谷氨酸棒杆菌发酵生产1,5–戊二胺的代谢流分析

为了提高糖类的利用效率,加强糖类代谢向生成尸胺的方向流动,提高尸胺产量,对谷氨酸棒杆菌合成尸胺的代谢网络进行分析,找出影响尸胺合成的代谢流量分配规律和关键节点,并通过改变溶氧及添加辅酶NADPH对关键节点进行验证.结果表明:6–磷酸葡萄糖和丙酮酸是影响碳源流向尸胺合成的关键节点,增强磷酸戊糖途径(HMP)和三羧酸循环(TCA)可以弱化由6–磷酸葡萄糖生成6–磷酸果糖和由丙酮酸生成乳酸,促进碳源向合成尸胺的方向流动,从而有效地提高尸胺产量(产量增幅为77.8%).该研究为高产尸胺的谷氨酸棒杆菌工程菌种改造以及发酵控制提供了理论基础.     

肠道益生菌体外发酵山药低聚糖产短链脂肪酸的研究

短链脂肪酸具有促进肠道及人体健康的有益功能,采用体外模拟肠道内环境的方法,分析嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌和植物乳杆菌、青春双歧杆菌、动物双歧杆菌等肠道益生菌发酵山药低聚糖产生短链脂肪酸的种类和含量。结果发现:山药低聚糖在模拟结肠环境中被乳酸菌作为碳源利用,产生对人体健康有积极作用的乳酸、乙酸及丙酸等短链脂肪酸,且产生短链脂肪酸的浓度与菌种及发酵时间相关。在48h发酵过程中,乳酸在植物乳杆菌48h发酵液中含量最高,达(13.800±0.243)mg/mL;乙酸在动物双歧杆菌48h发酵液中含量最高,达(1.850±0.003)mg/mL;丙酸则在动物双歧杆菌8h发酵液中含量最高,为(0.082±0.001)mg/mL。研究结果提示,可通过改善膳食结构调节肠道益生菌产生短链脂肪酸,维持肠道与人体健康。     

维生素对乳酸菌细胞活性和代谢途径相关酶活性的影响

研究了拟干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)发酵生产乳酸过程中,添加维生素对菌体生长、细胞活性、产酸,以及在碳流代谢中与乳酸生物合成密切相关的4种酶[乳酸脱氢酶(LDH)、磷酸果糖激酶(PFK)、丙酮酸脱氢酶(PDC)和丙酮酸羧化酶(PC)]活性的影响。结果显示:维生素添加促进了菌体生长,使乳酸产量提高了42.47%;同时降低了发酵过程中菌体的死亡率,降低的最大幅度可达53.46%;PFK和LDH的活性比对照有提高,最大幅度达62.30%和126.65%,PDC的活性在发酵中期也有一定的提高,但PC的活性变化很小。实验结果表明:组合维生素的添加可以提高乳酸菌的活性,同时使代谢通量有利于乳酸生成。     

不同温度控制策略下赖氨酸发酵的代谢流研究

本文对黄色短杆菌XQ90发酵条件进行优化时发现,两阶段温度控制策略(0-18h31℃,18h-结束34℃)比恒温控制(31℃)策略更有利于提高产量和发酵强度。通过建立关于赖氨酸生物合成的代谢流量平衡方程,比较不同温度控制策略下代谢流量发现,两阶段温度控制策略在6-磷酸葡萄糖节点处的流量比恒温控制策略的流量提高了近3倍,在磷酸烯醇式丙酮酸节点中流向前体物质草酰乙酸的流量提高了14%,在流向丙氨酸、缬氨酸、乳酸流量降低了28%,流向乙酸的流量也降低了11%。     

白酒窖泥中乳酸菌分离鉴定及其发酵产挥发性风味物质比较

从白酒窖泥中分离得到11株乳酸菌,经16S rDNA基因序列同源性分析,鉴定为1株短乳杆菌、1株鼠李糖乳杆菌、2株干酪乳杆菌和7株铅黄肠球菌。 分析了11株菌MRS培养基发酵产乳酸性能,结果表明:乳酸产量与菌群生长呈正相关,鼠李糖乳杆菌L₉、干酪乳杆菌L₁₀与L₁₁发酵液乳酸含量较高,分别为15.74、15.58、14.74g/L。4株代表菌相同条件下发酵高粱培养液产挥发性风味组分,共有物质13种,包含了白酒中重要香气成分:乙酸、己酸、乙酸苯乙酯和苯乙醇,且乙酸、己酸相对含量较高。各菌产可挥发性组分差异明显,相对含量较高的化合物种类为:短乳杆菌L₅产烷烃类化合物(27.91%),铅黄肠球菌L₈产醇类化合物(43.14%),鼠李糖乳杆菌L₉产酯类(7.35%)、酮类(3.61%)和吡嗪类(3.3%)化合物,干酪乳杆菌L₁₁产酸类(27.98%)和芳香类(5.96%)化合物。仅有短乳杆菌L₅产四甲基吡嗪,短乳杆菌L₅和铅黄肠球菌L₈可明显产乙醇,鼠李糖乳杆菌L₉和干酪乳杆菌L₁₁产3-羟基-2-丁酮。这些物质对白酒风味和口感有重要影响。研究显示,窖泥中各种乳酸菌特征不一,对白酒酿造有不同影响。本研究旨在为进一步挖掘白酒酿造功能微生物、拓展乳酸菌的应用提供理论依据。     

RP-HPLC同时检测 Zymomonas mobilis 代谢组分方法的研究

优化了高效液相色谱(HPLC)同时检测Zymomonas mobilis发酵液中葡萄糖、乙醇和多种代谢产物的条件和方法,分析了影响因素、回收率和重现性.试验结果表明,选择10 mmol/L pH值为2.5 KH2PO4-H3PO4溶液作为流动相、SunFireTM C18,5μm色谱柱(4.6 mm×150 mm)、二极管阵列检测器,可同时检测出葡萄糖酸、丙酮酸、乳酸、乙酸;选用2 mmol/L硫酸溶液作为流动相、IC-PakTM lon-Exclusion 50 A7μm色谱柱(7.8 mm×300 mm)、示差折光检测器,可同时检测葡萄糖、山梨醇、琥珀酸、乙酸、乙醇.Z.mobilis发酵液的回收率和重现性的结果表明,该方法测定葡萄糖、乙醇和其它产物的相对标准偏差范围为0.005%～0.018%,平均回收率为96.86%～101.99%.     

异甘草素对人膀胱癌T24细胞ATP生成和乳酸代谢影响

为探讨异甘草素对人膀胱癌T24细胞糖酵解水平的影响及其作用机制。本研究采用SRB法测定异甘草素对人膀胱癌T24细胞增殖的影响;试剂盒测定T24细胞中ATP含量变化;试剂盒检测细胞培养液中葡萄糖摄取和乳酸含量影响;用比色法测定己糖激酶和丙酮酸激酶活性,酶标仪法测定乳酸脱氢酶的活性。结果显示:异甘草素对T24细胞有显著增殖抑制作用,且呈剂量依赖性(P0.01),经异甘草素处理的T24细胞出现明显的形态改变;异甘草素可浓度依赖性的抑制T24细胞ATP的生成(P0.05或P0.01);异甘草素可减少T24细胞对葡萄糖的摄取和乳酸的释放(P0.05或P0.01);与对照组相比,经过异甘草素处理的T24细胞的HK、PK和LDH活性均明显降低(P0.05或P0.01)。由此可知,异甘草素可抑制T24细胞糖酵解水平,其机制可能与减少葡萄糖摄取,下调糖酵解的关键性酶的活性有关。     

溶氧对谷氨酸棒杆菌发酵产谷氨酸代谢的影响

分别控制0、5%、30%3种溶氧水平进行谷氨酸分批发酵,考察了3种溶氧水平下谷氨酸棒杆菌发酵的代谢响应。结果表明,随着溶氧降低,发酵液中柠檬酸和α-酮戊二酸的含量降低,三羧酸(TCA)循环还原臂途径中的有机酸含量增加,丙氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸含量也有所增加,在溶氧为0时,乳酸和乙酸大量积累。通过分析不同溶氧水平下的相关酶活和胞内氧化还原状态,发现随着溶氧降低,谷氨酸脱氢酶酶活降低,乳酸脱氢酶酶活升高,胞内氧化还原电势升高,它们的共同作用使氧限制条件下发酵的代谢流流向TCA循环的还原臂途径和乳酸合成途径,导致谷氨酸产量下降。     

提高酸牛奶加工工艺及品质的研究

用保加利亚乳酚杆菌（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓｂｕｌｇａｒｉｃｕｓ）和乳酸链球菌（Ｓｔｒｅｐｔｕｃｏｃｃｕｓｔａｃｔｉｓ），按２．５：１的菌种作为发酵剂，用“正文试验”筛选配方，确定乳中干物质为１２％（±０．１％），用９５℃保温杀菌５ｍｉｎ，接种３％发酵剂，恒温条件４３℃／３ｈ，冷却到４℃３０ｍｉｎ，这些是获得风味良好酸牛奶的主要条件。在酸牛奶中主要风味物质乙醛含量达到４１．５ｐｐｍ，二乙酰含量为１６；４０ｐｐｍ，柠檬酸为１．２ｐｐｍ，达到以上所测成分，是确定酸牛奶加工工艺及提高品质的关键。     

嗜热厌氧产乙醇杆菌乙醇代谢途径的初步研究

以乙醇产量和细胞密度的提高为目标,从碳源和氮源入手,对嗜热厌氧产乙醇杆菌THermoanaerobacter ethanolicus JW200的培养基作了初步优化以提高乙醇代谢途径中的关键酶的得率,便于提纯.葡萄糖浓度的提高对乙醇的产生有明显的诱导作用,但当葡萄糖浓度高于2%,乙醇产量反而下降.酵母粉对乙醇产量没有促进作用,单纯提高酵母粉浓度对细胞密度无显著影响,而同时提高葡萄糖和酵母粉浓度至2.0%,OD600最高可达2.0.2%葡萄糖,0.5%酵母粉对单位细胞乙醇产量的诱导效果最佳.T.ethanolicusJW200粗酶液中未检测到丙酮酸脱羧酶的活性,经亲和柱Cibacron Blue-3GA部分纯化,在NAD洗脱蛋白中检测到辅酶A依赖型乙醛脱氢酶的活性,表明辅酶A依赖型乙醛脱氢酶是该菌乙醇代谢途径中的关键酶,它和乙醇脱氢酶共同作用,将乙酰辅酶A转化成乙醇.