海洋源乳酸菌细菌素及其在海产品中的应用研究进展

海鲜在加工和储存过程中因酶、微生物和化学反应等因素极易发生腐烂变质。海洋源乳酸菌细菌素是由海洋乳酸菌核糖体合成的一种天然抗菌肽,能有效抑制多种食源性病原菌,将其用于海产品保鲜中可以减少化学防腐剂的添加以及物理处理的强度,有效延长食品的保质期。该文综述海洋源乳酸菌细菌素来源、海产品中影响乳酸菌细菌素抗菌效果的因素及其在海产品中的应用研究进展,为海产品保鲜中乳酸菌细菌素的选择和应用提供参考。

产蛋白酶海洋细菌Bacillus sp.4sp5分离鉴定及降解南极磷虾原肌球蛋白的研究

目的从海洋样品中筛选产蛋白酶海洋细菌及可以降解南极磷虾原肌球蛋白(tropomyosin,TM)的蛋白酶。方法采用透明圈法筛选产蛋白酶菌株,并根据聚丙烯酰胺凝胶电泳(polyacrylamide gel electrophoresis,PAGE)和酶联免疫吸附测定法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)确定降解效果最佳菌株,对其产的蛋白酶的酶学特性及降解原肌球蛋白条件进行研究。结果最佳为菌株4sp5,经16SrDNA鉴定为Bacillus sp.。蛋白酶的最适作用温度和pH分别为60℃和9。Na^(+)和K^(+)对蛋白酶活有促进作用,其对有机溶剂敏感,表面活性剂对其影响较小。3种抑制剂均可抑制酶的活性。当加酶量为24U/mL时,7.0h能够有效地降解南极磷虾原肌球蛋白,经ELISA试剂盒测定,其致敏性消除率达98.63%。结论菌株4sp5及其产生的蛋白酶在南极磷虾原肌球蛋白脱敏作用中具有应用前景。

海洋头足类动物资源综合利用研究进展

海洋头足类动物的生产加工过程中会产生大量的下脚料。随着国内外加工产业的快速发展,对海洋头足类动物加工过程中产生的皮、内脏、眼、精巢、软骨等下脚料进行有效的回收利用,将会产生良好的经济和环保效益。鱿鱼、乌贼和章鱼等海洋头足类动物产品加工的下脚料中含有丰富的蛋白质、牛磺酸、多糖、多肽和胶原蛋白等天然物质,近年来,对该类动物下脚料加工利用的研究取得了一定进展。针对鱿鱼、乌贼和章鱼的下脚料在药品、保健品、化妆品和功能性材料等领域的应用研究进行了总结,并就其未来研究的方向进行了探讨。

2016—2020年江苏省海水养殖贝类生产情况及碳汇评估

以江苏省海水贝类主要养殖品种牡蛎、蚶、贻贝、蛤和蛏等为例,分析了2016—2020年江苏省主要海水经济贝类养殖总产量,分别为牡蛎2.17733×10^(5) t、蚶1.48012×10^(5) t、贻贝2.24313×10^(5) t、蛤1.870991×10^(6) t、蛏2.88709×10^(5) t,估算了5年来江苏省主要养殖贝类的CO_(2)吸收固定量。其中,江苏省2020年主要养殖贝类的年产量对大气减排CO_(2)的经济价值相当于1.84~7.37亿元人民币,养殖贝类实现的碳汇作用相当于1183.03 hm^(2)森林。此外,论述了贝类养殖碳汇的重要意义,分析了江苏省海水贝类养殖产业面临的主要问题并提出针对性建议,以期推动江苏省海水贝类养殖可持续发展。

微生物来源的α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶的研究进展

α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶(Alpha-L-arabinofuranosidase,α-L-AFase)属于糖苷水解酶类,主要功能是水解阿拉伯木聚糖中的阿拉伯糖取代基,并与其他水解酶协同促进半纤维素的降解,从而改善半纤维素的生物转化率。本文综述了近年来微生物来源α-L-AFase的酶学特性、性质改良、结构、催化机制和协同作用效应等方面的研究进展,发现不同微生物来源的α-L-AFase的理化性质、分子结构和催化机制均存在着多样性,重组表达的方法能有效改善α-L-AFase的活性和稳定性,且α-L-AFase与其他半纤维素水解酶的协同催化作用使底物的转化效率显著提高。α-L-AFase广泛应用于改善面团发酵质地、果汁澄清、酿酒工艺优化、制备高消化率饲料以及功能性保健产品研制等多个领域。本文为后续α-L-AFase的基础研究、开发和利用提供一定的参考。

环境条件对解淀粉芽孢杆菌X8生物膜形成的影响

获得一种解淀粉芽孢杆菌X8(Bacillus amylobacillus X8),其是一种抑制杀鲑气单胞菌D5-7(Aeromonas salmonicide D5-7)生长的拮抗菌,该菌在生长过程中菌液表面会形成一层细菌生物膜。为了探讨环境条件对B.amylobacillus X8生物膜形成的影响情况,通过打孔抑菌圈法探讨培养过夜的B.amylobacillus X8菌液在不同静置时间、静置温度、pH和金属离子存在下,对其生物膜形成的影响情况。结果表明,B.amylobacillus X8生物膜形成的最佳条件为:用pH=8的专用培养基过夜培养,然后在30℃下静置48 h,此时膜产量最高,且此条件下生物膜的抑菌活性最强;同时添加5 g/L K+时有助于膜的形成。该研究结果可为进一步研究B.amylobacillus X8拮抗菌生物膜的形成机制及抗菌机理奠定基础。

海洋右旋糖酐酶分子改造及其催化性质研究

通过分子改造可以实现GH49家族右旋糖酐酶的酶学性质改变。采用酶蛋白序列N端和C端截短方式改造海洋氧化节杆菌Arthrobacter oxydans KQ11右旋糖酐酶,构建截短突变体。对突变酶的研究结果表明,N端截短突变酶F1,F2和F3最适pH由5.5变为7.5;C端截短突变酶R1和R2最适pH与野生型相同。突变酶F1,F2,F3,R1和R2的最适温度均为55℃,比突变前提高了5℃。HPLC结果显示,R1的水解产物主要有G6,G5和G3,与野生型明显不同;F1,F2和F3的水解产物小分子量占比明显高于野生型。末端截短可以改变右旋糖酐酶的酶学性质和酶解产物,为酶的应用提供了多种选择。实验结果为GH49家族酶分子改造提供了实验依据。

海洋多糖复合水凝胶的制备及性能研究

以海藻酸钠、壳聚糖、生物活性玻璃为主要原料制备海洋多糖复合水凝胶,分别以成胶时间、含水量、溶胀率、力学性能为指标进行性能测试,并利用扫描电镜分析复合水凝胶的微观表面形貌。实验结果表明,当海藻酸钠与壳聚糖体积比为17∶3时,复合水凝胶成胶时间最短,约为60 s。生物活性玻璃的添加对复合水凝胶成胶时间影响不大,但有助于使其网状结构更加紧密、分散性更加均匀,其力学性能远高于未添加生物活性玻璃的复合水凝胶。同时,复合水凝胶的含水量、溶胀率随海藻酸钠与壳聚糖体积比的减小而减小,随生物活性玻璃添加量的增加而降低。据此筛选出复合水凝胶制备最适条件为:海藻酸钠与壳聚糖体积比为17∶3,生物活性玻璃质量浓度为0.5 g/mL。将南极磷虾抗菌肽负载于海洋多糖复合水凝胶上,并探究其对金黄色葡萄球菌和变异链球菌的抑制作用,得到了具有良好抑制细菌活性的海洋多糖/抗菌肽复合抗菌水凝胶产物。

海洋细菌Catenovulum sp.DP03两个右旋糖酐酶差异分析

右旋糖酐酶是一类能够专一性水解右旋糖酐α-(1,6)糖苷键的糖苷水解酶,在食品工业以及龋齿的防治方面都有着重要的应用,其主要来源于微生物。提取海洋细菌Catenovulum sp.DP03的基因组并测序,从中挖掘编码右旋糖酐酶的基因,在大肠杆菌中进行异源表达,并对重组右旋糖酐酶性质进行比较分析。海洋细菌Catenovulum sp.DP03中含有两个编码右旋糖酐酶的基因GL002870与GL002872,其大小分别为2511 bp和2805 bp;编码的蛋白质Cadex2870与Cadex2872的3D结构与AoDex的结构相似,AoDex的催化区域Q418-D440分别对应Cadex2870的Q431-D453以及Cadex2872的Q425-D447。Cadex2870与Cadex2872的比酶活分别16.2 U/mg和4 U/mg,最适催化温度分别为45℃与30℃,最适催化pH分别为7和8;Cadex2870水解右旋糖酐的产物为异麦芽七糖、异麦芽五糖、异麦芽四糖以及少量异麦芽糖;Cadex2872水解右旋糖酐的产物为异麦芽七糖、异麦芽五糖以及异麦芽四糖。证实海洋细菌Catenovulum sp.DP03中含有两个编码右旋糖酐酶的基因,这两个右旋糖酐酶的蛋白质结构以及酶学性质均有差异。

含5-巯基-1,3,4-噻二唑磺胺衍生物的合成

1,3,4-噻二唑核是最重要的杂环核之一,是许多天然产物和药物的共同特征。以1,3,4-噻二唑为起始原料,经卤代、酰化及水解反应合成了7种未见报道的新型5-巯基-1,3,4-噻二唑磺胺衍生物,利用红外光谱、核磁共振氢谱和高分辨质谱表征了化合物的结构;新合成化合物在丰富该类化合物的同时,也为1,3,4-噻二唑衍生物的合成提供了参考。

异育银鲫血清蛋白质图谱的构建及生物信息学分析

异育银鲫是国内淡水养殖的优良品种之一,近年来,其病害问题日趋严重,极大影响了养殖效益。鱼类在感染病害后,可引起血清中某些蛋白质的表达水平发生变化,因此通过筛选某些特异蛋白质,将其作为生物标记物,有助于鱼类病害的识别及防治。利用蓝绿温和胶电泳结合色谱-质谱联用技术对异育银鲫血清蛋白质进行分离和鉴定,共鉴定成功721个血清蛋白质。生物信息学分析表明,这些蛋白质主要参与补体和凝血级联、代谢途径以及细菌感染途径等。本试验鉴定出多种非特异性免疫相关蛋白质,其中包含C3蛋白和α2-巨球蛋白,基于强度的绝对蛋白质定量分析表明,不同种类的补体C3蛋白和α2-巨球蛋白具有不同的表达量。部分潜在的血清标记物如血清转铁蛋白、肌酸激酶、α2-烯醇化酶以及补体因子Hf等在血清中均被成功鉴定。本试验结果可为异育银鲫血清蛋白质功能研究、蛋白质相互作用以及血清标记物筛选提供新的研究手段和方法,对于鱼类的疾病预防工作具有重要意义。

深海囊螂蛤铁蛋白的环境选择压力分析

深海环境常有高压、极端温度、富含重金属、黑暗、寡营养等特点。生活在该种特殊环境中的生物可能演绎出不同机制适应此生境。囊螂科贝类是深海冷泉/热液区的优势物种,拟通过对来自冷泉/热液区囊螂科贝类铁蛋白进行环境选择压力分析,以期解析其适应深海特殊生境(高铁环境、高静水压)的机制。通过本地比对的方式获得了囊螂蛤和其近缘种铁蛋白的核苷酸和氨基酸序列,其均有ferritin保守功能域和相应的保守位点。其中,囊螂蛤铁蛋白Cmfer-2、Cmagfer-3、Pofer-3属于M型铁蛋白,其他归属为H型铁蛋白。Cmagfer-4和Pofer-4可初步判断为分泌型铁蛋白,而其他囊螂蛤铁蛋白与胞质型铁蛋白聚为一支。为了探索环境因素对深海贝类铁蛋白的影响,运用PAML软件对深浅海铁蛋白进行了选择压力分析。结果显示总共鉴定到8个正选择位点,其后验概率大于95%。其中,在含有嗜压氨基酸的对应组中,约50%浅海位点置换为嗜压的氨基酸,进一步证明了17A、55R、171S氨基酸置换是铁蛋白适应深海压力变化的一种策略。更进一步研究发现69K→I/T/M和171E/K→S由带电荷的极性氨基酸置换为不带电荷的氨基酸,并且大部分受到选择的位点位于蛋白的N端和C端,深海囊螂蛤铁蛋白可能通过特定氨基酸极性的转变和分布区域的改变来适应深海特殊环境。本文通过深浅海贝类铁蛋白的分析来为深海生物对极端环境的适应研究提供一些信息和见解。

虾蟹混养池塘中微生物群落结构及抗性基因

为比较不同种类三疣梭子蟹与脊尾白虾混养池塘中环境微生物的种类、丰度及群落结构差异,综合水质监测、宏基因组测序等方法对不同类型养殖池塘的理化参数、微生物多样性以及抗性基因进行比较分析。结果表明,在整个养殖周期中,环境微生物在门水平上均以变形菌门为主,其相对丰度最高。此外,微生物多样性和功能基因比较分析显示,不同种类三疣梭子蟹混养池塘中微生物种群相对丰度存在差异,且对应的优势功能基因也存在差异,总体上以参与新陈代谢功能为主。环境抗性基因时空比较分析结果显示,养殖水环境中抗性基因在养殖早期阶段主要为磷酸乙醇胺转移酶MCR,中后期为β型-内酰胺酶,在养殖全周期底泥环境中,内氟喹诺酮类和四环素为相对丰度最高的抗性基因。对虾蟹混养池塘环境微生物的多样性、结构组成等进行研究,可为三疣梭子蟹优质种苗的选择、人工养殖管理技术等提供理论依据,推动水产养殖可持续性发展。研究养殖水体中ARGs的分布、丰度和变化对水质评价和污染控制具有重要意义。

海参多肽生物活性研究进展

海参是重要的海洋水产资源,富含蛋白质、多糖、皂苷等多种活性成分,具有很高的营养价值和药用价值。海参多肽是以海参为原料,经由蛋白酶酶解、分离纯化而制得。许多研究表明,海参多肽具有抗氧化、降血压、降血糖、提高免疫力、抗疲劳、抗肿瘤、提高记忆力等多种生物活性。本文综述近年来国内外海参多肽生物活性的最新研究成果,旨在为其在食品、医药、保健品、化妆品等领域的开发利用提供参考。

泥鳅抗菌肽制备及其抑制致鳗弧菌作用

为提升泥鳅开发利用价值,开发新的抗菌活性成分,利用胰蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶对泥鳅肉糜进行酶解,通过分离和超滤提取泥鳅酶解产物。结果表明,木瓜蛋白酶的酶解产物M1(<5 kDa组分)对常见致病菌嗜水气单胞菌、副溶血性弧菌、哈维氏弧菌、鳗弧菌、温和水气单胞菌等具有抗菌作用。抗菌物质的分子量小于5 kDa,其抑制鳗弧菌的IC50值为15.76 mg/mL,可抑制鳗弧菌生物膜的形成。推测其通过破坏鳗弧菌的细胞膜发挥其抗菌作用。

岩藻多糖降解酶的研究进展

岩藻多糖降解酶是一类能够将大分子岩藻多糖水解为具有一定生物活性的低分子质量岩藻聚糖或其他产物的糖苷水解酶。岩藻多糖降解酶在活性岩藻低聚糖制备、生物制药和疾病诊断等领域具有重要的应用价值。本文从岩藻多糖降解酶的来源、性质、作用方式、结构和应用等方面进行综述,发现岩藻多糖降解酶主要来源于海洋微生物及海洋无脊椎动物,且不同物种来源的岩藻多糖降解酶在酶学性质、底物特异性、分子结构与催化机制等方面均存在较大差异。不同类型的岩藻多糖降解酶负责催化复杂岩藻多糖的不同位点,生成具有抗氧化、抗肿瘤、抗血栓等多种特殊活性的岩藻低聚糖产物,因此,利用岩藻多糖降解酶进行功能性药品和食品的制备逐渐成为多糖资源应用领域的研究热点。本文可为后续岩藻多糖降解酶的研究提供理论支持,同时也可为有效开发特殊生物学功效的岩藻低聚糖提供参考。

夹心海苔副产物高值化制备冲调粉

该研究以夹心海苔碎料副产物粉为主料,藕粉、大米粉、燕麦粉、炒米粉为辅料,开发夹心海苔副产物冲调粉产品。结果表明,夹心海苔副产物冲调粉的最优配方为夹心海苔副产物粉52.5 g、藕粉添加量20 g、大米粉添加量10 g、燕麦粉添加量10 g、炒米粉添加量7.5 g。该冲调粉的适宜冲调参数为冲调水温100℃、料液比1∶10(g/mL)(冲调粉/水)。利用最优配方制备的冲调粉感官品质高,色泽均匀,冲调后清香味纯正、甜淡适中、口感细腻、流动性好。与市售黄豆冲调粉和黑豆冲调粉相比,该冲调粉在水中的分散性更优,冲调后的稳定性更高,冲调后能够耐受更高的离心力作用而不分层、沉淀。

耐盐反硝化细菌的筛选鉴定及生长促进剂对其反硝化性能的影响研究

生物脱氮是高效、低成本的废水处理方式,生长促进剂可以调控微生物的代谢。从海州湾的海泥样品中分离得到1株耐盐反硝化细菌LY,研究了其反硝化性能,并比较了4种生长促进剂赤霉素、复硝酚钠、萘乙酸、胺鲜脂等对菌株LY反硝化性能的影响。结果表明,根据形态特征、生理生化性质及16S rDNA基因序列,鉴定该菌为解淀粉盐水球菌(Salinicoccus amylolyticus);在反硝化培养基中菌株LY表现出良好的反硝化性能,72 h脱氮率为80.83%;萘乙酸、胺鲜脂对菌株LY的生长具有促进作用,赤霉素、复硝酚钠对菌株LY的生长略微抑制;萘乙酸能够显著提高菌株LY的脱氮效率,脱氮率提高了57.8%,添加0.01 mg·L^(-1)萘乙酸后,菌株LY可以在24 h内将硝酸盐完全转化;添加1 mg·L^(-1)萘乙酸后,菌株LY对废水COD的去除效率显著提高。表明,菌株LY和生长促进剂萘乙酸在高盐高氮废水处理中具有潜在应用前景。

国外养殖尾水排放要求对中国水产养殖业绿色发展的启示

本文通过总结国外一些发达国家和地区及国际组织(全球水产联盟、欧盟和世界银行)有关水产养殖尾水排放要求的概况,梳理了当前中国水产养殖尾水排放标准状况,并将国内外养殖尾水排放要求进行了对比分析。结果表明:在侧重点方面,国外更侧重从源头减少污染物排放,注重过程管理如BMP管理(best management practices,最佳管理实践)、许可证制度,尽可能从源头减少污染物排放;在污染控制模式方面,国外多采取浓度控制和总量控制相结合的控制模式,中国多采取浓度控制模式;在污染控制项目方面,除中国主要控制的5项污染物项目(悬浮物、pH、化学需氧量、氮和磷营养盐)外,溶解氧、大肠杆菌和油脂类物质等污染物项目在国外也普遍关注较多;在污染物排放浓度限值方面,国内外也存在一定程度差别,其中,中国水产养殖尾水一级排放标准略高于国外大部分国家的标准,二级排放标准则低于国外标准。在分析对比基础上,从强化源头控制、做好过程监管、创新末端治理等方面,对中国养殖尾水排放标准的制订提出了建议,以期为中国各地水产养殖尾水排放治理和促进水产养殖业绿色发展提供借鉴。

藻类净水除杂系统对微塑料及氮、磷去除效果的影响

微塑料污染和养殖尾水超标排放已成为全球重要问题。在同一系统中,同时研究丝状藻对氮、磷的去除效果和对微塑料的拦截效果尚未见报道。为解决这一问题,本研究构建了一种藻类净水除杂系统,并研究其拦截微塑料和去除水体氮、磷的能力。研究使用水绵(Spirogyra)、浒苔(Enteromorpha)和刚毛藻(Cladophora)3种丝状藻在净水除杂系统中进行微塑料拦截实验,结果显示,实验时间为10 d时,3种丝状藻对纤维状微塑料拦截效果最佳(水绵88.50%,浒苔79.50%,刚毛藻75.50%),对颗粒状微塑料拦截效果最差(水绵67.50%,浒苔53.00%,刚毛藻55.00%)。与其他2种藻类相比,水绵对微塑料具有更好的拦截效果,因此,使用水绵进行水体氮、磷去除实验。将单位面积的藻量分为0、2、4和6 g/dm^(2),在15 d的实验中,水绵对总氮的去除率最高为91.88%(4 g/dm^(2)),对总磷的去除率最高为90.33%(6 g/dm^(2)),对PO43--P去除率最高为90.38%(6 g/dm^(2))。4g/dm^(2)与6 g/dm^(2)组的结果无显著差异(P>0.05)。研究表明,净水除杂系统可有效去除水体中纤维状微塑料和吸收水体氮、磷,且4 g/dm^(2)的藻量是本净水除杂系统去除氮、磷最适宜的藻量。