昆虫源生物活性物质及其开发前景

昆虫是一类潜在的生物资源。昆虫不仅生物量大、资源丰富,而且还含有丰富的生物活性物质,包括蛋白质、脂肪、激素类物质、几丁质、维生素、矿质元素等。这些物质普遍存在于昆虫体内或昆虫的一些分泌物中,具有广泛的潜在应用价值。全面综述了昆虫中的生物活性物质及其研究进展,并且对其开发前景作了展望,指出昆虫资源的开发和利用具有很大的潜力和空间,昆虫生物活性物质的研究与开发将是新世纪昆虫学研究的一个重要方向。     

产黄青霉抗真菌几丁质酶的纯化及特性分析

为实现抗真菌性能的耐热新型几丁质酶在食品防腐及生物防治方面的应用，从产黄青霉Xch23中分离纯化几丁质酶（Chi-Pc76）并研究其应用特性。通过硫酸铵沉淀、DEAE-Cellulose A52离子交换层析和Sephadex G-100凝胶过滤层析纯化得到均一的Chi-Pc76。最终得到Chi-Pc76纯化倍数17.1 倍，回收率21.6%，比活力为584.8 U/mg。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳测得Chi-Pc76分子质量61 kDa。纯化后的Chi-Pc76最佳反应条件为pH 6.0、温度55 ℃。Chi-Pc76在宽泛的pH 4.0～10.0之间稳定性强，其显著的热稳定性可达到70 ℃。Chi-Pc76对底物胶体几丁质具有高的底物特异性，对乙二醇几丁质、α-几丁质、β-几丁质有中等活性，而对其他受试底物无活性或痕量活性。以胶体几丁质为底物Km和Vmax值分别为0.25 mg/mL和20 μmol/（min·mg）。金属离子Ca2＋、Ba2＋、K＋、Na＋对酶有明显激活作用；十二烷基硫酸钠、吐温80、苯甲基磺酰氟和尿素对酶活力基本无影响，但Mn2＋、Co2＋、Fe2＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋、Pb2＋、Hg2＋和β-巯基乙醇、二硫苏糖醇均对酶活力有抑制作用。Chi-Pc76对黑曲霉、黄曲霉、尖孢镰刀菌和橘青霉均有显著的抗真菌活性，对比文献为产黄青霉抗真菌几丁质酶。鉴于Chi-Pc76纯化简便、热稳定性好、宽广的pH值稳定性、高效降解几丁质和抗真菌等特点，产黄青霉Xch23几丁质酶在几丁质废料综合利用、生物转化药理活性产品、食品保鲜以及植物病原性真菌和昆虫幼虫生物防治等方面具有潜在价值。     

使用昆虫甲壳素进行面料的后整理

正德国研究人员正在研究使用壳聚醣(源于一种几丁质的昆虫皮肤成分)来替代纺织品生产中产生的有毒化学物质。甲壳素是昆虫皮肤和外壳的主要成分,大量用作动物饲料的生产,昆虫可用于蛋白质的制作。研究人员开发出来自昆虫皮肤的其他元素分离甲壳素     

重组大肠杆菌合成内切几丁质酶培养条件的优化

目的:探讨重组大肠杆菌合成内切几丁质酶培养条件的优化。方法:首先采用部分因素试验设计研究发酵培养基中各组分对产内切几丁质酶比活力的影响,找出主要影响因素,然后采用Box-Behnken设计确定各主要影响因素质量浓度的最佳值。结果:影响重组大肠杆菌合成内切几丁质酶的主要因素为葡萄糖,Na_2HPO_4·12H_2O和KH_2PO_4。最优化的发酵培养基组成(g/L):蛋白胨14,葡萄糖8.8,Na_2HPO_4·12H_2O 16.8,NH_4Cl 1,MgSO_4·7H_2O 0.14,酵母粉6,KH_2PO_4 2。在优化发酵培养基中重组大肠杆菌产酶量是未优化发酵培养基的1.67倍。结论:本研究结果为内切几丁质酶产业化生产提供了良好基础。     

德国使用昆虫甲壳素来进行布料后整理

正德国研究人员正在研究探索使用壳聚醣(源自于一种称作几丁质的昆虫皮肤成分)来替代纺织品生产中有毒化学物质的方法。甲壳素是昆虫皮肤和外壳的主要成分,并且大量被用作动物饲料生产,其中昆虫被用作蛋白质的来源。首先,研究人员开发了一种来自昆虫皮肤的其他元素,分离甲壳     

一株产几丁质脱乙酰酶丝状真菌的发酵条件优化研究

针对已筛选出的一株能生产几丁质脱乙酰酶(CDA)的海洋丝状真菌,考察其最佳发酵培养基和发酵条件。通过单因素与正交实验得出该菌的最佳产酶条件为:初始p H为6.0,发酵温度为30℃,发酵时间为108 h,葡萄糖浓度7 g/L,酵母浸膏浓度7 g/L,氯化钙浓度0.75 g/L,几丁质浓度1.25 g/L,Na Cl浓度为1.4%。通过酶活的测定,发现该丝状真菌合成的几丁质脱乙酰酶主要是胞外酶。在最佳发酵条件下该丝状真菌的最高CDA胞外酶活为21.37 U/m L。是一株具有开发潜力的几丁质脱乙酰酶生产菌株。     

一种海洋几丁质酶产生菌的筛选及酶学性质研究

海洋是自然界几丁质主要来源地，滋养出种类繁多可降解几丁质的微生物，因此从海洋中筛选产高活性几丁质酶的细菌，是获得高产几丁质酶微生物的有效途径。该文以胶体几丁质为唯一碳源，从渤海滩涂筛选到一株具有降解几丁质特性的细菌Y-8,对其进行鉴定并研究其几丁质酶酶学性质。Y-8菌株经分子鉴定为副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus),发酵上清液经SDS-PAGE及蛋白质谱分析，发现其存在2种几丁质酶，分别为Chi1几丁质外切酶，氨基酸残基数为848,理论分子质量为87.6 kDa; Chi2几丁质内切酶，氨基酸残基数为1 054,理论分子质量为112.9 kDa。Y-8所产生的几丁质酶能够高效降解胶体几丁质，获得单一产物N-乙酰氨基葡萄糖，其最适反应温度为55℃,45℃保温1 h,仍能保持70%以上活性；最适pH为6.0,在pH 4.0～9.0、37℃保温1 h后相对酶活性保留55%以上，具有较好的稳定性。10 mmol/L的Mn²⁺能使几丁质酶活性提高362%,而EDTA以及SDS、吐温-20、吐温-80对酶活力具有抑制作用。     

三株产几丁质酶菌株的筛选、产酶条件优化及水解虾壳的研究

目的:筛选鉴定产几丁质酶的菌株并优化其发酵条件,最终应用于虾壳降解研究。方法:以盐城市滩涂海泥为样品,利用平板筛选水解几丁质的菌株,运用生物信息学方法鉴定菌株,通过单因素优化其发酵条件,并将筛选得到的菌株和优化后的发酵条件用于虾壳发酵。结果:鉴定得到三株显著降解胶体几丁质的菌,分别是发光杆菌（Photobacterium sp. LYM-1）、需钠弧菌（Vibrio sp. WM-1）和希瓦氏菌（Shewanella sp. ZXY-1）;优化发酵条件:发光杆菌的碳源为几丁质10 g/L,氮源为NH₄Cl 2.0 g/L,接种量为3%,发酵液pH为6.5,温度为32 ℃,发酵1 d酶活最高为15.37±0.55 U/mL,是优化前的4.37倍;需钠弧菌的碳源为几丁质10 g/L,氮源为NH₄Cl 2.0 g/L,接种量为3%,发酵液pH为7.5,温度为22 ℃,发酵2 d酶活最高为40.82±6.03 U/mL,是优化前的1.60倍;希瓦氏菌的碳源为几丁质10 g/L,氮源为(NH₄)₂SO₄ 2.0 g/L,接种量为3%,发酵液pH为6.5,温度为22 ℃,发酵1 d酶活最高为25.64±3.29 U/mL,是优化前的2.47倍;三株菌均能利用虾壳产几丁质酶,但利用效率均低于几丁质,酶活力分别为10.25±0.95、32.16±2.25和21.81±4.27 U/mL。结论:本研究从盐碱地筛选得到三株产几丁质酶的菌株,优化后酶活力均得到提高,且均能利用虾壳产几丁质酶,为发酵虾壳制备几丁质酶提供新的菌株来源。     

产低温几丁质酶菌株的筛选、鉴定与产酶条件优化

目的:筛选产低温几丁质酶菌株,并对其进行鉴定及发酵条件优化。方法:本实验以渤海海域海泥为样品,以胶体几丁质为唯一碳源,通过平板筛选法筛选产低温几丁质酶细菌,对其进行形态学鉴定和分子生物学鉴定,并对其发酵产酶条件进行了单因素优化。结果:菌株鉴定结果为发光杆菌(Photobacterium sp.),单因素优化结果为:胶体几丁质12.0 g/L、酵母膏6.0 g/L、发酵温度15 ℃、初始pH7.0、转速为220 r/min、装液量75 mL/250 mL、接种量1%、发酵时间96 h,酶活力达4.566 U/mL,比优化前提高389.91%。结论:为下一步酶学性质研究及低温几丁质酶在工业中的应用提供参考。     

两种昆虫生长调节剂对赤拟谷盗的控制效果

选取氟啶脲(Chlorfluazuron)和灭幼宝(Pyriproxyfen)两种昆虫生长调节剂对储藏物害虫赤拟谷盗进行了控制效果的研究。结果表明,在402、0、10 mg/kg剂量下,氟啶脲对赤拟谷盗幼虫有较高的校正死亡率,依次为94.44%8、8.89%、83.33%,幼虫均不能化蛹,表明该药剂可能作用于几丁质合成酶,抑制了几丁质合成酶的活性。在相同浓度下,灭幼宝对赤拟谷盗幼虫没有明显的致死效果,但其能延长赤拟谷盗幼虫的发育历期,使其不能正常化蛹,最终导致畸形死亡,表明灭幼宝有类似保幼激素的作用。     

淀粉酶链霉菌几丁质酶克隆表达及催化功能分析

目的:提高几丁质酶降解几丁质生产几丁寡糖产量。方法:利用基因工程方法对淀粉酶链霉菌几丁质酶进行克隆、原核表达、酶学性质探究,并通过同源建模、催化域氨基酸比对、定点突变等方法探究几丁质酶活性位点。结果:克隆和原核表达后,产酶周期由7 d缩短至24 h,酶活可达132 U/L,较原始菌酶活性(100 U/L)提高了32%。决定几丁质酶活性的氨基酸为催化域的128,130位的天冬氨酸和132位的谷氨酸。结论:对几丁质酶基因克隆表达后,其产酶周期缩短、酶活性提高。     

TUV26菌株的几丁质酶动力学研究

TUV26是以Pseudomonas sp.为出发菌株,经诱变得到的一株几丁质酶高产菌。本实验以胶体几丁质为底物,对TUV26产几丁质酶的动力学进行研究,实验结果表明:该酶的最佳反应温度为48.5℃,最佳反应pH6.8;在0～60min反应速度为常数,反应初速度为54.199μg/ml·h;米氏常数Km=24.04μg/ml,最大反应速度Vmax=218.68μg/ml·h,酶转化数Kcat=0.08025h-1。这些研究结果为酶法生产几丁寡糖提供必要的工艺参数。     

几丁质,几多胺在食品及医药工业的应用

几丁质（Chitin），又名甲壳素、蟹壳素、壳多糖等，是自然界生物所含有的一种高分子氨基多糖，存在于螃蟹、虾等甲壳类动物的外壳，蟑螂、甲虫等昆虫的表皮，乌贼、贝类等软体动物的器官，蘑菇等菌类的细胞壁等；几多胺（Chitosan），又叫壳聚糖，是几丁质脱乙酸化的产物。几丁质和几多胺既能生物合成，又可生物分解，且不污染环境，在地球上分布非常广泛，继淀粉、纤维素之后被称为第三生物资源。近年来对几丁质和几多胺有了广泛和深入的研究，在纺织、印染、造纸、食品、医药学、水处理、金属提取和回收、环境保护及其他众多方面展示了…     

酶解蟹壳制备几丁寡糖的初步研究

烟曲霉YJ-407产生的外泌几丁质酶具有内切、外切、转糖苷活性及良好的热稳定性.旨在充分利用该几丁质酶独特的作用方式,诱导其大肠杆菌基因工程菌表达几丁质酶,直接将其酶解乳化蟹壳并分析其酶解产物,旨在分析以蟹壳为原料利用该几丁质酶酶解生产几丁寡糖的可行性.证明乳化蟹壳是该几丁质酶的较好底物,酶解产物经HPAEC-PAD及TLC分析得出主要是几丁二糖、N-乙酰葡萄糖胺和几丁三糖.充分利用食品工业废弃物螃蟹壳,避开酸碱化学处理,通过该几丁质酶酶解生产几丁寡糖是可行的.     

华溪蟹几丁质的提取与壳聚糖的制备

2003年8~12月,以华溪蟹蟹壳为主要原料,采用稀盐酸脱钙、稀碱脱蛋白和浓碱脱乙酰方法并经正交试验,得到不同粘度、不同脱乙酰度的天然高分子化合物--几丁质和壳聚糖产品。结果表明,制备高粘度可溶性壳聚糖的最佳工艺条件是:用9％的酸处理蟹壳至无气泡为止,水洗至中性,再经8％NaOH70℃处理1h脱色得到几丁质产品;所得几丁质经50％NaOH95℃处理3h,水洗,干燥,得到粘度为1125mPa·s的高分子量壳聚糖产品。经测定,几丁质在蟹壳中含量为13％左右,壳聚糖收率为8％~9％。     

重组内切几丁质酶的纯化及其催化壳聚糖降解的研究

目的:研究重组内切几丁质酶的分离纯化及其催化壳聚糖制备壳寡糖的反应条件优化。方法:重组菌发酵液经PEG20000浓缩和DEAE-Sepharose FF离子交换层析后,测定总蛋白含量和内切几丁质酶活力。用纯化的内切几丁质酶催化壳聚糖制备壳寡糖,探讨其最佳的反应条件。结果:纯化的内切几丁质酶比活力41.34U/mg,纯化倍数2.49,酶总回收率89.63%。内切几丁质酶催化壳聚糖降解制备壳寡糖的最优化反应条件是:壳聚糖质量分数4%,p H7.0,温度30℃,时间12 h。结论:本研究结果为内切几丁质酶和壳寡糖的产业化应用奠定了良好基础。     

硫酸铵对DNS试剂测定几丁质酶活力的影响

分析了硫酸铵盐析引起的几丁质酶酶活力损失的原因,然后通过考察硫酸铵、硫酸钠、其他铵盐及氨水等对DNS试剂测定葡萄糖的影响,得出结论,硫酸铵等铵盐的存在,破坏了DNS试剂与还原糖发生显色反应所需要的强碱性环境,使显色反应不能正常进行,通过补加氢氧化钠恢复反应体系的强碱环境,这种干扰可被屏蔽;最后通过几丁质酶硫酸铵盐析实验进一步验证了实验结论.     

昆虫生长调节剂用于贮烟防虫

美国加利福尼亚州贝罗阿尔多市齐康公司作的应用昆虫生长调节剂防治贮烟害虫的实验证明:在烟草装桶前以 KabatIGR 处理可防止害虫感染15个月以上。烟草甲虫每年造成美国贮烟损失估计达1800万美元。KabatIGR 是杀幼蚊剂 Altosid 有效成份的含甲基间戊二烯的配方之一。它是一种生长激素的化学摸拟剂,称作幼生激素,起延迟昆虫发育的作用,能干扰昆虫的生长,使其中一部份不能继续生存。发生作用时较有选择     

芽孢杆菌几丁质酶高酶活菌株的筛选及其酶活测定

目的:筛选时于黑木耳细胞壁破壁效果好的几丁质酶产生菌株.方法:从浙江、陕西、湖北等地栽培黑木耳的土壤样品中筛选到1株产几丁质酶活力较强的菌株BSCH0802,结合菌落形态、生理生化指标和16S rDNA序列分析对其种群形状和个体形态进行观察和鉴定.结果:在菌株BSCH0802个体形态和生理生化特性鉴定的基础上,通过16sDNA测序鉴定,确定BSCH0802为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis).结论:本研究为选育高产几丁质酶菌株提供理论依据.     

重组大肠杆菌ZJGSU01高效表达内切几丁质酶的培养条件

目的:研究重组大肠杆菌ZJGSU01高效表达内切几丁质酶的最优化培养条件.方法:以内切几丁质酶活力为指标,对诱导剂的诱导时间、诱导剂的添加量、装液量和接种量进行优化.结果:接种量5%,装液量100mL/500mL,重组菌培养1 h.添加诱导剂IPTG的浓度为1.0mmol/L,有利于内切几丁质酶的表达.结论:通过上述条件的优化,可明显提高内切几丁质酶的表达量.