微生物多糖在酸奶中的应用研究进展

微生物多糖主要是由细菌、酵母等在代谢过程中产生的一类复杂的生物大分子,因其具有独特的结构功能而在近年来被广泛应用。大量研究表明,将不同来源的微生物多糖添加到酸奶中,可充分发挥多糖对酸奶功能的强化作用。该文首先介绍添加到酸奶中的微生物多糖的来源、结构及功能特性,然后就不同的微生物多糖添加到酸奶后对产品品质的影响进行综述,最后展望微生物多糖在酸奶中的应用前景。

酶解与发酵联合处理对黑木耳成分及生物活性的影响

为探究黑木耳液经过酶解与发酵联合处理后的成分和生物活性的变化,将黑木耳液利用纤维素酶、果胶酶酶解,再利用接种比例1:1的植物乳杆菌(L.plantarum)与发酵乳杆菌(L.fermentum)进行发酵,测定经酶解与发酵联合处理前后木耳液的成分变化,通过傅立叶红外光谱(FTIR)和原子力显微镜(AFM)表征其结构;对其抗氧化活性,体外抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性进行评价;建立H_(2)O_(2)诱导RAW264.7细胞氧化损伤模型,通过检测抗氧化酶含量来评价不同质量浓度木耳发酵液对细胞氧化损伤的保护作用,以及对RAW264.7细胞增殖、吞噬效果及细胞因子释放量的影响。结果表明,木耳发酵液中总糖含量由未处理木耳液的170.57 mg·g^(-1)提高到539.14 mg·g^(-1),同时,蛋白质含量由未处理木耳液的15.00 mg·g^(-1)提高到81.28 mg·g^(-1);FTIR光谱分析结果表明,木耳发酵液中-OH峰明显变宽;原子力显微镜结果显示,木耳发酵液的三维结构呈密集的谷堆状,木耳中的多糖水解生成了较多小分子的糖,支链含量增多并聚集成团;黑木耳发酵液质量浓度为0.5 mg/mL时,其α-淀粉酶抑制率较木耳液相比提高了2.39倍;在黑木耳发酵液质量浓度为5 mg/mL时,其胆酸盐结合能力是黑木耳酶解液和木耳液结合胆酸盐能力的1.37倍和2.66倍。木耳发酵液显著提高了RAW264.7细胞的增殖和吞噬能力,并对氧化损伤的RAW264.7细胞具有保护效应。酶解与发酵联合处理显著提高了黑木耳活性成分的功能,为黑木耳产品的深入开发研究提供了理论依据。

假单胞菌Y5-11的分离筛选及比较基因组学研究

菌株Y5-11是从哈尔滨周边地区地下水中分离的一株假单胞菌,具有较高的自养脱氮能力。菌株Y5-11的16S rRNA基因序列与模式菌Pseudomonas koreensis Ps 9-14T高度同源(99.72%)。获得了菌株Y5-11的全基因组序列,采用比较基因组学分析了菌株Y5-11的碳源利用和脂肪酸含量特征,对菌株的生理生化特征进行了系统研究,发现菌株Y5-11与模式菌Pseudomonas koreensis Ps 9-14T在碳源利用上较为接近,但两株菌株在生长温度和硝酸盐还原方面存在差异。菌株Y5-11有17个特有基因,其在脂肪酸种类及含量上与其他菌株相比,存在明显的特异性,主要脂肪酸为C16:0和C17:0 cyclo,含量分别为19.37%和21.09%。通过以上研究,确定了菌株Y5-11的分类地位和生物学特征,为菌株Y5-11的进一步应用提供了生物学参考依据。

产胞外多糖酵母菌的筛选鉴定及发酵条件优化

酵母菌胞外多糖(Exopolysaccharides,EPS)具有提高机体免疫力、抗氧化、抗肿瘤和降胆固醇等良好的功能特性,广泛应用在食品和医药等领域。为了丰富高产EPS酵母菌的菌株来源,从实验室保藏的10株酵母菌中筛选出一株高产EPS酵母菌Y3,并通过形态特征、生理生化特征和18S rDNA序列分析进行了鉴定。然后,探究其pH和胆盐耐受能力,利用单因素试验优化培养基组分和发酵条件。研究表明,酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae,S.cerevisiae)Y3初产量最高,为(3.27±0.22)g·L^(-1)。菌株在pH为3.0~8.0时,有20%以上的存活率,胆盐浓度为0.3%时,仍有(18.12±3.36)%的存活率,具有良好的体内益生菌应用潜力。S.cerevisiae Y3在蔗糖7%、酵母浸粉0.2%、氯化铵0.15%、磷酸二氢钾0.15%、氯化钙0.02%、接种量2%、初始pH 7、140 r·min^(-1)、30℃条件下培养144 h时,EPS产量达到(4.34±0.32)g·L^(-1),是优化前的2.30倍。研究结果为S.cerevisiae Y3作为益生菌的应用提供了依据,也为该菌株EPS规模化工业生产奠定了基础。

黑木耳膳食纤维发酵乳的制备及品质评价

通过酶法提取黑木耳水不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber,IDF),探究黑木耳IDF添加量对发酵乳酸度及活菌数的影响;以感官评分为指标,在单因素试验的基础上,通过正交试验对黑木耳IDF发酵乳的配方(黑木耳IDF、脱脂乳粉和羧甲基纤维素钠添加量)进行优化,并对优化后的黑木耳IDF发酵乳成品进行营养成分及质构特性测定。结果表明:黑木耳IDF能够促进乳酸菌增殖,黑木耳IDF添加量为7%(换算成冻干粉含量为0.78%)、羧甲基纤维素钠添加量为1.5%、脱脂乳粉添加量为2.0%时为最佳工艺,制得的黑木耳IDF发酵乳蛋白质含量为(3.53±0.08)%,脂肪含量(3.12±0.03)%,灰分含量(0.78±0.12)%,固形物含量(19.35±0.49)%;分析发酵乳贮藏期间品质发现,黑木耳IDF提高了发酵乳贮藏期间的持水力、硬度、咀嚼性和胶黏性,并且IDF对发酵剂有一定的保护作用。

自杀质粒同源重组技术敲除阴沟肠杆菌budC基因以提升乙偶姻的产率

为了研究阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae,E.cloacae)SDM的2,3-丁二醇脱氢酶(budC)基因对乙偶姻产生的影响,采用自杀质粒同源重组技术敲除该基因。根据E.cloacae SDM的budC基因序列设计引物,构建budC基因敲除质粒,然后将质粒转化进E.cloacae SDM中,根据表型筛选及PCR验证获得budC基因缺失菌株。进行发酵试验后,利用高效液相色谱检测乙偶姻产量。结果表明,目的基因budC敲除成功,与原始菌株相比,基因缺失菌株2,3-丁二醇的产量降低了76.34%,乙偶姻的产量提高了103.78%。budC基因的敲除阻断了乙偶姻进一步分解代谢产生2,3-丁二醇的途径,提高了乙偶姻的产量。该试验获得了E.cloacaeΔbudC突变株,为利用微生物法工业化生产乙偶姻奠定了基础。

单针藻(Monoraphidium sp.)4M-18对4种抗生素的敏感性分析

为探讨单针藻(Monoraphidium sp.)4M-18对抗生素的敏感性,采用血球计数板监测藻细胞密度来研究卡那霉素、四环素、氯霉素和青霉素4种抗生素对单针藻4M-18生长的影响。结果表明,不同浓度的卡那霉素、四环素和氯霉素对单针藻4M-18的生长均有不同程度的抑制作用。在液体和固体培养基中,150和100 mg·L^(-1)青霉素对单针藻4M-18的生长及藻细胞形态无影响,但是对杂菌有很好的抑制效果。本研究为单针藻4M-18利用抗生素法进行无菌化处理奠定了基础,降低了其他微生物对单针藻4M-18生物量与油脂积累的不利影响。

不同生境黄檗AM真菌菌群结构分析

以3个不同生境黄檗菌根为研究对象,采用酸性品红染色法分析黄檗根系AM真菌侵染情况;利用PCR-DGGE技术并结合DGGE图谱分析、DNA测序及系统发育分析,研究黄檗菌根AM真菌菌群组成及多样性,揭示不同生境黄檗AM真菌菌群动态变化规律,为黄檗菌根功能菌群的研究奠定基础。结果表明:不同生境黄檗根系与AM真菌均能形成良好的共生关系,并且侵染率、DGGE图谱条带丰度和优势度存在差异。城市人工林地区菌根的侵染率、丰度、优势度、多样性指数均高于天然次生林和天然原始林,且天然原始林地区菌根各项检测指标最低。DGGE条带测序和系统发育分析显示:全部序列可分为4类菌群,即球囊霉属、盾孢囊霉属、多孢囊霉属和肉盘菌科。城市人工林、天然次生林和天然原始林黄檗根系样品中最具优势的AM真菌均为Glomus属。

摩西管柄囊霉与连作大豆根腐病原菌尖孢镰刀菌的相互关系研究

以黑农44(高脂肪品种)大豆品种作为试验材料,以不同方式在连作大豆根际土壤中接种摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)和大豆根腐病原菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)。采用传统形态学方法检测Fu.mosseae和F.oxysporum侵染大豆植株根系情况。利用实时荧光定量PCR技术分析Fu.mosseae和F.oxysporum DNA含量变化。结果表明:Fu.mosseae和F.oxysporum均能侵染大豆植株根系,但接种Fu.mosseae的大豆植株根系及根际土壤样品中F.oxysporum DNA含量显著降低,表明Fu.mosseae对F.oxysporum具有强烈的抑制作用。本研究为进一步研究AM真菌克服大豆连作障碍提供了理论依据。

能源作物甜高粱的综合开发与利用

甜高粱是一种新型的绿色能源作物,它具有生物学产量高,含糖量高,乙醇转化率高等特点,可用于制糖、畜禽饲料、生产生物燃料、造纸等,综合利用途径十分宽阔,利用价值大,经济、社会和生态效益十分显著。

响应面法优化大麻果胶酶产生菌发酵培养基

果胶酶是影响大麻脱胶的关键酶,应用果胶酶可以降低脱胶成本,提高精干麻的制成率和梳成率,为了使自行分离得到的菌株HDDMG05获得较高水平的产酶能力,优化了此菌株产果胶酶发酵培养基的条件。本项研究主要采用Plackett-Burman(PB)法和响应面分析方法(RSM),对培养基的橘皮粉、酵母提取物、硫酸铵、pH值和NaCl等因素进行优化。结果表明:培养基在橘皮粉16.1%、酵母提取物0.2%、硫酸铵0%、pH值4.98、NaCl0.5%、K2HPO4 0.05%、MgSO4.7H2O 0.01%时,菌株HDDMG05可以获得8100U/mL的最大产酶量。采用基于响应面分析方法能够较大地提高菌株产酶能力。

连作对大豆根际土壤细菌菌群结构的影响

土壤细菌的菌群结构是土壤生态环境质量的重要组成部分。为探明大豆连作种植后根际土壤细菌群落结构变化,试验选取连作0年大豆根际土样与连作2年大豆根际土壤,利用Illumina高通量测序技术对比研究了其中的细菌群落结构。结果表明,连作0年根际土壤中的细菌丰富度和多样性指数均高于连作2年大豆根际土壤中相应值。大豆根际土壤中的噬纤维菌科(Cytophagaceae)、鞘氨纯单胞菌(Sphingomonas)、慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)及链霉菌属(Streptomyces)等一些有益菌的相对丰度要变化并不显著。大豆连作会降低土壤的细菌多样性,改变细菌菌群结构。但是在短期连作过程中,不同作物根际微生物类群的变化规律各不相同,难以用来推断作物连作所存在普遍现象。以期试验结果同时为缓解短期大豆连作障碍提高大豆产量提供一定的理论依据。

酸菜中具有抑菌活性乳酸菌的分离鉴定及其产细菌素特性

目前已有研究陆续从不同的乳酸菌中分离到细菌素,但是这些细菌素存在着抑菌谱窄的问题,寻找广谱抗菌性能的新一代细菌素具有重要的理论价值和应用前景。以市售保质期较长的8种不同品牌的酸菜为材料,将青霉菌作为指示菌,通过抑菌实验筛选出一株能产生抑菌物质的菌株L_(3),经过生理生化鉴定、16S rDNA测序分析确定该菌株为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum),故命名为植物乳杆菌L_(3),NCBI序列号为MT781360。该菌株在MRS培养基中于37℃培养18~24 h时产细菌素L_(3)的抑菌活性最强。将该培养上清液采用乙酸乙酯萃取,葡聚糖凝胶柱Sephadex G-50过滤分离纯化,再经Trinice-SDS-PAGE电泳结果显示,细菌素L_(3)的分子质量约为4~5 kDa。细菌素L_(3)对蛋白酶敏感,但其活性不受过氧化氢酶的影响,初步结果显示细菌素L_(3)为蛋白质类物质。细菌素L_(3)在60~100℃处理20 min或121℃处理15 min仍具有较高的抑菌活性,pH值2~10范围内有良好的稳定性;对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌以及部分真菌具有抑菌活性。植物乳杆菌L_(3)分泌的细菌素L_(3)除了具备现有细菌素的稳定性和对革兰氏阳性细菌的杀菌能力以外,还能对革兰氏阴性细菌和真菌起到抑菌效果,这对于易被真菌污染导致腐败的果蔬类产品及乳制品的保藏具有重要意义,希望研究可为具有广谱抗菌性能的天然防腐剂的生产提供新的菌种。

纳豆芽孢杆菌发酵菜用大豆中总黄酮的提取及其降血脂效果评价

本研究以菜用大豆等外品为原料,通过纳豆枯草芽孢杆菌发酵来提高其总黄酮含量,为提高菜用大豆产品的附加值提供理论支持。实验利用纳豆芽孢杆菌对菜用大豆等外品进行发酵,以发酵产品中总黄酮含量为评价指标确定纳豆发酵的最优条件,通过D101型大孔树脂对提取的总黄酮进行纯化,采用芦丁比色法测定总黄酮含量。体内实验分为肥胖预防实验和缓解实验:以C57BJ/6L小鼠为模型,预防实验在饲喂高脂饲料的同时,灌胃总黄酮提取物溶液(50 mg/kg·d);缓解实验是利用高脂饲料建立起肥胖小鼠模型后,灌胃低、中、高剂量的总黄酮提取物溶液(分别为20、50和100 mg/kg·d)。通过小鼠体重、血脂以及促炎因子等指标评价总黄酮溶液的降脂效果。结果表明,菜用大豆发酵生产黄酮的最佳条件为:枯草芽孢杆菌接菌量为1.15×1011 CFU/100 g菜用大豆,发酵温度37℃,发酵时间24 h,后熟时间12 h,此时纳豆总黄酮得率为4.30 mg/g菜用大豆;测得该粗提物中黄酮含量为22.1%;预防实验组给予黄酮处理后,小鼠体重和Lee's指数与正常对照组相比均无显著差异(P>0.05)。缓解实验中高、中、低剂量黄酮提取物处理组小鼠血清中甘油三酯(TG)含量分别为313.10±10.12、310.39±31.76和310.1±10.20 nmol/L,与正常对照组(330.80±34.36 nmol/L)无显著差异(P>0.05);黄酮各组灌胃干预后,小鼠血清总胆固醇(TC)、白介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量均较高脂模型组显著下降(P<0.05)。结论:利用纳豆芽孢杆菌发酵菜用大豆提高了其总黄酮含量,该黄酮提取物具有预防和缓解高脂饮食小鼠血脂升高的效果。

硫素对大豆根围AM真菌菌群结构的影响

以大豆品种黑农48为材料,通过盆栽试验研究了不同硫素水平对结荚期大豆AM真菌侵染率的影响及其菌群结构的变化。结果表明:不同硫水平对大豆AM真菌的侵染率和菌群结构均有影响,其中大豆根系和土壤中AM真菌的多样性在硫素水平为0.02 g.kg-1时较高,当继续增加硫素水平时反而有所降低,不施硫时最低,表明适当施加硫素能够提高AM真菌的多样性,高硫水平反而抑制AM真菌的多样性。通过对DGGE图谱中G1等12条条带的序列分析表明,12条条带对应的菌种均为球囊霉属(Glomus)AM真菌,表明该试验中球囊霉属是大豆根系和根际土壤中的优势AM真菌。

杏鲍菇多糖组分的分离纯化及结构鉴定

目的对含有岩藻糖(fucose,Fuc)的杏鲍菇多糖进行分离纯化,并分析其结构。方法通过水提分级醇沉得到60%乙醇醇沉杏鲍菇多糖(Pleurotus eryngii polysaccharides,PEP)。杏鲍菇多糖经离子交换层析和凝胶层析分离纯化,采用凝胶渗透色谱法(gel permeation chromatography,GPC)测定PEP各组分的相对分子质量;高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)检测岩藻糖;傅里叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectrum,FT-IR)、X-射线衍射(x-ray diffractometer,XRD)分析、原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)观察等方法对PEP各组分进行结构表征。结果PEP经分离纯化得到PEP-1、PEP-2和PEP-3共3种多糖组分,分子量依次为1.585×10^(6)、4.266×10^(4)和1.995×10^(3)Da。岩藻糖存在于PEP-1组分中;FT-IR显示PEP-1和PEP-2存在C-O-C键拉伸和吡喃环构型;PEP-2存在β型糖苷键,PEP-3为β-葡聚糖。XRD结果显示3个组分多糖结晶指数分别为38.89%、47.22%和20.00%。AFM观察结果显示,PEP-1整体呈现流星状结构,多糖粒子聚集;PEP-2为链状螺旋结构且以小球状体聚集;PEP-3呈现小螺旋棒状结构。结论PEP分离纯化得到3个组分多糖,岩藻糖存在PEP-1组分中。

α-淀粉酶抑制剂构效关系及应用研究进展

淀粉酶抑制剂(α-AI)是一类对人、昆虫胰腺和唾液表现出抑制活性的物质,能够降低人体内血糖指数,并能够杀灭害虫,在医药、农业领域有着广泛的应用。本文综述了蛋白质类和非蛋白质类α-淀粉酶抑制剂的来源、结构以及作用机理,重点从构效关系的角度对α-AI的作用机制进行了剖析,同时对α-淀粉酶抑制剂在疾病防治和农业生产及植物保护方面的应用进行了总结。本文为不同来源的α-AI产品的深度开发及应用提供参考。

PPAR-γ及其调节剂与脂肪代谢的关系研究进展

肥胖及其带来的高血压、糖尿病等一系列代谢性疾病已经为人们所关注。关于引起肥胖的机制已经有大量的报道,过氧化物酶增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptors,PPARs)家族成员对肥胖及脂代谢调节作用的研究取得了一些进展,过氧化物酶增殖物激活受体-γ(PPAR-γ)及其激活因子/抑制因子在脂肪代谢、各类炎症和免疫反应中发挥了极其重要的作用。本文介绍了PPAR-γ对脂肪形成过程中的调控作用,以及PPAR-γ激动剂/拮抗剂与脂代谢的关系,为深入研究PPAR家族在肥胖发生过程中的作用机制及控制措施提供参考。

纳豆芽孢杆菌发酵菜用大豆中纳豆激酶的提取及其性质分析

以菜用大豆为原料,直投式纳豆芽孢杆菌作为发酵剂,纳豆激酶活力作为评价指标,通过单因素和正交试验优化纳豆激酶发酵工艺条件;通过盐溶、硫酸铵分段盐析、二乙氨乙基(DEAE)阴离子交换柱分离纯化纳豆激酶,并采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)确定其分子质量,并进行酶学性质和体外溶栓效果分析。结果表明,菜用大豆发酵生产纳豆激酶的最佳条件为:每100 g蒸煮菜用大豆接入1.15×10^11 CFU/g直投发酵剂,发酵温度37℃、发酵时间36 h、后熟时间18 h时,此时纳豆激酶活力可达2326.60 IU/g。纳豆激酶的分子质量介于25~35 kDa之间,最适作用温度、pH值分别为37℃、8.0,当温度低于40℃、pH值在6.0~8.0时较稳定;体外溶栓实验表明纳豆激酶具有良好的体外溶栓效果。

紫冠豆角(Phaseolus vulgaris L.)种子中α-淀粉酶抑制剂的提取及其性质研究

本研究采用盐溶的方法从紫冠豆角(Phaseolus vulgaris L.)种子中提取α-淀粉酶抑制剂(α-AI),将提取的α-AI用不同温度和pH处理,并评价其稳定性。在此基础上,以提取物对猪胰腺α-淀粉酶的抑制活性(IC_(50))为指标,分析了豆粉的细度(A)、料液比(B)、盐溶时间(C)三个因素对α-AI提取效果的影响,利用响应面分析法优化提取条件,通过对老豆角种子的深加工,实现提高其附加值的目的。结果表明:该α-AI为耐热性蛋白,在pH4~10的范围性质稳定,影响α-AI的IC_(50)因素按主次顺序排列为:豆粉的细度>料液比>盐溶时间,确定提取α-AI最佳工艺条件为:豆粉过60目筛(粒径<0.3 mm),料液质量体积比为1∶12(g/mL)、盐溶时间7.75 h。紫冠豆角种子α-AI的IC_(50)最优值为27.036±0.235μg/mL。