基于角质酶共表达策略的大肠杆菌胞外生产耐高温α-淀粉酶及其发酵条件优化

在前期工作中通过分子改造提高了来源于地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)α-淀粉酶在高温酸性条件下的稳定性,同时改良了催化效率。为了实现α-淀粉酶在大肠杆菌BL21(DE3)中的胞外高效表达,作者尝试采用共表达嗜热放线菌(Thermobifida fusca)角质酶来增强大肠杆菌膜透性,同时优化诱导策略以提高重组α-淀粉酶的胞外表达。首先构建了能同时表达角质酶和α-淀粉酶的工程菌BL21(DE3)/pETDuet-amy-cutinase,并将此菌株与能单独表达α-淀粉酶的工程菌BL21(DE3)/pET-20b-amy进行摇瓶和3 L发酵罐的产酶发酵对比。结果显示,共表达菌株在胞外产酶方面具有明显的优势。进一步对共表达菌株的诱导条件进行优化,在32℃、诱导剂为0.15μmol/L IPTG与0.5 g/(L·h)乳糖条件下,发酵32 h后胞外α-淀粉酶最高酶活力可达6.05×10~4U/m L,是单表达菌株摇瓶发酵水平的28.3倍。此时胞外重组α-淀粉酶质量浓度为8.92 g/L,重组蛋白质的分泌效率为93.2%。     

重组β-半乳糖苷酶的制备及转化条件优化

以前期构建的产Bacilluscirculansβ-半乳糖苷酶重组大肠杆菌E.coli BL21(DE3)/pET-20b-lac为菌种,进行摇瓶发酵诱导培养,培养24 h胞外上清酶活达15 U/mL。利用制备的β-半乳糖苷酶粗酶液进行酶转化实验。优化了酶转化条件,考查了初始pH、反应温度、乳糖质量浓度、加酶量和反应时间等因素对低聚半乳糖产率的影响。确定最优转化条件为:初始pH 6.5、反应温度55℃,起始乳糖质量浓度为700 g/L,加酶量为8 U/mL。在此条件下反应16 h,低聚半乳糖转化率可达57%。     

《食品酶学》课程双语教学改革探索与实践

双语教学是培养具有国际化背景高层次人才的有效途径之一,也是我国高等教育面向国际化的需要。《食品酶学》课程是食品科学与工程相关专业本科生的专业必修课,对于学生能力培养具有重要的作用。我们针对本专业相关课程培养要求的特点,在双语教材选择、授课方式、教师素质、学生因素及教学考核等多个方面开展了初步的探索与尝试。《食品酶学》课程双语教学模式的推广将为培养具有国际化背景的高层次食品专业人才打下良好的基础。     

工程教育认证背景下《食品安全学》翻转课堂教学模式初探

工程教育认证是高等工科教育改革发展的核心任务之一,翻转课堂坚持自主式、个性化和多样化的教育模式,符合工程教育认证基本理念。《食品安全学》作为高校食品科学与工程专业的核心课程,提高其教学质量对本专业认证至关重要。本文主要介绍了工程教育认证要求下的《食品安全学》教学目标,翻转课堂引入该课程教学改革的意义,以及基于课程内容的翻转课堂教学模式构建,以期为新形势下该课程教学改革探索新思路和新途径。     

葡萄糖异构酶固定化细胞的制备方法优化及应用

本研究比较了壳聚糖微球法、聚乙烯醇-海藻酸钠包埋法、微晶纤维素法及壳聚糖絮凝-戊二醛交联法对含有葡萄糖异构酶细胞的固定化效果,发现壳聚糖絮凝-戊二醛交联法效果最好。最佳固定化条件为:壳聚糖浓度为0.015%(m/v),戊二醛浓度为0.05%(v/v),交联时间为3 h。采用该方法制备的固定化细胞的酶活为2579 U·g-1,酶活回收率为70.5%,机械强度为1797 g。在分批转化方面,固定化细胞在70℃下重复使用8批次后,转化率仍保持在42.1%以上。此外,固定化细胞在连续柱式转化反应器中连续转化19天,转化得到了约5.7 kg果糖。     

β-丙氨酸的生物代谢过程及生物法制备研究进展

β-丙氨酸是自然界中唯一一种天然存在的β-型氨基酸,也是一种非蛋白氨基酸。β-丙氨酸在食品工业、医药工业、化工业和饲料工业等领域具有重要用途,市场前景非常广阔。目前,β-丙氨酸合成方法有化学合成法和生物合成法。相较于化学法复杂的生产流程,生物法具有产物专一、条件温和及工艺简单等优点,是目前公认的更环保、更有前景的β-丙氨酸生产方法。本文综述了β-丙氨酸的性质、应用、生物代谢过程及目前主要的生物制备方法,重点讨论了生物法生产β-丙氨酸的现状及存在的问题。以期为β-丙氨酸的高效、绿色生产工艺开发及工业化应用提供参考。     

面包酵母研究进展

面包酵母是面包生产过程中最重要的微生物,在面包生产中起着关键作用。面包酵母菌种改良的研究主要集中在耐高糖的机制、麦芽糖的利用、低温适应性、蜜二糖的利用和乳糖的利用等方面。商品面包酵母生产的主要原料是甜菜糖蜜或甘蔗糖蜜,其发酵过程要求用补料的方法添加培养基,并要求适当的通风。     

重组果聚糖蔗糖酶的发酵优化及应用

为了研究不同条件下重组短小芽孢杆菌产果聚糖蔗糖酶的最适条件以及利用重组酶转化蔗糖-乳糖制备低聚乳果糖的最适转化条件。以前期构建的产果聚糖蔗糖酶重组短小芽孢杆菌Brevibacillus brevis/pNCMO2-lsc作为菌种,通过单因素试验以及正交试验确定其最适产酶的发酵培养基为:葡萄糖20 g/L、氮源(工业酵母粉∶棉籽粉=2∶1,质量比)为40 g/L、CaCl_20.5 mmol/L,最适产酶温度30℃。在最优条件下发酵培养,果聚糖蔗糖酶的酶活可达62.1 U/mL,是优化前的3.69倍。利用该重组果聚糖蔗糖酶转化蔗糖-乳糖制备低聚乳果糖,在蔗糖和乳糖质量浓度均为200 g/L情况下,确定其最适转化条件:反应温度35℃,pH 6.0,加酶量为2 U/g底物,反应8 h后低聚乳果糖转化率可达39.1%。     

重组毕赤酵母生产凝乳酶发酵优化

为了获得毕赤酵母生产凝乳酶的最佳发酵条件,分别从起始诱导OD600、甲醇诱导浓度以及p H等方面研究了P.pastoris GS115在3.6 L发酵罐中表达微小根毛霉来源凝乳酶的高密度发酵,以恒溶氧反馈调节补加甘油和甲醇检测流加控制器在线监测流加甲醇。结果表明,在重组P.pastoris GS115/p PIC9k-chy起始诱导,OD600和甲醇诱导体积分数分别为150和2.0%,诱导p H为5.0时,发酵96 h凝乳酶活达到最大,为1 870 SU/m L,此时对应的生产强度和产物得率均达到最高水平,分别为19.48 SU/(m L·h)和2.42 SU/m L,总蛋白质质量浓度为0.64 mg/m L,凝乳活性与蛋白质水解活性的比值(MCA/PA)为63.43。     

重组Bacillus stearothermophilus β-CGTase在β-环糊精制备中的应用条件优化

以作者所在实验室前期构建的产嗜热脂肪芽孢杆菌β-环糊精葡萄糖基转移酶(β-CGTase)重组短小芽孢杆菌作为菌种,经过摇瓶发酵,得到酶活为49 U/mL的β-CGTase粗酶液。以马铃薯淀粉为底物用β-CGTase进行单酶法转化制备β-环糊精,并对转化条件进行优化。结果表明,最优反应条件为:反应时间18 h,初始pH 6.0,反应温度50℃,底物质量浓度15 g/dL,加酶量13 U/g底物。在最优条件下,总转化率最高为73.9%,其中β-环糊精比例为98.7%。在此基础上,建立了采用普鲁兰酶与β-CGTase复配同步转化淀粉制备β-环糊精的新工艺,并且优化了普鲁兰酶的加酶量。结果表明,当普鲁兰酶加量为50 U/g淀粉底物,反应时间18 h时,总转化率达到最高81.4%,其中β-环糊精占比97.7%。