产L-肉碱微生物及发酵法生产L-肉碱研究概况

本文介绍了产Ｌ－肉碱的微生物和发酵法生产Ｌ－肉碱概况。其生产方法包括固态发酵法和液态发酵法。并对不同种类的微生物、不同工艺生产Ｌ－肉碱的情况展开了讨论。     

L-肉碱的酶法生产

L-肉碱是与动物体内脂肪酸代谢有关的化合物,主要功能是作为载体将长链脂肪酸从线粒体膜外输送到膜内促进脂肪酸的β-氧化,将脂肪代谢转变为能量.L-肉碱广泛用于医药、保健食品及饲料等行业.江苏省微生物研究所在成功解决了高转化率微生物酶的选育、肉碱与巴豆甜菜碱的分离技术和巴豆甜菜碱的回收问题后,开发了L-肉碱的微生物酶法生产技术,并与常茂生物化学工程有限公司合作进行了日产1kg规模的中试,用300L发酵罐发酵产酶,150L酶反应器进行酶转化,L-肉碱的发酵水平达15g/L以上,用40L有机玻璃层析柱系统提取精制,提取收率达70%以上,产品质量符合USP23版标准.     

生物化工专业课程开放式双语教学模式的探讨

随着互联网的迅速发展,知识已成为全球共享资源,在此背景下双语教学正成为高等教育培养改革的一大亮点。生物催化技术是工业可持续发展的重要革新技术。本研究通过对生物化工专业课程《生物催化工艺学》的开放式双语教学进行研究探讨,提出并构建一套灵活、多样、生动的双语互动式教学模式,为相关本科课程建设提供借鉴和参考。     

交替糖蔗糖酶在毕赤酵母中的重组表达、酶学性质及转化反应研究

交替糖作为一种新型功能性低聚糖具有良好的益生作用。交替糖在自然界中的含量较少,主要通过发酵法和酶法制备,但目前交替糖蔗糖酶(alternansucrase, ASR)活性较低成为制约交替糖应用的主要因素。为促进交替糖的应用,该研究合成了密码子优化后的交替糖蔗糖酶基因,将其首次在毕赤酵母GS115中成功重组表达。3 L发酵罐高密度发酵72 h结果显示,重组菌发酵上清液中ASR酶活力为34.5 U/mL,约是摇瓶水平的12倍,也是目前重组ASR的最高表达水平。酶学性质研究表明,重组ASR的最适pH和最适温度分别是pH 6.0和55℃,K_m和k_cat分别是31.97 mmol/L,0.36 s^-1。以蔗糖、蔗糖和麦芽糖等其他小分子糖为底物,在40℃, pH 5.5条件下利用重组ASR制备交替糖。将催化产物经薄层色谱初步分析,鉴定得出催化产物中生成了大量交替糖寡糖和交替糖多糖。该研究首次实现了交替糖蔗糖酶基因在毕赤酵母中高水平重组表达,并催化制备了交替糖,为ASR的异源表达及规模化制备交替糖提供了良好基础。     

水/有机溶剂两相体系微生物催化不对称还原制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯

研究了水/有机溶剂两相体系中,出芽短梗霉SW0202细胞催化4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)不对称还原制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯(CHBE)的过程.有机溶剂的选择表明邻苯二甲酸二丁酯为该反应最适有机溶剂,与单一水相体系相比,水/邻苯二甲酸二丁酯两相体系能明显改善反应效率.通过系统考察一些因素如相体积比、振摇速度、反应温度和pH等对反应速度、摩尔转化率和产物光学纯度的影响发现,这些因素对还原反应的初速度和摩尔转化率有较明显的影响,而对产物的光学纯度影响不明显.优化后的条件为:水与有机溶剂的相体积比1∶1,振摇速度180 r·min-1,温度30℃,pH 7.0.在该优化反应条件下,水/有机溶剂两相体系中出芽短梗霉SW0202细胞催化COBE生成(S)-CHBE不对称还原反应的最大摩尔转化率和产物的光学纯度分别达到了94.8%和97.9%e.e.,在用Na2CO3溶液控制水相pH 7.0条件下,有机相中的产物浓度积累达58.2 g·L-1.     

九株谷氨酸生产菌的生物学特性研究

【目的】研究九株谷氨酸生产菌的生物学特性,为具有广域pH耐受性的谷氨酸高产菌筛选提供实验依据。【方法】考察九株菌的低pH生长、高pH产酸特性;对磺胺胍、酮基丙二酸、丙二酸和香豆素的耐受性以及发酵特性。【结果】Corynebacterium glutamicumS9114、Corynebacterium glutamicumATCC13761、Corynebacterium glutamicumT613-85均能在pH3·9下生长,而在pH10·5时S9114、Corynebacterium acetoacidophilum ATCC13870、T613-85依然能够产酸;抗性平板上具有明显生长优势的菌株如下:磺胺胍:S9114;酮基丙二酸:S9114、ATCC13870;丙二酸:ATCC13761、ATCC13870、Microbacterium ammoniaphilumATCC15354;香豆素:除ATCC13761和Corynebacterium melassecolaATCC17966,其他耐受程度相似;九株菌中产酸能力最强的是S9114,其次是T613-85。【结论】以S9114为出发菌株进行改造,确定筛选平板为含磺胺胍2%、酮基丙二酸0·25%、丙二酸1·6%、香豆素0·2%的低pH梯度（pH3·6～4·0）平板和高pH梯度平板（pH10·5～11·2）。      

不同烹饪方式对干腌火腿理化、感官及风味品质的影响

熟肉制品的理化、感官和风味品质与烹饪方式密切相关,通过比较高压、微波、蒸制和煮制4 种烹饪方式对盘县火腿理化和营养特性、风味品质及感官评价的影响,筛选出最适宜盘县火腿的烹饪方法。结果表明：蒸制和煮制火腿色泽更好,pH值较高,分别为6.10和8.16,水分含量较高,分别为35.70%和35.20%,盐含量和烹饪损失率更低,分别为28.01%、5.15%和28.06%、4.99%;微波处理火腿粗脂肪和粗蛋白含量最高,分别为6.48%和55.14%;4 种烹饪方式均导致火腿中风味物质种类减少,但微波、蒸制和煮制可增加风味物质含量,特别是蒸制;聚类分析和Biplot分析同样显示出蒸制对原料火腿风味的改善作用;主成分分析结果表明,15 种特征香气成分中有7 种与蒸制火腿相关,包括2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、己醛、壬醛、庚醛、辛醛和(E)-2-癸烯醛;感官评价结果表明,蒸制火腿的肉香属性得分最高,偏最小二乘回归相关性分析显示,这可能与其高含量的3-甲基丁醛、己醛和壬醛有关。盘县火腿最佳烹饪方式为蒸制,有助于改善其理化特性和风味品质。     

盘县火腿自然发酵过程中理化和风味特征

分析盘县火腿自然发酵过程中理化特性和风味特征的变化,并结合香气活度值（odor activity value,OAV）和偏最小二乘回归（partial least squares regression,PLSR）分析确定盘县火腿主体香气成分。结果表明：盘县火腿理化特性在发酵过程中发生显著变化（P＜0.05）,pH值和NaCl含量显著上升,而水分活度、水分含量和肌内脂肪含量显著下降,亮度值和黄度值呈持续下降趋势,而红度值先降低后升高;随着发酵的进行,盘县火腿中风味物质的种类从25 种增加至40 种,含量从（218.50±22.14） μg/kg上升至（1 044.49±51.47） μg/kg,其中醛类物质的种类和含量最丰富;OAV分析筛选出16 种主体香气物质,PLSR模型显示3-甲基丁醛、十二醛、十六醛、(Z)-9-十八烯醛和十八醛对盘县火腿肉香、清香和油脂香有显著贡献。     

外源氧载体和前体L-谷氨酸添加策略提高Bacillus subtilis HB-1发酵产γ-聚谷氨酸

为了提高外源L-谷氨酸依赖性菌株枯草芽孢杆菌HB-1产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的能力,采用添加氧载体和前体L-谷氨酸的策略,研究其对菌体生长和γ-PGA产量的影响。摇瓶单因素结果表明,最佳氧载体为聚二甲氧基硅烷(PDMS),在原始培养基中添加体积分数为10%的PDMS,菌体OD600提高了3～5倍;前体L-谷氨酸的最适添加时间为18 h,最适添加质量浓度为10 g/L。在3 L发酵罐扩大培养后,γ-PGA产量提高到45 g/L;在发酵30 h流加碳源和前体L-谷氨酸,γ-PGA质量浓度达到52 g/L。发酵产物经红外,氨基酸分析仪等证实其为多肽类化合物,相对分子质量高达1 000万。     

合成洋茉莉醛重组菌株的构建与产物鉴定

将一种源于假单胞菌的目的基因克隆到表达载体pET-22b(+),构建重组质粒pET-22b(+)-tao,并转入到大肠杆菌E.coli BL21(DE3)中进行诱导表达。获得的E.coli BL21(DE3)(tao)于37℃培养70~90 min后,加入终浓度为0.4 mmol/L的异丙荃硫代半乳糖苷(isopropylβ-D-thiogalactoside,IPTG),20℃诱导6 h,黄素单加氧酶(trans-anethole oxygenase,TAO)酶活可达35 U/g。在pH值为8、反应温度为30℃的条件下,重组菌全细胞转化黄樟油素生成洋茉莉醛的质量浓度可达9.15 g/L。反应液经乙酸乙酯萃取、浓缩及干燥处理后得到产物晶体,红外色谱以及核磁共振分析证实其为洋茉莉醛,高效液相色谱测定其纯度为97%以上。