宏基因组学技术分析传统食醋发酵过程微生物多样性

传统食醋具有悠久的历史,生产工艺独特,酿造过程中复杂的微生物群落及其代谢产物赋予了传统食醋独特的风味。采用宏基因组学技术对天津独流老醋醋酸发酵过程中细菌群落组成及其多样性进行分析。结果表明:在醋酸发酵前期细菌具有较高的多样性,主成分分析表明与醋酸发酵过程相关的细菌为乳杆菌属(Lactobacillus)、醋杆菌属(Acetobacter)和念珠藻属(Nostoc)。随着醋酸发酵的进行,醋酸菌的含量呈增加趋势,乳酸菌的丰度降低,在整个醋酸发酵过程中乳酸菌的丰度远远高于其他细菌,说明乳酸菌可能对食醋的风味形成具有重要作用。

中国传统发酵调味食品微生物功能分析与菌种选育技术

我国酱油、食醋、腐乳、豆瓣酱、泡菜等传统发酵调味食品具有悠久的酿造历史和独特的酿造工艺,多采用开放式的发酵方式,以谷物、豆类等为原料,在多种微生物的作用下完成原料中淀粉、蛋白、纤维素等大分子物质的降解、转化等过程,产生了丰富的有机酸、氨基酸、多糖、醇、酯等代谢产物,赋予传统发酵调味食品独特的风味品质。主要对传统发酵调味食品中主要微生物的种类和功能进行分析,并列举了优良菌种选育的技术和方向。

生物化工专业“微生物学实验”的教学设计与实践

生物化工专业是生物技术与化学工程的交叉学科,微生物学实验是生物化工专业的核心课程。本文从实验内容、教学方法和成绩评价三个方面初步探索了生物化工专业"微生物学实验"的教学设计与实践,为生物化工专业学生的工作奠定基础。

永春老醋耐酸微生物分离纯化及葡萄醋发酵应用

该研究对永春老醋发酵过程样品中主要微生物进行了分离纯化,从中筛选出3株具有较高耐酸性菌株YCA-6、YCL-5和YCL-6,经16S r DNA序列分析发现分别属于巴氏醋杆菌(Acetobacter pastemianu)、瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)。利用乳酸菌和醋酸菌混合微生物菌株进行葡萄醋的静置液态发酵,利用Box-Behnken试验对其添加比例进行了优化,并对其有机酸组成进行了分析。结果表明,菌株YCA-6、YCL-5和YCL-6接种量分别为3.0%、5.0%和5.0%的条件下混合进行葡萄醋静置发酵获得的葡萄醋总酸(以醋酸计)约为6.5 g/100 m L。

转化左旋乙基甾烯双酮的微生物筛选及转化产物研究

为了满足甾体药物日益增长的市场需求,从南方采集的新鲜树皮中筛选出具有转化新型甾体化合物左旋乙基甾烯双酮活力的微生物米根霉.利用该菌对左旋乙基甾烯双酮进行生物催化,转化产物经纯化、重结晶后,通过单晶衍射鉴定为6,β–羟基–13,β–乙基–4–烯–3,17–二酮和10,β–羟基–13,β–乙基–4–烯–3,17–二酮.通过高效液相色谱对转化过程中的甾体化合物进行分析,发现转化24,h后,底物左旋乙基甾烯双酮、6,β–羟基化产物和10,β–羟基化产物的含量分别为28.4%、32.2%和35.7%.

依托省部级重点实验室的研究生培养思路探索

结合省部级重点实验室多年来在培养研究生过程中的实践与体会,从日常管理、技能培训、内部制度建设等方面阐述分析了省部级重点实验室在创新研究生培养思路中的探索尝试。

大肠杆菌L-组氨酸生物合成途径的改造及其对工程菌L-组氨酸产量的影响

改造大肠杆菌L–组氨酸生物合成途径,以提高L–组氨酸的产量.用NTG诱变大肠杆菌M-17(SGr),依次赋予其2–噻唑丙氨酸(2-TA)和组氨酸氧肟酸盐(HisHx)遗传标记,再以突变株M-18(SGr+2-TAr+HisHxr)基因组为模板,扩增组氨酸操纵子基因,构建出重组质粒pUC118-his-operon,将重组质粒导入突变株M-18(SGr+2-TAr+HisHxr)得到工程菌E.coli M-19(SGr+2-TAr+HisHxr/pUC118-his-operon).根据zwf和prs基因序列分别合成引物进行PCR扩增,PCR产物与载体pSTV28连接,构建重组质粒pSTV28-zwf、pSTV28-prs和pSTV28-zwf-prs,将重组质粒分别转化至工程菌E.coli M-19,摇瓶发酵测定重组工程菌L–组氨酸的产量.摇瓶发酵结果显示,L–组氨酸产量与对照株相比,工程菌E.coli M-19提高了4.5倍,双质粒系统重组工程菌E.coli MZH-19、E.coli MPH-19和E.coli MZPH-19分别提高了5.14、5.78、8.43倍.

羟基喜树碱10,20位双取代衍生物的合成及活性评价

根据喜树碱类药物的构效关系和前药设计理念,设计和合成了一系列新的10,20位双氨基甲酸酯取代的羟基喜树碱衍生物,且均为新化合物.体外细胞活性测试结果表明:这些化合物的细胞毒作用比喜树碱明显降低,可作为前药先导物进行更深入研究.

一类苄基咔唑衍生物的合成及其芳香化酶抑制活性

许多含咔唑结构的天然产物和药物分子具有广泛的生物和药理活性.在前期研究中发现苄基咔唑类化合物具有芳香化酶抑制活性的基础上,合成10个苄基咔唑衍生物(其中,前7个化合物是未被文献报道过的化合物),采用1H NMR确证它们的结构,在体外酶水平上测定它们对芳香化酶的抑制活性,并总结取代基对其活性影响的构效关系.该研究可为进一步寻找更高活性苄基咔唑类芳香化酶抑制剂提供基础数据和思路.

黄酒酒曲中产生物胺细菌的分离鉴定

为探明黄酒酒曲中产生物胺细菌的菌相,深入研究黄酒中的生物胺形成机制,分别以4种黄酒酒曲(麦曲M、麦曲L、小曲Q、红曲H)为研究对象,采用脱羧酶培养基对产生物胺细菌进行初筛,高效液相色谱法复筛,并通过16S rDNA基因序列分析,对分离得到的产生物胺细菌进行鉴定。共筛选出42株产生物胺细菌,包括肠杆菌属(Enterobacter sp.)17株,乳杆菌属(Lactobacillus sp.)6株,克雷伯氏菌属(Klebsiella sp.)5株,沙门氏菌属(Salmonella sp.)4株,肠球菌属(Enterococcus sp.)3株,克罗诺菌属(Cronobacter sp.)3株,埃希菌属(Escherichia sp.)菌株2株,柠檬酸杆菌属(Citrobacter sp.)1株,葡萄球菌属(Staphylococcus sp.)1株。分离的产生物胺细菌中多数可同时产生多种生物胺,其中产腐胺、尸胺、组胺的菌最多,但未分离到色胺和亚精胺产生菌。

双酶梭菌TK6的筛选及益生物质对其代谢活力的影响

本实验采用倾注法从健康成年人的粪便中筛选双酶梭菌(Clostridium bifermentans)TK6,该菌有益于反刍动物,其发酵产物有消化酶、短链脂肪酸以及α–酮异己酸(KIC)等益生物质.分别利用7种低聚糖(低聚葡萄糖、低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖、低聚异麦芽糖、棉籽糖以及水苏糖)为唯一碳源进行TK6的对比发酵,测定其不同发酵液中短链脂肪酸、异丁酸、α–酮异己酸、消化酶等益生物质的含量.实验结果表明:不同低聚糖作为唯一碳源对TK6的生长促进程度不同,并对其产生的水解酶、短链脂肪酸等物质有不同的影响.菌株TK6利用低聚异麦芽糖为唯一碳源时,其活菌数最大,为(7.97±0.16)×10~8,m L^(–1);并且其产乙酸、丁酸的促进作用最大,分别为(65.70±0.37)mmol/L和(53.51±0.52)mmol/L;产纤维素酶活力最高,达到(1,994.84±254.52)U/m L.菌株利用低聚木聚糖为唯一碳源时,其发酵液产木聚糖酶的酶活力最高,为(135.86±1.82)U/m L;利用低聚果糖为唯一碳源时,其发酵液蛋白酶活力最高,为(10.12±4.34)U/m L.当添加150,mmol/L的L–亮氨酸,37,℃孵化4,h时,KIC产量最高为(8.18±0.06)mg/L.

以豆粕为原料固态发酵产纳豆激酶工艺的优化

以食品级豆粕为唯一培养基成分,通过纳豆芽孢杆菌固态发酵产纳豆激酶的培养基的优化实验,确定优化条件为:接种量5%,装量为40,g于250,mL锥形瓶,培养基含水量60%,浸泡水pH,7.5,发酵温度37,℃.在培养24,h后达到产酶高峰,产酶活力达到1,662,FU/g.比较了在相同的发酵条件下,以食品级豆粕为培养基比大豆为培养基获得的酶活力和活菌数,都高出50%左右.

传统食醋中潜在污染微生物的分离鉴定

我国传统食醋常采用开放式发酵工艺生产,参与的微生物复杂多样,生产过程控制不当易导致产品微生物污染。本论文比较分析了正常食醋(NV)和胀气食醋(ANV)样品的理化指标与活菌数等差异,并分析了ANV中主要气体成分,分离鉴定了食醋中潜在的污染微生物。结果表明,ANV中活菌数超标,还原糖和总糖含量降低,乳酸含量升高。ANV样品顶空部分二氧化碳浓度超过0.005,导致胀气的主要成分是二氧化碳。从ANV食醋样品中分离到30株细菌,其中16株具有耐热、产气及耐防腐剂等特性,是导致食醋污染的潜在微生物。16S r DNA测序分析表明16株菌分别属于Bacillus,Pseudomonas,Stenotrophomonas,Serratia,Clostridium,Aneurinibacillus,Brevibacillus,Sphinqobacterium,Delftia等8个属。其中菌株PMB-9和PMB-16发酵液中产生白色絮状物,发酵液变粘稠,是导致食醋粘稠的潜在污染微生物,菌株PMB-3、PMB-4、PMB-7、PMB-8和PMB-14能够在食醋中生长并产生气体,是导致食醋胀气的潜在污染微生物。

巴氏醋杆菌TCA循环代谢对醋酸发酵的影响

巴氏醋杆菌是醋酸发酵常用微生物,通过添加醋酸、三羧酸(tricarboxylic acid,TCA)循环抑制剂和中间产物干扰TCA循环能量代谢,研究其对菌体生长和醋酸发酵的影响。研究结果发现,添加质量分数1%的醋酸,胞内TCA代谢关键酶的表达量出现上调,胞内ATP含量增加了125%,表明能够强化TCA循环能量代谢,促进菌体生长。添加TCA循环抑制剂抑制TCA循环能量代谢,巴氏醋杆菌菌体生长和产酸受到显著抑制,菌体生物量分别降低了90%和87%,产酸量分别降低了90%和94%。添加0.05%草酰乙酸、琥珀酸、苹果酸等TCA中间产物,巴氏醋杆菌胞内ATP含量分别提高了202%、185%和165%,表明添加草酰乙酸等中间物质能够显著提高TCA循环偶联呼吸链产能,发酵72 h时,菌体生物量分别提高了92%、106%和104%,菌体产酸量分别提高了30%、33%和31%。实验结果表明,TCA循环能量代谢对巴氏醋杆菌菌体生长和产酸产生显著影响,TCA能量代谢的强化对醋酸发酵产生正向作用。

以全燕麦为基质的干酪乳杆菌Zhang固态发酵研究

以燕麦全粉为唯一基质进行干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)Zhang固态发酵,以期获得一种具有益生元功效的谷物发酵食品.为了提高干酪乳杆菌的活菌数,对燕麦固态培养基进行了优化,选择含水量、接种量、发酵时间和培养基初始p H进行单因素实验,通过正交实验进一步优化得到最佳发酵条件.结果表明:含水量55%、接种量9%、培养基初始p H 6、37,℃静置培养36,h为最佳条件,此时干酪乳杆菌活菌数为6.32×109,,g-1,滴定酸度为9.93,m L,乳酸含量为0.45,g/100,g.对燕麦发酵前后的营养成分进行分析可知,发酵后β–葡聚糖含量为1.61,g/100,g,和发酵前相比几乎没有降低,α–氨基氮的含量增加了0.06,g/100,g,相对分子质量小于6,000的多肽增加了10.62%.

GAP1基因缺失对上面发酵酵母高级醇代谢能力的影响

以亲本上面发酵酵母工业菌株S17为对照,研究了GAP1一个等位基因敲除重组菌株S17G和GAP1两个等位基因敲除重组菌株S17G2的发酵性能.实验结果表明:与亲本菌株相比,重组菌株S17G的总高级醇生成量降低17.47%,α氨基氮利用能力降低13.67%,麦芽糖利用能力降低31.08%;重组菌株S17G2的总高级醇生成量得到进一步降低,达到210.58 mg/L,较亲本菌株降低了21.98%,α氨基氮利用能力降低了18.47%,麦芽糖利用能力降低了35.14%.重组菌株S17G、S17G2的其他发酵性能与亲本菌株S17相比没有发生显著的变化.

过表达hom基因对谷氨酸棒杆菌发酵L-异亮氨酸的影响

谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)中hom基因编码的高丝氨酸脱水酶为L-异亮氨酸合成过程的关键酶,本研究通过在L-异亮氨酸生产菌C.glutamicum YILW中过表达高丝氨酸脱水酶,考察过表达高丝氨酸脱水酶对发酵L-异亮氨酸产量的影响.以L-异亮氨酸生产菌C.glutamicum YILW基因组为模板克隆hom基因,将hom基因与表达载体pXMJ19连接构建出重组质粒pXMJ19-hom,再转入C.glutamicum YILW构建C.glutamicumYILW(pXMJ19-hom).通过5,L罐发酵研究重组质粒对工程菌的生长、耗糖、L-异亮氨酸产量及副产物积累等方面的影响.结果显示,重组酶的表达使菌株对L-苏氨酸的抗反馈抑制作用得到加强.最终L-异亮氨酸和L-蛋氨酸积累量分别为36.5,g/L和2.8,g/L,分别较出发菌株提高7%和33%,同时L-赖氨酸合成量仅为2.1,g/L,较出发菌株降低了63.8%.

响应面法设计优化阿维菌素化学合成发酵培养基

目的设计优化一种化学合成发酵培养基,为阿维菌素产生菌生理生化研究提供基础。方法在单因素实验的基础上运用响应面分析的方法,对9种因素进行Plackett-Burman设计筛选得到3个显著因子,并对其进行最陡爬坡试验和Box-Behnken试验,利用Design-Expert V8.06分析软件进行回归分析得到最优组合。结果优化后化学合成培养基的组成为:葡萄糖12g/L,麦芽糖18g/L,苏氨酸1.98g/L,50%乳酸钠0.5mL/L,K_2HPO_4·3H_2O 0.3g/L,MgSO_4·7H_2O 0.5g/L,NaCl 0.5g/L,FeSO_4·7H_2O0.01g/L,MnSO_4·H_2O 0.015g/L,MOPS 5g/L。结论经验证,该培养基的产素能力比目前的清亮培养基提高了397.4%,并具有透明清亮且产素稳定等特点,为以后阿维链霉菌的理论和生产研究奠定了基础。

以食品级原料进行植物乳杆菌发酵及其抗真菌活性的研究

用食品级的大豆蛋白培养基代替MRS培养基进行植物乳杆菌发酵,并对其抗真菌活性进行研究,以期获得安全性较高的食品防腐剂.实验结果表明,植物乳杆菌IMAU10014发酵大豆蛋白培养基后的上清液对娄地青霉具有较高的抑菌活性.为了进一步提高植物乳杆菌IMAU10014发酵液抗真菌活性,对不同碳源、氮源、pH和温度进行单因素研究,并通过L9(34)正交实验优化得到最佳培养基组合及培养条件:葡萄糖20,g/L、大豆蛋白5,g/L、pH 6.5、温度37,℃植物乳杆菌IMAU10014发酵48,h时抑菌效果最佳.对抑菌物质的理化性质分析结果表明:植物乳杆菌IMAU10014发酵浓缩上清液的抑菌活性对温度的变化不敏感;抑菌活性随着pH的升高而降低,经过蛋白酶K和胰蛋白酶处理后抑菌活性有所降低.

氨基酸对出芽短梗霉发酵生产聚苹果酸的影响

本文研究了添加氨基酸对出芽短梗霉A.pullulans CGMCC3337发酵生产聚苹果酸(PMLA)的影响。通过单因素实验和正交实验分别对氨基酸种类及其添加量进行优化。由单因素实验可知:天冬氨酸(Asp)、亮氨酸(Leu)、缬氨酸(Val)和苏氨酸(Thr)对菌体生长和PMLA合成最有利。由正交实验可知:氨基酸的最优组合为(g/L):天冬氨酸(Asp)0.4、亮氨酸(Leu)0.4、缬氨酸(Val)0.4、苏氨酸(Thr)0.4。在最优组合条件下获得的PMLA产量和分子量分别达到了57.89 g/L和8879 u,比未添加氨基酸获得的PMLA产量和分子量分别提高了40.92%和45.20%。