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螺旋藻培养液高效循环利用及其生长抑制因子的鉴定

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过程工程学报 2024年第4期24卷 489-500页

作者：周悦王玉曹雷鹏刘玉环樊瑞娟黄正花温子轩南昌大学生物质转化教育部工程研究中心食品科学与资源挖掘全国重点实验室江西南昌330047 江西中医药大学院士工作站江西南昌330004 江西省农业科学院农产品质量安全标准研究所江西南昌330200

针对螺旋藻培养耗水量大、成本较高、营养元素浪费严重且其培养液循环利用过程中生长受到严重抑制等问题。本工作采用0.45μm滤膜、10 kDa超滤膜、大孔树脂S-8和活性炭处理螺旋藻培养液,评估处理后的培养液循环利用5次后,螺旋藻的生长... 详细信息

针对螺旋藻培养耗水量大、成本较高、营养元素浪费严重且其培养液循环利用过程中生长受到严重抑制等问题。本工作采用0.45μm滤膜、10 kDa超滤膜、大孔树脂S-8和活性炭处理螺旋藻培养液,评估处理后的培养液循环利用5次后,螺旋藻的生长及营养成分含量变化,并分析鉴定胞外抑制的组成成分。结果表明,螺旋藻培养液的处理可有效降低胞外有机物的抑制效果,其处理效果顺序为10 kDa超滤膜>大孔树脂S-8>活性炭>0.45μm滤膜。培养液循环利用5次后,10 kDa超滤膜处理组的螺旋藻细胞干重仅下降5.9%,而0.45μm滤膜处理组的细胞干重显著降低22%(p<0.05),且由于细胞代谢的胁迫作用,其胞内多糖含量却增加了217%。此外,培养液中的胞外抑制物主要是由岩藻糖(19.98%)、鼠李糖(15.61%)和葡萄糖(14.75%)等单糖组成的多糖类有机物。

关键词：螺旋藻循环利用超滤藻蓝蛋白胞外多糖

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乳酸菌消除不同特点酵母抽提物中酵母味分析

食品科学 2024年第2期45卷 64-71页

作者：仇帅利佳炜马春蕾李沛陈雄李欣湖北工业大学生物工程与食品学院工业发酵省部共建协同创新中心发酵工程教育部重点实验室湖北省工业微生物重点实验室湖北武汉430068 安琪酵母股份有限公司酵母功能湖北省重点实验室湖北宜昌443000

以风味物质和氨基酸为重点,对8种不同特征的酵母提取物(FG10、FM88、FM31、KU012、FIG12LS、F58、FIG03、KA02)进行基于乳酸乳球菌和乳酸链球菌混合生物转化体系(Lactococcus lactis and Streptococcus lactis biotransformation system,LSBT)去除酵母风味的研究,并对该微生物转化体系的适应性和广泛性进行评价。5种酵母抽提物经转化后不再具有酵母味,而且FG10和FM88还具有发酵酱风味。没有吲哚的产生是LSBT成功的关键之一。同时,转化后的酵母抽提物中乳酸质量浓度不应低于10.00 g/L。原材料的差异在LSBT中起着重要作用,特别是原料中天冬氨酸的缺乏和苏氨酸的过量很可能是LSBT转化不成功的原因。总体而言,LSBT适用于大多数型号酵母提取物,但对于某些特定型号的酵母提取物(如F58、FIG03和KA02),还需要探索其他微生物组合技术或发酵条件。

关键词：乳酸菌酵母抽提物适应性生物转化酵母味

宏基因组来源重组谷氨酸脱羧酶的酶学特性及全细胞合成γ-氨基丁酸

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微生物学通报 2024年第5期51卷 1522-1535页

作者：陈红王艺霖唐湘华黄遵锡许波云南师范大学生命科学学院云南昆明650500 生物能源持续开发利用教育部工程研究中心云南昆明650500 云南省生物质能与环境生物技术重点实验室云南昆明650500

【背景】谷氨酸脱羧酶广泛存在于生物体内,其催化产物γ-氨基丁酸是哺乳动物重要的抑制性神经递质。目前,微生物来源的谷氨酸脱羧酶在热和酸碱条件下仍不够稳定。【目的】挖掘肠道微生物的谷氨酸脱羧酶基因,异源表达并研究其酶学性质,为... 详细信息

【背景】谷氨酸脱羧酶广泛存在于生物体内,其催化产物γ-氨基丁酸是哺乳动物重要的抑制性神经递质。目前,微生物来源的谷氨酸脱羧酶在热和酸碱条件下仍不够稳定。【目的】挖掘肠道微生物的谷氨酸脱羧酶基因,异源表达并研究其酶学性质,为γ-氨基丁酸的生物合成提供酶原。【方法】从倭蜂猴粪便微生物宏基因组扩增谷氨酸脱羧酶基因,在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中进行异源表达、酶学性质研究及全细胞合成γ-氨基丁酸的应用。【结果】获得谷氨酸脱羧酶基因Xby1_8,重组酶Xby1_8分子量为54.46 kDa,最适作用条件为pH 5.0、55℃,Km和Vmax分别为(10.2±1.5)mmol/L和(3574.0±198.3)μmol/(min·mg),较其他微生物来源的谷氨酸脱羧酶具有最高比活3106.2 U/mg。Xby1_8具有较好的pH和温度稳定性,pH 4.0–8.0或30–50℃处理1 h,剩余酶活仍高于100%。在L-谷氨酸浓度260 mmol/L,反应温度55℃,细胞浓度OD600为3.5条件下反应2.5h,重组菌***/Xby1_8全细胞催化制备γ-氨基丁酸的转化率为100%。【结论】从粪便微生物宏基因组中获得谷氨酸脱羧酶基因Xby1_8,并成功在大肠杆菌BL21(DE3)中表达。重组酶Xby1_8的pH和温度稳定性较好,重组菌***/Xby1_8全细胞催化制备γ-氨基丁酸具有较高的转化率,在食品、工业等领域具有潜在的应用价值。

关键词：宏基因组粪便微生物谷氨酸脱羧酶 γ-氨基丁酸全细胞催化

深化食品类专业学位研究生校企协作培养的策略研究

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景德镇学院学报 2024年第3期39卷 115-118页

作者：高凯丽刘玉环景德镇学院生物与环境工程学院江西景德镇333400 南昌大学生物质转化教育部工程研究中心南昌330031

食品类专业学位研究生的校企协作培养模式是连接企业人才需求和高校人才培养目标的必由之路,关系着高校专业建设和中国食品产业发展。目前食品类专业学位研究生校企协作培养中存在按学术型培养、脱离食品产业发展需求、学生创新创业理... 详细信息

食品类专业学位研究生的校企协作培养模式是连接企业人才需求和高校人才培养目标的必由之路,关系着高校专业建设和中国食品产业发展。目前食品类专业学位研究生校企协作培养中存在按学术型培养、脱离食品产业发展需求、学生创新创业理念不强及企业参与培养程度低下等问题。为解决这些问题,文章提出学位点调整培养过程管理细则、师生围绕企业需求设立课题、企业设立以项目为载体的研究生工作站、校企联合设立针对学生与企业导师的双向激励政策等策略。

关键词：食品类专业学位硕士校企协作培养策略

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利用竹基纤维素为碳源生物转化L-乳酸的潜力研究

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食品与发酵工业 2024年第6期50卷 177-183页

作者：杨春柳管秀琼刘春何明雄刘林培四川轻化工大学生物工程学院四川自贡643000 农业农村部沼气科学研究所农业农村部可再生能源开发与利用重点实验室生物质能技术研究中心四川成都610041

以竹材制浆厂备料工段产生的废弃竹屑为原料,采用蒸汽爆破预处理且提取半纤维素后的竹基纤维素为碳源,同时对预处理前后竹屑采用扫描电子显微镜&能谱仪和激光粒度分析仪进行表征;用分步水解发酵工艺,结合高效液相色谱对发酵L-乳酸工艺... 详细信息

以竹材制浆厂备料工段产生的废弃竹屑为原料,采用蒸汽爆破预处理且提取半纤维素后的竹基纤维素为碳源,同时对预处理前后竹屑采用扫描电子显微镜&能谱仪和激光粒度分析仪进行表征;用分步水解发酵工艺,结合高效液相色谱对发酵L-乳酸工艺关键参数进行了分析,探究了该碳源生物转化L-乳酸的潜力。结果表明,蒸汽爆破预处理提高了原料酶解还原糖释放量,在总固体(total solids,TS)质量浓度140 g/L、酶添加量60 FPU/g、酶解54 h条件下糖化,总糖质量浓度可达31.19 g/L。将糖化液用于发酵试验,在起始糖质量浓度19.43 g/L,发酵初始pH 6.5、菌株接种量5%、发酵17 h条件下,L-乳酸质量浓度可达6.28 g/L,其糖酸转化率高达80.87%。综上,该实验为竹基纤维素的利用提供了高值化途径参考。

关键词： L-乳酸竹屑蒸汽爆破预处理分步水解发酵纤维素

淀粉基纤维膜的研究进展:静电纺丝与食品包装视角

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食品科学 2024年第7期45卷 272-280页

作者：蔡杰冯晓芳张碟马思远谢芳武汉轻工大学硒科学与工程现代产业学院国家富硒农产品加工技术研发专业中心湖北武汉430023 武汉轻工大学大宗粮油精深加工教育部重点实验室农产品加工与转化湖北省重点实验室湖北武汉430023

食品包装膜能够有效隔绝外界不利因素(如氧气、水蒸气、微生物、光照等)的影响,从而确保食品品质和安全以及延长货架期。淀粉作为一种天然植物来源的可降解生物质聚合物,由于其价格低廉、来源广泛、可再生性及较好的成膜性等优势,在环... 详细信息

食品包装膜能够有效隔绝外界不利因素(如氧气、水蒸气、微生物、光照等)的影响,从而确保食品品质和安全以及延长货架期。淀粉作为一种天然植物来源的可降解生物质聚合物,由于其价格低廉、来源广泛、可再生性及较好的成膜性等优势,在环境友好型的食品包装材料开发中表现出较大的潜力。相比于流延法和挤压吹塑法制备的膜材料,微米或纳米纤维组成的膜具有更高的比表面积、孔隙率和负载能力,在食品包装膜的开发中受到广泛关注。本文以溶液喷射纺丝、静电纺丝和离心纺丝3种纤维制备技术为主,综述其制备原理和影响因素,并对3种方法的优缺点进行比较,以阐明不同淀粉纤维制备方法的优劣势,着重分析不同物理和化学改性手段引起的静电纺丝淀粉纤维结构变化与其包装性能之间的联系,并对淀粉基纤维膜在食品包装膜领域的应用进行展望。

关键词：淀粉纤维改性结构包装特性

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重组大肠杆菌全细胞转化苹果酸合成丙酮酸

中国食品学报 2024年第7期24卷 219-228页

作者：付声亮邹诗瑶高娃赵筱王金华王永泽工业发酵省部共建协同创新中心武汉430068 湖北省工业微生物重点实验室武汉430068 湖北工业大学生物工程与食品学院武汉430068

拟建立一条以苹果酸为原料,通过大肠杆菌全细胞转化获得丙酮酸的合成途径。以大肠杆菌BL21(DE3)为宿主,在pET28a上共表达内源的苹果酸酶(ME)和来自博伊丁假丝酵母(Candida boidinii)的醛糖还原酶(AR),并对细胞浓度、底物浓度、温度和pH... 详细信息

拟建立一条以苹果酸为原料,通过大肠杆菌全细胞转化获得丙酮酸的合成途径。以大肠杆菌BL21(DE3)为宿主,在pET28a上共表达内源的苹果酸酶(ME)和来自博伊丁假丝酵母(Candida boidinii)的醛糖还原酶(AR),并对细胞浓度、底物浓度、温度和pH值等催化关键因素进行研究。共表达后大肠杆菌苹果酸酶和博伊丁假丝酵母醛糖还原酶酶活分别为(2.8±0.21),(3.1±0.34)U/mL。适宜的催化条件为:细胞浓度OD600nm值为30,底物苹果酸质量浓度为30 g/L,木糖和苹果酸物质的量比为1.0,温度为40℃,反应体系pH值为7.8,丙酮酸产量最高可达23.16 g/L。本研究为生物法合成丙酮酸提供了一种新的方法。

关键词：丙酮酸全细胞催化苹果酸苹果酸酶醛糖还原酶

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三七发酵食品的研究进展

食品与发酵工业 2024年第16期50卷 378-385页

作者：彭佳丽艾黎唐湘华周峻沛云南师范大学生命科学学院云南昆明650500 云南师范大学生物能源持续开发利用教育部工程研究中心云南昆明650500 云南师范大学云南省高校高原特色食品酶重点实验室云南昆明650500 云南与诺生物工程有限责任公司云南昆明650502

三七是我国传统名贵中草药,具有丰富的药用价值和保健功效。除了作为药材外,三七已被列入保健食品原料,其须根、茎、叶和花被批准为云南省普通地方特色食品原料。利用现代生物发酵技术发酵三七,能够充分释放三七中的活性成分、提高稀有... 详细信息

三七是我国传统名贵中草药,具有丰富的药用价值和保健功效。除了作为药材外,三七已被列入保健食品原料,其须根、茎、叶和花被批准为云南省普通地方特色食品原料。利用现代生物发酵技术发酵三七,能够充分释放三七中的活性成分、提高稀有皂苷转化率以及发酵产物活性,且发酵过程中可产生独特的风味物质,使产品兼具美味及保健功能。该文主要从三七发酵机理与特点、三七发酵工艺、三七发酵食品风味与功效这三方面进行总结,旨在为三七发酵食品的进一步研究提供理论基础。

关键词：三七发酵食品生物转化皂苷

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微生物合成二元醇研究进展

合成生物学 2024年

作者：竺方欢岑雪聪陈振工业生物催化教育部重点实验室清华大学化学工程系清华大学合成与系统生物学中心

二元醇是一类重要的大宗化学品，在高分子材料、化妆品、燃料、食品和制药行业中有着广泛应用。开发可利用生物质及碳一原料等可再生原料生产二元醇的生物合成路线对于降低化石资源依赖、减少二氧化碳的排放具有重要的意义，近年来受到... 详细信息

二元醇是一类重要的大宗化学品，在高分子材料、化妆品、燃料、食品和制药行业中有着广泛应用。开发可利用生物质及碳一原料等可再生原料生产二元醇的生物合成路线对于降低化石资源依赖、减少二氧化碳的排放具有重要的意义，近年来受到了国内外广泛关注。虽然通过生物法生产1,3-丙二醇，1,3-丁二醇和1,4-丁二醇已实现商业化，但大多数其他二元醇的高效生物合成仍面临挑战，主要原因包括缺乏有效的天然生物合成途径、基因工程菌的产率低等。本综述全面探讨了微生物合成二元醇的最新研究进展，特别是在开发新代谢途径和代谢工程策略方面，以实现C2至C5二元醇的高效生物合成。例如通过对非天然合成途径的设计和构建以实现系列非天然二元醇的生物合成，以及利用非传统的碳源（如木质纤维素等）通过特定的代谢途径和优化策略合成二元醇，为生物合成领域开辟新的道路。此外，我们还讨论了这些生物合成过程向工业应用转化的主要挑战和未来的发展前景，包括廉价和可持续原料的获取、大规模放大过程的复杂性、满足下游特定需求的后提取工艺开发等。

关键词：二元醇生物合成代谢工程可再生原料工业应用