黄麻韧皮纤维活性物质鉴定及抑菌效果分析

采用溶剂法从黄麻韧皮纤维中提取黄酮、多糖、生物碱3种成分,并对提取物的化学组分及抑菌效果进行测定分析。结果表明,3种提取物中总黄酮、总多糖、总生物碱含量分别为17.36 mg/g、3.57 mg/g、61.01μg/g。高效液相色谱法(HPLC)检测出黄酮类提取物主要包括异槲皮素(167.47μg/g)、槲皮素(12.35μg/g)、木犀草素(6.41μg/g)、山奈酚(6.26μg/g)等;多糖类提取物中的单糖组分有半乳糖(0.41 mg/g)、半乳糖醛酸(0.43 mg/g)、阿拉伯糖(1.03 mg/g)等;生物碱类提取物主要组分为盐酸小檗碱(9.97μg/g)。纸片扩散法、二倍稀释观察法、扫描电镜分析显示,3种提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、痢疾杆菌均能产生不同程度的抑制效果。综上,黄麻韧皮纤维中的活性物质较为丰富,且具有良好的抑菌性能。

黄麻韧皮纤维石油醚提取物的化学成分及抑菌分析

为充分利用黄麻资源,试验以黄麻韧皮纤维为原料,采用石油醚加热回流法提取,对提取物分别采用GC-MS法、纸片扩散法进行化学成分及抑菌分析。通过气相色谱-质谱法(GC-MS)分析鉴定出56种化合物,包括开链烃类22种、闭链烃类4种、卤代烃类5种、醇类7种、醛类1种、酚类2种、醚类2种、酮类1种、酸类3种、杂环类3种、酯类6种,其总相对含量分别为60.98%、2.65%、2.62%、22.33%、0.42%、1.35%、1.17%、0.35%、0.59%、2.70%、4.09%。采用纸片扩散法测定出提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌均能产生明显的抑制作用,对白色念珠菌抑制作用不明显。结果表明,石油醚可提取黄麻韧皮纤维中的γ-谷甾醇、白藜芦醇、羽扇豆醇、豆甾醇、25-羟基胆固醇、丙丁酚等多种有效药理活性物质,拓展了功能纤维利用价值。

天然果胶的研究进展

果胶是来源于植物的一种大分子天然多糖,是植物细胞壁的重要成分,其结构复杂,分子量大小不一,功能多样,用途广泛。从不同植物原料和通过不同提取工艺得到的果胶,其酯化度、胶凝性、乳化性等理化特征差异较大,因此,以果胶得率为单一指标衡量果胶提取效果有一定的局限性。故文章从果胶的原料来源、提取方法、理化特性及功能应用等方面进行综述,介绍目前果胶提取及应用研究的新趋势并对其应用前景进行展望,以期为植物果胶的开发与应用提供科学依据。

一种新型果胶裂解酶基因在大肠杆菌中的表达及序列分析

为了获得高酶活力的苎麻脱胶果胶裂解酶,为后续分子改造和新型苎麻生物脱胶酶制剂复配提供理论依据。将果胶裂解酶基因pel419从重组质粒pEASY-Blunt E1-pel419更换至pET28a载体中,转化大肠杆菌BL21(DE3)诱导表达;用SDS-PAGE和Western Blot检验pel419基因的表达效果;用生物信息学软件分析Pel419理化表征和系统发育,预测其二级结构、高级结构及关键氨基酸位点。结果表明,工程菌pET28a-pel419/BL21的果胶裂解酶活力为434.4 U/mL,较pEASY-Blunt E1-pel419/BL21提高了1.7倍;Pel419含375个氨基酸,N末端前22个氨基酸为信号肽,理论pI值为6.59,有4个半胱氨酸,不稳定系数为18.20;其蛋白结构域含有典型的右手β-螺旋结构,属于Pec lyase C家族;Pel419的Ca^(2+)结合位点为ASP151、ASP153和ASP192,定位发现3个保守位点均暴露在三维空间的表面,并处于底物结合空间口袋。大幅度提高了Pel419表达量,并获得了Pel419关键结构信息。

新型β-甘露聚糖酶制备葡甘寡糖工艺优化

为探索能应用于葡甘寡糖制备的新型β-甘露聚糖酶,利用半纤维素降解高效菌株Bacillus subtilis BE-91高产的β-甘露聚糖酶水解魔芋胶(纯度>95%)。在单因素试验的基础上,采用四因素三水平的正交试验优化魔芋胶酶解工艺条件,薄层层析法定性分析酶解产物。结果表明:正交试验的最佳酶解工艺组合为魔芋胶质量浓度0.33 g/100 m L、加酶量6 U/g、酶解时间1 h、酶解温度60℃,在该条件下魔芋胶水解率为35.96%;β-甘露聚糖酶水解魔芋胶产物为二糖以上的寡糖,且主要介于二糖与六糖之间。该新型β-甘露聚糖酶用于葡甘寡糖制备,其工艺具有加酶量少、酶解时间短、产品纯度高等优势,在功能性食品制备方面具有广阔的应用前景。

苎麻脱胶果胶复合酶的优选及其效果分析

为研发高效苎麻脱胶酶制剂,对筛选并保藏的苎麻脱胶高效菌种进行液态发酵,测定胞外酶的果胶酶活力、甘露聚糖酶活力和蛋白质含量等特征参数。通过苎麻酶法脱胶,从纤维表观形态学、质量损失率、残胶率等方面综合分析苎麻脱胶效果。结果表明:第N组和第G组的果胶酶活力较优,分别为61.79、13.69 IU/m L,比酶活力分别为4.47、0.93 IU/mg;第N组和第G组的纤维素酶活力仅为0.01、0.02 IU/m L;第N组和第G组苎麻质量损失率分别为20.30%和18.69%,残胶率分别为2.52%和4.21%,均接近实际工业化应用水平;第N组的单纤维线密度为5.31 dtex,束纤维断裂强度为4.8 c N/dtex,属于优质脱胶苎麻纤维。

DCE-01菌株果胶酯酶基因克隆与表达

从麻类脱胶高效菌株DCE-01中克隆果胶酯酶基因并进行原核表达。根据全基因组测序注释结果设计引物,PCR扩增果胶酯酶基因连接到pEASY-E1载体上,导入大肠杆菌进行诱导表达,采用水解圈法进行选择和定量分析。结果表明:克隆出全长1107bp的果胶酯酶基因(GenBank登录号:KC422449),编码368个氨基酸;该基因表达蛋白质序列的前26个氨基酸为信号肽,前导蛋白的分子量约为39.6ku,成熟蛋白为36.9ku,pI为9.1;基因工程菌株以高度酯化橘子果胶为底物的发酵液粗酶活为1.5IU/mL,是原始菌株DCE-01的22.4倍。本研究成功发掘出果胶酯酶基因,其表达产物果胶酯酶能降解高甲氧基果胶,在低甲氧基果胶制备方面具有重要应用前景。

草本纤维生物提取菌株分泌的关键酶研究

为研究草本纤维生物提取菌株分泌的关键酶种类和特性,采用经典的DNS法对草本纤维生物提取菌株分泌的果胶酶、甘露聚糖酶和木聚糖酶进行系统分析。结果表明,6个草本纤维非纤维素降解菌株均能同步产果胶酶、甘露聚糖酶和木聚糖酶;在培养的第9-11 h,菌株CBXW-3分泌的果胶酶活力最高达123 IU/m L,其次为菌株CBXW-1的果胶酶活力105 IU/m L;菌株CBXW-4的甘露聚糖酶活力最高达214.2 IU/m L,其次为菌株CBXW-1的甘露聚糖酶活力162.1 IU/m L;菌株CBXW-4的木聚糖酶活力最高为111.4 IU/m L,其次为菌株CBXW-6的木聚糖酶活力87.6 IU/m L。由此得出,6个目标菌株分泌的草本纤维非纤维素降解酶系种类丰富,酶活力高,可为阐明草本纤维生物提取机理和开发微生物资源的应用价值提供科学依据。

来源于欧文氏杆菌CXJZ95-198的β-甘露聚糖酶基因高效表达体系构建

旨在构建β-甘露聚糖酶基因的高效表达体系。从原基因工程菌株slp-man-p ET28a/JM提取重组质粒slp-man-p ET28a,转化Escherichia coli BL21(DE3)。用水解圈大小,β-甘露聚糖酶活力高低和天然半纤维素底物降解能力等综合指标衡量新基因工程菌株的β-甘露聚糖酶表达效果。新基因工程菌株slp-man-p ET28a/BL在选择平板上能产生明显的水解圈,其分泌的β-甘露聚糖酶活性最高达645.5 U/m L,是原基因工程菌株slp-man-p ET28a/JM分泌的1.28倍,是出发菌株Erwinia carotovora CXJZ95-198分泌的1.97倍;新基因工程菌株在苎麻原料发酵液的COD净增加值达5.13 g/L左右,分别为原基因工程菌株和出发菌株净增值的1.5、1.2倍;其还原糖生成量为0.721 mg/m L,比原基因工程菌株和出发菌株分别提高了26.7%和10.1%。新基因工程菌株的β-甘露聚糖酶分泌量大幅度提高,可为麻类生物脱胶β-甘露聚糖酶制剂制备提供科学依据。

CXJZ11-01菌株分泌中性β-甘露聚糖酶的研究

对现有菌种资源进行提纯复壮和筛选,采用透明圈法和发酵液酶活力比较法,获得高产中性β-甘露聚糖酶菌株CXJZ11-01。进而采用单因子和多因子相结合的统计方法以及DNS法,对该菌株β-甘露聚糖酶活力检测体系及其产酶规律进行系统研究。结果表明:该中性β-甘露聚糖酶最适pH值为6.0,最适温度为65℃;菌株CXJZ11-01在适宜条件下培养9小时,发酵液粗酶活力高达3050U/ml。

草本纤维生物提取菌株产果胶酶的组分研究

为了系统研究草本纤维生物提取菌株的果胶酶组分及其表达量,采用DNS法、C=C光吸收法和酸碱滴定法系统地测定菌株P1、P2和P3表达的果胶解聚酶、果胶酯酶和果胶裂解酶活力。结果表明:3个目标菌株均能同时表达果胶解聚酶、果胶酯酶和果胶裂解酶,其中菌株P1表达的胞外果胶解聚酶活力最高达71.66 IU/mL;菌株P2表达的胞外果胶酯酶活力最高为76.7 IU/mL;菌株P3表达的胞内果胶裂解酶活力最高达210.7 IU/mL。3个菌株表达的果胶酶组分及其活力存在明显差异,其结果可以为进一步探讨草本纤维原料中非纤维素生物降解机理和开发菌株新用途提供科学依据。

高效菌株CXJZU-120与T66的苎麻脱胶性能

为明确苎麻脱胶菌的差异,挖掘高效脱胶菌株,本文采用生物脱胶工艺,比较了欧文氏杆菌变异菌株CXJZU-120和枯草芽孢杆菌变异菌株T66的苎麻脱胶功能,分析了脱胶菌株CXJZU-120和T66在苎麻脱胶过程中的COD、脱胶效果及分泌的胞外酶特性。结果表明:与T66菌株比较,欧文氏杆菌变异菌株CXJZU-120能独立完成苎麻脱胶,不需要化学方法后处理;CXJZU-120用于苎麻脱胶可提高6.75%的脱胶制成率,减少污染50%以上;CXJZU-120菌株脱胶的精干麻残胶量可低于1%。说明2个菌株在脱胶性能方面存在明显差别。预示着苎麻脱胶方法可以实现由化学向生物领域的跨越。

莓茶多酚、黄酮、黄酮醇类组分含量及抑菌分析

为充分利用莓茶资源,该文探究莓茶的醇提萃取液和残渣水解液的物质组成及醇提萃取液的抑菌活性。该试验通过Folin-Ciocalteu法、Al(NO_(3))_(3)显色法、高效液相色谱法测定多酚、黄酮、黄酮醇类组分总含量,并对醇提萃取液以接种培养法观察抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、痢疾杆菌最小抑菌浓度,以纸片扩散法考察抑菌活性及紫外线、pH值、温度和金属离子条件影响下的稳定性。结果表明,莓茶中多酚、黄酮总含量分别为468.22、266.18 mg/g,黄酮醇类组分(总含量)主要为杨梅素(45.14 mg/g)和槲皮素(1.86 mg/g);当醇提萃取液质量浓度为20 mg/mL时,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、痢疾杆菌的抑制透明圈直径分别达到20.30、14.10、11.10 mm,对相应菌株的最小抑菌浓度分别为6、8、10 mg/mL;经温度40℃~121℃、紫外线照射10 min~60 min、pH值为3~11、Na+、Ca^(2+)、K+、Fe^(3+)、Mg^(2+)处理后均能表现出较强地抑菌活性且效果稳定。因此,莓茶含有较丰富的有效抑菌成分--多酚、黄酮、黄酮醇类物质,具有潜在的天然防腐剂深加工价值。

木聚糖酶高产菌株BE-91发酵工艺的优化

采用因素轮换试验设计和均匀试验设计对现有枯草芽孢杆菌BE-91菌株的发酵工艺进行系统研究,获得木聚糖酶高产的优化发酵工艺为:国产胰蛋白胨1.5%,国产酵母膏0.05%,牛肉膏0.3%,KH2PO40.2%,MgSO40.03%,NaCl 0.5%,吐温80 0.4%,起始pH9.2,摇瓶装液量150 mL/500 mL,接种量3.5%,转速180 r/min,发酵温度37℃。在优化发酵工艺条件下培养BE-91菌株8 h,发酵液木聚糖酶活力达到423.24 U/mL,是优化前酶活力的1.5倍。BE-91菌株在国内已报道菌株中具有发酵周期短、耐热酸性木聚糖酶活力高的特点。

苎麻水解液中单糖类组分的柱前衍生-高效液相色谱法检测

为加速苎麻纤维的合理开发和应用,建立了一套苎麻单糖类组成的分析方法。利用三氟乙酸水解苎麻,1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮柱前衍生水解产物,采用C18色谱分析柱和紫外检测器检测苎麻水解产物中的单糖类组成。结果表明：苎麻水解率可达90%,水解产物包括葡萄糖、鼠李糖、半乳糖醛酸、甘露糖、半乳糖、木糖等已知组分及少量未知组分,其中葡萄糖为主要组分,占已知单糖类总量的83.86%-86.54%;各单糖类组分的标准曲线线性相关系数为0.999 6-0.999 9,精密度均在2.02%以下,加样回收率为96.53%-102.76%。该方法能满足仪器检测要求,适用于分析苎麻水解产物中的单糖类组分。

不同品种黄麻叶多糖的理化特征及抗氧化活性研究

为提高黄麻的综合开发价值,利用热水浸提-醇沉法提取不同品种黄麻叶多糖,并对多糖的含量、结构、单糖组成、分子量以及羟基自由基、超氧阴离子自由基、DPPH自由基的清除率分别采用硫酸-苯酚法、FT-IR光谱法、水解衍生-HPLC法、凝胶渗透色谱法、水杨酸法、邻苯三酚法、二苯代苦味酰肼自由基法进行理化特征及抗氧化活性进行研究。结果表明:圆果种黄麻叶多糖的含量为80.92 mg/g,单糖组成主要为半乳糖(27.06%),分子量为59.87 kDa;长果种黄麻叶多糖的含量为60.77 mg/g,单糖组成主要为葡萄糖(44.55%),分子量为102.54 kDa;红外光谱显示此两种黄麻叶多糖结构出现相似吸收峰,均具有多糖类物质的典型特征;在多糖浓度为1 mg/mL时,圆果种黄麻叶多糖对羟基自由基、DPPH自由基、超氧阴离子自由基清除率分别为46.23%、67.30%、75.02%,长果种黄麻叶多糖相应清除率分别为41.81%、61.11%、66.81%;圆果种黄麻叶多糖对自由基清除能力的EC50均低于长果种黄麻叶多糖。两种黄麻叶多糖具有一定的抗氧化能力,是潜在的抗氧化活性物质药用资源。

果胶酶在麻类脱胶中的应用及其作用机理

脱胶是麻类产业链中的难题。生物脱胶则是解决麻类加工技术难题的发展方向。果胶酶在生物脱胶中的应用一直是研究的重点。本文通过分析国内外有关果胶酶和产酶微生物在选育、发酵、酶学性质、基因工程与脱胶工艺等方面的研究进展,阐明了果胶酶在麻类脱胶中的作用机理。果胶酶是麻类生物脱胶不能缺少的关键酶之一,但不能独立完成麻类脱胶;根据麻类纤维原料特性,采用基因操作等技术构建复合酶高产菌株是未来的重点研究方向。

胡萝卜软腐欧文氏菌CXJZU-120的选育及其脱胶性能研究

为寻求更适宜于生产应用的麻类生物脱胶高效菌株,对苎麻脱胶菌株CXJZ95-198进行紫外诱变,存活菌株的生理特性研究和脱胶功能实验发现:紫外线处理120 s获得的变异菌株CXJZU-120性状稳定;在5.5～6.0 h完成苎麻脱胶,总胶质脱除率达87.22%;该菌经10.0 h培养,发酵液中的果胶酶、β-甘露聚糖酶和木聚糖酶活分别为211.2 U/mL、374.8 U/mL和96.6 U/mL;该菌株在固态培养基中培养16.0～17.0 h开始显棕褐色,液态发酵培养基中培养5.0～5.5 h开始显蓝绿色,接种到苎麻上发酵5.0～5.5 h开始显蓝色。该结果表明,变异菌株CXJZU-120与出发菌比较,不仅在脱胶功能和产酶性能上有所提高,而且繁殖速度快,发酵时具有特别的显色现象,对于该菌在生产中的应用具有重要意义。

一种新型木聚糖酶基因在毕赤酵母中的表达

为了获得新型木聚糖酶的高效分泌表达,在工程酶项目组前期原核表达了木聚糖酶基因xyn A的基础上,将xyn A基因(Gen Bank登录号:U57819)编码耐热性木聚糖酶成熟蛋白的部分序列克隆到p PICZαA表达载体上,转化毕赤酵母X33,成功构建真核表达体系,再分批加入0. 5%(V/V)甲醇诱导毕赤酵母工程菌株产胞外木聚糖酶。结合木聚糖酶活力检测、SDS-PAGE电泳和Western Blot分析胞外木聚糖酶表达情况。结果表明,该XynA含有典型的糖苷水解酶11类催化结构域(GH11),成熟蛋白的预测分子量为38. 6 ku,等电点为6. 86; 7个毕赤酵母基因工程菌株X33/p PICZαA-xyn A分泌的木聚糖酶活力均≥300 U/m L,最高达487. 2 U/m L;胞外木聚糖酶在SDS-PAGE和Western Blot检测的特征谱带分子量约为45 ku,均比预期分子量(38. 6 ku)略大。一种新型木聚糖酶获得了高效分泌表达,为进一步分离纯化,研究其性质、结构和功能奠定了基础。

BE-91菌株木聚糖酶活力测定条件的优化

采用单因素试验法和正交试验法对BE-91菌株木聚糖酶活力测定条件进行系统研究,获得优化的木聚糖酶活力测定条件为:按1/9的比值添加稀释100倍的木聚糖酶与预热至62℃的浓度为0.8%的木聚糖底物(用pH值5.4～5.6的0.1mol/L柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液配制),62℃水浴准确反应3min,加入2.0mLDNS溶液,沸水浴显色10min,测定波长为540nm。在此优化条件下,测得BE-91菌株木聚糖酶活力达350.24U/mL。