传统发酵过程微生物互作研究进展

在传统发酵过程中,丰富的营养物质、开放的发酵环境和历史传承的发酵工艺促成丰富多样且相对稳定的微生物群落发酵体系。这些微生物的生长繁殖和相互作用控制发酵过程,同时产生丰富的营养成分和独特的风味物质,是传统发酵精髓所在。这些微生物相互作用类型丰富,包括真菌与真菌、真菌与细菌、细菌与细菌之间的互利共生、偏利共生和相互竞争等。近些年来,随着高通量DNA测序技术和组学分析技术的广泛应用,对传统发酵过程的微生物相互作用的认识得到进一步加强。本文从不同传统发酵食品入手,总结了传统发酵过程中的微生物群落结构及其相互作用,着重阐述典型性微生物相互作用中的分子机制,有助于研究和认识发酵过程中微生物相互作用方式及其机理。     

生物法拆分外消旋甲霜灵制备R-甲霜灵

从土壤和污泥样品中分离得到一株能不对称水解甲霜灵的革兰阴性菌。通过分子生物学鉴定,命名该菌株为Albibacters sp.zjut528。当底物浓度为50 g·L^-1,湿菌体（含水量81%）：底物=0.3：1（质量比）,反应28 h,产物得率为47.1%,主产物为R-甲霜灵酸,对映体过量值ee_p > 99.9%。将菌株细胞破碎得到的粗酶液分离纯化得到一个SDS-PAGE电泳纯的酯酶,分子量约为40×10³,酶的N端10个氨基酸序列为NH₂-Ala-Ala-Lys-Ala-Pro-Leu-Arg-Leu-Lys-Glu。该酶最适温度为40℃,20~40℃稳定性较好。最适pH为9.0,在pH 5.0~10.0范围内稳定。Fe²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺对酶活有促进作用,Fe³⁺对酶活有一定的抑制作用。在含有20%的乙腈、异丙醇、丙酮、二异丙醚、环己烷、正己烷的水溶液中,酶活均比在纯水相中有明显提高。该酶反应动力学符合米氏方程,V_m为0.18 mmol·L^-1·min^-1,K_m为2.29 mmol·L^-1,K_cat为0.85 min^-1。建立了一条利用Albibacters sp.zjut528细胞作催化剂拆分甲霜灵制备R-甲霜灵的工艺路线,终产品R-甲霜灵的纯度是96.2%,ee值为99.3%。     

己糖氧化酶的研究进展

己糖氧化酶(hexose oxidase,HOX)是一种底物谱广泛的糖类氧化还原酶,能催化D-葡萄糖、D-果糖、D-半乳糖、麦芽糖、乳糖等己糖和一些二糖的氧化,生成相应的内酯并释放出H2O2。HOX具有除氧、酸化、提高蛋白交联等应用功能,近几年来被开发成为新型绿色添加剂,应用于食品抗氧化、食品保鲜以及畜牧养殖等领域。天然HOX主要来源于红藻类物种,但生产规模小,成本偏高。通过基因工程技术,可在酵母中实现活性表达和发酵生产。该文主要总结了HOX的分离纯化方法、酶学性质和异源表达方法,并介绍了其在食品领域的应用,为HOX的开发应用提供参考。     

红藻源新型抗氧化剂己糖氧化酶的异源表达优化及酶学特性表征

天然抗氧化功能的活性多肽和食品酶具有绿色、安全及可靠的特点,广受欢迎。己糖氧化酶是一种底物谱广且具有除氧、酸化、提高蛋白交联等功能的氧化酶,可作为一种新型绿色多功能的食品添加剂。为了提高己糖氧化酶在毕赤酵母中的过量表达,系统比较不同基因型的宿主菌株、表达方式以及多拷贝数转化子等因素对己糖氧化酶异源表达的影响。应用新建立的3步筛选法获得不同基因型的转化子并比较其发酵酶活,结果表明,甲醇代谢缓慢的Muts型宿主有利于己糖氧化酶的表达;而甲醇诱导表达方式优于组成型表达方式;较高的己糖氧化酶基因拷贝数表达相对更高的酶活。然而,优化以上表达因素,己糖氧化酶表达水平仍不高,最高摇瓶发酵酶活为4.92×10-2 U/mL。重组酶的纯化研究表明存在3种蛋白,分子质量分别为62,40 ku和29 ku,即己糖氧化酶的原酶和经蛋白酶切割而成的2个二聚体亚基,其中原酶的活性较低且占比最高,可能是表达活性偏低的原因之一。酶学特性研究表明,重组酶的最适条件为50~60 ℃、pH 4.0,且常温条件(20 ℃)下可维持50%的活性。低温条件(20~60 ℃)和酸性条件(pH 3.0~6.0),己糖氧化酶酶活较为稳定,说明其是一种耐酸性较好的抗氧化酶,适用于酸性食品的保鲜和抗氧化应用。     

L-薄荷醇的升级产品L-薄荷基-α-D-葡萄糖苷

L-薄荷醇需求量巨大,广泛应用于烟草、医药、食品以及化妆品等领域。然而L-薄荷醇易挥发、水溶性差,阻碍了其更大规模的应用,而将其糖苷化后可以有效弥补上述缺陷。综合阐述了近年来国内外L-薄荷基-α-D-葡萄糖苷的检测、生物合成、提纯方法等,比较了相关方法的优缺点,并重点介绍了制备该产品的最佳催化条件,希冀该产品在国内日用化工行业能有更广泛的应用。     

手性农药在红曲菌发酵过程中的立体选择性行为研究

采用高效液相色谱-串联质谱联用技术,研究了手性农药腈菌唑、己唑醇在红曲菌液态发酵和红曲酒酿造过程中的立体选择性降解情况,以及对红曲菌产酶(糖化酶、纤维素酶)和典型代谢产物(红曲色素、桔霉素)的影响.结果表明,腈菌唑、己唑醇的对映异构体的降解速率基本一致,无选择性降解现象发生.腈菌唑、己唑醇的外消旋体及对映异构体对红曲菌产酶和代谢物呈现一定的差异性,其中,在5,0.5 mg/L己唑醇条件下,红曲菌产酶及代谢物表现出显著性变化,且(+)-己唑醇显著性大于(-)-己唑醇,5 mg/L质量浓度下显著性大于0.5 mg/L;在0.05 mg/L己唑醇条件下,红曲菌产酶及次级代谢均不存在显著性差异.此外,不同质量浓度的腈菌唑外消旋体及对映异构体对红曲菌产酶及次级代谢也不存在显著性影响.