低水平状态,其中对Serratia的生长影响最显著。

海洋细菌假交替单胞菌DL-6来源β-N-乙酰己糖胺酶异源表达及酶学表征

从海洋细菌假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)DL-6中克隆β-N-乙酰己糖胺酶基因(PsHex),扩增至pET-28a(+),并成功在大肠杆菌BL21(DE3)中异源表达,经镍-次氮基三乙酸亲和层析纯化得到纯蛋白。结果表明:PsHex编码876个氨基酸,分子质量约99.46 kDa,理论等电点5.65,序列对比分析表明,Ps Hex属于糖苷水解酶GH20家族;Ps Hex蛋白最适温度30℃,最适pH 8.5,比活力11.30 U/mg,且在20℃、pH 7.5时稳定性最高;重组蛋白可降解琼脂、葡聚糖、可溶性淀粉、卡拉胶等多种底物;Na^(+)、Mg^(2+)、Fe^(3+)、K^(+)、Ca^(2+)、二硫苏糖醇、吐温-80、乙二胺四乙酸、β-巯基乙醇对酶有激活作用;Ps Hex以对硝基苯基-β-D-乙酰氨基葡萄糖苷为底物的米氏常数(K_(m))为2.523 mol/L、转化效率(K_(cat))为79.035 min^(-1)、最大反应速率(v_(max))为2.081 U/mg、K_(cat)/K_(m)=31.326。该研究为酶法降解几丁质产生N-乙酰葡萄糖胺的生产应用提供了理论参考。

大蒜汁对东北酸菜发酵中细菌菌群结构的影响

为研究大蒜汁对酸菜发酵中细菌菌群结构的影响,首先对不同浓度蒜汁的抑菌性及对L.pentosus DY2-7生长的影响进行研究,确定酸菜发酵的蒜汁添加量,然后以自然发酵酸菜为对照添加蒜汁发酵,对发酵过程中的理化指标(pH、总酸、亚硝酸盐)进行监测;利用16S rRNA高通量测序技术对发酵后期酸菜样品中细菌菌群结构进行分析。结果表明:蒜汁的抑菌性随蒜汁浓度增大而增强,0.3%左右蒜汁可能对L.pentosus DY2-7的生长有益,0.6%有显著抑制作用;添加0.3%蒜汁发酵能抑制高“亚硝峰”出现,提高微生物物种丰富度和多样性,显著增加Lactiplantibacillus、Leuconostoc的丰度,显著降低Lactococcus、Pseudomonas的丰度,不会对发酵酸菜中微生物的功能造成显著影响。

SOD高产菌株乳酸菌的选育及其产酶条件的研究

采用常规筛选方法从 2 0 0多株不同种属的乳酸菌中筛选出一株超氧化物歧化酶(SOD)产量较高的菌株 (Sn 898)作为实验出发菌株 ,经紫外线 (UV) ,硫酸二乙酯(DES) ,亚硝基胍 (NTG)复合诱变 ,选育出一株 (Lactobacillusplantarum 5 78简写L .plan 5 78)SOD产量高达 6 4 0 0u/g湿菌体的高产菌株。该突变株的SOD产量较出发菌株提高了 3 5倍 ,并研究了影响SOD产生的最适温度 ,起始pH值 ,通气量 ,培养时间等因素。在优化培养条件下 ,L .plan 5 78菌株SOD产量达 91 0 0u/g湿菌体。

不同发酵工艺对刺梨果酒抗氧化活性的影响

为更好利用刺梨果酒抗氧化活性物质,本研究通过检测6种发酵工艺加工的刺梨果酒的各项指标和体外抗氧化活性,以及利用主成分分析构建的综合评价体系考察刺梨果酒的品质。结果表明,6种发酵工艺中刺梨果酒可溶性固形物无显著性差异;三种自然发酵工艺中酒精度、还原糖、甲醇、Vc无显著性差异;三种灭菌发酵工艺中pH、总酸、酒精度、总糖、Vc和总酚无显著性差异;自然原汁发酵的pH值(3.47)、SOD(66.12 U/mL)、总糖(241.75 mg/mL)、总酚(98.03 g/L)和总抗氧化能力(2.569 mg/mL)与其他发酵工艺存在显著性差异;灭菌冷浸渍发酵的还原糖(5.55 mg/mL)显著低于其他发酵工艺。主成分分析表明,自然带渣发酵工艺发酵刺梨果酒综合分数最高(1.050),是适合刺梨果酒酿造的发酵工艺。

SOD的化学特性及其应用

ＳＯＤ属酸性蛋白酶，对ｐＨ、热和蛋白酶水解等特性比一般酶稳定。Ｃｕ／Ｚｎ—ＳＯＤ，Ｍｎ—ＳＯＤ，Ｆｅ—ＳＯＤ三类ＳＯＤ分子结构均为二聚体或四聚体，其活性中心都含有金属离子，金属离子的存在与否直接影响酶活，ＣＮ－可以使Ｃｕ／Ｚｎ－ＳＯＤ失活，而Ｍｎ—ＳＯＤ和Ｆｅ—ＳＯＤ具有抗ＣＮ－能力。ＳＯＤ作为药用酶使用存在半衰期短、分子量大，抗原性，易被蛋白酶水解等问题，因此，对ＳＯＤ分子进行改造就显得十分重要。对ＳＯＤ进行化学修饰，可以明显地提高ＳＯＤ的稳定性。修饰后的ＳＯＤ不仅完全保留了天然酶的活性，而且在耐热、耐酸、耐碱和抗胃蛋白酶水解能力方面都明显地优于天然ＳＯＤ。鉴于ＳＯＤ是一类重要的氧自由基清除剂，具有抗炎、抗衰老和抗辐射的作用，作为一类新型的治疗酶制剂已广泛应用在医疗、保健、食品等方面。

编码1,3-丙二醇氧化还原酶基因的克隆和表达

采用PCR法克隆了巴氏梭菌 (Clostridiumpasteurianum)CpN 86菌株编码 1 ,3 丙二醇氧化还原酶基因 (dhaT基因 ) ;完成了dhaT基因测序、表达载体构建和在大肠杆菌中表达 ;分离和纯化了dhaT基因表达的重组蛋白。实验结果 :( 1 )PCR法克隆的dhaT基因和肺炎克雷伯氏菌Klebsiellapneumoniae菌株dhaT基因的序列同源性为 82 9% ;( 2 )dhaT基因表达蛋白的酶活为 1 0 8U mg ;( 3)dhaT基因表达的蛋白分子量为 43kD ;( 4 )Westernblot确定了dhaT基因表达的蛋白和CpN 86菌株天然蛋白有相同的抗原反应。

海洋低温蛋白酶菌株发酵条件的研究(Ⅱ)

建立了海洋低温蛋白酶菌株(Pseudomonasalcaligenes简写为Pa040523)发酵最适pH值、温度、时间、接种量、通气量分别为5·5、12℃、72h、7%、170mL;在最适发酵条件下,Pa040523菌株50L发酵罐中低温蛋白酶活性为1,976·2U/mg。

海洋低温BS041208菌株选育及发酵培养基的研究(Ⅰ)

以从渤海和黄海分离出的400株在低温条件下生长良好的菌株为出发菌株,利用常规筛选方法筛选出2株低温蛋白酶产生菌(Bacillussubtilis)。经UV、DES、NTG、EMS、LiCl单独及复合诱变,选育出一株(BS041208)蛋白酶高产突变株。通过单因素实验,确定了BS041208菌株蛋白酶发酵培养基为:玉米淀粉糖0.7%,豆饼粉1.6%,K2HPO40.8%,KH2PO40.6%。该突变株低温蛋白酶产量为867.5U/mg。

海洋低温BS041208菌株选育及发酵培养基的研究(Ⅱ)

建立了海洋低温蛋白酶菌株(Bacillussubtilis简写为BS041208)发酵最适pH值、温度、时间、接种量、通气量分别为5.0、14℃、48h、8%、150mL;在最适发酵条件下,BS041208菌株50L发酵罐中低温蛋白酶活性为1371.8U/mg。

C.pasteurianum高产1,3-丙二醇菌株的选育及发酵培养基的研究(Ⅰ)

以淡水湖泊泥土中分离出的 13株梭菌 (Clostridium)为出发菌株 ,利用常规筛选方法选出 2株 1,3 丙二醇产生菌 (Clostridiumpasteurianum)。经UV、DES、NTG、EMS、LiCl单独及复合诱变 ,选育出一株 (CpN 38) 1,3 PD高产突变株。该突变株较出发菌株 ( 98- 77,98- 10 8) 1,3 PD产量提高了 7倍 ,产量为 31.0 0g/L。通过单因素实验 ,确定了CpN 38发酵培养基为 :甘油 ,90g/L ;NH4Cl,1.70g/L ;Fe2 +,0 .0 0 5 % ;Co2 +,0 .0 0 4 %。

海洋低温蛋白酶菌株选育及发酵培养基的研究(I)

以渤海和黄海分离出400多株在低温条件下生长良好的菌株为出发菌株,利用常规筛选方法选出2株低温蛋白酶产生菌(Pseudom onas alcaligenes)。经UV、DES、NTG、EMS、L iC l单独及复合诱变,选育出一株(Pa040523)蛋白酶高产突变株。通过单因素实验,确定了Pa040523菌株蛋白酶发酵培养基为:玉米淀粉糖1.8%,尿素0.6%,磷酸氢二钾0.6%,磷酸二氢钾0.3%。该突变株低温蛋白酶产量为940.8 U/mg。

海洋中产胆固醇氧化酶细菌的筛选及其发酵条件优化

利用菌落染色法从海洋中分离、筛选高产胆固醇氧化酶的菌株,所得菌株经分子生物学技术进行鉴定,采用单因素试验对其产酶条件进行优化,并利用硫酸铵沉淀、凝胶过滤层析法对酶进行分离纯化。结果表明,以胆固醇为唯一碳源,筛选出具有高胆固醇氧化酶活性的菌株XLH059,酶活力为0.407 U/m L;菌株XLH059被鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus);菌株XLH059的最佳产酶条件为发酵周期24 h,发酵温度26℃,接种量10%,初始pH值7.0,装液量100 m L/250 m L,转速200 r/min,最佳碳源和氮源分别为葡萄糖和蛋白胨,胆固醇含量0.5%。在此优化条件下,胆固醇氧化酶活力为0.72 U/m L,是优化前的1.76倍;经分离纯化获得分子质量约为59 kDa的胆固醇氧化酶。

E.aero高产1.3-丙二醇菌株发酵条件的研究(Ⅱ)

建立了1.3-丙二醇高产菌株(Enterobacter aerogenes简写为E.aero-N-56)1.3-PD厌氧发酵最适pH值、温度、时间、接种量分别为7.0、30℃、48h、9％;在最适发酵条件下,30L发酵罐中E.aero-N-56菌株1.3-PD产量为47.36g/L,生产率为23.68g/L·d。

海洋源低温微生物产苹果酸脱氢酶发酵条件优化

苹果酸脱氢酶(MDH)是参与生物三羧酸循环(TCA)的关键酶,广泛用于临床肝脏相关疾病的诊断,并在生物制药、化工检测等领域具有极大的市场需求。该研究以墓画大洋芽孢杆菌(Oceanobacillus picturae)XJH-11为苹果酸脱氢酶(MDH)产生菌,基于单因素试验,通过Plackett-Burman响应面试验并结合Box-Behnken试验设计对发酵条件进行响应面优化。结果表明,菌株XJH-11产MDH的发酵培养基为葡萄糖10 g/L、酵母膏20 g/L、硫酸镁0.1 g/L、初始pH值8.0,最佳发酵条件为发酵温度27 ℃、摇床转速150 r/min、接种量5%、装液量125 mL/500 mL。在此优化条件下,MDH酶活为43.67 U/mL,比优化前提高了197.87%。

SOD高含量玉米发酵乳的研制

本文针对超氧化物歧化酶(EC1.15.1.1,简称SOD)是清除生物体内有氧代谢所产生的超氧自由基(O_2^-)的特殊功能,兼顾玉米营养保健作用。用玉米为主要原料,以高产SOD的乳酸菌为主要发酵株,研制出高产量SOD玉米发酵乳。该发酵乳具有以下优点:SOD含量高(180μ/mL),且SOD活性在15d内不下降;乳酸菌活体含量高达6.8×10~7个/mL,其中SOD高产菌占40%;该发酵乳的理化指标分别为:蛋白质为1.48%,脂肪为1.96%,固形物为15.6%,酸度为1.35%;具有较酸奶更好的功能性。高含量SOD玉米发酵乳是一种具有广阔开发前景的功能性食品。

微生物工程教学实践与思考

:本文系统地阐述了微生物工程的一般理论、抽象理论的实践性 ,微生物工程应用的实例及教学法方面等问题。