产胞外多糖嗜热链球菌eps基因簇的表达及生物信息学分析

目的：胞外多糖（EPS）作为乳酸菌（LAB）重要的次级代谢产物,在发酵乳制品的生产中发挥着重要作用。采用生物信息学方法分析乳酸菌产EPS的分子机制,为开发利用EPS提供理论依据。方法：采用二代测序技术（Illumina Hiseq 4000）及实时荧光定量PCR技术（RT-qPCR）对分离自蒙古国酸牛奶中一株高产EPS的嗜热链球菌IMAU20756进行基因组测序,并对不同时间点eps基因表达量进行定量分析。结果：该菌株基因组全长为1 838 440 bp,GC含量为38.8%,共编码2 120个基因,包含1 962个功能基因,36个tRNA、515个假基因、1个tmRNA和2个重复单位。其中和EPS生产相关的基因有12个,epsA、epsB是调控基因,epsC、epsD决定多糖链长,eps1E、eps2E、epsG、epsF、epsH、epsI、epsJ是编码糖基转移酶基因,epsK调控多糖聚合及输出。结论：所有和EPS生物合成相关的基因在发酵过程中均能表达,特别是糖基转移酶的基因表达量在发酵6 h时达最高。     

高产胞外多糖嗜热链球菌的筛选及胞外多糖的结构分析

目的:嗜热链球菌是一种对人体有明显食疗作用的有益菌。以从传统发酵乳制品中分离得到的442株嗜热链球菌为研究对象,从中筛选出1株高产胞外多糖嗜热链球菌MGD1-4,对该菌株发酵液所产胞外多糖进行分离、纯化与结构分析。方法:采用DEAE-Cellulose 52离子交换柱及Sepharose CL-6B凝胶过滤层析方法从嗜热链球菌MGD1-4液体培养基中获得的胞外多糖中分离得到单一组分,利用凝胶渗透色谱仪(GPC)测定各组分分子质量,采用高效液相色谱(HPLC)、红外光谱(IR)及核磁共振(NMR)等对各EPS纯化组分的单糖的组成及结构进行解析。结果:EPS-1a为中性多糖,分子质量为1.572×10~5u;EPS-3a为酸性多糖,分子质量为3.825×10~5u,且二者均为单一多糖。单糖组成测定结果表明:EPS-1a主要由葡萄糖、甘露糖和半乳糖构成,三者的物质的量比为3.62∶1∶2.99,占总糖量90%以上;EPS-3a主要由甘露糖、半乳糖和阿拉伯糖构成,占总糖量80.6%,其物质的量比为1.19∶1∶1.08。对1D NMR的研究表明,EPS-1a和EPS-3a的糖环形式均为吡喃糖环,糖苷键构型均为α型。结论:通过分析该菌株所产胞外多糖结构,初步确定其分子结构及理化性质,对进一步研究EPS的构效关系具有重要意义。     

保加利亚乳杆菌的筛选及其发酵乳中的风味物质

以分离自传统发酵乳中的7株保加利亚乳杆菌为试验菌株,测定发酵乳制作和贮藏(12 h)期间pH值、滴定酸度、活菌数、黏度的变化,并结合固相微萃取与气相色谱-质谱联用技术(SPME-GC-MS)检测贮藏12 h时发酵乳中的挥发性风味物质。结果表明,7株保加利亚乳杆菌中,IMAU62115在牛乳中的发酵时间最短(7 h),活菌数最高为4.95×108CFU/mL,滴定酸度为95°T,黏度为820 mPa·s。贮藏12 h时,7株保加利亚乳杆菌发酵乳的风味成分差异显著,从IMAU20403、IMAU20396、IMAU62121、IMAU62115、IMAU20220、IMAU20227、IMAU20234中分别检出29,28,26,26,32,31种和26种风味物质,主要有酸类、醛类、酮类、醇类及酯类化合物等。其中,IMAU62115发酵乳中的主要特征性风味物质有双乙酰、乙偶姻、3-甲基丁醛、2-壬酮等,这些风味化合物在IMAU62115发酵乳中的浓度较高,OAV值大于1,对发酵乳的风味贡献较大。本研究筛选的保加利亚乳杆菌IMAU62115菌株是一株具有优良发酵特性的菌株。     

氮源对嗜热链球菌胞外多糖表型特征的影响

乳酸菌胞外多糖(EPS)具有增加发酵乳黏度,防止乳清析出,增强凝乳强度等特性,是目前食品科学领域的研究热点之一。本研究以基础培养基M17为对照,以大豆蛋白胨、胰蛋白胨和酪蛋白胨替代M17液体培养基的复合氮源,探究不同氮源对嗜热链球菌IMAU20561胞外多糖的产量、分子质量及结构的影响。结果表明:嗜热链球菌IMAU20539以大豆蛋白胨为唯一氮源的M17培养基中胞外多糖产量达480.7 mg/L,远高于其它3种培养基所得多糖的产量。不同氮源培养基所得粗EPS经纯化后收集的EPS组分不同,各EPS组分的分子质量也有显著差异,以酪蛋白胨为唯一氮源的M17培养基所得EPS分子质量最大(5.964×105u),其次为基础培养基M17(1.260×105u)、大豆蛋白胨培养基(6.635×104u)和胰蛋白胨培养基(1.192×104u)。不同氮源培养基所得多糖结构有显著差异,大豆蛋白胨培养基所得EPS主要由半乳糖醛酸、半乳糖和阿拉伯糖组成;胰蛋白胨培养基所得EPS主要由葡萄糖醛酸、葡萄糖和半乳糖组成;酪蛋白胨培养基和基础培养基M17所得EPS有相似的单糖组成,主要由甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成,占比分别为10.46∶1.62∶87.37和20.37∶2.77∶74.91。     

原料供应困扰中国生物燃料产业发展

日前中国生物燃料考察组前往美国和巴西，进行了生物燃料技术和市场应用考察。 通过走访相关部门和企业了解到，目前美国的燃料乙醇生产是以玉米为主要原料，生物柴油则是以转基因大豆为主要原料，其原料供给能够满足生物燃料生产需求；巴西燃料乙醇生产是以甘蔗为原料．生物柴油的原料品种更多，其原料供给适应巴西的自然条件。     

发酵乳风味物质乙醛、双乙酰的合成途径及其调控机制

乳酸菌在发酵过程中能够产生醇、醛、酮等多种风味物质,这些风味物质和乳酸菌在糖酵解过程中产生的乳酸、生醋酸、丙酸等有机酸相互作用,形成具有独特风味的发酵乳。在酸奶的风味物质中,乙醛、双乙酰是其主要成分。目前,关于酸奶风味物质研究的焦点主要集中在通过改变乙醛、双乙酰的代谢途径提高乙醛、双乙酰的产量上。这篇综述主要描述了乳酸菌在酸奶发酵过程中生产的风味物质、以及乙醛、双乙酰的合成途径和国内外学者在乙醛、双乙酰产量调控方面取得的研究成果。     

保加利亚乳杆菌H+-ATPase弱化菌株的诱变选育

以保加利亚乳杆菌ND06(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus ND06)为出发菌株,利用硫酸新霉素诱变、筛选出一株H+-ArPase 弱化菌株ND06-6.该菌株在MRS培养基中,37℃培养18 h时,H+-ATPase活性为0.65 μmol/(mg· min),和出发菌株相比,H+-ATPase活性下降了35％.在脱脂乳培养基中培养0,4,8,12,16,20,24,36,48和72 h后,诱变菌株ND06-6的乳酸、乳糖和半乳糖的的代谢能力明显低于出发菌株.这些研究结果为弱后酸化酸奶发酵剂的开发和应用提供了理论依据.     

具有胆盐水解酶活性的乳酸菌对高血脂症大鼠血脂的调节作用

目的:筛选出具有胆盐水解酶活性的乳酸菌,并通过动物实验验证其降血脂的效果。方法:通过琼脂平板测试法和高效液相色谱法(HPLC)对乳杆菌胆盐水解酶活力进行定性和定量测试,筛选出具有胆盐水解酶活性的乳杆菌灌胃高脂血症大鼠;将雄性Wistar大鼠24只按体质量约相等分为正常对照组、高脂模型组及实验组,后两组给予高脂饲料喂养,并每日一次给这3组分别灌胃0.9%生理盐水、脱脂乳和活菌制剂,28d后测定相关指标。结果:L.fermentum MGH13-1具有较高的胆盐水解酶活性,将其灌胃大鼠后,实验组血清总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯等含量明显低于高脂模型组(P<0.05),肝脏中的胆固醇含量明显低于高脂模型组(P<0.05),粪便中的胆固醇、胆酸及短链脂肪酸含量明显高于高脂模型组(P<0.05)。结论:具有胆盐水解酶活性的L.fermentumMGH13-1对高脂血症大鼠有明显的降血脂作用。     

Streptococcus thermophilus IMAU20551胞外多糖基因簇及其表达分析

以1 株产胞外多糖（exopolysaccharide，EPS）的嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）IMAU20551为研究对象，提取其DNA后采用Illumina HiSeq技术对DNA进行二代基因组重测序，并利用SOAPdenovo软件对其进行组装，通过与RAST、直系同源集、基因本体论、京都基因与基因组百科全书等数据库进行比对，注释基因组中功能基因。发现S. thermophilus IMAU20551基因组全长1 725 107 bp，共注释出1 884 个功能基因，其中包含一个长度为19 376 bp的完整eps基因簇，该基因簇中与EPS合成相关的基因共有18 个，主要包括epsA、epsB、epsC、epsD、epsE、eps1F、eps2F、epsJ、wzx、epsP和epsX等，这些基因分别对EPS的合成、组装以及转运输出进行调控。另一方面，利用实时聚合酶链式反应对S. thermophilus IMAU20551 eps基因簇表达进行验证，发现所有基因均可表达，且除个别糖基转移酶基因外，其他被测基因均在6 h达到最大表达量。本研究介绍了S. thermophilus IMAU20551的基因组特征、eps基因簇及其表达能力，为今后深入研究S. thermophilus EPS基因簇及其表征结构的互作关系奠定基础。