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基于酰胺基柱的HPLC-RID同时测定异麦芽酮糖中5种糖的含量及其影响因素

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中国食品添加剂 2024年第2期35卷 252-262页

作者：詹胜群钟娉婷葛城周荣杰丁玉珍周钧澳优乳业(中国)有限公司长沙410200

研究高效液相色谱-示差折光检测法(HPLC-RID)同时测定异麦芽酮糖产品中果糖、葡萄糖、蔗糖、异麦芽酮糖和海藻酮糖的含量及影响因素。方法采用酰胺基柱,通过精密度试验、t检验确证方法准确性,通过单因素试验和谱图比较确定色谱条件和前... 详细信息

研究高效液相色谱-示差折光检测法(HPLC-RID)同时测定异麦芽酮糖产品中果糖、葡萄糖、蔗糖、异麦芽酮糖和海藻酮糖的含量及影响因素。方法采用酰胺基柱,通过精密度试验、t检验确证方法准确性,通过单因素试验和谱图比较确定色谱条件和前处理条件对分离的影响。结果表明,流动相中乙腈的增加能加强糖在酰胺基柱上的保留,三乙胺能显著消除果糖、葡萄糖和海藻酮糖在分离时产生的分裂峰或分叉峰并影响谱图中负峰的位置;样液介质中乙腈、三乙胺分别主要影响溶剂峰和负峰(峰的极性和大小)。在流动相中乙腈、三乙胺体积分数分别为75%、0.05%、柱温45℃、流速1.0 mL/min、进样体积10μL条件下,5种糖在10 min内基本基线分离,且色谱柱pH耐受安全,实际样品测定结果与COA无显著差异(p=0.05),精密度均小于1.3%,均满足相关检测标准的要求。

关键词：异麦芽酮糖高效液相色谱-示差折光检测器(HPLC-RID) 果糖葡萄糖蔗糖海藻酮糖酰胺基柱

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响应面法优化异麦芽酮糖结晶工艺

精细与专用化学品 2024年第3期32卷 12-16页

作者：干昭波刘茜琼杜倩王彬彬王凤琴山东百龙创园生物科技股份有限公司山东禹城251200

以蔗糖为原料,经蔗糖异构酶转化得到异麦芽酮糖、蔗糖和海藻酮糖的混合物,通过结晶得到异麦芽酮糖晶体。以异麦芽酮糖结晶收率为指标,通过单因素实验考察晶种添加量、补料流速和降温频率对收率的影响,再采用响应面法优化结晶工艺。结果... 详细信息

以蔗糖为原料,经蔗糖异构酶转化得到异麦芽酮糖、蔗糖和海藻酮糖的混合物,通过结晶得到异麦芽酮糖晶体。以异麦芽酮糖结晶收率为指标,通过单因素实验考察晶种添加量、补料流速和降温频率对收率的影响,再采用响应面法优化结晶工艺。结果表明,晶种添加量和补料流速对异麦芽酮糖结晶收率的影响更为显著。响应面法优化得到的最佳工艺为:晶种添加质量为体系质量的0.34%,补料流速为0.21L/h,降温频率为0.95℃/h,此条件下异麦芽酮糖结晶收率为91.06%。

关键词：异麦芽酮糖响应面晶种补料降温频率

异麦芽酮糖减少小鼠肝脏脂肪堆积的关键基因筛选与验证

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食品工业科技 2022年第16期43卷 1-8页

作者：何秋玲张彩平桂静刘泳杏季久秀周波张震桂林医学院药学院广西桂林541199 桂林医学院智能医学与生物技术学院广西桂林541199 临沂大学农林科学学院山东临沂276005 桂林医学院科学实验中心广西桂林541199

为筛选和验证异麦芽酮糖减少小鼠肝脏脂肪堆积的关键基因,本研究利用Limma软件包对异麦芽酮糖和蔗糖饲喂22周的雄性小鼠肝脏转录组数据进行差异表达分析(GSE54723,n=14),共筛选出49个DEGs,通过Metascape软件对DEGs进行GO功能富集分析和K... 详细信息

为筛选和验证异麦芽酮糖减少小鼠肝脏脂肪堆积的关键基因,本研究利用Limma软件包对异麦芽酮糖和蔗糖饲喂22周的雄性小鼠肝脏转录组数据进行差异表达分析(GSE54723,n=14),共筛选出49个DEGs,通过Metascape软件对DEGs进行GO功能富集分析和KEGG信号通路分析,使用Cytoscape软件和WGCNA软件包构建基因共表达网络,取重叠基因搜寻关键节点基因,挖掘得到10个关键节点基因Pnliprp1、Prss2、Clps、Tff2、Pnlip、Ctrl、Cpa1、Cel、Dmbt1、Vil1,基因功能分析表明Pnlip、Pnliprp1、Cel、Clps与脂质代谢相关。qPCR结果显示,异麦芽酮糖组肝脏组织中这4个与脂质代谢相关基因的表达量显著高于蔗糖组,通过比较正常人和非酒精性脂肪肝患者肝脏组织转录组数据中上述基因的表达量(GSE163211,n=318),发现正常人Pnlip、Pnliprp1、Cel、Clps基因表达量亦显著(P异麦芽酮糖通过上调Pnlip、Pnliprp1、Cel、Clps的合成促进脂肪分解从而降低肝脏脂质的积累,为异麦芽酮糖影响肝脏脂质代谢的分子机制研究提供了理论支撑。

关键词：异麦芽酮糖蔗糖转录组数据节点基因脂质代谢

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异麦芽酮糖研究进展

中国食品添加剂 2022年第1期33卷 26-31页

作者：高学秀李宁袁卫涛曹建帮任敦贺陈又铭段睿刘梦璐王龙霏山东星光首创生物科技有限公司德州253600

异麦芽酮糖是近年来新兴的功能性食用糖,同时也是国际上公认安全的蔗糖替代品,其具有与蔗糖类似的物理性质和口感,同时具有抗龋齿性以及不引起血糖和胰岛素上升、改善大脑功能、提高人体记忆力、抑制脂肪积累和预防肥胖等功效,因此被广... 详细信息

异麦芽酮糖是近年来新兴的功能性食用糖,同时也是国际上公认安全的蔗糖替代品,其具有与蔗糖类似的物理性质和口感,同时具有抗龋齿性以及不引起血糖和胰岛素上升、改善大脑功能、提高人体记忆力、抑制脂肪积累和预防肥胖等功效,因此被广泛应用在糖果、巧克力、烘焙制品、乳制品及特殊人群食品中,且在食品行业具有很好的应用前景。本文综述了异麦芽酮糖的理化性质、制备方法、健康功效及其在食品中的应用,为今后异麦芽酮糖的进一步研究提供参考。

关键词：异麦芽酮糖理化性质制备方法健康功效应用

枯草芽胞杆菌重组表达的Pantoea dispersa UQ68J蔗糖异构酶制备异麦芽酮糖的研究

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食品与发酵工业 2023年第23期49卷 9-15页

作者：赵文冲吴敬张康陈晟江南大学食品科学与技术国家重点实验室江苏无锡214122 江南大学生物工程学院江苏无锡214122

异麦芽酮糖是蔗糖的同分异构体,具有多种优秀的生理功能,广泛应用于食品行业。蔗糖异构酶可以将蔗糖异构为异麦芽酮糖,与其他微生物来源的蔗糖异构酶相比,Pantoea dispersa UQ68J来源的蔗糖异构酶转化蔗糖时异麦芽酮糖产率高,副产物少... 详细信息

异麦芽酮糖是蔗糖的同分异构体,具有多种优秀的生理功能,广泛应用于食品行业。蔗糖异构酶可以将蔗糖异构为异麦芽酮糖,与其他微生物来源的蔗糖异构酶相比,Pantoea dispersa UQ68J来源的蔗糖异构酶转化蔗糖时异麦芽酮糖产率高,副产物少。为了更好地将异麦芽酮糖应用于食品领域,该研究将***来源的蔗糖异构酶在食品安全微生物枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中重组表达,研究重组蔗糖异构酶的酶学性质并优化其制备异麦芽酮糖的反应条件。结果表明,重组酶的最适pH值为6.0,最适温度为30℃,在pH 5.0~8.0稳定性良好,在45℃下的半衰期为68 min。用该重组酶制备异麦芽酮糖,当蔗糖质量浓度为400 g/L,加酶量为20 U/g,在30℃、pH 6.0条件下转化10 h时,异麦芽酮糖产率可达90.61%,当蔗糖质量浓度提高到700 g/L,异麦芽酮糖产率仍可达89.20%。该研究提高了蔗糖异构酶的安全特性,实现了异麦芽酮糖的高产率,为工业生产异麦芽酮糖奠定了基础。

关键词：异麦芽酮糖蔗糖异构酶枯草芽胞杆菌重组表达酶学性质酶转化

异麦芽酮糖缓解小鼠结肠炎的作用及相关机制研究

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异麦芽酮糖缓解小鼠结肠炎的作用及相关机制研究

作者：周子涵青岛大学

学位级别：硕士

目的溃疡性结肠炎(UC)是结肠黏膜的一种慢性、进行性和潜在致残性疾病,主要临床表现为脓血便、腹痛和里急后重。在传统的治疗方式下,UC仍然是一种慢性和不可治愈的疾病,且治疗药物会产生不同程度的副作用。作为常规疗法的补充或替代,开... 详细信息

目的溃疡性结肠炎(UC)是结肠黏膜的一种慢性、进行性和潜在致残性疾病,主要临床表现为脓血便、腹痛和里急后重。在传统的治疗方式下,UC仍然是一种慢性和不可治愈的疾病,且治疗药物会产生不同程度的副作用。作为常规疗法的补充或替代,开发肠道微生态治疗策略(如益生元和益生菌)尤为关键。异麦芽酮糖是一种功能性甜味剂,具有良好的益生元性能,包括低致龋性、低血糖指数和低胰岛素反应,目前并未发现任何副作用。因此,探究异麦芽酮糖缓解结肠炎的作用及其作用机制具有重要意义。方法将健康的C57BL/6J小鼠(18-20g)随机分为对照(NC)组、模型(DSS)组和异麦芽酮糖(Iso MTL)组,每组6只。各组处理如下:(1)NC组:实验三周正常饮食饮水;(2)DSS组:前两周正常饮食饮水,第三周使用2.5%DSS自由饮水7天诱导小鼠急性结肠炎;(3)Iso MTL组:小鼠实验全程服用异麦芽酮糖(400mg/kg/day),前两周异麦芽酮糖自由饮水给药,第三周在使用2.5%DSS自由饮水诱导急性结肠炎的同时异麦芽酮糖灌胃给药。造模周期为21天,期间每天观察小鼠粪便情况(腹泻、便血),记录小鼠体重、摄食量以及饮水情况,并在第22天处死。取结肠,拍照记录并测量长度;取脾脏,研磨提取原代细胞。使用H&E染色观察结肠组织结构病理变化;使用alcian blue染色观察结肠组织中杯状细胞分泌粘蛋白的情况。采用实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-q PCR)检测肠道紧密连接(ZO-1、Occludin和Claudin-1)、细胞因子IL-17和IL-10的m RNA表达;通过蛋白免疫印迹法检测肠道紧密连接蛋白(ZO-1和Occludin)的蛋白表达;用酶联免疫吸附法(ELISA)测定血清中炎症因子白介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的含量;使用结肠组织进行转录组测序,筛选出差异表达基因,并进行KEGG以及GO通路富集分析;采用流式细胞术检测小鼠脾脏原代细胞。使用16S rRNA测序技术检测小鼠肠道菌群的变化。结果DSS组小鼠的体重在DSS治疗后7天内显著下降(P异麦芽酮糖(400mg/kg/day)后则有效缓解了DSS引起的体重减轻(P异麦芽酮糖则显著降低了这些促炎细胞因子的水平。DSS组的组织病理学检查显示炎性细胞浸润、腺体缺失、黏膜上皮坏死。相反,异麦芽酮糖组表现为腺体数量增加、黏膜上皮完整性和炎性细胞浸润减少。同时,异麦芽酮糖显著增加了紧密连接蛋白ZO-1(P异表达基因,前20个免疫相关通路的KEGG通路分析表明,表明异麦芽酮糖的作用与Th17介导的免疫有重要关系。流式细胞术表明异麦芽酮糖能够抑制初始T细胞向17型辅助T细胞(Th17)分化,增加调节性T细胞(Treg)数量。通过16S r RNA测序进一步确定了异麦芽酮糖对肠道菌群的调节作用。通过斯皮尔曼相关性分析发现肠道菌群与炎症因子、T细胞、肠道紧密连接蛋白等具有显著相关性。结论本研究表明,异麦芽酮糖可以通过维持肠道免疫稳态和重塑肠道菌群来预防辅助治疗UC。由于其具有较低的血糖指数和胰岛素反应,未来有望作为辅助治疗剂应用于UC患者中需要控制血糖的特殊人群,是一种很有前途的治疗剂。此外,该研究还发现异麦芽酮糖可以促进肠道紧密连接蛋白的表达,提高肠道黏膜上皮屏障完整性。因此,这项研究为UC的治疗提供了新的思路和方法,值得进一步研究和应用。

关键词：益生元肠道菌群溃疡性结肠炎异麦芽酮糖

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蔗糖异构酶在异麦芽酮糖生产中的研究进展

食品与生物技术学报 2023年第1期42卷 55-65页

作者：陈宁张佳钰郑明强路福平刘夫锋天津科技大学工业发酵微生物教育部重点实验室/天津市工业微生物重点实验室/工业酶国家工程实验室天津300457 天津科技大学生物工程学院天津300457

异麦芽酮糖是一种多功能的新型甜味剂,同时也是国际上公认安全的蔗糖替代品,在医药、食品等行业中具有广阔的应用前景。蔗糖异构酶(sucrose isomerase,SIase)是生物转化生产异麦芽酮糖最有效的生物酶制剂。作者简要论述了异麦芽酮糖的... 详细信息

异麦芽酮糖是一种多功能的新型甜味剂,同时也是国际上公认安全的蔗糖替代品,在医药、食品等行业中具有广阔的应用前景。蔗糖异构酶(sucrose isomerase,SIase)是生物转化生产异麦芽酮糖最有效的生物酶制剂。作者简要论述了异麦芽酮糖的生理特性及其在生产中现存的问题,详细阐述了SIase的来源、三维结构、催化机制、高效酶分子理性改造及其异源高效表达等。随后介绍了细胞及酶固定化在异麦芽酮糖生产中的广泛应用,并展望了蔗糖异构酶在生产异麦芽酮糖中的应用。

关键词：蔗糖异构酶固定化异麦芽酮糖异源表达理性设计

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大黄欧文氏菌的等离子体诱变及产异麦芽酮糖的优化探究

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大黄欧文氏菌的等离子体诱变及产异麦芽酮糖的优化探究

作者：彭丹丹河南工业大学

学位级别：硕士

异麦芽酮糖(Isomaltulose)是蔗糖异构酶(sucrose isomerase,简称SIase,EC5.***.99.11)以蔗糖为原料,通过分子内转糖基化生成的一种非致癌的还原性二糖,具有水解速度慢、抗龋齿、低GI(血糖生成指数)、预防肥胖等功效。常压室温等离子体(atm... 详细信息

异麦芽酮糖(Isomaltulose)是蔗糖异构酶(sucrose isomerase,简称SIase,EC5.***.99.11)以蔗糖为原料,通过分子内转糖基化生成的一种非致癌的还原性二糖,具有水解速度慢、抗龋齿、低GI(血糖生成指数)、预防肥胖等功效。常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变因其高效、安全的特点已被广泛应用于微生物育种中以改善微生物的催化性能,细胞固定化技术则可提高生物催化剂的稳定性和重复使用率。本研究以一株能产异麦芽酮糖的大黄欧文氏菌(Erwinia rhapontici)YS-1为研究对象,开展了菌株的ARTP诱变,选育高SIase酶活的突变菌株,研究了突变菌株最佳生长、发酵产酶条件以提高SIase酶活,对突变菌株的游离细胞和固定化细胞生产异麦芽酮糖的条件进行优化探究,以提高异麦芽酮糖产量,为工业应用奠定基础。具体研究内容如下:(1)通过ARTP诱变技术诱变大黄欧文氏菌YS-1,确定诱变条件为电源功率300 W、温度28°C、照射距离2 mm、工作气体流量12.0 L/min,照射处理时间50 s。经初筛和摇瓶复筛,最终从528株突变菌株中获得突变目的菌株DXW-60,SIase酶活为原始菌株的15.81倍,且传代8次后酶活稳定。与原始菌株的SIase基因序列进行比对,该基因未发生突变,推测可能是SIase的调控序列发生改变,使酶的表达水平提高所致。(2)对突变菌株的生长及产酶条件进行优化,基于培养基成分和培养条件的单因素试验结果,设计响应面试验进一步确定最佳产酶条件为:蔗糖浓度77.6 g/L,蛋白胨浓度5.0 g/L,磷酸氢二钠浓度3.0 g/L,牛肉膏3.0 g/L,p H 6.0,装液量100m L/250 m L,发酵时间12.5 h。此条件下菌株生长旺盛,SIase酶活最高为45.88U/m L,较优化前突变菌株的SIase酶活(21.18 U/m L)提高了1.17倍。(3)对DXW-60游离细胞转化蔗糖生成异麦芽酮糖的条件进行研究,包括细胞用量、底物浓度、p H和温度。研究表明,0.30 g湿菌体,700 g/L的底物浓度,自然p H,温度为40°C的条件下,可得到85.86%的异麦芽酮糖产率。与原始菌株相比,酶活的提高使DXW-60的转化效率更高,转化时间更短。但DXW-60游离细胞的重复利用性差,使用3批后异麦芽酮糖产率显著降低(P异麦芽酮糖产率降低至69.53%,DXW-60的固定化细胞重复利用率良好,连续使用7批,转化能力较为稳定,使用第7批异麦芽酮糖产率仍可达到71.60%。

关键词：异麦芽酮糖蔗糖异构酶等离子体诱变发酵优化固定化细胞

Pantoea dispersa蔗糖异构酶在枯草芽孢杆菌中的表达及异麦芽酮糖制备

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Pantoea dispersa蔗糖异构酶在枯草芽孢杆菌中的表达及异麦芽酮糖...

作者：赵文冲江南大学

学位级别：硕士

蔗糖异构酶(EC 5.***.99.11,Surcose isomerase),又被称为异麦芽酮糖合酶或海藻酮糖合酶,可以将蔗糖异构化生成异麦芽酮糖和海藻酮糖,大多数蔗糖异构酶的反应产物主要是异麦芽酮糖。异麦芽酮糖是蔗糖的同分异构体,天然存在于甘蔗汁、蜂蜜... 详细信息

蔗糖异构酶(EC 5.***.99.11,Surcose isomerase),又被称为异麦芽酮糖合酶或海藻酮糖合酶,可以将蔗糖异构化生成异麦芽酮糖和海藻酮糖,大多数蔗糖异构酶的反应产物主要是异麦芽酮糖。异麦芽酮糖是蔗糖的同分异构体,天然存在于甘蔗汁、蜂蜜、甜菜等食品中,它具有热量低、不致龋齿、不引起肥胖、不刺激血糖迅速升高等多种优秀的生理功能,可以作为低热量甜味剂添加到各类食品中。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)具有蛋白分泌能力强、不产内毒素、可高密度发酵等诸多优势,被广泛用于外源蛋白的重组表达。蔗糖异构酶在食品安全微生物中的表达量普遍较低,限制了异麦芽酮糖在食品行业的应用,为了解决这个问题,本研究将Pantoea dispersa UQ68J来源的蔗糖异构酶在***中进行了重组表达,对重组酶制备异麦芽酮糖的酶转化工艺进行了优化,随后通过优化重组菌的表达元件和发酵条件实现了蔗糖异构酶在***中的高水平表达。主要研究结果如下:(1)重组蔗糖异构酶的酶学性质研究和制备异麦芽酮糖的反应条件优化:将*** UQ68J来源的蔗糖异构酶基因(sim)转入*** WS9中进行重组表达并探究重组酶的酶学性质,结果表明,该重组酶的最适温度和最适p H分别为30℃和6.0,在45℃下的半衰期为68 min,在p H 5.0-8.0较宽的范围内具有良好的稳定性。随后对重组蔗糖异构酶制备异麦芽酮糖的反应条件进行优化,结果表明,当以p H 6.0、400 g·L的蔗糖为底物,重组酶加酶量为20 U·g蔗糖,在30℃下转化10 h时,异麦芽酮糖产率达到最高90.61%,继续提高底物浓度至700 g·L时,异麦芽酮糖产率仍可达到89.20%。(2)重组质粒的表达元件优化:首先通过共表达胞外分子伴侣Prs A,使蔗糖异构酶的胞外酶活由9.51 U·m L提高到17.12 U·m L。随后研究了8个启动子(P、P、P、P、P43、P、P-P、P)对蔗糖异构酶在*** WS9宿主中表达的影响,发现双启动子P-P可以较好的介导蔗糖异构酶的表达,使蔗糖异构酶的胞外酶活从17.12U·m L提高到27.46 U·m L,是优化前重组菌株酶活的2.89倍。(3)重组菌的发酵条件优化:首先在摇瓶水平上优化了氮源、碳源、金属离子、培养基p H、温度等培养条件,将蔗糖异构酶的胞外酶活提高到70.87 U·m L,是优化前摇瓶酶活的2.6倍。基于摇瓶实验结果,对重组菌的3-L发酵罐培养条件进行优化,确定了重组菌3-L罐发酵培养的最优产酶条件为:温度33℃、p H 7.0、溶氧(DO)值30%,以10 g·L甘油为基础培养基的碳源,20 g·L的玉米浆和36 g·L安琪酵母粉为基础培养基的氮源,以250 g·L甘油和250g·L麦芽糖为补料培养基的碳源,23 g·L玉米浆和41 g·L安琪酵母粉为补料培养基的氮源。在此条件下,重组菌培养到80 h时,菌体OD为350.32,此时蔗糖异构酶的胞外酶活达到最高,为862.86 U·m L。该重组菌3-L发酵罐酶活是目前蔗糖异构酶在食品安全微生物中表达的最高水平。本研究提高了蔗糖异构酶在食品安全微生物中的表达水平,并实现了异麦芽酮糖高产率,为异麦芽酮糖的工业化生产以及在食品领域的应用奠定了坚实基础。

关键词：蔗糖异构酶异麦芽酮糖枯草芽孢杆菌酶转化重组表达