乳品加工中嗜热杆菌生物膜特性及其危害

嗜热杆菌是乳制品加工中的主要污染菌,影响产品的品质和安全性。在加工生产线上形成生物膜是嗜热杆菌污染乳制品的主要原因。本文综述嗜热杆菌的生物膜形成的特点、危害及其可能的防范措施,为乳制品生产及相关领域的研究工作提供参考。

一株产NAD^+依赖型甘油脱氢酶嗜热杆菌的筛选

将采集于清源山、华大后山果园、华大南浦果园、实验室附近等多处的高温堆肥样品在60℃、pH7.0条件下进行富集培养,其中南浦果园堆肥样品菌体长势较好,菌株呈暗绿色;逐步提高培养基中甘油浓度(0.5g/L^3g/L),进行菌株产甘油脱氢酶(GDH)的驯化培养与复筛,经8个批次的复筛,获得一株产GDH酶活达0.201U/mL的棕色菌株,编号TB8-5;经镜检分析同时结合菌落生长特性并经生理生化实验反应鉴定,初步判断筛选出的菌株属嗜热芽孢杆菌属;菌株发酵液中产物组分鉴定为二羟基丙酮(DHA),含量为0.597mg/mL,相应的GDH酶活也最高,其最适反应温度为50℃,最适反应条件pH为8.0,Zn2+对酶活有一定的促进作用.

一株嗜热脂肪芽孢杆菌的筛选及其产酶特性研究

从高温大曲中分离得到了一株产淀粉酶和蛋白酶的嗜热芽孢杆菌ZJY-1,研究了菌株ZJY-1的生长特性和产酶特性,并应用于强化麸曲探究其价值。经鉴定分析,菌株ZJY-1为嗜热脂肪芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus),其最适生长pH为7.0,有良好嗜热性,最适生长温度为55℃,且在65℃高温下仍生长良好;菌株酶活力检测结果表明,不同发酵时间菌株功能酶活力存在差异,淀粉酶活力最高达到了133.5 U/g±12.5 U/g,蛋白酶活力最高为175.4 U/g±4.8 U/g;通过制备强化麸曲试验表明,ZJY-1麸曲具备分泌蛋白酶和淀粉酶能力,生物量指标可达到5.7×10^(10)±2.8×10^(9) CFU/g。本研究丰富了大曲微生物菌种资源,为高温曲发展方向提供了参考价值。

嗜热光合酸杆菌Fenna-Matthews-Olson 蛋白的分离、纯化与结晶

为了获得可用于X射线衍射分析的嗜热光合酸杆菌(Chloracidobacterium thermophilum,C.thermophilum)Fenna-Matthews-Olson(FMO)蛋白晶体,进一步探究FMO蛋白结构和功能,依次采用高浓度碳酸钠溶液浸泡、蔗糖密度梯度离心和二乙基氨基乙基葡聚糖凝胶阴离子交换层析方法,直接从嗜热光合酸杆菌中分离、纯化FMO蛋白;利用凝胶过滤层析及十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳,对该蛋白的均一性和纯度进行检测;分别使用坐滴法和悬滴法对蛋白结晶条件进行筛选和优化,并对优化的蛋白晶体进行X射线衍射分析。结果表明:制得的嗜热光合酸杆菌FMO蛋白纯度较高,性质均一;当温度为16℃、FMO蛋白质量浓度为15.0 g/L、池液中乙酸铵浓度为0.25 mol/L、缓冲液三羟甲基氨基甲烷-氯化氢浓度为0.1 mol/L、pH为9.0,以及2-丙醇体积分数为32%时,可获得质量较好且最大衍射分辨率为0.235 nm的嗜热光合酸杆菌FMO蛋白晶体。

嗜热甲酸甲烷杆菌602B_3与拟杆菌5G—102的混合培养

研究了嗜热甲酸甲烷杆菌(Methanobacterium thermoformicicum)602B_3与发酵糖蜜产生C0_2和H_2的拟杆菌(Bacteroides sp.)5G-102的人工可配伍性。确定了它们混合培养的适宜培养基组分为(g/L):CaC0_3 50.0,NaHCO_3 4.0,Na_2S 0.16,NH_4Cl 1.07,K_2HPO_4 1.04,MgCl_2 0.19,糖蜜40(V/V),自来水IL,起始pH 6.8～7.2。混合培养物在60℃培养48h,甲烷产量达到最高,约45mmol/L。人工混合培养成功为进一步研究其在提高石油采收率工艺中的可用性提供了前提。

一株厌氧嗜热杆菌生长及发酵特性的初步研究

论文对筛选并鉴定为Thermoanaerobacterium saccharolyticum菌株的生长、底物利用情况、产物生成以及酒精耐受性进行了研究。结果表明,该菌在以甘露糖、葡萄糖和木糖为碳源时生长较好,同时能够较好的利用木聚糖和木薯淀粉;最适底物浓度为15g/L;不同的葡萄糖:木糖比例对其生长无显著影响;能耐受的培养基最高初始酒精浓度为3%(V/V)。在5g/L的木聚糖、木糖和木薯淀粉培养基中发酵60h后,产物主要有乙醇、乳酸和乙酸,乙醇产量分别为0.824、0.867和0.916g/L。

嗜热脂肪芽孢杆菌高温蛋白酶的产生条件及酶学性质

对嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillusstearothermophilis)WF146的产蛋白酶的条件进行了研究,在58℃条件下,WF146在pH值为75的Fd培养基中振荡发酵培养48h后,发酵液中高温蛋白酶产量可达600u/mL以上。对该酶性质的研究表明,酶分子量为34kD,最适作用pH为80,最适作用温度为80℃,具有良好的pH稳定性及热稳定性。Ca2+对该酶的稳定性具有重要影响,PMSF、DFP及IAA能强烈抑制酶活力。

接种一株嗜热球杆菌对堆肥腐熟进程的影响

采用室外堆肥的方法 ,对嗜热球杆菌在猪粪堆肥中的作用及腐熟度指标进行了初步研究。结果表明 ,该菌株能有效加快堆肥的腐熟进程 ,促进堆肥初期温度的上升 ,处理组最高温度比对照组高 6 .9℃ ,到达最高温度的时间比对照组提前 15d ;两组堆肥pH值较堆制前期均有所降低 ,电导率升高 ,但处理组的pH值和电导率均比对照组变化快 ;青菜种子发芽指数到达 5 0 %的时间 ,处理组比对照组提前了 2 2d。此外 ,接种嗜热球杆菌还影响了堆肥过程中过氧化氢酶。

嗜热芽孢杆菌蛋白酶HS08的分离纯化研究

从高温土壤中分离得到的一株产耐热中性蛋白酶的嗜热芽孢杆菌,该菌分泌的胞外蛋白酶粗酶液经80%饱和度硫酸铵沉淀、DEAE-Sepharose Fast Flow阴离子交换层析和Superdax75凝胶层析分离纯化后,纯化倍数提高4．36倍,得率为5．3%,经SDS-PAGE电泳测得其分子量为30．6kDa。酶的最适温度与pH实验表明,该酶最适温度为65℃、最适pH为7．5,并且该酶在50℃时表现出1h以上的稳定性。该蛋白酶的活性受到丝氨酸族蛋白酶专一性抑制PMSF和金属离子螯合剂EDTA强烈抑制,Zn^(2+)能提高酶活性,因此该蛋白酶为Zn^(2+)激活的丝氨酸族蛋白酶。

嗜热芽孢杆菌β-半乳糖苷酶发酵条件研究

以嗜热芽孢杆菌为菌种，研究发酵生产β－半乳糖苷酶的条件。应用均匀设计法优化发酵培养基组成，结果为（ｇ／Ｌ）：乳糖０．５、蛋白胨２．０、牛肉浸膏２．０、Ｋ２ＨＰＯ４ ０．０１。在温度５５℃、初始ｐＨ７．０、摇床转速２００ｒ／ｍ ｉｎ 和１０％ 接种量条件下，发酵２４ｈ，β－半乳糖苷酶酶活力达１３．２Ｕ／ｍ Ｌ。在乳糖水解反应中，证实该酶能催化转半乳糖苷反应，合成半乳糖低聚糖。

瞬时高压对嗜热脂肪芽孢杆菌的杀灭效果

本文研究了不同作用压力和处理次数下瞬时高压(IHP)对嗜热芽孢杆菌的杀灭效果,以及食品基质对IHP杀菌的影响。结果表明:①瞬时高压作用对嗜热芽孢杆菌具有较好的杀灭效果,随着处理压力的提高,嗜热芽孢杆菌的致死率上升;提高进料温度,嗜热芽孢杆菌的致死率略有升高。进料温度10、25、40℃下分别处理一次时,随着处理压力从80MPa上升到120MPa,对嗜热芽孢杆菌的致死率分别从54.13%、53.81%、54.39%上升到74.12%、74.52%、74.96%。②瞬时高压对嗜热芽孢杆菌的致死率随着处理次数的增加而上升,且增加处理次数比提高作用压力的效果要好的多。室温(25℃)下,采用在100、110、120MPa下分别对样品处理3次,100MPa下处理三次的致死率分别为67.6%、74.13%、77.95%,110MPa下分别为71.34%、76.89%、80.74%,120MPa下分别为74.52%、79.58%、82.08%。③食品基质对瞬时高压下的菌体有保护作用,在一定浓度范围内,基质浓度愈高,对菌体保护作用愈强。在菌液中添加消毒豆奶,浓度为0、1.5、3、4.5、6g/100g,进料温度为25℃,工作压力分别为100、110、120MPa进行瞬时高压处理。结果100MPa下对菌体的致死率从67.60%下降到65.73%,110MPa下从71.34%下降到69.12%,120MPa下从74.52%下降到72.36%。

一株中度嗜热嗜酸硫氧化杆菌的分离和系统发育分析

从云南腾冲温泉酸性水样分离得到一株中度嗜热嗜酸硫氧化杆菌MTH 0 4 ,对分离菌株进行了形态、生理生化特性研究及 1 6SrDNA序列分析。该菌株为革兰氏阴性细菌 ,短杆状 ,菌体大小 (0 6～ 0 8) μm× (1～ 2 ) μm ,化能自养 ,可利用硫磺、四硫酸盐、硫代硫酸盐为能源生长 ,不能利用蛋白胨、葡萄糖、酵母粉 ,也不能进行混合型生长。最适生长温度在 4 0℃～ 4 5℃之间 ,最适生长pH 2 0～ 3 0 ,代时 8h。以 1 6SrDNA序列同源性为基础构建了包括 1 3株相关种属在内的系统发育树 ,结果表明 ,MTH 0 4与喜温硫杆菌 (Thiobacilluscaldus)处于同一进化树分支中 ,相似性达 99 5

表面活性剂对嗜热脂肪芽孢杆菌产高温蛋白酶的影响

研究了表面活性剂对嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillusstearothermophilus)WF146产胞外高温蛋白酶的影响。结果表明,表面活性剂Tween80在0.05%～0.1%(体积比)浓度范围内对WF146产酶有一定的促进作用。在培养基中添加0.1%Tween80可使发酵液酶活提高12.7%,Tween20和TritonX100则抑制嗜热脂肪芽孢杆菌WF146产酶。另外,TritonX100抑制嗜热脂肪芽孢杆菌WF146生长,而Tween80和Tween20不抑制其生长。

嗜热脂肪芽孢杆菌β-半乳糖苷酶的性质

利用硫酸铵分级沉淀、离子交换层析 (DEAE- 2 2 )、Sephadex G- 75凝胶过滤从嗜热脂肪芽孢杆菌胞内提纯得到 β-半乳糖苷酶。研究表明 ,该酶最适表观反应温度和最适 p H分别为 6 0℃和 6 .4。在 50℃该酶具有良好的热稳定性。碱金属和碱土金属盐对酶有激活作用 ,重金属 Zn2 +、Fe3 +、Cu2 +抑制酶的活力。巯基保护剂能明显增强酶的活力 ,而巯基结合试剂强烈抑制酶的活性。该酶对 β- D糖苷键具有高度专一性 ,与糖苷键相连的配基对酶活力也有很大影响。在 55℃ ,酶作用于底物 ONPG和乳糖的米氏常数 Km分别 2 .6 3mmol/L和 4 .93mmol/L,最大反应速度分别为 1.93× 10 -5mmol.min-1.mg-1protein和 6 .54× 10 -5mmol.min-1.mg-1protein。乳糖的水解产物葡萄糖抑制酶活力 ,其抑制常数 2 .4 7mmol/L ,但半乳糖没有这种效应。另外 ,该酶具有转半乳糖苷的活力 ,在水解乳糖过程中 ,生成包括三、四糖的半乳糖低聚糖。

嗜热芽孢杆菌CHB1环糊精酶基因优化及其在毕赤酵母中的表达

为实现新型CGTase在毕赤酵母中的高效表达,提取嗜热芽孢杆菌CHB1基因组DNA为模块,PCR扩增野生型基因CGT1,编码680个氨基酸。将该基因进行密码子优化CGT2,与野生型基因CGT1分别插入分泌型载体pPICZαA转化毕赤酵母GS115,获得两株酵母工程菌GS115/pPICZαA-CGT1和GS115/pPICZαA-CGT2;经甲醇诱导表达120 h后,CGT2活力达0.62U/mL,是优化前CGT1(0.37 U/mL)活性的1.7倍;进一步对GS115/pPICZαA-CGT2进行摇瓶发酵条件优化,确定其最优发酵条件为:pH 6.5、28℃、200 r/min、每24小时补加体积分数1.5%的甲醇诱导,120 h后其胞外酶活力达到1.26 U/mL,是优化前的两倍。

嗜热脂肪芽孢杆菌过氧化氢酶基因perA在大肠杆菌中的高效表达

利用PCR技术得到嗜热脂肪芽孢杆菌 (Bacillusstearothermophilus)过氧化氢酶基因 perA ,将该基因与表达载体 pKK2 2 3 3连接构建重组质粒pK perA ,转化大肠杆菌过氧化氢酶HPⅠ和HPⅡ双缺突变株UM 2 ,得到重组大肠杆菌UM 2 1.酶活测定结果表明 ,表达产物具有正常的生物学活性 .SDS PAGE电泳结果显示出明显的特异性表达条带 ,单体Mr =86× 10 3 ,与嗜热脂肪芽孢杆菌所产酶相同 .实验表明 ,重组质粒在宿主UM 2中有较好的稳定性 ,在无选择压力条件下传代 6 0次基本保持稳定 ,传代 10 0次重组质粒保留 80 %以上 .摇瓶实验确定重组菌的最佳表达条件为 :IPTG浓度 ,0 .75mmol/L ;诱导时间 3h ;培养基起始 pH 6 .5 ;诱导温度 37℃ ;装液量 5 0mL/ 2 5 0mL .在优化条件下 ,重组菌产生的过氧化氢酶占菌体总蛋白的 8% ,酶活力可达 35U/mL ,是原始菌株BacillusstearothermophilusIAM110 0 1的 11.7倍 .图 2表 1参

X射线对嗜热乳杆菌产L-乳酸的选育研究

为了获得更适于工业生产的产L-乳酸菌株,提高生产效率。本文以X射线对嗜热乳杆菌(Lactobacillus thermophilus)进行诱变处理,通过碳酸钙-溴甲酚紫平板初筛结合摇瓶复筛的方法,最终获得稳定高产的突变菌株。结果表明:经X射线诱变得到的突变菌株SR7,平均发酵产酸量为22g/L,比原菌株产量提高了15.04%,且经过多次重复实验表明该菌株具有良好的遗传稳定性。

固定化嗜热脂肪芽孢杆菌合成低聚半乳糖

利用海藻酸钙、明胶和壳聚糖为固定化载体包埋嗜热脂肪芽孢杆菌细胞合成低聚半乳糖 (GOS)。通过比较三种方法的酶活力回收、最适反应条件、GOS的得率和和载体机械强度 ,选择明胶作为固定化细胞的载体。反应体系的温度、pH、乳糖浓度、乳糖的转化率和载体的传质阻力对GOS合成有明显影响。在CSTR反应器中水解 60 %乳糖 ,GOS最大得率为31 2 % ,经过 96h( 8批反应 ) ,产物得率为原来的 88%。在空速 0 0 9h- 1条件下 ,利用填充床反应器连续水解乳糖 ,GOS的得率和反应器生产能力分别为 31 5%和 1 7 4g (L·h) ,连续反应1 40h,GOS得率下降 2 0 %。产物经过活性炭柱层柱分离纯化 ,通过13C NMR鉴定四糖的化学结构为 β D Gal ( 1→ 3) D Gal ( 1→ 6) D G ( 1→ 4) D Glu。

嗜热硫氧化硫化杆菌一新菌株的分离与鉴定

从云南腾冲酸性热泉富集物中分离到一株适度嗜热喜酸菌YN22．该菌革兰氏染色阳性，直杆状或微弯，长约1．6～2．8μm，直径0．4～0．7μm．该菌能在25～60℃下生长，最适生长温度为53℃；生长pH为1．0～5．0，最适pH为1．5；化能自养型，0．025％（w／V）的酵母提取物对其生长有明显的促进作用，在酵母提取物存在的情况下能快速氧化Fe^2＋，但对S0和还原型硫化物的氧化能力较低．16s rDNA系统发育分析表明，该菌与嗜热硫氧化硫化杆菌（Sulfobacillus thermosulfidooxidans）的16sr DNA序列相似性达99％．YN22基因组DNA的G＋C含量为47．3m01％，与嗜热硫氧化硫化杆菌模式菌株VKMB-1 269非常接近，后者基因组DNA的G＋C含量为47.5mol％．基于形态特征、生理生化特性、系统发育学和G＋C含量的分析结果，YN22应归于硫化杆菌属（Sulfobacillus），为嗜热硫氧化硫化杆菌（Sb．thermosulfidooxidans）的一新菌株．这是国内首次分离，并经多种方法鉴定、确认的嗜热硫氧化硫化杆菌，从而为我国浸矿微生物的基础和应用研究提供了最典型的适度嗜热菌种．

热压协同对嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢灭活动力学的研究

研究了热压协同(500～600MPa,80～90℃)对嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢在磷酸缓冲液和牛奶(经超高温灭菌)中灭活的动力学规律,并对超高静压的升压过程及相应的灭活效果进行了研究。结果表明,升压过程对嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢灭活的影响不能忽略,且随压力增加这种效果越强,最高使其下降1·23个数量级;嗜热脂肪芽孢杆菌在牛奶中比在磷酸缓冲液中有更高的抗性;在3种拟合模型(线性、Weibull和Log-logistic模型)中,线性模型不适合模拟这些存活曲线,而Log-logistic模型能更好地模拟这些存活曲线,其次是Weibull模型。