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维生素B_(6)的生理活性与合成的研究进展

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中国生物工程杂志 2024年第4期44卷 88-101页

作者：周楚然王美玲黄建忠柯崇榕杨欣伟福建师范大学生命科学学院工业微生物发酵技术国家地方联合工程研究中心工业微生物教育部工程中心福州350108

维生素B_(6)(vitamin B_(6),VB_(6))属于水溶性维生素,由六种可相互转换的吡啶类化合物组成:吡哆醇(pyridoxine,PN)、吡哆醛(pyridoxal,PL)、吡哆胺(pyridoxamine,PM)、磷酸吡哆醛(pyridoxal 5′-phosphate,PLP)、磷酸吡哆醇(pyridoxine 5′-phosphate,PNP)和磷酸吡哆胺(pyridoxamine 5′-phosphate,PMP)。其中,PLP是VB_(6)的生物活性形式,为180多种酶的辅因子。VB_(6)具有抗炎、抗氧化、神经调节和抗肿瘤等多种生理功能,是重要的营养化学品。吡哆醇盐酸盐(PN·HCl)利用昂贵且有毒的化学物质通过噁唑法完全合成,是VB_(6)目前最常见的商业形式。与化学合成相比,VB_(6)的生物合成在无毒性、高纯度和可持续性等方面具有显著优势。目前利用微生物细胞工厂高水平生产VB_(6)的尝试还处于起步阶段,随着对VB_(6)生物合成的代谢途径、关键酶和稳态调控的深入研究,生物合成的VB_(6)产量将会逐步提高,有望从根本上取代化学合成。对VB_(6)的生理功能、化学合成和生物合成进行总结,重点介绍生物合成中涉及的代谢途径与稳态调控,提出开发VB_(6)高产菌株的相关策略,以期为VB_(6)的高效生物合成提供参考。

关键词：维生素B_(6) 磷酸吡哆醛化学合成生物合成稳态调控

微冻贮藏臭鳜鱼品质、蛋白质组成和挥发性风味物质的变化

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中国食品学报 2024年第4期24卷 294-303页

作者：周迎芹黄晶晶杨明柳林心萍鄢嫣杨立谢宁宁安徽省农业科学院农产品加工研究所合肥230031 安徽省食品微生物发酵与功能应用工程实验室合肥230031 安徽富煌三珍食品集团有限公司安徽巢湖238000 大连工业大学国家海洋食品工程技术研究中心辽宁大连116034

以-2℃贮藏的臭鳜鱼为对象,研究其在贮藏过程中蒜瓣肉品质、蛋白质组成以及挥发性风味物质的变化规律。结果表明:贮藏15 d后,鱼体蒜瓣肉出现明显发红现象,色泽a*值由负值(绿色)变为正值(红色),白度明显下降,硬度不断增加,弹性和凝聚性... 详细信息

以-2℃贮藏的臭鳜鱼为对象,研究其在贮藏过程中蒜瓣肉品质、蛋白质组成以及挥发性风味物质的变化规律。结果表明:贮藏15 d后,鱼体蒜瓣肉出现明显发红现象,色泽a*值由负值(绿色)变为正值(红色),白度明显下降,硬度不断增加,弹性和凝聚性不断下降,整体感官品质明显下降。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)结果显示,在微冻贮藏过程中,鱼肉肌浆蛋白、肌原纤维蛋白在不断降解。气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)结果表明,臭鳜鱼贮藏过程中被检出31种挥发性风味物质,其中辛醛、丙酸、3-羟基-2-丁酮、乙酸己酯、丁酸戊酯随着贮藏时间的延长不断积累,具有刺激性臭味的丙酸含量较高,且贮藏15 d后明显增加,不利于臭鳜鱼正常风味的保持。结论:在-2℃微冻贮藏条件下,15 d内臭鳜鱼的感官及风味品质能较好地保持,15 d后开始劣变。研究结果为臭鳜鱼在微冻贮藏过程中的品质调控提供一定的理论依据。

关键词：臭鳜鱼微冻蒜瓣肉蛋白质组成挥发性风味物质

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丙谷二肽的合成研究进展

中国生物工程杂志 2024年第6期44卷 129-142页

作者：全浩龙梁文豪柯崇榕杨欣伟黄建忠福建师范大学生命科学学院工业微生物发酵技术国家地方联合工程研究中心工业微生物教育部工程中心福州350108

丙谷二肽(L-alanyl-L-glutamine,Ala-Gln)是一种重要的二肽,其在体内可分解为L-谷氨酰胺(L-Gln),该氨基酸具有不可替代的生理生化作用。传统化学法合成Ala-Gln存在污染高、转化率低、纯度低等缺点,并伴随有毒副产物产生,这限制了其规模... 详细信息

丙谷二肽(L-alanyl-L-glutamine,Ala-Gln)是一种重要的二肽,其在体内可分解为L-谷氨酰胺(L-Gln),该氨基酸具有不可替代的生理生化作用。传统化学法合成Ala-Gln存在污染高、转化率低、纯度低等缺点,并伴随有毒副产物产生,这限制了其规模化应用。随着生物学的快速发展,研究者们解析了Ala-Gln的合成方式,并对菌株进行了定向改造,为绿色高效生产Ala-Gln开启了新纪元。主要对Ala-Gln的应用、传统化学法和生物法合成Ala-Gln的研究进展进行综述,旨在探索如何利用合成生物学、基因组学等学科技术改造Ala-Gln的代谢途径,高效生产Ala-Gln,为Ala-Gln产业化提供理论基础。

关键词：丙谷二肽化学合成生物合成 L-氨基酸连接酶 α-氨基酸酯基转移酶

甲壳类水产及其加工副产物中虾青素提取方法研究进展

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食品与机械 2024年第08期 197-204页

作者：韩露项丹丹谢丹马子宾武春卉台州科技职业学院农业与生物工程学院安徽工程大学生物与化学工程学院

虾青素因其生物活性和颜色特性，在食品、饲料、化妆品和医药领域应用广泛，其中天然虾青素因其更高的抗氧化活性和安全性，近些年市场需求量巨大。文章对甲壳类水产中天然虾青素的提取方法进行了综述，包含预处理以及具体的萃取技术，... 详细信息

虾青素因其生物活性和颜色特性，在食品、饲料、化妆品和医药领域应用广泛，其中天然虾青素因其更高的抗氧化活性和安全性，近些年市场需求量巨大。文章对甲壳类水产中天然虾青素的提取方法进行了综述，包含预处理以及具体的萃取技术，如油溶法、有机溶剂法、超临界流体萃取法及新兴的离子液体法和深共晶溶剂法；总结加工工艺的同时分析了当前天然虾青素提取研究中的问题并指出未来的研究方向。

关键词：虾青素深共晶溶剂离子液体超临界流体有机溶剂

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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胞磷胆碱的合成策略及研究进展

生物工程学报 2024年第6期40卷 1644-1660页

作者：唐雅倩林彩宝柯崇榕陶勇黄建忠杨欣伟福建师范大学生命科学学院工业微生物发酵技术国家地方联合工程研究中心工业微生物教育部工程研究中心福建福州350108 中国科学院微生物研究所中国科学院微生物生理与代谢工程重点实验室北京100101

胞磷胆碱(cytidine-5′-diphosphatecholine,CDP-choline)是磷脂酰胆碱和乙酰胆碱的前体,参与形成细胞膜磷脂双分子层并能够稳定神经递质系统,对脑损伤引起的功能和意识障碍、帕金森病、抑郁症以及青光眼等均有疗效,在临床医学和保健品... 详细信息

胞磷胆碱(cytidine-5′-diphosphatecholine,CDP-choline)是磷脂酰胆碱和乙酰胆碱的前体,参与形成细胞膜磷脂双分子层并能够稳定神经递质系统,对脑损伤引起的功能和意识障碍、帕金森病、抑郁症以及青光眼等均有疗效,在临床医学和保健品领域已有应用。胞磷胆碱的化学合成工艺需要采用昂贵且有毒的试剂且会产生各种副产物,工业化生产成本高,正逐步被生物合成法替代。生物合成法分为微生物发酵法和生物催化法两种:微生物发酵法原料相对低廉,但转化率低、分离纯化工艺繁杂;生物催化法分为细胞高密度培养和体外催化合成2个阶段,合成工艺繁杂,但转化率高、提取成本相对较低,是目前工业化生产的主要方式。本文综述了胞磷胆碱的化学合成和生物合成进展,重点介绍胞磷胆碱的代谢途径及生物催化合成工艺,以期为胞磷胆碱的工业化生产提供思路。

关键词：胞磷胆碱化学合成生物合成生产策略

Pseudomonas azotoformans F77和Pseudomonas paracarnis P1风化黑云母的效应及机制比较

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微生物学报 2024年第4期64卷 1127-1141页

作者：王远丽董文何琳燕盛下放安徽工程大学生物与食品工程学院安徽芜湖241000 南京农业大学生命科学学院江苏南京210095

【目的】比较高效矿物风化固氮假单胞菌(Pseudomonas azotoformans)F77及其亲缘关系较近的假单胞菌(Pseudomonas paracarnis)P1风化黑云母的效应和机制。【方法】通过检测两株菌在不同时间点的发酵液中细胞数量、pH值、葡萄糖剩余量、... 详细信息

【目的】比较高效矿物风化固氮假单胞菌(Pseudomonas azotoformans)F77及其亲缘关系较近的假单胞菌(Pseudomonas paracarnis)P1风化黑云母的效应和机制。【方法】通过检测两株菌在不同时间点的发酵液中细胞数量、pH值、葡萄糖剩余量、葡萄糖酸浓度和可溶性Fe、Al释放量,比较它们对黑云母的风化效果与生理机制。采用RNA-seq技术研究这两株菌风化黑云母过程中出现差异的分子机制。【结果】在持续5 d的风化试验中,菌株F77发酵液中的细胞数量和pH值低于菌株P1,葡萄糖酸浓度是菌株P1的27.3−53.9倍,Fe和Al元素的释放量是菌株P1的3.3−23.3倍。比较转录组数据表明,菌株F77特有的基因数量(2872)和差异基因数量(1832)均多于菌株P1(分别为1903和1258)。菌株F77在胞内物质跨膜转运与碳代谢、细胞运动、趋化与信号诱导等途径中基因数量也高于菌株P1。此外,菌株F77的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶基因差异表达倍数、葡萄糖酸合成基因数量和差异表达倍数也明显高于菌株P1。【结论】菌株F77风化黑云母以及合成葡萄糖酸的能力显著高于菌株P1。菌株F77通过产生葡萄糖酸来促进黑云母的风化。添加黑云母显著促进了菌株F77胞内与矿物风化相关基因的表达,如物质跨膜转运、细胞运动与趋化、信号诱导、碳代谢及能量代谢等途径基因。此外,葡萄糖酸合成途径基因、超氧化物歧化酶基因以及过氧化氢酶基因在矿物风化中可能发挥重要作用。

关键词：矿物风化转录组矿物-微生物相互作用分子机制假单胞菌

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适合青梅醋酿造的醋酸菌选育

食品与生物技术学报 2024年第5期43卷 81-90页

作者：姬玉丹吴殿辉杨帆宁鹏飞胡燕陆健江南大学生物工程学院江苏无锡214122 江南大学粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心江苏无锡214122 江南大学江苏省生物活性制品加工工程技术研究中心江苏无锡214122 溜溜果园集团股份有限公司安徽芜湖241000 安徽溜溜梅研究院有限公司安徽芜湖241000

以腐烂的青梅为筛菌对象,采用平板分离、产酸定性和青梅果醋发酵实验筛选出一株产酸能力强的热带醋酸杆菌(Acetobacter tropicalis)J-27。进一步采用常压室温等离子体(atmosphericand room temperature plasma,ARTP)诱变技术和高通量筛... 详细信息

以腐烂的青梅为筛菌对象,采用平板分离、产酸定性和青梅果醋发酵实验筛选出一株产酸能力强的热带醋酸杆菌(Acetobacter tropicalis)J-27。进一步采用常压室温等离子体(atmosphericand room temperature plasma,ARTP)诱变技术和高通量筛选(high-throughput screening,HTS)相结合的方法,获得了1株具有高耐酸性且酿造后具有典型青梅醋风味的醋酸菌J-2736。用该菌株进行青梅醋发酵实验,发酵结束时总酸质量浓度为62.47 g/L,且菌株对乙醇、乙酸耐受性良好,可以耐受体积分数10%的乙醇和40 g/L的乙酸。对青梅醋中的风味物质进行分析,其中醇类物质、酯类物质和羧酸类物质质量分数较高,分别占挥发性风味物质的11.7%、36.0%和45.9%。因此选育的热带醋酸杆菌J-2736能够较好适应青梅的高酸特性,具有工业应用的可行性。

关键词：青梅醋热带醋酸杆菌常压室温等离子体诱变乙酸耐受性乙醇耐受性

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代谢组学与机器学习相结合用于大蒜的产地溯源

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食品工业科技 2024年

作者：韩浩胡梦雅王珍珍沙如意黄俊毛建卫崔艳丽浙江科技大学生物与化学工程学院中国生物发酵产业协会浙江大学化学系

以云南、山东、河南、安徽和江苏等5个产地的200份紫皮大蒜为原料，基于气相色谱-质谱联用（GC-MS）代谢物数据，使用主成分分析（PCA）和偏最小二乘判别分析（PLS-DA）进行代谢组学分析，采用最大最小归一化（MMS）、标准差标准化（SS... 详细信息

以云南、山东、河南、安徽和江苏等5个产地的200份紫皮大蒜为原料，基于气相色谱-质谱联用（GC-MS）代谢物数据，使用主成分分析（PCA）和偏最小二乘判别分析（PLS-DA）进行代谢组学分析，采用最大最小归一化（MMS）、标准差标准化（SS）和标准正态变量变换（SNV）三种预处理方法分别建立了随机森林（RF）、支持向量机（SVM）、XGBoost以及卷积神经网络（CNN）、长短期记忆神经网络（LSTM）对大蒜产地进行分类判别。结果表明，不同产地的大蒜中共筛分到66种代谢物，基于PLS-DA筛选出12种差异代谢物，涉及到6条代谢通路：分别是缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成、半乳糖代谢、氰氨基酸代谢、乙醛酸和二羧酸代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、D-氨基酸代谢。在5种机器学习模型中，LSTM表现最佳，其在三种预处理方法下的测试集准确率均为100%。本研究基于代谢组学和机器学习LSTM相结合，在识别大蒜产地方面具有很高的准确性和可靠性，为大蒜产品的溯源提供了可靠的技术手段。

关键词：大蒜色谱-质谱联用(GC-MS) 产地溯源代谢组学机器学习