重组Athrobacter ramosus S34MTSase和MTHase的酶学性质及其制备海藻糖的应用条件优化

以淀粉为底物,通过麦芽寡糖基海藻糖合成酶(maltosyltrehalose synthase,MTSase)和麦芽寡糖基海藻糖水解酶(maltosyltrehalose hydrolase,MTHase)的共同作用生产海藻糖是一种经济高效的方法。对Arthrobacter ramosus S34来源并分别在E.coli BL21(DE3)中表达的MTSase和MTHase的酶学性质进行研究,发现MTSase的最适温度为45℃,最适pH为7.0,MTHase的最适温度为55℃,最适pH为6.0。随后用2种酶共同作用生产海藻糖,优化反应条件,考查反应温度、初始pH、底物DE值、加酶量以及底物浓度等因素对酶转化过程中海藻糖产率的影响。最佳酶转化条件为反应温度45℃、初始pH5.5,底物DE值8.5,加酶量分别为MTSase最小加量15.75 U/g淀粉,MTHase最小加量7.5 U/g淀粉。     

1株古细菌海藻糖合成酶系在枯草芽孢杆菌中的诱导表达

来源于古细菌嗜酸硫化叶菌（ S u l f o l o b u s a c i d o c a l d a r i u s ） 的麦芽寡糖基海藻糖合成酶（maltooligosylterhalose synthase,MTSase）和麦芽寡糖基海藻糖水解酶（maltooligosyltrehalose trehalohydrolase,MTHase）联合作用,可以利用淀粉为底物生成海藻糖。本研究构建了6 种枯草芽孢杆菌-大肠杆菌穿梭表达载体,将密码子优化后的MTSase和MTHase编码基因在木糖异构酶基因的启动子及其阻遏蛋白介导下实现了在枯草芽孢杆菌中的功能表达,木糖启动子分别来源于枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、巨大芽孢杆菌（Bacillusmegaterium）、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）。在以5 g/L甘油为碳源,24 g/L蛋白胨为氮源时,菌体培养8 h后加入终质量浓度为6 g/L的木糖,37 ℃诱导16 h后重组MTSase、MTHase产生联合作用,海藻糖转化率达到33.57%。实现了MTSase、MTHase在枯草芽孢杆菌中的功能表达。     

Sulfolobus acidocaldarius ATCC 33909麦芽寡糖基海藻糖水解酶突变株的酶学性质及其制备海藻糖的条件优化

来源于古细菌嗜酸热硫矿硫化叶菌(Sulfolobus acidocaldarius ATCC 33909)的麦芽寡糖基海藻糖水解酶(maltooligosyltrehalose trehalohydrolase,MTHase)是双酶法生产海藻糖的关键酶。对1株蛋白表达量提高1.9倍的突变株L202P/L218D/Y323G进行酶学性质方面的测定和海藻糖转化。对突变株L202P/L218D/Y323G Sa MTHase进行最适温度、最适pH值、pH稳定性和60℃半衰期的测定,发现该突变株的酶学性质未发生较大变化。将麦芽四糖基海藻糖为底物,测定突变株L202P/L218D/Y323G Sa MTHase酶动力学相关参数。将麦芽糊精(DE值5~7)作为底物,利用嗜酸热硫矿硫化叶菌的麦芽寡糖基海藻糖合成酶(maltooligosyl trehalose synthase,MTSase)与突变株L202P/L218D/Y323G Sa MTHase以不同比例作用于底物生产海藻糖,海藻糖的转化率最高达到76.0%。     

嗜热放线菌海藻糖合成酶在地衣芽孢杆菌中的异源表达

海藻糖合成酶可将麦芽糖异构化为海藻糖,是海藻糖酶法生物转化的中心酶制剂。为了实现海藻糖合成酶在食品安全型表达宿主中高效生产,进而应用于食品级海藻糖的酶法合成,构建了革兰氏阳性菌重组表达质粒并转化入地衣芽孢杆菌。重组质粒携带了来自于嗜热放线菌Thermomonospora curvata海藻糖合成酶的编码基因,在地衣芽孢杆菌木糖异构酶启动子及其阻遏蛋白的介导下表达,胞内海藻糖合成酶发酵活力为12.1 U/m L。考察了不同培养条件对重组菌生长和产酶的影响,结果显示质量分数4%的麦芽糊精和质量分数0.4%的豆饼粉分别为产酶适宜的碳源和氮源;菌体培养10 h后加入终质量浓度为1 g/d L的诱导剂,于37℃诱导12 h后重组菌产酶最高达到23.7 U/m L。     

TreY-TreZ途径高产海藻糖菌株的筛选

为筛选能以TreY-TreZ途径合成海藻糖的菌株,对采自鲁山中汤温泉水样、温泉土样及面粉厂附近的土样,经高渗平板高温培养,以碘-淀粉水解圈作为初筛方法,通过TLC及HPLC检测,获得了2株产海藻糖的节杆菌属新菌株,经过初步的途径验证,证实这2株菌均以TreY-TreZ途径生成海藻糖。     

TreY—TreZ途径高产海藻糖菌株的筛选

为筛选能以TreY-TreZ途径合成海藻糖的菌株,对采自鲁山中汤温泉水样、温泉土样及面粉厂附近的土样,经高渗平板高温培养,以碘-淀粉水解圈作为初筛方法,通过TLC及HPLC检测,获得了2株产海藻糖的节杆菌属新菌株,经过初步的途径验证,证实这2株菌均以TreY-TreZ途径生成海藻糖.     

Thermobifida fusca麦芽三糖淀粉酶的重组表达及其在麦芽三糖制备中的应用

麦芽三糖淀粉酶以淀粉或麦芽糊精为原料,可生产麦芽三糖,在食品、饮料等行业具有广泛的应用前景。实验将Thermobifida fusca NTU22来源的麦芽三糖淀粉酶在枯草芽孢杆菌WS11中进行重组表达,并进行酶学性质分析,重组酶的最适温度和pH分别是55℃和6.0。在此基础上探究了重组酶作用于麦芽糊精生产麦芽三糖的最佳条件。结果表明,以15%浓度的麦芽糊精(DE 5-7)作为底物时,酶转化的最佳条件是温度55℃、pH 5.5、加酶量60 U/g(底物)、普鲁兰酶加酶量32 U/g(底物)、反应时间11 h,此时得到麦芽三糖转化率44.4%。该研究为工业制备麦芽三糖提供了理论依据。     

重组海藻糖合酶工程菌高密度发酵条件的研究

目的:通过对前期构建的海藻糖合酶基因工程菌进行高密度发酵的研究,获得了其高密度工艺条件。方法:采用摇瓶发酵和10L自控罐高密度发酵研究了培养基、pH、发酵方式对工程菌生长及目的蛋白表达的影响,并考察了工程菌中重组质粒的遗传稳定性。结果:海藻糖合酶基因工程菌高密度发酵的培养基为2YT+0.2%葡萄糖,最适pH为7.0,发酵方式为分批补料,通过10L自控罐高密度发酵最终得到的工程菌细胞密度达到了50.78g/L,酶活达到了3.197U/mL。所构建的重组质粒在宿主中得到了稳定遗传。结论:优化了海藻糖合酶基因工程菌高密度发酵的条件,为海藻糖规模化生产奠定了基础。     

水生栖热菌FL-03海藻糖合酶基因克隆及原核表达

海藻糖合酶(Trehalose synthase,TreS)属于α-淀粉酶家族(α-amylase family),是生物体内通过TreS途径生成海藻糖的一种酶类。利用PCR技术,从水生栖热菌FL-03菌株FL-03中扩增了海藻糖合酶基因(TresC01),将其克隆到原核表达载体pET-28a(+),得到重组质粒P-TresC01,转化E.coliBL21(DE3),IPTG诱导表达,重组蛋白经SDS-PAGE分析,得到一条分子量约为110ku的特异条带,并经Western blotting分析鉴定,表明成功构建重组质粒P-TresC01并在大肠杆菌中表达,为进一步的研究奠定基础。     

灰产色链霉菌海藻糖合成酶的自诱导表达及两阶段温度控制发酵的优化

克隆灰产色链霉菌海藻糖合成酶基因(tres),导入大肠杆菌BL21(DE3)中高效表达,并对重组菌自诱导发酵条件进行优化。采用简并PCR的方法扩增灰产色链霉菌海藻糖合成酶基因(tres),将tres基因和表达载体p ET28a连接,构建重组质粒p ET28a-tres,将其转化到大肠杆菌BL21(DE3)中,筛选重组子进行自诱导表达。利用HPLC法测定酶活研究温度对自诱导发酵海藻糖合成酶催化酶活的影响。该研究成功构建了重组大肠杆菌BL21(DE3)。重组菌自诱导表达最优发酵条件:采用两阶段温度控制,37℃培养2.5 h,25℃继续培养14 h,并添加3%乙醇,酶活达到1.29×104U/m L,与传统IPTG恒温培养方式相比酶活提高了55.25%,海藻糖得率达71%。     

壳聚糖及其衍生物作为果蔬保鲜剂和食品助剂的研究进展及应用

介绍了壳聚糖及其衍生物涂膜延缓果蔬衰老软化的可能机制,涂膜与果蔬贮藏期间品质、生理关系,常见的果蔬壳聚糖处理的最佳浓度和效果的研究进展,以及壳聚糖及其衍生物作为食品加工助剂的研究和应用.     

Probiotics and prebiotics--perspectives and challenges

Owing to their health benefits, probiotics and prebiotics are nowadays widely used in yogurts and fermented milks, which are leader products of functional foods worldwide. The world market for functional foods has grown rapidly in the last three decades, with an estimated size in 2003 of ca US$ 33 billion, while the European market estimation exceeded US$ 2 billion in the same year. However, the production of probiotics and prebiotics at industrial scale faces several challenges, including the search for economical and abundant raw materials for prebiotic production, the low-cost production of probiotics and the improvement of probiotic viability after storage or during the manufacturing process of the functional food. In this review, functional foods based on probiotics and prebiotics are introduced as a key biotechnological field with tremendous potential for innovation. A concise state of the art addressing the fundamentals and challenges for the development of new probiotic- and prebiotic-based foods is presented, the niches for future research being clearly identified and discussed.     

常用消毒灭菌法及其机理与应用

介绍了采用消毒灭菌方法,有加热消毒法,紫外线辐射法和化学药剂消毒法。常用化学药剂有醛类、含氯消毒剂、醇类消毒剂以及高锰酸钾、生石灰等,阐释了消毒与灭菌两个概念的区别。     

壳聚糖及其衍生物涂膜保鲜果蔬和食品的研究进展及应用

本文介绍了壳聚糖及其衍生物涂膜延缓果蔬衰老软化的可能机制,涂膜与果蔬贮藏期间品质、生理关系,常见果蔬壳聚糖处理的最佳浓度和效果的研究进展。最后对壳聚糖及其衍生物在食品的涂膜保鲜方面也做了综述。     

节能节水型印染助剂和设备的现状

从节能、节水、缩短工艺流程和环保的角度出发，介绍了国内外研制开发的一系列新型节能、节水型印染助剂和染整设备。     

家蝇及其幼虫的营养价值与开发利用

本文介绍了家蝇及其幼虫的营养价值、开发利用方向,并对其前景进行了展望。     

海洋动植物油脂的开发与利用

中国有广阔的海洋 ,丰富的海洋资源 ,海洋动植物油脂是 2 1世纪中国油脂工业的新油源。通过对海洋动植物油脂资源的调查 ,分析了海洋动植物油脂结构、成分、氧化与抗氧化及其营养价值 ,对海洋动植物油脂在基因改良、超细微保健以及海洋水产品综合利用方面进行了探讨 ,并对海洋动植物油脂开发技术进行了探讨     

益生素、益生菌与结肠癌

介绍了益生素和益生菌及其作用机理。在动物模型中，有大量的数据证实益生素和益生菌能够预防癌症．而在人体内还没有直接实验证据。它们抑制癌症的确切机理目前尚不清楚，其抑制机理可能是：肠道菌群代谢活动的改变，肠道理化环境的改变，潜在的致癌物质的黏附和降解，肠道菌群的改变、抗癌或抗诱变物质的形成、提高宿主的免疫应答、影响宿主的生理活动以及发酵不能被消化的食物并形成有益代谢产物。     

核桃及其加工与利用

本文详细介绍核桃的产量、产地,核桃的组成成份和营养保健功效,核桃的加工工艺及核桃、核桃仁和核桃油的市场分析。     

天然香精香料与生物技术

天然香精香料是高价值的精细化工产品和食品添加剂,但原料来源有限且提取成本高。利用生物技术生产这类产品具有广阔的前景。简述了发酵工程、酶工程、细胞工程和基因工程在香精香料中的应用,并探讨了生物技术在香精香料中的应用前景。