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霍氏肠杆菌β-胡萝卜素9,10'双加氧酶的制备及其应用

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中国酿造 2022年第1期41卷 128-132页

作者：魏涛王敏张志平段乃心杨旭黄申毛多斌郑州轻工业大学食品与生物工程学院河南郑州450002

以霍氏肠杆菌(Enterobacter hormaechei)基因组DNA为模板,通过聚合酶链式反应(PCR)法扩增β-胡萝卜素9,10’双加氧酶基因,构建重组质粒,在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中表达,并采用高效液相色谱(HPLC)法检测9,10’双加氧酶活... 详细信息

以霍氏肠杆菌(Enterobacter hormaechei)基因组DNA为模板,通过聚合酶链式反应(PCR)法扩增β-胡萝卜素9,10’双加氧酶基因,构建重组质粒,在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中表达,并采用高效液相色谱(HPLC)法检测9,10’双加氧酶活性。结果表明,通过镍柱亲和层析和分子筛Sephacryl TM S-200,得到纯化重组β-胡萝卜素9,10’双加氧酶,十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)结果表明,该酶分子质量约57 k Da,最适反应温度为40℃,最适反应p H值为8.5;当底物β-胡萝卜素质量浓度为500 mg/L,β-胡萝卜素9,10’双加氧酶酶活为0.4 U/m L时,β-紫罗兰酮产量为142.3 mg/L,产率达到79.4%。

关键词：霍氏肠杆菌克隆表达 β-紫罗兰酮 β-胡萝卜素9 10’双加氧酶酶学性质

霍氏肠杆菌噬菌体生物学特性及其在食品减菌中的应用研究

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霍氏肠杆菌噬菌体生物学特性及其在食品减菌中的应用研究

作者：陈曹伟扬州大学

学位级别：硕士

霍氏肠杆菌（Enterobacter hormaechei）是一种人兽共患病原菌,归属肠道菌群75。近年来研究显示全球已发生多起新生儿感染霍氏肠杆菌引发的败血症病例,霍氏肠杆菌危害逐渐引起人们重视。此外,抗生素滥用导致病原菌耐药性日益严重,霍氏... 详细信息

霍氏肠杆菌（Enterobacter hormaechei）是一种人兽共患病原菌,归属肠道菌群75。近年来研究显示全球已发生多起新生儿感染霍氏肠杆菌引发的败血症病例,霍氏肠杆菌危害逐渐引起人们重视。此外,抗生素滥用导致病原菌耐药性日益严重,霍氏肠杆菌分离株也呈现出多重耐药特征,包括对β-内酰胺类、氨基糖苷类、喹诺酮类等多种抗生素的抗性。建立霍氏肠杆菌快速检测和生物控制技术是控制其在食品链污染和传播的迫切需求。本研究利用分离自肉制品中的食源性霍氏肠杆菌分离株为宿主,分离筛选到6株霍氏肠杆菌烈性噬菌体,并系统研究了霍氏肠杆菌及其噬菌体的生物学特性、基因组特征,以及噬菌体生物控制剂的食品减菌应用潜力,为霍氏肠杆菌生物控制、特异性检测、以及生态学研究提供了噬菌体工具。具体研究结果如下:（1）从真空包装肉制品（涨袋样品）中分离获得1株霍氏肠杆菌（YZU05）并分析基因组特征和耐药性。16S rRNA测序结果表明菌株YZU05为霍氏肠杆菌（命名为Eh-YZU05）。全基因组测序结果显示,Eh-YZU05基因组全长4,701,521 bp,编码基因长度4,189,419 bp,GC含量为56.8%;基因组编码4358个蛋白质基因,包含955个细胞过程与信号相关基因、713个信息存储与处理相关基因、1890个新陈代谢有关基因,其中包括57个抗生素抗性基因和142个细菌毒力因子基因。耐药性测定结果显示新分离菌株Eh-YZU05对青霉素G、阿莫西林、红霉素、阿奇霉素、苯唑西林、万古霉素、呋喃妥因、新生霉素、林可霉素10种抗生素耐药,耐药种类明显高于来自中国工业微生物菌种保藏管理中心（CICC）的保藏菌株 CICC 10432、CICC 23487 和 CICC 24133。（2）霍氏肠杆菌高效裂解性噬菌体的分离筛选及其生物学特征研究。应用噬菌体富集培养联合双层平板法从污水中分离获得6株霍氏肠杆菌烈性噬菌体,分别命名为 Ehp-YZU05、Ehp-YZU08、Ehp-YZU10、Ehp-YZU9-1、Ehp-YZU9-2和Ehp-YZU9-3。应用透射电镜形态学分析结果显示Ehp-YZU05和Ehp-YZU9-1属于肌尾噬菌体科（Myoviridae）,Ehp-YZU08、Ehp-YZU10、Ehp-YZU9-2 和 Ehp-YZU9-3属于短尾噬菌体科（Podoviridae）。一步生长曲线显示6株噬菌体的宿主菌感染潜伏期在5-40min,裂解量为70-283 PFU/cell,其中噬菌体Ehp-YZU08和Ehp-YZU10显示了最短的潜伏期,噬菌体Ehp-YZU9-2显示了最高的裂解量。热稳定性和pH稳定性试验结果显示60℃温浴60 min和pH 5～10条件下所有噬菌体分离株均能保持稳定的裂解活性。（3）霍氏肠杆菌高效裂解性噬菌体的基因组特征分析。测定了 6株噬菌体的全基因组序列,全长在39,502-173,418 bp之间,编码基因占总基因的比例在86.9%-94.6%之间。6株噬菌体的已知功能基因注释包含噬菌体结构蛋白基因（如头部蛋白基因、尾部蛋白基因、衣壳蛋白基因等）、DNA复制基因（DNA聚合酶基因等）、噬菌体裂解基因（如内溶素酰胺酶基因、穿孔素基因等）。将本研究6株噬菌体和NCBI数据库的2株霍氏肠杆菌噬菌体基因组序列进行聚类分析,结果发现本研究中的噬菌体与已发表的2株噬菌体序列相似性低（无同源性）,表明本研究获得的是霍氏肠杆菌新型噬菌体。应用Blast将本研究中的噬菌体Ehp-YZU05、Ehp-YZU08、Ehp-YZU10 和 Ehp-YZU9-1 分别与 GenBank 数据库中同源性最高的噬菌体基因组序列进行比较基因组学分析,结果表明这4株噬菌体分别拥有118、13、13和257个基因片段与数据库中基因同源性≥90%,另有82、32、32和36个基因片段与数据库中基因没有同源性或＜90%。本研究中的所有噬菌体基因组中未发现有任何与细菌毒力或耐药性相关的基因。此外,6株噬菌体基因组中含有23～110个复制相关基因,可能与噬菌体潜伏期和裂解量差异相关。（4）利用培养基和肉汁模拟污染模型研究了噬菌体在减除食品中霍氏肠杆菌中的应用潜力。试验结果表明6株噬菌体对霍氏肠杆菌均显示较强的抑制能力,在37℃恒温培养过程中,噬菌体Ehp-YZU08、Ehp-YZU10、Ehp-YZU9-1和Ehp-YZU9-2随着处理浓度升高,最大减菌率（Rmax）相应提高,达到最大减菌率的时间（Tmax）相应缩短;其中,噬菌体Ehp-YZU05和Ehp-YZU9-3在MOI=0.1的浓度下显示了最高的Rmax和Rfinal。在MOI=0.1的浓度下,噬菌体Ehp-YZU9-3最大减菌率为5.48 Log CFU/mL,最终减菌率为4.50 Log CFU/mL,对霍氏肠杆菌的抑制作用最好。肉汁模拟污染模型结果显示6株噬菌体在2h内的滴度增长幅度均

关键词：霍氏肠杆菌噬菌体生物学特性基因组生物控制

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霍氏肠杆菌对黑腹果蝇生长和发育的影响

微生物学通报 2020年第12期47卷 4010-4020页

作者：康茹雪李耀星白倩高艳萍刘威山西医科大学汾阳学院医学检验系山西汾阳032200 山西医科大学汾阳学院临床医学系山西汾阳032200 山西医科大学汾阳学院科技中心山西汾阳032200

【背景】共生菌群可以影响宿主的生理、代谢以及神经行为,黑腹果蝇是研究宿主与共生菌作用机制的优秀遗传模型。【目的】分离和鉴定黑腹果蝇体内的共生菌,并研究其对果蝇生长和发育的影响。【方法】利用YG固体培养基分离果蝇肠道菌;革... 详细信息

【背景】共生菌群可以影响宿主的生理、代谢以及神经行为,黑腹果蝇是研究宿主与共生菌作用机制的优秀遗传模型。【目的】分离和鉴定黑腹果蝇体内的共生菌,并研究其对果蝇生长和发育的影响。【方法】利用YG固体培养基分离果蝇肠道菌;革兰氏染色、生化鉴定和16S rRNA基因比对鉴定菌种;体内定殖和世代传递实验验证细菌与果蝇的共生关系;建立无菌和悉菌模型,通过发育历期和生长速率来验证其促生长作用;RT-PCR检测促生长分子基因表达;免疫荧光染色检测果蝇肠道细胞的增殖;葡萄糖氧化酶法检测葡萄糖浓度。【结果】分离到一株能够明显促进果蝇生长发育的细菌,经鉴定为霍氏肠杆菌(Enterobacter hormaechei),该菌可以稳定定殖于黑腹果蝇肠道以及培养基内,而且可以世代垂直传递。该菌可明显地促进果蝇的生长,并通过加速促胸腺激素的分泌来发挥促生长作用,同时可以促进果蝇肠道细胞的增殖。霍氏肠杆菌相较于无菌果蝇可以降低体内葡萄糖水平。【结论】霍氏肠杆菌是黑腹果蝇的有益共生菌,实验证实其可以促进果蝇的生长和发育。

关键词：黑腹果蝇霍氏肠杆菌共生菌生长发育

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霍氏肠杆菌B4表面活性剂纯化鉴定及其应用

中国农业科学 2017年第22期50卷 4350-4361页

作者：王权王佳音朱瀚左金玉刘东阳沈其荣南京农业大学江苏省固体有机废弃物资源化高技术研究重点实验室/江苏省有机固体废弃物资源化协同创新中心

【目的】优化霍氏肠杆菌B4产表面活性剂的液体发酵条件,结合有机试剂萃取、高效液相色谱技术分离纯化所产表面活性剂,并利用质谱分析技术鉴定其结构,进一步研究其促进黄瓜吸收叶面肥的效果,为新型肥料的研制提供理论依据。【方法】利用... 详细信息

【目的】优化霍氏肠杆菌B4产表面活性剂的液体发酵条件,结合有机试剂萃取、高效液相色谱技术分离纯化所产表面活性剂,并利用质谱分析技术鉴定其结构,进一步研究其促进黄瓜吸收叶面肥的效果,为新型肥料的研制提供理论依据。【方法】利用正交试验优化霍氏肠杆菌B4产表面活性剂的发酵条件,主要包括碳源、氮源、初始pH、发酵温度、接种量、转数和发酵时间,不同处理的评价指标为发酵液的表面张力值,具有最低表面张力的处理为最佳的发酵条件;利用有机试剂萃取后旋转蒸发获得表面活性剂的粗提物;利用高效液相色谱技术,在柱温50℃、进样量为20μL、流速0.5 m L·min、检测波长为210 nm条件下分离纯化表面活性剂,并结合傅里叶红外光谱技术分析其所含的不同官能团;在流速10μL·min、毛细管电压3.88 k V、锥孔电压为53 V、离子源温度100℃、脱溶温度150℃条件下,利用质心模式进行全扫描,根据已有的质谱数据鉴定所产表面活性剂的结构;通过水培和盆栽试验,验证该表面活性剂提高黄瓜吸收叶面肥的效率。【结果】正交试验结果表明,在添加4%(v/v)甘油、3 g·L硝酸钠、初始pH 6.0、6%接种量、35℃、200 r/min、发酵96 h的条件下,发酵液的表面张力下降到44.10 m N·m,为最优的发酵优化条件。在该优化条件下,生物表面活性剂的粗产物产量高达12.14 g·L,粗产物可使纯水的表面张力值最低降到34.14 m N·m。液相分离结果表明,经有机试剂萃取粗提的生物表面活性剂在1.62—2.33 min处有典型的特征峰,说明该组分为生物表面活性剂粗提物中的主要成分。傅里叶红外光谱分析结果表明,纯化的生物表面活性剂中含有-CH、-CO和C-O等官能团,判断其为含碳链的生物表面活性剂。液质联用分析结果表明,m/z 701.54处为[M+Na]+,m/z 723.74处为[M-H+2Na]~+,将该生物表面活性剂鉴定为鼠李糖脂,其结构式为Rha-Rha-C-C。黄瓜水培结果表明,与只喷清水(CK)和只喷氨基酸(AA)的处理相比,添加生物表面活性剂的氨基酸叶面肥处理(AAB)的株高分别增加了79.59%和32.90%,鲜重分别增加了43.03%和23.98%。盆栽试验结果表明,与CK和AA处理相比,AAB处理的植株叶绿素含量分别提高了11.72%和10.69%。【结论】利用正交试验获得了霍氏肠杆菌B4产生物表面活性剂最佳液体发酵条件,在该条件下生物表面活性剂产量达到2.07g·L,并将其主要成分鉴定为鼠李糖脂(Rha-Rha-C-C),该物质可显著提高黄瓜对叶面肥的吸收效率,具有很好的应用前景。

关键词：霍氏肠杆菌生物表面活性剂优化叶面肥

一株霍氏肠杆菌对四环素的降解作用及其降解产物的毒性评估

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微生物学报 2024年第3期64卷 826-839页

作者：王思宇葛紫怡陈义轩朱晓琳刘赛男孟军沈阳农业大学国家生物炭研究院农业农村部生物炭与土壤改良重点实验室辽宁沈阳110866 辽宁省恒润农业有限公司辽宁海城114200

【目的】抗生素作为新兴污染物,已经引起社会的极大关注。针对四环素有效降解菌株缺乏这一现状,本研究旨在筛选和鉴定具有降解四环素功能的菌株,分析其降解特性和降解作用类型、初步探讨其降解活性物质定位并评估其降解产物的生理毒性... 详细信息

【目的】抗生素作为新兴污染物,已经引起社会的极大关注。针对四环素有效降解菌株缺乏这一现状,本研究旨在筛选和鉴定具有降解四环素功能的菌株,分析其降解特性和降解作用类型、初步探讨其降解活性物质定位并评估其降解产物的生理毒性。【方法】以四环素为唯一碳源,从受四环素污染的猪场污泥中筛选四环素降解菌株;结合菌落形态学特征、生理生化特征、扫描电镜观察和16S rRNA基因测序鉴定菌株,通过不同外源碳、pH及去除动力学阐明菌株对四环素的降解特性,提取菌株不同成分探讨其去除四环素的作用类型,并进一步从细胞内液和细胞外液开展生物降解的活性物质定位,最后评估降解产物的生理毒性。【结果】筛选鉴定得到一株霍氏肠杆菌(Enterobacter hormaechei)MEH2305,pH为7.0和添加10 g/L外源碳胰蛋白胨是其发挥降解作用的最适条件。MEH2305通过非生物降解和生物降解的共同作用,在培养第7天对四环素总去除率达到68%(对土霉素和盐酸强力霉素去除率分别为53%和56%),其分泌的细胞内液和细胞外液对四环素的去除率分别为40.77%和31.18%。同时,与未经MEH2305处理的四环素对照组比较,MEH2305降解四环素的产物对革兰氏阴性大肠杆菌(Escherichia coli)K88和革兰氏阳性枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)168的生理毒性作用显著降低。【结论】MEH2305可以作为一株潜在的有效且安全的四环素降解菌株,应用于抗生素的环境治理领域。

关键词：四环素霍氏肠杆菌生物降解生物吸附生理毒性

产2,3-丁二醇霍氏肠杆菌的筛选及其发酵优化

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食品与发酵工业 2022年第21期48卷 30-35页

作者：王杰明卢艳波杨小雁马忠玛李国辉邓禹粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心(江南大学) 江苏无锡214122 山东省油脂油料精深加工技术重点实验室山东渤海实业集团有限公司山东滨州256500

2,3-丁二醇是一种非常重要的平台化学品,广泛用于食品、航空和化工等领域。作为当前研究的热点之一,其合成宿主种类相对偏少,限制了2,3-丁二醇的开发利用。该研究以乙偶姻的显色反应为初筛条件,通过大量筛选,获得了一株产2,3-丁二醇的... 详细信息

2,3-丁二醇是一种非常重要的平台化学品,广泛用于食品、航空和化工等领域。作为当前研究的热点之一,其合成宿主种类相对偏少,限制了2,3-丁二醇的开发利用。该研究以乙偶姻的显色反应为初筛条件,通过大量筛选,获得了一株产2,3-丁二醇的霍氏肠杆菌WM11,OL636379.1,通过摇瓶实验获得最优的发酵培养基,结合最佳的发酵工艺条件降低副产物积累量,最终在72 h通过补料分批发酵获得65.23 g/L的2,3-丁二醇,转化率达到0.41。最后以绿色可再生的玉米芯水解液为碳源,通过两阶段分批补料发酵,2,3-丁二醇的产量在72 h达到42.92 g/L,生产强度达到0.6 g/(L·h)。

关键词： 2,3-丁二醇发酵优化霍氏肠杆菌高效液相色谱玉米芯水解液

产2,3-丁二醇霍氏肠杆菌的筛选及其发酵优化

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产2,3-丁二醇霍氏肠杆菌的筛选及其发酵优化

作者：王杰明江南大学

学位级别：硕士

2,3-丁二醇是一种四碳二元醇,分子构造特殊,因其应用遍及食、医、化等多种领域而被认为是一种用途广泛的有机化合物。然而其合成宿主种类相对偏少,限制了生物法2,3-丁二醇的开发利用,同时2,3-丁二醇发酵原料成本过高,阻碍了其工业化开... 详细信息

2,3-丁二醇是一种四碳二元醇,分子构造特殊,因其应用遍及食、医、化等多种领域而被认为是一种用途广泛的有机化合物。然而其合成宿主种类相对偏少,限制了生物法2,3-丁二醇的开发利用,同时2,3-丁二醇发酵原料成本过高,阻碍了其工业化开发进程。本研究首先从自然界的土壤中筛选出一株能够以葡萄糖为底物发酵产2,3-丁二醇的霍氏肠杆菌,然后以该菌为发酵菌株,对其产2,3-丁二醇进行摇瓶水平的发酵优化,进而对该菌株进行5 L发酵罐研究。为了拓宽该菌株可使用的碳源种类并节约成本及资源,使用玉米芯水解液为碳源,在摇瓶和发酵罐水平分别进行了实验。主要内容和结果如下:(1)以自然界采集的样品土壤为菌源进行初筛,从其制备的平板中挑选出823个单菌落进行发酵。发酵结束后,收集样品进行乙偶姻显色反应,得到78个备选菌株。从备选菌株中选取5株产量最高菌进行复筛,高效液相色谱检测结果显示编号WM11菌株产量最高,2,3-丁二醇积累量在48 h达到1.12 g·L。对WM11发酵液上清进行气相质谱鉴定,发现样品出峰时间和特征离子(m/z 73.1、m/z 117.1、m/z 147.1)与2,3-丁二醇标样皆相同。同时WM11菌株16S r RNA与霍氏肠杆菌相似性达到了99.79%,因此将其命名为E.hormaechei WM11用于后续实验。(2)为了初步改善菌体产2,3-丁二醇的能力,在摇瓶水平对WM11产2,3-丁二醇进行发酵优化。通过控制变量,发现使用TB培养基、8 g·L的初始葡萄糖、50 m L/250 m L的装液量、添加终浓度1 m M的Mn、种子液种龄12 h、5%的接种量、30°C的发酵温度和250 rpm的摇床转速是2,3-丁二醇摇瓶生产的最适发酵条件。在该条件下进行发酵,2,3-丁二醇产量达到2.92 g·L,产率为0.37 g·g葡萄糖。(3)为进一步放大菌株产2,3-丁二醇能力,以葡萄糖为碳源在5 L发酵罐水平对WM11产2,3-丁二醇进行了发酵优化以降低副产物的积累量。WM11在5 L发酵罐的最优发酵条件为:初始装液量为2 L、补料糖浓度50%、通气量1 vvm、温度30℃、初始糖浓度10 g·L、菌体生长阶段补糖速率10 m L·h,搅拌转速300 rpm、2,3-丁二醇合成阶段补料流速先20 m L·h后24 m L·h,搅拌转速400 rpm、氮源补加时间为42 h。在该发酵条件下,72 h时发酵液中检测出了65.23 g·L的2,3-丁二醇产量,产率为0.41 g·g葡萄糖。(4)通过液相色谱检测,发现葡萄糖、乙酸、木糖、甲酸和糠醛等是玉米芯水解液的主要成分。经过摇瓶实验,评估了玉米芯水解液中各成分对合成2,3-丁二醇的影响,发现玉米芯水解液中的发酵抑制物糠醛、甲酸等对WM11发酵产2,3-丁二醇没有明显抑制作用。以不同的玉米芯水解液初始总糖浓度发酵合成2,3-丁二醇,得到10 g·L的初始总糖浓度最佳。(5)以玉米芯水解液为碳源,在5 L发酵罐水平对WM11产2,3-丁二醇进行了发酵优化。首先以玉米芯水解液为碳源补料分批发酵产2,3-丁二醇,发现乙酸积累量较高,而2,3-丁二醇产量较低。为了提高2,3-丁二醇的产量,分别采用间歇补料和分段补料-控制搅拌的策略抑制乙酸合成。结果显示,采用分段补料-控制搅拌的乙酸积累量更少,2,3-丁二醇产量最高,72 h达到47.23 g·L,生产强度为0.66 g·L·h。

关键词： 2,3-丁二醇发酵优化霍氏肠杆菌高效液相色谱玉米芯水解液

外源添加霍氏肠杆菌对草坪草镉胁迫下生理和代谢的影响

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外源添加霍氏肠杆菌对草坪草镉胁迫下生理和代谢的影响

作者：凌宇扬州大学

学位级别：硕士

工业化的快速发展导致我国目前面临着相当严重的镉（Cadmium,Cd）污染问题,镉会通过食物链在人体内富集,最终导致人体多种器官的病变,因此存在镉污染问题的耕地难以被用于种植粮食作物。我国人口众多,耕地面积不足的问题一直存在。因此... 详细信息

工业化的快速发展导致我国目前面临着相当严重的镉（Cadmium,Cd）污染问题,镉会通过食物链在人体内富集,最终导致人体多种器官的病变,因此存在镉污染问题的耕地难以被用于种植粮食作物。我国人口众多,耕地面积不足的问题一直存在。因此,修复镉污染土地已经迫在眉睫。多年生黑麦草（Loliumperenne L.）是一种优质的畜牧、草坪建植两用草,具有分蘖多、成坪快等特点。目前已有相关研究表明一年生黑麦草有较强的耐镉能力,可以用于镉污染土地的修复工作。但是一年生黑麦草多用于饲用牧草,作为修复镉污染土地并非最优选择,多年生黑麦草常用于草坪建植方面,而针对其耐镉能力研究还甚少。近年来由于修复重金属污染土地的方法各有弊端,因此人们认为联合修复技术是目前最适合修复重金属污染土地的修复方法,其中植物-微生物联合修复技术受到了大众的广泛关注。本研究对保存在中国科学院武汉植物园草坪草与牧草分子育种课题组的微生物进行筛选鉴定,获得了霍氏肠杆菌（Enterobacter hormaechei）,对其促生特性进行评价,并通过外源添加试验,初步探究霍氏肠杆菌对多年生黑麦草耐镉能力的影响,为利用多年生黑麦草和霍氏肠杆菌联合修复镉污染土地提供理论依据。主要研究内容和研究结果如下:（1）耐镉菌株筛选、鉴定以及特性评价在镉浓度分别为0,50 mM,100 mM,200 mM,300 mM的含镉培养基上利用划线分离法对20株细菌和16株真菌进行筛选,并鉴定这些菌株生产IAA的能力,最终得到了两株能够在300 mM镉培养基上生长的细菌Enterobacter hormaechei和Enterobacter aerogenes以及一株可以在100 mM含镉培养基上生长的真菌Mucorracemosus,结合产IAA能力后选定X20Enterobacterhormaechei用作下一步试验。随后对选定的菌株特性进行评价,对其溶磷、解钾、固氮、分泌铁载体以及耐镉能力进行评判,发现其具备上述特性且能够在300 mM的镉浓度下生长,表明其具备一定的促生特性,可以用于外源添加研究其对多年生黑麦草耐镉能力的影响。（2）霍氏肠杆菌X20对黑麦草耐镉能力的影响通过对多年生黑麦草外接霍氏肠杆菌,研究镉胁迫下霍氏肠杆菌X20对多年生黑麦草生长、生理、离子含量和代谢的影响。结果发现,接种霍氏肠杆菌X20可以在镉胁迫下显著提高多年生黑麦草的冠层高度、含水量和叶片光合效率,增强叶片内抗氧化酶系统活性（P＜0.05）,帮助植物缓解镉的毒性,改善多年生黑麦草的生长状态。外源添加霍氏肠杆菌X20可以显著帮助根部的金属离子含量转移到地上部中,同时土壤中的镉离子含量显著降低,这说明霍氏肠杆菌可以帮助多年生黑麦草对金属离子的转运,增强多年生黑麦草对镉的富集能力。综上所述,霍氏肠杆菌X20可以通过调节多年生黑麦草叶片的光合效率、抗氧化酶系统活性以及离子、代谢平衡,来帮助多年生黑麦草富集土壤中的镉,增强多年生黑麦草的耐镉能力。（3）霍氏肠杆菌X20对其他草坪草耐镉能力的影响为了确定霍氏肠杆菌X20能否适用于其它草坪草,于是选用狗牙根进行重复试验,在镉胁迫条件下对其外源添加霍氏肠杆菌,发现施加霍氏肠杆菌后,无论是否处于镉胁迫下,狗牙根的冠层高度以及光合效率均得到了显著增加,因此可以初步断定霍氏肠杆菌对狗牙根也具有促生特性。本研究筛选鉴定了一株具有耐镉促生特性的霍氏肠杆菌,该菌株可以促进草坪草吸收镉离子进而减少土壤中镉离子含量,同时该菌株可以增强草坪草对镉的耐受能力,研究结果为镉污染土壤的开发利用提供了微生物资源和理论基础。

关键词：多年生黑麦草镉胁迫霍氏肠杆菌代谢产物联合修复技术

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霍氏肠杆菌降解叶黄素的研究

霍氏肠杆菌降解叶黄素的研究

作者：汪芳芳郑州轻工业学院

学位级别：硕士

叶黄素是重要的香料前体物,在一定条件下可以发生降解产生一系列香味物质。本研究从烟叶中筛选出一株能够降解叶黄素并能产生烟草特征香气成分的菌株,并进行了菌种鉴定、降解动力学、降解产物表征以及菌株降解特性等研究,简述如下:Ⅰ、... 详细信息

叶黄素是重要的香料前体物,在一定条件下可以发生降解产生一系列香味物质。本研究从烟叶中筛选出一株能够降解叶黄素并能产生烟草特征香气成分的菌株,并进行了菌种鉴定、降解动力学、降解产物表征以及菌株降解特性等研究,简述如下:Ⅰ、通过形态观察、生理生化实验和分子鉴定等手段,鉴定该菌株为Enterobacter hormaechei。研究其降解动力学规律发现,当蛋白质含量(g/L)越高,叶黄素含量(%)就越低,说明叶黄素降解量越大;当A20菌株生长到42 h时,叶黄素含量基本不在变化,说明菌种对叶黄素的降解基本已经结束。Ⅱ、研究叶黄素降解产物的成分及其加香效果。利用气相色谱-质谱(GC-MS)和核磁共振(NMR)分析法对其降解产物进行分离鉴定,并将其加入卷烟中进行感官评吸。首先通过GC-MS分析,得出叶黄素经过霍氏肠杆菌A20降解得到3种产物,分别为8-甲基-α-紫罗兰酮、3-羟基-α-紫罗兰酮和3-氧化-α-紫罗兰酮;再通过NMR分析知,8-甲基-α-紫罗兰酮是叶黄素降解的最终产物。评吸结果发现:适量浓度的叶黄素降解物能提高卷烟整体的协调性,提升卷烟的香气质和香气量,降低对口腔、鼻腔的刺激性,减少杂气,余味舒适。Ⅲ、为了提高叶黄素的降解率,对霍氏肠杆菌A20菌株的发酵培养基成分和其培养条件进行优化。首先对其发酵培养基成分(碳源、氮源、无机盐)优化,通过单因素实验和响应面分析实验,以叶黄素降解率为指标,得到降解叶黄素的最佳培养基组成为:葡萄糖8 g/L,混合氮源(酵母膏:蛋白胨=2:1)14 g/L,K2HPO40.72 g/L。叶黄素降解率从最初的45.7%提高到70.37%,与初始的发酵培养基相比提高了53.98%。再对其培养条件(培养时间、培养温度、转速、pH值、接种量)进行优化,通过单因素和正交实验,以降解率为指标,确定微生物的最佳培养条件为培养时间42 h,温度25℃,转速150 r/min,pH值7.0,接种量1.0%,在此条件下,叶黄素降解率从最初的70.8%提高至91.53%。Ⅳ、对霍氏肠杆菌A20的静息细胞降解叶黄素生产香味物质进行研究。在单因素实验基础上,应用响应面设计对其条件进行优化。确定最佳转化条件为:培养时间120 min,温度31.14℃,pH值为4.98,细胞浓度为17.64%,底物浓度为70 mg/L,此时叶黄素降解率为71.37%,与软件预测值71.54%相吻合,表明优化方案达到了预期效果,且具有良好的稳定性。对静息细胞降解叶黄素的发酵液中的主要成分进行气相色谱-质谱联用分析,得到其主要产物为8-甲基-α-紫罗兰酮和3-氧化-α-紫罗兰酮。综合上述,本研究筛得的菌株能高效降解叶黄素产生特征香味物质,初步阐明了该微生物降解叶黄素的机理,并获得了最佳的发酵条件,为工业化生物制备烟草用香味物质打下坚实的基础。因此,本课题具有重要的理论价值和实际生产价值。

关键词：叶黄素霍氏肠杆菌静息细胞降解产物卷烟加香条件优化