张辉 , 贾敬敦 , 王文月 , 陈秀娟 , 吴世嘉 , 王洪新 , 王静
2016, 35(3):225-233. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2016.03.001 CSTR:
摘要:食品添加剂在现代食品工业中起到重要的支撑作用,其研究开发和应用水平已成为一个国家食品工业发展水平的标志之一。随着国内外对食品营养与安全的广泛关注,合理开发使用食品添加剂、保障食品营养安全,已经成为当下的重大课题。但长期以来,有关媒体在报道食品安全事件时没有将“食品添加剂”与“其他化学添加物”准确区分,使得人们对食品添加剂产生了严重的误解。据此,对食品添加剂的研究现状、进展及发展趋势进行了客观全面综述,并结合多年的相关研发背景对发展重点等提出建议。对于指导食品添加剂产业持续稳健发展,尤其对推动食品工业营养健康产业格局形成,提高国民整体健康水平,以及促进社会和谐发展等,具有重要的现实指导意义。
2016, 35(3):234-239. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2016.03.002 CSTR:
摘要:通过对环状芽孢杆菌B. circulans SK28.003的发酵获得β-半乳糖苷酶酶液,经过浓缩、盐析沉淀和低温冷冻干燥,制备酶粉。利用β-半乳糖苷酶的转糖苷功能催化乳糖合成低聚半乳糖(Galactooligosaccharides,GOS),采用单因素和正交试验优化,通过高效液相色谱法检测,以GOS产率为评价指标,确定最佳合成条件为:乳糖起始质量浓度为50 g/dL,加酶量为6 U/g,反应温度为60 ℃,pH 7.5。在此条件下反应12 h,GOS产率可达45.5%。
2016, 35(3):240-246. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2016.03.003 CSTR:
摘要:Corynebacterium crenatum SYPA 5-5是一株用于L-精氨酸(Arg)生产的工业菌株。聚羟基丁酸酯(PHB)是在细菌内部形成的聚合物,将PHB代谢途径引入细胞内可影响胞内的全局代谢网络,实现联产PHB和相关化工产品如琥珀酸、L-谷氨酸和L?鄄色氨酸等。采用基因工程技术,将来源于Ralstonia eutropha H16的PHB合成基因簇phbCAB导入到L-精氨酸生产菌株C. crenatum SYPA 5-5中,进行组成型表达,旨在获胞内产PHB、胞外产L-精氨酸的效果,对出发菌和重组菌分别进行5 L容积发酵罐实验,并对发酵相关参数进行测定分析。结果表明,由于PHB合成基因簇的导入,重组菌中PHB质量为细胞干质量的12.8%,实现了胞外产L?鄄精氨酸、胞内产PHB的效果,并发现胞内PHB的积累对菌体生产L-精氨酸有一定的正向作用,发酵96 h,L-精氨酸的产量达到43.21 g/L,相比于出发菌提高了20%。
2016, 35(3):247-251. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2016.03.004 CSTR:
摘要:酿造酱油中氨基甲酸乙酯的主要前体物质瓜氨酸由乳酸足球菌通过精氨酸代谢产生。为了研究酱油中瓜氨酸的积累机制,以分离自酱油成曲的乳酸足球菌Pediococcus acidilactici BBE 1120为研究对象,考察不同培养条件(碳源、盐浓度、氨基酸)对其积累瓜氨酸的影响。结果表明,高盐环境是导致乳酸足球菌积累瓜氨酸的关键因素,碳源的种类及浓度对瓜氨酸的积累也有一定影响,培养基中精氨酸、瓜氨酸、鸟氨酸含量对瓜氨酸的积累影响不大。该研究结果对阐明酱油发酵过程中氨基甲酸乙酯前体物质的积累机制具有重要意义。
2016, 35(3):252-257. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2016.03.005 CSTR:
摘要:枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 168是一株安全生产的菌株,但是在2,3?鄄丁二醇(2,3-BD)的发酵过程中,会积累较多的副产物乙偶姻(AC)。乙偶姻还原酶是催化AC合成2,3?鄄BD的关键酶。为了提高2,3-BD合成效率,首先将乙偶姻还原酶基因acr克隆到B. subtilis 168,构建了重组菌B. subtilis 168/pMA5-acr。对重组菌进行摇瓶发酵实验,结果表明,相比出发菌,重组菌的2,3-BD产量和转化率分别提高28.62%和22.87%,主要副产物AC积累量下降了20.01%。同时,分支路径的副产物甲酸、乙酸、乳酸、琥珀酸,也有不同程度的降低。
2016, 35(3):258-264. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2016.03.006 CSTR:
摘要:为研究微波固体酸法制备生物柴油,以炭化?鄄磺化法制备了一种新型炭基固体酸催化剂,于实验室自制微波反应器中催化地沟油制备生物柴油。实验中固体酸催化剂在微波环境下催化活性高、性质稳定,且微波辐射可大幅提高反应速率。对反应条件进行了单因素分析,并针对微波功率密度、微波反应时间、催化剂用量对生物柴油转化率的影响进行了响应面优化设计,得到最佳工艺为:微波功率密度1.15 W/mL,微波反应时间33.33 min,炭基固体酸催化剂用量4.83%(质量分数),最终生物柴油转化率为90.38%。此优化结果与先前单因素实验结果一致,验证了模型的可信度高、拟合度好。
2016, 35(3):265-271. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2016.03.007 CSTR:
摘要:对CLR沼气提升式厌氧反应器处理硫酸庆大霉素发酵废水的工程运行效能进行了研究。结果表明,CLR反应器对硫酸庆大霉素废水具有较好的处理能力,容积COD负荷可达到5 kg/(m3·d),出水COD稳定在2 700~3 200 mg/L,COD和SS去除率可分别维持在70%和62%左右。在CLR稳定运行过程中,系统pH为7.8~8.3,且VFA质量浓度低于900 mg/L,显示出较好的稳定性。虽然系统的氨氮质量浓度可以达到600~900 mg/L,但是其并未对CLR的处理效能产生显著影响。CLR出水Ca2+质量浓度可稳定在200~300 mg/L,Ca2+的平均截留率为74%。但是较高的进水Ca2+质量浓度会导致污泥钙化,VSS/TSS逐渐下降,且这种趋势在反应器底部表现得更为显著。
2016, 35(3):272-277. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2016.03.008 CSTR:
摘要:胆固醇氧化酶在医药检测、食品加工、农业生产等方面都有重要的应用价值。以来源于Rhodococcus sp.的胆固醇氧化酶基因为研究对象,构建于温控表达载体pHsh上,免去了诱导剂的使用,采用温度调控使胆固醇氧化酶基因在大肠杆菌中成功表达。在摇瓶水平对酶的表达量进行优化,最终的酶量为 855 U/L。使用镍柱将酶纯化,得到单一条带,相对分子质量约为55 kDa。分析其酶学性质,最适pH 7.0,在pH 5.0~7.0稳定;最适反应温度40 ℃,在50 ℃保温,其半衰期为6.9 min。以胆固醇为底物,在pH 7.5、37 ℃条件下测酶活,计算得动力学参数Km为3.38 mmol/L,kcat /Km为6.09 s-1·(mmol/L)。
2016, 35(3):278-283. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2016.03.009 CSTR:
摘要:人工合成经密码子优化的羰基还原酶基因Sys1,并与葡萄糖脱氢酶基因Sygdh共克隆至双启动子表达质粒pETDuet-1中,获重组质粒pETDuet-Sygdh-Sys1。将其转化大肠杆菌(Escherichia coli) BL21(DE3),构建了共表达羰基还原酶和葡萄糖脱氢酶的重组工程菌E. coli BL21/pETDuet-Sygdh-Sys1。以经IPTG诱导的重组菌为生物催化剂,不对称还原间?鄄氯苯甲酰甲基氯(m?鄄CPC),制备手性药物中间体(R)-2-氯?鄄1-(3-氯苯基)乙醇((R)-CCE)。在m-CPC 30 mmol/L、重组湿菌体70 mg/mL、葡萄糖40 mmol/L、辅酶NADP+ 0.2 mmol/L,以及pH 7.0、反应温度40 ℃和反应时间3 h等条件下,所获手性化合物(R)?鄄CCE的摩尔产率高达99.0%,对映体过量值(e.e.值)为100%。
2016, 35(3):284-289. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2016.03.010 CSTR:
摘要:研究了体积分数30%乙醇洗脱的鱼腥草柱层析组分对细菌生物膜的抑制活性,发现鱼腥草组分质量浓度在4.0 mg/mL的时候,对E.coli生物膜及Salmonella typhimurium生物膜形成的抑制率均为100%,同时鱼腥草组分在3.0 mg/mL和4.0 mg/mL时分别完全能够抑制E.coli和Salmonella typhimurium的生长。对鱼腥草组分进行成分分析,发现其主要成分为3,4?鄄二羟基苯甲酸、绿原酸、芦丁、金丝桃苷、槲皮苷以及槲皮素。同时研究了鱼腥草柱层析组分对冷藏猪肉的保鲜效果,对微生物含量、挥发性盐基氮(TVB-N)、pH以及汁液流失率均有积极效果,在柱层析组分质量浓度为4.0 mg/mL的时候,每克肉品在15 d时微生物数量对数值达到5.95,而此时对照组微生物数量对数值为8.01。结果表明,鱼腥草柱层析组分在冷藏猪肉贮存中具有一定的应用潜力。
2016, 35(3):296-302. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2016.03.012 CSTR:
摘要:碱性淀粉酶催化淀粉在碱性环境中高效降解,广泛应用于纺织退浆、洗涤、制药等领域。通过信号肽筛选,将来源于嗜碱单胞菌Alkalimonas amylolytica 的碱性淀粉酶基因于枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis WB600实现分泌表达,并优化了重组菌产酶的发酵条件。在最佳信号肽ywbN介导下,重组B. subtilis发酵51 h,胞外AmyK酶活最高达146.86 U/mL,且能在发酵上清液中检测到与AmyK理论相对分子质量(60 kDa)一致的蛋白质条带。通过单因素实验优化了发酵培养基(糊精32 g/L,蛋白胨12 g/L,酵母粉24 g/L,KH2PO4 2.32 g/L,K2HPO4·3H2O 16.43 g/L),并在发酵24 h后添加0.2 g/dL Na2CO3调节发酵液pH,发酵72 h胞外AmyK酶活达640.33 U/mL,较优化前提高了336%,是目前已报道重组B. subtilis产碱性淀粉酶的最高水平。研究结果为AmyK发酵生产的工业化提供了数据支撑。
2016, 35(3):303-309. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2016.03.013 CSTR:
摘要:利用宏基因组学技术对不同发酵时期黄酒醪液中的真菌进行鉴定,并利用GC?鄄MS分析黄酒中的主要高级醇、醛类和酯类等挥发性风味物质。结果表明:黄酒前酵阶段真菌有着较高的群落多样性,在发酵排料当天鉴定出22种真核属类;其中曲霉属(Aspergillus)在整个发酵过程相对丰度均达到90%以上,远远高于其它真菌,是黄酒发酵过程中的特征微生物;随着黄酒发酵的进行,优势真菌呈现先降低后增加趋势。挥发性风味物质的测定结果表明,在发酵过程中挥发性物质的生成受发酵液性质影响较大,大部分在第4天有着较高的含量,随着发酵的进行,发酵液的较高酸度和酒精度以及低pH降低了微生物的多样性,使得挥发性风味物质含量有所降低。
2016, 35(3):310-317. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2016.03.014 CSTR:
摘要:为使低聚糖和嗜热链球菌在生产中能合理配伍使用,并为益生菌产品的开发提供理论依据,采用6种常用低聚糖分别替代M17培养基中部分或全部乳糖组分,以及添加不同浓度低聚糖到M17作为发酵培养基这两种方法,研究6种低聚糖对嗜热链球菌生长以及产酸性能的影响。结果表明,6种低聚糖替代乳糖可造成嗜热链球菌生长能力下降甚至停止生长,而在乳糖存在的情况下,添加低聚糖有利于菌株的生长及产酸。
2016, 35(3):318-323. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2016.03.015 CSTR:
摘要:克隆自肝素黄杆菌(Flavobacteriumheparinum)的肝素酶I(Heparinase I,EC4.2.2.7)广泛应用于低相对分子质量肝素(LMWH,low molecular weight heparin)制备研究。然而,该酶在大肠杆菌表达体系中易形成包涵体,限制了其大量应用。将可溶性配体SUMO(small ubiquitin?鄄like modifier,小泛素类似修饰蛋白质)与C端带有6×His标签的肝素酶基因片段N?鄄端融合表达,菌体总蛋白质和可溶性蛋白质SDS?鄄PAGE电泳表明,N端融合SUMO的肝素酶I可溶性表达比率显著提高;通过镍?鄄亲和柱层析得到均一纯化的融合肝素酶I,融合酶酶学性质表明该融合酶可直接应用于肝素降解而无需切除SUMO标签,为肝素酶I的广泛应用提供了良好的技术基础。
2016, 35(3):324-329. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2016.03.016 CSTR:
摘要:在5 L的发酵罐中进行了重组毕赤酵母X33/pGAPZα A-MLcc1表达重组漆酶的发酵试验,漆酶活性的变化趋势与菌体干质量变化趋势相一致,当菌体增长进入稳定期46 h左右时,产酶达至高峰47.2 U/L。进一步研究了工程菌在5 L容积发酵罐中的高密度发酵工艺,并获得了高水平表达漆酶的优化策略:在补料阶段采用溶氧反馈控制方式,并且保持溶氧水平在15~30 g/dL,发酵过程中通过在线补加氨水和盐酸来调整pH恒定在5。通过高密度发酵可获得最高酶活力达216.3 U/L,是分批发酵获得最高酶活力的4.6倍。
山其木格 , 梁慧珍 , 张长霞 , 张林奇 , 谭旭 , 梁丽泉 , 李长文
2016, 35(3):330-335. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2016.03.017 CSTR:
摘要:糟醅堆积发酵是酱香型白酒生产工艺中一个重要的环节,对白酒品质、产量有很大的影响。采用PCR?鄄DGGE生物技术研究酱香型白酒酿造中所有的糟醅堆积过程,对堆积糟醅中的微生物种群变化进行跟踪,揭示微生物种群在各个轮次糟醅堆积过程的变换规律。从整体看,堆积发酵过程细菌种类多于真菌种类,下沙期间堆积糟醅的微生物种类很少,糙沙阶段微生物种类开始逐渐增多,二轮次堆积时微生物种类最丰富,且在整个酿酒年度的末期,堆积糟醅微生物多样性有减少现象。
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