纳米纤维素嵌合型晶胶微球对苯乳酸的层析吸附特性

针对生物法制备苯乳酸的分离纯化问题,利用多微管反应器制备纳米纤维素嵌合型晶胶微球,并接枝N,N-二甲基氨乙基甲基丙烯酰胺,用于苯乳酸的层析分离。结果表明:晶胶微球的粒径在4~6 mm,有效孔隙率达70%以上,绝干孔隙率为87%~91%;以牛血清白蛋白考察3种不同纤维素含量(质量分数为1%、3%、5%)微球填充柱的吸附性能,吸附容量分别为1.72、2.84、4.49 mg·mL^(-1)。对苯乳酸的吸附条件进行优化表明,上样液pH为6时苯乳酸吸附容量最大,为41.32 mg·mL^(-1);上样流速增大,苯乳酸吸附容量有所下降;对填充柱进行连续5次吸附解吸附苯乳酸,得到吸附容量在24.17~26.31 mg·mL^(-1)。研究结果可为苯乳酸的分离材料选用提供参考。

苯乳酸处理对香蕉果实后熟品质的影响

以香蕉果实为试验材料,探究苯乳酸处理对香蕉果实贮藏期间品质的影响。采用0.6%苯乳酸对香蕉果实进行浸泡处理,以清水浸泡为对照,将果实置于23℃、相对湿度85%的环境中贮藏,定期(每2 d)测定果皮色度、果实硬度、可溶性固形物含量及乙烯释放量等指标,并观察记录果实腐烂率变化和发病情况。结果表明:随着贮藏时间的延长,苯乳酸处理能够有效抑制香蕉果实贮藏期间的乙烯释放量,并较好地保持果实的硬度和色度,减缓可溶性固形物含量的积累,同时有效减轻香蕉果实腐烂率和病情指数的上升。可见,苯乳酸处理能够有效延缓香蕉果实的后熟衰老进程,减轻香蕉果实的腐烂并保持香蕉果实的品质,对延长香蕉果实货架期具有重要作用。

超声协同苯乳酸对冷鲜鸡胸肉中金黄色葡萄球菌和沙门氏菌的控制作用

探究超声协同不同浓度苯乳酸(US+0.5%PLA、US+1%PLA)不同处理时间(5、15、30 min)对鸡胸肉表面金黄色葡萄球菌和沙门氏菌的杀菌效果,US+0.5%PLA处理15 min使菌数降低了0.67 lg CFU/g,US+1%PLA处理15 min使菌数降低了0.68 lg CFU/g,选取US+0.5%PLA处理15 min作为贮藏试验的处理条件,通过探究贮藏期间冷鲜鸡肉的菌数、pH值、挥发性盐基氮、硫代巴比妥酸及色泽的结果发现,处理组贮藏期间金黄色葡萄球菌和沙门氏菌的菌数始终低于空白组约1 lg CFU/g,贮藏6 d,空白组挥发性盐基氮值为36.67 mg/100 g,处理组的值比空白组的值低约10 mg/100 g,此时,空白组的硫代巴比妥酸值为1.15 mg/100 g,处理组为0.78 mg/100 g,显著低于空白组数值,结果表明超声与苯乳酸的协同处理(US+0.5%PLA)可有效抑制鸡胸肉表面的金黄色葡萄球菌和沙门氏菌的生长速率,且能延缓蛋白质分解及脂肪氧化,明显降低肉的TVB-N、TBA含量增长速率,且对鸡胸肉的色泽无显著性影响,使其贮藏期延长1~2 d。

高产苯乳酸菌株选育及发酵豆粕工艺优化

该研究以泡菜为原料,以金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)与大肠杆菌(Escherichia coli)为指示菌,通过溶钙圈法及牛津杯法初筛,苯乳酸产量检测复筛,从泡菜中分离筛选具有抑菌性能的高产苯乳酸菌株,将其应用于发酵豆粕以评估其产苯乳酸性能,并对其进行形态学观察、生理生化实验及分子生物学鉴定。结果表明,共获得8株具有抑菌效果的菌株,其中,菌株R69苯乳酸产量最高,为1.25 mg/mL,添加苯丙酮酸时,该菌株固态发酵豆粕的苯乳酸产量为425.70 mg/kg,该菌株被鉴定为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)。菌株R69固态发酵豆粕时,添加0.2%蛋白酶、3%糖蜜和0.15%苯丙酮酸可提高苯乳酸含量,苯乳酸含量达到624.49 mg/kg,且可有效抑制大肠杆菌和霉菌的生长。

复合诱变条件优化结合过表达乳酸脱氢酶高效合成苯乳酸

乳酸菌(lactic acid bacteria,LAB)作为新型生物防腐剂苯乳酸(phenyllactic acid,PLA)的天然生产菌,在自然界中普遍存在,但由于其胞壁较厚、机械强度较大,导致外源基因难以导入。为使LAB自身高效合成PLA,该研究以实验室筛选的乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici GM)作为出发菌株,采用复合诱变选育出活力更高、产量更大的突变菌株,即先采用常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变50 s,再采用0.8%硫酸二乙酯(diethyl sulfate,DES)诱变25 min,并在培养基中加入PLA以提高菌株抗性,进行摇瓶发酵验证和遗传稳定性验证。为解决外源基因难导入的问题,使外源DNA得到高效转化,该研究通过单因素试验对氨基酸、缓冲液、溶菌酶、菌体生长状态和电转化参数进行优化,得到最优电转化条件:添加0.75%L-苏氨酸的MRS培养基培养菌体至OD600=0.8,使用洗涤缓冲液Ⅲ(0.5 mol/L蔗糖,7 mmol/L Na_(2)HPO4,7 mmol/L NaH_(2)PO_(4),20 mmol/L MgCl_(2))洗涤菌体,溶菌酶浓度30 mg/mL于37℃处理菌体30 min,电场强度20 kV/cm。为进一步提高LAB合成PLA的产量,本研究利用基因工程手段,将质粒载体pMG36e自带启动子P32(强度低)替换为Pldh(强度高),构建L型乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)过表达质粒,并在最优电转化条件下成功转化于P.acidilactici GM中,实时定量聚合酶链反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)分析表明LDH基因ldh表达上调,经过5 L罐发酵培养,添加苯丙酮酸(phenylpyruvic acid,PPA)后,PLA产量提高至56.3 g/L,转化率提高至94.8%。

苯乳酸与DNA相互作用及其抑菌机制研究

苯乳酸作为新兴的绿色高效抑菌剂,是传统化学防腐剂的理想替代品,在食品发酵工业方面有着广泛的应用。该研究聚焦于苯乳酸与DNA的相互作用以及在苯乳酸胁迫下的关键基因表达变化。发现苯乳酸能够通过氢键作用与范德华力并以插嵌的方式与DNA相互结合。结合分子对接构建了苯乳酸-ctDNA结合模型,结果表明苯乳酸更倾向于插入DNA的CG碱基对之间。最后通过转录组测序分析了苯乳酸胁迫乳酸片球菌DY15后基因表达变化,发现差异基因富集于细胞壁成分与核酸合成修复方面,说明细胞壁与基因组DNA可能是苯乳酸的主要攻击靶点。乳酸菌酸胁迫应答机制的改变说明精氨酸代谢途径也可能是苯乳酸抑菌过程中的关键靶点,通过抑制基因表达从而降低细菌酸耐受性,进而抑制细菌生长。总而言之,该研究解析了苯乳酸的抑菌机制,为后续苯乳酸作为生物抑菌剂的应用提供了理论支撑。

高产苯乳酸菌株的筛选及发酵条件的优化

苯乳酸既可以延长饲料保质期又可以提高畜禽生产性能,但目前生物工业化生成苯乳酸的产量很低。为找到高产的菌株,本试验从泡菜中筛选出一株高产苯乳酸菌株,经16S rDNA测序确定该株为乳酸菌属植物乳杆菌。通过单因素试验与正交试验优化其发酵条件,由响应面试验确定外源添加物与温度之间的最佳方案,得到苯乳酸高产方案。结果表明:正交试验和响应面试验确定葡萄糖添加量为25 g/L、玉米浆添加量为5 g/L、接种量为100μL菌液、发酵时间为72 h、苯丙氨酸添加量为8 g/L、柠檬酸添加量为5 g/L、反应温度为33℃时苯乳酸的表达量达到374.26 mg/L,优于未优化前38.97 mg/L的产量。在优化后的植物乳杆菌可以高产苯乳酸,解决原始株表达量低的问题。

苯乳酸和温度对玉米秸秆青贮发酵品质及抗性基因的影响

本研究旨在探究不同温度下添加不同浓度苯乳酸(Phenyl lactic acid,PLA)对玉米(Zea mays L.)秸秆青贮饲料发酵品质、抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)和可移动遗传元件(Mobile genetic genes,MGEs)丰度变化的影响。采用双因素(苯乳酸×温度)完全随机设计,温度设定20℃和30℃,苯乳酸设置添加组(0.2%PLA和0.4%PLA)和对照组(CK),30 d后取样分析青贮品质。结果显示,与对照组相比,随着PLA浓度增加,两种温度下的pH值、乳酸菌数量和乙酸含量均显著增加(P<0.05)。酵母菌数量随着PLA浓度增加而增加,而乳酸和氨态氮含量随之下降。与20℃相比,30℃条件下自然青贮的玉米秸秆饲料pH值显著增加,乳酸菌数量显著下降(P<0.05)。本试验所检测的ARGs属于大环内脂类、磺胺类和四环素类抗性基因,添加PLA发酵30 d后,与对照组相比,这些ARGs和MGEs绝对丰度均显著下降(P<0.05),其中sul1,sul2,sul3,ermB,tetC与Tn916/1545丰度变化趋势相似,Pearson相关性分析发现两者之间具有极显著正相关关系(P<0.01)。综上,两种温度条件下,添加PLA对玉米秸秆青贮发酵品质均具有改善作用,可以减少ARGs的污染。

苯乳酸对霍氏肠杆菌及其生物被膜的抑制作用

目的:探究苯乳酸(PLA)对霍氏肠杆菌及其生物被膜中的抑制作用。方法:通过最小抑菌浓度(MIC)、最小杀菌浓度(MBC)、生长曲线、流式细胞术、碱性磷酸酶(AKP)活性、细胞膜完整性、DNA含量、运动能力、生物被膜形成量的测定与激光共聚焦观察等试验,评价PLA对霍氏肠杆菌及其生物被膜的抑制作用。结果:PLA对霍氏肠杆菌的MIC和MBC分别为1.25 mg/mL和2.5 mg/mL,在该质量浓度下可完全抑制霍氏肠杆菌生长。流式细胞仪检测结果表明:1/2 MIC和MIC苯乳酸不会导致细胞凋亡和坏死,而2 MIC PLA可造成细胞死亡。28℃培养下霍氏肠杆菌的生长曲线虽较37℃培养延滞近1 h,但未影响其最大生物量,且细胞凋亡率没有显著差异。PLA破坏了细胞结构的完整性,造成细胞内AKP活性降低,核酸与蛋白质泄漏;2 MIC PLA可导致菌体DNA含量显著降低(P<0.05);PLA处理可导致霍氏肠杆菌运动能力和生物被膜生成量降低。结论:PLA对霍氏肠杆菌及其生物被膜有较强的抑制作用。

生物基聚苯乳酸新材料及其单体制备的研究进展

以可再生资源发酵制备的光学纯苯乳酸为单体合成的聚苯乳酸,是最新研究的一种芳香族生物基聚合物新材料,具有优异的热稳定性、机械强度和紫外吸收性能,成为继聚乳酸材料之后的重要聚合物材料,在工业领域具有潜在的广阔应用前景。高纯度苯乳酸单体的制备是聚苯乳酸工业化的关键。本文从聚苯乳酸的合成、苯乳酸单体的化学与生物合成方法及下游分离纯化等方面,对其研究现状进行了综述。苯乳酸的化学合成法有多条明确的路线,但步骤繁琐,反应条件苛刻,副产物多,尚不能工业化应用;生物合成法制备苯乳酸的反应条件温和,具有很好的可持续性;用生物安全性优良的高产菌株进行生物转化及酶法合成,成为苯乳酸工业化发展的重要方向。但是,采用常规纯化方法从生物发酵液或转化液中分离纯化得到苯乳酸时,尚存在处理量较小、工艺繁琐、反应条件苛刻等局限性;近几年兴起的晶胶介质层析分离技术,可简化分离纯化步骤,其产物纯度高,过程简便,有望成为苯乳酸分离的新方法。

产苯乳酸的乳酸菌分离筛选及菌种鉴定

通过对自然发酵泡菜中乳酸菌的分离,建立了一种准确、快速的苯乳酸产生菌的筛选方法。在112株筛选菌株中,获得1株苯乳酸高产菌株SK007。研究了苯丙氨酸对苯乳酸合成的影响,即增加苯丙氨酸的浓度可以提高苯乳酸产量,苯丙氨酸是苯乳酸合成的前体。高产菌株经16S rDNA序列初步鉴定为Lactobacillus sp.,Gen-Bank接受号为DQ534529。系统发育分析表明它与植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)亲缘关系最近。

苯丙氨酸及苯丙酮酸对Lactobacillus sp.SK007合成苯乳酸的影响

从自然发酵泡菜中分离筛选到一株乳杆菌(Lactobacillus sp.)SK007,研究了Lactobacillus sp.SK007利用苯丙氨酸合成苯乳酸的过程,结果发现,在MRS培养基中最高可产生0.55mmol/L苯乳酸,苯丙氨酸剩余94%,但检测不到中间产物苯丙酮酸,这表明苯丙氨酸的转氨反应是苯乳酸合成的限速步骤.用苯丙酮酸代替苯丙氨酸作为底物可有效突破这一瓶颈,进一步优化了Lactobacillus sp.SK007利用苯丙酮酸合成苯乳酸的发酵条件.当苯丙酮酸为18.3mmol/L,30℃静置培养24h,苯乳酸产量可达10.25mmol/L.

苯乳酸的快速检测研究

苯乳酸是一种新型生物防腐剂。文中研究了苯乳酸的薄层层析快速检测方法、反相高效液相色谱分析检测法,并利用手性柱高效液相色谱分析检测D-型和L-型苯乳酸。

苯乳酸和醋酸联用对大肠杆菌的抑菌机理

以大肠杆菌为指示菌,研究了苯乳酸和醋酸的联合抑菌效应及作用机理。首先,联合抑菌指数法与时间-杀菌曲线对苯乳酸与醋酸的联合抑菌效应的评价结果显示,苯乳酸和醋酸对大肠杆菌具有协同抑菌效应。其次,Zeta电位分析表明苯乳酸和醋酸可以协同改变大肠杆菌细胞表面电荷分布。DiSC3(5)荧光探针标记荧光光谱数据显示苯乳酸和醋酸可以协同消散大肠杆菌细胞膜电势;荧光探针SYTO9/碘化丙啶(propidium iodide,PI)标记流式细胞术结合荧光显微镜结果显示,PI对1/4最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)苯乳酸、1/2 MIC醋酸和1/4 MIC苯乳酸+1/2 MIC醋酸联用组的沾染率分别为8.8%、1.6%、12.8%,表明苯乳酸与醋酸联用对细胞膜完整性具有协同破坏作用,但破坏程度较弱;扫描电子显微镜图表明苯乳酸和醋酸会导致大肠杆菌发生凹陷等形变。最后,荧光光谱法对基因组DNA的分析显示苯乳酸和醋酸可导致基因组DNA发生荧光猝灭现象,两者联用可增加猝灭程度,表明苯乳酸和醋酸对大肠杆菌基因组DNA具有协同破坏作用。综上所述,苯乳酸和醋酸两者可以通过协同改变细胞表面电荷分布,消散细胞膜电势,引起细胞发生形变,破坏基因组DNA从而发挥抑菌作用。

静息细胞转化合成苯乳酸的条件优化

研究利用乳酸菌静息细胞转化合成苯乳酸的条件。确定了静息细胞转化的菌龄后,用Plackett-Burman法从影响细胞转化的六因素中筛选确定菌体浓度、底物浓度和转化温度等三个主要因素,同时由Box-Behnken设计响应面分析和岭嵴分析来确定优化组合条件,实验结果表明:当转化条件为菌体浓度9.9%,底物浓度3.72g/L,转化温度33.4℃时,苯乳酸得率达极大值。此条件下,苯乳酸产量预测值为2.82g/L,验证值为2.88g/L。

产苯乳酸乳酸菌的筛选鉴定

利用厌氧培养法,从猪的盲肠、小肠、大肠和粪便中筛选得到24株乳酸菌,液相色谱法测定产苯乳酸,有7株乳酸菌的苯乳酸产量在80～110mg/L之间,有4株的产量超过119mg/L,其中分离自猪粪便的菌株r16的苯乳酸产量最高,达到233.0mg/L。经16SrDNA系统发育分析,结合菌落形态、细胞形态、生化反应实验,最终确定菌株r16和m15为植物乳杆菌,而菌株m343和m462为粪肠球菌。

苯乳酸生产菌的筛选及鉴定

苯乳酸是一种具有宽广抑菌谱的新型生物保鲜剂,为筛选得到苯乳酸高产菌株,采用改良的碳酸钙溶解圈法和抑菌圈法,从自然环境中采集的50个样品中分离筛选得到2株高产苯乳酸的乳酸菌,分别命名为BLPC002和SCPC008,并对其进行了初步鉴定。结果显示,BLPC002和SCPC008在以苯丙氨酸为底物的条件下,摇瓶发酵苯乳酸产量分别为358 mg/L和333 mg/L,较改良前不到100 mg/L有明显的提高,说明改良后的筛选方法更加高效、准确。进一步通过对菌株形态和16S rDNA序列分析初步鉴定,均为植物乳杆菌。

苯乳酸和醋酸联用对单核细胞增生李斯特菌的协同抑菌机理

目的:研究苯乳酸和醋酸联用对单核细胞增生李斯特菌的协同抑菌活性及对细胞膜、DNA损伤的机理。方法:通过二倍稀释法考察苯乳酸和醋酸对单核细胞增生李斯特菌的最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)和部分抑菌浓度指数;采用平板菌落计数法绘制时间-杀菌曲线;从Zeta电位、膜电势、细胞膜完整性、细胞超微结构、DNA等方面考察苯乳酸和醋酸对单核细胞增生李斯特菌的抑菌机制。结果:苯乳酸和醋酸对单核细胞增生李斯特菌的MIC分别为2.25、1.75 mg/mL,苯乳酸与醋酸组合的部分抑菌浓度指数为0.5,表明苯乳酸与醋酸对单核细胞增生李斯特菌的抑制具有协同效应;Zeta电位结果显示苯乳酸与醋酸有效改变了细胞表面电荷;通过DiSC3(5)荧光探针标记考察膜电势的变化,表明苯乳酸与醋酸能消散膜电势;流式细胞仪和荧光显微镜分析得出苯乳酸与醋酸破坏细胞膜完整性;经MIC苯乳酸、MIC醋酸及1/4 MIC苯乳酸+1/2 MIC醋酸作用后,单核细胞增生李斯特菌菌体变形、出现黏连、内容物泄出;琼脂糖凝胶电泳结果表明苯乳酸和醋酸可损伤DNA。结论:苯乳酸和醋酸联用可使细胞表面电荷减少,细胞膜电势消散,破坏细胞膜完整性,从而进入细胞与DNA发生相互作用使细胞死亡,进而发挥协同抑菌作用。本研究为苯乳酸用于食品保鲜防腐提供了理论参考。

高产苯乳酸菌株的筛选及其在豆粕发酵中的应用

以实验室保存的性能优良的乳酸菌为研究对象,采用薄层层析(TLC)法和高效液相色谱(HPLC)法筛选出高产苯乳酸的菌株,并利用该菌株对豆粕进行固体发酵,研究其对发酵豆粕的微生物、pH值、水分含量、粗蛋白、酸溶蛋白、总酸和苯乳酸含量的影响。结果表明,筛选得到3株产苯乳酸的菌株,其中植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0069为高产苯乳酸的菌株,其以3 g/L苯丙酮酸为底物发酵48 h时发酵液中苯乳酸含量最高为4.39 g/L。利用该菌株固态发酵豆粕3 d时,乳酸菌活菌数>109 CFU/g,霉菌活菌数≤10 CFU/g,大肠杆菌未检出;pH值降至4.5左右,水分、粗蛋白、酸溶蛋白、总酸和苯乳酸含量分别为36.78%、46.65%、10.51%、26.37 g/kg和424.02 mg/kg,发酵效果显著优于对照组(P<0.05)。

pH值及底物对副干酪乳杆菌发酵生产苯乳酸的影响

在7.5 L发酵罐中研究pH值及流加苯丙酮酸和葡萄糖对副干酪乳杆菌W2分批发酵产苯乳酸(phenyllactic acid,PLA)的影响。结果表明:发酵液初始pH值、底物葡萄糖和苯丙酮酸对菌体生长和产物产量都有影响。控制发酵液pH值为6.5,采用间歇流加苯丙酮酸及连续流加苯丙酮酸和葡萄糖,发酵36 h后PLA产量分别达到1.148 g/L和2.121 g/L,苯丙酮酸的转化率分别为62.19%和47.2%,与分批发酵相比分别提高41.72%和161.53%。