顶空固相微萃取分析金黄色葡萄球菌挥发性代谢产物的条件优化

采用65 μm聚二甲基硅氧烷/二乙基苯（polydimethylsiloxane/divinylbenzene,PDMS/DVB）、75 μm碳分子筛/聚二甲基硅氧烷（carboxen/polydimethylsiloxane,CAR/PDMS）萃取头和50/30 μm二乙基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane,DVB/CAR/PDMS）萃取头,20、30 min和40 min 3 种萃取时间,50、65 ℃和80 ℃ 3 种萃取温度,分别对金黄色葡萄球菌胰蛋白胨大豆肉汤（tryptone soy broth,TSB）培养物的挥发性代谢产物进行萃取,经气相色谱-质谱检测,以建立适宜于金黄色葡萄球菌挥发性代谢物的萃取分析方法。结果表明,50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头能更好地满足各类化合物的萃取需要,获得更加全面的化合物信息,并且在萃取温度80 ℃条件下萃取30 min,得到的金黄色葡萄球菌挥发性代谢物的数量和响应强度较高。因此,萃取金黄色葡萄球菌挥发性代谢产物的最适条件为：50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头、萃取温度80 ℃、萃取时间30 min。在该萃取条件下,检测出金黄色葡萄球菌在TSB中产生的主要挥发性物质为乙醇、1-癸醇、3-羟基-2-丁酮、丙酮、乙酸、苯甲醇、3-甲基-1-丁醇、吲哚、1-辛醇和正辛酸等。该萃取方法的建立可为细菌挥发性代谢产物的分析提供参考。     

黄曲霉菌的差异挥发性代谢产物及其代谢途径分析

为了弥补当前食品安全检测技术相对滞后的缺陷,构建了气相色谱-质谱(GC-MS)结合顶空固相微萃取(HS/SPME)技术用于探究黄曲霉菌的挥发性代谢产物,并结合代谢组学和基因组学分析豆腐干中黄曲霉菌差异性代谢产物及其代谢途径.结果 表明黄曲霉菌的差异性代谢物包括1,2,3-三甲基-苯、均三甲苯、乙醇、十六烷酸甲酯、2,4...     

乳源凝固酶阴性金黄色葡萄球菌挥发性代谢特征分析

为探究乳源金黄色葡萄球菌的挥发性代谢特征,从牛乳中分离得到5株凝固酶阴性金黄色葡萄球菌(31B、0250H、777H、S12-1和S2-2),采用顶空固相微萃取/气相色谱-质谱联用技术,分别对接种这5株菌的胰蛋白胨大豆肉汤(tryptic soy broth,TSB)和牛乳的挥发性代谢产物进行动态测定。结果表明,TSB中5株菌总计检出33个挥发性代谢产物,1-丁醇、乙酸、3-甲基-丁酸和2-丁酮是5株菌共同检出的典型挥发性代谢产物。牛乳中5株菌总计检出28个挥发性代谢产物,2-呋喃甲醇、辛酸和3-甲基-丁酸是5株菌共同检出的典型挥发性代谢产物。无论是在TSB还是牛乳中,3-甲基-丁酸始终是凝固酶阴性金黄色葡萄球菌稳定的挥发性代谢产物。不同菌株产生3-甲基-丁酸的强度不相同,同一菌株在TSB和牛乳两种不同基质中3-甲基-丁酸的产生强度也不相同。     

沙门氏菌污染豆腐干和牛肉干后代谢物的研究

鼠伤寒沙门氏菌可引发沙门氏菌病,且耐药性强,严重危害人畜健康。利用气相色谱-质谱法（Gas Chromatography - Mass Spectrometer,GC-MS）显示沙门氏菌接种于NB培养基、豆腐干和牛肉干培养基后的代谢物,采用主成分分析和正交偏最小二乘判别鉴别特征性和差异性代谢产物,结合沙门氏菌的基因注释分析特征性和差异性代谢产物可能的代谢路径。结果表明：沙门氏菌污染两种食品后有显著的生长,特征性和差异性代谢产物包括烷烃,酚类及小分子酸、醇等;沙门氏菌的基因注释表明存在大量的碳水化合物代谢基因,参与了1-丁醇的生成,因此1-丁醇是沙门氏菌污染豆腐干和牛肉干的典型代谢物。     

生物被膜态金黄色葡萄球菌的代谢轮廓

目的:描述生物被膜态金黄色葡萄球菌的代谢轮廓特征,以发展新的金黄色葡萄球菌生物被膜的鉴定和处理方法。方法:使用1H核磁共振波谱法对生物被膜培养物进行非靶标分析;使用Chenomx软件鉴定化合物;使用主成分分析法分析主要代谢物变化。结果:在生物被膜培养物中鉴定出41种化合物。在生物被膜生长期间,金黄色葡萄球菌大致摄取了10种化合物,包括葡萄糖、精氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、乙酰乙酸、甲酸、琥珀酸、甘油、甜菜碱和肉碱;积累了14种代谢物,包括1,3-二羟丙酮、2-氨基丁酸、鸟氨酸、3-羟基异戊酸、3-甲基戊二酸、乙酸、异丁酸、异戊酸、乳酸、焦谷氨酸、丙酮酸、乙醇、丙二醇和异丙醇。结论:金黄色葡萄球菌在生物被膜生长期间主要摄取了葡萄糖、精氨酸和苏氨酸,主要积累了2-氨基丁酸、鸟氨酸、乙酸、乳酸、乙醇和异丙醇。     

三种食源性致病菌挥发性代谢产物谱快速检测研究

主要采用固相微萃取-气质联用(SPME-GC-MS)技术,检测了副溶血弧菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌三种食源性致病菌的挥发性代谢产物谱(MVOCs),研究其变化规律和代谢特征性产物。结果表明,65μm PDMS/DVB纤维头萃取30min效果最好,三种致病菌MVOCs谱随培养时间延长而变化,其中,两株副溶血弧菌出峰数在30h达到最大值,可检出数分别为28和31个,特征性成分为2-氯-4-(4-甲氧基苯基)-6-(4-硝基苯基)嘧啶、二叔丁基过氧化氢、3-甲基-1-丁醇等;大肠杆菌和金黄色葡萄球菌在12h和8h出峰数最多,可检出数为42和47个,特征性成分分别为环十二烷、2-甲基-1-丁醇和吲嗪、3-甲基丁酸和4-甲氧基苄腈等。实验结果为寻找三种食源性致病菌挥发性标志物和快速检测提供研究基础。     

HS-SPME-GC/MS-AMDIS用于金黄色葡萄球菌挥发性代谢产物指纹图谱的初步研究

根据金黄色葡萄球菌挥发性代谢产物的轮廓特征,建立金黄色葡萄球菌挥发性代谢产物指纹图谱。在7.5% NaCl肉汤培养基中,采用顶空固相微萃取/气相色谱质谱联用技术(HS-SPME-GC/MS)及自动质谱光谱反卷积与识别系统(AMDIS),结合《中药色谱指纹图谱相似度评价系统》检测分析金黄色葡萄球菌的挥发性代谢产物。研究确立了由17个金黄色葡萄球菌挥发性代谢产物目标化合物组成的质谱数据库,并在此数据库的基础上分析得到10组图谱的相似度均在0.90以上,符合指纹图谱的技术要求,基于此建立了金黄色葡萄球菌挥发性代谢产物指纹图谱。采用HS-SPME-GC/MS-AMDIS方法鉴定的物质在NIST检索时正向和反向匹配度均大于800,在AMDIS目标化合物质谱数据库中最小匹配度均大于80,结果准确、可靠、操作简单。建立的金黄色葡萄球菌挥发性代谢产物指纹图谱可作为金黄色葡萄球菌质量监测及分析方法的参考。     

清香型大曲酿酒酵母株系分类及其可挥发代谢产物分析

为解析牛栏山清香型大曲酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的遗传多样性和株系分类,研究了清香型大曲酿酒酵母的菌株分型,并对不同株系酿酒酵母进行了代谢产物分析。利用传统分离方法及聚合酶链反应（PCR）鉴定技术从牛栏山清香型大曲中分离酿酒酵母,对酿酒酵母IGS1区VR1/VR2片段进行单链构象多态性（SSCP）基因多态性分析和菌株分型,确定酿酒酵母种下的不同株系,并利用固态发酵实验分析不同株系酿酒酵母的可挥发代谢产物。结果表明,牛栏山清香大曲酿酒酵母可分为5个株系,其中一个数量较为优势,在模拟发酵中,5种酿酒酵母发酵产物主要为酸、醇、酯3大类共28种风味物质,其风味种类差异较小,但在乙酸、3-甲基丁醇、2-甲基丙醇、苯乙醇和壬酸乙酯生成量之间存在较大差异。     

基于代谢标志物快速检测食品中金黄色葡萄球菌

采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术检测金黄色葡萄球菌的挥发性代谢产物,以3-甲基丁醛和3-甲基丁酸为候选标志物,考察其特异性、稳定性和实际应用情况。结果表明,在7.5%氯化钠肉汤增菌培养基中,金黄色葡萄球菌不能产生高于空白的3-甲基丁醛,而产生的3-甲基丁酸则是金黄色葡萄球菌的特异性代谢产物,该代谢产物的释放不受金黄色葡萄球菌菌株差异的影响,也不受与金黄色葡萄球菌共同培养的大肠杆菌O157:H7和肠炎沙门氏菌的影响,具有良好的稳定性。对于生鲜猪肉、生牛乳和米饭样品,挥发性代谢标志物检测法与传统培养法和聚合酶链式反应法的检测结果符合率很高,该方法操作简单,有望作为金黄色葡萄球菌活菌检测系统的补充方法,也为金黄色葡萄球菌活菌检测技术的开发利用提供了方法参考。     

不同品种绿豆中代谢产物的分离鉴定及代谢机制分析

利用气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）分离鉴定不同种类绿豆（大明绿豆和九鲤湖绿豆）中的代谢产物。以代谢组学研究方法为基础,以绿豆为研究对象,先利用甲醇溶液提取极性代谢组分,再用N,O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺进行衍生化处理,通过GC-MS进行代谢产物的分离鉴定。结果表明：分离鉴定共得到2?个品种绿豆的总代谢物67?种,其中相同代谢产物30?种,但含量均有不同。大明绿豆相对于九鲤湖绿豆的差异代谢物有10?种,九鲤湖绿豆相较于大明绿豆的差异代谢物有20?种,并且九鲤湖绿豆的糖代谢途径、脂肪酸代谢途径、氨基酸代谢途径、三羧酸循环都比大明绿豆代谢活跃;在大明绿豆中,较为优势代谢产物（＞7%）为L-正缬氨酸、肌醇2?种,在九鲤湖绿豆中,较为优势代谢产物仅为L-正缬氨酸。这种代谢产物差异性受不同品种的基因差异性、代谢途径和机制差异性等因素的综合影响。     

利用LC-MS技术解析黑果枸杞、红果枸杞代谢物的差异

为了分析比较黑果枸杞和红果枸杞代谢物的差异。利用液相色谱质谱联用技术(LC-MS)分析其代谢产物,共检测出6 982种代谢物,包括负离子2 704个,正离子4 278个;主成分分析(PCA)分析发现,黑果枸杞和红果枸杞可以被区分开;对差异代谢物的分析发现,二者共有501种差异代谢物,其中表达量前50的差异代谢物中有7种是黄酮类物质,6种是氨基酸和多肽类物质;11个代谢通路被显著富集,其中4个和氨基酸代谢相关。本研究为深入了解枸杞中的氨基酸代谢以及对黑果枸杞和红果枸杞的差异利用提供一定依据。     

白酒酿造过程中Lactobacillus panis乳酸合成关键环境因子的鉴定

Lactobacillus panis是酱香型白酒酿造过程中主要产乳酸微生物。然而,不同环境因子对L.panis乳酸合成及乳酸合成途径关键基因的表达尚未有相关研究。作者分析了温度、乳酸、乙醇及葡萄糖4种不同的发酵过程相关的典型环境因子对L.panis乳酸产量的影响。结果表明,不同环境条件能够显著调节L.panis的生长和乳酸产量,且乳酸和乙醇是酿造过程中其乳酸合成的关键影响因素。当添加10.0 g/L乳酸后,L.panis的乳酸产量最高,达到12.3 g/L;当添加体积分数4.0%乙醇后,L.panis的乳酸产量最低,仅为7.2 g/L。使用实时荧光定量PCR方法对不同条件下L.panis乳酸合成相关基因的表达进行分析,结果表明添加乳酸能够显著上调包括编码L-乳酸脱氢酶和D-乳酸脱氢酶的ldhL和ldhD在内的乳酸合成基因的表达。然而,添加乙醇会导致L.panis乳酸合成相关基因的整体显著下调。分析调控乳酸合成的关键环境因素,对于白酒酿造过程中乳酸和酿造微生物群落调控及白酒质量控制具有重要意义。     

Interactions between bacterial isolates from modified-atmosphere-packaged artisan-type cooked ham in view of the development of a bioprotective culture

Growth and metabolite production of three dominant bacterial isolates (Carnobacterium divergens 3M14, Leuconostoc carnosum 3M42, and Brochothrix thermosphacta RMS6) from modified-atmosphere-packaged (MAP), artisan-type cooked ham were assessed for their interactions in view of the development of a bioprotective culture. During monoculture experiments in cooked ham simulation medium, Leuc. carnosum 3M42 converted the available glucose into lactic acid and ethanol, whereas the two other strains produced additional metabolites such as acetic acid and 3-methyl-1-butanol. When grown in co-culture, Leuc. carnosum 3M42 suppressed the growth and metabolism of B. thermosphacta RMS6. In contrast, a co-culture of the latter bacterium with C. divergens 3M14 led to a variety of spoilage-related metabolic compounds. Subsequently, experiments with a commercial cooked ham product indicated that Leuc. carnosum 3M42 dominated the meat matrix and improved acceptability of the product over time, hence acting as a bioprotective culture for MAP, artisan-type cooked ham.     

组学技术在红曲霉研究中应用的进展

组学技术的发展拓展了人们对红曲霉生长发育、代谢产物的合成及代谢调控机制的认知。总结了近年来红曲霉组学研究的现状及热点问题,从基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学等多个维度剖析了组学技术在红曲霉研究中的应用状况。基因组学主要用于探讨红曲霉的进化地位、基因簇的预测与挖掘、同源基因的比对及代谢途径分析等;红曲霉生长和代谢过程中基因或基因簇的转录表达、代谢调控机制及新转录调控因子的预测和挖掘是转录组学的应用范围;蛋白质组学主要涉及红曲霉代谢过程中重要酶类的功能解析及其参与代谢产物的机制解析;而代谢组学则以红曲霉代谢产物为基础,解析其潜在的代谢机制。阐述了红曲霉代表性次级代谢产物之一——红曲色素在研究和生产中面临的问题,并围绕调控红曲色素生产的高效化、精细化、安全性等方面,总结了基于组学技术的菌种选育、培养基优化、化学和物理因素调节及菌株的代谢改造等调控技术。对综合运用组学技术围绕红曲色素代谢调控的研究提出了展望,以期为推动红曲霉研究及其代谢产物的生产提供参考。     

糙米和大米非靶向代谢组学分析

为分析全谷物糙米和大米的差异代谢产物及其代谢途径，采用液相色谱-串联质谱联用非靶向代谢组学技术，分析糙米碾磨前后的代谢物变化和主要参与代谢途径。通过单变量和主成分分析、偏最小二乘判别分析和聚类分析等多变量统计分析发现，在差异倍数不小于1.2或不大于0.833 3、P＜0.05、变量投影重要性值不小于1的条件下，正离子模式下检测到糙米和大米中显著变化的差异代谢物为460 种（其中上调300 种、下调160 种），负离子模式下检测到糙米和大米中显著变化的差异代谢物为579 种（其中上调383 种、下调196 种）；正离子模式下主要参与代谢途径为2 条（苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成、组氨酸代谢），参与代谢物为4 种；负离子模式下主要参与代谢途径为5 条（甜菜碱生物合成、C5-支链二元酸代谢、嘌呤代谢、玉米素生物合成和碳代谢），参与代谢物为10 种。结果发现，全谷物糙米与大米相比，差异代谢物上调为主，而且通过影响氨基酸代谢、碳代谢、嘌呤代谢、玉米素代谢和甜菜碱生物合成等代谢途径，调节米糠和胚中多种氨基酸、多酚、脂肪酸类物质含量，提升稻米的营养品质。本研究为全谷物糙米的营养评价提供理论依据，为以糙米为原料的相关加工技术和产品的开发提供基础。     

保加利亚乳杆菌ND02发酵乳清过程中的代谢特性

利用L. bulgaricus ND02对乳清进行发酵,研究其在发酵乳清过程中的代谢特性。通过分析乳清发酵过程中代谢物的动态变化规律,评估代谢产物对发酵乳清生理功效的影响。采用液质联用技术检测L. bulgaricus ND02发酵乳清过程中代谢物质,并采用多变量统计方法对差异代谢物进行筛选与分析。通过数据库比对鉴定得到异亮氨酸、多肽、甲基-D-吡喃半乳糖苷、油酸、琥珀酸、黄嘌呤和胞嘧啶腺苷酸等37个显著差异代谢物（P<0.05）。其中,半胱氨酸、Tyr-Trp、苯乳酸和胞嘧啶核苷酸等23个代谢物在发酵乳清中的相对含量显著增加（P<0.05）。 L. bulgaricus ND02在发酵乳清过程中产生了大量的氨基酸、寡肽、有机酸和核苷酸,这些物质赋予发酵乳清特殊的生理功效和营养价值。     

Biochemistry of non-starter lactic acid bacteria isolate Lactobacillus casei GCRL163: Production of metabolites by stationary-phase cultures

Physiological and metabolic traits of Lactobacillus casei strain GCRL163 were studied in a buffered semi-defined medium supplemented with different concentrations of lactose. The extent of growth (maximum OD₆₀₀ reached) was limited by concentrations of ≤1% lactose in this medium. Survival of the strain during extended incubation periods (up to 30 days) in cultures without lactose was found to be better than in cultures supplemented with lactose. Important metabolites detected in lactose-starved (0% lactose) cultures were acetate, as a major end product, as well as ethanol, diacetyl, 3-methyl-1-butanol, benzyl alcohol, 1-butanol, isopropanol, 3-(methylthio)-propanoic acid and other compounds. Viability of recovered cells declined but metabolic products continued accumulating, when the pH was kept constant at pH 5.2. It was proposed that cells entered a non-culturable state but remained metabolically active. Results indicated the potential of this strain, as a possible non-starter lactic acid bacteria adjunct, to survive and utilize alternative available substrates as energy source in cheese curd.