魔芋甘露寡糖对ApoE-/-小鼠动脉粥样硬化的调节作用及机制

魔芋甘露寡糖(konjac mannan oligosaccharides,KMOS)具有多种有益人体健康的功能活性,但目前尚缺乏其对动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)的调节作用及机制方面的研究。采用高脂饮食(high fat diet,HFD)饲喂ApoE-/-小鼠14周,建立AS模型,探究KMOS干预后小鼠主动脉脂质堆积和血清脂质、炎症因子等的变化,并运用高通量测序技术,分析KMOS对于AS小鼠肠道菌群的调节作用。研究结果表明:KMOS干预显著抑制了HFD诱导引起的ApoE-/-小鼠体质量和肝脏质量的增加,主动脉窦的斑块病变面积比和总面积较HFD组分别降低57.4%和57.9%;血清中总胆固醇及低密度脂蛋白胆固醇含量分别降低21.1%和31.1%,高密度脂蛋白胆固醇含量增加了63.0%,AS小鼠肝脏脂质堆积情况明显改善;与AS模型组相比,KMOS组小鼠血清炎症因子(肿瘤坏死因子α、白介素-6、白介素-1β和单核细胞趋化蛋白-1)含量显著降低,肝脏胆固醇逆向转运相关基因的表达显著提高;此外,KMOS抑制了HFD诱导引起的ApoE-/-小鼠肠道菌群失调,增加了g_norank_f_Lachnospiraceae、g_Alistipes、g_norank_f_Ruminococcaceae的相对丰度;同时,KMOS可以增加小鼠盲肠短链脂肪酸含量,促进肠道紧密连接蛋白表达以抑制小鼠肠道屏障功能损伤。因此,KMOS可能通过调节胆固醇代谢和肠道菌群,抑制HFD诱导的ApoE-/-小鼠AS的发展,研究结果旨在为KMOS相关功能性食品的开发提供理论依据。     

耐热木聚糖酶对面包老化作用探讨

研究了纯化的耐热木聚糖酶对面包老化的影响作用,探讨了耐热木聚糖酶影响面包老化的动力学。研究证明,适量添加耐热木聚糖酶的面包品质得到了明显改善,并且老化速度变缓,老化速率常数相比对照组下降幅度高达48%。耐热木聚糖酶对面包老化的影响作用显著。     

地杆菌α-L-岩藻糖苷酶的分子改造及其在合成2’-岩藻糖基乳糖中的应用

对地杆菌α-L-岩藻糖苷酶进行分子改造，以提高其酶法合成2’-岩藻糖基乳糖（2’-fucosyllactose，2’-FL）的转化效率。利用易错聚合酶链式反应构建了α-L-岩藻糖苷酶的突变体文库，筛选得到一个合成2’-FL转化率提高的突变酶（mPbFuc29A1）。酶学性质研究结果表明mPbFuc29A1的最适pH值和温度分别为pH 5.0和40 ℃，最适温度较野生型PbFuc29A1提高了5 ℃；突变酶水解2’-FL的比活力提高到3 倍，但是水解4-硝基苯基-α-L-岩藻糖苷（4-nitrophenyl-α-L-fucopyranoside，pNP-FUC）和3’-岩藻糖基乳糖（3’-fucosyllactose，3’-FL）的比活力分别降低了22.8%和52.5%。以pNP-FUC和乳糖为底物，采用mPbFuc29A1酶法催化合成2’-FL和3’-FL，转化率分别为23.6%和56.4%，其中2’-FL的转化率较PbFuc29A1提高了9.1%。通过序列及定点突变分析发现mPbFuc29A1的氨基酸序列中有2 个位点发生突变（Asp21Val和Glu266Lys），其中位于loop区的Glu266Lys可能是mPbFuc29A1底物特异性和转糖苷产物组成发生改变的关键。优良的酶学特性使mPbFuc29A1在2’-FL合成中具有较大的应用潜力。     

高温紫链霉菌酸性耐热几丁质酶的纯化及性质研究

从高温紫链霉菌Z16发酵液中分离纯化得到一种酸性耐热几丁质酶,并对其酶学性质进行了研究。粗酶液经硫酸铵沉淀和离子交换层析纯化后得到电泳级纯酶,酶活力回收率为22．3％,纯化倍数为12．7倍,比活力由2．9U／mg提高到36．8U／mg。SDS—PAGE和凝胶过滤测定纯酶的分子量分别为41．6ku和40．8ku,表明该酶为单亚基蛋白。酶学性质测定结果表明,该几丁质酶为酸性酶,最适pH为4．0,在pH3．0～6．0时保持较高的酶活力。该几丁质酶的最适反应温度为60℃且具有较好的温度稳定性,在55℃和60℃时的半衰期分别为267min和132．9min。该几丁质酶能够水解胶体几丁质,水解产物主要为N-乙酰氨基葡萄糖和几丁二糖以及少量的几丁三糖。该酶优良的酶学特性使其具有广阔的工业应用前景。     

嗜热真菌耐热木聚糖酶对面包品质的改善

研究了纯化的耐热木聚糖酶对面包品质及老化的影响，探讨了耐热木聚糖酶影响面包发酵及烘烤过程的作用机理。适量添加木聚糖酶的面包体积显著增加且面包芯的组织结构优良，同时老化变缓：本试验条件下，添加纯酶1．5mg／kg为最适酶添加量，体积增加43％，硬度减小44％，老化速度放缓近一半。     

嗜热拟青霉利用玉米芯产木聚糖酶的发酵条件优化

以一株新的嗜热拟青霉(Paecilomyces thermophila)J18为出发菌株,对其液态发酵产木聚糖酶的条件进行了优化。结果表明,以玉米芯为碳源能高效诱导木聚糖酶的胞外分泌,胰蛋白胨为最佳氮源,初始pH和培养温度分别为pH 7.5,50℃,所得酶活力最高。在优化后的培养基和培养条件下,第5 d酶活力达到峰值,为1 276 U/mL,表明该拟青霉能够利用农业废弃物高效生产木聚糖酶。该酶水解桦木木聚糖主要生成木二糖和木三糖,适合生产低聚木糖。     

泡盛曲霉液体发酵产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的条件优化

从土壤样品中筛选得到一株高产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的真菌,经鉴定为泡盛曲霉(Aspergillus awamori),命名为Aspergillus awamori CAU33。依次采用单因素试验和响应面分析法优化了其液体发酵产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的条件,得到该菌株产酶的最适条件为:玉米芯质量浓度55 g/L、大豆蛋白胨质量浓度25 g/L、曲拉通X-114质量浓度23 g/L、初始pH 4.5、培养温度35℃、培养时间6 d。在此条件下β-1,3-1,4-葡聚糖酶活力达到8 447 U/m L,为优化前的17.6倍。     

嗜热拟青霉木糖苷酶的性质及其与木聚糖酶的协同作用

嗜热拟青霉(Paecilomyces thermophila)J18利用玉米芯能产胞外木糖苷酶,通过(NH_4)_2SO_4沉淀、DEAE-52离子交换层析及Q-琼脂糖凝肢-FF(QSFF)离子交换层析从上清液纯化得到了电泳纯的木糖苷酶,纯化倍数为31.9倍,回收率为2.27%。SDS-PAG E及Superdex-75凝胶过滤层析测定木糖苷酶的分子量分别为53.5 ku和51.8 ku。该酶最适温度及pH分别为55℃和pH 6.5。木糖苷酶能够水解木二糖和低聚木糖但不能水解木聚糖,水解低聚木糖的相对速率随聚合度增加而增加。该酶对木糖的抑制常数Ki值为139 mmol/L,具有很高的木糖耐受性。木糖苷酶与内源木聚糖酶一起水解木聚糖产生更多的还原糖,表现出协同作用。     

嗜热棉毛菌固体发酵产木聚糖酶条件的优化

通过单因素实验优化了嗜热棉毛菌CAU44利用农业废弃物固体发酵产木聚糖酶的发酵条件。结果表明,发酵产酶的最佳碳源为玉米芯和麦麸以4∶6混合的复合碳源,最佳氮源为(NH4)2SO4,最佳水分含量为80%,培养基最佳初始pH为4.0,最佳表面活性剂及添加量为0.5%的Tween-60。在优化后的发酵条件下50℃培养7d,嗜热棉毛菌CAU44产木聚糖酶的酶活力最高,达到20343U/g干基碳源,为目前国内报道的最高值。因此,嗜热棉毛菌CAU44在利用农业废弃物固体发酵产木聚糖酶方面有很大的应用前景。     

解淀粉芽孢杆菌发酵豆腐工艺条件优化及营养功能研究

采用高产纤溶酶菌株解淀粉芽孢杆菌CAUNDJ118对豆腐进行发酵,经单因素实验优化获得产纤溶酶活性最优发酵条件:初始水分60%、菌落浓度10~7 CFU/mL、接种量10%、37℃发酵36 h,纤溶酶活性达86.1 FU/g。经发酵后豆腐中总氨基酸含量降低至374.96 mg/g、游离氨基酸和脂肪酸含量分别增加58.8倍和1.1倍,不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸比值保持不变。豆腐发酵过程中,其总酚、多肽、还原糖含量、抗凝血活性及DPPH自由基清除活性随着发酵时间延长而增加。因此,解淀粉芽孢杆菌CAUNDJ118发酵豆腐对心血管疾病具有预防或改善作用。