褐藻胶寡糖制备的研究进展

褐藻胶寡糖(alginate oligosaccharides,AOS)是褐藻胶降解而形成的一种功能性寡糖,具有广泛的生物活性,如促进植物生长、提高植物抗逆性、抗氧化、抗菌、抗肿瘤等。褐藻胶寡糖的制备方法主要分为:化学法、物理法和酶解法。不同的方法制备出的褐藻胶寡糖结构亦有所不同。介绍了化学法、物理法和酶解法等各种褐藻胶寡糖制备方法的研究现状、存在的问题及发展趋势。

酵母菌与乳酸菌发酵马乳产ACE抑制肽

通过使用从传统酸马乳中分离纯化和筛选出的乳酸菌与酵母菌共发酵马乳,获得具有血管紧张素转换酶(angiotensin-converting enzyme,ACE)抑制活性的生物活性肽。经过发酵性能和生长性能测试后筛选到发酵马乳ACE抑制率为38.67%的乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)L8和ACE抑制率为51.33%解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)Y7进行组合发酵,单因素试验和响应面试验优化发酵条件后发酵马乳的ACE抑制率达到80.67%。与单菌发酵相比,ACE抑制率显著提高。对共发酵产物进行分离纯化,得到了ACE抑制率为86%的活性组分,发酵马乳是分离制备ACE抑制肽的潜在来源。

传统大豆发酵食品中纳豆芽孢杆菌的分离及纳豆发酵

以我国传统大豆发酵食品和稻草样品为来源,根据蛋白酶和纳豆激酶活性、产聚谷氨酸(poly-L-glutamic acid,γ-PGA)性能和生物素依赖特性进行筛选,分离获得了8株具有纳豆芽孢杆菌特性的枯草芽孢杆菌菌株。利用16S^23S rRNA内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)序列对分离菌株进行系统发育分析,结果显示其与已报道的纳豆芽孢杆菌菌株以较高的相似性(93%~97%)聚类一簇,独立于同种内的其他枯草芽孢杆菌。其中TC100和TC103菌株制作的纳豆粗酶液中的纳豆激酶活性最高,分别为550 U/mL和519 U/mL。HN48和TC100菌株发酵纳豆的感官效果最好,评价分数均为19分。综上所述,本研究根据纳豆芽孢杆菌特有的性状,有效分离获得了具有纳豆芽孢杆菌特性的8株菌株,通过菌株形态和ITS基因序列的系统发育分析确定分离菌株均属纳豆芽孢杆菌,8株分离菌株均能产纳豆激酶,发酵生产纳豆的感官效果良好,有望作为纳豆生产的工业菌株。

块菌主要生理活性及活性物质生产的研究进展

块菌是一种与高等植物根部共生的地下真菌,生物分类学上属于子囊菌亚门、块菌目、块菌科、块菌属。块菌具有多种生理活性,包括抗氧化、抗病原微生物、保肝、抗诱变、抗肿瘤、调节女性月经周期和性功能等。该文较详细地介绍了块菌生理活性及获得活性物质的研究现状,并对目前块菌活性物质研究中存在的问题和发展前景进行了讨论和展望。

太阳热处理对小白菜根肿病防治效果的研究

为探讨太阳热处理对小白菜根肿病的防治效果,以超级小黄白为供试材料,测定太阳热处理前后的土壤理化性质、根肿菌休眠孢子数量、土壤微生物多样性及发病率和病情指数,评价太阳热处理对小白菜根肿病的影响。研究表明:经太阳热处理后土壤0~10 cm处pH由4.96提高至5.60,根肿菌休眠孢子的浓度由1.09×106 g-1减少至5.74×105 g-1。变性梯度凝胶电泳(DGGE)结果证明,太阳热处理提高了土壤细菌微生物多样性,其中0~10 cm处和10~20 cm处土壤细菌微生物群落的香浓维纳指数分别由1.51、0.91提高到1.98、1.53,0~10 cm处根肿病的发病率由87.10%降低到49.12%,病情指数由45.24降低到16.96,防治效果明显。本研究为太阳热处理在实际农业生产中的应用及对根肿病的防治提供了理论基础。

统合生物工艺与纤维素分解性高温菌乙醇转化的研究进展

生物乙醇是可再生的绿色能源,作为可以完全或部分替代化石能源的新型能源,近年来受到了世界各国的关注。木质纤维素作为生物乙醇的生产原料具有巨大的市场潜力,而统合生物工艺(CBP)能有效降低木质纤维素乙醇的生产成本,为纤维素乙醇的工业化生产提供了新的工艺思路。主要介绍利用高温纤维素分解菌的统合生物工艺策略以及国内外对高温纤维素分解菌代谢工程研究的最新进展。

海藻酸裂解酶异源表达研究进展

海藻酸裂解酶是通过β-消除反应切断海藻酸分子中的糖苷键,产生非还原性端具有不饱和双键的糖的酶.通常作为制备海藻酸寡糖的工具酶,广泛应用于医疗、食品和生物质能源等领域的研究.介绍了海藻酸裂解酶异源表达的研究现状、存在的问题和发展的趋势.

Mangrovibacterium sp.SH-52耐热内切型海藻酸裂解酶基因的克隆及酶学鉴定

研究来自厌氧海藻酸分解菌的海藻酸裂解酶,表征其酶学特征,旨为丰富海藻酸裂解酶工业应用提供理论依据。从一株厌氧菌Mangrovibacterium sp.SH-52中克隆一个海藻酸裂解酶基因SHA-I,分析基因序列,并在大肠杆菌中进行异源表达,纯化后对其酶学性质进行分析。SHA-I由362个氨基酸构成,分子量大约为41 kD,与Lewinella cohaerens中的海藻酸裂解酶同源性最高,为80%,属于多聚糖裂解酶类(Polysaccharide lyase,PL)7家族。SHA-I最适pH为7.0,最适温度是50℃,在60℃时的活性超过最高活性的50%,在80℃时约为最高活性的40%,表明SHA-I是一种耐热性海藻酸裂解酶。SHA-I对polyG(聚甘露糖醛酸)有底物特异性,其降解海藻酸主要产生二糖和三糖,是一种内切型海藻酸裂解酶。

离子液体预处理木质纤维素的研究进展

预处理是木质纤维素生物炼制工艺中不可缺少的重要环节,但传统的预处理技术存在成本高、污染严重和效率较低等缺点。由于离子液体有熔点低、化学稳定性和热稳定性高、环境友好、可设计性等优势,被视为可替代传统试剂的新型绿色溶剂,近年来广泛应用于生物质预处理的研究中。介绍了离子液体在木质纤维素预处理中的研究现状,并通过分析、总结离子液体预处理中存在的问题,展望了离子液体预处理技术的发展前景。

海藻酸转化生物乙醇研究进展

作为第三代生物燃料,大型褐藻类生物质转化燃料乙醇的研究受到广泛的关注。但是,现有的乙醇工业菌株并不能利用褐藻中的主要成分海藻酸,这个问题是海藻生物乙醇实现工业化生产的主要技术难关。近几年随着对海藻酸裂解酶和海藻酸降解菌代谢途径的深入研究,科研人员构建了不同的海藻酸发酵菌株,为高效转化大型海藻生产生物乙醇提供了可行的技术基础。这篇文章对海藻酸资源概况和海藻酸转化生物乙醇存在的科学问题及其研究进展进行了综述。

影响真菌漆酶表达及其活性的因素

丝状真菌同一菌株中存在动力学、理化特性各异的多个漆酶同工酶。金属离子,碳、氮等培养基成分,培养条件,以及异生物质、热休克处理和共培养的菌株等多种生物和非生物的因素对真菌漆酶同工酶表现出选择性诱导效应。影响真菌漆酶表达及其调控因素的研究能指导漆酶的选择性合成,以满足不同的应用需求。主要阐述影响真菌漆酶表达及其活性的因素的相关研究进展。

酸马奶的微生物学及生产工艺研究现状

酸马奶作为一种传统的自然发酵乳制品,不仅含有丰富的微生物资源和生物活性成分,而且兼备营养价值和保健功效。文章结合近年来酸马奶研究取得的最新成果,系统综述了酸马奶的传统发酵工艺、微生物多样性、营养价值及保健功效等内容,并对酸马奶工业化生产的发展进行了分析,为解析酸马奶的微生物发酵机制和工业化生产提供参考。

高温菌发酵甘露醇高效产乙醇的代谢途径研究

甘露醇是大型褐藻的主要成分之一,在工业生产海藻酸的过程中,甘露醇成为副产物被废弃。筛选到一株高温厌氧芽孢杆菌Rx1,利用甘露醇发酵,乙醇得率高达1.8 mol乙醇/mol甘露醇,为理论产值的90.5%,是发酵葡萄糖乙醇得率的1.7倍,还发现菌株发酵甘露醇的初期会产生微量的乙酸,随后又被立即消耗。通过添加外源乙酸对Rx1代谢特性进行研究,结果外源乙酸不仅能促进底物的利用,还发现Rx1存在转化乙酸生成乙醇的途径,而该途径关键酶的合成需要甘露醇的诱导。

海藻酸分解菌研究进展

海藻酸分解菌是一类能够自身合成海藻酸裂解酶,能够降解并同化海藻酸的微生物。海藻酸分解菌是海藻酸裂解酶的重要来源,其产生的海藻酸裂解酶具有种类多、反应条件温和、酶活高和易于大规模生产等优点,并且在生物、医疗、化工等领域有重要的应用价值。在过去的几十年里,海藻酸分解菌一直作为海藻酸裂解酶生产者的角色被研究和应用。但随着近年来能源危机的加剧,以海藻酸等海藻生物质为原料转化生物能源成为解决能源危机的潜在途径,因此,海藻酸分解菌又有了崭新的研究领域,即海藻酸分解菌利用海藻酸发酵生产生物能源。本文从海藻酸分解菌及其海藻酸裂解酶的种类和特性、海藻酸分解菌的代谢以及海藻酸分解菌基因工程等方面,介绍海藻酸分解菌的研究现状,并展望未来的发展趋势。

ack基因敲除对Thermoanaerobacterium calidifontis Rx1发酵代谢的影响

为提高嗜热厌氧菌T.calidifontis Rx1的乙醇产率,通过同源重组的方式敲除Rx1乙酸生成途径的乙酸激酶(ack)基因,得到了代谢工程菌Δack突变株。分别以葡萄糖、纤维二糖、木糖和玉米芯酸水解液为底物,研究突变菌株的底物利用、细胞生长和发酵产物的变化情况。结果表明,与野生菌株相比,突变菌株的干重都有所降低,但是乳酸或乙醇的得率显著提高;当以纤维二糖为底物时,突变菌株的乙醇产量达3.60g/L,得率为0.55g/g,远高于突变菌株对其它底物的产量;以玉米芯水解液为底物时,突变菌株的乳酸产量高于野生菌株,而且野生菌乳酸、乙醇的产量都高于以木糖为底物时的产量。

酿酒酵母乙醇耐受性的研究进展

生物乙醇作为一种可再生的清洁能源,正在引起人们的广泛关注。酿酒酵母是乙醇生产中最常用的发酵菌株,但是乙醇耐受性往往成为限制酿酒酵母菌乙醇产量的重要因素。选育耐受高浓度乙醇的酵母菌株对于提高乙醇产率具有重要意义。然而传统的菌株改良方法具有育种周期长,突变方向不定等缺点。主要综述了近年来国内外对酿酒酵母菌耐受乙醇的分子生物学机理方面的研究成果,进而总结了提高酿酒酵母乙醇耐受性的基因工程、代谢工程。

厌氧菌Sunxiuqinia sp. SH-52外切型海藻酸裂解酶的异源表达及酶学特征

【背景】目前已报道的海藻酸分解菌多数为好氧菌,未见有关厌氧菌的报道。从分离的海藻酸分解菌中表征的海藻酸裂解酶大多为内切型海藻酸裂解酶,外切型较少。【目的】研究来自厌氧海藻酸分解菌的海藻酸裂解酶基因,表征新型海藻酸裂解酶并阐明其酶学性质,为海藻酸裂解酶的多样性和微生物降解海藻酸机制提供理论依据。【方法】对来自厌氧海藻酸分解菌Sunxiuqinia sp. SH-52的海藻酸裂解酶SHA-4编码基因进行克隆,分析基因序列,构建重组质粒PGEX-4T-1-SHA-4并在大肠杆菌中实现异源表达,经纯化后对其酶学性质及降解特征进行研究。【结果】该酶在28°C、用0.1 mmol/L IPTG (异丙基-β-D-硫代半乳糖苷)条件下诱导6 h达到最大表达量,纯化后酶的比活力达到21 U/mg。酶学性质分析表明SHA-4的最适温度为37°C;最适pH为7.5;对PolyMG (杂聚古罗糖醛酸-甘露糖醛酸嵌段)具有底物偏好性;Na+对该酶的活性具有抑制作用,而金属离子Cu^(2+)具有明显促进作用,使活性提高了约168%;SHA-4催化海藻酸的Km值为2.5 mg/mL,Vmax为8.7 mg/(mL·min);SHA-4为外切型海藻酸裂解酶,降解海藻酸终产物为单糖。【结论】异源表达了来自一株厌氧海藻酸分解菌Sunxiuqiniasp.SH-52的海藻酸裂解酶SHA-4,该酶是PL6家族中第一个对PolyMG有底物偏好性的外切型海藻酸裂解酶,而且活性较高,作为工具酶有很好的应用前景,为海藻酸降解机制的探索提供了新的线索。

嗜热厌氧菌乙醇耐受机制的研究进展

生物能源因其原料具有来源丰富、价格低廉和可再生的优点,作为可替代化石能源的潜在能源受到世界各国的高度重视。有些嗜热厌氧菌因为具有木质纤维素降解能力和高温发酵的成本优势,被视为生物质转化乙醇等能源物质的理想微生物而成为近年来研究的热点,但乙醇耐受性较低是限制嗜热厌氧菌在工业化生产中应用的主要因素之一。本文从以下三个方面介绍嗜热厌氧菌乙醇耐受机制的研究进展:(1)嗜热厌氧菌生产乙醇的代谢途径;(2)嗜热厌氧菌的乙醇耐受机制;(3)提高嗜热厌氧菌乙醇耐受性的方法。

胞内氧化还原水平对嗜热厌氧乙醇菌发酵代谢的影响

辅酶NADH/NAD+在细胞内氧化还原反应中起着重要的作用,是细胞生长和能量代谢必不可少的辅因子。调节微生物胞内NADH/NAD+的比率是定向改变微生物代谢,高效获得目标代谢产物的有效手段。嗜热厌氧乙醇菌(Thermoanaerobacter ethanolicus)是高温厌氧菌中乙醇产量较高的代表性菌株,本文利用不同氧化还原态的碳源改变T.ethanolicus的胞内NADH/NAD+含量和比例,进而研究了其对细胞生长、代谢产物分布的影响。以不同比例的葡萄糖/甘露醇作为混合碳源发酵,胞内氧化还原水平、细胞的生长特性、代谢产物都发生了不同程度的差异,以葡萄糖作为唯一碳源进行培养时,T.ethanolicus生长良好,乙醇产量为0.79g/L,但胞内NADH/NAD+比值和乙醇/乙酸的比值都比较低,分别为0.47和4.82;随着葡萄糖在混合碳源中比例的下降,NADH/NAD+比值增高,发酵产物中乙醇/乙酸比值也呈现上升的趋势。而以甘露醇作为唯一碳源时,发酵产物中乙醇浓度为0.389g/L,NADH/NAD+比值和乙醇/乙酸的比值分别为1.04和16.0。

耐热毛栓孔菌S0301同核体菌株的快速鉴定及产漆酶能力比较

栓孔菌属(Trametes)真菌菌株漆酶同工酶种类多,产漆酶优势独特,是重要的工业漆酶来源之一.为建立方便快捷的获得同核体菌株的方法,以高产漆酶耐热毛栓孔菌Trametes trogii S0301为研究对象,在利用原生质体再生技术得到再生单菌、通过PCR克隆获得该菌株交配型基因b1、b2位点序列的基础上,设计b1、b2交配型基因特异引物并对各再生菌落中不同交配型基因类型进行识别,结合经典的锁状联合显微镜观察,共从45个性状稳定的再生菌株中获得了19个b1b2型异核体菌株,26个b1型同核体菌株,同核体菌株检出率为57.8%,且PCR鉴定结果和锁状联合观察结果一致.此外,还发现b1型同核体菌株菌丝细、菌落稀疏,有更快的蔓延速度,在不添加漆酶诱导剂Cu2+的固体培养基中表现出更强的产漆酶能力.本研究表明PCR克隆交配型基因的方法适用于同核体菌株的快速鉴定,同时b1型同核体菌株具有产漆酶的优势.