乙酸法制浆副产物半纤维素降解糖的初步研究

乙酸法制浆是分离木质纤维素原料的主要组分-木素、纤维素、半纤维素,以便于其进一步利用的简单、可行的方法。本文主要研究了乙酸法分离得到的半纤维素降解糖的特点,利用较新型的离子色谱法分析了半纤维素降解糖中的单糖组成和含量;利用超滤系统进行了半纤维素降解糖的初步分级及相对质量百分含量测定,分析了其分子量分布情况;利用红外光谱对半纤维素降解糖结构进行了一定的分析。

食品中降解糖的高灵敏、高选择性的检测方法

本文使用岛津公司开发的,以精氨酸为衍生剂的降解糖柱后衍生荧光检测系统,并选择配位体交换色谱法为分离手段,获得了6种降解糖的线性关系和检出限。本法重现性较好。利用该法测定了酱菜汁中的各种糖组分的含量,分析结果满意。

左聚糖降解酶的研究进展

左聚糖来源于单子叶植物和微生物,在细菌中分布最广泛。左聚糖是由β-2,6-糖苷键连接的D-果糖残基作为主链,以一些β-2,1-糖苷键连接作为支链组成的果聚糖。左聚糖降解酶分为3种类型:左聚糖酶(levanase)[EC3.2.1.65]、左聚糖生物水解酶(β-2,6-fructan 6-levanbiohydrolase,LF2ase)[EC3.2.1.64]和左聚糖果糖转移酶(levan fructotransferase,LFTase)[EC4.2.2.16]。左聚糖降解酶能将左聚糖催化生成低聚果糖、果二糖、双果糖酐IV等,是食品及医药领域的潜在资源。文章介绍了左聚糖降解酶的来源、酶学性质、结构,概述了左聚糖降解酶在食品领域的应用,对其发展趋势和研究方向进行了展望。

糯小麦籽粒糖降解和淀粉积累特性研究

【目的】比较糯小麦籽粒可溶性糖含量和淀粉含量与非糯小麦的差异,研究其花后籽粒中糖降解和淀粉积累特点,为糯小麦的育种和生产应用提供参考。【方法】2004～2005年度测定不同来源的17个糯小麦品系和4个非糯对照品种籽粒可溶性糖和淀粉含量,2005～2006年度选择其中3个糯小麦品系和2个非糯对照品种研究其花后籽粒中糖降解和淀粉积累动态。【结果】15个糯小麦品系籽粒可溶性糖含量显著高于所有对照品种,另2个糯小麦品系籽粒可溶性糖含量显著高于对照扬麦12和扬麦5号,而与扬麦158和扬麦9号差异不显著。4个对照品种之间淀粉含量差异不显著,扬麦9号最高,扬麦158最低;供试的17个糯小麦品系籽粒淀粉含量均低于对照扬麦9号,其中13个糯小麦品系低于扬麦158。籽粒中糖降解和淀粉积累动态研究表明花后10～17d糯小麦籽粒可溶性糖含量下降速率小,开花17d后3个糯小麦品系先后都经历一个淀粉含量增长的相对"停滞"阶段。【结论】糯小麦成熟期籽粒中可溶性糖含量高,淀粉含量低,可能与其灌浆前期籽粒中可溶性糖转化效率低,淀粉积累中后期经历一个相对"停滞"阶段有关,这主要是由于GBSS的缺失导致糯小麦不能合成直链淀粉改变了糯小麦糖转化和淀粉积累特性。在糯小麦育种中应加强对花后籽粒中可溶性糖转化效率和淀粉积累动态的研究,选择灌浆前期糖转化效率高,淀粉含量增长"停滞"阶段出现较迟的品种,以改良糯小麦籽粒饱满度。

嗜热甘露聚糖酶manBK基因密码子优化表达及在魔芋聚糖降解中的应用

依据密码子偏好性原则,对嗜热甘露聚糖酶manBK基因密码子进行优化,以提高嗜热甘露聚糖酶在毕赤酵母中表达量;并通过对该酶酶学性质的探究,探讨金属离子对酶稳定性影响及其在酶解魔芋甘露聚糖中的应用潜力。结果表明:嗜热甘露聚糖酶manBK基因优化后GC含量为40%~53%,平均值为47%,密码子适应指数(codon adaptationindex,CAI)为0.87,共有242个碱基进行优化,优化前后基因序列的一致性为76%。重组菌株在25℃条件下,诱导72 h发酵液中酶活力可达22 U/mL。甘露聚糖酶ManBK的最适反应温度为80℃,最适pH值为5.0,表观分子质量为45 kDa,动力学参数Km值为1.40 mg/mL,V(max)值为149.25μmol/(min·mg)。金属离子Fe^3+、Ca^2+、Mg^2+和Zn^2+对该酶活性有促进作用,分别使酶活力提高了32%、52%、23%和459%,而金属离子K^+、Li^+、Mn^2+和Cu^2+对ManBK酶有不同程度的抑制作用。进一步分析发现,Zn^2+能提高该酶的热稳定性,使70℃条件下的半衰期延长了116 min。当酶底比为1∶1时,反应温度70℃,pH 5.0反应进行1.5 h,魔芋聚糖即可达到较合适的酶解,魔芋聚糖降解物的抗氧化性能增强了5.6倍左右,ManBK酶在魔芋聚糖降解中具有极强的应用潜力。本研究为ManBK酶的制备及在魔芋深加工行业中的应用提供了一定的理论支撑。

木聚糖降解细菌的鉴定及其木聚糖酶的特性

[目的]探讨木聚糖酶的生理生化特性。[方法]采用平板活性筛选法从不同环境样品中筛选出木聚糖降解能力最强的菌株进行鉴定并对其所产粗木聚糖酶的特性进行研究。[结果]菌株GXM1被鉴定为洋葱假单胞菌,菌株GXM4为类芽孢杆菌。菌株GXM1所产木聚糖酶的最适pH为6.0,最适温度为55℃,菌株GXM4所产木聚糖酶的最适pH为6.0,最适温度为50℃。2株菌株所产的木聚糖酶在40℃以下较为稳定。Mn2+、Ca2+和Zn2+对菌株GXM1所产木聚糖酶有显著的激活作用,而Cu2+、Fe2+和Fe3+对其有显著的抑制作用;Ca2+和Fe3+对菌株GXM4所产木聚糖酶有显著的激活作用,而Mn2+、Zn2+和Fe2+对其有显著的抑制作用。[结论]为高效木聚糖酶的生产应用奠定了理论基础。

毛冬青皂甙Ilexoside O糖链的核磁共振波谱表征及其降解红外光谱分析

为了研究中药毛冬青皂甙Ilexoside O糖链的降解,采取沉淀法和柱色谱法分离纯化Ilexoside O,综合应用一维和二维核磁共振波谱技术,首次对其糖链部分的1H和13C核磁共振信号进行了分析和全归属。采用碱降解法得到次级皂甙,用红外光谱法对降解前后皂甙中主要官能团的结构进行了鉴定。红外光谱分析表明,降解前的皂甙在1733cm-1有较强吸收,降解后该吸收峰消失,并显示在1694cm-1处有很强的振动吸收信号,次级皂甙的红外吸收与毛冬青皂甙Ilexoside J相吻合,初步推断二者为同一化合物。植物成分分离实验表明广西毛冬青中Ilexoside J含量较少而Ilexoside O丰富,而文献表明Ilexoside J具有较好的抗血栓药理活性,因此上述研究为富集毛冬青中Ilexoside J进而使之研发成治疗心血管疾病新药具有重要意义。

糖降解抑制对酵母生长和发酵中氮组分的影响

酵母增殖和产生乙醇受发酵液中氮源组分的影响很大,这些氮源包括半乳糖、单铵盐(硫酸铵)、游离氨基酸(酪蛋白氨基酸)和肽(蛋白胨).酵母增殖和乙醇的产生有赖于氮源的性质,在面包酵母和啤酒酵母中也是有区别的.面包酵母在补充了酪蛋白氨基酸后显示出能改善半乳糖发酵性能;上面酵母在补充了蛋白胨和酪蛋白氨基酸后,酵母量提高了;下面酵母补充了蛋白胨后乙醇和酵母量都增加了.铵盐往往引起酵母性能降低.在作为碳源的补充上,半乳糖相对于葡萄糖和麦芽糖的效果是有差异的,这说明了在肽形成(如蛋白胨)中补充的氮源对于酵母代谢有正面作用,也说明了糖降解抑制对酵母性能兼起着核心作用.

成年母猪后肠木聚糖降解菌的筛选、鉴定及其对饲草纤维降解作用的研究

本研究旨在通过对内蒙古黑猪成年母猪后肠木聚糖降解菌的分离、筛选及鉴定,并对比研究筛选菌和瘤胃液对饲草纤维降解的作用,获得可高效降解木聚糖的菌株。以木聚糖为唯一碳源,根据筛选平板上菌株透明圈大小和发酵液中木聚糖酶活性分离得到了2株活性较高的木聚糖降解菌(分别命名为ZF和MZ)。经形态学观察和16S rDNA核苷酸序列分析表明,菌株ZF和MZ分别为兼性厌氧产黄纤维单胞菌(Cellulomonas flavigena)和类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)。饲草纤维降解结果表明:瘤胃液对苜蓿和青贮玉米的中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)降解率均高于筛选菌;菌株ZF和MZ对3种饲草NDF和ADF降解率均有随发酵时间延长而增加的趋势,其中菌株ZF降解羊草ADF和NDF的效果等同甚至优于瘤胃液。结果提示,从成年母猪后肠中筛选的木聚糖降解菌株ZF和MZ可有效降解饲草中的纤维类物质,可作为生产饲用木聚糖酶的候选菌株。

一个木聚糖降解菌群的分离及木聚糖酶酶学性质分析

为从环境中分离出能够降解木聚糖的微生物,利用富集培养法从猪粪与甘蔗叶混合发酵堆肥中分离到一个具有木聚糖降解能力,能够利用玉米芯作为惟一碳源的混合菌群。高通量测序分析发现该菌群具有丰富的微生物多样性,其中未知微生物的含量约为50.8%。该菌群发酵液中的木聚糖酶在以AZO-xylan (Birchwood)为底物时,其最适反应温度为55℃,最适反应pH为8.0,在55℃以下能够保持很好的稳定性。重要的是,该菌群的发酵液能够直接水解玉米芯生产木三糖和木四糖,从而省去了碱处理玉米芯制备木聚糖的步骤,进而降低了环境污染以及生产成本。

高寒地区燕麦籽粒糖降解和淀粉积累动态分析

为探讨高寒地区燕麦花后籽粒中糖降解和淀粉积累特点,分析了2个品种花后籽粒中糖降解和淀粉积累动态.结果表明籽粒中淀粉均呈“S”型曲线增长,花后6～15d可溶性糖转化速率较高,淀粉积累速率较快,其后可溶性糖转化速率和淀粉积累速率较低,可溶性糖处于动态平衡中.

糖用脱色树脂吸附己糖碱性降解色素传质机理解析

以回溶糖浆代表性色素——己糖碱性降解色素为吸附模型底物,考察糖用脱色树脂对其吸附性能,并采用4种新型吸附传质现象学模型,即外部传质阻力(external mass transfer resistance,EMTR)、内部传质阻力(internal mass transfer resistance,IMTR)、活性位点吸附(adsorption on active sites,AAS)及EMTR-IMTR组合模型,解析树脂吸附色素传质机理。在色素初始质量浓度为60、90 mg/L及120 mg/L条件下,树脂对色素平衡吸附量分别为190、270 mg/g及326 mg/g,对应脱色率分别为95%、90%及82%。树脂吸附色素限速步骤由EMTR和IMTR共同决定,但AAS步骤不可忽略。EMTR-IMTR组合模型可准确求解吸附体系任意时刻树脂周围液膜及其内部孔道对色素吸附量,AAS模型可准确计算吸附过程任意时刻物理及化学吸附速率大小,可为阐明吸附传质机理提供新视角。

系列木聚糖降解酶基因同向串连表达的研究

采用分子克隆操作方法,通过设计多个SD序列的多克隆位点,首次成功构建了一个木聚糖降解酶系列基因同向串连表达载体,经筛选鉴定获得具有极耐热性的α-阿拉伯呋喃糖苷酶基因(XarB)、葡萄糖醛酸酶基因(aguA)和木聚糖酶基因(XynB)同向串连的pHsh/XarB-aguA-XynB一株克隆菌.酶学分析表明重组菌株具有较好的阿拉伯糖苷酶、木糖苷酶、葡萄糖醛酸酶和木聚糖酶活性.酶活单位分别为:阿拉伯糖苷酶11.8 U/mL,β-木糖苷酶6.87 U/mL,α-葡萄糖醛酸酶1.53 U/mL,木聚糖酶6.58 U/mL.

海藻糖降解酶抑制因子的研究

研究了一系列因素对食尼古丁节杆菌D-97胞内海藻糖降解酶的抑制作用,发现有效霉素(井冈霉素)和乙酸能有效抑制海藻糖降解酶的活性,抑制率最大分别达到87.13％和85.16％。同时研究了它们对海藻糖转化率的影响,发现有效霉素能提高海藻糖转化率,最大增幅达17.44％,而乙酸却降低了转化率。

一株具木聚糖酶活链霉菌的鉴定及其木聚糖降解酶系分析

分离得到一株具木聚糖酶活性的放线菌菌株pp2,该菌株具有典型链霉菌属的形态学特征.通过对其进行形态学、生理生化特性以及16SrRNA基因序列等方面的分类学研究,菌株pp2初步鉴定为链霉菌属的一个潜在新种.通过对菌株pp2的酶系研究发现该菌株胞外发酵液具木聚糖酶活性,细胞破碎液中具α-L-阿拉伯糖苷酶活性和β-D-木糖苷酶活性.其中木聚糖酶酶活力为30·3U/mg,酶反应最适温度为65℃,最适pH为5·4;37℃下稳定性很好,60℃下酶活性衰减很快.α-L-阿拉伯糖苷酶酶活力为1·81U/mg,酶反应最适温度为55℃,最适pH为6·0,55℃下稳定性能很好.β-D-木糖苷酶酶活力为0·04U/mg.

一株猪后肠木聚糖降解菌的分离、鉴定

试验采用亨氏滚管法从猪后肠内容物中分离获得一株可高效降解木聚糖的严格厌氧菌M9。M9为产芽孢革兰氏阳性杆菌，经16S rDNA分子生物学鉴定和API 20A厌氧菌生化鉴定系统鉴定为梭菌属细菌（Clostridium sp.）。M9在以木聚糖、麸皮、大豆皮和玉米皮为底物的培养基中发酵培养时，产木聚糖酶活性在24~96 h内变化不明显，但从96 h开始出现明显升高。

岩藻聚糖硫酸酯降解酶产生菌的筛选鉴定及酶学特性研究

[目的]从水环境中筛选高活性降解菌,从而将高分子多糖降解为低分子量、药用价值更高的多糖。[方法]通过唯一碳源、富集培养等方法对淡水来源的细菌进行筛选获得活性较高的岩藻聚糖硫酸酯降解菌,然后根据菌株的形态、生理生化特征及16S rDNA分析和进化树构建进行种属鉴定,进一步对降解菌粗酶液的热稳定性、最适反应温度、最适pH和金属离子对酶稳定性影响进行研究。[结果]筛选获得了2株活性较高的岩藻聚糖硫酸酯降解菌JS3和JN3,这2株菌菌液酶活达384、410 U。菌株JS3和JN3归属于克雷白氏杆菌属(Klebsiella sp.)。酶学分析表明,JS3和JN3菌株粗酶液在40~70℃具有比较好的热稳定性,在pH 4.0~7.0内,该酶能保持良好的稳定性。JS3和JN3粗酶液与底物反应的最适温度分别为45、40℃,最适pH均为5.0。金属离子对酶的活性有一定影响,离子浓度为1×10-2 mol/L时,Mg 2+、Ca 2+、Zn 2+对该酶有激活作用,Cu 2+则强烈抑制酶活,Ni 2+也在一定程度上抑制该酶活性。[结论]该研究发现的产酶菌株可以用于岩藻聚糖硫酸酯低聚糖的制备,为岩藻聚糖硫酸酯降解酶的制备和应用提供依据和基础。

松香基阴离子交换树脂的制备及其对己糖碱性降解色素的吸附作用

蔗糖在生产过程中产生的己糖碱性降解色素(Alkaline degradation products of hexoses,HADPs)会导致成品糖色值增加,从而降低成品糖品质。采用悬浮聚合法制备新型松香基阴离子交换树脂(Rosin-based anionic exchange resin,RAER),用于除去糖汁HADPs。采用扫描电子显微镜、氮气吸附-脱附比表面积及孔径分布测试仪、同步热分析仪等对RAER进行表征,结果表明树脂孔隙结构丰富且热稳定性好。研究了RAER对HADPs的吸附性能,在树脂投加量为0.05 g/mL,吸附温度为70℃,接触时间为10 h,pH值为7及HADPs浓度为100 mg/L,RAER对HADPs的脱色率可达到100%,再生20次后脱色率仍有92.2%,RAER具有良好的重复使用性能。Zeta电位分析表明,RAER吸附HADPs行为存在静电吸引作用(离子交换)。RAER吸附HADPs动力学符合准二级动力学模型(R2≥0.99),等温线符合Freundlich模型(R2≥0.98),热力学参数ΔH=62.32 kJ/mol,吸附机理是以化学吸附为主的多层吸热过程。

褐藻聚糖硫酸酯降解酶菌Sinomicrobium sp.Fuc19的产酶优化及其降解产物化学组成

为获取低分子量褐藻聚糖硫酸酯低聚糖,以笼目海带Kjellmanniella crassifolia褐藻聚糖硫酸酯为唯一碳源,筛选一株产褐藻聚糖硫酸酯降解酶的菌株,优化菌株的繁殖和产酶条件并对粗酶酶学性质进行分析,通过Sephacryl S-100分离纯化酶降解产物并对其进行单糖组成分析。结果表明:从大连旅顺沿海海水和泥沙中分离出一株产降解酶菌Fuc19,通过16S rRNA鉴定,该菌株为黄杆菌科Sinomicrobium属,命名为Sinomicrobium sp.Fuc19;该菌株最佳培养基成分为褐藻聚糖硫酸酯2 g/L、酵母粉12 g/L、NaCl 20 g/L和初始pH 6,最佳发酵培养条件为温度25℃、装液量100 mL和接种量1%,在此优化条件下该菌的产酶活力为143.60 U/mL,较优化前增加50.8%,生物量OD_(600 nm)为1.666;酶学性质分析显示,降解酶的最适酶解温度为35℃、pH为8,当Li^(+)、K^(+)、Ba^(2+)浓度为10、5 mmol/L时,对该菌株产酶能力有促进作用,不同浓度的EDTA、Al^(3+)、Fe^(3+)对酶活力均有抑制作用;单糖组成分析显示,降解低聚糖组分以岩藻糖和半乳糖为主。研究表明,Sinomicrobium sp.产褐藻聚糖硫酸酯降解酶高效且安全,应用潜力较大。