“互联网+”发酵工程实操与虚拟仿真中试实验室平台的建设与探索

发酵工程是理工科高校生物工程学科领域的核心课程之一,是一门应用性、实践性极强的专业课程。该课程传统的实践模式已无法满足当前高校对大学生工程素质教育的需求。随着信息技术、自控技术的飞速发展,多层次、跨学科的“互联网+”教学已成为现今高等教育人才培养的新模式。本文中的发酵工程实操与虚拟仿真中试实验室平台以工程学为技术手段,通过“互联网+”将虚拟现实(virtual reality,VR)技术、信息自动化控制技术、数据库与发酵过程控制有机地结合在一起,构建一个“虚实”结合的“多维”工程中试实验室平台,并以此作为抓手开展食品发酵技能训练课程工程素质教育教学的创新与探索。初步建设成果与前期教学效果表明,该实验室平台的建设对发酵工程及相关专业学生的实践动手能力有明显的提高,为后期建设积累了宝贵的经验及大量有价值的工程实训数据。     

新工科背景下生物反应工程课程的多元化教学模式改革与探索

生物反应工程作为一门理论性与应用性都很强的专业课程,在生物工程等相关专业的课程设置中处于桥梁和纽带地位,对新型应用型工科人才的培养发挥着重要的作用.但由于该课程中公式等抽象理论知识过多,导致学生学习效率十分低下.因此,为了适应新工科教育背景下对创新型人才培养的需求,提高学生的学习兴趣和积极性,并培养学生的自主学习等创新...     

岩藻寡糖的制备及其抗氧化与益生活性

岩藻多糖是大型褐藻门植物中的一种天然杂多糖,为进一步开发其生物活性,笔者以其为原料,采用酶法降解的方式制备了不同聚合度的岩藻寡糖(FOS)混合物,并采用电喷雾质谱(ESI-MS)对降解得到的寡糖产物进行结构表征,采用ABTS法、DPPH法及羟基自由基清除法对寡糖混合物的抗氧化活性进行了评价,以植物乳杆菌(Lactoba...     

研究生课程“酶工程”多元化教学改革的探索与思考

酶工程作为一门理论与实践相结合的专业课程,在生物工程专业研究生的课程设置中处于桥梁和纽带地位,对专业型人才的培养发挥着重要的作用。为了适应我国研究生专业学位教育发展的客观需求,提升酶工程课程的实践教学效果,并进一步提高学生的学习兴趣和积极性,培养研究生的应用型创新能力,我们通过在课程教学中引入虚拟仿真技术,开展案例式教学模式探索,并利用"互联网+"技术等多元化方式对该课程的教学模式、方法和手段进行尝试改革和探索,取得了一定的教学效果。本文就此进行了一些探讨,以期能为相关课程的教学改革提供一些思路和启示。     

卡拉胶酶的来源、性质、结构与应用研究进展

卡拉胶作为构成红藻植物细胞壁的主要成分,是一种由D-半乳糖通过交替的α-1,3和β-1,4糖苷键连接而成的线性硫酸多糖。由于具有良好的成胶能力和化学稳定性,卡拉胶作为增稠剂和胶凝剂等添加剂在食品和化妆品行业中得到了广泛的应用。卡拉胶酶属于糖苷水解酶,可以将卡拉胶降解成一系列偶数聚合度的寡糖。卡拉胶寡糖由于具有抗炎、抗凝和抗肿瘤等多种功能,引起了相关研究者的持续关注。因此,通过筛选、表征或者改造等手段获得具有优良特性的卡拉胶酶成为目前红藻多糖资源开发领域的研究热点。特别是,数十种不同来源的卡拉胶酶已经被分离、鉴定和表征,大大丰富了红藻多糖水解酶的研究领域。根据酶的底物专一性,可将其分为三类：λ-、ι-和κ-卡拉胶酶。本文综述了卡拉胶酶的来源、分类及生化特性的最新进展。此外,还详细介绍了不同家族卡拉胶酶的结构特点和催化机制,并讨论了卡拉胶酶在制备功能性寡糖方面的应用前景。     

壳聚糖酶的研究进展

壳聚糖是由N-乙酰氨基葡萄糖和D-氨基葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接而成的碱性多糖。壳寡糖是壳聚糖的降解产物,具有良好的生物活性、溶解度及生物利用度,在医药、食品等领域有着广泛的作用。壳聚糖酶是一类特异性降解部分或完全脱乙酰壳聚糖的糖苷水解酶,因其降解效率高、反应温和可控而成为目前的研究热点。本文对壳聚糖酶的性质、结构、催化机制以及应用等方面进行了综述,总结梳理这些信息对于探寻目前壳聚糖酶研究中存在的一些问题以及今后的研究方向有重要意义,有助于促进壳聚糖酶的进一步开发利用。     

褐藻胶裂解酶的分子改造研究进展

褐藻胶是由β-D-甘露糖醛酸(M)以及α-L-古罗糖醛酸(G)2种单体组成的酸性多糖。褐藻胶裂解酶作为多糖裂解酶的一种,可以温和高效地将褐藻胶降解为褐藻寡糖,并用于食品、医药和农业领域。然而天然来源的褐藻胶裂解酶通常存在活性不高、催化效率低以及热稳定性差等缺点,在一定程度上限制了其工业化应用潜力。近年来分子改造策略已经开始大量应用于褐藻胶裂解酶,使得褐藻胶裂解酶的应用性能得到极大提升。本文对已报道的褐藻胶裂解酶结构与催化机制进行总结,对改善热稳定性、提高催化效率、改变底物分布等性质的褐藻胶裂解酶分子改造策略如理性设计、定向进化、结构域截短与重组等进行系统分析与综述,并展望了未来褐藻胶裂解酶分子改造的发展方向。     

石莼多糖裂解酶的研究进展

石莼多糖(Ulvan)由3-硫酸化鼠李糖,葡糖醛酸,艾杜糖醛酸及一些随机分布的木糖组成。石莼多糖及其降解得到的寡糖在医疗、食品等领域具有广泛的应用前景。为促进对石莼多糖裂解酶这一石莼多糖利用工具的开发,对石莼多糖裂解酶的底物组成,来源分类,序列及进化关系,酶学性质及作用模式,蛋白结构以及作用机制进行了综述,以求对后续石莼多糖裂解酶研究者提供帮助。     

微生物来源的果胶相关裂解酶的研究进展

果胶是一种广泛存在于高等植物细胞壁中的大分子杂多糖,它主要由D-半乳糖醛酸、鼠李糖和阿拉伯糖等结构单元组成,在食品、化妆品和医药等领域用途较广。果胶裂解酶和果胶酸裂解酶同属于多糖裂解酶家族,都能利用反式消除裂解果胶分子骨架D-半乳糖醛酸间的α-1,4-糖苷键保护果汁特定香味的酯基团不发生改变,还不产生高毒性的甲醇。因此,这些裂解酶在果汁提取、苎麻脱胶和废水处理等工业领域具有广阔的应用前景。果胶底物的复杂结构导致了果胶酶的分类标准不一。本文从果胶底物的结构和特性,相关裂解酶的来源、序列分析、作用模式、三维结构及催化机制等方面进行综述,提高人们对微生物来源的果胶裂解酶和果胶酸裂解酶的系统认知。     

膜分离技术在寡糖制备与分离中的应用*

寡糖是多糖经过降解后得到的小分子活性物质,具有抗氧化、抗肿瘤、抗病毒和免疫调节等多种生物活性,是功能食品开发领域研究的热点。目前,寡糖的分离和制备主要采用离子交换色谱、凝胶渗透色谱以及两者联用的方法,分离时间长、制备成本高,难以实现寡糖的规模化分离和制备。膜分离技术(membrane separation technology,MST)是一种利用膜的选择性渗透作用,实现两组分或者多组分分离的技术,具有操作简单、分离效果好、高效节能等优点,特别是能够直接放大应用于规模化的分离工程,因此在寡糖等小分子的分离和制备等方面具有巨大的应用潜力。系统总结了膜分离技术在寡糖分离与制备领域的最新进展,综述了用于分离和制备寡糖的膜分离技术分类、分离工艺及其应用现状,并对目前膜分离技术用于大规模分离和制备寡糖过程中面临的挑战进行了讨论。