L.paracasei HD1-7与S.albulus1-25原生质体融合选育产天然防腐剂的优良菌株

为获得更具优良应用特性的微生物源天然防腐剂,采用原生质体融合技术,以Lactobacillus paracasei HD1-7和Streptomyces albulus1-25为亲株选育优良菌株,研究了L.paracasei HD1-7和S.albulus1-25原生质体制备与再生条件,通过表型、抑菌谱、抗药性和总DNA含量比较等手段筛选鉴定融合子,最终选育出3株以L.paracasei HD1-7为受体、获得来自S.albulus1-25的抑酵母菌基因的融合子。

维生素对乳酸菌细胞活性和代谢途径相关酶活性的影响

研究了拟干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)发酵生产乳酸过程中,添加维生素对菌体生长、细胞活性、产酸,以及在碳流代谢中与乳酸生物合成密切相关的4种酶[乳酸脱氢酶(LDH)、磷酸果糖激酶(PFK)、丙酮酸脱氢酶(PDC)和丙酮酸羧化酶(PC)]活性的影响。结果显示:维生素添加促进了菌体生长,使乳酸产量提高了42.47%;同时降低了发酵过程中菌体的死亡率,降低的最大幅度可达53.46%;PFK和LDH的活性比对照有提高,最大幅度达62.30%和126.65%,PDC的活性在发酵中期也有一定的提高,但PC的活性变化很小。实验结果表明:组合维生素的添加可以提高乳酸菌的活性,同时使代谢通量有利于乳酸生成。

不同的中和剂对L(+)-乳酸发酵的影响

分别利用CaCO3、6 mol/L氨水和6 mol/L NaOH溶液调控乳酸发酵过程的pH,得到的乳酸浓度为169.1g/L、187.9g/L和170.1g/L（以发酵液的初始体积计算）,分别是无pH调控发酵过程的4.9倍、5.4倍和4.9倍;得到的OD620分别为19.3、21.6和16.4,分别是无pH调控（OD620为8.5）的2.3倍、2.5倍和1.9倍.相对于氨水和NaOH来说,CaCO3粉末是一种缓慢型的酸中和剂,pH调节能力有限,只能将pH维持在4.9～5.2.但CaCO3可以将乳酸以生成乳酸钙的形式沉淀下来,给下游乳酸的分离提取带来一定的方便.因此对于传统的分批式发酵,CaCO3仍不失为一种较好的选择.氨水和NaOH溶液都可以很好地将发酵液的pH调控在6.0,其中氨水是一种最理想的酸中和剂,既有利于乳酸的生物合成又能促进乳酸菌的生长.

副干酪乳杆菌副干酪亚种L1的培养条件及絮凝活性研究

酸浆是我国传统的鲜薯(或绿豆)淀粉生产工艺中用于淀粉分离净化的生物絮凝剂。本实验对从自然发酵的甘薯酸浆中分离的、对甘薯淀粉具有高絮凝活性的副干酪乳杆菌副干酪亚种L1的培养条件和絮凝活性进行了研究。结果表明,副干酪乳杆菌副干酪亚种L1为兼性厌氧菌,在改良TJA培养基初始pH为7.0,在25℃培养48～60h时,菌体的生长状况和絮凝活性最好;Na+、K+对L1的絮凝活性有显著的增强作用,但对高温和胰蛋白酶敏感。

高产L-乳酸副干酪乳杆菌对酸菜品质及安全性的影响

为提高酸菜的品质,对副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)发酵的L-乳酸酸菜和传统酸菜在发酵过程中的感官、理化指标和微生物变化规律进行比较,评价副干酪乳杆菌对酸菜品质及安全性的影响。结果表明,与传统酸菜相比,副干酪乳杆菌发酵的L-乳酸酸菜感官品质更优;富含L-乳酸、Vc含量高、亚硝酸盐含量低且没有亚硝酸峰值出现、总酸含量较高;乳酸菌活菌数量更多,霉菌和酵母菌数量少,大肠杆菌未检出。说明接种副干酪乳杆菌可以提高酸菜的品质和安全性。

人工接种副干酪乳杆菌生产L-乳酸酸菜条件的研究

试验以副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)为生产菌种,纯种发酵生产含有L-乳酸的酸菜。并对酸菜发酵条件进行研究,其结果为最佳发酵温度32℃,食盐浓度2%,接菌量5%,初始水温40℃,发酵时间12d,此发酵条件生产的酸菜成品中L-乳酸的含量为31.35mg/L,Vc含量为16.58mg/100g,Vc含量相比原料白菜下降较少,原料白菜Vc含量为19.24mg/100g。

利用中心组合设计方法研究维生素对乳酸生产的影响

顺序采用两水平分式析因设计、最速上升法以及中心组合响应曲面方法研究了维生素B1、维生素B2、烟酸、盐酸吡哆醛和生物素对拟干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)合成乳酸的影响,并利用数据分析软件(Statistical Analysis System,SAS)对数据进行处理。结果表明,维生素B1和生物素对L.paracasei的生长及产酸有比较显著的促进作用,维生素的最佳组合是:维生素B10.053mg/L、维生素B20.01mg/L、烟酸4.0mg/L、盐酸吡哆醛0.2mg/L、生物素0.075mg/L。

副干酪乳杆菌M5-L抑制宋内志贺氏菌黏附作用影响因素的研究

研究副干酪乳杆菌M5-L抑制宋内志贺氏菌(S.sonnei)对HT-29细胞黏附的作用及其影响抑制黏附作用的表面分子分析。结果表明M5-L能够显著的抑制S.sonnei的黏附作用,在排除、竞争和取代黏附实验中,抑制率分别为55%、33%和30%,差异显著(p<0.05),高碘酸钠处理后,M5-L的抑制黏附作用没有变化,表明碳水化合物并没有参与到黏附抑制过程中。而经过5mol/L LiCl处理后,M5-L的抑制黏附作用下降,说明S-层蛋白参与了M5-L抑制S.sonnei对HT-29细胞的黏附作用。此外,M5-L的S-层蛋白能够显著抑制S.sonnei的黏附作用。

利用甘薯酸浆中分离的乳酸菌发酵薯汁酸奶的研究

以自然发酵甘薯酸浆中分离的乳酸菌L·paracasei subsp·paracasei L1发酵薯汁,研究利用L·paracasei subsp·paracasei L1发酵薯汁生产薯汁酸奶的条件,开发出具有独特风味、良好保健作用和广阔市场前景的乳酸菌饮品。

渗透压对于拟干酪乳杆菌发酵生产L-乳酸的影响

研究了渗透压对于拟干酪乳杆菌（L．paracasei）发酵产L-乳酸的的影响。首先以NaCl作为渗透压调节剂研究渗透压对L．paracasei生长及产酸的影响，通过比较不同浓度NaCl（0-2mol／L），最终选择1mol／LNaCl作为渗透压保护剂的筛选条件。然后在该筛选条件下，研究了三种渗透压保护剂对L．paracasei产L-乳酸的作用，结果表明添加2g，L脯氨酸可提供最优的渗透压保护作用。最后通过5L罐批发酵验证上述结果，结果显示发酵24h后添加2g／L的脯氨酸能在接下来-段发酵时间内使得乳酸产率和葡萄糖消耗率分别比对照组提高50．34％和39．61％。此外，分析发酵结束时胞外主要副产物，结果表明添加脯氨酸后能够有效降低副产物的生成，提高L-乳酸的生产。本研究通过添加渗透压保护剂脯氨酸提高了乳酸的产量，从而为其他有机酸发酵提供了重要的借鉴意义。

不同中和剂对L-乳酸发酵的影响

[目的]比较氨水、碳酸钙、及其混合物调控pH值对L-乳酸发酵的影响。[方法]以拟干酪乳杆菌为供试菌,通过测定发酵液中的菌体浓度和L-乳酸含量比较研究了氨水、碳酸钙及它们的混合物对其发酵生产L-乳酸的影响。[结果]随着碳酸钙添加量的增大,发酵液的OD620 nm逐渐增大,产酸量不断增加,当碳酸钙添加量达0.7 mol/L时,发酵48 h后的OD620 nm为3.54,产酸量为108 g/L,其产酸量是对照组的5倍左右。添加25%氨水,发酵48 h后的OD620 nm为3.08,产酸量为98 g/L。随着发酵前期碳酸钙添加量的增加,发酵后期定期添加氨水调控pH值为6.0,发酵液的OD620 nm增大,产酸量增加,当碳酸钙添加量为0.4 mol/L时,OD620 nm达5.80,产酸量达121 g/L,其产酸量是对照组的6倍左右。[结论]该研究为利用不同中和剂调控L-乳酸发酵提供了理论依据。

益生菌Lactobacillus paracasei subsp. paracasei Zhang对海南地区部分青年人肠道菌群的影响

【目的】以海南地区征集的29名健康青年志愿者为研究对象,分析该地区青年人肠道菌群多样性,并探究益生菌Lactobacillus paracasei subsp. paracasei Zhang (LCZ)对其肠道菌群的影响。【方法】29名健康青年志愿者每日补充2 g益生菌LCZ (0.5×10^10CFU/g),为期14 d。采集摄入益生菌LCZ第0、14、28天的志愿者粪便样品,采用Pac Bio SMRT测序技术基于16S rRNA基因全长测序分析志愿者粪便微生物组成和结构,评估益生菌LCZ对其肠道菌群的影响。【结果】在门水平上,Firmicutes (54.46%)和Bacteroidetes (33.79%)在志愿者粪便微生物中含量最高;在属水平上,Bacteroides (23.13%)的相对含量最高;在种水平上,优势菌种为Faecalibacterium prausnitzii (9.72%)、Eubacterium rectale (7.00%)和Prevotella copri (6.07%)等。摄入益生菌LCZ 14 d后,肠道中的优势菌属变化不显著,低丰度菌属如Oscillospira和Parabacteroides等显著增加,Aeromonas和Fusicatenibacter等显著减少(P<0.05)。此外根据志愿者粪便中Lactobacillus含量的变化情况,将所有志愿者分为两组。其中一组志愿者在摄入LCZ后粪便中Lactobacillus菌属相对含量显著增加,同时该组志愿者肠道中其他菌种如Butyricicoccus pullicaecorum、Lactococcus raffinolactis和Parabacteroides distasoni亦显著增加;而另一组志愿者,Lactobacillus及上述菌种均未发生显著变化。【结论】连续2周摄入益生菌LCZ对志愿者肠道菌群中优势菌属的相对丰度影响不显著,但对低丰度菌属的相对丰度影响显著。

拟干酪乳杆菌乳酸发酵培养基氮源优化

从发酵原料成本的角度出发,首先对发酵培养基中的碳氮比进行优化,将培养基中的碳氮比(质量比)提高为28.97;然后逐步将原始发酵培养基中的进口分析纯试剂替代为国产试剂及工业级试剂,并实现了工业级酵母粉FM802和蛋白胨FP101的完全替代。经过5 L发酵罐验证表明,原料替代后,成本降低为原来的1/3,而发酵时间仅增加1 h。

副干酪乳杆菌在多巴胺改性聚丙烯纤维膜上形成生物膜及其发酵性能

利用多巴胺在材料表面的自发黏附特性,制备了多巴胺改性的聚丙烯纤维膜,研究多巴胺改性对副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracaise)在聚丙烯纤维膜上形成生物膜的影响及L.paracasei生物膜的发酵性能。利用扫描电子显微镜、红外光谱仪及接触角仪对多巴胺改性聚丙烯纤维膜表面形成的L.paracasei生物膜进行表征,并对L.paracasei生物膜的抗逆性与发酵能力进行研究。结果表明,多巴胺改性对聚丙烯纤维膜表面L.paracasei生物膜形成具有显著的促进作用,多巴胺改性聚丙烯纤维膜表面的生物膜具有极佳的抗逆性能,更耐受高温和酸碱环境,用于生物膜反应器中发酵生产的L-乳酸纯度维持在99%以上,同时反应器基本没有发酵延滞期,有效提高了生物发酵效率。

副干酪乳杆菌发酵提高羊骨酶解液体外抗氧化活性的研究

[目的]通过乳酸菌发酵提高羊骨粉酶解液的体外抗氧化活性。[方法]用副干酪乳杆菌对羊骨粉的碱性蛋白酶酶解液进行发酵,对酶解液和发酵液的各项水解指标和体外抗氧化活性进行比较。[结果]酶解液经过发酵,水解度由31.25%提高到50.79%,提高了62.5%;Ca2+含量由1.25g·L^(-1)提高到2.75g·L^(-1),提高了120.00%;短肽含量由11.24g·L^(-1)提高到19.83g·L^(-1),提高了76.42%;羟脯氨酸含量由2.13g·L^(-1)提高到3.25g·L^(-1),提高了52.58%。经测定DPPH清除率由39.63%提高到43.75%;对羟自由基和超氧阴离子的清除率分别由44.12%、52.09%提高到82.49%和71.82%。[结论]对酶解液发酵可进一步提高骨胶原蛋白的水解度,增加短肽含量,并且能促进游离Ca^(2+)的释放,体外抗氧化活性也相应增强,研究结果为畜骨的高值利用和新型保健品的开发提供了实验支持。

益生菌发酵复方中草药产多糖的工艺优化

【目的】利用复合益生菌(植物乳杆菌植物亚种Zhang-LL和副干酪乳杆菌KL1)发酵复方中草药,考察发酵过程中的影响因素,确定发酵工艺参数。【方法】Zhang-LL和KL1菌株经活化、扩增后发酵复方中草药,从发酵液提取多糖。通过单因素多水平试验(复方中药发酵温度、培养基初始pH、接种量、发酵时间)和正交试验设计,以苯酚-硫酸法测定发酵后多糖含量和得率,确定最优条件。【结果】结果表明,最佳发酵工艺条件为初始pH5.0,接种量5%,发酵温度34℃,时间72h。在此优化条件下,发酵复方中药液的多糖得率为1.13%,是优化前的1.65倍,未发酵的2.51倍。

非靶向代谢组学分析发酵谷物饮料中的小分子物质变化

该研究以小米、糯米等谷物作为主要原料,利用从自然发酵的甘薯酸浆和豆腐酸浆中筛选得到的两株益生菌Lactobacillus paracasei L1和Lactobacillus casei YQ336作为发酵菌种,采用非靶向代谢组学技术,对谷物饮料在发酵前后的小分子物质进行差异性分析。通过主成分分析和正交偏最小二乘判别分析等方法发现,发酵前后饮料中显著变化(VIP>1且p<0.05)的差异代谢产物为25类145种,主要包括34种有机酸及其衍生物、21种黄酮类化合物、20种糖类及其衍生物、16种生物碱、10种核苷酸及其衍生物、10种氨基酸及其衍生物。其中发酵后含量显著提高的生物活性物质包括:提高36668倍的1-羟基-2-萘甲酸、1000倍的二氢白藜芦醇、800倍的2-羟基戊酸、517倍的大豆苷、488倍的牡荆素、238倍的芹菜素、148倍的异芥酸、130倍的染料木素等;通过KEGG代谢通路分析表明,差异显著的代谢通路有19条,推测谷物基质可能对L.paracasei L1和L.casei YQ336次级代谢的合成和积累具有一定影响,该研究将为利用乳酸菌发酵植物基质食品及其对植物基质的代谢机理研究奠定理论基础。

副干酪乳杆菌ZG19发酵烟草废水产L-乳酸的响应面优化

烟草废水中含有大量的可溶性糖、含氮化合物和矿物质等营养成分。为资源化利用烟草废水,以本实验室分离并保藏的一株产L-乳酸的副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)ZG19为发酵菌株,以烟草废水为发酵底料,L-乳酸产量为响应值,采用响应面法(RSM)优化发酵工艺。通过Plackett-Burman试验筛选出对L-乳酸产量影响最显著的因素,进一步设计爬坡试验逼近最优区域,然后设计Box-Behnken响应面优化,分析并确定最佳发酵工艺。结果表明,在发酵温度39℃、发酵时间30 h、菌种接种量10%条件下,得到L-乳酸实际产量为15.16 g/L,与预测值(15.35 g/L)拟合度达到98.76%,L-乳酸产量显著提高。因此,采用此方法得到的优化工艺合理而有效,具有实际应用价值。