全环节案例驱动式生物化学实验教学改革

为了进行新工科建设背景下生物化学实验课程教学改革,分析了当前生物化学实验教学存在的主要问题.开展了前中后全环节案例教学改革,以“通识到专业”教学视频制作为教学前期工作,真实科研情境案例为教学关键环节,“教——研——赛”的递进式实验实践为教学产出导向.实践结果表明,教学改革充分激发了教学活力,培养了学生自主创新能力,促进了教学科研成果互育共享.

高通量筛选技术在酒精饮品生产菌株性能改良中的应用

酿造生产菌株性能是决定酒精饮品品质的关键,利用合适的筛选方法获得理想的生产菌株是提高工业微生物进化进程的重要手段。近年来,随着育种方法的不断发展,包括物理、化学诱变以及基因工程等育种方法都能获得大量的突变或代谢改造菌株,而传统筛选方法却存在工作量大、效率较低等缺陷,难以满足工业化大规模筛选的需求。因此,更为高效的高通量筛选技术越来越多的被应用到酒精饮品生产菌株的筛选中,提高发酵过程中相应工业微生物的生产性能。该文综述了目前基于特征性吸收峰或生物量等检测参数开发的并用于酒精饮品生产菌株筛选的高通量筛选技术,并从酒精饮品风味改良、生产性能提升、降低有害物质产生三个方面对高通量筛选技术的应用进行分析和讨论。

人造肉大规模生产的商品化技术

近年来随着人们对健康、环保及美味食品的追求,我国肉类农产品的供求出现了严重的不平衡。因此,以细胞工厂为基础的人造肉将成为未来农产品生产的发展趋势。虽然目前利用细胞培养已经可以获得一定量的动物肌肉组织,但相关产品的市场认可度还很低。根本原因是现阶段人造肉制品还无法逼真模拟真肉的品质。要想生产符合大众需求的人造肉制品,必须要对人造肉制品进行一系列的商品化加工和重塑成型处理。目前最新的研究成果已经可以通过添加合成的血红蛋白、香味物质等食品添加剂,优化肉制品中各组分的比例和3D打印技术初步实现人造肉制品的商品化。基于此,本文总结了国内外可以用于人造肉制品商品化的技术和相关研究进展,为实现人造肉制品大规模的市场化生产提供参考。

人造肉生产技术相关专利分析

对近年来国内外关于人造肉生产技术相关的专利申请状况进行了分析,通过对历年专利申请趋势、主要申请人和发明人、专利布局情况的统计和对重点专利技术内容的解析,力求能全面系统地反映包括植物蛋白肉和细胞培养肉生产技术、人造肉商品化技术、人造肉重塑成型技术领域专利技术的发展及现状,寻找相关专利技术在发展中还存在的问题,并针对这些问题提出了下一步的研究方向,以期对尽早实现我国人造肉的规模化生产提供参考。

产广谱乳酸菌素菌株的选育、鉴定及其发酵特性研究

在传统发酵食品中分离得到产酸茵株50株,从中筛选出一株产广谱乳酸菌素菌株,经鉴定是植物乳杆菌。实验对该菌株产乳酸菌素发酵培养基的优化结果为:牛肉膏2%,酵母粉0.75%,蔗糖2.5%,柠檬酸三铵0.2%,乙酸钠0.5%,K_2HPO_40.4%,MgSO_4·7H_2O 0.058%,MnSO_4·4H_2O 0.025%;最佳发酵条件为:35℃,初始pH值6.0,添加2%的吐温80。在此条件下,菌株的抑菌圈直径可达3.15 cm。

漆酶固定化及其在小型酶反应器中的应用

以尼龙网为载体,戊二醛为交联剂,固定化真菌漆酶。用固定化酶在自行设计的小反应器中降解低浓度造纸废水,试验结果如下:当废水COD的浓度控制在3000 mg/L左右,降解时间为26h,废水的COD去除率达到35%。

浅议数字证书在网络安全中的应用

随着社会经济和科学技术的飞速发展,信息和计算机网络技术已经深深融入到社会生活的诸多领域,如电子政务、电子商务、网上银行、网上娱乐、网络购物等都得到广泛应用,对我们的生活发挥越来越大的作用。然而计算机网络在存储、传输和处理这些数据的过程中,难免会遭到各种人为攻击造成信息泄露,因此如何防范网络风险,增强网络安全问题显得尤为重要。加强网上安全有多种措施和手段,本文将以数字证书在网络安全中的应用现状,来简要说明其是加强网上安全的一种有效方式,希望能够对计算机网络的发展及建设带来积极的促进作用。

实验中心管理模式和运行机制研究与实践

本文从我校目前的发展情况以及面临的实际情况出发分析了进行实验中心管理模式和运行机制改革的必要性,在此基础上提出了我校实验中心管理模式和运行机制改革的具体措施。

高校网络的管理与研究

随着社会的不断进步,高新技术的不断发展,计算机网络技术不仅仅是科研技术研究的专利,它正以不可阻挡的速度在高校中普及,已经成为了高校基础设施建设的重要组成部分,覆盖和联通了高校的各个部门,在高校教学的研究、管理、开发、创新的方面发挥着非常重要的作用。高校网络作为高校教育信息化、数字化平台建设的主体,如何在增加应用层面、提高宽带流量的基础上,加强高校管理网络,提高高校网络效能,使之在高校教学、科研中发挥其应有作用,是每一位高校网络管理人员应该思考的问题,笔者作为网络管理从业者,结合自己的工作经验,从管理和技术的层面,谈谈我国高校网络的现状和发展方向。

高等学校校园网络在实验室管理中应用的探究

高等学校的实验室是技术开发、科研以及教学的重要基地,是为了提高学校科技创新能力,实现充分的资源与人才共享,将科技发展、人才建设和学科建设统一起来的切入点,在建设学校科技创新体系占据着龙头地位,密切关系到学校在科技创新中的竞争实力以及学术领域中的地位。因此,各所高等院校均应当争取将富有创新能力、创新力的重点实验室建设当成重要工作来切实抓好,将校园网络应用在实验室管理中,这对高等学校的原始创新能力和科技储备效益的发挥,均有着不容忽视的作用。本文针对我国高等学校的发展现状,对实验室管理中校园网络的应用进行了简要的探究,希望能够对高等学校的发展及建设带来积极的促进作用。

未来食品的发展:植物蛋白肉与细胞培养肉

随着人们对健康、环保及美味食品追求,未来食品成为食品领域研究人员和民众广泛关注的话题。生物科学与食品技术的快速发展,越来越多的未来食品将走向人工合成制造的道路,成为今后很长一段时期内食品高技术发展的引导与驱动。合成生物学与食品科学技术在人造肉等未来食品定制化生产方面已经取得了一系列突破,并开始逐步实现商业化,成为现有传统农业与食品行业的有效补充和替代。作者以植物蛋白肉、细胞培养肉等典型的未来食品为例,通过分析其生物制造过程中的关键任务和主要挑战,综述合成生物学、组织工程、发酵工程等生物技术在未来食品中的应用,进一步展望了未来食品在生物制造中多学科交叉集成的前景。

不同香型白酒大曲微生物群落及其与风味的相关性

该研究基于宏基因组学技术对3种香型白酒大曲微生物群落及其功能特征进行解析,采用顶空固相微萃取气质联用(headspace solid-phase microextraction/gas chromatography-mass spectrometry)检测大曲风味物质,并通过关联性分析探究微生物与风味间的联系。结果表明3种大曲菌群结构具有显著差异,线性判别分析(linear discriminant analysis effect size,LEfSe)揭示浓香型大曲特征细菌属和真菌属为Bacillus和Lichtheimia、Saccharomyces,其中高丰度的Bacillus有利于四甲基吡嗪和2,3-丁二醇的生成;清香型大曲特征菌群以Lactobacillus、Weissella等产酸细菌属和产酯真菌属Pichia组成,使得清香型大曲中酯类风味物质含量显著高于其他大曲。酱香型大曲特征细菌属和真菌属分别为Desmospora、Saccharopolyspora和Byssochlamys、Aspergillus等。基于KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genome)功能注释可知3种大曲参与碳水化合物代谢与氨基酸代谢的功能基因最多且均存在显著差异。在3种大曲中,清香型大曲微生物在碳水化合物代谢比例最高,而酱香型大曲中氨基酸代谢比例最高。该研究阐明了3种大曲微生物菌群结构差异以及核心产香微生物,为后续筛选功能微生物与开发功能型强化酒曲提供了理论基础。

培养肉风险防范与安全管理规范

培养肉是一种利用组织工程技术生产肉类而不涉及动物的新技术。因为培养肉的生产与传统肉类相比能够减少环境污染、能源消耗和动物痛苦,它的出现受到了人们的广泛关注。目前,该领域已吸引了许多研究机构和公司,达成百上千万美元的投入。但是培养肉获得入市批准,首先要证明培养肉的安全性和出台相关管理标准。目前还没有针对培养肉的风险防范与安全管理规范,以及相关的监管建议。美国食品药品监督管理局(FDA)以及加拿大卫生部(HealthCanada)已经开始考虑如何对培养肉进行监管。对于培养肉的评估应建立在一个独立的基础上,并将其制造和生产中涉及的多种因素纳入考虑范围。基于现有文献和模型,培养肉主要存在着3方面的风险因素,即:生产过程中使用的无食品安全使用史的组分;生产过程中所使用的新工艺;以及对于培养肉所进行的基因工程改造。所以针对以上风险因素需对培养肉的生产进行评估。

清香型白酒立醅期酒醅中主体酸和细菌菌群结构动态解析

为了解立醅期清香型白酒发酵过程中乳酸、乙酸含量的变化规律以及酒醅中细菌菌群结构随发酵时间的变化情况,从酒醅中分离出产酸能力强的优势产酸菌株,采用高效液相色谱技术分析立醅期清香型白酒酒醅大楂和二楂阶段乳酸、乙酸含量的变化情况,通过HiSeq高通量测序技术分析酒醅中细菌菌群结构随发酵时间的变化规律,从MRS培养基中分离筛选出产酸能力强的乳酸菌株,并对该菌株的环境耐受性进行进一步研究。在立醅期2个月的发酵过程中,大楂和二楂的乳酸、乙酸含量呈波浪形上升趋势,且在二楂发酵阶段,乳酸、乙酸的初始含量与酒醅大楂时期出缸时的主体酸含量基本一致;酒醅中的乳酸含量远远高于乙酸含量且二楂酒醅中的主体酸含量高于大楂酒醅;另外,二楂酒醅乳酸与乙酸的比值也始终高于大楂酒醅。乳杆菌属在发酵过程中的菌群结构变化情况与乳酸含量变化相一致,尤其在发酵后期该菌属相对丰度显著升高。从发酵后期的酒醅样品中筛选得的5个产乳酸微生物中,棒状腐败乳杆菌Lactobacillus coryniformis和嗜酸片球菌Pediococcus acidilactici具有较强的产酸能力和耐酸、耐醇能力。该研究对清香型白酒酒醅在立醅期的主体酸含量变化和菌群结构动态变化进行了研究,为之后的微生物代谢改造提供了基本的信息,筛选出的菌株对改善清香型白酒的风味口感具有潜在应用价值。

不同种类麦芽对下面发酵啤酒酿造风味的影响

为了从源头控制下面发酵啤酒的发酵生产并提高其品质,通过啤酒发酵模拟体系,系统评价英国麦芽(Eng)、加拿大麦芽(Can)和德国麦芽(Ger)对下面发酵啤酒酿造风味的影响。分别测定了3种麦芽的品质指标及所酿啤酒的理化指标;并采用顶空固相微萃取(HS-SPME)和气相色谱质谱联用(GC-MS)法检测了所酿啤酒中风味物质组成和含量上的差异。结果表明,加拿大麦芽的库尔巴哈值(45%)、浸出率(≥77%)、糖化力(414 WK)和α-氨基酸态氮(118 mg/L)等品质指标和酒精度(2.97%vol)、原麦汁浓度(8.63°P)、实际浓度(2.76%)、外观浓度(1.17%)、实际发酵度(67.97%)和外观发酵度(86.41%)等所酿啤酒的理化指标适中,啤酒中风味物质种类多样(75种)、相对含量丰富(271.82%)、比例协调,是最适合酿造Lager啤酒的麦芽种类。该结果可为高品质啤酒的工业化生产提供理论依据。

多轮ARTP诱变快速筛选低产乙醛工业啤酒酵母

乙醛是啤酒中含量最高的羰基异味化合物,其含量直接影响啤酒的风味和稳定性,而酵母代谢是乙醛的主要来源。为选育发酵性能优良的低产乙醛酿酒酵母,以Lager型工业啤酒酵母为对象,通过多轮常压室温等离子体(atmospheric room temperature plasma,ARTP)诱变育种技术构建突变库,利用乙醇-双硫仑抗性平板、高浓度乙醛筛选平板及其驯养液完成菌株的筛选及驯化,建立诱变-筛选-驯化的多轮初筛体系。复筛以乙醇脱氢酶Ⅰ、Ⅱ和乙醛脱氢酶等关键酶活性变化为指标,经实验室摇瓶水平发酵,最终获得主要酒体风味、发酵性能和生物学特性均与出发菌株无显著差异的低产乙醛工业酿酒酵母。研究结果表明:突变菌株Lager-16发酵的啤酒中乙醛含量由42.03 mg/L降至16.51 mg/L,降幅达61.63%;同时除乙醛外的主体风味物质,酒精度、原麦汁浓度和发酵速度等发酵性能指标,生长性能及絮凝性等生物学特性指标均与出发菌株无显著差异。Lager-16具有应用于啤酒工业生产的潜能。

低酸牛肉发酵剂的筛选、工艺优化及品质特性研究

以我国多种不同来源的传统发酵肉制品为原料,经过发酵特性初筛和风味物质3-甲基丁醛合成能力复筛,获得了可用于牛肉发酵剂复配的食品级乳酸菌、葡萄球菌和酵母菌各3株。3种菌经拮抗实验、最佳组合筛选和最佳菌种比例优化得出最优复配结果,植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)LM34∶肉葡萄球菌(Staphylococcus carnosus)SAB18∶异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)YE3为2∶1∶1。复配发酵剂的发酵条件经单因素优化和响应面优化后确定为:发酵温度35.87℃,发酵时间48.18 h,接种量1.32×10^(7)CFU/g。经发酵验证试验后测得发酵牛肉pH值为5.48,感官评价得分87.67。将优化后的发酵剂同4种商业化肉制品发酵剂进行比较,分析检测不同发酵剂发酵牛肉的pH、游离氨基酸含量、色差、质构和挥发性风味物质含量的差异。结果表明该研究研制的发酵剂制作出的牛肉色泽较好,口感适宜,具有良好的风味,综合品质较高。

β-N-乙酰葡萄糖苷内切酶Endo S异源表达及发酵优化

Endo S(EC 3.2.1.96)是一种来源于化脓链球菌的β-N-乙酰葡萄糖苷内切酶,可以特异性水解免疫球蛋白G(Ig G)可结晶区(Fc片段)N糖链。为实现其高效表达,本研究构建endo S重组表达大肠杆菌E.coli BL21(DE3)/pET28a-endo S,并验证表达蛋白糖苷水解活性,在摇瓶水平单因素优化蛋白质表达,考察了基础培养基种类、碳源、氮源、无机盐、培养基初始pH、发酵温度和时间等因素对产酶的影响,确定最优发酵培养基组成为(g/L):酵母粉10.0,甘油4.0,牛肉浸膏25.4,NaCl 5.0,pH 8.0,最优培养条件为:20℃诱导表达24 h,蛋白表达量为225 mg/L发酵液,是优化前的4.5倍,同时也是目前报道最高表达量的5.6倍。

微生物谷胺酰胺转氨酶在蛋白质修饰中的应用

谷胺酰胺转氨酶能催化蛋白质中谷氨酰胺与赖氨酸间的酰基转移反应,广泛应用于食品、纺织等工业。近年来,微生物来源的谷胺酰胺转氨酶,具有易得、反应条件温和、不依赖钙离子调节等优点,被广泛应用于蛋白质的定点修饰。通过基因工程手段,在蛋白质的特定部位引入谷胺酰胺转氨酶特异性识别的Q-Tag和K-Tag,谷胺酰胺转氨酶能催化抗体与小分子之间、蛋白质与蛋白质之间、蛋白质与聚合物之间、蛋白质与糖类物质之间、蛋白质与脂质体之间的定点偶联以及短肽的自身环化。这些蛋白质定点修饰产物在药物化学、化学生物学以及生物材料等领域有着广泛的用途。本文作者综述了近年来微生物谷胺酰胺转氨酶在蛋白质定点修饰中的最新进展。

酿酒酵母氮代谢物阻遏效应及其对发酵食品安全的影响

综述了国内外发酵食品中氨(胺)类代谢物的研究进展,包括氨基甲酸乙酯的5种形成机制、生物胺和亚硝酸胺的形成机制,阐述了上述生物危害物形成的本质原因——发酵微生物的氮代谢阻遏效应;重点介绍了酿酒酵母胞内5大调控因子(Gln3p、Ure2p、Gat1p、Dal80p和Gzf3p)对其氮源利用的全局调控作用.并以精氨酸和尿素代谢为例,详细介绍了氮代谢阻遏效应的作用机理.酿酒酵母氮代谢物阻遏效应的研究结果,可为解决由于相关含氮有害代谢物积累导致的普遍存在于发酵中的食品安全问题提供理论依据和技术支撑.