微生物工程工艺原理教学实践与探索

本文从第一节课的重要性、精讲课程重点和难点问题、教学内容和组织形式的更新、理论与实践相结合等问题,对微生物工程工艺原理教学方法进行了探讨,以提高学生的专业水平和激发学生科学研究和创新能力,从而提高教学质量。

微生物几丁质酶研究概况及其在食品工程中的应用

几丁质酶主要产生于微生物,其降解产物应用极其广泛,降解几丁质,产生的氨基寡糖素可调节植物细胞生命代谢活动;产生的N-乙酰几丁寡糖和壳聚几丁寡糖可用作食品添加剂和生长促进因子。另外在抗病基因工程中,对几丁质酶的研究比较多,它在害虫防治中具有增效作用。本文主要就微生物几丁质酶的特点、理化性质、结构和分类,及其在食品工程中的应用展开论述。

微生物几丁质酶研究概况及其在食品工程中的应用

几丁质酶主要产生于微生物,其降解产物应用极其广泛,降解几丁质,产生的氨基寡糖素可调节植物细胞生命代谢活动;产生的N-乙酰几丁寡糖和壳聚几丁寡糖可用作食品添加剂和生长促进因子。另外在抗病基因工程中,对几丁质酶的研究比较多,它在害虫防治中具有增效作用。本文主要就微生物几丁质酶的特点、理化性质、结构和分类,及其在食品工程中的应用展开论述。

腊梅花提取物对高脂膳食诱导小鼠肥胖的预防作用

目的:探究腊梅花提取物对高脂膳食诱导小鼠肥胖的预防作用。方法:将50只C57BL/6小黑鼠分为5组,即空白对照组(NC),模型对照组(HFD),腊梅花提取物(Chimonanthus praecox flower extract,CPFE)低(LDG)、中(MDG)、高(HDG)剂量组。空白对照组给予基础维持饲料,模型对照组和剂量组给予高脂饲料。低、中、高剂量组分别给予腊梅花提取物0.2、0.4、0.8 g/(kg mb·d)进行干预,即腊梅花多酚剂量分别为24.81、49.62、99.25 mg/(kg mb·d),对照组给予等量0.9%NaCl。连续灌胃4周,测定小鼠体重、肝脏系数、血清生化指标、脏器抗氧化能力,观察肝脏组织形态学变化。结果:模型对照组与空白对照组比较,体重、肝脏系数、血清总胆固醇(Total Cholesterol,TC)、低密度脂蛋白胆固醇(Low-Density Lipoprotein Cholesterol,LDLC)和脏器丙二醛(Malondialdehyde,MDA)水平升高(P<0.05);血清高密度脂蛋白胆固醇(High-Density Lipoprotein Cholesterol,HDL-C)和脏器谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSH-Px)、过氧化氢酶(Catalase,CAT),超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、谷胱甘肽(Glutathione,GSH)水平降低(P<0.05);肝脏病理结果显示,模型对照组与空白对照组相比,肝小叶结构不规则,细胞形态被破坏,出现空泡变性,且肝索不清晰,肝窦被挤压变形,表明高脂饮食诱导小鼠肥胖成功。剂量组与模型对照组相比,腊梅花提取物能够下调血清TC、LDL-C、甘油三酯(Triglyceride,TG)和脏器MDA水平,高剂量组效果更明显(P<0.05);腊梅花提取物还能使血清HDL-C水平和脏器GSH-Px、CAT、SOD、GSH水平升高,效果与腊梅花提取物浓度呈剂量效应。肝脏组织病理结果较模型对照组有所改善,可见肝脏组织形态和结构更加完整。腊梅花提取物还能降低肥胖小鼠的体质量和肝脏指数且高剂量组效果更显著。结论:腊梅花提取物具有降低血清胆固醇,增强小鼠抗氧化能力和保护肝组织细胞功能形态的作用。

高生物活性柠檬膳食纤维的功能特性研究

以柠檬皮渣为原料采用冷冻干燥、热风干燥两种工艺制备膳食纤维,测定所得膳食纤维的维生素C(VC)含量、黄酮含量、葡萄糖透析延迟能力、阳离子交换能力,比较两种工艺对制品生理功能指标的影响。结果表明经冷冻干燥后所得膳食纤维的VC含量为144.078mg/100g,黄酮含量为1267.574mg/100g,经热风干燥后所得膳食纤维的VC含量为66.674mg/100g,黄酮含量为1000.037mg/100g;冷冻干燥80目产品、16目产品的葡萄糖透析延迟指数分别为62.21和57.07,热风干燥80目产品、16目产品的葡萄糖透析延迟指数分别为56.01和49.46;在NaOH滴入量为0～8mL时,两种工艺所得产品的阳离子交换能力基本一致,在NaOH滴入量为8～11mL时,阳离子交换能力由高到低分别为:冷冻干燥80目产品,热风干燥80目产品,冷冻干燥16目产品,热风干燥16目产品,并且这种差异性在各处理样品间表现为显著。总体来说是冷冻干燥工艺所得膳食纤维更具有优势。

中国浓香型白酒窖池窖泥中原核微生物群落的空间异质性

利用16S rRNA基因克隆文库技术探索中国浓香型白酒窖池上、中、底三层窖泥中原核微生物群落构成的异质性和系统发育关系。结果表明:窖池不同层面的窖泥中细菌类群及数量的差异性较大。其中,优势菌群Clostridium diolis及Lactobacillus acetotolerans在上、中、底层窖泥中所占比例分别为34.9%和39.8%、25.2%和20.6%、23.8%和36.6%,Bacillus subtilissubsp.subtilis是中层窖泥优势菌群之一,占22.1%;古细菌群落主要分布在Methanoculleus属和Methanosarcina属。其中,Methanoculleus bourgensis在上层和底层窖泥中所占比例分别为89.9%和88.2%。Methanosarcina siciliae和Methanoculleus bourgensis在中层窖泥中所占比例分别为40.7%和49.1%。系统发育分析显示:窖泥细菌主要为杆菌目、梭菌目、肠杆菌目及以TM7 phylum sp.为代表的种属分类尚不明确的细菌,古细菌主要为甲烷微菌目与甲烷八叠球菌目。

中国浓香型白酒窖池糟醅中微生物群落演替分析

为探索中国浓香型白酒发酵糟醅中微生物群落演替规律,利用克隆分析,从时间和空间两个层面对糟醅微生物区系的消长变化进行较为全面的调查。根据有效克隆子分布数据计算的群落多样性参数表明:窖池糟醅微生物群落多样性在时间和空间上存在差异。应用CANOCO 4.5软件对物种和生态因子进行典范对应分析(CCA),应用CANODRAW 4.0作种类、样方分布与生态因子关系的二维排序图,排序图上清楚地反映了窖池糟醅微生物种类、群落分布与生态因子的关系。结果表明:酸度、乙醇含量、水分含量是影响微生物群落结构组成的主要微生态因子;大部分微生物适宜在低酸度条件下生长,少数耐酸微生物能在高酸度条件下生长;随着发酵的进行,生态因子发生变化,微生物群落也进行相应的演替,向耐高酒精含量、高酸度的群落发展。

不同盐质量浓度四川泡菜腐败前后微生物的分析比较研究

研究不同盐质量浓度四川泡菜正常发酵后与发生腐败后盐卤中微生物的数量、分布及变化。利用不同的选择培养基对3个盐质量浓度四川泡菜腐败前后盐卤中的微生物进行分离纯化,得到168株菌株,并经16S r DNA和18S r DNA分子生物学鉴定其种属。结果表明:在不同盐质量浓度泡菜正常发酵过程中,以植物乳杆菌和戊糖乳杆菌为主的乳酸菌主导了泡菜发酵过程。泡菜腐败时,不同盐质量浓度泡菜中的腐败微生物以芽孢杆菌和酵母为主,其中枯草芽孢杆菌和塔克斯假丝酵母在不同盐质量浓度泡菜腐败时均占一定比例;40 g/L盐质量浓度泡菜盐卤以甲级营养型芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、库德里阿兹威毕赤酵母和热带念珠酵母为主,60 g/L盐质量浓度泡菜盐卤以短小芽孢杆菌、克鲁维毕赤酵母和热带念珠酵母为主,80 g/L盐质量浓度泡菜盐卤以奇异变形杆菌、解淀粉芽孢杆菌、白地霉、地衣芽孢杆菌、库德里阿兹威毕赤酵母以及克鲁维毕赤酵母为主。腐败泡菜盐卤表层的膜璞由细菌和真菌共同形成,且盐质量浓度越低,细菌所占的比例越高。

浓香型白酒窖池微生物生态因子的动力学分析

利用浓香型白酒酿造行业中的理化指标检验方法,监控窖池发酵过程中不同空间位置和不同发酵时间糟醅的生态因子伴随微生物活动而发生的动态变化。结果表明,温度在主发酵期逐渐上升至33℃左右,维持15d左右开始逐渐下降;与入窖时相比,酸度在发酵过程中总体呈上升趋势,其中中层粮糟的增幅达59.4%;总糖在发酵过程中总的呈下降趋势,而还原糖呈波动式下降;在0d^21d期间,乙醇大量积累,达入窖水平的21倍。后期乙醇含量呈波动式变化,下层底糟的下降最为明显。发酵过程中,上层、中层糟醅含水量总体呈下降趋势;发酵过程中,同一层面糟醅样的蛋白质含量变化几乎一致。在21d^50d,蛋白质消耗最大。但在50d以后,各层蛋白质含量又有比较大的上升。

筛选用于四川泡菜生物保鲜的产细菌素乳酸菌（英文）

从8 种中国传统四川泡菜中筛选产细菌素的乳酸菌,以用于四川泡菜的生物保鲜。从四川泡菜样品中共分离出227 株乳酸菌,并筛选出8 株能够产生细菌素类化合物抑制英诺克李斯特氏菌(Listeria innocua)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)生长的乳酸菌。其中Lactobacillus harbinensis B22、屎肠球菌E6(Enterococcus faecium E6)和植物乳杆菌E11(Lb. plantarum E11)能够产生抑制革兰氏阴性菌大肠杆菌(Escherichia coli)生长的细菌素类化合物。进一步研究表明,这3 株乳酸菌耐酸、耐高盐,能够在四川泡菜模拟培养基中生长并产生耐酸耐高温的细菌素类化合物。结果表明,Lactobacillus harbinensis B22、屎肠球菌E6和植物乳杆菌E11可用于四川泡菜的生物保鲜。

壳聚糖肉桂油生物保鲜剂对蒜薹贮藏品质的影响

以鲜切蒜薹为考察对象,采用品质比较法对壳聚糖肉桂油生物涂膜保鲜剂的保鲜性能进行了研究。结果表明:壳聚糖肉桂油保鲜剂可以降低样品的失重率,减少Vc的损失,保持了样品叶绿素含量,减缓了蒜薹的衰老进程,很好地保持了样品的品质。经壳聚糖肉桂油保鲜剂处理的样品在4℃条件下贮藏10 d后,样品的失重率为0.21%,Vc含量为90.1 mg/100 g,感官评价为8.8分,说明该保鲜剂对蒜薹具有良好的保鲜作用。

桑葚果酒全渣发酵过程中生物活性物质及其抗氧化活性变化的研究

以桑葚干果为实验原料,考察桑葚发酵液中总酚、类黄酮、花青素的含量及抗氧化活性能力在发酵过程中的变化情况。结果表明:发现前发酵10 d的类黄酮和花青素类物质受发酵的影响逐渐变少,而总酚类物质含量逐渐升高;抗氧化活性总体上呈先升后降的趋势,相比于发酵开始时下降了近50%。DPPH和FRAP法相较于ABTS法,更适合表征桑葚发酵液的抗氧化活性变化情况。桑葚酒再经过40 d陈酿最终残还原糖为14.21 g/kg,乙醇浓度为101.6 g/kg,总酚含量2.124 g/kg,花青素含量579.4 mg/kg,类黄酮41.2 g/kg,DPPH自由基清除率为21.1%,FRAP抗氧化活性为40.9μmol Fe^(2+)/L,总浸出物为23.241 g/L,符合国家相关标准,为进一步开发高生物活性桑葚精深加工产品提供了一条可行的途径。

不同发酵方式泡菜理化指标及微生物数量变化的研究

以萝卜为主要原料采用自然发酵、乳酸菌制剂发酵、老坛水发酵三种不同发酵方式腌制泡菜,对比研究三种不同发酵方式泡菜、泡菜卤相关理化指标和微生物数量的动态变化。结果表明乳酸菌制剂发酵与其他两种发酵方式相比:泡菜卤后期pH低、总酸含量高,泡菜中后期总糖含量高、质构性优,泡菜卤中后期总菌数相对较低、乳酸菌数量明显增高、大肠菌群数明显降低,乳酸菌制剂发酵泡菜更具有优势性。

食品微生物快速检测技术研究进展

随着食品工业的迅速发展,建立食品微生物快速检测方法,对食品生产、运输、销售过程中质量的监控具有十分重要的意义。综述了目前较为先进的微生物快速检测技术的原理和应用,主要有免疫学技术、代谢学技术和分子生物学技术。

浓香型白酒发酵黄水中微生物群落结构解析

运用传统培养和构建SSU r RNA文库的方法探索发酵黄水中微生物多样性。所获得的151个细菌克隆子分别归为变形菌门、柔膜菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、黏胶球形菌门及放线菌门等6个门以及一个未分类类群,其中厚壁菌门(47.6%)、变形菌门(29.1%)为主要类群。在种属分类水平上,梭菌属(25.8%)、乳酸菌属(15.9%)和沙雷氏菌属(14.6%)为优势菌群。随机选择的37株古菌克隆子均属于广古菌门、甲烷微菌纲,其中以A13为代表甲烷八叠球菌属古细菌(59.5%)及以A8为代表的产甲烷囊菌属(35.1%)占古菌数量的绝大多数。细菌和古菌克隆文库的多样性指数(香浓指数H)分别为2.75和0.83、优势度指数12.88和2.14、盖度指数99.9%和100%。物种鉴定结果显示,黄水中多数微生物为功能性微生物,在营养物质代谢、酸、醇、酯、醛、酮等功能成分合成方面发挥着重要作用,是浓香型白酒香味物质的来源与基础之一。

CO_2超临界萃取川贝母游离生物碱工艺研究

采用超临界CO2流体提取技术提取川贝母游离生物碱。选取萃取压力、萃取温度、萃取时间和夹带剂用量作为考察条件进行单因素试验,在此基础上,通过正交实验分析表明:压力、温度对生物碱提取的影响较大;川贝母游离生物碱的最佳萃取正交组合为:A1B3C3D2,即萃取压力20MPa,乙醇用量300mL,萃取时间2h,萃取温度45℃,萃取率达0.195%。

中药姜黄化学成分、生物活性及体内代谢研究进展

姜黄是我国的传统中药,其主要化学成分倍半萜类化合物和姜黄素类化合物具有多种显著的生理活性,已经成为全世界天然药物研究的热点。本文对近年来关于姜黄化学成分、生物活性及体内代谢方面的国内外研究进行综述,并探讨中药姜黄在临床应用上的挑战与机遇,以期为中药姜黄治疗药物的开发与应用提供思路。

产细菌素乳酸菌在蔬菜发酵制品生物保鲜中的应用

生物保鲜(biopreservation)是当今食品保藏和食品安全研究的热点。近年来,大量的研究致力于细菌素和产细菌素菌种在食品生物保鲜中的应用策略。本文主要介绍最新的产细菌素乳酸菌(LAB)在蔬菜发酵制品中的应用,通过将产细菌素乳酸菌作为发酵菌剂(starter culture)、保护菌剂(protective culture)或共培养菌剂(co-culture)运用到蔬菜的发酵制作中,以稳定蔬菜发酵过程中微生物体系,控制腐败和病原菌的存活和生长。

壳聚糖丁香精油生物涂膜保鲜剂对圣女果品质的影响

将壳聚糖丁香精油涂膜保鲜剂用于圣女果贮藏保鲜,果实在8℃条件下贮藏12 d,对照组果实失重率、腐烂率、可滴定酸含量、Vc含量、PPO活性和感官评价分别为6.45%、17.3%、0.33%、4.36 mg/100g、9.87 U/g和3.80分,而经壳聚糖丁香精油涂膜保鲜剂处理的样品分别为3.12%、4.7%、0.53%、5.93mg/100g、14.87U/g和6.7分。结果表明,壳聚糖丁香生物保鲜剂可有效抑制鲜圣女果果实的腐烂,较好地保持果实品质,一定程度上可延长货架期。

郫县豆瓣生产用复合微生物菌剂的研制

采用微生物共培养技术,将酿酒酵母、产朊假丝酵母、植物乳杆菌、耐盐四联球菌混合制成复合微生物菌剂用于郫县豆瓣生产。实验结果表明,"复合微生物菌剂"用于后熟发酵,不仅保持了传统郫县豆瓣的特色,而且与传统工艺相比,生产周期缩短1/3,氨基氮含量提高3～8倍,挥发性呈香组分含量提高2～4倍,黄曲霉毒素B1大幅度降低,仅为0.4～0.7mg/kg。