弱后酸化保加利亚乳杆菌突变菌株的遗传稳定性研究

对从传统乳制品中筛选得到的德氏乳杆菌保加利亚亚种自发突变株KLDS 1.9201-4的遗传稳定性进行研究。将突变菌株进行连续传代,观察形态学变化,利用HPLC分析葡萄糖和乳酸的代谢情况,RAPD分析基因组DNA的稳定性。结果表明,突变菌株KLDS1.9201-4能够稳定遗传至第8代,在传代过程中菌落和菌体特征没有发生明显变化,KLDS 1.9201-4对初始葡萄糖的代谢率逐渐升高,终产物中乳酸的浓度也逐渐升高。KLDS 1.9201-4的基因组DNA相对稳定,没有发生明显变异。弱后酸化德氏乳杆菌保加利亚亚种的自发突变株KLDS 1.9201-4具有适宜的遗传稳定性,可被用于制作弱后酸化的酸奶发酵剂。     

保加利亚乳杆菌产酸关键酶的研究

以四株德氏乳杆菌保加利亚亚种为出发菌株,详细比较了四株菌产酸关键酶酶活的差异,从而找出菌株KLDS 1.1006和KLDS 1.1011后酸化较弱的主要原因及控制其产酸的关键酶.结果表明,H+-ATPase可以控制菌株的能量代谢,是产酸关键酶;β-半乳糖苷酶对于分解乳糖产酸的贡献非常大,是乳糖代谢关键酶;乳酸脱氢酶和蛋白酶与后发酵产酸过程并没有必然联系;H+-ATPase和β-半乳糖苷酶酶活性较弱是引起菌株KLDS1.1006和KLDS1.1011后酸化程度弱的根本原因.     

不同混生模式对酸奶发酵剂球杆菌比例的影响

目的:探讨了酸奶菌株的混合发酵特性及最佳的混合模式。方法:在2.5L罐中观察不同发酵温度、pH、接种比例和接种时段对德氏乳杆菌保加利亚亚种KLDS1.9201和唾液链球菌嗜热亚种KLDS3.021混合培养的影响。结果:不同的混生模式均关系到酸奶菌株之间共生的问题。培养条件为42℃和pH6.2,接种比例为KLDS1.9201∶KLDS3.0201=2∶1,或是KLDS3.0201推迟2h接种,将有利于发酵剂菌株混合培养时的球杆菌比例平衡。结论:不同的混生模式是促进酸奶混合菌株协同生长的重要前提。     

弱后酸化保加利亚乳杆菌KLDS1.1011的筛选及其全基因组注释研究

为了研究影响保加利亚乳杆菌后酸化的关键基因,为酸奶发酵剂的开发提供分子水平的理论基础。本实验以实验室现有的8株保加利亚乳杆菌作为出发菌株,通过对其生长性能以及对酸敏感性筛选出KLDS1.0207、KLDS1.0205、KLDS1.1001、KLDS1.1011产酸差异性明显的4株保加利亚乳杆菌,通过对4株保加利亚乳杆菌单菌株发酵乳的凝乳时间、滴定酸度、乳糖消耗进行检测,分析得到菌株KLDS1.1011后酸化能力最弱。通过Illumina HiSeq与Illumina MiSeq测序平台对菌株菌株KLDS1.1011进行基因组测序,得到KLDS1.1011基因组全长1887491 bp,平均G+C含量为39.83%,基因组中共预测出2098个CDS,其总长度为1622760 bp,编码区域总长度占全基因组比例85.97%,编码基因的平均长度为773 bp;利用同源聚类分析方式比较保加利亚乳杆菌KLDS1.1011和KLDS1.0207基因组,发现两者有1631个共有基因,KLDS1.1011有353个特有基因,KLDS1.0207有320个特有基因,进而通过对特有基因进行KEGG通路的注释以及后酸化相关通路的分析得到6个与后酸化相关的基因,1.1011_GM000805、1.1011_GM002068、1.1011_GM000803、1.1011_GM000804四个基因是关于生物膜的形成,菌株的物质转运、1.1011_GM000260基因属于丙酮酸代谢通路,是乳酸生成过程的重要通路、1.1011_GM000194基因是蛋白水解的关键酶基因。在基因水平上为菌株KLDS1.1011较弱的后酸化特性提供了重要的理论依据。     

保加利亚乳杆菌细胞壁蛋白酶基因克隆及结构分析

本文以保加利亚乳杆菌基因组为模板,利用PCR的方法扩增细胞壁蛋白酶基因(prtB),并且利用GeneBank数据库和生物软件对prtB进行对比和生物信息学分析,预测基因片段的相似性、表达出蛋白酶的蛋白大小、二级结构和膜结合性等性质。结果表明,测序后比对发现扩增片段与模板保加利亚乳杆菌prtB相似性为100%,证明基因片段未发生突变;prtB与德氏乳杆菌德氏亚种基因相似性为96%,与德氏乳杆菌乳酸亚种(Lactobacillus delbrueckii)基因相似性为82%,具有一定的保守性和特异性。prtB基因G+C含量为47.49%,A+T含量为52.51%,编码1831个氨基酸,分子量为3338.7 kD,将此蛋白命名为PrtB,等电点pI为8.76。保加利亚乳杆菌的PrtB为亲水性稳定蛋白,总平均亲水性为-0.583,有28个Ser、9个Thr和25个Tyr可能成为蛋白激酶磷酸化的作用位点,该蛋白为细胞外蛋白,其二级结构以不规则卷曲为主,其值为55.11%,α-螺旋和β-折叠仅占21.30%和23.59%。     

剪切环境和溶氧控制对酸奶菌株分批发酵的影响

在2.5 L小型发酵罐中分别考察了剪切环境和溶氧控制对酸奶菌株生长的影响.根据活菌数、细胞生长速率和菌体形态的变化情况.确定德氏乳杆菌保加利亚亚种KLDS 1.9201和唾液链球菌嗜热亚种KLDS 3.021可耐受的搅拌剪切力范围分别为50～100 r/min和50～200 r/min,该搅拌转速下可将溶氧水平控制在0～5%左右,在前者条件下KLDSI.9201增殖10 h后的活菌数约为1.13×109mL-1,后者条件下KLDS3.0201发酵培养8 h后的活菌数约为2.15×109 mL-1.     

初始乳糖浓度对酸奶菌株分批发酵的影响

探究了初始乳糖浓度对酸奶菌株发酵过程的影响。在2.5L发酵罐中分别培养德氏乳杆菌保加利亚亚种KLDS 1.9201和唾液链球菌嗜热亚种KLDS 3.021,培养基中初始乳糖浓度范围为30～90g/L,并详细分析了发酵全过程的动力学参数包括乳糖消耗,细菌数增长和乳酸生成。结果表明,较高乳糖浓度并不利于菌体生长,确定较为适宜的初始乳糖浓度分别为50 g/L和70 g/L,前者条件下KLDS 3.0201的乳糖转化率达到85.3%,最高乳酸浓度达到36 g/L,增殖6h后的活菌数为4.4×109 CFU/ml,后者条件下KLDS 1.9201的乳糖转化率达到85.7%,产生的最高乳酸浓度达到52g/L,发酵培养8h后的活菌数约为2.15×109CFU/ml。     

酸奶菌株分批发酵放大研究-从2.5L 到15L 发酵罐

2.5L发酵罐实验数据基础上,利用经验放大法将德氏乳杆菌保加利亚亚种KLDS 1.9201和唾液链球菌嗜热亚种KLDS 3.021 分批发酵结果从小试放大中试。结果表明,如果确定若干优化发酵参数,包括搅拌转速50～100r/min和溶氧浓度不高于5% 等,可将酸奶菌株发酵结果较成功地从2.5L 罐放大到15L 罐规模。KLDS 1.9201 在15L 罐中对数生长期间的初糖转化率达到了80.3%,乳酸浓度为49g/L,确定其发酵终点为12h,此时活菌数为2.2 × 109CFU/ml;KLDS 3.0201 在15L 罐中的初糖转化率达到了80.2%,乳酸浓度为39g/L,确定其最佳收获期为发酵8h,活菌数达到4.9 × 109CFU/ml。     

德式乳杆菌保加利亚亚种分解代谢控制蛋白CcpA基因敲除突变株的构建

在革兰氏阳性菌中,分解代谢控制蛋白(Ccp A)是一种参与碳代谢和氮代谢的多效调控蛋白。利用同源重组技术,以德式乳杆菌保加利亚亚种为研究对象,构建Ccp A基因敲除突变株。首先以德式乳杆菌保加利亚亚种ATCC11842基因组DNA和质粒p BR322为模板,扩增Ccp A基因和四环素抗性基因(Tet),然后分别将Ccp A基因和Tet基因连接到载体p Back Zero-T Vector上,再对中间载体p Back Zero-Ccp A和p Back Zero-Tet进行双酶切,回收纯化双酶切后的目的片段并连接获得Ccp A基因敲除的重组载体p CT。通过同源重组筛选Ccp A基因敲除突变株,菌落PCR和测序鉴定结果均显示Ccp A基因敲除突变株构建成功,这为阐明该调控蛋白在德式乳杆菌保加利亚亚种代谢过程中的作用奠定了基础。     

不同生长阶段保加利亚乳杆菌关键蛋白酶基因表达变化规律

乳酸菌自身不能直接利用外源蛋白质,必须通过蛋白水解体系水解外源蛋白质,生成供菌体正常生长需要的短肽和游离氨基酸。该研究选择6株保加利亚乳杆菌(KLDS1.0207、1.0501、1.1007、1.9201、1.9203、1.0208)进行脱脂乳发酵,在mRNA转录水平上,应用实时荧光定量PCR技术,探讨保加利亚乳杆菌的蛋白水解体系中关键蛋白酶基因(prtB、oppD、pepC、pepF、pepQ、pepX、pepT)在菌体不同生长阶段表达的动态变化。结果表明,所有菌株生长曲线均呈S型。随着菌体在脱脂乳中的不断生长,蛋白水解活力极显著增强(P<0.01),7个目的基因相对表达量呈现总体上调。6株菌的prtB和oppD基因在对数期的相对表达量极显著高于对照组(4h)(P<0.01)。对数期的胞内肽酶基因(pepC、pepF、pepQ、pepX、pepT)的表达量与对照组(4 h)相比,呈极显著上调(P<0.01),但菌株KLDS 1.0207的pepQ基因在对数期下调,而稳定期上调。由此可见,蛋白水解活力较高的菌株,其生长和产酸特性也较高;发现在脱脂乳中培养保加利亚乳杆菌,其关键蛋白酶基因的表达量呈时间依赖性,且菌株间各蛋白酶基因表达量有较大差异。     

产四甲基吡嗪微生物菌株的选育

从中温大曲中分离筛选了一株产四甲基吡嗪的菌株MJS183,以葡萄糖为主要碳源,37 ℃、200 r/min摇瓶培养120 h,四甲基吡嗪产量达11.42 g/L,并用气相色谱-质谱联用对发酵液成分进行分析。结果表明,代谢主产物为四甲基吡嗪。根据菌落形态特征、生理生化特性试验及16S rDNA序列分析,该菌株鉴定为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）。为获得纯度较高的四甲基吡嗪,对菌体和蛋白质去除率进行了研究。结果表明,添加0.8 g/L的壳聚糖,37 ℃、200 r/min振荡30 min后静置,上清液经0.22 μm滤膜抽滤,滤液4 ℃自然结晶,提纯得到的晶体呈白色针状。联合使用气质联用色谱、傅里叶变换红外分光光度计对晶体进行定性分析,检测结果表明该晶体为四甲基吡嗪。     

产D-核糖菌株的选育研究

对发酵法生产D-核糖菌种的进展及选育条件等进行研究.     

细菌纤维素产生菌选育与突变株发酵特性的研究

为了获得细菌纤维素高产菌株,采用紫外线和硫酸二乙酯对实验室保存的木葡糖酸醋杆菌BC13进行复合诱变。通过诱变、筛选和连续传代实验,获得1株产量达15.6g/L的高产突变株Y19-11,该菌株遗传稳定性良好,比原出发菌株产量提高44.4%。同时,通过比较不同温度、不同初始pH下的菌体量和细菌纤维素产量,确定突变株Y19-11的最适温度和初始pH分别为30℃和5.5。     

绿色木霉产纤维素酶菌种诱变

该文对绿色木霉进行了硫酸二乙脂(DES)诱变和微波诱变,结果表明,经硫酸二乙脂诱变得到DES8菌株FPA酶活力比出发菌株提高了27.67％,该菌株进行微波诱变得到WB8菌株FPA酶活力比DES8菌株提高了14.88％.与出发菌株相比,WB8菌株FPA酶活力提高了46.67％,CMC酶活力提高了42.37％.遗传稳定性研究表明,该菌株遗传性能稳定.     

一株产L-瓜氨酸微生物菌株的鉴定

对实验室保存的一株产L-瓜氨酸的菌株进行了生理生化与分子生物学鉴定,结果表明该菌为季也蒙毕赤氏酵母。     

一株纤维素酶产生菌的抗阻遏选育

从沂蒙地区灌木枯枝中筛选到一株产纤维素酶菌株,初步鉴定为绿色木霉(T.viride Persex Fx NS90).该研究考察了不同浓度阻遏剂甘油、葡萄糖、纤维二糖对菌株生长和产酶的影响.结果显示:菌株生长的生物量随发酵培养基中甘油、葡萄糖、纤维二糖的浓度增加而提高,当培养基中分别含0.6%的甘油或0.4%葡萄糖时,菌株的相应发酵产酶活力较高,葡萄糖的浓度达2%时,菌株发酵产酶能力受到明显抑制,纤维二糖浓度对菌株发酵产酶没有明显的影响.实验采用紫外和微波对筛选菌株进行诱变处理,在含一定浓度阻遏剂的分离培养基上进行修复筛选,对选育出突变菌株的显微形态、抗阻遏性能和发酵产酶能力进行考察.结果表明:经紫外照射90s,微波辐射60s,结合2%葡萄糖平板修复选育,筛选到的突变株在生长过程中,菌落由黄色逐渐变为绿色,呈现黄色孢子,相对于出发菌株其抗阻遏性能明显提高,摇瓶发酵产CMCA和FPA酶活分别提高了41.0%和44.95%.     

几丁质脱乙酰酶产生菌的筛选

采用显色平板法和测定脱乙酰度(Deacetylation degree,DD)相结合的方法,从浅海污泥中筛选到一株产几丁质脱乙酰酶(chitin deacetylase,简称CDA)活力较高的细菌菌株S-1,并对其产酶条件和发酵进程进行了初步研究.S-1适宜产酶条件:碳源为蔗糖,氮源为酵母膏,添加无机盐NaH2P04,培养时间54h.     

枯草芽孢杆菌R21-4的诱变育种及其抗菌蛋白性质的研究

实验室筛选到的BacillussubtilisR21-4对某些革兰氏阳性、革兰氏阴性细菌及真菌均有抑制作用,为了进一步提高该菌株对食品中常见腐败菌大肠杆菌的抑菌效果,对枯草芽孢杆菌R21-4进行了自然选育、紫外诱变,从而筛选到一株抑菌活性有较大提高的稳定突变株Bacillussp.R21-15,其抗菌效价比原始菌株提高了58.49%。Bacillussp.R21-15的抗菌蛋白具有良好的热稳定性,对蛋白酶部分敏感。Tricine-SDS电泳初步显示出这一抗菌蛋白的分子量在6.4～7.2kDa之间。     

异淀粉酶产生菌的筛选

从淀粉厂附近的土壤中分离产脱枝酶的菌株,通过筛选得到了多株菌株。对其中一类产脱枝酶的菌落为黄色的菌株进行了研究,从中筛选到了一株产异淀粉酶酶活相对较高的菌株D15,依据菌株特性初步鉴定该菌株属于黄杆菌属。对菌株D15的液体发酵条件进行了初步优化,其发酵64 h时产酶活力最大,达到1.62 U/mL。     

纳塔生产菌培养条件的研究

该文主要研究了纳塔生产菌的发酵生产条件的优化.纳塔是醋酸菌发酵生产的细菌纤维素,作为一种健康天然食品,被广泛应用于罐头、果冻等食品中.以纳塔为代表的细菌纤维素近几年越来越受到人们的重视,成为国内生物材料研究的热点.试验从样品发酵液中筛选出了纳塔生产菌,得到了优化的纳塔发酵培养基组成为:葡萄糖2％,蛋白胨1％,酵母膏0.5％,柠檬酸0.1％,磷酸氢二钠0.5％,纳塔的产量达到了9.9g/L.