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枯草芽孢杆菌全细胞转化高效合成D-阿洛酮糖

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食品科学技术学报 2023年第5期41卷 76-84页

作者：胡扬帆王雨露费康清俞姝瑶高雅慧李子杰江南大学生物工程学院/糖化学与生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122 江南大学食品学院江苏无锡214122

D-阿洛酮糖是一种重要的稀少糖,在食品、化妆品和医药等领域都有着广泛的应用价值。目前,工业上生产D-阿洛酮糖以生物酶法为主。由于传统酶法存在步骤烦琐、成本高、产物纯化分离难等缺点,已难以满足工业生产需要。近年来,全细胞合成体... 详细信息

D-阿洛酮糖是一种重要的稀少糖,在食品、化妆品和医药等领域都有着广泛的应用价值。目前,工业上生产D-阿洛酮糖以生物酶法为主。由于传统酶法存在步骤烦琐、成本高、产物纯化分离难等缺点,已难以满足工业生产需要。近年来,全细胞合成体系以其低成本、便操作、易分离等特点受到人们的关注。以一种来源于Caballeronia insecticola的D-阿洛酮糖3-差向异构酶(DAEase)为研究对象,实现了在生产安全菌株枯草芽孢杆菌WB800中的高效异源表达,并以D-果糖为底物全细胞催化合成D-阿洛酮糖。为了提高DAEase的表达量,通过设计构建含有不同组成型启动子的重组菌株对其表达进行了优化。并对全细胞反应体系的条件(温度、pH值、金属离子、细胞浓度)进行了优化,探究了不同底物浓度下D-果糖的转化效率。结果表明:启动子PylbP介导下的重组DAEase在枯草芽孢杆菌WB800内具有较高的表达水平,重组DAEase全细胞反应的较适温度为65℃,较适pH值为9.5,较适金属离子为5 mmol/L Mg^(2+)。采用全细胞方法以500 g/L D-果糖为底物制备D-阿洛酮糖,4 h内反应基本达到平衡,转化率为30.06%。研究旨在为D-阿洛酮糖工业规模化生产提供实验基础和理论依据。

关键词： D-阿洛酮糖枯草芽孢杆菌启动子全细胞体系酶学性质

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枯草芽孢杆菌在鱼片保鲜中的应用

中国食品学报 2023年第10期23卷 229-237页

作者：张雯陈淑俣游佳鸿倪莉福州大学食品科学技术研究所、福建省食品生物技术创新工程技术研究中心福州350108

目的:为以生物膜形成能力为筛选依据的枯草芽孢杆菌生物保鲜剂开发提供新思路。方法:测定枯草芽孢杆菌的疏水能力、自凝聚率、共凝聚率及生物膜形成能力,并利用枯草芽孢杆菌对冰鲜罗非鱼片进行保鲜,测定罗非鱼片的鲜度和挥发性风味物质... 详细信息

目的:为以生物膜形成能力为筛选依据的枯草芽孢杆菌生物保鲜剂开发提供新思路。方法:测定枯草芽孢杆菌的疏水能力、自凝聚率、共凝聚率及生物膜形成能力,并利用枯草芽孢杆菌对冰鲜罗非鱼片进行保鲜,测定罗非鱼片的鲜度和挥发性风味物质。结果:枯草芽孢杆菌的生物膜形成能力越强,对罗非鱼肉的保鲜效果最佳。枯草芽孢杆菌可显著降低鱼肉中的挥发性盐基氮含量,使鱼肉在贮藏第3天的TVB-N含量为24.43 mg/100 g,低于对照组的34.58 mg/100 g;并且显著抑制鱼肉中醇类、酚类、酯类和酸类,如异戊醇、苯酚、吲哚、乙酸等挥发性风味成分的产生。同时,较生物膜形成能力而言,枯草芽孢杆菌的抑菌能力并未体现出与保鲜能力的相关性。结论:枯草芽孢杆菌的自凝聚和生物膜形成能力与其对罗非鱼片的保鲜能力最为相关,可作为保鲜用枯草芽孢杆菌筛选的快速指标。

关键词：枯草芽孢杆菌罗非鱼片生物保鲜

枯草芽孢杆菌筛选及其产纳豆激酶的液态发酵条件优化

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食品工业科技 2022年第7期43卷 163-169页

作者：周雪琴刘良忠武汉轻工大学食品科学与工程学院湖北武汉430023

为了提高现有纳豆激酶产量,促进其工业化生产与应用,本文从不同产地的鲜纳豆中分离出枯草芽孢杆菌,先后通过菌落形态初筛与酪蛋白平板复筛,选出水解圈与菌落比值较大的菌株,测定其发酵液中纳豆激酶酶活,选定一株酶活相对较高的菌株X_(3... 详细信息

为了提高现有纳豆激酶产量,促进其工业化生产与应用,本文从不同产地的鲜纳豆中分离出枯草芽孢杆菌,先后通过菌落形态初筛与酪蛋白平板复筛,选出水解圈与菌落比值较大的菌株,测定其发酵液中纳豆激酶酶活,选定一株酶活相对较高的菌株X_(3)。通过系统16S rDNA测序鉴定和系统发育树对比,确定X_(3)菌株为枯草芽孢杆菌。在单因素试验的基础上,设计响应面试验,优化纳豆激酶摇瓶液态发酵条件,确定了X_(3)菌株液态发酵的最佳条件为:温度34℃,初始pH6.5,接种量2%,装瓶量20%,发酵时间30 h。在该条件下,发酵生产的纳豆激酶酶活为393.095 U/mL,且与购买的纳豆激酶相比具有更高的酶活。本试验为后续工业化生产奠定了一定基础。

关键词：枯草芽孢杆菌菌种分离液态发酵福林酚法响应面分析

枯草芽孢杆菌pckA影响四甲基吡嗪合成的研究

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食品与发酵工业 2023年第12期49卷 47-53页

作者：黄璐贡献佟硕秋吴拥军贵州大学生命科学学院农业生物工程研究院贵州贵阳550025 山地植物资源保护与保护种质创新教育部重点实验室贵州贵阳550025

四甲基吡嗪(tetramethylpyrazine,TTMP)是传统发酵食品中重要的香气化合物,具有调节心脏收缩、修复损伤肝肾等生理活性。为提高发酵豆豉的品质,该研究对枯草芽孢杆菌的TTMP代谢能力进行优化。基于已报道的TTMP合成途径,利用同源重组技术... 详细信息

四甲基吡嗪(tetramethylpyrazine,TTMP)是传统发酵食品中重要的香气化合物,具有调节心脏收缩、修复损伤肝肾等生理活性。为提高发酵豆豉的品质,该研究对枯草芽孢杆菌的TTMP代谢能力进行优化。基于已报道的TTMP合成途径,利用同源重组技术,在枯草芽孢杆菌BJ3-2中进行磷酸烯醇丙酮酸羧化激酶基因(pckA)的缺失,并研究BJ3-2ΔpckA对发酵豆豉风味的影响。结果表明,敲除pckA不影响菌株的正常生长,在45℃发酵72 h,BJ3-2ΔpckA发酵的豆豉中TTMP含量比BJ3-2中增加23.71%,酱香更浓郁,氨味明显降低,风味品质显著提升。研究结果首次发现pckA对TTMP合成有显著的调控作用,将为豆豉发酵品质的提升提供理论依据。

关键词：枯草芽孢杆菌磷酸烯醇丙酮酸羧化激酶四甲基吡嗪豆豉基因敲除

枯草芽孢杆菌中高效响应N-乙酰神经氨酸生物传感器的构建

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生物工程学报 2023年第6期39卷 2502-2516页

作者：孙佳琦曹燕亭吕雪芹李江华刘龙堵国成陈坚刘延峰江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122 江南大学未来食品科学中心江苏无锡214122

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是公认的食品安全菌株,目前已被用于多种高附加值产品的生物合成,包括被广泛用作营养化学品和药物中间体的N-乙酰神经氨酸(N-acetylneuraminic acid,NeuAc)。响应目标产物的生物传感器被广泛用于代谢工... 详细信息

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是公认的食品安全菌株,目前已被用于多种高附加值产品的生物合成,包括被广泛用作营养化学品和药物中间体的N-乙酰神经氨酸(N-acetylneuraminic acid,NeuAc)。响应目标产物的生物传感器被广泛用于代谢工程中的动态调控和高通量筛选等方面,以提高生物合成效率。但是,枯草芽孢杆菌中缺乏可高效响应NeuAc的生物传感器。因此,本文首先测试和优化了能将胞外NeuAc转运进胞内的转运蛋白,获得了一系列具有不同转运能力的菌株,以用于后续响应NeuAc的生物传感器的验证;随后将响应NeuAc的转录因子Bbr_NanR的结合位点插入枯草芽孢杆菌组成型启动子的不同位置,筛选具有活性的杂合启动子;接下来,通过在具有NeuAc转运能力的枯草芽孢杆菌中表达Bbr_NanR,选择能响应NeuAc的杂合启动子,并进一步通过优化Bbr_NanR表达量获得了一系列动态范围广、激活倍数高的生物传感器,其中生物传感器P535-N2能灵敏地响应胞内NeuAc浓度的变化,具有最大的动态范围,为(180–20245)AU/OD;P566-N2则具有最高的激活倍数,为122倍,是已报道的枯草芽孢杆菌中响应N-乙酰神经氨酸的生物传感器的2倍。本文构建的响应NeuAc的生物传感器可用于高产NeuAc的酶突变体和枯草芽孢杆菌菌株的筛选,为枯草芽孢杆菌生物合成NeuAc提供了高效、灵敏的分析和调控工具。

关键词：枯草芽孢杆菌 N-乙酰神经氨酸转录因子生物传感器

枯草芽孢杆菌添加剂对生物絮团菌群结构和营养成分的影响

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上海海洋大学学报 2022年第4期31卷 873-882页

作者：贺希罗国芝谭洪新上海海洋大学上海水产养殖工程技术研究中心上海201306 上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室上海201306 上海海洋大学水产科学国家级实验教学示范中心上海201306

为探究枯草芽孢杆菌添加剂对生物絮团菌群结构、絮团营养以及生物絮团培养过程中水质的影响,在生物絮团反应器中添加4种不同剂量的枯草芽孢杆菌。生物絮凝系统构建过程中,枯草芽孢杆菌的添加剂量分别为A组10~6 CFU/mL、B组10~5 CFU/mL、... 详细信息

为探究枯草芽孢杆菌添加剂对生物絮团菌群结构、絮团营养以及生物絮团培养过程中水质的影响,在生物絮团反应器中添加4种不同剂量的枯草芽孢杆菌。生物絮凝系统构建过程中,枯草芽孢杆菌的添加剂量分别为A组10~6 CFU/mL、B组10~5 CFU/mL、C组10~4 CFU/mL和D组0 CFU/mL。结果表明:生物絮凝系统构建过程中,枯草芽孢杆菌添加剂量对絮团总悬浮颗粒物(total suspended solids,TSS)、5 min内絮团沉降体积(floc volume,FV)影响显著;对絮团氨基酸含量、粗蛋白含量、絮团碳氮比影响显著,对絮团粗脂肪,粗灰分含量影响不显著;添加枯草芽孢杆菌絮团中氨基酸、粗蛋白含量高于不添加枯草芽孢杆菌组;枯草芽孢杆菌添加剂量对絮团门、属水平菌群差异物种相对丰度有显著影响,增加枯草芽孢杆菌添加剂浓度,絮团中芽孢杆菌浓度也随之升高。枯草芽孢杆菌能在生物絮团上得到有效富集,在生物絮凝系统构建过程中添加枯草芽孢杆菌能提高絮团粗蛋白和氨基酸含量,有利于为养殖对象提供蛋白源。

关键词：枯草芽孢杆菌添加剂量絮团营养菌群结构

枯草芽孢杆菌在猪生产中的应用及其作用机制的研究进展

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动物营养学报 2022年第4期34卷 2105-2113页

作者：刘帅熊云霞孙铝辉王丽华中农业大学动物科技学院动物医学院武汉430070 广东省农业科学院动物科学研究所农业农村部华南动物营养与饲料重点实验室畜禽育种国家重点实验室岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心广东省畜禽育种与营养研究重点实验室广州510640

枯草芽孢杆菌是猪生产中常用的益生菌之一。多以添加剂或发酵菌种的形式运用于饲料生产中,且常与酶制剂、其他益生菌及益生元复配使用。枯草芽孢杆菌有提高猪生长性能、改善肠道健康和提升肉品质的有益作用。本文综述了枯草芽孢杆菌的... 详细信息

枯草芽孢杆菌是猪生产中常用的益生菌之一。多以添加剂或发酵菌种的形式运用于饲料生产中,且常与酶制剂、其他益生菌及益生元复配使用。枯草芽孢杆菌有提高猪生长性能、改善肠道健康和提升肉品质的有益作用。本文综述了枯草芽孢杆菌的生物学特性和对猪生长性能、肠道健康、肌肉品质的影响及其机制,为其合理的生产和使用提供一定的理论依据。

关键词：枯草芽孢杆菌猪生长性能肠道健康肉品质

枯草芽孢杆菌对断奶湖羊生长性能、屠宰性能和肉品质的影响

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动物营养学报 2022年第5期34卷 3096-3106页

作者：刘俊斌宋淑珍张利平甘肃农业大学动物科学技术学院兰州730070 甘肃省农业科学院畜草与绿色农业研究所兰州730070

本试验旨在研究饲粮中添加不同水平枯草芽孢杆菌对断奶湖羊生长性能、屠宰性能、肉品质的影响。选择日龄[(60±10)日龄]相近、体重[(21.13±2.07) kg]接近的健康湖羊断奶公羔45只,随机分为3组,分别为对照组、枯草芽孢杆菌Ⅰ组、枯草芽... 详细信息

本试验旨在研究饲粮中添加不同水平枯草芽孢杆菌对断奶湖羊生长性能、屠宰性能、肉品质的影响。选择日龄[(60±10)日龄]相近、体重[(21.13±2.07) kg]接近的健康湖羊断奶公羔45只,随机分为3组,分别为对照组、枯草芽孢杆菌Ⅰ组、枯草芽孢杆菌Ⅱ组,每组15只。对照组饲喂基础饲粮,枯草芽孢杆菌Ⅰ组饲喂基础饲粮+100 mg/kg枯草芽孢杆菌(活菌数≥1×1011CFU/g),枯草芽孢杆菌Ⅱ组饲喂基础饲粮+200 mg/kg枯草芽孢杆菌。预试期10 d,正试期60 d。结果显示:1)与对照组相比,饲粮中添加100和200 mg/kg枯草芽孢杆菌使试验羊的平均日增重分别增加了7.26%和13.44%,但差异不显著(P>0.05);各组试验羊的干物质采食量、料重比均无显著差异(P>0.05)。2)枯草芽孢杆菌对试验羊的屠宰性能和器官指数均无显著影响(P>0.05)。3)枯草芽孢杆菌Ⅰ组和枯草芽孢杆菌Ⅱ组试验羊背最长肌的失水率和亮度值极显著低于对照组(P枯草芽孢杆菌Ⅰ组和枯草芽孢杆菌Ⅱ组之间差异不显著(P>0.05)。枯草芽孢杆菌Ⅱ组背最长肌肉的红度值极显著低于枯草芽孢杆菌I组、对照组(P 枯草芽孢杆菌I组、对照组之间差异不显著(P>0.05)。各组之间背最长肌肉的pH、剪切力、黄度值、熟肉率以及水分、粗脂肪、粗蛋白质含量差异不显著(P>0.05)。由此可见,枯草芽孢杆菌对断奶湖羊生长性能无显著影响,但具有改善羊肉品质的作用,饲粮中枯草芽孢杆菌(活菌数≥1×1011CFU/g)的适宜添加量为200 mg/kg。

关键词：枯草芽孢杆菌断奶湖羊屠宰性能肉品质

枯草芽孢杆菌液态肥对柑橘养分吸收和果实品质的影响

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园艺学报 2022年第3期49卷 509-518页

作者：刘文欢邱芳颖王娅陈朗马岩岩吕强易时来谢让金郑永强西南大学/中国农业科学院柑桔研究所国家柑橘工程技术研究中心重庆400712

以15年生枳橙砧纽荷尔脐橙为供试材料,以每株施用15 L清水为对照,每株施用枯草芽孢杆菌液态微生物肥原液(BSMF,有效活菌数≥2.0×10^(8)·mL^(-1))200、400、600、800和1000 mL(稀释至15 L)。于生理落果末期(6月)和果实膨大期(8月)施用... 详细信息

以15年生枳橙砧纽荷尔脐橙为供试材料,以每株施用15 L清水为对照,每株施用枯草芽孢杆菌液态微生物肥原液(BSMF,有效活菌数≥2.0×10^(8)·mL^(-1))200、400、600、800和1000 mL(稀释至15 L)。于生理落果末期(6月)和果实膨大期(8月)施用两次,分别于当年10月下旬(果实膨大末期)和12月下旬(果实成熟期)采集果实、根系、叶片、土壤样品检测分析。结果表明:施用BSMF通过促进土壤有效P、K的释放和植株对土壤中有效P、K的吸收减缓果实成熟期叶片P、K养分含量的下降,使之维持较高的适宜水平,有助于促进果实膨大提高单果质量,有利于成熟期果实降酸,从而提高果实的固酸比,风味更浓,果实出汁率也有所改善。综合考虑成本,在本试验条件下,200 mL·株^(-1)的BSMF施用量可满足促进土壤有效P、K养分释放和提高柑橘根系对土壤水分、养分的吸收利用,以维持果实成熟期植株较高的P、K养分水平,并最终有助于果实增产提质。

关键词：柑橘养分吸收果实品质微生物肥枯草芽孢杆菌