α-葡聚糖酶及其在国内制糖工业中的应用研究进展

制糖工艺过程出现的葡聚糖主要为α-葡聚糖,它的存在会使糖汁糖分损失,糖液粘度增大,糖液过滤性降低,晶体伸长,这不但增加精炼成本,同时也严重影响产品品质。糖浆澄清仅能除去约20%的α-葡聚糖,而利用α-葡聚糖酶水解α-葡聚糖是一种理想的方法。本文综述α-葡聚糖酶及其在国内制炼糖厂的应用研究进展,并对该研究领域进行展望。基因工程技术和蛋白质定向进化技术在提高α-葡聚糖酶酶活、热稳定性、增强底物特异性等方面发挥着重要作用,将成为今后的研究热点。

板蓝根α-葡聚糖佐剂提高H1N1流感疫苗免疫小鼠体液免疫和细胞免疫功能

目的：研究板蓝根α-葡聚糖对H1N1流感疫苗免疫小鼠体液免疫和细胞免疫功能的影响。方法100μg α-葡聚糖按＋H1N1流感病毒裂解液3μg给每只小鼠一次性肌内注射。分别在免疫后3,5,8,10,12和14 d采血,ELlSA法检测小鼠血清特异性抗体和亚类抗体滴度；MTT法测定小鼠脾T淋巴细胞、B淋巴细胞和巨噬细胞增殖反应；ELlSA法测定细胞培养上清干扰素γ（ lFN-γ）、白细胞介素4（ lL-4）、lL-12和肿瘤坏死因子-α（ TNF-α）含量；流式细胞术测定脾细胞中CD3^＋, CD19^＋, CD4^＋, CD8^＋T细胞亚群百分率。结果板蓝根α-葡聚糖对人用H1N1流感疫苗抗原显示优良的佐剂作用,初次免疫后5 d即能促进特异性抗体的生成,抗体亚型主要为lgM。免疫后5～14 d,总抗体及亚类lgG1, lgG2a和lgG2b滴度持续升高,lgG3在免疫8 d达峰,之后无明显变化。 lgA滴度水平最低,且随时间无明显变化。α-葡聚糖显著促进H1N1流感疫苗免疫小鼠脾T 细胞和B 细胞增殖（增殖率分别为44.2％和37.8％）,促进脾细胞分泌 lFN-γ（ P＜0.01）和lL-12（ P＜0.05）,刺激胸腺细胞分泌lL-4（ P＜0.01）；与单独抗原组相比,联用α-葡聚糖明显提高免疫小鼠脾 CD3^＋细胞百分率（P＜0.01）及 CD3＋/CD19＋比值（P＜0.01）,提高 CD8^＋T 细胞百分率,降低CD4^＋/CD8^＋比值（ P＜0.01）。α-葡聚糖能激活巨噬细胞,促进TNF-α的分泌。结论板蓝根α-葡聚糖能显著提高免疫小鼠的体液免疫和细胞免疫功能。

免疫比色法定量测定α-葡聚糖的研究

α-葡聚糖对制糖工艺和产品品质造成不良影响,目前测定葡聚糖的方法存在样品前处理繁琐、杂质干扰大等缺陷。本文对免疫比色法检测α-葡聚糖进行了探讨,以特异性强的单克隆抗体定量测定样品中的α-葡聚糖,建立了比色法测定葡聚糖Ag-Ab复合物的方法。该方法具有重复性好、简单快速、适用于测定所有糖产品及在制品的优点,可应用于糖厂生产控制α-葡聚糖的实时监测。

酶法合成糖原状α-葡聚糖的研究进展

糖原是一种天然的纳米级树状葡聚糖,可以通过物理或化学方法对其表面和内部进行修饰,从而获得功能性衍生物。但糖原的体内合成环境复杂,体外制备时提取工艺要求严苛,限制了糖原作为功能性成分或纳米载体在食品及生物医学领域的应用。因此,通过体外酶促合成的具有类似糖原结构和性质的糖原状α-葡聚糖成为天然糖原的良好工业替代品。本文综述了4种体外酶促合成糖原状α-葡聚糖的方法,并比较了不同方法获得的α-葡聚糖结构及理化性质。此外对控制其精细结构的可能性和广泛的应用前景进行了分析讨论,为体外合成的糖原状α-葡聚糖应用于食品、医药和化妆品等领域提供借鉴。

化学分子伴侣及诱导条件协同强化Thermotoga maritimaα-葡聚糖磷酸化酶可溶性表达

为实现海栖热袍菌Thermotoga maritimeα-葡聚糖磷酸化酶的高效制备。构建了产α-葡聚糖磷酸化酶重组菌株,并对发酵条件进行了优化。初步研究发现,重组菌株在37℃条件下进行诱导培养,摇瓶发酵24 h,酶活力仅有5.2 U/mL;SDS-PAGE蛋白电泳显示,重组酶主要以不可溶的包涵体状态存在,可溶性酶所占比例偏低。为减少包涵体的形成、提高重组酶可溶性表达水平,分别从诱导条件和分子伴侣两个方面进行了优化。首先,通过对诱导剂种类、诱导剂浓度、温度、诱导剂添加时间等诱导条件进行优化后,α-葡聚糖磷酸化酶的酶活力提高到27.0 U/mL,是优化前的5.2倍。其次,通过添加化学分子伴侣进一步提高重组酶可溶性表达水平,发现在发酵0 h添加20 mmol/L的化学分子伴侣(肌醇)后,最高酶活力为62.0 U/mL,是优化前酶活力的11.9倍;然而,共表达5种分子伴侣质粒pG-KJE8、pGro7、pKJE7、pG-Tf2和pTf16对α-葡聚糖磷酸化酶的可溶性表达均没有促进作用。

酒精Haze改良法测定蔗汁α-葡聚糖含量

为了快速准确测定糖厂蔗汁中α-葡聚糖含量,对传统的酒精Haze法进行改良。利用淀粉酶与α-葡聚糖酶降解蔗汁中的淀粉与α-葡聚糖,以无淀粉与蔗汁α-葡聚糖的蔗汁作为空白制作α-葡聚糖在蔗汁中的工作曲线,测定样品α-葡聚糖含量。试验结果表明:该方法RSD为2.95%,加标回收率在94.2%～96.7%之间。与传统酒精Haze法测定结果相比准确度有了显著提高。该方法克服了其他检测方法的缺点,简化了实验步骤,加快了实验速度,为糖厂实时检测糖汁中的α-葡聚糖含量提供了新的途径。

部分国内糖厂蔗汁中α-葡聚糖含量的调查

肠膜明串珠菌利用蔗汁中的蔗糖发酵产生的α-葡聚糖会造成糖分损失并使制糖过程处理困难。为了解α-葡聚糖对国内糖厂生产过程影响程度,摸索解决该问题的合理方法,对国内部分糖厂蔗汁中α-葡聚糖的含量作了调查,分析了国内外糖厂α-葡聚糖问题差异的原因,提出了糖厂控制α-葡聚糖问题的措施。

葡聚糖蔗糖酶及其家族在结构与功能上的研究进展

葡聚糖蔗糖酶是一类从蔗糖合成具有不同结构和物理化学性质的α-葡聚糖的酶工具。这些α-葡聚糖在食品、医学和生物材料等方面具有多种商业应用价值,特别是用于开发填充型甜味剂、益生元和面团改良剂。糖苷水解酶第70家族的其他亚家族的发现将反应底物扩展到淀粉和糊精,丰富了产物中糖苷键的种类和组成方式,扩大了合成新型α-葡聚糖的范围。序列比对和构象分析结果表明:通过对关键氨基酸残基进行突变或修饰,可有效改变产物的糖苷键构成、分子量和支化程度;GtfB、GtfC和GtfD是GtfA亚家族和糖苷水解酶第13家族的进化中间产物。该综述介绍了α-葡聚糖的分类和常见的糖苷水解酶第70家族成员,对酶构效关系方面的关键进展进行分析,并展望通过酶工程技术去理性设计更高效、更稳定、更个性化的α-葡聚糖合成工具。

香蕉α-1,4-葡聚糖淀粉磷酸化酶基因家族全基因组鉴定与进化分析

为了研究香蕉(Musa nana Lour.)α-1,4-葡聚糖淀粉磷酸化酶(α-1,4-glucan starch phosphorylase,PHS)基因家族的特征和功能,利用生物信息学方法对香蕉PHS家族进行了全基因组查找、鉴定及相关分析。结果表明,在香蕉中共鉴定出2个成员,Ma PHS1的开放阅读框长度为2 784 bp,编码927个氨基酸,分子质量为104.8 ku,等电点为6.59;Ma PHS2的开放阅读框长度为2 517 bp,编码838个氨基酸,分子质量为95.09 ku,等电点为6.09。Ma PHS1和Ma PHS2分别含有17个和15个外显子;Ma PHS1和Ma PHS2均含有淀粉磷酸化酶的保守性基序,进化过程中比较保守。

α-1,4-葡聚糖裂解酶的动力学性质研究

红藻中的α-1,4-葡聚糖裂解酶是红藻淀粉的降解酶，除了 红藻淀粉外，它还可以作用于多种底物。文中分别以PNPG和可溶性淀粉作底物，以龙须菜的 几个品系作为材料，研究了该酶促反应的动力学方面的性质。以 PNPG作为底物，该酶在60m in内酶促反应速度与保温时间成线性关系；在野生型龙须菜品系中该酶的最适反应温度是50 ℃，在两种突变型品系中是40℃；最适pH范围在4.4～5.5；底物浓度是4mmol/L时达到最大反 应速度；葡萄糖对该酶促反应有明显的抑制作用。以可溶性淀粉作为底物，在反应60 min内 酶反应速度与保温时间成线性关系；最适反应温度为50℃；最适pH范围在5.0～5.8；底物浓 度是8mg/mL时达到最大反应速度；葡萄糖对可溶性淀粉的抑制作用比对PNPG的弱。

α-1,3-葡聚糖的精制、鉴定及其系列寡糖的制备与序列表征

目的:提取α-1,3-葡聚糖并获得系列α-1,3-葡聚寡糖。方法:以香菇子实体粗提粉为原材料,依次经生理盐水(0.9%Na Cl)和水溶解提取,然后用质量分数5%Na OH和质量分数0.05%Na BH4溶解,调节p H值至中性再分离提取的分级沉淀策略,获得了依次命名为LFⅠ、LFⅡ、LFⅣ、PⅢ和PⅣ的5个不同组分,再利用红外光谱(infrared spectroscopy,IR)和核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)对PⅣ结构进行鉴定,然后利用酸解法对PⅣ进行寡聚化,并利用常压色谱Bio-Gel P4柱进行分离,同时对每个组分利用基质辅助激光解吸-电离质谱(matrix assisted laser desorption ionization mass spectrometry,MALDI-MS)或电喷雾离子化质谱法(electrospray ionization mass spectrometry,ESI-MS)进行表征。结果:结构分析表明PⅣ为线性α-1,3-葡聚糖,10 mmol/L三氟乙酸(trifluoroacetic acid,TFA)中,100℃处理2 h为较佳的水解条件,经过Bio-Gel P4柱分离获得的各个组分被依次鉴定为α-1,3-2~α-1,3-13糖。结论:实现α-1,3-葡聚糖的分级精制与结构鉴定,成功获得结构确定的系列α-1,3-葡聚寡糖。

α-1,4葡聚糖麦芽糖苷酶生产菌的筛选及发酵条件

针对淀粉直接转化麦芽糖相对困难、高浓度麦芽糖生产效率低的工业难题,以麦芽糊精作为碳源,获得一株能将麦芽糊精转化为麦芽糖的α-1,4葡聚糖麦芽糖苷酶生产菌。能够转化糊精为麦芽糖并清除葡萄糖的发酵条件为:酵母粉2 g/L,麦芽糊精50 g/L,培养基初始pH值为6.0,发酵温度为35℃。

α-1,6葡聚糖与低聚异麦芽糖对益生菌和人体肠道菌群的影响比较研究

目的比较α-1,6葡聚糖和低聚异麦芽糖对益生菌的体外增殖作用,评价2种低聚糖对人体肠道菌群的影响。方法脆弱拟杆菌在分别含有2种低聚糖的不同培养基中发酵,活菌计数绘制生长曲线;采集12位健康志愿者的新鲜粪便,将肠道菌群悬液按10%的接种量分别接种于Control组(含氮基础培养基)、α-1,6葡聚糖组(含氮基础培养基加1%α-1,6葡聚糖)及低聚异麦芽糖组(含氮基础培养基加1%低聚异麦芽糖),37℃恒温静态厌氧发酵24 h。采用高通量测序技术分析粪便发酵液菌群结构;应用高效液相色谱法检测粪便发酵液中短链脂肪酸(SCFAs)水平。结果α-1,6葡聚糖促进脆弱拟杆菌增殖的能力较低聚异麦芽糖强[(5.27±0.33)vs(4.80±0.66),×10^(8)CFU/mL];粪便发酵实验显示α-1,6葡聚糖可降低粪便中厚壁菌门/拟杆菌门比值(t=2.821,P=0.0478),显著提升SCFAs水平(丙酸:t=3.750,P=0.0092;丁酸:t=5.747,P=0.0018)。结论α-1,6葡聚糖可以改善肠道菌群结构并促进SCFAs产生。

米糠多糖的提取纯化及其成分结构和活性分析

研究米糠多糖 ( rice bran polysaccharide,RBS)的提取纯化方法 ,并对其进行组成成分、化学结构和物理性质分析以及活性测定 .热水抽提法从稻糠中制取粗制 RBS多糖 .层析分离纯化得到精制多糖 .对精制多糖进行元素分析、糖和蛋白含量测定、红外特征吸收光谱测定和碳谱核磁共振测定 ,以及对 Balb/c小鼠同源 Meth- A纤维肉瘤抑瘤活性测定等 .测定结果显示 RBS多糖为一种以 α- 1 ,4和 α- 1 ,6糖苷键为主要化学结构的葡聚糖 ,并对 Meth- A纤维肉瘤有抑制作用 .

《甘蔗糖业》优秀论文评选结果

经分析文章被引频次与网络下载量数据并进行专家评议,《甘蔗糖业》编辑部对2012和2013年度该刊所刊载的论文进行了年度优秀论文评选,并出版了论文集《2012〈甘蔗糖业〉年度优秀论文》和《2013〈甘蔗糖业〉年度优秀论文》。下表为获奖优秀论文。

真菌群体感应信号分子的研究进展

早在1977年,Nealson对海洋细菌费氏弧菌(Vibrio fescheri)监控自身群体密度产生的自诱导生物发光现象进行报道[1]。而群体感应(quorum sensing,QS)是由Fuqua等[2]于1994年首次提出的一种密度依赖性微生物细胞间通讯机制,即通过分泌群体感应信号分子(quorumsensing molecules,QSM)或自诱导调节分子(autoinducer,AI)作为小扩散信号分子,与转录激活蛋白相互作用,将基因表达与细胞密度偶联在一起。

幼年起病的2例晚发型糖原贮积症Ⅱ型/Pompe病临床和基因分析

目的对中国大陆地区幼年起病的晚发型糖原贮积症Ⅱ型(GSDⅡ,Pompe 病)患者进行临床和基因突变分析。方法对2例幼年起病的 Pompe 病患儿进行临床分析,提取患儿皮肤成纤维细胞及其父母的外周血 DNA,应用聚合酶链反应(PCR)扩增α-1,4-葡萄糖苷酶的19个外显子,测序,进行突变检测。同时对50例健康对照100个等位基因进行15号外显子的 PCR 扩增,测序,确定突变特征。结果 1例临床表现为进行性近端肌肉无力,肌张力低下;1例表现为肌容积减少,呼吸肌受累;2例均有肌酸磷酸肌酶升高,肌电图提示肌源性损害,肌活检呈空泡性改变,皮肤成纤维细胞α-1,4-葡萄糖苷酶活性测定明显低下。突变检测:测序发现4个杂合错义突变,例1为 c796 C>T,p.266Pro>Ser;c2105 G>A,p.702Arg>His;例2为 c2132 C>G,p.711Thr>Arg;c2167 G>A,p.723Val>Met。其中后3个为新突变,50例健康对照100个等位基因测序未发现同样突变。结论幼年起病的 Pompe 病患儿临床表现存在差异,呼吸肌受累情况影响其预后;检测到3个错义新突变,可能为致病突变。

何首乌多糖的结构表征及其免疫调节活性研究

目的从何首乌Polygonum multiflorum中提取分离多糖,对其结构进行表征,并评价其免疫调节活性。方法采用水提、醇沉法从何首乌中提取粗多糖,经Q-Sepharose Fast Flow强阴离子交换色谱柱分离纯化得到何首乌多糖(PMT)。利用高效凝胶渗透色谱-十八角度激光光散射联用法(HPGPC-MALLS)测定PMT的绝对分子质量,采用PMP柱前衍生-高效液相色谱法(HPLC)测定单糖组成。采用二维核磁共振波谱(2D-NMR)对PMT的结构进行表征。采用四甲偶氮唑盐(MTT)法、中性红比色法和Griess法分别检测PMT对小鼠单核巨噬细胞RAW264.7的生长、吞噬活性和释放一氧化氮(NO)能力的影响。结果 PMT是一种α-1,4-葡聚糖,其绝对分子质量为3.96×105。PMT可显著促进RAW264.7细胞的增殖,促进细胞的吞噬能力,增加NO的释放量。结论何首乌来源的α-1,4-葡聚糖具有显著的免疫调节活性,具有药物开发潜力。