毕赤酵母中内切β-1,4葡聚糖酶的表达及共培养制备低分子质量黄原胶

低分子质量黄原胶具有抑菌、益生及抗氧化等多种生物活性，因此通过水解制备低分子质量黄原胶具有广阔应用前景。该研究将来源于绵羊瘤胃元基因组的内切β-1,4-葡聚糖酶首次在毕赤酵母中表达，其在pH 7.0和75℃下发挥最佳作用，并有较高的pH和温度稳定性。此后，建立了毕赤酵母和野油菜黄单胞菌的共培养体系并对发酵条件进行优化，其中野油菜黄单胞菌生成的黄原胶可以被毕赤酵母分泌的内切β-1,4-葡聚糖酶直接降解产生低分子质量黄原胶。摇瓶水平下，共培养体系中总糖最高为11.4 g/L,水解产物中重均分子质量为2 500 Da的低分子质量黄原胶达到93.79%。该研究为功能性低分子质量黄原胶的工业化生产提供了一个潜在的策略。     

黄原胶寡糖对野油菜黄单胞菌的抑菌性能研究

碱性条件下对黄原胶进行氧化降解,透析得到三种黄原胶寡糖(XGO-A,XGO-B和XGO-C),对产物进行FT-IR表征,GPC法测定其分子量分别为3600、7500和10100。三种黄原胶寡糖的丙酮酸含量分别为5.7%、5.3%和4.8%;还原糖含量分别为23.7%、22.5%和21.1%。采用琼脂平板打孔法、最低抑菌浓度以及生长曲线方法,考察了三种黄原胶寡糖对野油菜黄单胞菌的抑菌能力;同时检测了三种寡糖对野油菜黄单胞菌细胞膜通透性的影响。结果表明,分子量为7500的XGO-B具有更好的抑菌性能。而当丙酮酸和还原糖含量相近时,对野油菜黄单胞菌的抑菌性能可能与黄原胶寡糖的分子量有关;随着分子量的上升,寡糖对野油菜黄单胞菌细胞膜破坏增强,这表明破坏细胞膜通透性是抑菌机理之一。     

镁、钼对野油菜黄单胞菌代谢关键酶的影响

野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)是一种利用碳水化合物为主要底物发酵产生酸性胞外杂多糖黄原胶的革兰氏阴性菌。本实验研究了通过添加不同浓度的Mg2+、MoO2-对野油菜黄单胞菌代谢过程中关键酶:葡萄糖-6-磷酸脱氢酶,丙酮酸激酶在不同发酵时期的活性变化。结果表明,Mg2+添加量为1ml即在发酵液中为0.5g/50ml时葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性明显提高,MoO2-在发酵液中浓度为0.20g/50ml时丙酮酸激酶活性提高,表明适量的镁、钼对上述酶活性有调控作用。     

表面活性剂胁迫下的高透明型黄原胶的发酵生产及其流变性能研究

黄原胶是一种被广泛应用的微生物多糖。以甘油为唯一底物,添加适量表面活性剂对菌株进行胁迫,研究发酵生产的新型黄原胶的结构特征及流变性能。在高浓度表面活性剂的胁迫下,对野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris CCTCC M2015714)进行驯化,最终得到1株高耐吐温-80和曲拉通X-100的突变株X.campestris TX53,该菌株在添加12 g/L表面活性剂条件下发酵96～120 h,稳定获得高透明、低黏度的新型黄原胶。通过红外光谱,扫描电子显微镜(scanning electron microscopy, SEM),黏度,剪切速率和热稳定性等检测方法对新型黄原胶结构和流变性能进行分析,结果显示,红外光谱与普通食品级黄原胶相吻合,SEM显示其微观表面呈现松散且纤细的多孔状结构。该新型黄原胶显示了良好稳定的流变性能,仍然为低黏度假塑性流体特性,且抗盐、抗pH、热稳定性良好。研究结果为黄原胶在功能性食品和医药领域的应用提供了研究基础。     

黄原胶寡糖琥珀酸酯衍生物的制备及其对野油菜黄单胞菌的抑菌性能研究

将碱性条件下制备的黄原胶寡糖与琥珀酸酐进行反应,得到三种不同取代度的黄原胶寡糖琥珀酸酯衍生物(SA-XG-1、SA-XG-2、SA-XG-3),凝胶渗透色谱(GPC)法测定产物分子量分别为7560、6400和7430u。三种衍生物的取代度分别为0.18、0.32和0.43。采用琼脂平板打孔法、最低抑菌浓度以及生长曲线法,考察了三种衍生物对野油菜黄单胞菌的抑菌能力;检测了三种衍生物对野油菜黄单胞菌细胞膜通透性影响。结果表明,随取代度的上升,抑菌圈缩小,最小抑菌浓度升高,对野油菜黄单胞菌细胞膜破坏能力减弱。当分子量相仿、丙酮酸和还原糖含量相近时,衍生物的抑菌性能可能与其取代度有关;但取代度上升,衍生物对野油菜黄单胞菌细胞膜破坏减弱,表明破坏细胞膜通透性是抑菌主要机理之一。     

不同搅拌体系下黄原胶发酵的研究

本实验通过对三种不同搅拌体系下黄原胶发酵动力学参数：野油菜黄单细胞菌XG-101 菌体浓度、黄原胶浓度、黏度、平均分子质量、丙酮酸功能基团以及残糖的测定,验证了冷模条件下组合桨(上层下压式双折叶圆盘涡轮,下层六叶布鲁马金)体系和最大叶片式桨体系具有高气含率和优良传质性能的结论,更重要的是为工业上提高黄原胶发酵产量和发酵质量(黄原胶平均分子质量和丙酮酸功能基团的含量)提供理论指导,具有一定的实际意义。     

固态发酵生产黄原胶的研究

利用琼脂和啤酒糟为基质,加入营养液培养野油菜黄单胞菌生产黄原胶。研究了培养基组分、基质含水率、培养时间及培养基厚度对黄原胶产量的影响。结果表明,琼脂表面培养生产黄原胶的浓度3%~3.5%,与液体深层培养相当。蔗糖和黄豆饼粉分别是生产黄原胶最适碳源和氮源。基质含水率达到75%时,培养基厚度为6cm时发酵5d,黄原胶产量最大,为35.3g/kg。     

产高黏性黄原胶基因工程菌株的构建

目的获得产高黏度黄原胶基因工程菌株。方法利用PCR技术,以野油菜黄单胞菌X58基因组为模板扩增得到产胶基因gumBC,通过纯化、内切酶酶切、连接和接合,构建了含gumBC基因表达载体(pBBR-gumBC)的重组菌株X58-BC。结果经10 L发酵罐实验证实,gumBC过量表达,黄原胶黏度值(Brookfield s05,60 r/min)提高了62%,剪切性能值提高了57%。结论成功构建了产高黏度黄原胶基因工程菌株。     

提高黄原胶热稳定性的发酵实践

黄原胶是一种具有广泛用途的微生物多糖。以野油菜黄单胞菌1.1781（Xanthomonas campestris）为生产菌株,进行了摇瓶条件下黄原胶发酵条件的优化研究,得到耐热性黄原胶形成的最佳条件为：蔗糖50.0g/L,蛋白胨5.0g/L,K2HPO4·3H2O4.0g/L,MgSO·47H2O0.2g/L,柠檬酸2.0g/L,碳酸钙3g/L,pH为7.0。所得黄原胶成品经121℃高温处理3h,测得的粘度为31.17mPa·s,比基本培养条件提高了24.13%。通过采用热重分析仪（TGA）对其耐热性进行研究,结果表明,黄原胶是一种热稳定性好的食品胶。     

以甘油为底物发酵生产新型黄原胶

经过驯化得到了一株可以利用甘油发酵生产黄原胶的野油菜黄单胞菌突变株,Xanthomonas. campestris WXLB-006。RT-PCR结果显示:X. campestris WXLB-006中甘油代谢相关基因(glpF,glpK,glpD,fbp)的相对表达量均高于原始菌株,依次为glpD (8.53) glpF(7.64) glpK(6.61) fbp(5.79)。初始甘油质量浓度40 g/L、变通气量和变搅拌转速(0~24 h,0.5 vvm和200 r/min;24~60 h,1.0 vvm和400 r/min)以及三阶段变速流加甘油策略(24~34 h,3g/L/h;34~44 h,2 g/L/h;44~54 h,1 g/L/h),使生物量由1.65 g/L增加到1.94 g/L,黄原胶产量由17.8 g/L提高到33.9 g/L,发酵周期由120 h缩短至60 h。重要的是,以甘油为底物发酵得到的黄原胶具有粘度低、透明性高、水化速率快和反复冻融处理粘度增大的特点。     

微生物多糖胶质高产菌株的筛选与鉴定

通过观察多糖胶质性状及以多糖胶质产量为指标进行初筛,从22 株可产多糖胶质的菌株中筛选获得一株多糖胶质的高产菌,多糖胶质产量为8.65 g/L;通过16S rDNA序列的同源性分析鉴定为地毯草黄单胞菌（Xanthomonas axonopodis）FJAT-10151。通过形态学观察、生理生化实验、革兰氏染色法鉴定该菌株为革兰氏阴性菌株,菌落较小、圆形、淡黄色、表面光滑且湿润、微隆、边缘整齐、不透明、具有迁移性。通过水提醇沉法从其发酵液中提取多糖胶质,利用苯酚-硫酸法、咔唑法、考马斯亮蓝法测定多糖胶质中中性糖、酸性糖、蛋白质的含量,分别为36.81%、8.90%、15.27%。所产的粗多糖胶质经Sevag法除蛋白,通过完全酸水解、糖腈乙酸酯衍生化以及气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS）研究分析表明,该多糖胶质的单糖组分含葡萄糖和甘露糖,物质的量比为1∶1.12。通过红外光谱、紫外光谱、GC-MS等手段初步鉴定该多糖胶质为黄原胶。通过黏度及质构剖面分析法（texture profile analysis,TPA）对该多糖胶质的凝胶特性进行研究,1 g/100 mL多糖胶质溶液在60 r/min条件下的黏度为408 mPa·s。TPA测试结果表明,与购买的结冷胶、黄原胶相比,本研究得到的黄原胶硬度小,弹性和黏着性较好,胶黏性和咀嚼性最好。研究表明该株地毯草黄单胞菌具有较大的潜在应用价值。     

突变型黄单胞杆菌产黄原胶条件的优化

该文对从甘蓝腐烂根部的土壤中分离选育的黄单胞杆菌C2发酵产黄原胶的条件进行了优化。通过单因素试验对培养基（碳源、氮源及碳氮源的浓度）和发酵条件（接种量、发酵时间、温度、pH、装液量）进行优化;为提高黄原胶的胶体性能,在培养中添加不同量的游离丙酮酸。结果表明,液态发酵生产黄原胶的最佳碳源、氮源分别为蔗糖55 g/L,鱼粉10 g/L。黄单胞杆菌C2菌株在接种量为4%,pH值为7,于28 ℃、130 r/min条件下发酵60 h时,黄原胶产量达到34 g/kg。添加游离丙酮酸2 g/L时发酵液黏度为16.0 Pa·s,此时胶体性能最好。     

高丙酮酸黄原胶发酵与流变特性研究

研究了高丙酮酸含量黄原胶的发酵液的流变学特性,发现黄原胶平均分子质量和丙酮酸含量均随发酵时间变化,并在对数生长期结束时都达到最大,此时平均分子质量为6.0×106u,丙酮酸质量分数为5.9%。黄原胶平均分子质量和丙酮酸含量对黄原胶溶液的流变学特性均有明显影响;在电解质(1%KCl)溶液中,黄原胶的丙酮酸含量越高,其粘度越大,剪切变稀性能越显著,且高丙酮酸黄原胶具有低浓度下高表观粘度的特性。     

超声波辅助酶预处理对糙米发芽及发芽糙米理化特性的影响

结合超声波和外源酶对糙米进行预处理,利用中心组合试验模型,以超声温度、超声时间、酶质量浓度3 个因素为自变量,糙米预处理后处理液中总糖含量、糙米发芽率、发芽糙米γ-氨基丁酸（γ-amiobutyric acid,GABA）含量为响应值,设计了三因素三水平的响应面分析试验,并对数据进行拟合和相关性分析。同时研究超声波辅助酶预处理对发芽糙米中GABA含量、总酚含量、内源淀粉酶活力以及发芽糙米糊化黏度、蒸煮后质构特性的影响。结果表明：超声辅助酶预处理的超声温度和超声时间对糙米发芽率和GABA含量均有显著的影响。通过响应面分析,超声波辅助酶预处理超声温度31.21 ℃、超声时间0.71 h、酶质量浓度0.28 g/L时,发芽率最高预测值为91.98%;超声波辅助酶预处理超声温度35.65 ℃、超声时间0.5 h、酶质量浓度0.22 g/L时,GABA含量最高预测值为38.25 mg/100 g。从发芽糙米的理化特性来看,超声波辅助酶预处理有利于GABA的富集,但不利于总酚的积累。超声波辅助酶预处理可以有效地提高内源淀粉酶的活力,相应地降低发芽糙米粉的糊化黏度以及发芽糙米蒸煮后的硬度。     

Viscosity of guar gum and xanthan/guar gum mixture solutions

The viscosity of diluted guar gum solutions and the viscosity of xanthan and guar gum mixture solutions have been studied. Guar gum solutions showed pseudoplastic behaviour. Apparent viscosity increased with gum concentration and decreased with the temperature at which viscosity was measured. A maximum in the plot of viscosity versus increasing dissolution temperature was observed at 60 °C. This behaviour was related to differences in molecular structure of the polymers solved at different temperatures. Mixtures of xanthan and guar gum showed a higher combined viscosity than that occurring in each separate gum. This synergistic interaction was affected by the gum ratio in the mixture and dissolution temperature of both gums. The effect of polysaccharide concentration (1.0, 1.5 and 2.0 kg m⁻³), xanthan/guar gum ratio (1/5, 4/2, 3/3, 4/2 and 5/1) and dissolution temperature (25, 40, 60 and 80 °C for both gums) on the viscosity of solutions of mixtures were studied. The highest viscosities were observed when 2.0 kg m⁻³ gum concentration was used together with a ratio of xanthan/guar gum of 3/3 (w/w) and dissolution temperature of 40 and 80 °C for xanthan and guar gum, respectively. © 2000 Society of Chemical Industry     

不同培养条件对禾谷镰刀菌产玉米赤霉烯酮的影响

研究不同培养条件对禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）产玉米赤霉烯酮（zearalenone,ZEN）能力的影响。选取不同的培养基配比、培养时间、培养温度、摇床转速及光暗反应对禾谷镰刀菌进行培养。在单因素试验的基础上,分别采用正交试验设计和响应面设计的方法进行统计学分析。结果表明：禾谷镰刀菌的最适培养基为每升超纯水含葡萄糖60 g、KNO3 1.5 g、酵母浸出膏1.0 g、蛋白胨20 g、NaNO3 6.0 g、MgSO4 0.5 g、K2HPO4·3H2O 1.0 g、KCl 0.5 g、Fe2(SO4)3 0.025 g;当摇床转速为92 r/min、照明时间为10 h/d、培养温度为22.9 ℃时,20 d毒素质量浓度可达到249.80 μg/L。     

新鲜与干制柑橘皮果胶物化特性比较分析

以柑橘皮为原料,分析、比较新鲜柑橘皮果胶（fresh citrus pectin,FCP）与干制柑橘皮果胶（dried citruspectin,DCP）的物化特性差异。采用传统酸法结合金属螯合剂（六偏磷酸钠）分别从新鲜、干制柑橘皮中提取得到果胶FCP、DCP,测定FCP和DCP的物化特性参数,包括水分、灰分、酸不溶灰分和蛋白含量等基本理化指标,以及半乳糖醛酸含量、酯化度、胶凝度、分子质量和表观黏度等果胶品质评价指标。结果表明：FCP与DCP的基本理化性质相差不大,FCP半乳糖醛酸含量、酯化度、胶凝度和分子质量分别为77.29%、67.5%、179.8和158.8 kD,而DCP对应的值依次为74.98%、66.7%、153和109.1 kD,FCP表观黏度值高于DCP。新鲜和干制柑橘皮果胶品质存在一定差异,特别是作为果胶品质重要参考指标的胶凝度,FCP要高于DCP,而这可能与FCP的分子质量较高有关,但两者的半乳糖醛酸含量和酯化度均符合果胶品质的国家标准GB25533-2010《食品安全国家标准 食品添加剂》要求。     

1 株产壳聚糖酶细菌的分离、鉴定和发酵条件优化

从烟台海岸带沙质土壤中分离筛选壳聚糖酶产生菌株,对其进行分类鉴定,优化其发酵条件,为酶法生产壳寡糖提供技术依据。通过透明圈法初步判断产酶能力,液体发酵复筛测定酶活力,筛选到酶活力达36.20 U/mL的菌株amyP216。通过菌体形态、菌落特征、生理生化及16S rDNA序列分析鉴定菌株amyP216为莫哈韦芽孢杆菌（Bacillus mojavensis）。通过单因素和正交试验确定最佳发酵条件为：胶体壳聚糖添加量20 g/L、酵母浸粉添加量12.5 g/L、吐温-80添加量1.0 g/L、初始发酵pH 6.0、发酵温度30 ℃。在最优条件下利用5 L自控发酵罐培养45 h壳聚糖酶活力可达到80.60 U/mL,较优化前（36.20 U/mL）提高了1.2 倍。莫哈韦芽孢杆菌amyP216是一株壳聚糖酶活力较高的生产菌株,具有潜在的研究和应用价值。