2025(4):1-8. DOI: 10.12441/spyswjs.20240717003
摘要:幽门螺杆菌(Helicobacter pylori, Hp)是一种定植在人体胃部可诱发胃炎、胃溃疡甚至胃癌的关键致病菌。目前,临床上通常采用抗生素结合质子泵抑制剂或铋剂的三联或四联疗法治疗Hp感染。然而,由于Hp对抗生素的耐药性不断上升,使得抗生素的治疗效果逐渐减弱,并且单一疗法的Hp根除率不足80%。研究发现,益生菌在辅助治疗Hp感染方面具有较好的效果,不仅能够减轻Hp导致的胃部炎症,提高Hp根除率,还能降低抗生素治疗的副作用。作者进一步综述了益生菌在治疗Hp感染中的应用,为益生菌辅助治疗的研究与临床应用提供参考。
2025(4):9-20. DOI: 10.12441/spyswjs.20241119001
摘要:红色素在食品中的应用非常广泛,除了具备着色功能外,还具有抗氧化、抗炎等对健康有益的特性。大多数商业食用红色素是通过动植物提取或化学合成获得的。而这些方法往往存在成本高、易造成环境污染、不能满足市场需求等问题。近年来,合成生物学和代谢工程已被用于开发微生物细胞工厂来生产食用红色素。通过微生物表达异源蛋白质、分析和优化代谢通路、借助AI辅助设计关键酶等手段,可实现从头合成红色素并提高产量。食用红色素的生物合成法具有环境友好、可持续、高效等优点。作者概述了番茄红素、辣椒红、甜菜红、胭脂红酸及红曲红的功能、来源和应用,以及利用微生物表达系统来合成这些红色素的研究进展。
2025(4):21-31. DOI: 10.12441/spyswjs.20240420001
摘要:赭曲霉毒素A(ochratoxin A,OTA)是一种真菌毒素,广泛存在于粮食作物、水果及动物体内,是具有极强毒性的物质之一,对人体具有致畸性和细胞毒性。适配体是经体外筛选获得的寡核苷酸序列,基于其与配体的高亲和力和强特异性结合特性,可构建用于检测OTA的适配体传感器。这类传感器具有灵敏度高、亲和力强、稳定性好等优点。作者综述了4种基于适配体传感器的OTA检测研究进展,总结现有适配体传感器检测OTA的方法,并展望未来适配体传感器的研究方向,对实现OTA的痕量、灵敏检测具有重要意义。
2025(4):32-41. DOI: 10.12441/spyswjs.20231208001
摘要:目的 构建以异戊二烯醇为底物的人工简短异戊烯醇利用途径(isopentenol utilization pathway,IUP),解决传统MEP/MVA途径合成冰片存在的途径长、辅因子需求大等问题,提高冰片生物合成效率。方法 以大肠杆菌(Escherichia coli, E.coli)BL21为底盘细胞,通过设计以异戊二烯醇为底物的两步酶促催化法,构建前体IPP/DMAPP的IUP,接着通过改善冰片二磷酸合酶CbTPS1的可溶性表达水平、筛选不同来源异戊二烯基转移酶改善前体IPP/DMAPP合成GPP的通量、适配性优化冰片合成途径关键酶的表达水平、筛选高活性磷酸酶等策略,同时探索不同金属离子对冰片生物合成的影响。结果 人工简短IUP合成冰片的效率较MEP途径提高了12.70%。通过酶工程和途径优化,冰片产量提升至2 642.8 μg/L。添加Mg2?后,产量进一步提高至5 912.4 μg/L。结论 利用人工简短IUP实现了冰片的生物合成,可为其他萜类化合物的生物合成提供参考。
2025(4):42-52. DOI: 10.12441/spyswjs.20250122002
摘要:目的 探究复合益生菌在甲型H1N1流感小鼠模型中的缓解效果及其对肠道菌群及代谢物的影响。方法 以具有缓解呼吸道感染能力的Lacticaseibacillus rhamnosus CCFM1279为主,结合Limosilactobacillus reuteri CCFM1145、Lacticaseibacillus casei CCFM1127和多种膳食因子,将3~4周龄SPF级ICR小鼠随机分成4组:空白组、模型组、阳性药物(奥司他韦)组、复合益生菌组,通过鼻滴感染H1N1流感病毒的方式来构建小鼠流感模型。以体质量变化率、病毒载量、肺泡灌洗液中L-乳酸脱氢酶活性等为指标分析复合益生菌缓解甲型H1N1流感症状的能力。采用16S rRNA基因测序评估肠道菌群的变化。采用非靶向代谢组学分析肠道代谢物的变化。结果 口服复合益生菌可有效抵抗甲型H1N1流感,其作用机制在于抑制病毒复制,并减轻肺部炎症损伤,降低肺泡灌洗液中L-乳酸脱氢酶活性。此外,复合益生菌能够调节宿主血清中IL-6、TNF-α质量浓度以及肺部抗病毒蛋白OAS1的相对表达量。复合益生菌显著增加了Parabacteroides的相对丰度。代谢物分析显示,复合益生菌显著提高了丙酮酸等代谢物的相对丰度。结论 甲型H1N1流感小鼠口服复合益生菌后,能够有效抵抗甲型H1N1病毒,并且可能通过特定肠道菌群及代谢物在缓解流感进程中发挥作用,为通过肠道菌群来防治流感的研究提供更多思路。
2025(4):53-62. DOI: 10.12441/spyswjs.20230322004
摘要:目的 阪崎肠杆菌(Cronobacter sakazakii,C. sakazakii)是高致死率的奶源性致病菌,在乳品加工中控制难度较大,这归因于其特殊的细胞特性和较强的环境抗逆性。C. sakazakii细胞膜上存在类胡萝卜素,然而其在细胞生理过程中的功能尚未明晰。因此,探究与色素合成相关的β-胡萝卜素羟化酶基因(crtZ)缺失及回补对细胞特性和抗逆性的影响及机制。方法 采用Red同源重组,在C. sakazakii BAA-894(BAA-894)基础上构建BAA-894ΔcrtZ(ΔcrtZ),同时借助pWSK29回补crtZ得到BAA-894ΔcrtZ/pWSK29-crtZ(ΔcrtZ/pWSK29-crtZ),进一步分析各菌株细胞特性和脂肪酸谱。结果 与BAA-894相比,ΔcrtZ细胞膜渗透性增强、流动性减小、生物膜形成减少且环境抗逆性降低,而ΔcrtZ/pWSK29-crtZ变化较小;ΔcrtZ不饱和脂肪酸种类和质量分数增加,而ΔcrtZ/pWSK29-crtZ变化不大。结论 crtZ基因缺失极有可能是影响C. sakazakii细胞特性和环境胁迫耐受性的重要原因。该研究将有助于丰富C. sakazakii的抗逆机制理论和食品安全控制研究。
2025(4):63-71. DOI: 10.12441/spyswjs.20240116003
摘要:目的 在大肠杆菌(Escherichia coli,E. coli)中改造S-腺苷甲硫氨酸(SAM)依赖型转甲基酶,解除产物L-刺桐碱对该酶的反馈抑制,从而提高L-刺桐碱产量。方法 以大肠杆菌BL21(DE3)为底盘细胞,外源诱导表达SAM依赖型转甲基酶EgtDM252V, E282A (简称MsE,编码基因egtD),并通过优化诱导温度和诱导剂浓度提高其可溶性表达。研究中发现,当L-刺桐碱积累到一定质量浓度时,酶活性会受到反馈抑制,导致催化效率下降。为解决这一问题,采用蛋白质工程策略,利用Schrodinger分子对接软件和PyMOL结构分析软件对MsE的底物结合口袋及通道进行模拟,筛选潜在突变位点并进行丙氨酸(Ala)扫描。结果 将143位的谷氨酸(Glu)突变为Ala (E143A)能显著减弱产物抑制效应,并增强该酶对L-色氨酸的催化能力。在添加100 mg/L L-刺桐碱的条件下,突变体MsEE143A的产物抑制作用明显降低,最终使重组菌株E. coli BL21(DE3)/pET-MsEE143A的L-刺桐碱产量达到(10.85±0.26) mg/L,比出发菌株提升了175%。结论 通过半理性设计成功改造MsE,不仅解决了产物反馈抑制问题,还为利用蛋白质工程强化L-刺桐碱的生物合成提供了有效策略。
2025(4):72-80. DOI: 10.12441/spyswjs.20240327002
摘要:目的 探究大肠杆菌(Escherichia coli, E. coli) O157:H7外膜蛋白C (OmpC)的免疫原性。方法 分别构建pET-28a-ompc、pET-22b-ompc-SUMO重组质粒,表达纯化重组蛋白OmpC,并验证大肠杆菌O157:H7菌体免疫制备的2G12抗体的识别抗原是否为OmpC。结果 作者成功构建了2种重组质粒,其中pET-28a-ompc在E. coli BL21中成功表达;重组蛋白OmpC的最佳诱导表达条件为:0.2 mmol/L IPTG、37 ℃诱导12 h;在800 mmol/L咪唑洗脱时得到含有His标签的包涵体OmpC,通过尿素梯度复性结合Ni-NTA柱纯化,在500 mmol/L咪唑洗脱时获得可溶性OmpC。结论 可溶性OmpC和包涵体OmpC均能与单克隆抗体2G12发生特异性反应。该研究为后续利用OmpC制备高亲和力的大肠杆菌O157:H7单克隆抗体奠定了基础。
2025(4):81-87. DOI: 10.12441/spyswjs.20240902002
摘要:目的 提高二十二碳六烯酸(DHA)的得率。方法 基于裂殖壶菌(Schizochytrium sp.)S31的DHA生物合成途径,系统探究外源添加关键前体物质苹果酸和对氨基苯甲酸对DHA产量的影响。结果 添加苹果酸和对氨基苯甲酸均能够促进裂殖壶菌生产DHA,其最佳添加量分别为4 g/L和0.2 g/L。在此基础上,在5 L搅拌式发酵罐规模下,通过复合添加上述2种物质进一步提高了裂殖壶菌发酵生产DHA的产量。与对照组相比,采用复合添加策略时,DHA生物合成途径中的关键酶活性及葡萄糖消耗速率均显著增强,同时维持代谢能处于4.1×10-3 g/(g·h)的较低水平。最终,采用复合添加策略后,DHA质量浓度达到7.7 g/L的最高水平,与对照组相比提升了75.0%。结论 作者所提出的苹果酸与对氨基苯甲酸复合添加策略可有效强化裂殖壶菌积累DHA,为其商业化生产提供参考。
2025(4):88-97. DOI: 10.12441/spyswjs.20241216004
摘要:目的 研究以阿胶、核桃仁、黑芝麻、黄酒为原料制备而成的阿胶糕增强机体抗氧化、抗衰老的活性机制。方法 在动物试验中,将50只SPF级雄性ICR小鼠随机分为5组(每组10只),分别为空白对照组、模型组与低剂量(1.67 g/kg BW)、中剂量(3.33 g/kg BW)、高剂量(6.67 g/kg BW)的试验组。连续饲料喂养30 d后,分别测定各组动物的血清超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、脂质过氧化产物丙二醛(MDA)和蛋白质羰基(PCO)等指标。人体试验中,分别将110例受试者随机分为试验组和对照组。试验组给予阿胶糕;对照组无任何干预,周期为3个月。分别测定SOD、GSH-Px、MDA以及皮肤水分、油分和VISIA测试。结果 在动物试验中,试验组血清MDA和PCO显著降低,SOD和GSH显著升高;而在临床模型中,试验组人群血液SOD和GSH-Px与对照组人群相比均有显著增加,表明阿胶糕具有抗氧化作用。同时,人体面部指标测试结果显示,食用阿胶糕可有效增加皮肤水分和面部皮肤油脂分泌,可一定程度改善面部年龄、斑点和紫外线色斑等,有助于皮肤抗衰老。结论 该研究为探究阿胶糕的抗氧化与抗衰老活性机制提供了依据。
2025(4):98-106. DOI: 10.12441/spyswjs.20250205002
摘要:目的 通过考察益生菌发酵上清液对细胞光老化的改善作用,探究不同超滤组分能否作为有效成分应用于抗光老化的化妆品。方法 以鼠李糖乳酪杆菌发酵上清液(LR)、副干酪乳酪杆菌发酵上清液(LP1)和植物乳植杆菌发酵上清液(LP2)的3个不同超滤组分(相对分子质量>3 000、相对分子质量1 000~3 000和相对分子质量<1 000)为研究对象,构建紫外线(UVB)诱导的正常人皮肤成纤维细胞(NHDF)模型和小鼠黑色素瘤细胞B16F10模型,评价3种益生菌发酵上清液不同超滤组分的抗光老化作用。结果 LR、LP1和LP2的超滤组分均无细胞毒性,显著降低了SA-β-gal染色率、酪氨酸酶的酶活力、活性氧(ROS)水平、一氧化氮(NO)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)浓度,增加了ABTS+自由基清除能力,且相对分子质量<1 000的超滤组分作用最显著,其中酪氨酸酶活力相比于模型组降低50%~60%。结论 3种益生菌发酵上清液可以通过抑制黑色素生成、抗氧化和抗炎发挥抗光老化作用,相对分子质量<1 000的超滤组分可作为化妆品行业中潜在的抗光老化活性成分。
2025(4):107-114. DOI: 10.12441/spyswjs.20241106003
摘要:目的 探究银杏叶提取物(GBE)和水溶性番茄浓缩物(WSTC)复合剂对高脂血症(HLP)大鼠的影响。方法 选取40只SD大鼠,10只作为空白对照(CON)组,其余30只通过建立高脂模型后随机分为模型对照(MOD)组、阳性对照(PC)组和GBE+WSTC复合剂组。给药45 d后,测定血清中血脂指标:总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的浓度;机理指标:低密度脂蛋白受体(LDLR)、羟甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMG-CoAR)和胆固醇7-羟化酶(CYP7A1)的质量浓度;抗氧化指标:丙二醛(MDA)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)水平。结果 与MOD组相比,在血脂指标中,GBE+WSTC复合剂组血清中TC和LDL-C的浓度极显著降低(P<0.01),TG浓度极其显著降低(P<0.001),而HDL-C浓度无显著差异(P>0.05);在机理指标中,LDLR质量浓度显著升高(P<0.05),HMG-CoAR质量浓度显著降低(P<0.05),CYP7A1质量浓度极其显著升高(P<0.001);在抗氧化指标中,MDA浓度极其显著降低(P<0.001),SOD酶活力极其显著升高(P<0.001),而GSH质量浓度和GSH-Px酶活力无显著差异(P>0.05)。结论 GBE+WSTC复合剂组可有效改善HLP大鼠的症状,该研究为降血脂功能研究提供了理论依据。
2025(4):115-123. DOI: 10.12441/spyswjs.20221212002
摘要:目的 旨在选育一株乙醇耐受性优良且适合麦芽醋酿造的醋酸菌,同时提高其原料利用率及醋酸产量,从而改善成品醋品质。方法 比较了热带醋杆菌J-22(Acetobacter tropicalis J-22)、糖精葡糖醋杆菌J-15(Gluconacetobacter saccharivorans J-15)和沪酿1.01(Acetobacter pasteurianus HN 1.01)在不同乙醇体积分数(6%~10%)啤酒中的发酵能力,以产酸量(以乙酸质量浓度计)、乙醇转化率及感官评价为指标,确定综合评价最高的热带醋杆菌J-22为出发菌株,通过常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变结合高通量筛选(high-throughput screening,HTS)技术,最终选育出1株热带醋杆菌J-2276。通过测定在不同乙醇体积分数下诱变菌株热带醋杆菌J-2276和出发菌株热带醋杆菌J-22的生长曲线和麦芽醋发酵性能,进一步验证了该诱变菌株的乙醇耐受性和发酵能力。结果 诱变菌株热带醋杆菌J-2276在不同体积分数乙醇胁迫下的生长状况均得到显著改善且能耐受体积分数为11%的乙醇,其发酵的麦芽醋中乙酸质量浓度较出发菌株热带醋杆菌J-22提高了65.0%。较高的乙醇耐受性也使诱变菌株热带醋杆菌J-2276产生更丰富的风味物质,其发酵的麦芽醋中总有机酸质量浓度和总挥发性物质质量浓度较出发菌株热带醋杆菌J-22均提高了45.3%。结论 该研究通过采用ARTP诱变和HTS相结合的方法选育出1株耐乙醇热带醋杆菌J-2276,且其连续传代7次后遗传性能稳定,有效提高了麦芽醋发酵的产酸量,改善了麦芽醋产品的滋味和风味,具有广泛的应用前景。
2025(4):124-134. DOI: 10.12441/spyswjs.20250218001
摘要:目的 探究青稞发芽对啤酒酿造和风味的影响。方法 使用3种不同品种的青稞和青稞麦芽作为啤酒辅料进行酿造,系统测定了其糖化麦汁的理化特性、啤酒发酵液理化参数、挥发性风味物质组成和香气感官特征。结果 发芽处理使青稞麦汁的α-氨基氮水平增加了54.01%,β-葡聚糖和浊度分别降低了11.30%和39.92%;在发酵特性方面,‘藏青20’青稞品种表现出显著优势,其啤酒发酵液具有更高的发酵度(76.8%)、乙醇质量分数(4.1%)和总酸体积分数(2.4 mL/dL)。同一品种的青稞,发芽后制备的啤酒发酵液中挥发性物质质量浓度更高。在青稞啤酒中共检测出73种挥发性物质,并筛选出20种香气活性值(odor activity value, OAV)>1的关键风味化合物。其中,正己醇、乙酸苯乙酯、苯乙醇、乙酸乙酯、异戊醇、芳樟醇和辛酸乙酯可作为区分未发芽青稞啤酒和青稞麦芽啤酒的香气成分标记物。此外,通过偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)模型进一步明确了20种关键风味物质对不同的香气感官具有重要贡献,尤其是乙酯类物质与果香味、花香味、酸味、麦芽味和青草味等感官特性相关性较好。结论 与未发芽青稞啤酒相比,青稞麦芽更适合作为啤酒辅料,其酿造出的啤酒综合指标更好。该研究有助于进一步完善青稞啤酒发酵工艺,为青稞啤酒产品的开发和品质提升提供理论支撑。
2025(4):135-149. DOI: 10.12441/spyswjs.20220803002
摘要:目的 研究不同品种马铃薯在煮制前后挥发性风味物质的变化,为马铃薯品质育种中的亲本选择和品种筛选提供理论依据与数据支撑。方法 以34种不同品种的马铃薯为试验对象,采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对其煮制前后的挥发性风味物质进行分析,并结合电子鼻检测,通过主成分分析(PCA)方法建立风味评价模型,探究主要风味成分及其品种特异性。结果 在新鲜马铃薯样品中共检测出50种挥发性成分,煮制后样品中检测出52种挥发性成分。PCA结果表明,不同品种马铃薯的风味差异明显,且热处理对风味成分种类与相对质量分数产生明显影响。电子鼻检测结果显示,‘Crop60’‘荷兰15号’‘大西洋’‘冀张薯’‘克新1号’‘尤金薯’和‘太和9号’新鲜马铃薯风味较强;而‘陇薯7号’‘云薯506号’‘太和6号’‘闽薯6号’和‘Caribou’在煮制后风味较强。结论 不同品种马铃薯的挥发性风味物质在煮制前后呈现出明显差异,部分品种风味特征突出,GC-MS结合电子鼻可有效辅助马铃薯品种筛选与品质育种。
2025(4):150-162. DOI: 10.12441/spyswjs.20250107003
摘要:目的 提升鲜切生菜的保鲜期与品质稳定性。方法 构建花椒籽抗菌肽-壳寡糖美拉德产物用于鲜切生菜的涂膜保鲜处理,通过相关理化与微生物指标的测定评估其应用效果。结果 第10天时,MRP组生菜的失重率、褐变指数、多酚氧化酶(PPO)活性、过氧化物酶(POD)活性及苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性、呼吸强度、丙二醛质量摩尔浓度及菌落总数均显著低于CK组、COS组、NP-6组及MIX组。同时,该组在色泽维持、色素保留及抗坏血酸质量分数等正向品质指标上亦表现最优,综合保鲜性能最强。结论 综合各项指标显示,花椒籽抗菌肽美拉德产物涂膜具有良好的抗菌、抗氧化和保鲜特性,能够显著延长鲜切生菜的保质期,并有效提高其感官质量与营养价值。该研究为天然保鲜材料的开发和应用提供了新思路,也为食品保鲜技术的进一步优化和产业化提供了理论依据。
袁天慧,李晗,张怡婷,赵钰,成琦,韩雨洁,徐得磊,朱天择,罗兵,朱益波
2025(4):163-172. DOI: 10.12441/spyswjs.20240617001
摘要:【目标】快速、经济且准确地检测复杂样品中L-谷氨酰胺(L-glutamine, Gln)的浓度。方法 利用重组大肠杆菌(Escherichia coli)表达的靛蓝色素合成酶(blue pigment synthetase A,BpsA),开发快速精确定量Gln的方法。通过对脱辅基BpsA(apo-BpsA)进行体外活化及测定条件优化获得BpsA全酶(holo-BpsA)。结果 所获holo-BpsA可在适宜条件下于30 min内完成对Gln的定量测定,该方法检测限为10.46 μmol/L,定量限为31.68 μmol/L,板间标准偏差为1.41 μmol/L,板内标准偏差为0.85 μmol/L;针对5种常用培养基的平均加标回收率为94.7%~106.6%,其标准偏差基本在5%以下。holo-BpsA在-20 ℃下保存2个月后,酶活力未见显著变化。结论 作者开发的基于BpsA快速检测Gln的方法操作简便、专一性强、耗时短,具有较高灵敏度和准确度。
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