大肠菌群特异性检测荧光底物MUGal的合成及应用

4-甲基伞形酮基-β-D-吡喃半乳糖苷(MUGal)是食品安全中重要指示菌大肠菌群的特异性快速检测荧光底物。本文采用相转移催化方法使4-甲基伞形酮(4-MU)和四乙酰基-α-D-吡喃溴代半乳糖缩合生成保护的糖苷,再在碳酸钠的水/甲醇溶液中去保护生成4-甲基伞形酮基-β-D-吡喃半乳糖苷。通过对温度、时间和催化剂用量对糖苷化一步产率的研究发现,当温度为30℃,反应时间为16 h时,产率最高可达73.12%。醇解反应一步以碳酸钠为碱产率可达91.01%。在对产物进行IR和1HNMR结构表征后,进一步将产物应用于大肠菌群显色培养基,并和进口底物比较,其产荧光管数经X2检验无显著性差异(P0.05),在实际样品检测中,采用GB4789.3-2010(48 h)和MUGal方法(24 h)的阳性检出率均为80%,MUGal方法的检出时间明显缩短。因此,本研究制备的荧光底物能和进口产品相媲美,可以作为进口底物的替代品。     

荧光法快速检测蔬菜中大肠菌群

荧光法是利用大肠菌群能分解4-甲基伞型酮-β-D半乳糖苷,使4-甲基伞形酮游离,在波长366nm的紫外灯照射下可呈现蓝色荧光。本实验将大肠菌群所需的营养成分经过浓缩、真空干燥制成一次性检测试管,并针对制备的检测试管进行了特异性、灵敏度、稳定性实验和蔬菜中大肠菌群的检测方法比较研究。结果表明该方法快速、简便、准确、稳定,可应用于蔬菜中大肠菌群的快速检测。     

普通酸奶制品在贮存过程中发酵剂菌的β-半乳糖苷酶活性测定及变化规律研究

采用菌体细胞蛋白重来测定β-半乳糖苷酶活性是比较精确的方法。β-半乳糖苷酶为胞内酶,通过对溶菌酶、超声波、丙酮干粉三种破壁方法比较,确定用超声波破壁法对乳酸菌细胞破壁。发酵剂菌体的β-半乳糖苷酶活性随酸奶样品贮存时间的延长而下降,由最初的0.9707下降到0.468(第15d)。确定β-半乳糖苷酶为导致酸奶制品发生后酸化的关键酶。     

米曲霉β-半乳糖苷酶的性质及其水解作用

β-半乳糖苷酶能够水解牛乳和其它乳制品中的乳糖,同时还具有转半乳糖苷作用。本文通过实验分析了米曲霉β-半乳糖苷酶的酶学性质,并证实了其对乳糖的水解作用。     

不同金属离子和表面活性剂对转糖基β-半乳糖苷酶活性的影响

在巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)发酵产转糖基β-半乳糖苷酶过程中,以单因素试验为基础研究了不同金属离子和表面活性剂对转糖基β-半乳糖苷酶活性的影响,利用Mintab15软件响应面分析法优化在转糖基β-半乳糖苷酶活性最大时的最佳金属离子浓度、表面活性剂的添加量及加入时机。结果表明,发酵培养基中镁离子浓度为0.031%,吐温-80添加量为0.24%,钾离子浓度为0.047%时,最有利于提高转糖基β-半乳糖苷酶的活性且酶的活性最大。为保持产酶过程中β-半乳糖苷酶的最大活性,在菌体生长对数期的初期,OD值为1.6时添加0.2%的吐温-80,添加过早或过晚都会影响转糖基β-半乳糖苷酶的活性。     

具有β-半乳糖苷酶转苷能力的菌株筛选及鉴定

以乳糖为惟一碳源,5-溴-4-氯-3-吲哚- β -D-半乳糖苷(X-gal)为显色剂,从土壤中筛选出10株产β- 半乳糖苷酶较高、生长较好的菌株.在30 ℃下发酵产酶,测定邻硝基苯- β- D-半乳糖苷(ONPG)水解能力.在50 mmol/L磷酸钾缓冲液(pH 7.0)中,加入400 g/L乳糖和200 g/L果糖,并分别添加10株菌所产β- 半乳糖苷酶, 至酶活为400 U/L,37 ℃下反应8 h,经高效液相色谱分析,编号为2-1样品中含有乳果糖.通过形态特征和16S rDNA 序列分析,鉴定菌株2-1为节杆菌属.     

高产β-半乳糖苷酶植物乳杆菌的筛选及其酶学性质研究

β-半乳糖苷酶不仅能通过分解乳制品中乳糖解决乳糖不耐症问题,同时能通过转糖苷作用合成具有益生功能的低聚半乳糖。从8株植物乳杆菌中筛选出高产β-半乳糖苷酶菌株K2,比活力高达6620 U/g,并对β-半乳糖苷酶酶学性质进行研究。结果表明:β-半乳糖苷酶最适和最稳定的pH值为6.5,最适温度为60℃,而在40℃稳定性最强。Mg2+对β-半乳糖苷酶活力有明显促进作用,而Cu2+有强烈抑制作用,通过推导求得米氏常数Km,oNPG=1.15 mmol/L,最大反应速率Vmax,oNP=6.34μmol/(min.mg)。研究结果为具有解决乳糖不耐受症的植物乳杆菌微生态制剂的开发奠定了基础。     

基于乳糖水解酶的乳酸乳球菌乳糖代谢多样性研究

探究了磷酸-β-半乳糖苷酶和β-半乳糖苷酶对乳酸乳球菌乳糖代谢的影响。通过对12株乳酸菌在以乳糖为单一碳源环境下的生长、产酸、乳糖代谢情况、β-半乳糖苷酶和磷酸-β-半乳糖苷酶活力及发酵液中残留半乳糖含量进行测定,了解不同菌株乳糖代谢的差异。结果表明,不同的乳酸乳球菌乳糖代谢能力存在显著性差异;β-半乳糖苷酶活力较高的菌株发酵液中半乳糖含量为270～4 110 mg/L,而磷酸-β-半乳糖苷酶活力较高的菌株发酵液中半乳糖含量为40～900 mg/L;将磷酸-β-半乳糖苷酶活力较高的乳酸乳球菌与嗜热链球菌复配,发酵液中半乳糖含量较嗜热链球菌单菌发酵时显著降低。磷酸-β-半乳糖苷酶活力较高的乳酸乳球菌有助于降低发酵乳制品中的半乳糖含量。     

产β-半乳糖苷酶乳酸菌的筛选及其益生性研究

分析比较了实验室保存的13株乳酸菌β-半乳糖苷酶的活性,并对β-半乳糖苷酶活性较高的菌株进行耐受性、疏水性及凝乳效果的测定。结果表明,德氏乳杆菌保加利亚亚种ML12-2-2和嗜热链球菌KC4的β-半乳糖苷酶活性较高,对酸和胆盐耐受性较好,对碳氢化合物也表现出很好的疏水性,同时对脱脂乳具有较好的凝乳性能。这两株菌种具有作为益生菌用于乳品发酵的潜力。     

β-半乳糖苷酶的研究现状与进展

β-半乳糖苷酶是一种重要的食用生物催化剂,具有催化β-1,4糖苷键水解和转糖苷作用,并被广泛应用于乳糖水解及低聚半乳糖合成。作为糖苷水解酶家族的重要成员,β-半乳糖苷酶在理论与应用方面均积累了丰富的研究成果。作者从酶的家族分布、催化机制形成、分子结构分析及特殊酶学性质发掘等方面对β-半乳糖苷酶的研究现状进行综述,以期为β-半乳糖苷酶催化调控的深入探索与应用开发提供参考。     

传统奶酪中产转糖基活性β-半乳糖苷酶乳酸菌的筛选鉴定及其合成低聚半乳糖条件

分离筛选产转糖基活性β-半乳糖苷酶的乳酸菌新菌株,为酶法高效合成低聚半乳糖（galacto-oligosaccharides,GOS）提供新的酶源。以乳糖为唯一碳源,碳酸钙溶钙圈和添加5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷（X-Gal）的MRS培养基筛选平板进行初筛,以产酶菌株粗酶液催化乳糖反应产物的薄层色谱（thin layer chromatography,TLC）分析复筛,从新疆伊犁地区牧民手工制作的奶酪样品中筛选产转糖基活性β-半乳糖苷酶的乳酸菌。结合其形态学、生理生化特征及16S rRNA序列同源性分析对产转糖基活性β-半乳糖苷酶菌株进行鉴定。单因素试验确定产酶条件和转糖基反应条件,TLC结合高效液相色谱分析转糖基反应产物各组分含量。筛选获得产转糖基活性β-半乳糖苷酶的菌株6 株,其中Lactobacillus plantarum YLBGNL-S7所产β-半乳糖苷酶的转糖基活性最强。单因素试验结果表明,在温度50 ℃、pH 6.0、乳糖质量浓度300 mg/mL的条件下反应4 h,GOS得率可达质量分数43.40%,其中转移二糖和转移三糖质量分数分别为18.29%和12.95%。以上结果表明,L. plantarum YLBGNL-S7是一株产转糖基活性β-半乳糖苷酶的新菌株,在益生性GOS的合成领域具有应用前景。     

产耐热β-半乳糖苷酶蜜源芽孢杆菌的鉴定及酶学性质

从分离自蜂蜜的芽孢杆菌中筛选到一株高产β-半乳糖苷酶的菌株,鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),并命名为Bacillus licheniformis SYBC hb15。纯化该酶并研究其酶学性质,以邻硝基酚-β-D-半乳糖苷(ONPG)为底物,B. licheniformis SYBC hb15所产β-半乳糖苷酶的最适水解反应温度是60℃;70℃放置60 min后酶活力仍保留65%,具有较高的热稳定性;与嗜热菌Talaromyces thermophilus来源的β-半乳糖苷酶相比,葡萄糖对其水解活性的抑制较弱。因此,B. licheniformis SYBC hb15所产的β-半乳糖苷酶具有较高的热稳定性和葡萄糖耐受性,有很好的工业应用潜力。     

超声波细胞破碎法检测嗜酸乳杆菌β-半乳糖苷酶活力的研究

采用超声波破碎法对嗜酸乳杆菌A和B产生的β-半乳糖苷酶进行提取,并以邻硝基苯-β-D-半乳糖苷(ONPG)为底物测定了β-半乳糖苷酶的活力。通过单因素试验和正交试验,选出了超声波破碎的最佳工艺条件。实验表明,嗜酸乳杆菌A在工作时间7.6min,工作/间歇为28s/20s,温度36℃时,超声波对细胞的破碎效果较好,此条件下破碎后,A株产生的β-半乳糖苷酶活力为5.963μmolONP/L·min。嗜酸乳杆菌B在工作时间6.8min,工作/间歇为20s/20s,温度37℃时效果较好,产生的β-半乳糖苷酶活力为6.683μmolONP/L·min。因此,嗜酸乳杆菌具有较高产生β-半乳糖苷酶的能力。     

一种来源于青霉的β-半乳糖苷酶酶学性质研究

从土壤里筛选到20株产β-半乳糖苷酶的菌株,其中β-半乳糖苷酶活力最高的是菌株L7,通过形态学观察和18SrDNA序列分析,得出该菌株为斜卧青霉;并研究了其β-半乳糖苷酶的酶学性质。结果表明:β-半乳糖苷酶最适作用温度为60℃,最适pH为6.0,在60℃以下和pH3.0 7.0有较高的稳定性;Mg2+、Mn2+对β-半乳糖苷酶活性有显著的激活作用,Cu2+、Fe2+、和Zn+对酶活有较强的抑制作用;以ONPG为底物采用双倒数做图法测得Km为6.25mmol/L;经过聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定,该酶蛋白的分子量约为110kDa。     

嗜酸乳杆菌β-半乳糖苷酶基因的克隆及其作为食品级筛选标记的研究

为研究嗜酸乳杆菌β-半乳糖苷酶基因(lacZ)作为食品级筛选标记的活性及筛选稳定性,作者从嗜酸乳杆菌基因组中克隆β-半乳糖苷酶基因并在乳酸乳球菌中表达,通过X-gal显色筛选阳性克隆;用X-gal显色筛选方法将重组乳酸乳球菌传60代,并测定β-半乳糖苷酶酶活和比活力。结果显示:通过表达有活性的β-半乳糖苷酶和X-gal显色可成功筛选出阳性克隆菌株;对借助X-gal传60代后的重组乳酸乳球菌进行β-半乳糖苷酶比活力检测,与X-gal筛选的第二代相比没有显著差异(P=0.5920.05),与红霉素筛选比较也没有显著差异(P=0.8820.05)。由此可见,β-半乳糖苷酶基因作为筛选标记具有较好的活性和稳定性,为以β-半乳糖苷酶基因作为筛选标记的食品级载体的研究奠定了基础。     

益生菌降解大豆源α-低聚糖和醛类物质的研究

从传统乳酸菌中分离获得6株产α-半乳糖苷酶的益生菌,研究了它们分解代谢豆乳中α-低聚糖和醛类物质的特性。首先分析了益生菌所产α-半乳糖苷酶的活性;接着探讨了益生菌在豆乳中37℃培养48 h期间,样品中α-低聚糖代谢水平,醛类物质的降解率。pH值变化和蛋白水解活性。结果表明,益生菌表现出不同的α-半乳糖苷酶的活性,乳双歧杆菌B12.0501所产α-半乳糖苷酶活性最高,达到21.8U/mL。豆乳中α-低聚糖和醛类物质的降解程度依赖于菌株类型和发酵时间。     

产β-半乳糖苷酶的节杆菌诱变选育及培养基优化

酶法合成乳果糖需要使用同时具备水解和转苷活力的β-半乳糖苷酶为催化剂。采用物理诱变,培养基优化手段,以提高细菌产该类β-半乳糖苷酶的能力为目的,自然筛选获得的具有转苷能力的节杆菌Arthrobacter sp.,经紫外线照射处理,采用5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷(X-gal)为平板筛选显色剂,加之摇瓶发酵筛选,得到8株产酶水平明显提高的诱变株,其中Arthrobacter sp.M2酶活力较野生株提高了89%,传代5次酶活基本稳定。采用正交实验优化产酶培养基,结果表明:在乳糖浓度为10g/L,玉米浆浓度为22g/L,Fe3+浓度为1.5mmol/L时效果最佳,酶活水平进一步提高了113%。紫外诱变和培养基优化有效地提高了节杆菌产β-半乳糖苷酶的水平。     

α-半乳糖苷酶固定化的研究进展

α-半乳糖苷酶催化α-半乳糖苷键的水解,可将豆制食品及饲料中的抗营养因子α-半乳糖苷类转化分解,改善营养成分使其易于消化吸收。近年,α-半乳糖苷酶的固定化更是成为研究的热点。作为固定化酶技术的重要组成部分,载体及固定化方法的选取在很大程度上直接影响着固定化酶的活性及稳定性。综述了近些年国内外有关α-半乳糖苷酶固定化方法、固定化载体材料的研究现状和发展趋势,以期对固定化α-半乳糖苷酶的酶活性及稳定性提高提供参考。     

芽孢杆菌35家族β-半乳糖苷酶的性质及其在合成低聚半乳糖中的应用

低聚半乳糖是一种重要的益生元,芽孢杆菌(Bacillales sp.)来源的β-半乳糖苷酶具有转半乳糖苷活性,能合成低聚半乳糖。研究了一个新的芽孢杆菌来源的β-半乳糖苷酶的表达、酶学性质及其在合成低聚半乳糖中的应用。从芽孢杆菌中克隆了一个糖苷水解酶35家族的β-半乳糖苷酶基因(BABgal35A),并在大肠杆菌BL21(DE3)中表达。多重序列比对结果表明:BABgal35A与环状芽孢杆菌(Bacillus circulans)来源的β-半乳糖苷酶同源性最高,为79.9%,是一个新型的β-半乳糖苷酶(命名为BABgal35A)。粗酶液经Ni-IDA亲和层析纯化得到电泳级纯酶,蛋白电泳分析表明其分子质量为60kDa左右,最适pH值和温度分别为5.0和55℃,并且该酶在pH 值为4.5~8.0,温度为20~45℃时稳定性好。BABgal35A对oNP-β-galactopyranoside具有较高的催化活性。该酶以乳糖为底物合成低聚半乳糖的产率达34%。研究结果表明,芽孢杆菌35家族β-半乳糖苷酶在低聚半乳糖的制备中具有潜在的应用价值。     

嗜热脂肪芽孢杆菌（Geobacillus stearothermophilus）来源耐热β-半乳糖苷酶BgaB转糖苷催化活性改造

该研究以GH42家族嗜热脂肪芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)来源耐热β-半乳糖苷酶BgaB为研究对象,针对其转糖苷活性弱的问题,采用定点突变与化学修饰相结合的方法,对其预测亲核催化位点Glu303进行了功能研究与分子改造。所得突变体Ox-E303C与野生型酶相比,可将低聚半乳糖合成量由0%提高到11.5%。研究结果表明对耐热β-半乳糖苷酶BgaB亲核催化位点进行半胱氨酸亚磺酸(—SOO-)替换,能够提高其转糖苷催化活性。该研究对GH42家族β-半乳糖苷酶转糖苷催化功能的分子改造具有广泛的参考价值。