拟粉红锁掷孢酵母降解展青霉素的蛋白质组学

展青霉素(PAT)又称棒曲霉素,是一种主要由曲霉属、青霉属等产生的有毒的真菌次级代谢产物,主要污染水果及其制品,具有细胞毒性、致畸性及遗传毒性等,严重威胁人类的健康。近年来,生物防治因其安全、绿色、高效等优点成为一种具有良好发展前景的控制水果真菌毒素产生的方法。有研究表明,部分酵母菌可以直接抑制PAT的产生,有的甚至可以降解PAT,但具体的降解机制尚不明确。作者所在实验室前期研究发现,拟粉红锁掷孢酵母(Sporidiobolus pararoseus Y16)能够在体外降解PAT,但具体的降解机制尚未明确,作者利用蛋白质组学技术对S. pararoseus Y16降解PAT的机制进行了初步研究,可以为真菌毒素的生物降解提供新的理论依据。     

产胞外多糖酵母菌的分离鉴定及其发酵条件优化

为筛选新型高产胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)的酵母菌株,满足工业化生产的要求,该研究利用WL选择培养基和产糖基础培养基筛选出高产EPS的酵母菌,通过形态特征观察、生理生化试验和18S rDNA技术对其进行鉴定,并利用响应面方法对菌株产胞外多糖条件进行优化。结果表明,从土壤中筛选得到一株高产EPS的酵母菌,经鉴定,该酵母菌为近粉红锁掷孢酵母(Sporidiobolus pararoseus),命名为S.pararoseus PFY-Z1,当葡萄糖17.34 g/L、硫酸镁1.98 g/L、初始pH值5.3时,EPS的含量为(6.74±0.13)g/L,是优化前的1.63倍。不仅为EPS的生产提供菌种来源,也为今后利用S.pararoseus大规模生产EPS提供理论基础。     

基于倍性的葡萄酒相关酵母酿造特性研究进展

葡萄酒相关酵母中主导酒精发酵的酵母菌为Saccharomyces(酵母属)中的Saccharomyces cerevisiae(酿酒酵母),近年来随着葡萄酒品质的多样化与特色化,研究者关注non-Saccharomyces(非酵母属酵母)及非二倍体S. cerevisiae在葡萄酒风味复杂性形成中的作用。本研究对酵母菌不同倍性特征及交配型转换等基础理论研究成果进行了综述,重点分析了酵母菌倍性对发酵性能、耐受性及葡萄酒风味形成的影响,为基于倍性研究筛选葡萄酒酿造性能优秀的菌株提供理论研究基础。研究发现,目前主要的倍性研究针对酿酒酵母开展,但相关研究中缺乏对倍性差异影响表型如耐受性等的分子机制研究,此外,如何在发酵中有效利用非二倍体S. cerevisiae和非酵母属酵母仍依赖于未来针对这些菌株开展的基础倍性研究。     

基因表达谱技术分析棒曲霉毒素肾细胞毒性的机制

本文研究了食品污染物棒曲霉毒素诱导人胚肾细胞损伤过程中基因表达谱动态变化。5μM PAT作用HEK293细胞3、24h,应用数字基因表达谱(DGE)技术筛选差异表达基因,分析基因富集的GO功能,KEGG信号通路及Pathway信号途径分析,并通过定量PCR对部分差异表达基因进行验证。分析发现,在3 h和24 h受PAT诱导的差异表达基因分别为79个和261个,其中上调表达基因分别为71和192个,下调表达基因分别为8和69个。PAT主要诱导了细胞凋亡基因的差异表达,RNA降解差异基因全部表达上调,RNA合成差异基因表达下调,泛素介导的蛋白降解大部分差异基因上调,MAPK信号通路主要参与PAT毒性的下游进程,其相关差异基因大部分上调。DGE技术为我们在分子水平上提供了PAT胚肾细胞损伤机制的众多线索,为相关基因生物学效应研究奠定基础。     

酿酒酵母中的蔗糖转换酶基因(SUC2)研究进展

蔗糖转换酶基因(SUC2)编码蔗糖转换酶(Invertase),通过降解酵母细胞外的蔗糖成果糖和葡萄糖来提供酵母生长所需的碳源,在以蔗糖为主要碳源的培养条件下,蔗糖转换酶对于酵母生长必不可少.因此研究蔗糖转换酶基因序列、转录、调控等对酵母蔗糖代谢具有重要意义.蔗糖转换酶基因的表达受葡萄糖浓度、氧气和其在染色体上的位置等因素的影响.本文就葡萄糖浓度对SUC2表达的影响以及葡萄糖浓度对其表达调控的机制进行了综述,并展望了该基因及蔗糖转换酶在今后的应用和研究趋势.     

宏基因组学分析酱香型白酒窖内发酵优势菌与代谢功能的相关性

本文采用宏基因组学技术对酱香型白酒第四轮次窖内酒醅的优势菌区系变化、代谢功能差异及其相关性进行分析研究。结果表明,窖内酒醅处于酸性环境,发酵30 d风味与发酵0 d相比醇、酸类含量增加,酯类种类丰富;菌群多样性呈降低趋势,共发现细菌属409个,真菌属40个;发酵30 d时优势细菌为乳球菌属(33.83%)、肠球菌属(32.4%)、芽孢杆菌属(14.07%)和分枝杆菌属(8.62%)等,优势真菌为裂殖酵母属(22.26%)、曲霉属(19.58%)、丝衣霉属(14.64%)和毕赤酵母属(13.78%)等。KEGG分析表明碳水化合物代谢和氨基酸代谢为窖内发酵的主要代谢功能,其中曲霉属、莫氏黑粉菌属和毕赤酵母属与两种主要代谢功能具有强的正相关性,而乳球菌属、芽孢杆菌属和分枝杆菌属与其呈现较强负相关。研究结果为解析优势发酵菌及其代谢功能对酱香风味形成提供重要参考。     

扣囊复膜孢酵母CICC 33077对芝麻香白酒高温大曲微生物群落结构和功能特性的影响

扣囊复膜孢酵母是白酒酿造中重要的功能性微生物。为探究扣囊复膜孢酵母在高温大曲制备过程中的具体作用机制，该研究采用扫描电镜观察了大曲内部结构，采用宏基因组测序和生物信息学分析技术比较分析扣囊复膜孢酵母强化大曲和对照大曲在微生物群落结构、物质代谢方面的异同。实验结果表明，经扣囊复膜孢酵母CICC 33077强化的高温大曲内部结构疏松，微生物数量较多。在微生物群落结构方面，扣囊复膜孢酵母CICC 33077的强化增加了高温大曲中复膜孢酵母属(Saccharomycopsis)、酵母菌属(Saccharomyces)和乳杆菌属(Lactobacillus)、乳球菌属(Lactococcus)、明串珠菌属(Leuconostoc)、片球菌属(Pediococcus)和魏斯氏菌属(Weissella)等功能乳酸菌的丰度。在功能特性方面，扣囊复膜孢酵母的强化整体提升了高温大曲的代谢活力，增加了淀粉代谢酶的数量。可见扣囊复膜酵母菌的强化会改变高温大曲的微生物群落结构进而影响体系中的微生物代谢。     

市售草莓腐败菌的分离鉴定及拮抗酵母的筛选

为了分离纯化并鉴定市售草莓主要的腐败污染菌,分析筛选拮抗能力良好且具有较大生物防治潜能的酵母。通过菌落形态和显微形态初筛出主要腐败菌,并采用28S rDNA序列分析鉴定到属。针对典型腐败菌做对峙实验,筛选出有明显拮抗作用的酵母,26S rDNA序列分析鉴定到属种。酵母和腐败菌同时反接在有伤冬枣上,验证酵母拮抗能力,分析酵母作为生防菌的应用效果。本研究显示草莓携带的致腐败的微生物主要是空气中常见的5种霉菌为枝孢霉属(Cladosporium spp.)、灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)、链格孢属(Alternaria sp.)、毛霉(Mucor sp.)和白地霉(Geotrichum candidum)。从191株酵母中筛选出对腐败菌有拮抗作用的菌株23株,属于17种酵母,在体内体外实验中均表现出良好拮抗效果的酵母为美极梅奇酵母(Metschnikowia pulcherrima)S4-1。     

夏黑葡萄附生酵母菌分离及多相分类鉴定

葡萄野生酵母是酿造优质葡萄酒的重要菌种来源,为发现有价值的野生葡萄酵母,本研究以夏黑葡萄为研究对象,采用平板划线分离的方法得到3株葡萄野生酵母YYMPT-1、YYMPT-2和YYMPT-3,利用扫描电子显微镜(SEM)进行形态观察,PCR扩增26S核糖体DNA的D1/D2区(26S r DNA D1/D2)、核糖体内转录间隔区(ITS1-5.8SITS2)和肌动蛋白基因(Actin gene)区域,并构建系统发育树,将3株酵母菌分别鉴定为有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum)、近玫色锁掷酵母(Sporidiobolus pararoseus)和假丝酵母(Candida zemplinina)。本研究结果为优质葡萄酒酿造和改善葡萄酒风味提供了3株具有潜在工业化应用价值的资源菌。     

葡萄酒中氨基甲酸乙酯的形成机理及影响因素

氨基甲酸乙酯是一种基因致癌物,在葡萄酒中主要由酵母降解精氨酸产生的尿素和苹果酸-乳酸菌降解精氨酸产生的瓜氨酸与乙醇自发反应产生。主要对葡萄酒中氨基甲酸乙酯的形成机制及其影响因素进行了综述,为探讨降低葡萄酒中氨基甲酸乙酯的措施提供理论依据。     

食品中展青霉素脱除方法研究进展

展青霉素由多种真菌产生,毒性极强,广泛存在于水果及其制品中,并通过食物链在人体富集,严重危害人类健康。本文综述了近年来物理、化学和生物方法去除和降解食品中展青霉素的研究进展,并对降解产物及其安全性进行了探讨。     

Patulin biodegradation by marine yeast Kodameae ohmeri

Patulin contamination of fruit- and vegetable-based products had become a major challenge for the food industry. Biological methods of patulin control can play an important role due to their safety and high efficiency. In this study, a strain of marine yeast with high patulin degradation ability was screened. The yeast was identified as Kodameae ohmeri by the BioLog identification system and partial 26S rRNA gene sequencing. The degradation products of patulin were identified as (E)- and (Z)-ascladiol through HPLC and LC-TOF/MS. High patulin tolerance at 100 μg ml^–1 and a high degradation rate at 35°C at a pH between 3 and 6 indicates the potential application of K. ohmeri for patulin detoxification of apple-derived products.     

Removing and detoxifying methods of patulin: A review

Patulin is a toxic metabolite produced by molds, which is often found in many fruits and their products. It poses a serious threat to human health due to eating the foods contaminated by patulin frequently. So it is very important for people to find an ideal method for removing or detoxifying patulin in foods. Physical, chemical, and biological methods have been widely studied to remove or degrade it. This article reviews the latest development in the removal and detoxification of patulin using physical, chemical, and biological methods, points out their disadvantages, summarizes the degradation products and their safety of patulin, and draws the degradation pathway of patulin. Presently, no any singular method is ideal in removing or detoxifying patulin in foods, and a combination of various methods may be the better choice. Meanwhile, more attention should be paid to developing the advanced detoxification equipments during exploring the detoxification methods of patulin.     

Reducing patulin contamination in apple juice by using inactive yeast

The mycotoxin, patulin (4-hydroxy-4H-furo[3,2c]pyran-2[6H]-one), is a secondary metabolite produced mainly in rotten parts of fruits and vegetables, most notably apples and apple products, by a wide range of fungal species in the genera Penicillium, Aspergillus, and Byssochlamys. Due to its mutagenic and teratogenic nature and possible health risks to consumers, many countries have regulations to reduce levels of patulin in apple products. In the present study, reduction of patulin contamination in apple juice by using 10 different inactivated yeast strains was assessed. Our results indicated that nearly twofold differences in biomass existed among the 10 yeast strains. Eight of the 10 inactivated yeast strains could provide >50% patulin reduction in apple juice within 24 h, with the highest reduction rate being >72%. Furthermore, juice quality parameters, i.e., degrees Brix, total sugar, titratable acidity, color value, and clarity, of the treated apple juice were very similar to those of the untreated patulin-free juice. Potential applications of using inactivated yeast strain for patulin control are also discussed.     

食品中展青霉素的产生机制及污染防控策略

展青霉素是由真菌产生的一种聚酮类次级代谢产物,是污染水果及其加工制品的最重要的真菌毒素之一。食品中污染的展青霉素主要由扩展青霉(Penicillium expansum)产生。P.expansum是常见大宗和特色果品的主要采后病原菌,其在引起果实腐烂的同时产生大量的展青霉素,伴随鲜食流通和加工过程进入食物链,危害消费者的健康。展青霉素可侵害人和动物的多个器官,引起急性和慢性症状。由展青霉素污染引起的食品安全问题越来越得到重视,展青霉素的相关研究逐渐成为热点。对展青霉素的产生和调控机制研究进行了系统的总结,介绍了展青霉素生物合成基因簇的组成,生物合成途径中不同步骤的催化酶,展青霉素生物合成和中间产物转运的分子路径;从合成途径特异性调控因子,光、pH值、碳源、硫源等环境信号-全局性调控因子,以及参与组蛋白甲基化和乙酰化修饰的表观遗传因子等不同层次归纳了展青霉素生物合成的复杂调控网络。从源头防控和直接脱除2个方面阐述了食品中展青霉素污染的防控策略,分别概述了基于物理、化学和生物原理的主要防控技术,并讨论了不同防控策略的优缺点。最后,讨论了展青霉素产生机制研究与污染防控技术研发的关系,并指出绿...     

棒曲霉素的生物合成、调控机制及其控制技术研究进展

棒曲霉素(patulin)是一种真菌的次生代谢产物。它对人和动物具有急性和慢性毒性,是污染水果及其加工制品的最重要的真菌毒素之一。食品中的棒曲霉素污染是一个全球性的问题,受到世界各国的关注,100多个国家和地区对果汁等水果加工制品中棒曲霉素的最高含量做了限定。棒曲霉素主要由青霉属、曲霉属、拟青霉属和丝衣霉属中的部分真菌产生。其中,扩展青霉(Penicillium expansum)是生产上棒曲霉素最重要的产生菌,因此成为研究棒曲霉素生物合成和调控机制的模式材料。近年来,随着食品安全问题越来越被人们重视,水果及其加工制品的真菌毒素污染问题也受到越来越多的关注,相关领域的研究逐渐成为热点。本文主要阐述了棒曲霉素的生物合成途径、分子基础、内外源调控因子和分子调控机制以及控制技术等方面的最新研究进展,并展望了棒曲霉素相关研究未来的重点。     

利用Saccharomyces cerevisiae KD控制苹果汁中棒曲霉素的污染

研究一株食品生产用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae KD在培养基及市售100%苹果汁中对棒曲霉素污染的控制作用。通过高效液相色谱法对棒曲霉素进行定量,分析起始棒曲霉素浓度、菌体接种量和培养基pH对S. cerevisiae KD去除棒曲霉素活力的影响;利用酶标仪监测S. cerevisiae KD的生长状况,且通过检测可溶性固形物、酸度、总酚、黄酮含量对菌体发酵后苹果汁的品质进行了评估。结果表明:有氧条件下S. cerevisiae KD能够在28 h内完全去除培养基中的棒曲霉素,其去除机理包括物理吸附和酶解;在较低的起始棒曲霉素浓度和较高的菌体接种量条件下,S. cerevisiae KD对棒曲霉素的去除率较高,但在培养后期,不同菌体接种量下棒曲霉素的去除率接近一致;实验还发现酸性条件有利于S. cerevisiae KD去除棒曲霉素。此外,S. cerevisiae KD对棒曲霉素的耐受性较强,甚至在棒曲霉素浓度高达100 mg/L的环境中依然能较好生长。在市售100%苹果汁中,S. cerevisiae KD也能高效控制棒曲霉素的污染,且与Lactococcus lactis MG1363联合发酵2 d后,果汁中已无棒曲霉素检出,总酚含量显著高于发酵前苹果汁(p<0.05),发酵果汁的品质较好。结论:S. cerevisiae KD可有效控制食品中棒曲霉素的污染,具有潜在的应用前景。     

Patulin contamination in fruit derivatives,including baby food,from the Spanish market

The aim of this study was to provide a current overview on patulin (PAT) contamination of apple products in Spain. A second aim was to provide some data on the effect of processing stages of fruit juice concentrates on patulin levels. None of the analysed samples contained PAT concentrations exceeding the maximum levels fixed by the EU. Pear and apple concentrates showed the highest levels (up to 126 μg/kg). After milling, patulin levels did not exhibit important differences, except for at the concentration stage where a greater than fourfold mean increase was recorded. Moreover, a decrease was observed in those fruit juices that were decolourised after ultrafiltration. Thus, patulin presence in fruit products might not pose a health risk for the average consumer, although studies on patulin intake by populations consuming high amounts of fruit derivatives might be of importance.     

拮抗酵母菌控制水果及其制品中展青霉素研究进展

展青霉素是由部分曲霉、青霉产生的有毒的代谢产物,主要污染水果及其制品,对人、畜危害较大。水果及其制品中展青霉素的常用控制方法是物理方法和化学方法,但物理方法和化学方法都存在一些弊端,限制了其在实际生产上的应用。近年来,采用拮抗酵母菌控制水果及其制品中展青霉素已成为学术研究的热点。本文对拮抗酵母菌控制水果及水果制品中展青霉素的研究进展进行了综述。     

苹果及其制品中展青霉素生物防治研究进展

展青霉素是一种由真菌产生的次级代谢产物,普遍存在于腐烂的蔬菜、水果中,特别是苹果及其制品中。展青霉素具有广泛的生理及细胞毒性,对人的健康和安全构成了严重的威胁。近年来,采用生物防治方法控制苹果及其制品中展青霉素的污染已成为国际学术界研究的热点。本文综述生物防治方法控制苹果及其制品中展青霉素的研究进展,并论述展青霉素的生物防治机制,为推动生物防治方法在展青霉素控制方面的应用提供参考。