2018, 37(3):225-231. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2018.03.001 CSTR:
摘要:发展燃料乙醇是人类应对石油等化石燃料日渐枯竭及汽车尾气等环境问题的积极举措,也被许多国家视为维系能源战略安全和发展低碳经济的必然选择。因此,全球燃料乙醇产量在过去的几十年中急剧增加。但是,废水处理的问题与此同时也日益加剧,目前已成为阻碍乙醇工业发展的限制因素。为了实现燃料乙醇产业的可持续发展,开发新型的废水处理工艺具有重要意义。国内外研究者开发出了许多乙醇废水处理技术,包括蒸发、回用、单细胞蛋白(Single cell protein,SCP)/生物制品生产、耕地灌溉、厌氧消化和乙醇-沼气双发酵耦联工艺等技术。作者对这些技术进行了系统地总结,阐述了这些技术的原理、特点和优缺点,以期为乙醇废水处理的深入研究提供参考。
张俊丽 , 康振 , 钱晟东 , 邱玲 , 陈坚 , 堵国成
2018, 37(3):232-239. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2018.03.002 CSTR:
摘要:5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ALA)是一种天然存在的非蛋白质类氨基酸,在医学和农业领域应用广泛。为构建生产ALA的酿酒酵母细胞工厂,作者首先在酿酒酵母中分别表达了来源于酿酒酵母和类球红细菌中编码ALA生物合成C4途径ALA合酶的hem1和hemA基因,同时又表达了来源于大肠杆菌编码C5途径关键酶谷氨酰-tRNA还原酶和谷氨醛氨基转移酶的基因hemA和hemL。结果表明,表达酿酒酵母自身来源的hem1基因更利于ALA的合成,ALA产量为327.6 mg/L。在此基础上将C4和C5途径的基因hem1、hemA和hemL在酿酒酵母中过量表达,在添加前体物质甘氨酸和琥珀酸的条件下,ALA产量为525.8 mg/L,实现了在酿酒酵母中合成ALA。
2018, 37(3):240-249. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2018.03.003 CSTR:
摘要:通过基因挖掘,获得了来源于Kluyveromyces polysporus的醇脱氢酶基因kpadh,并在Escherichia coli BL21(DE3)中实现了可溶性表达。其编码的醇脱氢酶KpADH属于短链脱氢酶家族,可催化双芳基酮不对称还原生成手性双芳基醇,且可利用异丙醇为辅底物进行底物偶联型辅因子循环。采用Ni-NTA亲和层析柱对重组蛋白KpADH进行纯化,并研究了酶学性质。研究发现:KpADH的还原和氧化反应的最适pH分别为5.5和9.5;KpADH对1-(4'-氯苯基)-(吡啶-2'-基)-甲酮[1-(4'-chlorophenyl)(pyridin-2'-yl)methanone,CPMK]的Km和Vmax为0.500 mmol/L和25.0 μmol/(min·mg),对辅底物异丙醇的Km和Vmax分别为6.36 mmol/L和21.4 μmol/(min·mg);KpADH对酮酯类底物和2,3-丁二醇有较高的催化活力。运用该重组菌对100 mmol/L的CPMK进行不对称还原,反应10 h后,底物转化率大于99.8%,产物(R)-CPMA的ee值为82%,摩尔收率88.7%。本研究为利用醇脱氢酶KpADH高效合成光学纯CPMA奠定了基础。
熊天真 , 谢诗语 , 薛亚娟 , 白蓉 , 冯佳婷 , 管政兵 , 廖祥儒 , 蔡宇杰
2018, 37(3):250-255. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2018.03.004 CSTR:
摘要:利用人工种植的薰衣草及无锡本地采集的相同品种薰衣草,对其各组织内生真菌进行分离、纯化。分别分离得到18和23株内生真菌。对所筛选出的菌株进行固态发酵,并对其发酵培养产物进行提取。通过化学反应的方法从野外采集薰衣草内生真菌中筛选出一株产酚酸的菌株,并通过分子生物学方法对其进行初步鉴定,并对其固态发酵提取物进行初步研究。研究结果表明了薰衣草内生真菌的多样性,为通过微生物固态发酵产酚酸类物质提供理论和实验基础。
2018, 37(3):256-261. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2018.03.005 CSTR:
摘要:研究了压力、温度、pH、保压时间对脂肪酶活性的影响,并分析了酶的复原性,测定了不同温度和压力处理脂肪酶的动力学参数。结果表明,200 MPa时脂肪酶酶活最高,是常压的1.76倍。200 MPa时脂肪酶最适温度为40 ℃,最适pH值7.5,最佳保压时间为10 min。与常压相比,200 MPa时,40 ℃时Km值变化不大,50 ℃时Km值有所增加,而Vmax、Kcat、Kcat/Km值随压力的升高而增大。
2018, 37(3):262-267. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2018.03.006 CSTR:
摘要:哌啶甲酸是哌啶环衍生物的重要前体。赖氨酸环化脱氨酶可以催化L-赖氨酸生产L-哌啶甲酸。为加快赖氨酸环化脱氨酶的催化反应速率,设计并制作了PDMS微芯片作为反应装置,并研究了微通道尺寸、微通道长度和反应液流速对反应速率的影响。在微反应器中最佳反应条件是:微通道尺寸200 μm;微通道长度128.4 cm;反应液流速100 μL/min。在优化的条件下反应44 h,获得哌啶甲酸2.22 g/L,比在摇管中反应所需时间缩短了1/3。
2018, 37(3):268-273. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2018.03.007 CSTR:
摘要:从新疆酸马奶中分离筛选乳酸菌和酵母菌用于脱脂牛乳的混合发酵,以期获得新的含醇发酵乳产品。通过单因素及正交试验优选出最优菌株及最优工艺参数,并测定了该条件下发酵所得含醇发酵乳的理化指标。优选出的乳酸菌经分子鉴定结果为Lactobacillus crustorum,酵母菌为Trichosporon asahii;优化发酵工艺参数为:发酵温度37 ℃,发酵时间14 h,接种体积分数4%,接种比例(乳酸菌/酵母菌)2∶3;含醇发酵乳成品pH(5.54±0.035),滴定酸度为(40.9±0.608) °T,酒精度为(0.266±0.047) %,总酸质量浓度为(3.274±0.197) g/L,氨基酸态氮质量浓度(0.372±0.0285) g/L,持水力为(31.28±0.0187) %,还原糖质量浓度为(76.93±3.07) mg/mL。
2018, 37(3):274-282. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2018.03.008 CSTR:
摘要:超声和酶解技术应用在果酒发酵可以提高原料的利用水平,保证果酒良好的感官质量。针对不同超声酶解工艺对发酵姜酒品质及香气成分的影响进行了研究,比较了不同超声酶解组合制得姜酒的酒精度、可发酵性糖、总糖、可滴定酸和游离氨基酸含量,并通过GC-MS方法对不同工艺姜酒样品的香气成分进行了分析。结果表明:较单一超声处理和酶解处理,经过超声协同酶解制备得到的姜酒,酒精度提高了9.66%和7.61%,可发酵性糖质量浓度提高了43.68%和15.19%,总糖质量浓度提高了46.29%和0.52%,可滴定酸浓度提高了49.70%和18.40%,游离氨基酸质量浓度提高了18.17%和18.06%。香气成分分析表明:不同处理发酵姜酒中的香气成分主要由醇类、酯类、酸类、少数的酚类和烷类组成,醇类化合物的相对含量最高。超声协同酶解组发酵姜酒产生的香气物质种类最多,鉴定为51种,其中相对含量最高的组分为苯乙醇,占19.6%;丁内酯、正己醛、2-甲基己酸和6-姜酚的相对含量也均明显高于其余组,分别占5.42%、5.09%、5.01%和10.5%。
2018, 37(3):283-288. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2018.03.009 CSTR:
摘要:为了提高RGD-TRAIL的表达量,对重组大肠杆菌的发酵工艺进行优化。在单因素实验的基础上,采用Box-Behnken实验设计进行了四因素三水平的响应面分析试验,研究了接种体积分数、pH值、诱导时间、诱导温度对RGD-TRAIL表达的影响。响应面结果表明,RGD-TRAIL表达的最佳条件为:接种体积分数7.88%,pH值7.02,诱导时间10.25 h,诱导温度22 ℃。在此条件下RGD-TRAIL的表达量达到17.27%,与模型预测表达量(17.31%)接近,较优化前提高了40.06%。
2018, 37(3):289-296. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2018.03.010 CSTR:
摘要:克隆了来源于Clostridium bolteae ATCC BAA-613的D-阿洛酮糖3-差向异构酶基因,利用重叠延伸PCR技术在Cb-dpe基因的上游加入了P43启动子,形成P43-Cb-dpe,再将P43-Cb-dpe连接到pMA5载体上构建出双启动子表达载体,并导入到Bacillus subtilis WB800中进行表达;与单启动子表达系统相比,双启动子表达载体能够显著提高Cb-dpe的表达量。对重组Cb-DPE酶进行了分离纯化和酶学性质的研究,结果表明:重组Cb-DPE的最适温度为55 ℃,最适pH为7.0,在温度30~40 ℃范围内和pH 6.5~7.5之间有良好的稳定性;Co2+、Mn2+可显著增强酶活;D-阿洛酮糖为底物时,Km为26.68 mmol/L,小于果糖的61.80 mmol/L,说明该酶对D-阿洛酮糖的亲和性比对D-果糖的高。而在动力学参数方面,以D-阿洛酮糖为底物对应的催化效率Kcat/Km为95.8 L/(mmol·min),大于以果糖作为底物时的54.1 L/(mmol·min)。
2018, 37(3):297-302. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2018.03.011 CSTR:
摘要:为优化牦牛酸奶的加工工艺,通过标准化法评估研究了牦牛奶杀菌条件、菌种接种体积分数、发酵温度、后酸化时间对牦牛酸奶品质的影响。结果表明,牦牛乳在90 ℃下杀菌10 min,添加0.15%混合乳酸菌发酵剂、在43±1 ℃条件下发酵至凝固,4 ℃后酸化24 h,制得的牦牛酸奶品质好。
2018, 37(3):303-308. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2018.03.012 CSTR:
摘要:研究了血红密孔菌Pycnoporus sanguineus SYBC-L10产纤维二糖脱氢酶的发酵优化。该酶是诱导酶,微晶纤维素是其最好的诱导底物。通过对发酵培养基中培养成分的优化,添加大分子碳源微晶纤维素和小分子碳源葡萄糖作为复合碳源,发酵优化后提高到78±5.94 U/L,是未优化前的2倍(39±4.78 U/L)。通过对氮源的优化,即有机氮源黄豆粉和无机氮源磷酸氢二铵的添加,使酶活达到700±35.78 U/L,比优化前提高了近17倍。而通过四因素四水平的碳氮源正交实验之后酶活达到1245±35.78 U/L,比优化前提高了近32倍。由此,确定了当微晶纤维素为7 g/L,葡萄糖5 g/L,黄豆粉6 g/L,磷酸氢二铵2 g/L时,其他不变,此时的产酶最高,达到1 245±35.78 U/L。
李湘玉 , 刘秦华 , 李君风 , 白晰 , T. Desta , 王思然 , 董志浩 , 白云峰 , 邵涛
2018, 37(3):309-315. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2018.03.013 CSTR:
摘要:采用重叠延伸PCR合成技术将乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)分泌蛋白基因序列usp45(81 bp)和瑞氏木霉(Trichoderma reesei)β-1,4-葡聚糖内切酶成熟蛋白序列egl3(657 bp)连接成融合基因usp45-egl3,构建了分泌型重组质粒pMG36e-usp45-egl3及重组大肠杆菌E. coli DH5α/pMG36e-usp45-egl3。分析重组大肠杆菌的表达效果及表达产物降解纤维素的能力。结果表明,重组大肠杆菌DH5α/pMG36e-usp45-egl3经14 h培养能分泌酶活为226 mU/mL的β-1,4-葡聚糖内切酶,并有效地降解了羧甲基纤维素钠。其中分泌的β-1,4-葡聚糖内切酶降解羧甲基纤维素钠生成还原糖的速率为2.35 mg/(h·mL)。
2018, 37(3):316-322. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2018.03.014 CSTR:
摘要:在黄酒酿造中浸米工序产生大量的米浆水,其pH低但营养丰富,COD含量很高,直接进行废水处理造成较高的环保成本负担。为回收利用米浆水资源,从环境中分离了108株产色素酵母菌,以pH 3.5培养时的生物量和色素产量为指标,筛选到5株较优酵母菌,进一步考察在米浆水中培养的细胞数,色素产量和COD降解率,最终筛选得到菌株R-70。根据菌株形态和生理学特征以及26S rDNA 序列分析,鉴定为近玫色锁掷酵母(Sporidiobolus pararoseus)。R-70菌株在米浆水中的发酵实验结果显示:随着培养时间的增加,pH值和氨态氮质量浓度不断升高。培养36 h酵母数达到最大7.8×107/mL,色素量在44 h达到5.26 mg/L,44 h COD去除率达到最大91.12%,是一株性能良好的酸浆水利用菌株。
刘刚 , 杨妍 , 胡婷婷 , 邓钱江 , 张晓喻 , 黎霞
2018, 37(3):323-328. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2018.03.015 CSTR:
摘要:研究青刺尖茶经“金花菌”发酵后,其降血脂效果的变化。以普通饲料饲养小鼠作空白对照,饲喂高脂饲料建立高血脂症模型小鼠,再随机分成模型组、青刺尖“金花菌”发酵茶三个剂量处理组(2、6、9 g/kg)、青刺尖干茶组和血脂康组(3 g/kg)。各组分别连续灌胃处理28 d,心脏取血分离血清,检测总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、载脂蛋白AI(Apo-AI)、载脂蛋白B(Apo-B)和脂蛋白a(LP-a);计算肝脏指数,并制作肝脏病理切片。与模型组比较,发酵茶三个剂量处理组的TC、TG、LDL-C及中剂量组的Apo-B/Apo-AI比值,均显著降低(p<0.05);发酵茶三个剂量组的HDL-C和肝脏指数,高剂量组的TC、中高剂量组的TG和LDL-C,差异均达到极显著(p<0.01),同时抑制了各处理组HDL-C的过度增加。与未发酵的青刺尖茶组比较,中、低剂量组小鼠的体重增长量较小,而低剂量组降低显著(p<0.05)。青刺尖茶经“金花菌”发酵后,能有效控制高血脂症小鼠体重的增加,更显著地降低或抑制高血脂症小鼠的各项生化指标,显现更优的降脂功效。
2018, 37(3):329-335. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2018.03.016 CSTR:
摘要:对油茶籽多糖Ⅰ(Camellia Oleifera Seed PolysaccharideⅠ,CPSI )的分离纯化、单糖组分分析及其降脂作用进行研究。从油茶籽中提取水溶性粗多糖,采用DE-52纤维素柱层析、Sephadex G-100柱层析和亲和层析纯化得油茶籽多糖Ⅰ(CPSI ),毛细管电泳法研究CPSI的单糖组分。使用高血脂小鼠模型,测定CPSⅠ对总胆固醇(T-CHO)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMG-CoA)和粪固醇的影响,研究CPSI的潜在降脂机制。油茶籽多糖Ⅰ(CPSI)为具有多种磷酸基团的复合多糖。CPSⅠ由木糖、半乳糖组成,CPSⅠ水解液中半乳糖和木糖的摩尔比为4.6∶5.57。与高血脂组相比,CPSI处理组小鼠血清T-CHO和LDL-C显著下降,粪固醇摩尔质量浓度升高,但HDL-C和HMG-CoA还原酶活性没有变化,CPSI对预防小鼠高血脂有一定疗效,其可能在降低心血管疾病风险方面发挥一定的作用。
版权所有:《食品与生物技术学报》编辑部
地址:江苏省无锡市蠡湖大道1800号 邮政编码:214122
电话:0510-85913526 电子邮件:xbbjb@jiangnan.edu.cn