一株除臭固氮菌的筛选、鉴定及发酵条件优化

为提高食品加工原料质量、降低环境污染,从自然界分离筛选出一株能有效减少鸡粪臭味及氮素流失的菌株JFN-1。通过形态学特征、生理生化试验和16S rDNA序列分析鉴定,JFN-1为假肠杆菌(Empedobacter falseni)。通过液态发酵得出:JFN-1菌株在硝酸还原酶和亚硝酸还原酶作用下,可以提高硝态氮、减少铵态氮含量以及减少氮类物质分解为氨气,从而减少氮素损失。通过单因素和正交优化试验,得到JFN-1菌株增殖培养基组成为可溶性淀粉8 g/L、牛肉膏20 g/L、硫酸镁4 g/L、氯化钠5 g/L,30℃培养20 h发酵液OD600可达到3.14,相比未优化培养基提高12.91倍,总氮含量提高2.14倍。通过固态发酵条件优化,得到JFN-1菌株固定氮素含量最多的固态发酵基质为菌糠15 g、麸皮15 g、豆粕1 g、糠醛渣2 g、硫酸铵0.165 g,在此条件下,总氮量提高196.42%。

基于代谢组学的白黄链霉菌TD-1高产帕马霉素代谢机制

真菌毒素给食品安全带来了重大威胁,帕马霉素对病原真菌有良好的生物抑菌活性。为提高帕马霉素产量,基于代谢组学分析方法,研究了白黄链霉菌(Streptomyces alboflavus)T D-1在两种不同发酵培养基(添加与不添加1,2-丙二醇)中生长及代谢、胞内代谢产物及代谢通路的差异,对代谢产物的变化进行了评估和分析,结合显著差异代谢产物含量变化与代谢通路的交互关系,揭示了帕马霉素生物合成的高产机理。结果表明:培养基添加1,2-丙二醇后,白黄链霉菌T D-1产帕马霉素产量明显提高。利用气相色谱-质谱联用技术,鉴定出27种显著差异胞内代谢产物与帕马霉素生物合成密切相关,主要参与中心碳代谢、氨基酸代谢及脂肪酸代谢通路。此外,通过采用添加主要显著差异前体物策略,添加谷氨酸使帕马霉素产量提高102.33%。基于代谢组学分析确定添加前体物方法,可有效提高帕马霉素产量。本研究旨在为防治粮食加工食品的黄曲霉及黄曲霉毒素污染,从源头保障食品安全提供技术参考。

基于分子对接及动力学模拟的红曲橘霉素合成小分子抑制剂的高通量筛选

通过计算机模拟技术,对红曲橘霉素合成关键酶CitE的抑制剂进行高通量筛选。首先,采用Alphafold 2对CitE蛋白进行同源建模,并与相似序列比对以预测配体结合区域;随后,在Arthor数据库中检索天然配体和黄酮骨架类似物,构建了一个包含20000个化合物的配体库;之后,通过Maestro对CitE蛋白和小分子化合物库进行分子对接,筛选出潜在的CitE配体;并采用Gromacs动力学模拟评估结合稳定性,通过MM/PBSA计算结合自由能,之后对蛋白-配体的结合模式进行分析,进一步确定了槲皮素、木犀草素、芹菜素、染料木素、5,4’-二羟基黄酮、漆黄素6个小分子配体具有较强的CitE结合性能。固态及液态发酵结果表明,上述化合物具有显著的橘霉素抑制活性。其中,固态发酵(20mg/28g干物料)添加上述化合物分别使橘霉素产量降低42.52%、48.81%、32.54%、32.57%、21.02%和13.67%,液态发酵添加(0.1 g/L)上述化合物分别使橘霉素产量降低33.77%、15.58%、33.33%、62.34%、58.87%、50.22%。本研究对建立高效、安全的红曲发酵体系具有借鉴意义。

弯曲乳杆菌与清酒乳杆菌的比较基因组学分析

本研究对19株弯曲乳杆菌(Latilactobacillus curvatus)和40株清酒乳杆菌(L.sakei)的基因组进行了比较分析。平均核苷酸同一性及全基因组共线性分析表明,L.curvatus和L.sakei基因组间的核酸序列同源性较弱,可作为区分两个物种的指标。对两个物种分别构建泛基因组,并对泛基因组中的核心基因功能进行注释。结果显示,L.curvatus和L.sakei各自的核心基因组主要涉及菌株的基础代谢。对菌株个体基因组的比对分析发现:1)L.curvatus与L.sakei均含有广泛的糖苷水解酶类编码基因,在分解和代谢膳食纤维类多糖、乳糖利用以及木质纤维素中具有丰富的基因资源;2)3个菌株含抗生素耐药性基因,且来源于基因横向转移;3)L.sakei特有的精氨酸脱亚胺酶途径、L.curvatus中的丝氨酸脱水酶途径及鸟嘌呤脱氨酶途径,以及个别菌株中谷氨酸脱羧酶的发掘,揭示了这两类菌不同的抗酸机制;4)冷应激蛋白编码基因的发现也赋予了这两类菌良好的冷加工特性。此外,部分L.sakei基因组中含有编码lactocin S及凝结素相关的基因簇。总之,本研究通过对L.curvatus及L.sakei进行基因组水平的比较和分析,提供了两个物种之间的分类标准以及菌株个体上的差异信息,为这两种乳酸菌的生理生化分子遗传机制研究以及工业应用奠定了基础。

副干酪乳杆菌FP02对高尿酸血症大鼠血清尿酸水平的影响

本研究对酸菜中分离出的一株副干酪乳杆菌FP02进行体外降尿酸性能检测、生理生化特性表征,并探究该菌株对高尿酸血症(hyperuricemia,HUA)大鼠模型血清尿酸水平的影响。体外结果显示,副干酪乳杆菌FP02能够有效降解尿酸及其前体物质肌苷、鸟苷,降解率分别为29.10%、67.09%、70.48%,且对黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase,XOD)活性的抑制率为64.20%。同时,该菌株可分解多种糖(醇),对胃酸、胆盐具有良好的耐受性。通过氧嗪酸钾灌胃联合高尿酸饮食构建HUA大鼠模型,连续灌胃副干酪乳杆菌FP02冻干粉14 d后,FP02治疗组的血清尿酸含量较高尿酸模型组降低了49.96%(P<0.001),接近空白对照组,且尿液中尿酸排泄量增加,血清中XOD活性受到显著抑制(P<0.001),肾切片结果显示FP02治疗组大鼠的肾损伤得到了部分恢复。该研究将为副干酪乳杆菌FP02作为预防HUA的潜在药品或功能性食品奠定了基础。

红甜菜多糖的结构及体外酵解特性

为探究红甜菜多糖的结构及体外肠道酵解特性,采用水提-乙醇沉淀法提取红甜菜多糖,通过高效液相色谱、离子交换色谱、傅里叶变换红外光谱等方法分析其化学结构,并以猪结肠消化物的体外发酵模型,研究其体外酵解特性。结果表明,红甜菜多糖的分子量为46.3 kDa,包含阿拉伯糖(Ara)、半乳糖(Gal)、甘露糖(Man)、鼠李糖(Rha)、葡萄糖(Glc)5种单糖,摩尔比为6.7∶4.6∶1.7∶1.0∶1.0;红甜菜多糖在1628.2 cm^(-1)和1740.1 cm^(-1)有游离羧基与酯化羧基的吸收峰,表明其呈果胶结构,且酯化程度相对较低(30.10%)。体外酵解试验表明,红甜菜多糖能够被肠道微生物酵解,从而促进乳杆菌属、厚壁菌门、拟杆菌门等有益菌的生长,抑制变形菌门、链球菌等致病菌的生长。

植物乳植杆菌YC胞外多糖的理化性质和对发酵乳加工特性的影响

对植物乳植杆菌YC胞外多糖(Lactiplantibacillus plantarum YC exopolysaccharides,LPE)进行理化性质(化学组成及含量、扫描电子显微镜分析、傅里叶变换红外光谱分析、相对分子质量、单糖组成)测定,并将LPE按照不同比例(0.1%、0.5%、1%)添加到脱脂乳中,对发酵乳发酵及冷藏过程中理化性质、微生物变化、流变特性以及质构特性进行测定。结果表明:LPE的总糖含量为67.94%,蛋白质含量为1.24%,糖醛酸含量为9.72%,LPE呈现出分支多孔的网状结构,相对分子质量为1.01×10^(6),是主要由甘露糖、葡萄糖和半乳糖构成的酸性杂多糖;LPE不仅能有效降低发酵乳的pH,还有效增加了发酵乳的持水力、硬度和稠度,且LPE的添加对发酵乳的黏度和黏弹性均有提升。本研究为植物乳植杆菌胞外多糖的研究及在发酵乳中的应用提供参考。

白黄链霉菌TD-1菌株挥发性有机物对灰霉孢菌的抑制作用

为探讨白黄链霉菌TD-1菌株挥发性有机物(VOCs)对灰霉孢菌的抑制作用,采用双皿对扣法测定VOCs对灰霉孢菌的抑菌率,通过扫描电镜观察VOCs对灰霉孢菌菌丝体的影响,利用GC/MS技术对VOCs组分进行分析。结果表明,作用5 d后,6.0 g TD-1菌株麦麸培养物产生的VOCs对灰霉孢菌的抑菌率为66.67%,灰霉孢菌的产孢量(3.9×106个/cm2)较空白组(5.9×107个/cm2)显著降低(p<0.01),且菌丝形态异常、表面粗糙,菌体细胞膜通透性增强。TD-1菌株VOCs由63种组分组成,其中2-甲基异冰片(13.52%)和1,4-二甲基金刚烷(14.08%)的相对含量较高。白黄链霉菌TD-1菌株产生的VOCs对灰霉孢菌良好的抑制作用为将其开发成生物熏蒸剂提供了理论依据。

红曲菌中桔霉素的控制策略及研究进展

红曲菌在我国的使用历史悠久,其在食品添加剂、发酵食品、酿酒和中药等方面应用广泛。目前,虽然液态发酵技术基本解决了红曲色素产品中的桔霉素含量高的问题,但固态发酵红曲米产生的桔霉素含量高的问题依然是制约红曲企业及产业发展的主要技术难题之一。本文对红曲菌代谢产物中桔霉素的毒性、限量标准、检测方法、合成途径及调控基因进行了综述,并从传统方法和生物方法两个层面阐述了控制红曲菌中桔霉素含量的主要策略,旨在为有效降低红曲菌中桔霉素的含量和促进红曲产业健康发展提供参考。

石油降解菌群的构建及室内修复石油污染土壤的研究

为生物修复石油污染的土壤,采用排列组合法以石油降解率为指标筛选出高效石油降解菌群,制备游离及固定化菌剂,室内模拟石油污染的土壤并进行生物修复实验,采用气相–质谱联用(GC-MS)技术分析降解前后石油成分的变化.结果表明:摇瓶培养条件下,由菌株10-1、10-2和10-3的种子浓缩液按体积比1﹕1﹕1的比例组成的10#菌群石油降解率最高(73.34%),且降解后除C18组分外,其他烷烃成分未被检出;在10%,的投菌量下,60,d后,10#菌群固定化菌剂组对室内石油污染土壤的石油降解率(32.5%)高于游离菌剂组(24.9%),且降解后其短链烷烃含量(11.42%)也高于游离菌剂组(7.91%)和空白组(5.12%).本文研究结果为10#菌群应用于野外石油污染土壤的修复奠定了基础.

光量子辐照对番茄采后品质及微观结构的影响

光量子技术作为一种新型应用科学技术,在保鲜领域的应用越来越引起人们的关注。为探究光量子辐照对番茄的保鲜效果及作用机制,以采后番茄为对象,研究了光量子辐照对番茄主要品质指标的影响。结果表明:4℃下,与普通的低温冷藏相比,光量子辐照可明显降低番茄的腐烂指数,减缓番茄失重率的增大,延缓番茄硬度和维生素C含量的下降,且能在一定程度上降低丙二醛的含量。光量子辐照对番茄生理代谢相关酶的活性也有一定影响,能提高超氧化物歧化酶的活性,延缓过氧化物酶活性的降低,同时抑制多酚氧化酶的活性,从而抑制番茄的褐变。扫描电镜结果表明,光量子辐照可延缓番茄内部组织结构的变化,维系番茄内部结构的完整性。因此,光量子辐照较普通低温冷藏对采后番茄具有更好的保鲜作用。研究结果旨在为光量子辐照技术在番茄等果蔬保鲜中的应用提供理论参考。

藜麦饮料液化糖化工艺研究

[目的]优化藜麦淀粉进行水解时的液化和糖化的工艺条件。[方法]以藜麦为原料,DE值为主要评估指标,采用单因素和正交试验设计对藜麦饮料生产中的淀粉液化和糖化工艺进行优化研究。[结果]最优液化工艺条件为α-淀粉酶用量11 U/g、液化时间45 min、液化温度65℃、pH 7.0,此时液化DE值为24.46%。最优糖化工艺条件:糖化酶用量110 U/g、糖化时间70 min、糖化温度70℃、pH 5.0,糖化DE值为63.45%。[结论]该研究可为藜麦在饮料研发方向提供一定的参考。

花生四烯酸对秀丽隐杆线虫紫外辐射损伤的修复作用

为探究花生四烯酸(arachidonic acid,AA)对机体紫外辐射(UVR)损伤的修复作用,建立了秀丽隐杆线虫的UVR损伤模型,考察了AA对UVR后秀丽隐杆线虫寿命、运动能力、产卵能力及体内活性氧(ROS)水平的影响。结果表明,7 MJ/cm^2剂量UVR损伤的秀丽隐杆线虫经AA干预处理后,能提高秀丽隐杆线虫的寿命、运动和产卵能力,在AA浓度为50μmol/L时效果最佳,其运动和产卵能力分别较对照组提高了63.6%和96.6%,且在该浓度下能显著降低体内ROS水平(p <0.05)。即AA对UVR损伤后的秀丽隐杆线虫具有一定的修复作用。研究结果为AA在抗紫外辐射功能性食品或药品的研发提供了理论依据。

白地霉不对称还原1-萘乙酮制备(S)-1-萘基1-乙醇

为建立具有较高产率和立体选择性的白地霉不对称还原1-萘乙酮体系,研究了不同底物浓度、反应体系pH、温度、菌丝体添加量、表面活性剂以及辅助底物对产率和对映体过量值(e.e.)的影响,优化了白地霉不对称还原1-萘乙酮的反应参数.结果表明,最优反应条件为:底物浓度1 mmol/L,反应体系pH=4,反应温度30℃,菌悬液浓度60 mg/mL,辅助底物20 g/L异丙醇,该体系下白地霉不对称还原1-萘乙酮的产率达84.24%,较优化前(62.80%)提高34.14%,e.e.值>99%.该结果可为生产中利用白地霉不对称合成S-1-萘基-1-乙醇提供参考.

我国胶原蛋白肠衣市场前景广阔

胶原蛋白肠衣自产生至今已经80多年．但真正开始形成产业不过40年。该行业具有较高的技术壁垒，因此全球能够规模化量产的生产厂家仅有7家。占全球市场前三位的分别是英国的得福（DEVRO）、日本的Nippi以及德国的那图林（Na—turin）。我国梧州神冠集团亦拥有该技术，是国内最大的胶原蛋白肠衣提供者。

纯种与传统发酵工艺对天津冬菜质量的影响

天津冬菜是一种以大白菜、大蒜为主要原料加工而成的传统腌渍菜。利用高效液相色谱及氨基酸自动分析仪对传统发酵和纯种发酵的天津冬菜品质进行了对比,结果表明:二者氨基酸、有机酸组成及理化指标无明显差异,但纯种发酵可缩短发酵时间,同时降低了含盐量。

白灵菇根部抗癌活性多糖的分离纯化和结构分析

采用水提醇沉、DEAE-纤维素-52和Sepharose 2B柱层析等方法提取、纯化白灵菇根部抗癌活性多糖,得到抗癌活性组分PN75-2;采用MTT法研究PN75-2多糖组分对HepG-2细胞增殖的抑制作用;采用高效液相色谱(HPLC)、傅里叶变化红外光谱(FTIR)、气相色谱(GC)、高效凝胶渗透色谱(HPGPC)以及核磁共振(NMR)等技术对多糖组分PN75-2进行结构分析。结果表明:PN75-2多糖相对分子质量为290 kDa,其单糖组成主要为甘露糖、葡萄糖和半乳糖,并含有微量木糖及痕量鼠李糖和阿拉伯糖;PN75-2对HepG-2细胞增殖有较强的抑制作用,在浓度为200μg/mL时,抑制率为38.3%。研究结果可为白灵菇根部多糖在功能性食品或药品开发中的应用提供参考。

mok E基因过表达对红曲霉Monacolin K产量、菌丝及孢子形态的影响

红曲霉中mok E基因是红曲霉次级代谢产物Monacolin K生物合成的一个相关基因,mok E基因表达量与Monacolin K产量呈正相关。以mok E基因为目的基因,构建红曲霉mok E基因过表达工程菌株,通过逆转录实时荧光定量聚合酶链式反应(reverse transcription-quantitative real-time polymerase chain reaction,RT-q PCR)确定mok E基因过表达转化子,对转化子Monacolin K产量进行测定,同时利用扫描电镜,对野生型红曲霉M1及转化子菌丝、孢子进行观察。结果表明:以潮霉素抗性基因为筛选标记,成功得到240个转化子,对其中9个转化子进行mok E基因表达量测定,有3株转化子mok E基因表达量增加,分别为T2、T8、T9转化子,确定其为mok E基因过表达转化子;T2、T8、T9转化子内酯型Monacolin K产量分别为2 159.7、4 177.6、3 365.7μg/g,与野生型红曲霉Monacolin K产量(1 447.8μg/g)相比,分别提高了49.2%、188.5%及132.5%。扫描电镜结果显示,mok E基因过表达,对红曲霉的菌丝体、孢子形态及生殖方式均有影响。

红曲糙米功能性饼干的开发

红曲霉发酵产品因其含有多种功能活性物质而备受关注,在食品及药物上的应用已有近千年的历史.糙米含有多种保健成分,是一种营养价值高、健脑养人的食品.实验旨在结合两种食材的优势开发一种红曲糙米饼干,并建立该产品贮藏期预测模型监测莫纳可林K含量在贮藏期内的变化趋势,为我国红曲功能性食品及杂粮制品市场的多元化发展奠定基础.实验对红曲糙米饼干制作的原辅料配比、焙烤温度、贮藏时间、莫纳可林K含量等产品质量有关因素进行了考察.通过正交试验确定了红曲糙米饼干的较佳制作工艺条件为面粉100 g,糙米粉80 g,麸皮2.5 g,白砂糖40 g,植物油35 g,烘烤温度为上火180℃,下火175℃.通过检测饼干酸价随时间变化规律建立了红曲糙米饼干贮藏期预测模型θ=10(-0.02C+3.12)(式中θ为饼干贮藏寿命),得出室温下红曲糙米饼干的货架期为350 d.

香椿叶总黄酮对高尿酸血症小鼠影响研究

通过水煮提取,过AB-8树脂除杂,乙酸乙酯萃取等工艺从香椿叶中分离得到香椿叶总黄酮提取物(TFTL)。在295 nm波长下分光光度法测定TFTL体外对黄嘌呤氧化酶(XO)活性的影响,以氧嗪酸钾ip小鼠造成高尿酸血症小鼠模型,以不同剂量的TFTL连续静脉给药7天,用磷钨酸法测定TFTL对小鼠血清尿酸(SUA)水平的影响。结果表明,TFTL中黄酮含量以芦丁当量计为843.20 mg/g;TFTL在体外能够抑制XO的活性,且呈剂量依赖关系,其IC50为56.91μg/mL;在体内,中、高剂量(100、200 mg/kg)的TFTL能够极显著地降低高尿酸血症小鼠的SUA水平(P<0.001),使其恢复至正常小鼠水平(P>0.5)。