粮仓储粮霉变CO2法监测值主要影响因素

利用检测粮堆二氧化碳(CO_2)浓度变化的方法对储粮霉变进行监测,但该方法为间接测定,需对影响粮堆CO_2检测值的粮堆相关因素及传感器相关参数进行全面分析。试验结果表明,不同温度下储粮中霉菌生长早期阶段的霉菌增长量均与CO_2浓度变化同步,两者相关性系数0.99;较低的温度可使霉菌生长产气量显著降低,在霉菌生长量相当的状态下,30℃比20℃条件下测得的粮堆CO_2浓度值高4.7倍。粮食颗粒间空隙度等多种因素均可显著影响CO_2气体扩散,稻谷粮堆比小麦粮堆的孔隙度高约30%,稻谷粮堆在相距CO_2发生源50cm的监测点比小麦粮堆测得的峰值浓度高50%,峰值时间提前4d。对粮堆不同深度发生的霉变(距粮面1,2m),监测点设在粮面下3m可减少外界气体交换的影响,监测效果优于深度为1m的监测点。CO_2气体检测过程中,高的取样气流速度可显著降低检测值;对于各种规格的输气管道,适宜的检测气体取样量为管道内部理论体积的1.5倍。通过合理设定参数,CO_2法可灵敏地监测储粮霉菌活动。     

抗菌肽Hst5抑制串珠镰刀菌生长及作用机制研究

摘要:目的 研究抗菌肽Hst5对串珠镰刀菌的抑制作用,探究其作用机制。方法 通过扫描电子显电镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、钙荧光白（CFW）、碘化丙啶（PI）、4'',6-二脒基-2-苯基吲哚（DAPI）、线粒体膜电位检测染料（JC-1）染色和活性氧ROS荧光探针（CFH-DA）等分析不同浓度Hst5处理后的串珠镰刀菌细胞结构及胞内氧化还原状态的改变。结果 Hst5处理过后,导致串珠镰刀菌孢子细胞壁破损、细胞膜通透性改变、细胞核受损、细胞器聚集等一系列现象;同时造成线粒体膜电位下降、琥珀酸脱氢酶(SDH)和苹果酸脱氢酶(MDH)酶活性降低以及胞内活性氧（ROS）水平升高。结论 Hst5抑制串珠镰刀菌生长是多方面协同作用的结果,抗菌肽破坏了细胞壁的完整性和细胞膜的通透性,同时造成线粒体功能紊乱进而导致胞内ROS水平升高、细胞核DNA出现片段化,最终减弱了串珠镰刀菌在玉米和西红柿中的致病性。本研究为防治串珠镰刀菌提供了新的途径,为制备新的抗真菌剂提供了潜在可能。     

黑曲霉葡萄糖氧化酶在毕赤酵母中的表达及其高效发酵研究

葡萄糖氧化酶是一类能催化β-D-葡萄糖生成葡萄糖酸-δ-内酯的酶类,在食品、药品以及生物传感器等领域具有广泛的应用前景。从黑曲霉中克隆出葡萄糖氧化酶编码序列,在毕赤酵母中实现了组成型和诱导型表达并分析了其酶学性质和发酵条件。结果表明:黑曲霉葡萄糖氧化酶的编码基因长度为1 818 bp,编码605个氨基酸,具有21个氨基酸组成的信号肽。毕赤酵母组成型表达葡萄糖氧化酶的发酵上清液中葡萄糖氧化酶的酶活可达1.2 U/m L,利用镍离子亲和层析纯化后得到了分子质量约为100 kDa的葡萄糖氧化酶。利用糖苷内切酶H(Endo H)对葡萄糖氧化酶去糖基化后,其分子质量约为70 kDa,与推测的分子质量相近。对黑曲霉葡萄糖氧化酶的酶学性质研究表明,该酶的最适反应pH 6.0,最适反应温度35℃,比活力60.9 U/mg。为了进一步提高葡萄糖氧化酶在毕赤酵母中的表达量,构建了诱导型表达的毕赤酵母菌株并通过G418抗生素筛选获得了高效表达菌株。对该菌株进行高密度发酵(湿菌体200 g/L),甲醇添加量为2.5%,发酵至第7天时葡萄糖氧化酶发酵量可达133 U/m L,蛋白表达量约1.9 g/L。     

小麦病程相关蛋白wheatwin 1的表达及其对黄曲霉生长及产毒的影响

黄曲霉在储粮中的大量生长可严重危害粮食的储藏品质甚至产生真菌毒素。研究表明,小麦籽粒中含有多种病程相关蛋白,具有较强储藏霉变抗性的小麦品种胚部含有较多的病程相关蛋白,但其对储粮霉菌的生长和产毒的影响尚不清楚。通过PCR手段扩增从小麦基因组DNA中扩增出了病程相关蛋白wheatwin 1基因并将其在大肠杆菌中进行了表达,对wheatwin 1蛋白进行复性和纯化后分析其对黄曲霉生长及产生毒素的影响。结果表明编码成熟wheatwin 1蛋白的DNA序列长度为378 bp,将其在大肠杆菌中与谷胱甘肽转移酶融合表达可获得包涵体蛋白。将包涵体蛋白复性并利用Thrombin酶切后获得了具有核酸酶活性的wheatwin 1,其可降解黄曲霉RNA;进一步研究表明100 g/m L wheatwin蛋白可显著抑制黄曲霉孢子的萌发和黄曲霉毒素的积累。为进一步揭示wheatwin蛋白对黄曲霉生长和产毒的机理研究奠定了基础。     

一株酸性脂肪酶高产菌株的筛选与鉴定

目的分离筛选出一株酸性脂肪酶高产菌株并对其进行鉴定。方法通过溴甲酚紫酸碱指示剂进行平板初筛,甘油三丁酸酯透明圈法以及摇瓶培养复筛,筛选获得了一株酸性脂肪酶产生菌株;利用平板透明圈法、橄榄油乳化液滴定法和对硝基苯酚比色法3种方法对所筛菌株进行酶活力测定。结果分离获得一株具有高产酸性脂肪酶活力的菌株,将其命名为菌株WY19。经过检测,其粗酶活力达到11000 U/L。通过对菌株WY19进行形态学鉴定、生理生化实验以及分子生物学鉴定,结合系统发育树分析,确定本研究获得的酸性脂肪酶产生菌为克雷伯氏菌。结论菌株WY19所产脂肪酶为酸性脂肪酶,在食品、医药、油脂加工等领域方面具有较好的应用前景。     

谷氨酸棒杆菌S9114在不同溶氧条件下发酵生产谷氨酸的代谢流分析

建立了谷氨酸棒杆菌S9114合成L-谷氨酸(L-Glu)的代谢流平衡模型,应用该模型并结合S9114在10%和30%溶氧条件下发酵至中后期时胞外相关产物的分泌情况计算出其代谢流分布;通过MATLAB线性规划得到了谷氨酸合成的理想代谢流分布。代谢流分析结果表明,减少HMP和TCA循环的代谢流量,增加CO2固定的代谢流将有利于谷氨酸的合成;在谷氨酸发酵工艺控制中,溶氧是关键因素,发酵中后期提高溶氧有利于谷氨酸的生成,同时可抑制副产氨基酸的产生;主要副产物乳酸在理想代谢流分布中仍占有一定比例,说明乳酸在整个代谢过程中起到一定的作用。     

LaeA调控黄曲霉毒素生物合成研究进展

黄曲霉毒素主要是由黄曲霉和寄生曲霉产生的一类具有较强的毒性和致癌能力的次级代谢产物,在霉变的小麦、玉米、棉花、花生等多种粮食及油料作物中检出率都比较高,给农业生产造成巨大的经济损失,严重威胁着食品安全及人类健康。自20世纪60年代发现黄曲霉毒素以来,人们对该毒素的理化性质、生物毒性、合成途径、产毒条件以及产毒调控机制做了大量的研究。该毒素的生物合成过程十分复杂,参与AF生物合成的基因有30多个,它们集聚在基因组上一个约80 kb称为AF基因簇的区域,该途径中每个基因的表达水平直接影响AF的合成量。研究表明黄曲霉毒素的生物合成受到多方面因素的调控,包括培养基成分如碳源、氮源、p H值,培养条件如培养温度、湿度等,途径专一性调控因子afl R及全局性调控因子Lae A等,Lae A能够调控丝状真菌的次级代谢及其生长发育,影响真菌形态分化、毒素合成及沉默基因的表达,相对于其调控因子表现出独特的性质。就Lae A在真菌中的发现、功能及调控机制等方面进行了综述,重点介绍了该调控因子在黄曲霉中调控黄曲霉毒素合成方面的研究进展,初步展示了黄曲霉毒素的生物合成调控模式,为今后进一步开展Lae A调控黄曲霉毒素合成调控机理的研究奠定了基础。     

一株产蛋白酶菌株的鉴定及酶学特性研究

蛋白酶是一类在食品、洗涤、医药等行业中广泛应用的酶制剂。利用酪素培养基从环境样品中筛选出一株产蛋白酶的菌株,对该菌进行鉴定,并对其酶学性质进行了分析。结果表明,分离获得的菌株CF-02具有较好的产蛋白酶能力,经生理生化及16S rDNA序列分析,鉴定该菌为枯草芽孢杆菌。菌株CF-02最佳产酶时间为发酵36 h,在生长稳定期的后期开始产酶。该菌株所产蛋白酶的最适温度为55℃,最适pH值为8.0,属中温、中性蛋白酶。温度高于70℃,pH≤5.0或pH≥9.0时,该蛋白酶活性急剧下降,显示该酶对高温、酸、碱的耐受性均较差。浓度为2.5mmol/L的Ca~(2+)、Mn~(2+)和Cu~(2+)均可使酶活性升高约10%,对该酶有激活作用;同浓度的Fe~(2+)和Zn~(2+)均使酶活性下降约7%,对酶活性有抑制作用;Mg~(2+)、K~+和Na~+对酶活力无明显影响。将酶蛋白分离纯化后进行质谱鉴定,结果显示:该酶蛋白的氨基酸序列与枯草芽孢杆菌YtoP蛋白序列相近,可从蛋白质和多肽N端选择性切除氨基酸残基的外切蛋白酶,是一种氨肽酶。SDS-PAGE电泳显示,菌株CF-02所产蛋白酶分子质量约为34 kDa。研究表明菌株CF-02有适用于工业生产的潜力。     

生物法防治黄曲霉毒素B1研究进展

黄曲霉毒素具有极强的致癌、致畸和致突变作用。受黄曲霉毒素污染的粮食不仅给人体和动物的健康带来严重危害,也给食品、畜牧等行业造成巨大经济损失。目前,黄曲霉毒素降解方法研究已成为各国科研工作者的一个热点。生物法降解黄曲霉毒素较物理、化学等方法具有安全系数高、特异性强、绿色清洁等独特优势,被视为最具发展前景和潜力的降解方法。利用微生物菌体的吸附作用、微生物酶解作用、微生物代谢作用等对黄曲霉毒素进行脱除,已逐渐成为生物法消减黄曲霉毒素的重要研究方向。通过筛选和改造获得可脱除黄曲霉毒素的优良菌株;通过分离、提取、纯化等手段获得高纯度和高活性的微生物源解毒产物;通过改进和优化获得最佳脱除工艺等,已成为研究生物法脱除黄曲霉毒素的重要手段和突破口。本文主要对国内外生物法防治黄曲霉毒素B_1的研究进行综述,并对今后生物防治的发展方向提出一些设想。     

粮食储藏生理性变质研究进展

粮食是人类赖以生存的物质基础,粮食储藏变质对农业生产及食品加工影响巨大。粮食生理劣变是一个复杂、渐进的物理、化学与生物学过程,与其籽粒的生理活动密切相关。研究表明,粮食籽粒酶活性降低,呼吸作用下降,生命力减弱等是其生理变质的外在表现,储粮生理活动是引发其生理劣变的本质要素。深入了解粮食籽粒在储藏过程中生理活动及其变化规律对揭示储藏生理变质机理具有重要意义。本文主要介绍了粮食籽粒储藏衰老过程中种胚微观结构、营养物质转化、线粒体呼吸作用、细胞抗氧化系统、遗传物质变异等的研究现状,并对粮食储藏保鲜原理进行讨论，以期为提出延缓和预测粮食储藏劣变的方法提供参考。