一株海洋红法夫酵母Phaffia rhodozyma RP-306产虾青素的发酵条件优化

为提高海洋红法夫酵母Phaffia rhodozyma RP-306的虾青素产量,本研究利用单因素和响应面实验对其发酵条件进行了优化。首先用单因素实验确定了蔗糖、酵母粉、硫酸铵、pH、温度和装液量6个因素的初始值,再利用Plackett-Burman实验筛选出了影响较大的3个因素:蔗糖、pH、温度,并采用最陡爬坡实验确定了因素的合理范围,最后采用响应面法中的中心组合设计进行优化,其优化发酵条件为:蔗糖29.93 g/L,酵母粉2.0 g/L,硫酸铵5.0 g/L,pH 5.27,温度19.9℃。在此条件下虾青素产量从13.46 mg/L提高到17.04 mg/L,比优化前提高了26.61%。以优化后发酵条件进行分批发酵,虾青素产量达到28.86 mg/L,为进一步发酵放大研究奠定了良好基础。

异佛尔酮二异氰酸酯反应增容聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯/聚乳酸生物降解阻隔膜的结构与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯/聚乳酸(PBAT/PLA)共混物的增容剂,通过熔融共混法制备了PBAT/PLA/IPDI共混粒子并吹制得到薄膜。采用红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热分析、拉伸试验、热重分析和水蒸气透过率测试等研究了不同含量IPDI对共混薄膜形态结构、结晶性能、力学性能、热性能和阻隔性能的影响。结果表明,IPDI的异氰酸酯基团能与PBAT和PLA发生化学反应,分散相尺寸变小,两相界面变得模糊,有效改善了共混物的相容性。随着IPDI含量的增加,共混物中PBAT的结晶度升高,薄膜的拉伸强度逐渐增大,水蒸气阻隔性能呈现先增大后减小的趋势。当IPDI质量分数为0.5%时,PBAT/PLA/IPDI薄膜的横纵向拉伸强度相较于纯PBAT/PLA薄膜分别提升了74.2%和28.6%,断裂伸长率维持在790%和244%,水蒸气透过率降低了38.2%,表现出良好的力学和水蒸气阻隔等综合性能。

深海真菌次级代谢产物及其生物活性研究进展

深海环境复杂苛刻,其中生息的微生物因其所处低温、低氧、避光、高压等深海特殊的生存环境而进化具备了独特的代谢途径,从而具有产生新颖结构生物活性物质的巨大潜力。深海真菌作为深海微生物类群的重要组成部分,因其次级代谢产物类型丰富、出新率高、生物活性显著而倍受研究者关注。本文对近年来深海真菌次级代谢产物的化学结构及其生物活性研究进行综述,按聚酮类、生物碱类、萜类、肽类等化合物类别,着重介绍具有新颖结构和重要生物活性的深海真菌次级代谢产物,为挖掘利用深海真菌资源、研发创新药物提供参考。

硫酸软骨素螯合锌的制备、表征及体外生物活性

本研究利用正交试验优化硫酸软骨素螯合锌制备工艺条件。选用硫酸软骨素与硫酸锌为原料,以锌螯合率为指标,通过单因素实验及正交试验考察pH、反应时间、硫酸软骨素与七水合硫酸锌质量比、反应温度对锌螯合率的影响。采用紫外光谱分析、傅里叶红外光谱分析、扫描电镜分析、热重分析、X射线衍射分析等方法对硫酸软骨素螯合锌进行结构表征。利用体外模拟胃肠消化吸收方法测定硫酸软骨素螯合锌中锌离子的生物利用率。结果表明:硫酸软骨素螯合锌的最佳制备工艺条件为pH4,反应时间1 h,硫酸软骨素与七水合硫酸锌质量比1:1,反应温度30℃,此条件下锌螯合率为(80.6%±1.31%)。紫外光谱分析结合红外光谱分析显示,锌离子与硫酸软骨素的羟基、羧基、磺酸基结合,形成硫酸软骨素螯合锌螯合物;扫描电镜分析及X射线衍射分析表明硫酸软骨素螯合锌的微观形貌为具有晶体结构的微颗粒;热重分析证明硫酸软骨素螯合锌的热稳定性优于硫酸软骨素。体外模拟消化吸收分析结果表明:硫酸软骨素螯合锌中锌离子在胃肠道中的溶解率与透过率均高于无机锌盐,硫酸软骨素螯合锌具有更好的生物利用率。该研究结果可为开发新型补锌剂提供研究思路和理论依据。

多糖纳米硒的制备、功能和在食品领域应用的研究进展

纳米硒是纳米尺度的单质硒,具有独特的理化性质和生物活性,在农业、食品、医药等领域具有潜在的应用价值。多糖生物相容性好、稳定性强、功能多样,可用于纳米硒的稳定制备和功能化修饰,改善纳米硒的理化性质和功效活性。本文聚焦多糖纳米硒的制备、功能和应用,重点总结利用化学还原合成多糖纳米硒的方法和技术,分析多糖对纳米硒理化性质的调控和影响,对多糖纳米硒的抗氧化、免疫调节和抗肿瘤活性功能展开综述,介绍多糖纳米硒在食品相关领域的应用,并探讨多糖纳米硒应用于食品营养强化所面临的挑战,旨在为多糖纳米硒的研发提供理论参考和研究思路。

三文鱼(Salmo salar)鱼皮胶原的制备及表征

该研究以三文鱼(Salmo salar)加工副产物鱼皮为原料开发了一种海洋源胶原。利用酸法提取,盐析透析纯化制备胶原,通过SDS-PAGE和光谱鉴定其结构,在此基础上分析其理化性质、流变特性、功能特性以及细胞相容性。结果表明,三文鱼鱼皮胶原为典型Ⅰ型胶原,且保留了完整的三螺旋结构。鱼皮胶原热变性温度为22.3℃;鱼皮胶原乳化性为65.91~755.97 m^(2)/g,高于牛皮胶原(28.4~56.2 m^(2)/g)和鲵肌浆蛋白(0.6~3.38 m^(2)/g);乳化稳定性为3.50 min,高于蒙古牛骨胶原(0.8 min)和军曹鱼鱼皮胶原(0.2 min),可作为乳化剂用于面包生产;起泡性为16.56%~77.79%,高于酪蛋白(3.95%~10.15%)和米糠浓缩蛋白(5.2%~10.03%);泡沫稳定性(13%)高于大鲵肌浆蛋白(5%)和牛皮胶原(10%),可用于啤酒、乳制品生产。MC3T3-E1细胞在0.4 mg/mL的胶原溶液中相对增殖率为111.6%,优于罗非鱼鱼皮胶原。研究表明,三文鱼鱼皮胶原具有替代市场主流胶原产品的开发潜力。

深海噬菌体BVE2内溶素的重组表达及其活性研究

本研究从一株来源于西南印度洋沉积物的噬菌体BVE2基因组中得到了一条全长702 bp,编码噬菌体内溶素的基因Lysin132,编码的蛋白共含有234个氨基酸残基,预计分子量为25.74 kDa;氨基酸序列同源比对结果表明BVE2 Lysin132具有多个酰胺酶活性位点。进化树分析结果表明BVE2 Lysin132是一种N-乙酰胞壁酰-L-丙氨酸酰胺酶。将Lysin132克隆到pEASY-Blunt E2 Expression Vector中,构建了E.coli-pEASY-Lysin132表达菌株。成功用IPTG诱导表达,得到了大量带有6×His标签的重组BVE2 Lysin132。经镍柱纯化后进行SDS-PAGE电泳,得到单一目的蛋白条带。酶学性质分析结果表明,重组BVE2 Lysin132的最适反应温度为30℃,在中高温下热稳定性良好,在10~50℃下孵育90 min,仍能保持70%以上的酶活力;最适pH为7.0,在pH 6.0~8.0时均能保持80%以上的酶活力,表明该酶有较宽的pH作用范围;Na+、Mg^(2+)可以使酶活力显著提高20%以上,Ca^(2+)可以使酶活力提高40%以上。抑菌实验结果表明,重组BVE2 Lysin132对革兰氏阴性菌的抑制效果较好,尤其对溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)、坎氏弧菌(V.campbellii)、哈维氏弧菌(V.harveyi)的抑制作用显著,与市售微生物溶菌酶相比,抑制效果最高提升了40%以上。因此,本研究获得了一种拥有较宽pH作用范围且热稳定性良好的内溶素,可为开发应用于水产养殖、食品保鲜、医药等领域的新型抑菌剂研发提供基础。

红藻琼胶多糖微生物降解及意义研究进展

琼胶是红藻细胞壁的重要成分之一。琼胶的生物降解影响着营养盐再循环、大型海藻群落演替、重金属污染和碳汇等海洋生态过程。此外,琼胶降解产物在水产、农业、医药、保健品和生物能源等领域也具有很大应用潜力。因此,近年来琼胶的生物降解及其生态和应用价值已经成为研究热点。本文针对琼胶降解意义、微生物琼胶酶、琼胶代谢途径等方面的研究进展进行综述,为红藻琼胶多糖生态功能和工业价值的综合利用研究提供理论支撑。

氧化石墨烯/迷迭香酸纳米复合材料的制备及其抗菌性能研究

通过接枝改性氧化石墨烯制备了氧化石墨烯/迷迭香酸(GO-RA)纳米复合材料。采用FT-IR、UV-Vis、XRD、TGA、SEM和TEM等方法对GO-RA纳米复合材料进行表征,以大肠杆菌(Ec.oli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)为模型菌,通过细菌生长抑制实验和杀菌率测试综合评价了纳米复合物的抗菌性能。结果表明,RA成功地接枝到GO上;GO-RA对Ec.oli生长繁殖的抑制作用强于GO,GO-RA对S.aureus的抑制作用与GO差别不大;GO-RA与Ec.oli和S.aureus接触2h的杀菌率分别为97.6%和94.3%,在相同条件下与GO相比,GO-RA对上述两种细菌均表现出更好的抗菌活性,杀菌率分别提高了19.3%和5.5%。

贝藻类养殖碳汇核算与综合温室潜力评估研究进展

海水养殖可能是实现我国碳中和目标的有效途径之一。贝、藻类养殖是海水养殖的主要组成部分,可以通过碳移除(从海水中收获)、碳固定(形成贝壳)等方式成为有效的碳汇。因此,中国作为海水养殖大国,具有较大的碳汇潜力。然而,目前关于贝、藻类养殖过程中碳汇的计算、评估、监测等还没有统一的标准,对于其碳汇边界的定义(如储藏年限、周转周期等)也不清晰。本文阐述了典型贝、藻类养殖碳汇的潜力,认为碳汇的计算不仅仅要考虑储存碳,还要考虑养殖过程中由于呼吸等过程排放的碳;提出了贝、藻类养殖碳汇测算过程中存在的问题,认为目前常用的称重法等无法准确反应养殖系统的碳汇潜力;建议在未来养殖碳汇测算中首先明确碳汇边界问题(如使用长、短周期碳汇的概念)。最后,本文讨论了贝、藻类养殖生态系统综合温室效应评估的必要性,建议在碳汇核算过程中同时考虑非二氧化碳温室气体(如甲烷、氧化亚氮)的作用。

虾蟹漂烫汁酶解液美拉德反应工艺优化及其挥发性物质分析

本文以虾蟹漂烫汁酶解粉末为原料,以感官评价和褐变指数为指标,利用单因素和正交实验,优化美拉德反应工艺,并利用电子鼻和固相微萃取-气质联用技术分析反应前后挥发性物质的变化规律。实验结果表明,美拉德反应的最佳参数为:以虾蟹漂烫汁酶解液为基准,分别添加木糖4%,精氨酸3%,pH7.5,反应时间50 min,反应温度90℃,所得反应产物的感官评分为8.23分,褐变指数为0.7283。在此条件下,电子鼻分析结果表明,美拉德反应后,产品增加了烧烤味和海鲜风味;固相微萃取-气质联用技术分析结果表明,美拉德反应后,产品的胺类、烷烃类、醇类、醛类和酚类等挥发性风味成分明显减少,吡嗪类、有机酸类、酮类及硫化物等挥发性风味成分明显增加。本研究成果可为虾蟹漂烫汁的高价值开发和大规模生产提供理论依据和技术支持。

离子色谱法测定海带中甘露醇的含量

目的建立测定海带中甘露醇含量的离子色谱法。方法通过对色谱柱、流动相等色谱条件优化,考察对海带中甘露醇及其他组分的分离效果。结果采用DIONEXCarboPacPA10(4mm×250mm)色谱柱,以H2O:NaOH溶液(c=250 mmol/L)(90:10,V:V)为流动相,流速为0.80 mL/min,用脉冲安培检测器检测。在该条件下,甘露醇在1.01~80.83μg/mL范围内呈现良好的线性关系,相关系数为0.9926,最低检出限为0.03μg/mL,最低定量限为0.10μg/mL,平均回收率为101.61%。结论该方法简单、灵敏,测定结果准确,是测定海带中甘露醇含量的有效方法。

羊栖菜膳食纤维的制备及其小鼠体内保肝与通便活性评价

目的制备羊栖菜膳食纤维,评价其保肝与通便活性,为相关产品研发奠定基础。方法羊栖菜干燥粉末依次用乙醇和水充分提取,余渣干燥粉碎,制得总膳食纤维。总膳食纤维用1%碳酸钠溶液提取,制得可溶性膳食纤维,余渣经过酸、碱溶液处理和干燥粉碎,制得不溶性膳食纤维。采用小鼠脂肪肝和便秘模型,评价羊栖菜膳食纤维的保肝及通便作用。结果从700 g干燥原料制得总膳食纤维370.2 g,收率为52.9%。从100 g总膳食纤维制得可溶性膳食纤维48.6 g和不溶性膳食纤维23.7 g,计算由干燥原料制得收率分别为25.7%和12.5%。膨胀力和持水力:总膳食纤维为(4.9±0.2)ml/g和(382.1±15.3)%(g/g),可溶性膳食纤维为(3.8±0.3)ml/g和(386.8±14.3)%(g/g),不溶性膳食纤维为(3.7±0.2)ml/g和(305.2±11.8)%(g/g)。在小鼠脂肪肝模型实验中,血清转氨酶水平及肝组织病理学检测结果表明,与模型组比较,可溶性膳食纤维50和100 mg/kg组对高脂饲喂所致小鼠脂肪肝和肝功能损伤有明显的剂量依赖性改善和保护作用,100 mg/kg剂量组的肝组织病理切片中未见有模型组中所见大量脂肪堆积和肝细胞的严重空泡状气球样变性,血清天冬氨酸氨基转移酶(AST)水平亦较模型组显著降低(P<0.05)。在小鼠便秘模型实验中,与模型组比较,100 mg/kg不溶性膳食纤维组小鼠小肠蠕动显著增强,即小肠中墨汁推进率显著提高(P<0.05),首粒黑便时间亦显著缩短(P<0.05),而100 mg/kg可溶性膳食纤维组则未见有相应活性。总膳食纤维200 mg/kg对便秘小鼠小肠蠕动呈明显改善趋势。结论羊栖菜可溶性膳食纤维对高脂饲喂所致小鼠脂肪肝和肝功能损伤有保护作用,而不溶性膳食纤维则在小鼠便秘模型实验中显示有通便作用。本文结果为后续深入研究和相应膳食纤维产品研发奠定了初步基础。

反相高效液相色谱法手性分析和制备全反式虾青素3种异构体

目的建立反相高效液相色谱法(reversed-phase high performance liquid chromatography,RP-HPLC)检测全反式虾青素三种异构体(3R,3′R、3R,3′S和3S,3′S)的分析方法。方法采用了固定相填料为纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)的手性色谱柱(Ultimate Cellu-DR column),综合考察了流动相和柱温对全反式虾青素3种异构体的分离效果,并采用半制备液相色谱法获得全反式虾青素的3种异构体。结果得到最佳的分析色谱条件:流速为0.80 mL/min,柱温30℃,流动相为甲醇,等度洗脱,检测波长为480 nm。在此条件下,全反式虾青素的3种异构体达到良好分离,分离度均大于2。优化后的半制备色谱条件为:制备柱Ultimate Cellu-DR,流动相为纯甲醇,流速为15.00 mL/min。获得的3种异构体纯度均大于97%。结论该分析方法能有效地区分全反式虾青素的3种异构体,可用于不同来源虾青素的鉴定。

亚油酸甲酯标准样品的研制

目的按国标GB/T 15000.3-2008《标准样品工作导则(3):标准样品—定值的一般原则和统计方法》要求,研制亚油酸甲酯(ML)标准样品。方法以粗品花椒籽仁油为原料,经皂化与甲酯化衍生后,通过柱色谱分离和制备高效液相色谱纯化,精制获得高纯ML。采用元素分析、高分辨质谱、红外光谱、核磁共振波谱等方法确证结构,采用气相色谱法进行均匀性与稳定性检验和定值分析。由8家具有资质的实验室分别独立完成定值测定,并基于测得数据评定定值结果的不确定度。结果样品在95%置信区间内均匀性良好,在-18℃条件下保存24个月保持稳定。ML标准样品特性标准值即纯度为(98.85±0.24)%(置信度95%,k=2)。结论研制的ML标准样品可用于亚油酸相关产品的检验和质量控制。

胶原基材料及其流变性能研究进展

胶原基材料是以胶原为基质的一类新型材料,因其优良的性能被广泛应用于生物医学、食品、美容化妆等产业。在胶原基材料的生产过程中,流变性能是评价其能否制备的重要指标,对胶原基材料流变性能的研究是其规模产业化应用的关键。本文综述了交联剂、温度、浓度、pH、超声波等因素对胶原基材料流变性能的影响,并总结了胶原基材料流变性能动力学模型的研究进展,最后介绍了胶原基材料在食品领域的应用及其发展前景,为胶原基材料的应用提供一定的理论指导和技术支撑。

D-甘露醇标准样品的研制

目的通过国家标准化管理委员会批准立项,研制D-甘露醇标准样品。方法 采用海带为原料,通过95%乙醇提取、减压浓缩、低温析晶、反复水溶、脱色、热过滤、重结晶、残余溶剂去除等制备和纯化过程,获得高纯D-甘露醇单体,采用元素分析,旋光性分析,红外光谱,质谱和核磁共振技术对其进行结构鉴定。并通过高效液相色谱蒸发光散射检测分析技术,进行均匀性、稳定性和8家实验室联合定值检验。结果该样品在95%CI内样品均匀性良好,在2~4℃条件下,24个月内稳定性良好,定值测定结果确定其特性标准值为(99.84±0.12)%(置信度95%,k=2),达到了国家标准样品的技术要求。结论成功研制了D-甘露醇国家标准样品,可用于D-甘露醇含量测定、检测方法评定、相关产品的检测与质量控制。

需钠弧菌WPAGA4菌株3条琼胶酶基因克隆、表达与酶学性质分析

【目的】本文拟从西太平洋深海沉积物中分离得到的需钠弧菌(Vibrio natriegens) WPAGA4菌株中克隆并表达3条β-琼胶酶基因agaW3418、agaW3419和agaW3472,并对其酶学性质进行研究。【方法】通过克隆表达技术将得到的3条琼胶酶基因在大肠杆菌BL21(DE3)细胞中进行表达,通过二硝基水杨酸(DNS)法测定重组琼胶酶的酶活,并对其中活性最优的一种琼胶酶进行热稳定性和产酶条件优化。【结果】三种琼脂酶均为属于GH50家族。AgaW3418、AgaW3419和AgaW3472在温度分别为50、60和30℃以及pH值分别为6.0、7.0和7.0条件下,发挥作用的能力最强。其中琼胶酶AgaW3472表现出最优的酶活性质,在20℃下保持良好的稳定性,且在SOB (super optimal broth)培养基条件下以1%(质量体积分数)的乳糖作为碳源,同时添加20 mmol/L MgCl_(2),并将诱导温度和异丙基-1硫代-β-D-半乳糖苷(isopropyl-1 thio-β-D-galactoside, IPTG)浓度分别设置为37℃和0.1 mmol/L时能够获得最高的表达量。【结论】三条重组酶具有琼胶酶活性,为WPAGA4菌株代谢琼胶多糖并参与海洋碳循环过程提供物质基础。琼胶酶AgaW3472具有较高的酶活性、低温适应性与稳定性,为琼胶降解相关产业的发展提供了潜在的生物工具酶。

胶原静电纺丝研究进展

胶原是细胞外基质的主要结构蛋白,广泛存在于各类动物机体中。天然胶原存在纤维形态不一、机械性能差等不足,限制了其工业规模化应用。因此,如何有效地制备出性能优良的胶原材料成为热点问题。静电纺丝技术是一种新兴的纳米材料制造技术,利用该技术可获得具有不同结构和性能的胶原基纳米纤维材料,制成的纳米纤维材料展现出密度低、弹性高等优异特性,有望广泛应用于组织工程、医学、载体等领域。本文将从胶原的单独静电纺丝及其影响因素、胶原共混静电纺丝和影响因素以及应用等方面介绍胶原静电纺丝技术的研究进展,并针对存在的问题和发展方向进行了讨论和展望,为胶原的应用提供一定的理论指导和技术支撑。

岩藻甾醇标准样品的研制

目的:根据GB/T 15000.3—2008《标准样品工作导则(3)标准样品:定值的一般原则和统计方法》,经国家标准化管理委员会批准立项,研制岩藻甾醇标准样品。方法:选择海带为原料,通过95%乙醇提取、减压浓缩、反复柱色谱分离、石油醚-乙酸乙酯重结晶、残余溶剂去除等制备和纯化过程,获得高纯度岩藻甾醇单体,采用元素分析、红外光谱、质谱、核磁共振和X射线衍射等技术对其进行结构鉴定。运用高效液相色谱-蒸发光散射检测法进行均匀性检验、稳定性检验和8家实验室联合定值检验。结果:该样品在95%置信区间的样品均匀性良好,在2~4℃条件下24个月内稳定性良好,定值测定结果确定其纯度99.54%,扩展不确定度0.16%,达到了国家标准样品的技术要求,通过了国家标准化管理委员会组织的验收。结论:成功研制了岩藻甾醇国家标准样品,该样品可用于岩藻甾醇含量测定、检测方法评定、相关产品的检测与质量控制。