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牛乳蛋白κ-酪蛋白在谷氨酸棒状杆菌中的表达及优化

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食品与发酵工业 2024年

作者：张雅楠王雨露武小月刘秀霞白仲虎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省生物活性制品加工工程技术研究中心

牛奶的蛋白质主要以酪蛋白为主，κ-酪蛋白（kappa casein， κ-CN）是酪蛋白（casein）的一种，约占牛脱脂乳中总酪蛋白含量的13%。κ-酪蛋白具有乳蛋白的营养作用，可应用于未来牛奶的全合成，同时它水解产生的肽类物质还具有抑制血... 详细信息

牛奶的蛋白质主要以酪蛋白为主，κ-酪蛋白（kappa casein， κ-CN）是酪蛋白（casein）的一种，约占牛脱脂乳中总酪蛋白含量的13%。κ-酪蛋白具有乳蛋白的营养作用，可应用于未来牛奶的全合成，同时它水解产生的肽类物质还具有抑制血液凝固及抗血栓形成的作用。谷氨酸棒状杆菌（Corynebacterium glutamicum）作为一种安全生产菌株，是食用蛋白生产的优势细胞平台。该研究利用谷氨酸棒状杆菌作为受体菌株表达异源蛋白的优势实现κ-酪蛋白的外源表达。根据κ-酪蛋白的信号肽和前肽的分析设计并合成谷氨酸棒状杆菌密码子偏好性κ-酪蛋白基因，利用谷氨酸棒状杆菌ATCC13032菌株用于表达κ-酪蛋白，并对该蛋白N端促溶标签、表达元件信号肽、表达宿主等进行优化，同时对发酵条件进一步优化。结果表明，对κ-酪蛋白进行二级结构及无序性分析，预测结果显示κ-酪蛋白具有固定的无序区域。采用SDS-PAGE和Western blotting技术检测κ-酪蛋白的表达情况，结果表明κ-酪蛋白能在谷氨酸棒状杆菌ATCC13032菌株中成功表达，在其N端添加SUMO、FH8促溶标签能提高κ-酪蛋白可溶表达量，进行信号肽和宿主筛选能进一步提高蛋白产量。该研究在谷氨酸棒状杆菌中成功表达κ-酪蛋白，并通过优化手段进一步提高了产量，为未来牛奶全合成的实现奠定了基础。

关键词： κ-酪蛋白谷氨酸棒状杆菌无序区域表达元件优化宿主优化促溶标签

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绿豆蛋白α-淀粉酶抑制肽的制备与鉴定

食品科学 2024年第1期45卷 58-64页

作者：李永富王雅茹黄金荣史锋江南大学食品学院粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心食品科学与技术国家重点实验室江苏无锡214122 江苏省生物活性制品加工工程技术研究中心江苏无锡214122

采用胃-胰蛋白酶水解绿豆蛋白及其分级蛋白,以水解物α-淀粉酶活性抑制率为主要指标,结合水解度、氨基酸组成及分子质量分析其抑制效果差异及原因。结果表明,绿豆蛋白肽对α-淀粉酶活性抑制率最高,为16.51%;与绿豆分级蛋白相比,绿豆蛋... 详细信息

采用胃-胰蛋白酶水解绿豆蛋白及其分级蛋白,以水解物α-淀粉酶活性抑制率为主要指标,结合水解度、氨基酸组成及分子质量分析其抑制效果差异及原因。结果表明,绿豆蛋白肽对α-淀粉酶活性抑制率最高,为16.51%;与绿豆分级蛋白相比,绿豆蛋白的疏水氨基酸含量和水解度最高,分别为32.68%和6.28%,水解物的肽分子质量最小,均小于20kDa,因此选用绿豆蛋白制备α-淀粉酶抑制肽。然后分离鉴定绿豆蛋白肽,新发现了17条有潜在α-淀粉酶抑制效果的肽。本研究表明绿豆蛋白较其分级蛋白具有更强的α-淀粉酶抑制效果,能够用于降血糖的功能性食品或药物中。

关键词：绿豆蛋白水解 α-淀粉酶抑制肽分离与鉴定

四种过氧化物酶体同工酶在毕赤酵母甲醇代谢中的作用研究

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食品与发酵工业 2024年第3期50卷 9-15,I0001页

作者：邹潇毅王世杰杨艳坤白仲虎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 江南大学生物工程学院江苏无锡214122 江苏省生物活性制品加工工程技术研究中心江苏无锡214122

利用毕赤酵母进行甲醇生物转化具有广泛的应用前景。为了深入了解该酵母甲醇代谢机理,该文以甲醇利用途径的4个过氧化物酶体同工酶为研究对象展开研究,分别为D-核酮糖-5-磷酸-3-表异构酶2(D-ribulose-5-phosphate 3-epimerase,Rpe1-2),... 详细信息

利用毕赤酵母进行甲醇生物转化具有广泛的应用前景。为了深入了解该酵母甲醇代谢机理,该文以甲醇利用途径的4个过氧化物酶体同工酶为研究对象展开研究,分别为D-核酮糖-5-磷酸-3-表异构酶2(D-ribulose-5-phosphate 3-epimerase,Rpe1-2),核糖-5-磷酸异构酶2(ribose-5-phosphate isomerase,Rki1-2),转醛醇酶2(transaldolase,Tal1-2),果糖-1,6-二磷酸醛缩酶2(fructose-1,6-bisphosphate aldolase,Fba1-2)。在验证其参与甲醇代谢的基础上,分别对4个酶基因进行单敲除、四敲除,并在四敲除菌中分别进行细胞质同工酶及过氧化物酶体同工酶的回补实验。结果表明4敲除菌在甲醇培养基中受到严重的生长抑制。而单敲除菌中,Fba1-2的缺失对菌株在甲醇培养基中的生长表型影响最大;同时,回补Fba1-2也能最大程度地恢复4敲除菌株的生物量。综上,Fba1-2是甲醇同化途径中的关键酶,且同化途径的过氧化物酶体区室化对甲醇代谢途径至关重要。此外,景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(sedoheptulose-1,7-bisphosphatase,Shb17)基因单敲除菌和TAL1-2基因单敲除菌的表型对比结果表明,更改的卡尔文循环是甲醇代谢中木酮糖-5-磷酸(xylulose 5-phosphate,XU5P)再生的主要途径。该研究可为后续优化毕赤酵母甲醇利用途径提供理论依据。

关键词：毕赤酵母甲醇利用途径同化同工酶区室化木酮糖-5-磷酸

Expi293F表达重组鲎C因子用于荧光法内毒素检测

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食品与发酵工业 2024年第2期50卷 106-111页

作者：柯文锋李诗洁郑梦林白仲虎杨艳坤江南大学工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡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 江苏省生物活性制品加工工程技术研究中心江苏无锡214122

鲎C因子是一种对痕量内毒素高度敏感的丝氨酸蛋白酶原,在医药行业可替代鲎试剂用于内毒素检测。然而其重组表达困难,且对于环境中内毒素的控制要求极高。该文首先克隆了来源于东方鲎的全长C因子,并在N末端和C末端分别添加了Flag标签和6... 详细信息

鲎C因子是一种对痕量内毒素高度敏感的丝氨酸蛋白酶原,在医药行业可替代鲎试剂用于内毒素检测。然而其重组表达困难,且对于环境中内毒素的控制要求极高。该文首先克隆了来源于东方鲎的全长C因子,并在N末端和C末端分别添加了Flag标签和6×His标签,同时用哺乳细胞表达载体中的分泌信号肽替换掉了原始C因子信号肽。构建好的重组质粒转染至人胚胎肾脏细胞Expi293F悬浮培养7 d后收获上清液,Western Blot检测蛋白与预测大小128 kDa一致,具有与内毒素结合以及结合后切割荧光底物的能力。该研究首次在人胚胎肾脏细胞Expi293F中成功表达出具有生物学活性的全长C因子,表达量达到19.18 mg/L,比DING在昆虫细胞SF9中的表达量提高了113%。该方法对于后续开发低成本内毒素检测试剂盒具有指导意义。

关键词：内毒素检测鲎C因子 Expi293F 重组表达脂质体转染

常压室温等离子体结合高通量筛选技术在微生物育种方面的研究进展

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微生物学通报 2024年

作者：康竞艺艾奕伶刘秀霞白仲虎江南大学生物工程学院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省生物活性制品加工工程技术研究中心

常压室温等离子( atmospheric and room temperature plasma，ARTP) 是一种新型诱变技术，具有诱变速度快、诱变条件温和、环境友好等特点。由于ARTP诱变的突变体具有高突变频率和良好的遗传稳定性，因此在微生物育种领域应用广泛。本... 详细信息

常压室温等离子( atmospheric and room temperature plasma，ARTP) 是一种新型诱变技术，具有诱变速度快、诱变条件温和、环境友好等特点。由于ARTP诱变的突变体具有高突变频率和良好的遗传稳定性，因此在微生物育种领域应用广泛。本文综述了近年来ARTP诱变技术在微生物育种中取得的进展、诱变后突变菌株的筛选策略和ARTP诱导微生物发生突变的机制，并对ARTP目前在微生物诱变育种中存在的问题进行讨论。

关键词： ARTP 微生物育种高通量筛选策略突变机制

射频技术处理糙米自由基与脂肪酶的作用效果研究

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食品与发酵工业 2024年第4期50卷 59-67页

作者：王岚峰史锋黄金荣李永富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 江南大学江南大学食品科学与技术国家重点实验室江苏无锡214122 江苏省生物活性制品加工工程技术研究中心江苏无锡214122

采用射频技术适度灭活糙米脂肪酶并控制自由基强度,改善其贮藏稳定性。考察极板间距、温度、补水率及保温时间等因素对糙米脂肪酶灭活率和自由基强度的影响,通过正交实验分别得到最高脂肪酶灭活率和最低自由基强度的工艺参数,最终通过对... 详细信息

采用射频技术适度灭活糙米脂肪酶并控制自由基强度,改善其贮藏稳定性。考察极板间距、温度、补水率及保温时间等因素对糙米脂肪酶灭活率和自由基强度的影响,通过正交实验分别得到最高脂肪酶灭活率和最低自由基强度的工艺参数,最终通过对比2个最优工艺参数条件下处理的糙米和未处理糙米在37℃下贮藏28 d过程中的变化,用以分析射频处理对糙米贮藏稳定性的改善效果。通过单因素和正交实验,得到了脂肪酶灭活率最高(样品Ⅰ)的最佳加工参数:极板间距145 mm、温度105℃、补水率4.5%;自由基强度最低(样品Ⅱ):极板间距145 mm、温度95℃、补水率4.5%,得到的样品Ⅰ和样品Ⅱ的脂肪酶灭活率分别为62.65%和41.77%,而自由基强度分别为0.891和0.699。在加速贮藏期间,样品Ⅰ和样品Ⅱ的脂肪酸峰值分别为22.42、24.00 mg/100 g,均处于<25 mg/100 g的稻谷宜存品质范围内,而对照样品峰值为33.17 mg/100 g,已经超标;样品Ⅱ的过氧化值峰值浓度低于样品Ⅰ与未处理样品,且在可接受范围内。贮藏期间,射频处理的2个糙米样品自由基强度呈增加趋势,在射频样品中以样品Ⅱ的自由基强度峰值最低,此外,样品Ⅱ的己醛峰值浓度也较低,且多不饱和脂肪酸的氧化速率最慢。在控制自由基强度的前提下,适度灭活糙米脂肪酶能够改善糙米的贮藏稳定性,仅追求较高脂肪酶灭活率而忽略自由基强度增加并不能改善糙米贮藏稳定性。

关键词：糙米射频加热脂肪酶灭活自由基强度贮藏稳定性

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不同碾减率青稞麸皮成分及功能性检测与分析

食品科学 2024年第1期45卷 166-172页

作者：张鑫周文菊杜艳涂兆鑫梁锋马桂连李娟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 江苏省生物活性制品加工工程技术研究中心江苏无锡214122 青海天佑德科技投资管理集团有限公司青海西宁810016 青海华实青稞生物科技开发有限公司青海西宁810016

为明确青稞不同部位麸皮中功能成分和功效的差异,对不同碾减率青稞麸皮粉中的蛋白质、β-葡聚糖和酚类物质含量、抗氧化活性和烷基自由基强度进行比较。结果表明,总蛋白、清蛋白、球蛋白、谷蛋白、游离多酚、结合多酚、游离黄酮、结合... 详细信息

为明确青稞不同部位麸皮中功能成分和功效的差异,对不同碾减率青稞麸皮粉中的蛋白质、β-葡聚糖和酚类物质含量、抗氧化活性和烷基自由基强度进行比较。结果表明,总蛋白、清蛋白、球蛋白、谷蛋白、游离多酚、结合多酚、游离黄酮、结合黄酮和缩合单宁含量均随碾减率的增加呈先增加后降低趋势;蛋白质主要存在于碾减率为17.74%和19.22%的麸皮粉中;酚类物质均在碾减率9.7%的青稞麸皮粉中含量最高,抗氧化活性与酚类物质含量变化趋势一致;β-葡聚糖和醇溶蛋白含量由外到内依次升高,在碾减率为25.99%的麸皮中达到最高;碾减率为1.54%~5.84%的麸皮中烷基自由基强度显著高于碾减率为7.67%~25.99%的麸皮,易发生氧化。本研究的结果可为不同青稞碾磨层麸皮的精深加工提供理论基础。

关键词：青稞麸皮分层碾磨功能成分抗氧化活性烷基自由基

海洋蛋白源解酒护肝水解物的筛选制备及功效评价

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食品与发酵工业 2024年

作者：冯杨梦晓任青兮刘双平周志磊姬中伟毛健粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心(江南大学) 江南大学食品学院江苏省生物活性制品加工工程技术研究中心江苏省食品安全与质量控制协同创新中心江南大学(绍兴)产业技术研究院国家黄酒工程技术研究中心

以8种海洋生物为原料，通过双酶酶解制备了336种样品，从中筛选出综合效果最好的目标酶解物，海参水解物（Stichopus japonicus peptides，SJPs），即海参先后经过碱性蛋白酶和风味蛋白酶酶解的产物。SJPs拥有较高的体外乙醇脱氢酶激活... 详细信息

以8种海洋生物为原料，通过双酶酶解制备了336种样品，从中筛选出综合效果最好的目标酶解物，海参水解物（Stichopus japonicus peptides，SJPs），即海参先后经过碱性蛋白酶和风味蛋白酶酶解的产物。SJPs拥有较高的体外乙醇脱氢酶激活率（118.86%）、疏水性氨基酸含量（45.97%）、小分子肽含量（81.04%）和胃肠道消化稳定性。建立小鼠急性酒精中毒模型和早期酒精肝病模型，分别评价SJPs解酒和护肝活性。结果表明，饮酒前口服SJPs显著延长小鼠醉酒潜伏期并缩短睡眠期，增强了对急性酒精毒性的耐受性；此外，SJPs通过激活酒精代谢酶系，加速酒精及其代谢物的清除，降低了肝脏氧化应激和脂肪堆积，对早期肝损伤具有显著保护作用。综上所述，SJPs可能作为功能食品潜在成分发挥解酒护肝作用。

关键词：海参水解物解酒护肝双酶酶解乙醇脱氢酶激活率酒精性肝损伤

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射频处理对全麦粉贮藏稳定性与品质的影响

食品与发酵工业 2024年

作者：李永富李大辉史锋黄金荣江南大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室江苏省生物活性制品加工工程技术研究中心江南大学粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心

射频是一种新型热处理技术。通过监测全麦粉常温贮藏过程中脂肪氧化、淀粉和蛋白质结构变化等相关指标，探究射频处理对全麦粉理化性质的影响。将射频处理前后的全麦制粉，分为射频组、射频脱氧组和未处理组进行贮藏实验。贮藏6个月后... 详细信息

射频是一种新型热处理技术。通过监测全麦粉常温贮藏过程中脂肪氧化、淀粉和蛋白质结构变化等相关指标，探究射频处理对全麦粉理化性质的影响。将射频处理前后的全麦制粉，分为射频组、射频脱氧组和未处理组进行贮藏实验。贮藏6个月后，脂肪酸值为射频组（50.89 mg/100 g）< 射频脱氧组（52.18 mg/100 g）< 未处理组（95.93 mg/100 g），过氧化值和自由基强度均为射频脱氧组 < 射频组 < 未处理组；与贮藏0 d的样品相比，未处理组、射频组和射频脱氧组淀粉结晶度分别下降了4.59%、2.94%、2.82%，巯基含量分别下降了18.29%、8.33%、11.11%。再结合淀粉短程有序度及热力学性质变化结果和蛋白质二级结构及分子质量分布变化结果，发现贮藏后全麦粉淀粉有序结构下降，蛋白质分子聚集，但射频组变化更为缓慢，添加脱氧剂作用不明显。上述结果表明，射频加脱氧处理能有效抑制全麦粉贮藏过程中脂肪水解氧化，且对淀粉与蛋白质结构的影响较小，可以有效改善全麦粉贮藏稳定性及品质，延长其保质期。

关键词：全麦粉射频脱氧贮藏稳定性品质