微生物代谢组学在发酵食品研究中的应用

发酵食品是由微生物参与发酵进而改变食品风味以及营养成分的一类食品。微生物代谢组学作为代谢组学研究的重要领域,在分析发酵食品风味、筛选发酵食品菌种、监控发酵过程等方面发挥重要优势。该文综述微生物代谢组学的研究过程,总结微生物代谢组学技术在不同发酵食品中的应用,为进一步揭示发酵食品发酵原理,提高发酵食品品质、优化发酵工艺等研究提供新方法和新思路。

变压器油中微生物代谢产物性质研究

随着变压器的长期运行,变压器油中会产生微生物,微生物代谢产物会影响变压器油的品质。本文结合三维荧光光谱(3D-EEM)、紫外光谱和红外光谱(FTIR)分析变压器油中微生物产生的胞外聚合物(EPS)含量、组成及结构的变化,对比分析新油及故障油中有机物的种类,考察EPS对变压器油品质的影响。结果表明:变压器油长期运行会生成C=C和C=O特征官能团,颜色加深,在波长为190~400 nm的近紫外区吸光度明显增大。新油、运行油及故障油中蛋白质(PN)含量始终高于多糖(PS)含量,PN是EPS的主要成分,故障油EPS的荧光发射等高圈的数量减少,主要存在O-H、C-H、C=O和不饱和键。与新油相比,故障油中含水量最多增大5倍,酸值提高40倍。

微生物代谢途径调控下的丙酮酸发酵工艺优化与可持续发展

随着当前时代下可持续发展和环境保护意识的不断增强,传统化学合成途径已经无法满足时代发展的要求,而生物发酵作为生产丙酮酸的一种环境友好型方法,受到了相关领域的重点关注。丙酮酸是一种关键的化学中间体,在化工、食品以及医药产业等领域扮演着重要角色。文章主要探讨了微生物代谢途径下的丙酮酸发酵工艺优化与可持续发展的策略及方法,旨在实现丙酮酸的高效、低成本和环境友好的合成。

乳酸菌发酵酸乳理化性质及微生物代谢研究进展

乳酸菌是一类能够将糖类发酵为乳酸的微生物,其广泛应用于酸乳制品的生产。不同的乳酸菌在发酵过程中表现出不同的特性,这些独特的特性不仅改变了酸乳的理化性质,同时还对其营养价值产生了重要影响。本文综述酸乳制品与微生物代谢之间的关系,特别关注微生物在酸乳制作过程中的作用和影响。酸乳的制作依赖于特定微生物(如乳酸菌)的发酵作用,这些微生物不仅能转化乳糖生成乳酸,从而改变酸乳的pH值和质感,还能合成一系列生物活性物质,如维生素,这对消费者的健康具有积极影响。通过分析近些年国内外学者对于酸乳发酵机制的研究,揭示微生物多样性对产品特性的贡献。此外,探讨酸乳中微生物代谢产物的健康益处,包括改善肠道健康、增强免疫力等,为酸乳制品的研发与创新提供科学依据和技术指导。

全球冰川退缩下冰川径流微生物代谢的响应研究

冰冻圈生态系统的能量通常有限,面对气候变化,冰冻圈生态系统的能量响应机制尚不明晰。以冰川径流为代表,其与冰冻圈直接相连,形成了庞大的河流系统。基于“消融的冰川”(Vanishing Glaciers)项目,通过资源化学计量和微生物能量学方法,研究了全球154份主要山脉冰川径流样本数据。结果表明:这些生态系统及其底栖微生物群的发展总体上受碳和磷的限制。

微生物代谢调控在食品与发酵工业中的应用与发展前景

随着新时代的发展,为了进一步加强微生物在食品发酵中的有效运用,相关技术人员要深入工作实际,提高对微生物应用的认识,总结更有效的运用方法,从而提高食品生产质量与效率。本文重点研究食品与发酵工业技术中的微生物代谢调控,旨在为人类提供更加优质的食物和更好的生活体验。

基因敲除技术及其在微生物代谢工程方面的应用

应用基因工程技术针对微生物细胞的代谢通量进行优化设计,对于提高工业菌株的产量,提高生产效率有重要的作用。基因敲除属于分子生物技术中非常重要的组成部分,利用此项技术有利于优化代谢的整体状态,达到调节代谢流的状态。同时,也能够优化代谢的途径。通过本文分析可知,基因敲除技术在微生物代谢工程中的应用效能包括降低能耗、阻断或降低副产物合成、清除重组菌的抗性、提高产物的纯度,由此可见基因敲除技术,在微生物代谢工程中有非常重要的应用价值,应当在这类工程中得到充分的应用。

我国生防微生物代谢产物研发应用进展与展望

中国是一个农业大国,生态环境多样,作物种类繁多,病、虫、草等危害频繁发生。农药是农业生产中必需的生产资料,我国目前使用的农药以化学农药为主、生物农药为辅,为促进生态文明建设和农业可持续性发展,研发和使用无公害的生物农药得到全社会的高度重视。生物农药的定义和范畴因不同国家和不同发展时期稍有不同,主要包括植物源农药、动物源农药、生物化学农药和微生物源农药。

厌氧膜生物反应器处理市政污水的产甲烷性能及微生物代谢特征

厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor,AnMBR)作为一种新型厌氧处理技术,可高效去除污水中的有机物并以CH4的形式回收再利用,降低污水处理能耗与碳排量,助力实现“双碳”目标.为评估AnMBR处理市政污水时的能源回收潜力,进一步揭示处理系统工艺特性,考察了不同水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)下AnMBR处理市政污水的污染物去除及产甲烷性能、微生物代谢产物及微生物群落组成特征.结果表明:(1)在室温条件下,HRT从24 h缩短至3.2 h过程中反应器均可实现高效的化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)去除与产甲烷性能,COD去除效率稳定在95%以上,进水77%以上的COD转化为CH_(4),出水COD浓度低至(21.2±7.8)mg/L.(2)反应器中溶解性微生物代谢产物(soluble microbial products,SMP)浓度为70~200 mg/L(以COD计),蛋白质/多糖(含量比,下同)为4.3~5.5,远高于胞外聚合物中的蛋白质/多糖(2.0~4.0),膜污染潜力高.(3)微生物群落分析发现,产甲烷古菌与细菌的丰度比与固体停留时间(solid retention time,SRT)呈显著负相关(P<0.05),且不同粒径颗粒中微生物群落组成差异显著,产甲烷古菌在粒径≥10μm的颗粒中丰度较高,维持混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)在8.0~11.5 g/L之间、SRT在60~80 d之间可避免功能菌群失衡.研究显示,AnMBR处理市政污水可实现良好的污染物去除效果与产甲烷性能,但过长的SRT会导致污泥浓度过高、SMP浓度增大以及产甲烷古菌丰度降低,影响反应器高效稳定运行.

多粘类芽孢杆菌配施硫酸铜对烟叶产量及土壤微生物代谢的影响

【目的】明确多粘类芽孢杆菌和硫酸铜配施对土壤微生物代谢、烟株病害发生及生长发育的影响,为烤烟实际生产应用提供参考。【方法】采用随机区组试验设置常规施肥、常规施肥+多粘类芽孢杆菌、常规施肥+硫酸铜、常规施肥+多粘类芽孢杆菌+硫酸铜4个处理,分析其对烤烟产量及土壤微生物的影响。【结果】与常规施肥相比,多粘类芽孢杆菌和硫酸铜配施能显著增加烤烟株高、有效叶片数和平均叶面积;镰刀菌根腐病发病率和发病指数下降,平均相对防效达49.57%;烟株叶片胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率分别增加29.27%、173.33%、116.67%和107.24%;烟叶产量和产值分别提高42.67%和52.61%;土壤微生物生物量碳、氮、微生物熵和呼吸速率分别提高47.53%、113.92%、39.30%和29.92%,且其与单施多粘类芽孢杆菌或硫酸铜相比,两者配施表现出协同促进作用。【结论】在缺铜土壤中,多粘类芽孢杆菌和硫酸铜配施能够促进烟株生长发育、降低镰刀菌根腐病发生率,并改良土壤生态环境。

肠道微生物代谢与人体心脑血管疾病的相关性研究

肠道微生物是人体各器官功能保持运转的重要参与者,为人体各器官的新陈代谢提供了基础能量。当前心脑血管疾病在我国的发病率和死亡率都较高。随着生物医学模式的逐渐发展,临床工作者发现肠道微生物代谢与人体心脑血管疾病之间具有一定的关联,深入分析二者的相关性,能够为今后论治心脑血管疾病提供一定的临床依据。

生物有机肥对烤烟黑胫病及根际微生物代谢功能多样性的影响

通过田间小区试验,比较了施肥处理对烤烟产质量、黑胫病以及根际微生物代谢功能多样性的影响。结果表明:在化肥减量的条件下,配施生物有机肥能获得与常规化肥处理(T1)相近或更高的产量和产值,并显著提高了烤烟的上等烟比例,减轻黑胫病的危害。其中,以化肥减量20%配施0.3 kg/m2生物有机肥(T3)处理表现最好。随着生物有机肥施用量的增加,烤烟根际细菌、放线菌数量、微生物碳源利用强度、Shannon指数和McIntosh指数均呈现增加的趋势。与T1相比,T3处理的根际放线菌数量和碳源利用强度分别增加了112.6%、24.3%,并且McIntosh均匀度指数增加了17.5%。主成分分析表明,施用生物有机肥明显改变了烤烟根际微生物的群落功能,相对于糖类和酚类,氨基酸类、羧酸类、聚合物类、胺类的代谢对生物有机肥的施入更为敏感。与其他两个处理相比,T3处理明显提高了烤烟根际微生物对氨基酸类、酚类碳源的利用能力。

膜生物反应器中溶解性微生物代谢产物的产出

利用正丁醇为碳源,通过测定膜生物反应器(MBR)内混合液的溶解性有机碳(DOC)来表征溶解性微生物代谢产物(SMP)的浓度.利用死端过滤试验来测定SMP的产出对膜污染的影响.结果表明,微生物内源代谢产物(BAP)所含大分子有机物浓度大于微生物利用基质代谢产物(UAP),BAP分子量大于100k的有机大分子所占比例超过18%;BAP浓度是影响膜污染的关键因素.阻力分布试验表明,BAP是凝胶层阻力的主要来源,BAP产出量和过滤总阻力之间存在很好的相关性,二者之间的关系为R=1.76×1012TOC0.1914.

活性污泥胞外聚合物的分层组分及溶解性微生物代谢产物的特性

提取了活性污泥胞外聚合物(EPS)和溶解性微生物代谢产物(SMP),并按EPS的紧密程度对松散EPS、紧密EPS的分层组分以及SMP属性进行了分析鉴定.结果表明,以葡萄糖为基质时,松散EPS的主要组成是多糖,紧密EPS的主要组成是蛋白质,而SMP主要由腐殖质类物质构成.SMP、松散EPS、紧密EPS和总样EPS的三维荧光图谱显示其只有类色氨酸峰和类腐殖酸峰,其类腐殖酸峰主要是由生物代谢产生的腐殖质组成.大分子量腐殖质类物质在几种组分中均出现,但是具有腐殖质特性的分子量为8500 Da的组分会在SMP中大量生成,而具有腐殖质特性的分子量为400 Da的组分只存在于EPS的紧密层中,这与微生物对这3种物质的生物可利用性有关.

Fe^(3+)离子催化与微生物代谢在烟气脱硫中的协同作用

在酸性条件下(pH=2.0~2.8),Fe3+对SO2显示了良好的催化氧化作用。Fe2+对反应有较强的抑制作用。电院微生物1在其繁殖过程中,以Fe2+为能源,能有效地将Fe2+转化为Fe3+。将这一功能与上述反应相结合,能够维持Fe3+浓度,使反应持续进行。

微生物代谢产物对膜生物反应器膜污染的影响

针对膜生物反应器(MBR)在运行过程中溶解性微生物代谢产物(SMP)及胞外聚合物(EPS)对膜污染进行研究。实验过程中对MBR内的污泥混合液进行了定期膜阻力监测。结果表明,SMP和EPS对膜过滤阻力有负面的影响。SMP中相对分子质量分布(Mw)在3～10kDa对膜内部阻力影响显著,SMP中Mw>10kDa的大分子有机物及EPS浓度对膜外部阻力影响明显。通过傅里叶转换红外光谱(FTIR)检测膜表面污染物表明,EPS主要由多聚糖、蛋白质和腐殖酸组成,而污染层中的SMP主要是多聚糖和腐殖酸。

高效毛细管电泳-二极管阵列检测法测定微生物代谢产物中的植物激素含量

建立同时分离测定微生物代谢产物中吲哚乙酸、赤霉素、细胞分裂素、脱离酸的毛细管电泳-二极管阵列检测器新方法。研究检测波长、缓冲体系、缓冲体系的p H值及浓度、分离电压、进样时间等因素。结果表明,在运行缓冲液75 mmol/L硼砂缓冲液(p H值为9.0)、75 mmol/L硼酸缓冲液、检测波长218 nm、分离电压20 k V、温度25℃的条件下,吲哚乙酸、赤霉素、细胞分裂素、脱离酸在0.1~5.0 mg/m L内呈较好的线性关系。测得微生物代谢产物中含有细胞分裂素和脱离酸,利用标准曲线获得回归方程测得含量为60.93、22.62μg/m L。细胞分裂素和脱落酸迁移时间的相对偏差RSD分别为0.13%、0.126%;迁移峰面积RSD(%)分别为1.01%、1.92%,回收率分别为90.1%~94.8%、95.8%~96.2%。因此,该方法适用于微生物代谢产物中植物激素的测定。

MBR中微生物代谢产物对膜污染的影响及其调控方法的研究进展

膜生物反应器(Membrane bio-reactor,MBR)作为一种高效实用的新型污水处理与回用技术,近年来得到了广泛的理论研究与工程应用,而膜污染问题一直是限制MBR发展和应用的一个瓶颈。分析了微生物代谢产物对膜污染的影响,并从调控微生物代谢产物减缓膜污染的方法入手,综述了投加粉末活性炭(PAC)、混凝剂与絮凝剂,以及通入臭氧对污泥混合液的理化性质影响的研究现状。虽然目前的研究取得了一定的进展,但在投加试剂的反应机理、相关性分析等方面仍存在着许多的不足。

微生物代谢组学及其在饲料产品开发中的应用

代谢组学是继基因组学、转录组学、蛋白质组学发展起来的一门新的学科,微生物代谢组学作为其中的一个重要分支。从微生物产品开发到代谢工程的应用,微生物代谢组学已成为研究热点。本文主要综述了微生物代谢组学的一般研究流程,即试验设计、样本采集、数据获取、数据处理与生物学解释,及其在动物饲料添加剂和微生物发酵饲料开发中的前景。