膳食纤维对大鼠钙平衡及骨生物力学性能的影响

目的:研究不同结构的膳食纤维对钙平衡及生物力学性能的影响。方法:以大鼠作为动物模型分组饲养,分别饲喂含有50 g/kg麦麸、纤维素、木聚糖、果胶、菊粉、魔芋胶及其混合物的饲料。利用原子吸收光谱法检测饲料、粪便、尿样、股骨中钙含量;利用电解质分析仪测定血清中的总钙、游离钙、结合钙浓度;用三点弯曲法检测股骨的最大载荷。比较摄入不同膳食纤维大鼠钙吸收、血钙水平、尿钙流失、钙保留率、骨钙含量、骨的生物力学性能等参数的差异。结果:在钙吸收率方面,麦麸、纤维素组高于木聚糖、果胶、菊粉、魔芋组,其中木聚糖和魔芋组与麦麸组具有极显著差异(P<0.01);在尿钙日排出量方面,木聚糖和纤维素组低于其余各组;在钙保留率方面,果胶组最低,处于负钙平衡;在血清钙水平方面,麦麸组血清游离钙浓度和其余实验组没有显著性差异(P>0.05),但麦麸组结合钙和总钙浓度均高于其他各组;在骨钙含量和骨生物力学性能方面,果胶组明显低于其他各组,木聚糖组的骨最大载荷高于其他各组。结论:麦麸和纤维素等低发酵型膳食纤维的肠道钙吸收率高于木聚糖、果胶、菊粉、魔芋等高发酵型膳食纤维;木聚糖有助于提高大鼠骨生物力学性能;不同膳食纤维对大鼠钙吸收、骨钙含量、钙平衡的影响不同。

东方伊萨酵母降解木糖醇发酵抑制物研究

选择存在于半纤维素水解物中6种主要微生物代谢抑制物,用HPLC-DAD建立检测方法,分析东方伊萨酵母对这些抑制物的降解活性、代谢途径,以及生物脱毒处理对热带假丝酵母木糖醇发酵性能的影响。结果表明,东方伊萨酵母能直接利用醋酸,将芳香醛还原为相应的醇,含有裂解芳香环,最终将其彻底降解的复杂酶系。东方伊萨酵母对抑制物:醋酸4000mg·mL-1、糠醛400mg·mL-1、香草醛90mg·mL-1、对羟基苯甲酸40mg·mL-1、阿魏酸100mg·mL-1和愈创木酚30mg·mL-1脱毒发酵80h的降解率分别为100%,100%,100%,14.3%、65.8%、78.6%,木糖醇发酵性能得到显著改善。经生物脱毒处理之后的醋酸、糠醛、愈创木酚、阿魏酸培养基,再用热带假丝酵母进行木糖醇发酵的产物生成速率(木糖醇g.L-1.h-1)分别为2.67,2.66,2.72,2.66,基本达到了商品木糖培养基的木糖醇生成速率水平(2.79)。

响应面法优化玉米苞叶中木聚糖的提取工艺

为了给玉米苞叶工业化生产木聚糖提供基础研究资料,本研究以玉米苞叶为原料,采用响应面法(RSM)对玉米苞叶木聚糖碱法提取工艺进行优化研究,选择碱浓度、提取温度和提取时间作为考察因素,以玉米苞叶木聚糖提取率作为评价指标,考察3个不同因素及其交互作用对玉米苞叶木聚糖提取率的影响。研究结果表明:玉米苞叶木聚糖的最佳提取工艺条件为氢氧化钠浓度9.2%(M/V)、提取温度93.0℃、提取时间13.0h;在此工艺参数条件下提取3批玉米苞叶,获得的木聚糖平均提取率为(15.8±1.2)%(n=3),与采用响应面法优化回归模型预测提取率(16.0%)基本一致。

甘蔗糖蜜总糖中提高蔗糖纯度的菌株分离鉴定及生物纯化性能

从甘蔗糖厂周边环境采集污泥、土壤及污水样品,通过甘蔗糖蜜纯化发酵试验筛选提高甘蔗糖蜜总糖中蔗糖纯度的菌株,并对菌株进行形态观察、生理生化特征比较和26SrDNA基因序列同源性分析鉴定。结果筛选获得1株提高甘蔗糖蜜总糖中蔗糖纯度的菌株m-6。菌株m-6纯化发酵10h,甘蔗糖蜜中葡萄糖、果糖的去除比例分别为96.5%、100%,蔗糖在糖蜜总糖中的纯度由初始的55.6%提高至85.7%,菌株m-6对甘蔗糖蜜有良好生物纯化作用。菌株m-6属于库德毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)。

不同蔬菜品种的木聚糖含量分析

目的:测定不同蔬菜品种的木聚糖含量,分析不同蔬菜品种木聚糖含量的差异,为蔬菜高值化加工及人们对蔬菜木聚糖膳食纤维精准补充提供科学依据。方法:以南方常见41个蔬菜品种为研究对象,采用稀酸水解、高效液相色谱法测定蔬菜木聚糖的含量。结果:不同蔬菜品种木聚糖的含量差异显著,41种蔬菜品种中,每100g新鲜原料木聚糖含量排名前3的分别是豌豆(2. 37g)、蚕豆(2. 19g)、甜玉米(1. 86g),其他蔬菜品种木聚糖含量均小于1. 6g。根据食用器官蔬菜木聚糖含量平均值排序:花菜类>果菜类>茎菜类>食用菌类>根菜类>叶菜类。结论:补充蔬菜木聚糖膳食纤维,优选果菜类中的豆类。

响应曲面优化甘蔗糖蜜酸水解工艺研究

采用响应曲面法对影响甘蔗糖蜜水解总还原糖得率的3个主要影响因素即硫酸浓度、水解温度、水解时间进行优化。利用Design Expert软件分析表明:在甘蔗糖蜜糖度65、硫酸浓度4%、水解温度94℃、水解时间66 min的工艺条件下,100 g甘蔗原糖蜜水解后获得总还原糖54.98 g,实测结果与响应面拟合所得方程的预测值相符合。

生物脱毒改善蔗渣水解物木糖醇发酵性能的研究

为提高热带假丝酵母Candida troplicalis 1-18代谢产物木糖醇的产量,本研究以蔗渣半纤维素稀酸水解物作为研究材料,以生物脱毒菌株东方伊萨酵母Issatchenkia orientalis S-7细胞干重、水解物在280 nm处紫外吸收物含量、木糖醇产量作为评价指标,考察尿素、pH值、脱毒时间、预浓缩比例和细胞循环利用等5个因素对蔗渣半纤维素稀酸水解物木糖醇发酵性能的影响。结果表明,蔗渣半纤维素稀酸水解物采用Ca(OH)2调节pH值为5,预浓缩至1/2体积,添加2 g·L^-1尿素,东方伊萨酵母S-7生物脱毒40 h,脱毒后水解物预浓缩至木糖浓度为150 g·L^-1时,热带假丝酵母1-18发酵的木糖醇产量最高,达134.5 g·L^-1,比对照组高出70 g·L^-1;循环利用细胞进行生物脱毒,脱毒时间缩短13 h;循环利用热带假丝酵母1-18对生物脱毒水解物进行产醇发酵,木糖醇产量达163.8 g·L^-1,生成速率为5.85 g·L^-1·h^-1,比第一代发酵(1.95 g·L^-1·h^-1)提高2倍。生物脱毒是改善木质纤维稀酸水解物木糖醇发酵性能的有效手段。

木二糖对营养性肥胖大鼠的减肥作用

目的:建立营养性肥胖大鼠模型,研究木二糖对大鼠血脂、血糖和脂肪堆积情况的影响。方法:选取雄性SD大鼠62只,分为正常对照组10只,给予普通饲料喂养,随机选取造模成功的44只分为低剂量木二糖组(200 mg/(kg·d))、高剂量木二糖组(400 mg/(kg·d))、阳性对照组(盐酸西布曲明4 mg/(kg·d))和模型对照组,每组11只,给予高糖高脂饮食,连续喂养80 d,在20、40、60、80d分别检测各项指标。结果:各处理组大鼠比模型组体质量有明显降低(P<0.01);喂养60~80 d,各处理组血糖值与正常对照组无显著性差异,显著低于模型对照组(P<0.01);各处理组均能显著降低大鼠血清甘油三酯与低密度脂蛋白胆固醇(P<0.01),但对大鼠血清胆固醇与高密度脂蛋白胆固醇无影响。喂养80d后处死大鼠,测得各处理组大鼠Lee’s指数与模型对照组均有显著性差异(P<0.01),脂肪湿质量和体脂比亦有差异,且呈量效关系。结论:木二糖对营养性肥胖大鼠具有较好的降血糖、降血脂作用,可有效抑制大鼠体内脂肪堆积。

木质纤维素水解物生物脱毒的研究进展

利用木质纤维素通过稀酸处理生产乙醇的过程中会产生大量影响发酵的毒素物质,而筛选特异性微生物选择性地去除这些酵母发酵代谢抑制物,是一种经济环保的脱毒方法。本文综述了近年来木质纤维素水解物生物脱毒的研究进展,系统地介绍了木质纤维素稀酸水解物的构成和水解物毒素的形成及毒性作用,分析了脱毒菌株的筛选途径及微生物脱毒效应,阐述了生物脱毒微生物与发酵酵母的协同效应以及耐毒或脱毒代谢工程菌的构建,提出了木质纤维素水解物微生物脱毒发酵生产乙醇的研究方向,并对未来的发展前景进行了展望。

蔗渣木质素对溶液中重金属离子的吸附性能

研究了蔗渣木质素在不同的吸附时间、pH值、溶液浓度、木质素用量等条件下对Pb2+、Cd2+、Hg2+3种重金属离子的吸附作用,探讨了蔗渣木质素的等温吸附规律及吸附性能。实验结果表明:木质素吸附平衡时间约为15 min;溶液pH值是影响木质素对重金属吸附能力的主要因素,吸附量随pH值升高而增加;木质素对3种重金属离子皆有一定的吸附作用,吸附量次序为Pb2+(21.62 mg/g)>Hg2+(7.65mg/g)>Cd2+(3.32 mg/g)。Redlich-Peterson与Langmiur等温吸附模型可以较好的描述蔗渣木质素对3种重金属离子的吸附特性,其吸附过程属于优惠吸附。本结果可为用蔗渣木质素开发吸附重金属食品添加剂提供科学依据。

湿地土壤硫组分特征及其影响因素的研究进展

硫是湿地中重要的生命元素,硫对环境变化极为敏感,在生源要素生物地球化学循环中扮演着重要角色。硫的价态多样,形式复杂,湿地垦殖使土地利用方式等发生显著改变,进而影响到土壤硫组分的变化。垦殖背景下,目前对湿地硫组分及其微生物驱动机制的研究尚不够深入。硫稳定同位素技术(δ^(34)S)逐渐地被应用到硫生物地球化学循环过程的研究中,可以探究硫素的来源。硫氧化菌(Sulfate oxidizing bacteria,SOB)和硫酸盐还原菌(Sulfate reduction bacteria,SRB)是硫组分形态转化的主要驱动者,在湿地硫循环中发挥着重要的作用。土壤芳基硫酸酯酶是参与土壤硫循环的重要酶类,是反映湿地土壤质量的一个重要生物学指标。该研究主要从湿地土壤硫组分的分布特征、影响因素、硫同位素来源示踪和微生物驱动机制4个方面,综述了湿地土壤硫组分影响因素的研究动态。最后,文章总结了当前研究中存在的问题,提出了该领域今后深入探讨的一些建议。

甘蔗叶汽爆液中挥发性微生物生长抑制物的鉴定

通过气质联用仪(GC-MS)对甘蔗叶汽爆液的挥发性物质进行了分析,共鉴定出12个成分,有机酸占总挥发物含量的95%以上,丁酸、丙烯酸、巴豆酸、2-吡咯甲醛首次发现存在于爆破液中。分别考察了已鉴定成分在不同pH条件下对酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)细胞生长的影响,结果表明,所有挥发成分在自然pH条件下均对酵母细胞生长产生明显的抑制作用,提高pH值能有效降低四碳以下有机酸对酵母细胞生长的毒害作用,但不能明显降低六碳有机酸及醛类化合物的毒性。

灵芝漆酶的分离纯化及其部分酶学性质研究

将灵芝(Ganoderma lucidum)漆酶经过Sephadex G-75和DEAE-Sepharose Fast Flow两步纯化,获得具有3个同工酶的组分,并且纯度提高了81倍,酶活回收率高达83.9%。以ABTS为底物,漆酶最适pH值是2.2～2.6,在pH值4.6～7.8范围内稳定;最适温度45℃,在低于45℃时较稳定。大部分金属离子、酸根离子对灵芝漆酶普遍有抑制作用,除盐可以提高漆酶活力。

库德毕赤酵母原生质体制备与再生

库德毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)对木质纤维素稀酸水解物3大代表性毒物——脂肪酸、呋喃及酚类化合物均有优良的降解活性,是纤维水解物耐毒发酵菌种改造重要的基因组资源。文章研究了库德毕赤酵母原生质体制备、再生的影响因素,确定了适宜的原生质体制备条件,旨在为通过基因组改组策略构建耐毒发酵菌株奠定基础。结果表明:选择对数生长中期的细胞,以0.8 mol/L甘露醇作为渗透压稳定剂,0.1%ED-TA-Na2+0.3%β-巯基乙醇预处理30 min,用3.0%蜗牛酶+0.5%纤维素酶在30℃下酶解2.5 h,其原生质体达到61%,原生质体再生率达到32%;毒物会强烈抑制原生质体再生,不宜直接以毒物作为再生前融合子的检出标记。

7种抑制物对热带假丝酵母木糖醇发酵性能的影响

在木糖培养基上分别研究7种已知存在于半纤维素水解物中的微生物代谢抑制物(甲酸、乙酸、糠醛、苯甲醛、香草醛、愈创木酚、对羟基苯甲酸)对热带假丝酵母细胞生长及木糖醇发酵性能的影响,并采用二次正交旋转组合设计研究试验中毒性最强的甲酸与香草醛、苯甲醛这3种代表性抑制物共存条件下的抑制效应。结果表明,这些抑制物在低浓度条件下虽然对酵母细胞生长有抑制作用,但是却能使木糖醇比生成速率略有提高。随着抑制物浓度的提高,它们最终均能完全抑制酵母细胞生长,使木糖醇发酵完全不能进行。对酵母细胞生长而言,甲酸与醛类抑制物之间存在毒性相互拮抗作用;对于木糖转化率和木糖醇比生成速率,甲酸和苯甲醛之间存在明显的拮抗作用;对所有考察指标,醛类化合物之间均无显著的拮抗作用,它们之间对酵母细胞的抑制作用呈累加效应。

不同膳食纤维饮食下大鼠粪便矿物元素的测定及其吸收特点

矿物元素是动物体的组成部分,对维持机体正常生理有着重要作用,矿物元素的吸收代谢与膳食纤维密切相关,为研究不同结构的膳食纤维对钾、钠、钙、镁吸收的影响,本文采用原子吸收光谱法对大鼠(Rattus norregius)粪便中的4种矿物元素进行检测,比较2种预处理方法对矿物元素的提取效果,以及7种膳食纤维对4种矿物元素肠道吸收的影响。结果表明,干法灰化-混酸消解更适合提取钙、镁元素,而酸法浸提适合提取钾、钠元素;膳食纤维对钙、镁元素吸收率的影响大于钾、钠元素,总体钙、镁吸收率显著低于钾、钠的吸收率;在钾的吸收率上,纤维素组和麦麸组显著高于木聚糖组、果胶组、菊粉组和魔芋组;在钠的吸收率上,纤维素组和果胶组显著低于其他各组;对于钙的吸收率,木聚糖组和魔芋组显著低于纤维素组和麦麸组;镁吸收率果胶组和魔芋组最低,麦麸组最高,差异具有显著性。不同膳食纤维对矿质代谢有不同的影响,与麦麸相比,木聚糖和魔芋降低钙的吸收,果胶降低钾、钠、镁的吸收,纤维素和麦麸对矿物元素吸收率总体大于其余膳食纤维。

会仙喀斯特湿地水生植物慈姑微量元素及营养成分分析

应用微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)和氨基酸分析仪等仪器测定了桂林会仙喀斯特湿地野生水生植物慈姑中微量元素,氨基酸以及常规营养成分含量在其地上植株和球茎中的分布差异。结果表明,慈姑含有丰富的营养成分,粗蛋白、粗脂肪、黄酮、蔗糖、葡萄糖、总淀粉、不溶性膳食纤维、可溶性膳食纤维、总膳食纤维和微生素C,均表现为球茎部位>地上植株。15种微量元素中,除Ca、K、Zn和Mn表现为地上植株>球茎部之外,Mg、Na、Fe、Cu、Cd、Li、Ni、Cr、Pb和Hg元素含量均表现为球茎部>地上植株,As元素未检测出。慈姑地上植株和球茎中含有18种丰富的游离氨基酸,蛋氨酸含量最高,除苏氨酸、缬氨酸、酪氨酸和脯氨酸含量在地上植株高于球茎部之外,其他14种游离氨基酸含量均为球茎部>地上植株。会仙喀斯特湿地野生水生植物慈姑可适合作为药食两用植物来进行引种驯化和人工繁育栽培,通过资源化利用,具有很大的潜在经济效益。

酸催化蒸汽爆破预处理提高蔗渣酶解性能研究

采用常规蒸汽爆破以及酸催化蒸汽爆破对甘蔗渣进行预处理,利用扫描电镜(SEM)对比观察这两种汽爆方法对残渣表面结构形态的影响,对比分析汽爆液的糖类、汽爆残渣组分,最后通过纤维素酶解试验评价汽爆残渣的酶解性能。结果表明,常规蒸汽爆破和酸催化蒸汽爆破均能提高蔗渣原料的酶解性能,但是常规蒸汽爆破需要在较高的处理压力(>2.0MPa)下才能明显水解半纤维素,破坏纤维素的天然结晶结构,显著提高蔗渣的酶解性能。酸催化蒸汽爆破只需很低的汽爆压力(0.7MPa)就能充分水解蔗渣半纤维素,而且对蔗渣纤维天然结构的破坏程度也要大得多,残渣的酶解率达到49.1%,比常规同一蒸汽爆破压力条件下的酶解率(25.1%)几乎高出一倍。酸催化汽爆残渣的酶解性能随汽爆压力的提高而改善,从半纤维素到木糖的收率则随压力的升高而降低,采取两步蒸汽爆破法,将可以同时获得高的木糖收率和高的纤维素酶解效率。

热带假丝酵母产生子囊孢子的条件及单倍体分离的研究

本文研究了诱导热带假丝酵母子囊孢子产生和子囊破壁的条件,以及单倍体分离和鉴别方法。结果表明:NaAc、KCl这两种成分即可满足热带假丝酵母的产孢营养要求,在含有NaAc8.2g/L、KCl1.8g/L的琼脂培养基中,28℃培养7d,热带假丝酵母细胞的产孢率可达到47.5%;单纯使用蜗牛酶对破除热带假丝酵母子囊壁的效率甚低,酶解液加入适量的石英砂同时振荡处理4h左右,可以显著提高对热带假丝酵母子囊破壁速率。用这种方法处理,绝大多数子囊壁均可破除。子囊破壁处理后再以52℃处理10min杀死残余的营养体细胞,分离物的单倍体孢子比例可由灭活处理前的48%,提高到76%以上。

常见谷物的生糖指数及阿拉伯糖木聚糖含量分析

目的:分析常见谷物品种生糖指数和阿拉伯糖木聚糖含量的差异,为快速查找到低生糖指数和高阿拉伯糖木聚糖膳食纤维谷物食源提供科学依据。方法:以常见18种谷物为研究对象,采用酸法水解,利用高效液相色谱法分析常见谷物的生糖指数和阿拉伯糖木聚糖含量。结果:不同谷物品种生糖指数和阿拉伯糖木聚糖的含量差异显著。18种谷物中,每100g绝干原料生糖指数(以葡萄糖的量计)排名前五位的谷物(低至高)分别是:黑芝麻1.75g、黑豆2.70g、花生3.26g、黄豆4.20g、红芸豆22.72g,其他杂粮品种生糖指数都均大于22.72 g;每100g绝干原料阿拉伯糖木聚糖含量(高至低)排名前五的分别是:红豆8.22g、黄豆7.71g、黑豆7.53g、绿豆6.55g、红芸豆6.05g,其他谷物阿拉伯糖木聚糖含量均小于6.05g。结论:补充低生糖指数的谷物,推荐优选黑芝麻、黑豆和花生,补充高含量阿拉伯糖木聚糖膳食纤维优选豆类,且含量大于6.05g/100g绝干原料。