巴氏醋杆菌高酸度醋发酵过程的能量代谢分析

【目的】初步分析了Acetobacter pasteurianus CICIM B7003-02在醋酸发酵过程中的能量代谢状况, 通过强化细胞能量代谢水平以提升菌株高酸发酵的产酸强度。【方法】探明A. pasteurianus CICIM B7003-02在高酸度醋发酵的不同阶段中三羧酸循环底物含量、乙醇呼吸链酶活及能量代谢酶基因的转录水平等代谢特点, 分析用于醋酸发酵的产能代谢途径及其作用。【结果】发现A. pasteurianus CICIM B7003-02在醋酸发酵初期, 主要通过苹果酸/琥珀酸回补偶联有氧呼吸途径产能。进入醋酸快速积累阶段, 乙醇呼吸链为主要供能代谢途径。发酵后期苹果酸/琥珀酸回补途径配合乙醇呼吸链供能。基于上述研究, 采取添加琥珀酸和苹果酸强化细胞产能, 促进高酸度醋发酵强度。【结论】能量供给影响醋杆菌耐酸能力和醋酸生产能力。确定乙醇呼吸链为醋酸发酵的主要供能系统。强化细胞产能手段可达到提高醋酸发酵强度的目的。     

巴氏醋酸杆菌对发酵中醋酸胁迫的生理应答

【目的】研究Acetobacter pasteurianus CICIM B7003对醋酸发酵形成的酸胁迫环境在细胞形态、生理、代谢方面的响应,初步提出巴氏醋杆菌的动态耐酸机制模型,为高酸度高强度液态深层醋酸发酵提供理论帮助。【方法】在9 L自吸式发酵罐中用A.pasteurianus CICIM B7003发酵醋酸,选取不同生长阶段细胞检测其荚膜多糖含量、膜不饱和脂肪酸含量、耐酸基因转录水平、乙醇呼吸链酶和ATP酶活性,研究醋酸菌形态、生理和代谢随醋酸积累的变化。【结果】醋酸的存在能减少细胞分泌荚膜多糖,发酵中多糖占细胞干重百分比由最初2.5%下降到0.89%;随发酵进行细胞膜不饱和脂肪酸占膜总脂肪酸含量显著提高,致使细胞膜流动性增加;耐酸基因相对转录水平显著提高而提升了细胞对酸性环境的抗性;乙醇呼吸链酶和ATP酶活性随醋酸积累也显著提高,为细胞提供足够的能量以满足耐酸机制对能量的需求。【结论】初步确定A.pasteurianus CICIM B7003主要依靠改变细胞膜脂肪酸组分、激活耐酸基因转录、增强乙醇呼吸链活力及快速产能等机制的协同作用,实现对酸胁迫的制衡。     

定点突变改造提高纺锤形赖氨酸芽孢杆菌氨基甲酸乙酯水解酶稳定性

氨基甲酸乙酯(Ethyl carbamate,EC)是一种存在于发酵食品和酿造酒精饮料中的潜在致癌物质。利用生物酶法去除食品饮料中的EC是一种较为安全有效的方法。本研究以来源于赖氨酸芽孢杆菌Lysinibacillus fusiformis SC02的氨基甲酸乙酯水解酶为研究对象,采用计算机辅助设计突变位点,构建了其不稳定区域Q328位点的饱和突变体。通过酶学性质分析发现,突变体Q328C和Q328V在40℃下的半衰期分别提高了7.46和1.99倍,Q328R在高温下也有比原酶更好的耐受性。此外,突变体Q328C对乙醇的耐受性和酸耐受性也有所提高。对氨基甲酸乙酯水解酶分子改造的结果表明,通过改造其不稳定区域Q328位点,可以提高酶的热稳定性及对酸和乙醇的耐受性。     

叠氮溴化丙锭-荧光定量PCR法实时快速检测5种乳杆菌活菌数方法的建立与应用

【背景】乳杆菌属是发酵食品中最常见的微生物之一,与食品的品质和安全密切相关,定量检测乳杆菌活菌数、解析乳杆菌群落组成对发酵乃至肠道微生物等具有重要意义。【目的】建立一种在种水平上定量检测5种乳杆菌活菌数的叠氮溴化丙锭-荧光定量PCR (propidium monoazide-quantitative PCR,PMA-qPCR)检测方法并探讨其适用性。【方法】以植物乳杆菌、发酵乳杆菌、短乳杆菌、嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌等发酵食品中常见的5种乳杆菌为目标菌株,查找并筛选特异性引物用于荧光定量PCR (qPCR)检测,优化叠氮溴化丙锭(PMA)处理条件,测定PMA-qPCR检测法的特异性、灵敏度及可靠性。最后利用PMA-qPCR法检测黄酒酿造过程中5种乳杆菌的活菌数。【结果】PMA最佳处理条件为：浓度20 μmol/L下暗处理15 min后曝光15 min,此时可抑制样品中99.89%的死菌DNA扩增。该方法特异性高,能够准确识别5种乳杆菌;线性关系强,R2>0.98;灵敏度高,检测限为101.8?103.2 CFU/mL;重复性好,Cq值变异系数小于1%;与平板计数相比差异不显著(统计学上),p>0.05。利用该方法检测黄酒中5种乳杆菌的活菌数,发现发酵乳杆菌、干酪乳杆菌和短乳杆菌是主要的乳杆菌(总计占比59%?89%),与已知黄酒酿造中乳杆菌群落组成相符。【结论】建立的PMA-qPCR法能够快速、准确地检测5种乳杆菌的活菌数,为解析样品中乳杆菌的实时组成及检测具有活性但不可培养(viable but nonculturable,VBNC)状态的乳杆菌提供了可靠的手段。     

蛋白质交联用酶的作用机制及研究进展北大核心CSCD

蛋白质交联在食品、化工和医药等领域发挥重要的作用。利用酶催化蛋白质交联是一种可替代物理和化学交联的高效经济的方法。然而,目前仍缺乏详细的酶促蛋白质交联分子层面的解析。本文综述了酶催化的蛋白质交联反应机制及其对蛋白质结构的影响,以及在食品、化工和医药领域的应用,并展望了酶促交联的发展。     

氮源对C.vulgaris油脂积累的影响

实验室条件下,考察了在发酵过程中不同氮源对小球藻的生物量和油脂积累的影响,确定了小球藻的最佳氮源;并对比分析了含氮培养与缺氮培养的生物量、油脂含量、氮消耗量、生物量氮消耗比率和油脂氮消耗比率的不同。结果表明:小球藻在1.6 g/L Na NO3时获得最大生物量,为562.2 mg/L,在0.8 g/L Na NO3时获得最大相对油脂含量为12.01%;以油脂含量为考察指标时,培养小球藻的最佳氮源为0.8 g/L Na NO3;缺氮培养时,最大油脂含量为13.49%,比含氮培养高约15%;含氮培养时,最高生物量为626.3 mg/L,比缺氮培养高约1.9倍。氮源对生物量,相对油脂含量,生物量氮消耗比率和油脂氮消耗比率具有明显的影响。藉此,提出了通过改变培养方式,达到调控小球藻细胞内生理代谢组分的可行性。     

醋酸胁迫对Acetobacter pasteurianus产酸呼吸链活力的影响

【目的】以巴氏醋酸杆菌工业菌株沪酿1.01和模式菌株Acetobacter pasteurianus ATCC33445为研究对象,研究工业菌株与模式菌株在高浓度醋酸胁迫下的产酸发酵时呼吸链酶活、相关基因转录水平的变化规律。【方法】检测两种菌株在0、1%、2%、3%不同初始醋酸浓度下的生物量、产酸以及酶活,并通过实时荧光定量PCR检测呼吸链相关酶合成基因的相对转录水平变化。【结果】两种菌株在1%初始醋酸浓度下产酸能力最强,发酵48 h平均产酸速度达到0.667 g/(L·h);两种菌株的ADH(乙醇脱氢酶)和ALDH(乙醛脱氢酶)酶活也达到最高,平均为12.01和9.77 U/mg;相关酶合成基因的相对转录水平较无底酸均提高。当初始醋酸浓度上升至2%和3%时,菌体酶活、产酸能力逐渐下降,呼吸链上的adh、cyt bd、cyt o和fap A基因转录水平上升,其余基因都降低。【结论】确定了巴氏醋酸杆菌在高初始浓度醋酸条件下,菌体会自发提高adh基因的转录水平,启动底物磷酸化,并将醋酸泵出到胞外;同时aldh基因的表达受到抑制,降低产酸,从而维持体内较低醋酸浓度。此外,呼吸链上其他外排相关酶转录水平也会提升,如cyt bd和cyt o,辅助底物磷酸化进程,加快释放能量。     

巴氏醋酸杆菌对发酵中醋酸胁迫的生理应答

摘要:【目的】研究Acetobacter pasteurianus CICIM B7003 对醋酸发酵形成的酸胁迫环境在细胞形态、生理、代谢方面的响应,初步提出巴氏醋杆菌的动态耐酸机制模型,为高酸度高强度液态深层醋酸发酵提供理论帮助。【方法】在9 L自吸式发酵罐中用A.pasteurianus CICIM B7003发酵醋酸,选取不同生长阶段细胞检测其荚膜多糖含量、膜不饱和脂肪酸含量、耐酸基因转录水平、乙醇呼吸链酶和ATP酶活性,研究醋酸菌形态、生理和代谢随醋酸积累的变化。【结果】醋酸的存在能减少细胞分泌荚膜多糖,发酵中多糖占细胞干重百分比由最初2.5%下降到0.89%;随发酵进行细胞膜不饱和脂肪酸占膜总脂肪酸含量显著提高,致使细胞膜流动性增加;耐酸基因相对转录水平显著提高而提升了细胞对酸性环境的抗性;乙醇呼吸链酶和ATP 酶活性随醋酸积累也显著提高,为细胞提供足够的能量以满足耐酸机制对能量的需求。【结论】初步确定A.pasteurianus CICIM B7003主要依靠改变细胞膜脂肪酸组分、激活耐酸基因转录、增强乙醇呼吸链活力及快速产能等机制的协同作用,实现对酸胁迫的制衡。