Research on Physical and Chemical Properties of Corynebacterium glutamicum in Fermentation Process of the Glucose of Wheat Starch

[Objective] This study aimed to investigate the physical and chemical char- acteristic of Corynebacterium glutamicum in fermentation process of the glucose of wheat starch. [Method] The purity of glutamic acid in fermentation period, optical density and cell viability of bacteria were detected as indicators for regression com- parison and analysis. [Result] The relative error d=-3.316 6% within the experimental range of Warburg trace breathing apparatus and double function analyzer. The linear relationship was s1=（1-d）s2. During the fermentation process of the glucose of wheat starch, the average cell activity was 6.24 μA and the maximum cell activity was 6.61 μA. [Conclusion] Compared with optical density, cell viability can more accurate- ly reflect the physical and chemical properties of Corynebacterium glutamicum in fermentation process of the glucose of wheat starch. There was certain correlation between cell membrane phospholipids and cell viability.

谷氨酸和葡萄糖的Maillard反应

研究了由谷氨酸和葡萄糖反应合成烟草增香剂的反应条件对反应产物加香效果的影响。结果表明 :摩尔比为 1∶2的葡萄糖与谷氨酸在 10 0℃、反应 2h的反应产物具有较好的增香效果。GC/MS测定证明 ,在反应体系中添加少量乙醛 ,可促进多种挥发性致香成分的生成 。

模式体系谷氨酸-葡萄糖美拉德反应程度研究

为研究反应温度和反应时间对模式体系美拉德反应程度的影响,配制D-葡萄糖(0.02 mol/L)与L-谷氨酸(0.06 mol/L)浓度比为1∶3的美拉德反应液,分别置于10～40℃反应不同时间(10,20,30,40,50,60 d),通过测定不同条件下美拉德反应产物(MRPs)的pH值、吸光度值(A_(294nm)和A_(360nm))、挥发性成分、葡萄糖残余含量等,探讨模式体系的反应进程。结果表明,谷氨酸与葡萄糖发生美拉德反应的介质环境基本稳定,吸光度与反应温度、时间整体呈正相关,葡萄糖浓度随温度、时间变化遵循Boltzmann模型,符合动力学方程y=A_2+(A_1-A_2)/(1+exp(x-x_0)/d_x),且拟合效果较佳(R^2均大于0.90)。

反应条件对葡萄糖/谷氨酸Maillard模型体系挥发性产物的影响

为研究反应条件对葡萄糖/谷氨酸(Glc/Glu)Maillard反应体系中挥发性产物形成的影响,考察了不同反应条件下该体系的pH和紫外-可见(UV-visible,UV-vis)吸收的变化,并采用GC/MS法分析了不同反应物配比、反应时间和反应溶剂条件下Glc/Glu体系Maillard反应产物中的挥发性成分。结果表明:1随体系中谷氨酸质量分数的增加、反应溶剂中丙二醇比例的增大和反应时间的延长,UV-vis吸收A_(294 nm)和A_(420 nm)值呈增大趋势,A_(294 nm)/A_(420 nm)值呈逐渐下降趋势。2随着反应时间延长,生成的挥发性成分总量增加,其中吡啶类、吡嗪类、吡咯类、呋喃和呋喃酮类、有机酸类和碳环类化合物的生成量逐渐增加,而吡喃酮、酯类和脂肪族化合物的生成量随反应时间的延长呈先增加后降低的趋势;随体系中谷氨酸质量分数的增加,生成的挥发性成分的总量及吡啶类、吡咯类、呋喃和呋喃酮类、酯类、碳环类和吡喃酮类的生成量增加;除酯类和脂肪族化合物外,其他成分的生成量均随溶剂中丙二醇比例的增大而增加。

葛根素对大鼠星形胶质细胞的体外保护作用

目的 :研究葛根素 (Pue)对缺氧缺糖 (OGD)、谷氨酸钠 (Glu)或反式 氨基 环戊基 1,3 二羧酸 (trans ACPD)引起的体外培养大鼠星形胶质细胞损伤的保护作用。方法 :用乳酸脱氢酶 (LDH)试剂盒测定细胞LDH漏出 ,用 3 氧 甲基 [1 3H] D 葡萄糖摄取法测定细胞体积。结果 :缺氧缺糖 5h、Glu 0 .5mmol/L或trans ACPD 1mmol/L作用星形胶质细胞 1h ,细胞体积及LDH漏出明显增加 ;当细胞在缺氧缺糖、Glu或trans ACPD损伤的同时 ,加Pue 0 .1mmol/L ,能明显减少细胞的体积及LDH的漏出。结论 :Pue对OGD、谷氨酸或trans

硫酸镁对大鼠脑缺血及再灌注时细胞外液谷氨酸、葡萄糖和乳酸的影响

目的 :探讨 Mg2 +对大鼠脑缺血和再灌注时细胞外液中谷氨酸、葡萄糖和乳酸的影响。 方法 :雄性 Wistar大鼠 12只 ,随机分为硫酸镁组和生理盐水组 ,每组 6只 ,线栓法制备局灶性脑缺血再灌注模型 ,脑缺血前 30 m in分别给予硫酸镁 10 0mg/ kg或生理盐水 2 ml腹腔注射 ;微透析技术每 15 min取缺血侧皮层细胞外液 1次 ,观察缺血 1h及再灌注 1h期间脑细胞外液谷氨酸、葡萄糖及乳酸动态变化。结果 :硫酸镁组缺血期葡萄糖降低的幅度显著低于生理盐水组 (P<0 .0 5 ,P<0 .0 1) ,再灌注后即恢复正常 ;缺血早期 (0～ 15 min)及再灌注期乳酸水平也明显低于生理盐水组 (P<0 .0 5 ,P<0 .0 1) ;各时间点谷氨酸浓度均显著低于生理盐水组 ,硫酸镁组再灌注 30 m in时恢复正常。结论 :Mg2 +可能通过改善能量代谢 ,减少乳酸堆积以及降低谷氨酸浓度来实现对脑缺血及再灌注损害的保护作用。

罗格列酮对高糖诱导视网膜神经节细胞损伤的保护作用

目的探讨罗格列酮(rosiglitazone,RSG)对高糖诱导视网膜神经节细胞(retinal ganglion cell,RGC)损伤的保护作用。方法体外培养大鼠RGC细胞株RGC-5细胞,50mol·L-1葡萄糖孵育细胞诱导损伤。应用CCK-8法测定并计算细胞的生长抑制率,流式细胞仪检测细胞凋亡,全自动氨基酸分析仪测定细胞谷氨酸(glutamic acid,Glu)释放量,测定细胞中丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量以及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性。结果高糖(50mol·L-1)以时间依赖的方式抑制了RGC-5细胞的生长,高糖处理24h、48h和72h生长抑制率分别为(22.37±3.49)%、(42.18±6.34)%和(57.33±5.39)%(均为P<0.05);与高糖组比较,高糖+不同浓度RSG组(0.1×10-6mol·L-1、10-6mol·L-1、10×10-6mol·L-1)处理48h以剂量依赖的方式降低了高糖诱导的RGC-5细胞生长:生长抑制率高糖组(42.18±6.34)%,高糖+不同浓度RSG组分别为(35.66±4.73)%、(27.35±4.15)%和(25.17±3.42)%(均为P<0.05)。与对照组比较,高糖处理24h、48h和72h以时间依赖的方式促进了细胞凋亡(均为P<0.05);与高糖组比较,高糖+不同浓度RSG组(0.1×10-6mol·L-1、10-6mol·L-1和10×10-6mol·L-1)处理48h以剂量依赖的方式降低了高糖诱导的RGC-5细胞凋亡:高糖组凋亡率为(31.55±5.34)%,高糖+不同浓度RSG组分别为(23.75±3.72)%、(18.75±2.17)%和(17.53±3.05)%(均为P<0.05)。与对照组比较,高糖组Glu释放量显著增加:2组分别为(85.64±12.75)μg·L-1和(246.84±33.48)μg·L-1(P<0.05)。与高糖组比较,高糖+不同浓度RSG(0.1×10-6mol·L-1、10-6mol·L-1和10×10-6mol·L-1)处理48h组Glu的释放以剂量依赖的方式减少:高糖组Glu释放量为(246.84±33.48)μg·L-1,高糖+不同浓度RSG组分别为(175.34±23.69)μg·L-1、(117.25±18.76)μg·L-1和(109.34±15.54)μg·L-1(均为P<0.05)。与对照组比较,高糖组SOD活性显著降低:分别为(3.06±0.38)kU·g-1和(0.56±0.07)kU·g-1(均为P<0.05),而MAD水平显著增加:分别为(5.67±0.76)μmol·g-1和(37.64±4.37)μmol·g-1(均为P<0.05)。与高糖组相比较,高糖+不同浓度RSG处理48h组细胞中SOD活性以剂量依赖的方式增加(均为P<0.05),而MAD水平显著降低(均为P<0.05)。结论 RSG抑制了高糖诱导的RGC损伤,其机制与RSG减少了RGC中Glu的释放和抑制氧化应激有关。

TG-SPME-GC-MS研究谷氨酸和葡萄糖的固相美拉德反应

为了进一步研究无溶剂条件下的美拉德反应,自行设计热重-固相微萃取-气相色谱-质谱(TG-SPME-GC-MS)联用系统,建立谷氨酸-葡萄糖固相美拉德模式体系。采用划分温度段取样的方法,比较葡萄糖纯品和谷氨酸-葡萄糖体系自热解起始温度起在200℃范围内的热解行为差异,并对谷氨酸和葡萄糖在进行美拉德反应过程中各阶段热解产物的逸出规律进行研究。结果表明:固相美拉德模式体系中,即使在谷氨酸和葡萄糖质量比为1:10的情况下,美拉德体系的热解起始温度均比葡萄糖纯品提前55℃;反应初期(130～170℃)主要表现为葡萄糖热解产物的逸出;美拉德体系(谷氨酸-葡萄糖质量比1:4)的含氮热解产物自170℃开始生成,包括2-吡咯烷酮、L-焦谷氨酸甲酯、乙酰胺吡咯烷酮、5-甲基吡咯-2-甲醛。

调节己糖磷酸途径提高被孢霉花生四烯酸产量

研究了己糖单磷酸途径在被孢霉生产花生四烯酸中的作用 .对被孢霉中己糖单磷酸途径的关键酶———葡萄糖 6 磷酸脱氢酶 (G6PDH)活性的变化与生物量、油脂和花生四烯酸合成的关系进行了分析 ,结果表明在被孢霉发酵生产花生四烯酸的过程中 ,G6PDH活性的变化与生物量、总油脂产量、花生四烯酸含量及产量成正相关 .利用 0 .8g/L谷氨酸对G6PDH进行正调节 ,可进一步提高被孢霉生物量、总油脂产量、花生四烯酸含量及产量 .

胰岛素硬脂酸纳米粒的制备及其降血糖作用

采用乳化 -溶剂挥发法制备胰岛素硬脂酸纳米粒 ,通过透射电镜考察其形态 ,HPL C法测定其含量和包封率 ;建立了糖尿病大鼠模型 ,评价制品的降血糖效果。结果表明 :制品的平均粒径为 5 5 .3nm ,平均包封率为 (40 .12±2 .85 ) % ,含量为 5 .16± 0 .36 IU / ml;给糖尿病大鼠分别口服 10 IU/ kg和 2 0 IU/ kg的纳米粒 ,与口服胰岛素溶液(2 0 IU / kg)相比 ,其降血糖效果均有特别显著性差异 (P<0 .0 1) ,与皮下注射胰岛素注射液 (1IU / kg)相比 ,其相对生物利用度分别为 34.5 0 %和 4 4 .6 9% ,说明硬脂酸可试用为蛋白质、多肽类药物口服给药的有效载体。

基于Fe3O4-PGA@Au构建无酶电化学生物传感器检测葡萄糖

基于聚谷氨酸(poly-(γ-glutamic acid),PGA)金磁微粒(Fe3O4-PGA@Au)电沉积修饰玻碳电极,构建具有高灵敏度和选择性的无酶型葡萄糖电化学生物传感器。采用绿色还原吸附法制备Fe3O4-PGA@Au,并利用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和透射电子显微镜表征Fe3O4-PGA@Au的理化性质。优化葡萄糖传感检测体系的反应温度、pH值、扫描速率和反应时间等检测参数。采用循环伏安法考察无酶传感器检测葡萄糖时的电化学行为。结果表明,Fe3O4-PGA@Au具有良好的电催化性能;在葡萄糖浓度分别为0.1~5.0μmol/L和10~250μmol/L范围内时,所构建的生物传感器峰电流密度与其葡萄糖浓度具有良好的线性关系,检出限为0.74μmol/L(RSN=3);此无酶型生物传感器具有好的重复性和抗干扰性能。

肝硬化患者谷氨酸脱羧酶抗体及胰岛细胞抗体与糖代谢及C肽的关系

目的 了解胰岛细胞自身免疫反应在肝炎合并糖代谢异常中的作用及其胰岛功能情况。方法 采用ELISA法测定 42例肝炎肝硬化患者血清中的谷氨酸脱羧酶抗体 (GADA)、胰岛细胞抗体 (ICA) ,用放射免疫法检测血清空腹和餐后C肽。依检测结果将肝硬化患者分为GADA ,ICA阳性组及阴性组 ,比较两组血糖及C肽变化。结果 GADA ,ICA在42例肝硬化患者中的阳性率高达 62 % ( 2 6/42 )。GADA ,ICA阳性的肝硬化组糖代谢异常发生率为 65 % ( 17/2 6) ,明显高于阴性组的 19% ( 3 /16)。两组C肽无明显差异。结论 肝炎合并糖代谢异常的发病机制与胰岛细胞自身免疫有关 ,其胰岛细胞功能状况可能与病程及胰岛素拮抗等因素有关。

LY367385对谷氨酸钠及缺糖缺氧引起的培养小鼠大脑皮层神经元损伤的保护作用

目的观察LY367385对谷氨酸钠(Glu)及缺糖缺氧(OGD)引起的小鼠大脑皮层神经元损伤的保护作用。方法以细胞乳酸脱氢酶(LDH)漏出、光镜下细胞形态变化为指标,观察培养液中加入Glu或因OGD引起的神经元损伤,以及LY367385的保护作用;用免疫细胞化学和免疫荧光染色法检测神经元代谢型谷氨酸受体1α(mGluR1α)的表达。结果OGD1h或0.1mmol/L的Glu可明显造成神经元损伤,使LDH漏出明显增加(P<0.01);LY367385(50μmol/L)可明显拮抗OGD或Glu引起的神经元损伤,使LDH漏出明显减少(P<0.01);免疫组化检测显示体外培养神经元mGluR1α阳性表达。结论OGD或Glu可能通过激活皮层神经元mGluR1α引起神经元损伤,LY367385通过拮抗mGluR1α保护神经元。

高初糖谷氨酸发酵中接种量与生物素量的研究

为了减少流加糖的损失和进一步提高单位发酵容积内的投糖量,对高初糖谷氨酸发酵工艺进行了研究.通过提高种子液的湿菌体量、发酵罐溶氧效率以及生物素最佳用量,可降低高初糖浓度的抑制作用,显著提高单罐谷氨酸产量.在六半圆叶圆盘涡轮搅拌器的发酵罐中,采用20%湿菌体量的种子液接入200 g/L初糖发酵培养基进行发酵,产酸水平和糖酸转化率分别为142.6 g/L和63.10%,与10%湿菌体量的120 g/L初糖发酵相比,糖酸转化率水平基本接近,单罐谷氨酸产量提高了17.26%.

高初糖谷氨酸发酵的研究

在高初糖谷氨酸发酵中 ,高玉米浆用量、高生物素用量可以明显降低高初糖对菌体细胞的抑制作用 ;且在接种量为 10 % ,玉米浆用量为 0 .5 5 % ,生物素用量为 10 μg/L ,初糖为 190g/L的谷氨酸发酵中 ,流加 5 0 0g/L的浓糖 ,30h的产酸率达到 14 5 .8g/L ,糖酸转化率达到 6 0 .32 %。

谷氨酰胺高效酶法转化条件研究

[目的]研究不同影响因素及工艺条件对酶法生产L-谷氨酰胺的影响。[方法]以安琪酵母为试验菌种,在YEPD培养基中28℃培养24 h后进行气流干燥处理,然后进行谷氨酰胺的合成反应,之后测定与计算葡萄糖(谷氨酸)的量、谷氨酸的消耗量以及谷氨酰胺的生成量。[结果]在磷酸盐浓度为0.15 mol/L,酶液浓度在80 U/m l时,谷氨酸加入量为25 g/L,谷氨酰胺的产量最大,提高葡萄糖加入量会增加谷氨酰胺的转化,但利用率明显降低。通过正交试验发现,优化条件与单因素试验结果一致,谷氨酸添加量是最显著的因素,在优化条件下,谷氨酰胺产量达26.8 g/L,转化率为91.2%。采用葡萄糖、谷氨酸的分批补料工艺,得到谷氨酰胺的最高产量为33.8g/L。[结论]优化酶法合成谷氨酰胺的工艺条件能够有效降低生产成本。

纤维素组分对氨基酸热解的影响

本研究旨在揭示生物质热解过程中纤维素组分对含氮组分热解过程的影响,采用快速热解-气相色谱/质谱联用与密度泛函理论计算相结合分析生物质主要含氮组分(苯丙氨酸和谷氨酸)、纤维素单元葡萄糖和混合物热解过程中产物析出特性以及分布规律,揭示葡萄糖对氨基酸热解作用机理。研究发现葡萄糖与苯丙氨酸主要发生聚合反应;还会起到供氢的作用,促进苯丙氨酸/苯乙胺发生脱氨反应生成苯乙烯;而和谷氨酸主要发生聚合反应,会促进谷氨酸发生脱羧反应形成2-吡咯烷酮。计算结果表明,葡萄糖C1位羟基为苯乙胺C2连接的氨基提供氢,可以降低苯乙胺脱氨的反应能垒;链式葡萄糖醛基与谷氨酸氨基结合,可以降低脱羧的反应能垒,促进2-吡咯烷酮的生成。

谷氨酸清洁发酵工艺研究

为了解决谷氨酸发酵培养基中色素、杂质多所引起的发酵过程稳定性差、产酸低等问题,该研究采用生物氮素对发酵培养基中的主要氮源(玉米浆和豆粕水解液)进行替代,并通过单因素试验和正交试验对清洁发酵培养基中的关键因素生物氮素、生物素、VB1和甲硫氨酸的添加量进行优化,进而获得谷氨酸清洁发酵培养基,进行谷氨酸的清洁发酵工艺研究。结果表明,清洁发酵培养基中关键成分的最佳添加量为生物氮素2.0 g/L、生物素7μg/L、VB110 mg/L、甲硫氨酸0.6 g/L。在最优工艺条件下,清洁发酵菌液OD600 nm值为84.2,谷氨酸产量为171 g/L,糖酸转化率为68.5%,分别较对照提高16.14%、12.50%、4.74%,发酵上清液透光率由0.9%提高至31%,说明清洁发酵培养基能够较好地提升谷氨酸发酵性能。

地衣芽胞杆菌WX-02补糖发酵聚γ-谷氨酸的工艺优化

以地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis)WX-02为研究对象,在摇瓶发酵中得到优化的葡萄糖补料方案,即初始葡萄糖质量浓度为70g/L时,发酵至15h一次性补加15g/L葡萄糖。将此补料方案在3L发酵罐上进行验证,结果表明:发酵生物量和聚γ-谷氨酸产量最大值分别为3.9g/L和44.5g/L,与对照相比分别提高56%和50%;谷氨酸利用率达到46%,而对照中仅为30%。通过补糖可以提高生物量,提高对谷氨酸的利用率,从而提高聚γ-谷氨酸发酵水平。

玉米秸秆水解液综合利用生产γ-聚谷氨酸

以玉米秸秆预处理以及酶水解得到的还原糖作为碳源发酵产γ-聚谷氨酸(γ-PGA),分别探究了葡萄糖、木糖、L-谷氨酸钠一水合物和金属离子对B.subtilisCGMCC1250生长以及γ-PGA生产的影响,在摇瓶中优化培养基组分,并进行发酵罐放大操作。结果表明:玉米秸秆经过稀碱预处理以及复合酶水解后,得到的混合糖质量浓度为(76.3±5.7)g/L,其主要成分是葡萄糖和木糖,两者比例为2.19∶1;在配制发酵培养基时添加40g/L的L-谷氨酸钠一水合物,及ZnSO_4·7H_2O0.29g/L、MnSO_4·7H_2O0.05g/L、FeCl_3·6H_2O0.11g/L,摇瓶发酵可得到产量为(20.5±2.70)g/L的γ-PGA;在3L发酵罐实验中采用补料分批发酵的方式生产可以提高产物产量,得到产量为25.6g/L的γ-PGA。