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Association analysis of an anti-obesity mechanism and key ripened Pu-erh tea bioactive components by mimicking human general tea drinking

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Food Science and Human Wellness 2024年

作者： Junyu Liu Zhengyang Song Haihong Chen Wen Zeng Guirong Han Wei Li Bing Xu Yuan Lu Canyang Zhang zhenglian xue Bin Lü Chong Zhang Song Yang Yi Wang Xinhui Xing Institute of Biomedical Health Technology and Engineering Shenzhen Bay Laboratory MOE Key Laboratory for Industrial Biocatalysis Centre for Synthetic and Systems Biology Department of Chemical Engineering Tsinghua University Shenzhen International Graduate School Tsinghua University Shandong Province Key Laboratory of Applied Mycology Qingdao International Center on Microbes Utilizing Biogas School of Life Sciences Qingdao Agricultural University Anhui University of Technology Yunnan Shujian Tea Co. Ltd.

Pu-erh tea， a traditional Chinese beverage， performs an anti-obesity function， but the correlation between its components and efficacy remains unknown. Here， we screened two Pu-erh teas with significant anti-obesity efficacies from 11 teas. In vitro experiments revealed that lipid accumulation in L02 cells and lipid synthesis in 3T3-L1 cells were significantly better inhibited by Tea-B than Tea-A. Further in vivo experiments using model mice revealed that the differences in chemical components generated two pathways in the anti-obesity efficacy and mechanism of Pu-erh teas. Tea-A changes the histomorphology of brown adipose tissue (BAT) and increases the abundance of Coriobacteriaceae＿UCG＿002 and cyclic AMP in guts through high chemical contents of cyclopentasiloxane， decamethyl， tridecane and 1，2，3-trimethoxybenzene， eventually increasing BAT activation and fat browning gene expression; the high content of hexadecane and 1，2-dimethoxy-benzene in Tea-B reduces white adipose tissue (WAT) accumulation and the process of fatty liver， increases the abundance of Odoribacter and sphinganine 1-phosphate， inhibits the expression of lipid synthesis and transport genes. These mechanistic findings on the association of the representative bioactive components in Pu-erh teas with the anti-obesity phenotypes， gut microbes， gut metabolite structure and anti-obesity pathways， which were obtained for the first time， provide foundations for developing functional Pu-erh tea.

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混菌发酵茶籽抗氧化肽的分离纯化及其功能活性研究

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中国油脂 2024年第3期49卷 87-93,110页

作者：赵世光储欣颖黎玮张宇薛正莲安徽工程大学生物与食品工程学院安徽芜湖241000 安徽省工业微生物分子育种工程实验室安徽芜湖241000

为促进茶叶籽资源的深度开发利用,采用不同截留分子质量的超滤膜对混菌发酵茶籽多肽产物进行分级分离,比较茶籽多肽的抗氧化活性与其分子质量的对应关系;利用凝胶过滤色谱技术对茶籽多肽逐级纯化,获得特征性茶籽抗氧化肽,对其二级结构... 详细信息

为促进茶叶籽资源的深度开发利用,采用不同截留分子质量的超滤膜对混菌发酵茶籽多肽产物进行分级分离,比较茶籽多肽的抗氧化活性与其分子质量的对应关系;利用凝胶过滤色谱技术对茶籽多肽逐级纯化,获得特征性茶籽抗氧化肽,对其二级结构组成及相对含量进行分析,并考察其热稳定性和抗消化稳定性;以H_(2)O_(2)诱导小鼠胚胎成纤维细胞(MEF细胞)建立氧化损伤模型,评价茶籽抗氧化肽的细胞氧化损伤保护功能。结果表明:经超滤分级后,茶籽多肽的抗氧化活性与其分子质量呈负相关,分子质量小于1 kDa的TSP4组分具有最高的自由基清除能力;TSP4分子质量分布范围在90~849 Da之间,凝胶过滤色谱纯化得到的TSP4-b亚组分平均分子质量为446 Da,其二级结构中的β-折叠的相对含量从未发酵茶叶籽的16.59%上升至44.43%,α-螺旋则由未发酵茶叶籽的37.61%降至17.57%;TSP4-b经20~60℃热处理以及模拟胃肠消化后,自由基相对清除率仍可分别保持在90%及80%以上,具备良好的热稳定性及抗消化能力;中(0.5 mg/mL)、高(5.0 mg/mL)剂量的TSP4-b的介入可使H_(2)O_(2)诱导的MEF细胞存活率分别达到73.8%、82.4%。综上,所分离的茶籽抗氧化肽具有较强的抗氧化活性,对H_(2)O_(2)诱导的细胞损伤具有保护作用,在医药、保健食品等领域具有良好的发展潜力。

关键词：茶籽多肽分离纯化功能活性细胞氧化损伤

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浓香型白酒发酵体系中己酸菌的研究进展

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食品科学 2024年第9期45卷 314-321页

作者：张会敏邢新会王越崔磊王秀本常强孙伟席鲜会薛正莲安徽工程大学生物与食品工程学院安徽省工业微生物分子育种工程实验室安徽芜湖241000 清华大学化学工程系北京100084 安徽文王酿酒股份有限公司安徽临泉236400

浓香型白酒发酵体系中己酸生成菌(以下简称“己酸菌”)的己酸合成代谢对提高浓香型白酒的发酵质量非常重要。因此,有必要深入全面了解浓香型白酒发酵体系中己酸菌的种类及其己酸合成代谢特征。本综述介绍了目前浓香型白酒发酵体系中已... 详细信息

浓香型白酒发酵体系中己酸生成菌(以下简称“己酸菌”)的己酸合成代谢对提高浓香型白酒的发酵质量非常重要。因此,有必要深入全面了解浓香型白酒发酵体系中己酸菌的种类及其己酸合成代谢特征。本综述介绍了目前浓香型白酒发酵体系中已经分离的己酸菌株的种类多样性、系统进化关系、生理代谢特征、己酸合成代谢机制以及其与己酸菌、非己酸菌之间的协同代谢关系。本文可为理解己酸菌群在浓香型白酒发酵体系中的原位己酸合成代谢规律提供参考,为将来靶向提高己酸菌群在浓香型白酒发酵和生物质转化高附加值己酸工艺中进行己酸合成培养工程的应用提供理论依据。

关键词：浓香型白酒发酵体系己酸菌株代谢特征己酸合成机制己酸菌群协同代谢

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基于RNA-seq分析bdhA敲除对枯草芽孢杆菌产纳豆激酶和MK-7的影响

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微生物学报 2024年第7期64卷 2394-2406页

作者：黄茜琳黄俊宝高旭丽罗雅妮陶伟郭明雨刘永圆吴晶吴超薛正莲陈宇刘艳安徽工程大学生物与食品工程学院安徽芜湖241000 安徽省工业微生物分子育种工程实验室安徽芜湖241000

纳豆激酶(nattokinase,NK)具有多种生理功能,是治疗心血管疾病的理想药物。甲萘醌-7(menaquinone-7,MK-7)是人体不可缺少的脂溶性维生素之一,可预防骨质疏松和帕金森等疾病。【目的】提高枯草芽孢杆菌中NK和MK-7共同生产的产量,揭示重... 详细信息

纳豆激酶(nattokinase,NK)具有多种生理功能,是治疗心血管疾病的理想药物。甲萘醌-7(menaquinone-7,MK-7)是人体不可缺少的脂溶性维生素之一,可预防骨质疏松和帕金森等疾病。【目的】提高枯草芽孢杆菌中NK和MK-7共同生产的产量,揭示重组菌中共同生产NK和MK-7的机理,为MK-7和NK的生成提供新的代谢工程策略。【方法】以枯草芽孢杆菌为出发菌株,敲除2,3-丁二醇脱氢酶基因(bdhA),构建一株能增加NK和MK-7共同生产的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)168-ΔbdhA。利用RNA-seq分析NK和MK-7合成途径关键酶编码基因的变化,总结NK和MK-7共同生产的机制。【结果】与原始菌株相比,Bacillus subtilis 168-ΔbdhA中2,3-丁二醇含量降低64.0%,为2.76 g/L。NK和MK-7的产量较原始菌株提高30.0%和60.0%。RNA-seq分析表明,中心碳代谢、氧化磷酸化和NK及MK-7合成等过程相关的基因表达存在差异。NK负调控因子codY下调2.19倍。在蛋白质分泌途径中,secA下调0.37倍,tatAD和tatC分别上调2.81倍和0.50倍。【结论】bdhA的敲除阻断了2,3-丁二醇的碳通量,促进甘油的吸收,碳通量更多地流向NK和MK-7的合成途径。负调控因子codY的下调促进NK转录,蛋白转运相关途径基因的上下调促进MK-7的胞外分泌,从而实现其产量的增加。

关键词：枯草芽孢杆菌纳豆激酶甲萘醌-7 2,3-丁二醇脱氢酶 RNA-seq

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核桃抗氧化肽的酶法制备、鉴定及其对脂氧合酶的抑制机理

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食品与生物技术学报 2024年第6期43卷 112-118页

作者：洪佳伟肖柳柳王爱琳李闯朱西平顾千辉谢婷婷薛正莲安徽工程大学生物与食品工程学院安徽芜湖241000 三只松鼠股份有限公司安徽芜湖241000

作者以核桃粕为原料制备抗氧化肽,用胰酶酶解核桃蛋白质,以超氧阴离子自由基清除率为主要指标优化酶解条件,分离纯化酶解产物。通过LC-MS/MS技术鉴定多肽序列,通过最低对接结合能、蛋白质稳定指数等参数筛选抗氧化肽。结果表明,最优酶... 详细信息

作者以核桃粕为原料制备抗氧化肽,用胰酶酶解核桃蛋白质,以超氧阴离子自由基清除率为主要指标优化酶解条件,分离纯化酶解产物。通过LC-MS/MS技术鉴定多肽序列,通过最低对接结合能、蛋白质稳定指数等参数筛选抗氧化肽。结果表明,最优酶解条件下,酶解液的超氧阴离子自由基清除率为26.57%。酶解液经Smartdex G-50分离纯化得到4个组分,在相同质量浓度下,D-4组分超氧阴离子自由基清除率最高。对D-4组分进行序列鉴定,经计算机虚拟筛选推测***.R为D-4组分抗氧化活性的主要贡献物。该肽段和脂氧合酶最低对接结合能为-21933.85 J/mol,蛋白质预测结果为稳定蛋白质。对接结果表明,***.R和脂氧合酶非活性位点Glu186结合,说明该肽段主要起非竞争性抑制作用,该研究为天然抗氧化剂的筛选提供参考。

关键词：核桃抗氧化肽分离纯化分子对接生物信息学酶解

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“制药工厂设计”情景化案例式“翻转课堂”教学探讨

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广东化工 2024年第8期51卷 173-176页

作者：张会敏钱森和薛正莲赵世光丁佳红刘庆涛安徽工程大学生物与食品工程学院安徽芜湖241000

针对“制药工厂设计”课程抽象性、实践性、逻辑性和连续性及学习难度较大的特点,为克服学生在传统教学模式下学习兴趣低、实践不足、学习效率和积极性较低的问题,将“以学生为中心”、“OBE”等教育理念和PBL教学方法融入到“制药工厂... 详细信息

针对“制药工厂设计”课程抽象性、实践性、逻辑性和连续性及学习难度较大的特点,为克服学生在传统教学模式下学习兴趣低、实践不足、学习效率和积极性较低的问题,将“以学生为中心”、“OBE”等教育理念和PBL教学方法融入到“制药工厂设计”课程教学之中,设计出符合学校生物制药专业特色的“情景化案例式翻转课堂”教学模式。该教学模式综合考虑专业工程教育与学生个人发展的需要,在团队协作、师生互动过程中培养学生分析问题、解决问题、学以致用的思想素养。

关键词：制药工厂设计案例式教学翻转课堂情景化教学

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停滞棒杆菌遗传改造工具和启动子文库构建

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生物加工过程 2024年第2期22卷 147-155页

作者：叶光正余心宇林钰宽蔡友华邢新会陈武薛正莲张翀安徽工程大学生物与食品工程学院安徽芜湖241000 清华大学化工系生物化工研究所清华大学合成与系统生物学研究中心工业生物催化教育部重点实验室北京100084 广东肇庆星湖生物科技股份有限公司广东肇庆526060 清华大学深圳国际研究生院生物医药与健康工程研究院广东深圳518055 安徽省工业微生物分子育种工程实验室安徽芜湖241000

停滞棒杆菌是用于5′-肌苷酸生产的重要微生物底盘。为利用代谢工程技术来创建和优化高效细胞工厂,在停滞棒杆菌中构建遗传改造工具和启动子文库十分必要。本研究使用pCG1复制子构建了大肠杆菌-停滞棒杆菌穿梭载体,建立停滞棒杆菌外源DN... 详细信息

停滞棒杆菌是用于5′-肌苷酸生产的重要微生物底盘。为利用代谢工程技术来创建和优化高效细胞工厂,在停滞棒杆菌中构建遗传改造工具和启动子文库十分必要。本研究使用pCG1复制子构建了大肠杆菌-停滞棒杆菌穿梭载体,建立停滞棒杆菌外源DNA转化方法、基于自杀质粒同源重组的基因敲除方法,最终形成了停滞棒杆菌异源基因稳定表达系统;停滞棒杆菌游离质粒的电转化效率达到(2.3±0.3)×10^(3)cfu/μg;构建停滞棒杆菌的合成启动子文库,筛选得到24个强度差异达30倍的启动子元件,用于停滞棒杆菌中的基因精细表达调控。

关键词：停滞棒杆菌转化效率穿梭质粒启动子基因敲除

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核桃仁原位水解工艺优化及氧化稳定性研究

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中国粮油学报 2024年第1期39卷 174-181页

作者：洪佳伟王爱琳肖柳柳李闯朱西平钱森和赵世光薛正莲安徽工程大学生物与食品工程学院芜湖241000

为延长核桃仁货架期,提高核桃仁储藏品质。以去皮核桃仁为原料,利用复配蛋白酶(胰酶)酶解核桃仁实现原位富集抗氧化肽,采用单因素实验分别研究了底物质量分数、酶质量分数、水解温度、水解时间对水解液抗氧化活性的影响。在此基础上,采... 详细信息

为延长核桃仁货架期,提高核桃仁储藏品质。以去皮核桃仁为原料,利用复配蛋白酶(胰酶)酶解核桃仁实现原位富集抗氧化肽,采用单因素实验分别研究了底物质量分数、酶质量分数、水解温度、水解时间对水解液抗氧化活性的影响。在此基础上,采用正交实验确定最优水解工艺为:酶质量分数12%、底物质量分数40%、水解温度45℃、水解时间20 min。萃取酶解处理的核桃仁(样品组)和未处理的核桃仁(空白对照组)油脂测定其氧化诱导时间,将样品组和空白对照组用铝袋分装在60℃烘箱内加速氧化。结果表明,样品组具有更长的氧化诱导时间及Q10指数,其氧化自由能从59.896 kJ/mol上升到78.103 kJ/mol;加速氧化过程对照组过氧化值始终高于样品组,以过氧化值为指标结合油脂氧化规律得到在20℃下样品组货架期相对于对照组延长了68 d。

关键词：核桃仁酶解优化抗氧化肽加速氧化氧化稳定性货架期预测

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游动放线菌产阿卡波糖高通量筛选模型的建立及优化

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食品与发酵工业 2023年第20期49卷 73-80页

作者：周健李翔飞李闯刘坤赵世光薛正莲安徽工程大学生物与食品工程学院安徽芜湖241000 安徽省工业微生物分子育种工程实验室安徽芜湖241000

Actinoplanes ***50是Ⅱ型糖尿病治疗药物阿卡波糖的主要生产菌株,但是目前阿卡波糖高效检测方法仍存在瓶颈问题。该文采用酶标仪检测技术和孔板发酵构建阿卡波糖高通量检测模型,显著增强阿卡波糖高产菌株的筛选效率。首先,酶标仪检测... 详细信息

Actinoplanes ***50是Ⅱ型糖尿病治疗药物阿卡波糖的主要生产菌株,但是目前阿卡波糖高效检测方法仍存在瓶颈问题。该文采用酶标仪检测技术和孔板发酵构建阿卡波糖高通量检测模型,显著增强阿卡波糖高产菌株的筛选效率。首先,酶标仪检测结合孔板发酵结果表明,24孔板发酵与摇瓶发酵的相关性(R 2=0.88161)优于48孔板发酵(R 2=0.83374)。24孔板发酵实验结果表明,孔板发酵存在边缘效应即阿卡波糖产量中间孔1区<长边缘孔2区<短边缘孔3区,对边缘孔填充无菌水可有效消除边缘效应。随后,为减少种子液培养工序,通过正交优化培养基中黄豆饼粉、甘油、碳酸钙的添加量,得出黄豆饼粉3%,甘油1.5%,碳酸钙0.4%(均为质量分数)配比最佳。最后,在最优条件下孔板发酵168 h,阿卡波糖产量可达到(2183.66±6.60)μg/mL。该文介绍了一种孔板发酵结合酶标仪检测筛选方法,大幅缩短了摇瓶发酵液相检测所需工作量及时间,为快速筛选阿卡波糖高产菌株奠定了基础。

关键词：阿卡波糖 Actinoplanes sp.SE50 高通量孔板发酵发酵优化

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常压室温等离子体诱变与微生物微液滴培养选育谷胱甘肽高产菌株

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食品科学 2023年第4期44卷 200-208页

作者：凌思雨王洲张会敏李闯刘庆涛刘艳薛正莲安徽工程大学生物与食品工程学院安徽省工业微生物分子育种工程实验室微生物发酵安徽省工程技术研究中心安徽芜湖241000

为提升野生毕赤酵母菌株BY-1产谷胱甘肽的能力,通过常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变技术得到诱变菌株BY-1-26。进一步在摇瓶培养过程中添加1,2,4-三氮唑,提高诱变菌株产量。最后将1,2,4-三氮唑作... 详细信息

为提升野生毕赤酵母菌株BY-1产谷胱甘肽的能力,通过常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变技术得到诱变菌株BY-1-26。进一步在摇瓶培养过程中添加1,2,4-三氮唑,提高诱变菌株产量。最后将1,2,4-三氮唑作为筛选因子,利用微生物微液滴培养(microbial microdroplet culture system,MMC)仪对诱变菌株进行适应性进化,获得了1株高产谷胱甘肽的突变株BY-2-24,并对其遗传稳定性进行研究。结果表明:出发菌株BY-1经过ARTP诱变处理、抗性梯度平板初筛、MMC适应性进化、摇瓶复筛等,可以选育高产谷胱甘肽突变株。突变株BY-2-24摇瓶产量达(312.13±2.62)mg/L,较出发菌株提高134.26%,且经过7次传代培养,仍然具有较好的遗传稳定性。同时,生物量提高118.33%,表明诱变菌株的生长能力得到提高。研究表明,ARTP与MMC联合应用作为一种简便高效的微生物诱变方式,可用于定向诱变筛选高性能微生物菌株,为高通量选育目标菌株提供了参考。

关键词：谷胱甘肽毕赤酵母常压室温等离子体诱变适应性进化菌种筛选

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