人乳寡糖专利技术综述

人乳寡糖作为人乳中天然存在的功能性成分,已被婴幼儿食品产业相关人员所关注。对人乳寡糖的相关研究进行综述,并从专利角度出发,对人乳寡糖的国内外发展概况以及生产工艺和生物功能进行分析研究,为从事人乳寡糖研究或申请相关发明专利的研究人员提供资料。     

壳寡糖的制备及衍生化研究

归纳几种壳寡糖的合成方法,制备壳寡糖,尝试将壳寡糖与喹唑啉类化合物进行结合,调整配比进行表征,并对新分子的生物活性进行一系列研究。     

基于模块优化强化大肠杆菌合成乳糖-N-新四糖的研究

乳糖-N-新四糖(lacto-N-neotetraose,LNnT)作为人乳寡糖核心组分之一,在婴幼儿成长发育过程中发挥着重要作用。为寻找高效的LNnT生物合成方法,探究模块优化对大肠杆菌合成LNnT产量的影响,以大肠杆菌BL21(DE3)ΔlacZ为出发菌株,根据合成路径中的关键代谢物质将LNnT合成路径划分为:外源酶所在路径的模块A,UDP-半乳糖合成路径的模块B和UDP-N-乙酰氨基葡萄糖合成路径的模块C。利用不同拷贝数质粒初步优化模块A、B和C的表达强度,当大肠杆菌BL21(DE3)ΔlacZ共表达重组质粒pRSF-lgtA-A.act和pET-galE时,LNnT产量最高,达0.87g/L。通过CRISPR/Cas9技术敲除setA和ugd强化模块A和模块B,获得的重组菌株E20合成LNnT产量达1.16g/L。摇瓶发酵条件优化后,重组菌株E20合成LNnT产量达1.28g/L。在5L发酵罐中,LNnT分批补料发酵产量达15.53g/L,发酵过程最高生产强度为0.43g/(L·h)。模块优化强化大肠杆菌高效合成LNnT有望为人乳寡糖的高效生物合成提供理论基础,进而推进婴幼儿配方食品产业的革新。     

接枝壳寡糖抗菌粘胶纤维的制备及其抗菌性与染色效果

为合成一种以天然抗菌因子为功能片段的新型抗菌纤维,以粘胶纤维为原料,壳寡糖为多核抗菌功能片段,环氧氯丙烷为交联剂,合成了接枝壳寡糖抗菌纤维。探索优化了其合成工艺条件,并对其抗菌及染色性能进行表征。结果表明：合成接枝壳寡糖抗菌纤维的优化工艺条件为壳寡糖/环氧氯丙烷物质的量比为1:0.3,粘胶纤维/壳寡糖质量比为1:0.8,反应温度为100 ℃、反应时间为5 h,在此条件下壳寡糖的接枝率达到2.0%。平均接枝厚度为0.495 μm;该纤维对金色葡萄球菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌和白色念珠菌的抗菌率分别达到90%、88%、91%和99%;接枝壳寡糖后可显著提高阴离子染料的染色固着与色牢度,但使阳离子染料染色性能降低。     

母乳寡糖的生物合成研究进展

母乳目前被认为是最好的婴幼儿营养剂,其和牛乳最重要的差别在于含寡糖的种类和结构的不同。现有很多研究证明了母乳寡糖(HMOs)在抵御胃肠道病原微生物感染和维持胃肠道微生态平衡方面具有非常重要的作用。迄今已有多种方法提取或合成HMOs,其中生物合成方法因不使用有毒试剂且方便大规模生产,而被用来合成多种HMO。生物合成HMOs的方法可分为两步——碳骨架的构建和岩藻糖基化或唾液酸化。目前合成HMOs的代谢途径大多在大肠杆菌内构建。对母乳寡糖作用机理与合成方法的研究,使其在未来作为婴幼儿奶粉中普遍的添加剂成为可能。     

硒化魔芋葡甘寡糖的合成及其抗氧化活性

为获得高硒含量的葡甘寡糖,以天然魔芋葡甘聚糖经酶解制备的魔芋葡甘寡糖为原料,合成硒化魔芋葡甘寡糖,采用傅里叶变换红外光谱和核磁共振波谱对其结构进行表征,采用电感耦合等离子体质谱法检测其硒含量;利用体外抗氧化实验研究其抗氧化活性。结果表明：合成的硒化魔芋葡甘寡糖为葡甘寡糖亚硒酸酯,硒含量达5.9 g/kg,远高于富硒土壤种植魔芋提取的天然多糖;硒化魔芋葡甘寡糖对羟自由基具有很好的清除作用,可作为理想的抗氧化有机硒食品原料。     

人乳与市售婴儿配方乳粉脂质比较研究

目的 研究不同市售婴儿配方乳粉中脂质的结构、含量和组成特征,并将其与人乳对比分析,为婴儿配方乳粉的改进和发展提供参考。方法 分别挑选了甲、乙(添加乳脂肪球膜)和丙3个品牌的婴儿配方乳粉,利用激光共聚焦显微镜对人乳和乳粉中的中性和极性脂质进行显微结构观察,并依靠气相色谱和拉曼光谱,分析脂肪酸组成的差异。结果 各乳粉复溶后脂质呈现球状结构,和人乳状态相似;各乳粉极性脂质碎片化存在,不同于人乳;观察到乙乳粉脂肪亮斑较少,其脂肪含量也较低,为16.3 g/100 g,其脂肪球粒径显著大于其余乳粉。在脂肪酸组成上各种乳粉和人乳也有明显不同,乙乳粉的单不饱和脂肪酸含量较为接近人乳,含有较高DHA、AA;拉曼光谱显示各乳粉脂质流动性较为接近。结论 目前市售的婴儿配方乳粉的脂质存在状态与人乳存在差异,优化脂肪球的脂质微结构,使其状态更加趋近于人乳可能是未来婴儿配方乳粉的重要方向。     

强烈炽热球菌几丁质酶水解制备低脱乙酰度壳寡糖及其组成与结构分析

利用全基因合成方法合成了强烈炽热球菌（Pyrococcus furiosus）的几丁质酶编码基因并在大肠杆菌（Escherichia coli）中实现了可溶表达。利用该酶对低脱乙酰度壳聚糖进行水解并对获得的壳寡糖产物进行组成及结构分析。分子排阻高效液相色谱结果显示,水解产物相对分子质量分布范围为1?000～5?000。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析结果显示,酶解产物中包含聚合度2～9、不同脱乙酰度的壳寡糖。核磁共振对酶解产物壳寡糖的结构鉴定结果显示,所有寡糖组分的还原端均主要由两个连续的N-乙酰氨基葡萄糖组成。综上,本研究利用来源于强烈炽热球菌的几丁质酶制备了还原末端结构确定的低脱乙酰度壳寡糖,为复杂结构壳寡糖结构与功能关系研究提供了理论支持。     

营养强化剂壳寡糖铜、锰螯合物的合成与表征及抗氧化活性

以CuCl_2、MnSO_4和壳寡糖为原料,用室温固相法和微波辐射法合成了壳寡糖铜及锰的螯合物,通过滴定分析、红外光谱、XRD、SEM等对壳寡糖螯合物进行了表征,以NBT/VB_2/蛋氨酸为超氧阴离子自由基产生、检测体系,对壳寡糖螯合物进行了抗超氧阴离子自由基活性研究。结果表明:壳寡糖中氨基N原子与羟基O原子参与配位,与Cu~(2+)和Mn~(2+)形成了稳定螯合物。壳寡糖螯合物对超氧阴离子自由基具有明显清除作用,且螯合物与壳寡糖相比对超氧阴离子自由基有更高的清除活性。当质量浓度为3 mg/mL时,其螯合物对超氧阴离子自由基的清除率大于82%。     

壳寡糖对扩展青霉菌体生长和毒素分泌量的影响

为了更加全面评价壳寡糖作为抑菌剂对病原菌生长和毒素合成之间的内在相关性,采用液体培养的方式,通过静止培养和摇床培养实验,探究了壳寡糖在不同温度培养条件下对扩展青霉菌体生长和展青霉素分泌的影响。结果表明,静止培养中5,10 g/L壳寡糖可明显促进菌体生长,但抑制了毒素的分泌;静止培养和摇床培养实验中,相同浓度的壳寡糖在4,16,25℃培养条件下对菌体生长的影响不同,但是均抑制了毒素分泌;不同温度培养条件下,扩展青霉单位菌体产毒量的大小按培养温度排序为16,4,25℃。因此将壳寡糖用于果蔬采后病害控制时,需要注意贮藏的温度,同时需要考虑其对毒素分泌的影响,以期达到抑菌效果和食用安全性。该研究可为壳寡糖在果蔬采后病害控制中的应用提供参考。     

壳寡糖-O-曲酸聚合物的理化性质及抗氧化活性研究

以壳寡糖和曲酸为化学合成起始物,将曲酸基团引入到壳寡糖的分子链中,制备获得一种新的壳寡糖-O-曲酸聚合物(COS-O-KA),在对其结构进行表征的基础上,对合成产物的分子质量、多分散性指数、水溶性、体外溶血活性、体外生物相容性、DPPH自由基清除能力、ABTS⁺ 自由基清除能力和动物毒理性进行研究。结果表明,合成产物结构经核磁共振光谱表征,证明最终成功合成了3个不同取代度的壳寡糖-O-曲酸聚合物[COS-O-KA1-3(COS-O-KA1、COS-O-KA2、COS-O-KA3)]。与原料壳寡糖和曲酸相比,COS-O-KA1-3表现出较好的水溶性、体外溶血活性、体外生物相容性、DPPH自由基清除能力、ABTS⁺自由基清除能力。在质量浓度为15mg/mL时,COS-O-KA1-3的溶血率小于20%,而相同浓度的壳寡糖和曲酸的溶血活性则大于30%；在质量浓度为2.5mg/mL时,壳寡糖、曲酸、COS-O-KA1、COS-O-KA2和COS-O-KA3对DPPH自由基的清除率分别为52.28%、59.33%、85.21%、87.35%和82.83%；合成产物COS-O-KA1-3对ABTS⁺自由基的清除活性缓慢升高,在质量浓度为2.0mg/mL时达到稳定水平(83.87%、85.76%、82.33%),远高于壳寡糖(39.65%)和曲酸(46.54%)；动物毒理性实验表明,COS-O-KA安全无毒。COS-O-KA有望被作为一种有前途的抗氧化材料。     

2,4-二氯苯氧乙酸壳寡糖酯的制备及抗菌活性研究

以壳寡糖、2,4-二氯苯氧乙酸为原料,经壳寡糖氨基保护、2,4-二氯苯氧乙酸的羧基酰氯化、酰氯化后的2,4-二氯苯氧乙酸与壳寡糖羟基反应、脱除壳寡糖氨基保护最终得到2,4-二氯苯氧乙酸壳寡糖酯(Dcpo-O-COS)。通过傅里叶红外、紫外可见吸收、1 H核磁共振对2,4-二氯苯氧乙酸壳寡糖酯进行了结构表征,证明成功合成终产物。经X射线衍射仪、热分析仪、抗菌性研究测定,终产物的热稳定性、对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的抗菌性较原料壳寡糖有所提高。     

小角X-射线散射与结构预测法研究中国人乳β-酪蛋白的3级结构

通过小角X-射线散射与结构预测的方法研究人乳β-酪蛋白的3级结构,并分析其生理功能。通过使用DEAE Sepharose FAST Flow琼脂糖凝胶获得纯度大于90%的β-酪蛋白纯品,并对其溶液进行小角X-射线散射(0.2 mol磷酸盐缓冲溶液,10 mmol DTT,p H 6.7),将获得的人乳β-酪蛋白的结构信息与通过折叠识别及从头预测构建的预测模型进行比较,筛选出在试验条件下与试验结果最相符的人乳β-酪蛋白3级结构模型,该模型结构松散,含有较少的α-螺旋和β-折叠。同时结合模型对人乳β-酪蛋白磷酸化、糖基化及脂质化等蛋白质功能位点进行了分析,认为人乳β-酪蛋白含有12个可以与乳糖或葡萄糖结合的糖基化位点,7个脂质化位点,其磷酸化位点与已知的5个磷酸化位点相符。     

人乳脂肪球的研究进展

人乳是婴儿最理想的食物,人乳脂肪是人乳中的重要组成,不仅是婴儿生长发育所需能量的主要来源,也提供了各种脂溶性营养物质。人乳脂肪在乳清相中并非呈完全均匀地分散,而是以人乳脂肪球的形态稳定存在。人乳脂肪球是由一个三层的膜结构包裹住中心层状排列的甘油三酯组成,这种结构不仅维持了乳液本身的稳定性,还为婴儿的生长发育提供了特有的营养学功能。近年来,这种天然而特殊的物理形态引起了学者们的广泛关注。对国内外人乳脂肪球的相关文献进行综述,主要包括人乳脂肪球的形成、组成、营养学意义以及其在加工过程中的变化,并对今后研究的方向和重点进行了展望。     

益生菌ABC转运体寡糖结合蛋白的结构学研究进展

益生菌有助于改善宿主的微生态平衡。益生菌摄入寡糖有益于其增殖和代谢,该摄入过程主要是通过ABC转运体完成。ABC转运体的底物结合蛋白能够在胞外区域结合寡糖,并通过跨膜区进一步将其传递。本论文对近年来在益生菌中解析的寡糖结合蛋白进行综述,着重介绍其结构特性,并对其寡糖底物的功能机制进行探讨。     

醛基修饰壳聚糖磁性载体固定化酵母研究

以醛基修饰的壳聚糖磁性载体对毕赤酵母表面展示有α-葡萄糖苷酶的细胞催化剂进行固定化,以固定化菌体生物转化麦芽糖底物合成低聚异麦芽寡糖(IMOs)。IMOs是一类包含有α-(1,6)糖苷键的寡糖。冻干固定化菌体的IMOs合成活力为游离菌体IMOs合成活力的85%。固定化的菌体热稳定性良好,55℃时其合成活力半衰期在36 h以上。对菌体的固定化量进行优化,结果表明单位质量载体菌体最优固定化量为5.863 g,对应的菌体固定化效率为51.83%。同时,研究了固定化菌的重复利用次数对菌体活力的影响,结果表明,在(1~3)次重复利用中固定化菌体IMOs合成活力随重复利用批次的增加有所下降,但之后随着重复利用次数的再增加,固定化菌体的IMOs合成效率不再发生变化。研究介绍了一种高效的细胞催化剂固定化方法,并以该固定化菌体生物转化麦芽糖合成IMOs。     

海藻寡糖的生理活性与酶法转化研究进展

我国海藻资源极其丰富,但目前其利用主要集中于食品、饲料和保健品生产等少数方面,海藻资源的高值化利用途径有待进一步开发。海藻多糖是海藻细胞壁重要组分,具有多种生物活性功能,但因其聚合度高、黏度大、溶解性差,很难被机体吸收利用。海藻多糖经物理、化学、生物等方法可降解为海藻寡糖,其溶解性和生理学活性显著提升,更适合应用于食品、保健品、饲料、农业等诸多领域。基于酶法开发海藻寡糖绿色制备技术,具有传统方法不可比拟的优势,效率高、成本低、污染少。作者综述了褐藻寡糖、琼胶寡糖、卡拉胶寡糖、岩藻寡糖等海洋寡糖的生理活性及酶法转化的研究进展,为海藻资源的高值化利用提供新思路。     

壳寡糖的性能及其在化妆品中的应用

壳寡糖是天然糖中唯一大量存在的碱性氨基多糖,将其用于化妆品有一些独特的功效。文章概述了壳寡糖的物理、化学性质以及其在化妆品中的保湿、抗氧化、抑菌、通透促透等功效,并展望了壳寡糖在化妆品中的应用前景。     

阿拉伯木寡糖的最新研究进展

近年来由于不断发现低聚寡糖的一些独特的生理功能使得其逐渐成为食品科学研究的焦点.阿拉伯木寡糖作为一种新兴的低聚寡糖,由于其在理化特性和功能性等诸多方面优于其他低聚糖更是备受关注.本文以国内外的研究状况为基点,从阿拉伯木寡糖的制备、分离纯化以及检测方法等方面进行论述,尤其比较全面地介绍了其生物学功能,最后对其应用前景进行了展望.     

糖苷酶的特性与应用

介绍了糖苷酶的作用机制,综述了糖苷水解酶在催化寡糖合成、烷基糖苷和芳香醇合成以及生物大分子糖基化中的应用,还介绍糖苷酶的生物法制备.