• 2017年第36卷第9期文章目次
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    • 生物质色素的微生物合成研究进展

      2017, 36(9):897-905. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2017.09.001 CSTR:

      摘要 (1375) HTML (0) PDF 1.59 M (1478) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物质色素在来源的可持续性方面、在制备过程的环保性方面和所染色纺织品的生态性方面都远优于目前正在使用的合成染料。生物质色素是由生物体合成的色素物质,相比较植物和动物中提取色素,微生物色素在工业化应用方面更具潜力。选择几种重要生物质色素,对其微生物合成制备进行了综述,分析了色素物质生物合成所用前体、介绍了能进行色素合成的微生物种类、阐述了色素的生物合成途径及所用的酶、分析了色素微生物合成的效率和应用现状,并对色素微生物合成的前景进行了展望。

    • 理性设计定点突变提高Streptomyces kathirae SC-1酪氨酸酶热稳定性

      2017, 36(9):906-911. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2017.09.002 CSTR:

      摘要 (854) HTML (0) PDF 1.02 M (1393) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用SWISS-MODEL在线服务器以栗色浑圆链霉菌(Streptomyces castaneoglobisporus)酪氨酸酶(PDB登录号:2AHL)为模板对S. kathirae酪氨酸酶的3-D结构进行同源模拟。使用在线预测软件PoPMuSiC-2.1计算酪氨酸酶每个突变氨基酸的去折叠自由能变化(ΔΔG)来辅助设计提高酪氨酸酶的稳定性,利用定点突变构建突变体,并且在大肠杆菌中对野生型酪氨酸酶及突变体进行表达,最终获得了两个热稳定性提高的突变体R95Y、G123W。在此基础上进行复合突变,获得了一个热稳定性显著提高的突变体R95Y/G123W。该突变体在60 ℃的半衰期提高了2.43倍,最适反应温度由45 ℃提高到50 ℃,本研究所用的基于蛋白质结构的理性设计提高稳定性的策略也可以应用于其他工业酶类,显示了良好的应用前景。

    • 膳食添加深海鱼油对机体内EPA和DHA质量分数的影响

      2017, 36(9):912-917. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2017.09.003 CSTR:

      摘要 (699) HTML (0) PDF 961.33 K (1293) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究体内EPA和DHA随膳食补充的变化规律,根据能量平衡原则,设计不同EPA和DHA组成的合成饲料,分为ω-3组,ω-6组和对照组(Ctl组)进行小鼠饲养实验,同时进行深海鱼油膳食补充人体实验,研究机体对EPA和DHA吸收效率。结果表明,饲养前后,在ω-3组中血液总脂肪酸EPA和DHA的质量分数分别增加9.1倍和1.99倍。饲养后ω-3组与ω-6组相比,肝脏总脂肪酸中EPA和DHA的质量分数分别增加66倍和3倍;附睾脂肪垫总脂肪酸中EPA和DHA的质量分数分别增加8.1倍和4.9倍。饲养后ω-3组与Ctl组相比,肝脏总脂肪酸中EPA和DHA的质量分数分别增加35倍和3.5倍;附睾脂肪垫总脂肪酸中EPA和DHA的质量分数分别增加8.1倍和5.8倍。人体补充深海鱼油后,血液总脂肪酸中EPA的质量分数上升4.4倍,而DHA的质量分数上升1.4倍。因此在膳食中富含或缺乏EPA时,机体内EPA的质量分数会快速升高或降低,而DHA则相对稳定,EPA比DHA更容易受到膳食脂肪酸的影响。

    • 超氧化物歧化酶重组酵母的构建及其发酵条件的优化

      2017, 36(9):918-921. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2017.09.004 CSTR:

      摘要 (968) HTML (0) PDF 725.61 K (1359) 评论 (0) 收藏

      摘要:超氧化物歧化酶(SOD)由于具有高效清除氧自由基的作用而广泛用于食品、日化和医药领域。作者研究了提高SOD产量的基因工程新方法。利用密码子优化后人源铜锌超氧化物歧化酶基因,构建亚克隆及表达载体,最终转化进巴斯德毕赤酵母进行表达。通过正交试验,分析工程菌的最适摇瓶表达条件。摇瓶正交试验确定最优表达条件为:28 ℃,诱导剂体积分数1.0%,接种体积分数1.0%,最优表达水平为2 339.4 U/mL,与现有的一些研究相比,其表达量提高了近3倍。这些结果表明:对人源铜锌SOD经过适当的密码子优化和发酵条件优化,使酵母表达量显著提高,有助于解决SOD原料来源的局限。

    • 克氏梭菌和酿酒酵母混合培养提高己酸产量

      2017, 36(9):922-926. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2017.09.005 CSTR:

      摘要 (557) HTML (0) PDF 1.09 M (1553) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高克氏梭菌8022产己酸的能力,缩短发酵周期,作者将该株菌与酿酒酵母进行了混合培养,并进一步分析混合培养体系提高己酸产量的机理。研究表明:在用发酵罐对己酸菌进行纯培养时己酸菌产量可达6.35 g/L,与酿酒酵母共培养时,产酸达到7.09 g/L,产酸提高了12.5%,且到达最大产酸的周期缩短了约48 h。相关参数的分析表明,酿酒酵母在共培养过程中主要通过提高乙酸到丁酸的转化速率,从而提高己酸的产量。通过分析溶氧值和微生物生长参数,表明引起这一变化的主要原因是共培养时酿酒酵母的生长提高了共培养体系的厌氧水平,促进丁酸的生成和转化,从而提高了己酸的产量。

    • 利用PiggyBac转座子系统快速控制GPI锚定蛋白的表达

      2017, 36(9):927-932. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2017.09.006 CSTR:

      摘要 (537) HTML (0) PDF 1.60 M (1239) 评论 (0) 收藏

      摘要:GPI锚定蛋白的合成是一个发生在内质网中多步骤、多基因参与的过程。PIGK是GPI锚定蛋白转酰胺酶复合物的一个催化亚基,负责把GPI前体转移到蛋白质上。作者在人体胚胎肾细胞(HEK 293)中获得了PIGK敲除的细胞株,敲除PIGK的细胞不能表达GPI锚定蛋白。利用piggyBac(PB)转座子系统,在细胞中重新插入PIGK基因,细胞膜表面的GPI锚定蛋白恢复表达。实验成功构建了HEK293pB-PIGK细胞株并命名为G36,通过引入PB转座酶或FLP重组酶,可以控制GPI锚定蛋白的表达。本系统可以快速调控细胞表面蛋白质的表达并能够用于基础研究和工业应用。

    • 尿酸酶自组装空心纳米微球体外稳定性

      2017, 36(9):933-937. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2017.09.007 CSTR:

      摘要 (450) HTML (0) PDF 754.38 K (720) 评论 (0) 收藏

      摘要:制备载尿酸酶(Uricase,UOX)聚乙二醇-透明质酸(Hyaluronic acid-graft-poly(ethylene glycol),HA-g-PEG)/羟丙基-β-环糊精(Hydroxypropyl-beta-cyclodextrin,HPCD)自组装空心纳米微球(HA-g-PEG/HPCD self-assembly hollow spheres encapsulated uricase,UHPHD),并研究其体外稳定性。制备UHPHD,并测定其包封率、粒径及Zeta电位。再分别从最适温度、最适pH、热稳定性、贮存稳定性、酸碱稳定性和抗胰蛋白酶水解能力初步考察游离UOX和UHPHD的差异。结果:UHPHD的包封率为(62.17± 2.94)%,粒径和Zeta电位分别为(299.60±13.05) nm和(-45.10±2.75) mV。UHPHD和UOX最适温度均为40 ℃,最适pH均为8.5。体外稳定性结果显示,UHPHD的体外稳定性明显高于UOX。

    • 不同类型连接肽对β-甘露聚糖酶AuMan5A酶学性质的影响

      2017, 36(9):938-943. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2017.09.008 CSTR:

      摘要 (529) HTML (0) PDF 1.06 M (1490) 评论 (0) 收藏

      摘要:以柔性肽F(GGGGS)3或刚性肽R(EAAAK)3为连接肽,将海栖热胞菌27家族碳水化合物结合域(CBM27) 与宇佐美曲霉5家族β-甘露聚糖酶(AuMan5A)的C末端融合,探讨不同类型连接肽对AuMan5A酶学性质的影响,获取具有优良酶学性质的融合酶。采用重叠PCR技术扩增融合酶基因Auman5A-F-cbm27和Auman5A-R-cbm27,分别将Auman5A和融合酶基因在毕赤酵母GS115中进行表达,分析表达产物reAuMan5A、reAuMan5A-F-C和reAuMan5A-R-C的酶学性质。结果表明:该3种β-甘露聚糖酶对角豆胶的Km值分别为1.7、1.9和0.9 mg/mL。3种酶的最适温度Topt分别为70、65和70 ℃;reAuMan5A-F-C和reAuMan5A-R-C在70 ℃的半衰期t701/2分别为36 min和124 min,较reAuMan5A的(t701/2=9 min)延长了3倍和12.8倍。reAuMan5A-R-C具有底物亲和力强、热稳定性高和pH稳定范围广等特点,在食品、饲料、医药和能源等领域有着巨大的应用潜力。

    • 重组大肠杆菌产双乙酰还原酶的发酵条件优化

      2017, 36(9):944-950. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2017.09.009 CSTR:

      摘要 (921) HTML (0) PDF 1.22 M (1358) 评论 (0) 收藏

      摘要:光学纯2,3-丁二醇是重要的手性合成砌块。采用双乙酰还原酶催化还原双乙酰底物是一种合成光学纯2,3-丁二醇的绿色方法。作者在摇瓶中对产双乙酰还原酶重组大肠杆菌的发酵培养基及诱导条件进行了优化。优化后的发酵培养基组成为:甘油5 g/L,酵母浸膏10 g/L,鱼粉蛋白胨5 g/L,(NH4)2SO4 1.5 g/L,柠檬酸钠5 g/L,KH2PO4 1 g/L,MgSO4·7H2O 0.5 g/L,NaCl 2 g/L;优化后的诱导条件为37 ℃,IPTG终浓度为0.1 mmol/L。在优化培养基中,37 ℃和0.1 mmol/L IPTG条件下诱导发酵6 h,单位菌体(干重)产双乙酰还原酶量达13.84 kU/g,产酶水平达33.65 kU/L,分别为基础培养基的2.04和4.23倍,LB培养基的1.16和1.71倍。在此最优条件,在3 L发酵罐中进行了重组大肠杆菌产双乙酰还原酶的验证,发酵8 h时酶活最高,单位菌体产双乙酰还原酶量达14.09 kU/g,产酶水平达64.62 kU/L。本研究为高效制备可用于不对称还原合成光学纯2,3-丁二醇的双乙酰还原酶奠定了基础。

    • 大肠杆菌中dAb一级结构与可溶性表达关联

      2017, 36(9):951-958. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2017.09.010 CSTR:

      摘要 (1100) HTML (0) PDF 1.10 M (1489) 评论 (0) 收藏

      摘要:抗体类药物研发是药物发展的一个重要研究方向,目前已有许多抗体在原核表达体系中成功表达。人们通常采用“试错法”优化表达系统,提高蛋白质产量,但该方法费时费力且成功率低,因此迫切需要探索氨基酸组成与蛋白质可溶性表达水平之间的关联,以指导表达系统的选择或蛋白质分子的定向改造。在单域抗体dAb分子的C端末尾添加一个氨基酸,发现单个氨基酸的改变足以引起蛋白质可溶性表达量发生显著变化。通过层次聚类、Cluster Omega对dAb氨基酸序列与表达水平分别进行分类,发现两者分类一致的比例达到70%,证明了氨基酸序列与蛋白质表达水平间的关联。通过对65个CDR随机突变的dAb分子进行线性建模分析其可溶性表达量,发现对dAb胞外质量分数有显著影响作用的氨基酸组合为S(丝氨酸),R(精氨酸),N(天冬酰胺),D(天冬氨酸),Q(谷氨酰胺),Y(酪氨酸),F(苯丙氨酸),G(甘氨酸),对dAb胞内质量分数有显著影响作用的氨基酸组合为G,R,C(半胱氨酸),N,S,Y,K(赖氨酸),A(丙氨酸),对dAb蛋白质总量有显著影响的组合为R,S,G,N,Y,C,Q,F,T(苏氨酸)。其中R、S和G的含量显著影响dAb的可溶性表达量且该影响不受分布位置的影响。蛋白质的极性亦是其可溶性表达水平的显著影响因素。

    • 铁皮石斛茎部和叶部多糖的性质和活性

      2017, 36(9):959-965. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2017.09.011 CSTR:

      摘要 (444) HTML (0) PDF 1.04 M (938) 评论 (0) 收藏

      摘要:铁皮石斛是一种含有多种活性物质的名贵中药,目前主要利用其茎部进行活性和结构等方面的研究。作者通过研究和比较铁皮石斛茎部和叶部中的各种物质的质量分数和分布,发现茎部与叶部中物质组成相同,但茎部中多糖和石斛碱质量分数分别是叶部的2.71和3.02倍,而脂溶性成分和粗蛋白在叶部的质量分数要明显高于茎部。将提取后的茎部和叶部多糖进行分析,发现两种多糖的单糖组成具有较大差异,茎部多糖主要由甘露糖和葡萄糖组成,摩尔比为3.07∶1,叶部多糖主要由甘露糖、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖组成,摩尔比为8.81∶1∶0.57∶0.37。此外,茎部和叶部多糖特性粘度分别为56.26、8.05 dL/g,与之对应的相对分子质量分别为1 207 000和318 000,为高相对分子质量高粘度的生物大分子。在抗氧化活性实验中,清除DPPH自由基的结果显示,叶部多糖明显优于茎部多糖,表明其具有较高的抗氧化应用价值。在对提取条件中的温度、提取时间和料液比进行考察后,最终确定了茎部和叶部多糖提取的最优条件。

    • 油炸兔肉酶法预处理及改良剂配方优化

      2017, 36(9):966-974. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2017.09.012 CSTR:

      摘要 (669) HTML (0) PDF 1.63 M (1407) 评论 (0) 收藏

      摘要:以鲜兔肉为原料,利用蛋白酶预处理后,再使用改良剂来协同改善油炸兔肉产品口感。首先选用木瓜蛋白酶、胰蛋白酶对原料进行前处理,通过单因素和正交试验确定最佳酶解条件为:木瓜蛋白酶和胰蛋白酶用量复配比为300∶150,温度为45 ℃,时间为60 min。然后再使用大豆蛋白、变性淀粉、小苏打作为改良剂对产品品质进行改善,最终确定最佳的改良剂配方为小苏打添加质量分数0.6%,变性淀粉添加质量分数10%,大豆蛋白添加质量分数4%。各因素的显著性次序为:大豆蛋白量>变性淀粉量>小苏打量。

    • 黑曲霉葡萄糖氧化酶基因在毕赤酵母SMD1168中的表达

      2017, 36(9):975-981. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2017.09.013 CSTR:

      摘要 (854) HTML (0) PDF 1.24 M (1692) 评论 (0) 收藏

      摘要:在毕赤酵母SMD1168中利用乙醇氧化酶AOX1强启动子表达黑曲霉葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase,GOD)。提取黑曲霉Aspergillus niger PCTC的基因组DNA,以此为模板进行PCR扩增获得葡萄糖氧化酶基因,将目的基因插入到具有AOX1强启动子的表达载体pPICZαA上,经电转化导入毕赤酵母SMD1168中。经zeocin抗性平板初筛、摇床复筛以及SDS-PAGE蛋白质电泳的检测,获得了一株产葡萄糖氧化酶活力的菌株,该株菌在30 ℃、200 r/min的培养条件下,经体积分数1.0%的甲醇诱导发酵1 d可获得1.12 U/mL的酶活。对该菌株进行了摇瓶产酶条件优化,其最佳发酵条件为:在pH 5、30 ℃下经体积分数1.5%甲醇诱导7 d,酶活为32 U/mL。

    • 基因组规模代谢网络模型自动化修正

      2017, 36(9):982-989. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2017.09.014 CSTR:

      摘要 (470) HTML (0) PDF 1.12 M (2054) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于KEGG在线数据库以及6个蛋白质区间预测数据库,对基因组规模代谢网络模型进行了自动化修正。作者提出了蛋白质区间预测结果的权重打分机制,同时利用图像处理算法确定可信度高的特异性反应。上述修正的研究均在Spathaspora passalidarum NRRL Y-27907基因组规模代谢网络精炼过程中得到运用实施,对于提高模型构建效率意义重大。

    • 艾蒿多糖抑菌活性及稳定性

      2017, 36(9):990-995. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2017.09.015 CSTR:

      摘要 (888) HTML (0) PDF 1.53 M (1459) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用水提法提取艾蒿多糖,用滤纸片法测定多糖的抑菌活性及最低抑菌浓度(MIC),同时研究艾蒿多糖抑菌活性的酸碱稳定性、热稳定性、紫外稳定性。结果表明:艾蒿多糖对3种常见细菌均有一定的抑制效果,对革兰氏阳性细菌如金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌抑制作用较强,对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑制作用较弱;艾蒿多糖对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的最小抑制质量浓度(MIC) 分别为0.625、0.625、1.25 mg/mL;多糖的抑菌活性对温度和紫外照射具有较好稳定性,在不同的pH 值条件下抑菌活性相对不稳定,酸性处理条件下抑菌活性较强,碱性处理条件下抑菌活性较弱。艾蒿多糖具有良好的抑菌活性,可用于天然食品防腐剂的开发利用。

    • 复合酶解法优化黄精多糖提取工艺

      2017, 36(9):996-1001. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2017.09.016 CSTR:

      摘要 (680) HTML (0) PDF 873.38 K (944) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用复合酶解法优化黄精多糖提取工艺,苯酚-浓硫酸显色法测定黄精多糖质量浓度,以黄精多糖提取率为指标,对复合酶种类和配比进行筛选后,在单因素试验基础上,考察酶解温度、pH、料液比、加酶量对提取率的影响,并通过正交试验进行优化。结果表明,复合酶提取优于单酶提取和普通水提。酶用量配比为纤维素酶:木瓜蛋白酶=3∶7。酶解最佳条件为:pH值5.0,酶解温度50 ℃,料液比(g/mL)1∶20,加酶量1.5 g/dL,即纤维素酶0.45 g/dL,木瓜蛋白酶1.05 g/dL,酶解2 h后,沸水浸提2 h。在此工艺条件下,黄精多糖提取率可达21.55%,是普通水提法得率的2.75倍,比单酶水解高出12.06%。

    • 牛羊乳蛋白质粒度对其热处理沉淀率的影响

      2017, 36(9):1002-1007. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2017.09.017 CSTR:

      摘要 (498) HTML (0) PDF 1.82 M (869) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究牛羊乳蛋白质粒度大小对其热处理沉淀率的影响。采用离心沉淀、原子力显微镜、激光粒度仪和SDS-PAGE分析热处理后(95 ℃,15 min)牛羊乳蛋白质沉淀率、表面形貌、牛羊鲜乳蛋白质粒度和酪蛋白组成。结果表明:羊乳热处理后沉淀率显著高于牛乳(p<0.05);羊乳蛋白质粒子明显大于牛乳,其蛋白质热处理片状凝聚程度(35 858.15 nm2)大于牛乳(18 215.18 nm2);鲜牛乳蛋白质粒度大小主要集中在1 nm以下,鲜羊乳蛋白质粒度在1 nm以下相对较少,主要分布在1~1 000 nm之间;牛羊鲜乳酪蛋白主要有β-酪蛋白和αs1-酪蛋白两种,相对分子质量分别为34 000和26 000左右。牛乳的热稳定性高于羊乳;蛋白质粒度大小是影响其热稳定性的直接因素;原子力显微镜结合激光粒度仪是分析乳蛋白粒度的有效手段。

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