聚-ε-赖氨酸的微生物合成与降解

聚-ε-赖氨酸是一种由L-赖氨酸残基通过α-羧基和ε-氨基形成的、由酰胺键连接而成的同型单体聚合物,是一种具有广阔商业前景的天然食品防腐剂,同时在医药、环境等方面也具有应用潜力。综述了近年来聚-ε-赖氨酸微生物合成与降解方面的研究进展。

亚油酸水合酶生物合成微生物源羟基不饱和脂肪酸的研究进展

羟基不饱和脂肪酸(Hydroxy unsaturated fatty acids,HUFA)是一类功能性脂肪酸,其生物合成法特异性强、对环境友好,是HUFA制备的主要方法之一。本文就两种较受关注的微生物源HUFA,即10-羟基-12-十八碳烯酸(10-hydroxy-12-octadecenoic acid,10-HOE)、13-羟基-9-十八碳烯酸(13-hydroxy-9-octadecenoic acid,13-HOE)进行了来源、功能特性及应用的介绍,归纳总结了用于合成10-HOE和13-HOE的亚油酸水合酶的研究进展;最后展望了HUFA功能特性和生物合成的研究方向,建议基于胶体界面化学理论来提高亚油酸水合酶合成HUFA的转化效率。

莲房原花青素对AGEs诱导的小鼠肠道组织损伤和微生物紊乱的改善作用

研究莲房原花青素低聚体(LSOPC)对膳食晚期糖化终末产物(AGEs)诱导的小鼠肠道组织损伤和微生物紊乱的改善作用。选用健康的雄性小鼠为动物模型,分为4组,分别饲喂高AGEs AIN-93G饲料,高AGEs AIN-93G中分别添加质量分数为0.2%和0.5%LSOPC的饲料以及正常AIN-93G饲料(对照组),饲喂12周,分析AGEs对小鼠的体质量、进食及进水量、脏器指数、肠道组织损伤、结肠紧密连接蛋白和寡肽转运蛋白的表达、结肠内炎症因子及肠道菌群的影响以及LSOPC的改善作用。实验结果表明,0.2%LSOPC和0.5%LSOPC均对高AGEs诱导的小鼠组织损伤有明显的改善作用,同时也增加了结肠内紧密连接蛋白ZO-1、Occludin的表达量,减少寡肽转运蛋白Pept1的表达量,结肠内的炎症因子TNF-α、IL-6及黏附因子VCAM-1、ICAM-1的表达量,小鼠肠道环境和肠道微生物紊乱也得到较为明显的改善,且与添加LSOPC呈剂量依赖关系。结论:LSOPC能够减轻膳食AGEs引起的小鼠肠道组织损伤和肠道微生物紊乱,具有发展为基础膳食营养补充剂的潜力。

重组大肠杆菌全细胞转化苹果酸合成丙酮酸

拟建立一条以苹果酸为原料,通过大肠杆菌全细胞转化获得丙酮酸的合成途径。以大肠杆菌BL21(DE3)为宿主,在pET28a上共表达内源的苹果酸酶(ME)和来自博伊丁假丝酵母(Candida boidinii)的醛糖还原酶(AR),并对细胞浓度、底物浓度、温度和pH值等催化关键因素进行研究。共表达后大肠杆菌苹果酸酶和博伊丁假丝酵母醛糖还原酶酶活分别为(2.8±0.21),(3.1±0.34)U/mL。适宜的催化条件为:细胞浓度OD600nm值为30,底物苹果酸质量浓度为30 g/L,木糖和苹果酸物质的量比为1.0,温度为40℃,反应体系pH值为7.8,丙酮酸产量最高可达23.16 g/L。本研究为生物法合成丙酮酸提供了一种新的方法。

乳酸菌消除不同特点酵母抽提物中酵母味分析

以风味物质和氨基酸为重点,对8种不同特征的酵母提取物(FG10、FM88、FM31、KU012、FIG12LS、F58、FIG03、KA02)进行基于乳酸乳球菌和乳酸链球菌混合生物转化体系(Lactococcus lactis and Streptococcus lactis biotransformation system,LSBT)去除酵母风味的研究,并对该微生物转化体系的适应性和广泛性进行评价。5种酵母抽提物经转化后不再具有酵母味,而且FG10和FM88还具有发酵酱风味。没有吲哚的产生是LSBT成功的关键之一。同时,转化后的酵母抽提物中乳酸质量浓度不应低于10.00 g/L。原材料的差异在LSBT中起着重要作用,特别是原料中天冬氨酸的缺乏和苏氨酸的过量很可能是LSBT转化不成功的原因。总体而言,LSBT适用于大多数型号酵母提取物,但对于某些特定型号的酵母提取物(如F58、FIG03和KA02),还需要探索其他微生物组合技术或发酵条件。

鲁氏接合酵母对高盐和高温胁迫响应的差异性与共性分析

针对高温(40℃)和高盐(18%NaCl)逆境设计了最低营养需求全合成培养基,分析了鲁氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)在长期逆境下生长的营养需求差异,重点解析了酵母细胞从生长适应期到对数生长初期阶段有机酸、氨基酸和糖类物质的代谢及基因表达差异。研究结果显示,遭遇高盐压力的鲁氏接合酵母细胞更需要外源氨基酸,而补充维生素和氨基酸有助于缓解酵母细胞的高温压力。鲁氏接合酵母针对高盐和高温逆境采用了差异明显的有机酸、氨基酸和糖代谢策略。MSN4(逆境转录子基因)和HOG1(高渗调控蛋白基因)响应高盐,而HSF1(热激调控蛋白基因)和SOD1(超氧化物歧化酶基因)对高温响应。本研究加深了对耐盐鲁氏接合酵母耐温机制的理解,有助于双抗新能力酿造酵母菌株的研制。

工业酒精发酵污染菌的分离及新型抑菌剂的应用

为了研究新型抑菌剂在酒精发酵染菌控制中的应用,从工业酒精发酵污染液分离出主要污染菌HG-201,其16S rDNA与Pantoea ananatis(JX215331)的核苷酸序列同源性为99%。在菌株HG-201生长对数中期添加新型抑菌剂葡萄糖氧化酶和溶菌酶,以确定对菌株HG-201的抑菌效果。将酿酒酵母与菌株HG-201以1∶30的接种比例进行混合培养,并在发酵开始添加低浓度的抑菌剂。结果表明:10 U/m L的葡萄糖氧化酶和0.25 g/L的溶菌酶即可完全抑制菌株HG-201的生长和代谢,并且在实验条件下对酿酒酵母生长以及乙醇的产量没有影响,为新型抑菌剂在工业酒精发酵杂菌控制中的应用提供了参考。

美拉德反应产物的生物学活性和潜在健康风险

富含碳水化合物、蛋白质和油脂的食品在热加工过程中会发生剧烈的美拉德反应,生成大量的美拉德反应产物。美拉德反应产物中存在的低分子质量化合物和类黑精等物质具有多种生物学活性,但是其中的晚期糖基化终末产物、丙烯酰胺等潜在风险因子会加速人体的衰老或导致慢性退行性疾病的发生。本文综述了美拉德反应产物的抗氧化、抗菌和抗炎等生物学活性,同时也探讨了美拉德反应产生的晚期糖基化终末产物和丙烯酰胺等有害化合物的损伤机制和预防措施,以期为美拉德反应的深入研究提供科学参考。

基于乳酸菌生物转化消除酵母抽提物酵母味能力评价

围绕风味物质、呈味物质和氨基酸等指标,开展了基于乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)、乳酸链球菌(Streptococcus lactis)和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)的单菌和混菌发酵体系消除酵母味的研究。结果表明,乳酸菌发酵体系下均有去除酵母味(丙酸和异戊酸)的效果,然而整体的风味具有明显差异。混菌发酵优于单菌发酵,且乳酸乳球菌与乳酸链球菌的混酵效果最佳。与其他6种发酵体系相比,2种乳酸菌混合发酵后的酵母抽提物中的酵母味异戊酸降低了86.73%,具有果香和花香的醇类物质从0.77 ng/mL增加至10.73 ng/mL,乳酸质量浓度为10.60 g/L,风味前体氨基酸苯丙氨酸提升了112.91 mg/L,鲜味物质(肌苷酸和鸟苷酸)提升了0.02 g/L,整体风味和呈味协调。本研究将有助于提升酵母抽提物应用的广泛性,为新型酵母抽提物的开发提供理论支撑。

Dithiolopyrrolones的合成、广谱生物学活性及其应用（英文）

20世纪早期dithiolopyrrolones作为抗生素首次被分离。至今为止,已经发现了大约30种这种自然产物。它们都含有一个独特的带电双环中心骨架,并且骨架上的两个烯硫醇之间有一个紧凑的二硫键。根据结构的不同,可以将dithiolopyrrolones分为holomycin、thiolutin和aaureothricin 3大类。研究表明dithiolopyrrolones具有广泛的抗菌活性,它对革兰阳性菌、革兰阴性菌、真菌、原生动物、酵母,甚至是一些人类癌细胞都有一定的抗性。Dithiolopyrrolones被认为是通过阻遏细胞的转录来杀死细胞的,但是准确的作用机制还没有完整地建立。本文将会对dithiolopyrrolones的分离、特点、合成、生物活性、应用以及其作用机制做一个概述。

工业分枝杆菌植物甾醇转化途径及菌种改造研究进展

相比于传统的化学转化法,微生物转化法在甾体药物的生产中显示出了明显的优势。利用分枝杆菌降解植物甾醇可以生成一系列甾体药物的中间体,这极大地方便了甾体药物的生产。通过基因工程、分子生物学和结构生物学等学科的技术手段,人们对甾醇转化菌株进行了深入的探索和改造。本文对工业分枝杆菌植物甾醇转化途径及菌种改造的研究进展进行了综述。

工业分枝杆菌甾醇代谢基因组学的研究进展

甾类化合物具有重要的生理医药作用,市场需求巨大。分枝杆菌对降解甾类中关键甾类药物中间体有很高的转化效率。为了更深入地了解甾体降解途径,本文从植物甾醇结构种类、分枝杆菌特点、不同分枝杆菌菌株基因组学、代谢组等方面的研究进展进行了归纳。

通过生物信息学分析鉴定CYB561与浸润性乳腺癌不良预后相关

通过生物信息学研究细胞色素b561(Cytochromes b561,CYB561)与浸润性乳腺癌(Breast invasive carcinoma,BRCA)不良预后的相关性。CYB561氨基酸序列高度保守,在人体组织中广泛表达,可能预示着广泛的细胞功能。CYB561在多种癌症中的失调,提示其可能参与人类癌症发生发展进程。通过Oncomine和TIMER数据库发现,与相邻正常组织相比,CYB561表达在包括BRCA等多种癌症中差异表达。UALCAN数据库进行临床病理特征亚组分析表明,与正常人相比,不同种族和亚型的BRCA患者中CYB561的表达均上调。通过cBioPortal数据库发现CYB561基因组存在遗传变异,包括拷贝数扩增、融合和意义不明的错义突变。通过LinkedOmics和WebGestalt数据库分析CYB561和BRCA中差异表达的基因进行富集分析,可推测CYB561在BRCA中生物学功能。通过PrognoScan和GEPIA数据库分析CYB561的预后价值表明,高CYB561表达与BRCA不良预后显著相关。BRCA的预后存在着免疫细胞的参与,研究免疫细胞与CYB561表达之间的关系发现,免疫浸润的B细胞会影响预后,并且可能与BRCA中的CYB561有关。目前,对于CYB561研究较少,暂无CYB561关于BRCA的报道,我们通过不同的开放式数据库进行数据挖掘,研究了BRCA患者中CYB561表达和突变的数据,分析了其可能参与的生物学过程,并首次阐述了CYB561在BRCA中的失调且与不良预后相关。本研究为CYB561作为BRCA潜在的预后标志物提供了证据,揭示了CYB561的重要性,为进一步研究CYB561在BRCA中的作用奠定了基础,也为后续临床研究提供了参考。

植物乳杆菌发酵马齿苋陈皮工艺优化及发酵液抗氧化活性分析

研究植物乳杆菌发酵马齿苋陈皮的工艺条件及发酵液的抗氧化活性。以总黄酮含量为指标,通过试验确定发酵工艺;通过测定DPPH自由基清除率、羟基自由基清除率和还原力,评价其抗氧化活性。结果表明发酵最佳工艺为发酵时间32 h,料液比1∶20(g/mL),菌种接种量3%,发酵温度33℃。在最佳发酵工艺条件下所得发酵液的总黄酮含量为0.69 mg/mL,比发酵前总黄酮含量(0.52 mg/mL)提高了32.69%;发酵液DPPH自由基清除率提高了8.84%,羟基自由基清除率提高了38.14%,还原力提高了26.64%。

复合诱变选育虾青素高产菌株及发酵条件优化

以红发夫酵母(Phaffia rhodozyma)PR2为出发菌株,采用紫外(UV)与硫酸二乙酯(DES)进行复合诱变,通过二苯胺平板初筛、摇瓶复筛、遗传稳定性试验,筛选高产虾青素突变菌株,并通过单因素试验对其发酵产虾青素条件进行优化。结果表明,在紫外照射100 s,DES含量1%的最适诱变条件下筛选得到一株高产虾青素突变菌株PUD11,其虾青素产量达到22.16 mg/L,且该突变菌株传代8次仍具有良好的遗传稳定性,其产虾青素的最佳发酵条件为发酵温度22℃、初始pH值5.0、接种量10%、摇瓶转速220 r/min、装液量75 mL/300 mL、发酵时间120 h。在此优化条件下,虾青素产量为31.39 mg/L,较出发菌株提高了106.24%。

一株产5’-肌苷酸菌株的分离鉴定及其发酵条件优化

5’-肌苷酸具有独特鲜味,在调味品行业有重要的应用价值。为了缩短5’-肌苷酸的生产周期,进一步降低成本,对可直接生产5’-肌苷酸的菌株进行筛选,但直接发酵法生产5’-肌苷酸的菌株资源匮乏,为了找到适合直接发酵法生产的菌株,本文在豆瓣酱分离出的菌株中利用常压室温等离子体(ARTP)诱变育种仪诱变,再用影印法进行初筛,最后以5’-肌苷酸产量为响应值进行复筛,得到适合的菌株LK-6。筛选出菌株后,再利用形态学分析、Vitek 2 Compact生理生化实验和16S rDNA测序分析对LK-6菌株进行鉴定,确定该菌为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。最后用Plackett-Burman(PB)实验进行初步的发酵优化,结果表明酵母粉、KH2PO4和温度是5’-肌苷酸发酵中的主要影响因子。在PB设计的基础上,获得了初步优化的培养条件,优化后5’-肌苷酸的产量从10 mg/L增长到407.21 mg/L。本文为工业化直接发酵法生产5’-肌苷酸生产菌的筛选方法提供了思路。

清香大曲中高耐受性功能酵母的筛选

以清香型大曲为研究对象,采用稀释涂布平板法从中分离酵母菌,对其形态特征进行观察,采用2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)显色法初筛,通过发酵力、产酒及产香能力分析进行复筛。对筛选酵母菌进行分子生物学鉴定及耐高温、耐乙醇、耐高糖、耐酸能力检测,筛选出耐受性优良的功能性酵母菌。结果表明,从清香型大曲中共分离初筛22株酵母菌,复筛后得到4株功能酵母菌,菌株B-6、C-3、D-10、D-11分别被鉴定为费比恩塞伯林德纳氏酵母(Cyberlindnera fabianii)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、扣囊复膜孢酵母(Saccharomycopsis fibuligera)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)。耐受性分析结果表明,菌株B-6和C-3可耐受39℃、pH值为3、酒精度12%vol、葡萄糖质量浓度400 g/L环境条件。因此,菌株B-6和C-3可作为潜在功能菌株应用于白酒生产中。

地衣芽孢杆菌发酵雪茄烟叶对香气成分生成的影响

以雪茄CX-014烟叶为原料,研究了营养剂和接种地衣芽孢杆菌对雪茄香气生成效率和烟叶品质的影响。结果表明,正交优化得到营养剂配方为3.0%葡萄糖、0.6%谷氨酸、0.6%磷酸氢二铵。添加营养剂(试验组)发酵7 d的香气物质总含量达到635.2μg/g,较自然发酵提高了16.4%;类胡萝卜素转化产物、苯丙氨酸转化产物、棕色化反应产物分别较自然发酵提高了38.2%、159.6%和75.9%。基于试验组接种地衣芽孢杆菌(2×10^(8)CFU/g,优化组)发酵7 d,与试验组相比,其香气物质总含量为791.6μg/g,提高了24.6%;类胡萝卜素转化产物含量为63.3μg/g,提高了45.9%;棕色化反应产物含量为25.2μg/g,提高了27.9%。

微生物源甲硫氨酸γ-裂解酶的研究进展

甲硫氨酸γ-裂解酶(methionineγ-lyase,MGL)催化甲硫氨酸γ位C-S键的裂解反应,生成等摩尔的α-酮丁酸、甲基硫醇和氨。MGL降低胞内甲硫氨酸浓度,显著抑制恶性肿瘤细胞的生长和迁移,激发正常细胞的抗氧化反应,开发高效的MGL已成为肿瘤治疗和抗衰老研究的热点。MGL广泛存在于微生物中,而在哺乳动物中不存在,MGL是开发抗致病微生物感染药物的重要靶标。产物甲基硫醇及其衍生物是构成食品香味的主体成分,其组分和浓度决定了食品整体香味的形成,系统阐明MGL的催化机制和活性调节机制将推动食品品质及其稳定性的精准控制。本文总结了微生物源MGL的挖掘、催化机制和改造方面的最新进展,讨论了MGL在癌症治疗、抗衰老、抗致病微生物感染以及食品香味合成和制造领域的应用情况,展望了MGL的发展前景与挑战。

响应面法优化米奶酒发酵条件研究

该试验以脱脂奶粉和糯米为原料进行米奶酒发酵,以米奶酒总酸、酒精度和感官评分为考察指标,通过单因素及响应面试验对其发酵条件进行优化。结果表明,米奶酒最佳发酵条件为脱脂奶粉添加量9.0 g/100 m L、米酒添加量63.0%(V/V)、乳酸菌接种量9.0%(V/V)。在此条件下,米奶酒总酸为5.07 g/L,酒精度为9.03%vol,感官评分为82.3分,米奶酒呈乳白微黄,色泽均匀且有光泽,味道奶香浓郁,兼具米酒香和发酵乳香,口感上奶香与酒味协调,酸甜适中,酒体丰满。