谷氨酸菌体酸水解条件研究

本实验以谷氨酸菌体为原料,采用正交试验法研究了菌体酸水解的条件。得到的谷氨酸菌体酸水解条件是:pH0.5,菌体浓度14g菌粉/100ml酸液,保持微沸状态(约105℃)水解40hr。得到的水解液氨基酸含量为1.12gN/100ml,原料全氮利用率可达74.6％,可应用到调味品中。     

基于生物参数在线检测的谷氨酸发酵动力学研究

利用生物量在线检测系统和在线控制系统技术,通过探讨谷氨酸发酵过程中棒状杆菌S9114菌体浓度、底物浓度和产物浓度随时间的变化规律,对谷氨酸发酵动力学进行研究,分别建立谷氨酸发酵过程中菌体生长、底物消耗和产物生成的动力学模型。利用MATLAB软件对试验数据进行拟合,获得能够描述谷氨酸棒状杆菌S9114发酵过程的动力学模型,对发酵过程的调控及发酵规模的放大有着重要的指导意义。     

谷氨酸菌体蛋白硫酸水解工艺研究

以谷氨酸菌体蛋白为原料,研究了硫酸水解制备复合氨基酸态氧水解液的生产工艺。采用单因素试验和正交试验对水解条件进行优化,确定最佳水解条件为:酸料比0.4∶1,水解温度115℃,水解时间24h,pH 0.8,在此条件下水解液中氨基酸态氮为39.3g/L,水解率可达76.8%。采用此工艺生产的菌体蛋白水解液代替豆粕水解液应用于温敏型谷氨酸发酵,各项发酵指标没有明显区别。     

外源蛋白表达过程中谷氨酸棒状杆菌转录组及代谢物的多变元分析

以谷氨酸棒状杆菌为研究对象,在发酵罐水平30%溶解氧条件下对野生菌及表达EGFP的工程菌进行平行培养,对培养20 h的菌体进行转录组分析,并对不同时间点所取样品进行代谢物检测。利用多变元分析方法分析转录组和代谢物数据,其中主要利用主成分分析法进行关键因素分析,利用正交偏最小二乘法判别分析进行转录组数据分析,继而通过S-plot得到不同溶解氧下的生物标记物(biomarkers),最终找到了8个关键基因。代谢数据分析结果表明ATP、谷氨酸、乙酸、胞内谷氨酸、甲硫氨酸及乳酸是外源蛋白表达的关键代谢物;通过不同时间点代谢物含量变化分析发现外源蛋白表达的代谢变化类似于低氧环境下的代谢变化现象,即糖酵解增强,TCA溢流,回补途径增加,乙酸、乳酸生成增加。通过对比外源蛋白表达工程菌与野生菌的转录组数据及代谢物含量数据,为今后在代谢工程中菌株改造、优化代谢获得高效表达外源蛋白的谷氨酸棒状杆菌表达宿主奠定基础。     

全局调控因子Lrp的表达强化谷氨酸棒状杆菌发酵生产L-缬氨酸

作者研究发现全局调控因子Lrp的表达能促进谷氨酸棒状杆菌发酵生产L-缬氨酸,但对菌体生长有一定影响。RT-PCR分析发现:Lrp的表达能提高L-缬氨酸合成相关基因ilv A、ilv BN、ilv C、ilv D及转运相关基因brn FE的转录水平,这也许是L-缬氨酸产量提高的原因。实验还发现:表达含有点突变(Arg39Trp)的Lrp可以进一步提高谷氨酸棒状杆菌L-缬氨酸的产量,而且对菌体生长的影响也减小;这种效果在lrp-brn F间隔区域存在突变的L-缬氨酸生产菌VWB-1中更加明显。在VWB-1中共表达lrp1和brn FE基因,5 L罐发酵L-缬氨酸产量达到42.1 g/L,比对照提高了48.9%。     

谷氨酸棒状杆菌合成L-高丝氨酸的代谢改造与发酵条件探究

目的:本研究以谷氨酸棒状杆菌ATCC 13032为底盘细胞,构建1株L-高丝氨酸合成菌株并分析溶氧环境对其产物合成的影响。方法:首先通过外源添加0～40 g/L的L-高丝氨酸分析谷氨酸棒状杆菌的产物耐受性;随后,通过基因thrB敲除阻断L-高丝氨酸的降解途径,获得谷氨酸棒状杆菌重组菌H1;在此基础上利用挡板摇瓶进行细胞培养以增强发酵过程中氧气供给能力。结果:与大肠杆菌相比,谷氨酸棒状杆菌对L-高丝氨酸具有更强耐受性。研究中通过敲除基因thrB构建了L-苏氨酸缺陷型谷氨酸棒状杆菌重组菌H1,发现基础培养基中加入0.5 g/L的L-苏氨酸后,该重组菌生长恢复正常水平。挡板摇瓶条件下重组菌H1的L-高丝氨酸产量增加至836.7 mg/L,较普通摇瓶产量44.6 mg/L提高了17.76倍。结论:通过阻断L-苏氨酸的合成,成功构建L-高丝氨酸合成菌株谷氨酸棒状杆菌H1,并且发现利用挡板摇瓶增强发酵过程中供氧能力是促进谷氨酸棒状杆菌高效合成L-高丝氨酸的有效手段,为后续提高L-高丝氨酸发酵产量提供了参考。     

GC-MS定量检测谷氨酸发酵产酸期细胞膜脂肪酸

采用气相色谱质谱连用法(GC-MS)分析了谷氨酸棒状杆菌的细胞膜中脂肪酸的组分,并用选择离子检测方式(SIM)测定产酸期前后细胞膜脂肪酸含量的变化。结果表明:谷氨酸棒状杆菌细胞膜主要含有肉豆蔻酸、棕榈油酸、棕榈酸、硬脂酸和油酸等5种脂肪酸,其中棕榈酸含量最高,棕榈油酸含量最低;另外,在谷氨酸发酵过程中,随着产酸的启动,细胞膜中饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸比率呈下降趋势,说明细胞膜中饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的比率与谷氨酸的分泌可能存在一定的关联性。     

生物素对L-缬氨酸发酵的影响

为研究生物素添加量对谷氨酸棒状杆菌（Corynebacterium glutamate）发酵生产L-缬氨酸的影响,以谷氨酸棒状杆菌XV0505（Leu－＋Ile－＋2-TAr＋α-ABr＋SGr）为供试菌株,考察不同生物素添加量条件下菌体量、耗糖、产酸以及副产物L-丙氨酸的情况,确定了生物素最适添加量为50 μg/L;利用膜偶联透析发酵方式有效解除了发酵生产过程中产生的反馈抑制现象,降低了副产物的产量,提高了L-缬氨酸的转化率及产量。与原单批次发酵的工艺相比,新工艺的最终L-缬氨酸总量达到106.1 g/L,产量提高了47.4%,糖酸转化率提高到34.5%。     

关于混合水解液的研究及应用

在味精行业中,玉米浆和菌体蛋白都是生产过程中的副产物,具有很大的开发价值。文章主要阐述了将玉米浆和菌体蛋白混合水解制备混合水解液的实验,通过正交设计,确定最优实验组合,并将混合水解液应用于谷氨酸发酵生产中。结果表明:混合水解最优水解条件为菌体蛋白∶玉米浆∶硫酸为1∶2∶1,硫酸浓度30%,水解温度110℃,水解周期24h,水解率达70%以上。然后通过小试发酵罐进行混合水解液和豆粕水解液的对比发酵实验,发现产酸差别不大。从而证明了混合水解液可以取代豆粕水解液,是谷氨酸发酵配方的一种优化。     

钝齿棒状杆菌菌体的酶解效果研究

研究利用自身酶和外源酶降解的技术方法对钝齿棒状杆菌菌体进行了处理。研究表明 :在 5 0℃ ,pH 6,菌体浓度 15 % ,反应 14h条件下 ,菌体自身降解的氨基酸态氮为 0 5 74% ,总核苷酸含量为 3 60mg/10 0mL。外源酶选择了 5 3 7酸性蛋白酶和由麦芽根提取的 5′—磷酸二酯酶 ,降解液的氨基酸态氮达到1 2 3 9% ,5′—单核苷酸为 82 2 8mg/ 10 0mL。     

酶解鸢乌贼组织蛋白制备酸溶性肽的工艺优化

为有效利用鸢乌贼资源,对酶解鸢乌贼组织蛋白制备酸溶性肽的工艺进行了研究。比较了不同蛋白酶对鸢乌贼组织蛋白水解能力的差异,确定胰蛋白酶为水解鸢乌贼组织蛋白的最佳蛋白酶类型。先后采用单因素和响应面试验对酶解工艺条件进行了系统的研究及优化。确定了胰蛋白酶水解鸢乌贼组织蛋白的最佳工艺条件为:蛋白浓度3%,加酶量4210 U/g蛋白,pH9.23,酶解温度52.3 ℃,酶解时间5 h。在优化的工艺条件下,酸溶性肽的得率可以达到(74.02%±0.41%)。此外,氨基酸分析结果表明,经酶解得到的酸溶性肽基本保持了原鸢乌贼组织蛋白的氨基酸组成,8种必需氨基酸含量丰富,约占氨基酸总量的38%。试验结果表明,采用胰蛋白酶水解鸢乌贼制备酸溶性肽的工艺具有可行性。     

酶法从芝麻中提取短肽

以黑芝麻为原料,用乙酸乙酯、异丙醇、石油醚3 种溶剂脱脂,再用碱提酸沉法提取出芝麻蛋白;利用木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和碱性蛋白酶对其进行水解制备短肽,以水解度为考察指标优选出最佳单酶,通过正交试验对工艺条件进行优化并确定最佳水解条件。结果表明：乙酸乙酯脱脂效果最好,其脱脂率达90.22%;碱性蛋白酶为最佳单酶;在底物质量浓度1.0g/100mL、温度40.0℃、pH9.0、酶与底物质量比(E/S)3.0%、酶解时间4.0h 时水解度为24.10%,总氮回收率为78.28%,所制得短肽的平均肽链长度为2.93。     

Optimization of the enzymatic hydrolysis of chicken meat using response surface methodology

ABSTRACT:  The hydrolysis of chicken breast meat by the commercial protease Alcalase^® 2.4L was studied to evaluate the influence of temperature (43 to 77 °C), enzyme:substrate ratio (0.8% to 4.2%), and pH (7.16 to 8.84) on the responses of degree of hydrolysis and protein recovery. The enzymatic hydrolysis was optimized for maximum degree of hydrolysis and protein recovery using response surface methodology. The optimum conditions determined were the following: 52.5 °C, 4.2% (w/w) enzyme:substrate ratio, and a pH value of 8.00. Under these conditions, a degree of hydrolysis of 31% and protein recovery of 91% were obtained. A characterization of the protein hydrolysate obtained using the optimized process conditions was carried out, evaluating the chemical composition, electrophoretic profile and amino acid composition.     

柠檬酸与胃蛋白酶协同水解牛骨粉的工艺优化

以新鲜牛骨为原料,探讨牛骨粉的制备工艺;采用对比和正交实验相结合的设计方案,用柠檬酸与胃蛋白酶协同水解牛骨粉,以水解度、钙溶出率为特征性指标,三氯乙酸中可溶性氮含量评定水解效果。结果表明:牛骨在121℃,0.14MPa条件下,蒸煮120min全部松软,蛋白质暴露面积增加,有利于其水解;用柠檬酸水解牛骨粉,水解度与钙溶出率呈极显著相关性(P<0.01);柠檬酸与胃蛋白酶协同水解牛骨粉的最佳条件:柠檬酸浓度0.5mol/L、酶与底物蛋白量比(E/S)为500U/g、底物浓度11%、反应时间为6h,水解度与钙溶出率分别达33.7%和11.2%;三氯乙酸中可溶性氮含量达到97.2%,表明大部分产物为低分子肽类,溶解性高。     

酶解花生蛋白制备功能性多肽条件优化研究

为优化Alcalase 蛋白酶酶解花生蛋白制备功能性多肽的工艺条件,采用响应面分析法,以水解度、短肽得率为响应值,研究温度、pH 值、底物质量分数、酶底比对制备功能性多肽工艺的影响。综合考虑成本和工艺要求等问题,最终确定酶解花生蛋白制备功能性多肽的工艺条件为温度55℃、pH8.4、底物质量分数4.31%、酶底比3.39%、时间4h。该条件下水解度(DH)及三氯乙酸可溶性氮溶解指数(TCA-NSI)分别为23.40% 和74.88%,与理论值的相对误差在0.5% 以内,优化工艺稳定,DH 及TSA-NSI 较高,实验结果与模型预测值相符。     

响应曲面法在鸡骨架蛋白酶解工艺中的应用

采用木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和复合蛋白酶水解鸡骨架蛋白制备富含氨基酸、生物寡肽的水解液,确定了酶解的前处理条件、理想用酶及适宜添加量。结果表明,理想用酶为复合蛋白酶,其适宜添加量为2400UP/g蛋白。采用响应面(RSM)法对复合蛋白酶酶水解条件进行了优化,最终确定复合酶的酶解条件为:[S]=2.8%(蛋白),T=54.0℃,起始pH=7.0,在优化条件下水解5h时的水解度(DH)=42.39%,较常规法水解度提高了约8%～10%,氨基酸分析表明,酶解液中富含各种必需氨基酸和生物寡肽。     

响应面优化庸鲽鱼骨酶解条件及其酶解物氨基酸组成分析

以庸鲽鱼骨为原料,研究其最佳酶解工艺条件及氨基酸组成特性,在单因素实验基础上,以水解度为指标进行响应面优化实验,并进行酶解液的游离氨基酸分析。结果表明:最佳酶解条件为液料比2:1,加酶量0.16%,酶解时间2 h,庸鲽鱼骨酶解液水解度为32.79%±0.33%;庸鲽鱼骨酶解液中含有人体所需的8种必需氨基酸,含量为33.3%,其中部分必需氨基酸的含量与牛奶中乳蛋白必需氨基酸含量及FAO/WHO提出的理想蛋白质的必需氨基酸含量基本接近,说明其营养价值较高;庸鲽鱼骨酶解液中含有丰富的呈味氨基酸,药效氨基酸含量为34.2%,甜味氨基酸含量为41.4%,苦味氨基酸含量为38.2%,鲜味氨基酸含量为52.6%。因此,庸鲽鱼骨酶解液具有较高的营养价值,风味良好,可作为优质蛋白来源或特医食品与其它功能食品风味改良剂,以及呈鲜调味料的研发基料,是一种具有较高应用价值和开发潜力的海洋蛋白资源。     

梭子蟹下脚料酶法制取蛋白水解物最佳工艺的研究

采用酶法从梭子蟹下脚料中制取蛋白水解物,并利用单因素试验和正交试验对最佳酶解条件进行研究。结果表明,梭子蟹下脚料最适的水解蛋白酶为碱性蛋白酶;在液料比3:1 时,最适酶解条件为温度55℃、时间3.0h、pH8.5、加酶量(E/S)1000U/g,此时水解度为26.68%,其中温度对水解度的影响最大,其次为加酶量;蛋白水解物的分子量小于10kD,蛋白水解呈味氨基酸含量为412.6mg/L,占氨基酸总量的39.42%,具有很高的营养价值和应用前景。     

响应面试验优化裙带菜蛋白酶解工艺及酶解液抗氧化活性

运用响应面分析方法对裙带菜蛋白酶解工艺条件进行优化。经单酶筛选,在单因素试验基础上,以亚铁离子螯合率和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除率为主要指标,水解度为辅助指标,研究酶解时间、酶解温度、p H值、底物质量浓度、加酶量对裙带菜蛋白酶解产物抗氧化活性和水解度的影响,并比较优化条件下的酶解液与常用天然抗氧化剂抗坏血酸、合成抗氧化剂丁基羟基茴香醚(butyl hydroxyanisole,BHA)的抗氧化活性。结果表明:复合蛋白酶是裙带菜蛋白酶解的最适用酶,酶解液螯合亚铁离子能力和清除DPPH自由基的最优条件为酶解时间8.1 h、酶解温度50℃、p H 7.0、底物质量浓度15 g/L、加酶量0.2%(0.3 AU/g裙带菜粉末)。在此条件下,酶解液的亚铁离子螯合率为88.58%,DPPH自由基清除率为59.22%,水解度为29.72%。对比常用抗氧化剂,在亚铁离子螯合能力方面,酶解液显著高于0.01%抗坏血酸和0.01%BHA(P0.05),而在DPPH自由基清除能力和还原能力方面,酶解液低于0.01%抗坏血酸和0.01%BHA(P0.05)。     

两步水解法制备玉米-大豆复合抗氧化肽及其稳定性研究

采用麦芽粉和碱性蛋白酶Alcalase两步水解玉米醇溶蛋白和大豆分离蛋白的混合物(质量比1∶1)制备复合抗氧化肽,以水解度、可溶性蛋白含量和抗氧化活性为指标,对第二步Alcalase的水解条件进行优化,确定两步水解法制备复合抗氧化肽的最适条件。另外,对复合抗氧化肽相对分子质量分布、稳定性和氨基酸组成进行了研究。结果表明,制备复合抗氧化肽的最适条件为在底物质量分数10%、pH 5.5、50℃、酶(麦芽粉)底质量比30%条件下水解3 h后,再在底物质量分数10%、pH 8.5、60℃、酶(Alcalase)底质量比0.75%条件下继续水解3 h。在最适条件下,水解度、可溶性蛋白含量、羟自由基清除率和亚铁离子螯合率分别为36.32%、36.83 mg/mL、40.01%和86.83%,相对分子质量主要分布在300~6 500 Da (含量92.44%)范围内,必需氨基酸指数(EAAI)值为8.02(n=9),属于优质蛋白源。复合抗氧化肽具有热稳定性,在中性及碱性条件下稳定,但不耐受酸性(pH 3~5)、4℃贮存和反复冻融的加工条件。