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嗜热酸性Ⅲ型普鲁兰水解酶协同压热制备莲子抗性淀粉的工艺优化及其功能特性研究

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食品工业科技 2024年第11期45卷 195-204页

作者：郭建军曾静王通袁林江西省科学院微生物研究所江西南昌330096

本研究以莲子淀粉为原料,采用嗜热酸性Ⅲ型普鲁兰水解酶(TK-PUL)与压热联合制备RS3型抗性淀粉(EHP-LRS3)。通过单因素实验和响应面试验对TK-PUL与压热联合制备EHP-LRS3的工艺参数进行了优化,采用扫描电子显微镜和X-射线衍射对EHP-LRS3... 详细信息

本研究以莲子淀粉为原料,采用嗜热酸性Ⅲ型普鲁兰水解酶(TK-PUL)与压热联合制备RS3型抗性淀粉(EHP-LRS3)。通过单因素实验和响应面试验对TK-PUL与压热联合制备EHP-LRS3的工艺参数进行了优化,采用扫描电子显微镜和X-射线衍射对EHP-LRS3的形貌、晶体结构进行了观察与分析,并考察了EHP-LRS3对长双歧杆菌的促增殖能力。结果表明,在TK-PUL酶解温度为80℃时制备EHP-LRS3的最佳工艺为:向质量分数为35.32%的莲子淀粉乳(pH5.00)中添加25.00 U/g(莲子淀粉)的TK-PUL,将混合物于80℃处理12.70 h,再将其依次于121℃压热处理10 min、4℃回生处理24 h。在最佳工艺条件下,EHP-LRS3的得率为58.46%。扫描电镜分析显示EHP-LRS3呈不规则的沟壑状结构。X-射线衍射分析表明EHP-LRS3的晶体结构呈现出不同于莲子淀粉A型晶体结构的B型晶体结构。EHP-LRS3对长双歧杆菌的促增殖能力优于压热法制备的RS3型抗性淀粉(HP-LRS3)。本研究采用TK-PUL与压热联合制备得到高得率的RS3型抗性淀粉(EHP-LRS3),并验证了EHP-LRS3对长双歧杆菌的促增殖能力,为莲子淀粉的高值化利用提供了理论依据。

关键词：莲子淀粉 RS3 型抗性淀粉 Ⅲ型普鲁兰水解酶工艺优化结构特性长双歧杆菌

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高光纯D-乳酸生产菌株假肠膜明串珠菌HL64-1的分离鉴定及其发酵特性

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食品工业科技 2024年第11期45卷 133-141页

作者：黄筱萍王通李鹏刘兰江西省科学院微生物研究所江西南昌330096

从自然界中筛选分离产酸菌是获得高光学纯度乳酸生产菌株有效的途径之一。从腐烂果实中分离获得一株产高光学纯度D-乳酸菌株HL64-1,经形态学、16S rDNA序列分析、序列相似性Blast比对分析鉴定为假肠膜明串珠菌(Leuconostoc pseudomesent... 详细信息

从自然界中筛选分离产酸菌是获得高光学纯度乳酸生产菌株有效的途径之一。从腐烂果实中分离获得一株产高光学纯度D-乳酸菌株HL64-1,经形态学、16S rDNA序列分析、序列相似性Blast比对分析鉴定为假肠膜明串珠菌(Leuconostoc pseudomesenteroides)。在基础发酵培养基中摇瓶发酵24 h,产D-乳酸的量达到62.18 g/L,产酸速率达2.59 g/(L·h),光学纯度达99.90%(ee);在5 L发酵罐中放大培养,通过补加碳源,发酵72 h,D-乳酸产量达到78.74 g/L,平均产酸速率达1.09 g/(L·h)。该菌株可以有效利用农业副产物花生饼粉和棉籽粉作为替代氮源以降低发酵原料成本。该菌还可利用木糖产生D-乳酸,且葡萄糖能显著提高木糖的利用效率,极具工业应用前景。

关键词： D-乳酸生产菌分离高光学纯度发酵木糖

蛋白质分子表面氨基酸突变提高植酸酶Yi APPA的活性和热稳定性

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食品科学 2024年第18期45卷 77-86页

作者：曾静郭建军王通袁林江西省科学院微生物研究所江西南昌330096

为了提高植酸酶的活性和热稳定性,增加其在食品加工领域的应用潜力,对植酸酶Yi APPA进行同源模建,结合蛋白质分子表面氨基酸突变策略,选择位于分子表面的赖氨酸和甘氨酸进行定点突变,构建单位点突变体。通过活性和热稳定性筛选,获得活... 详细信息

为了提高植酸酶的活性和热稳定性,增加其在食品加工领域的应用潜力,对植酸酶Yi APPA进行同源模建,结合蛋白质分子表面氨基酸突变策略,选择位于分子表面的赖氨酸和甘氨酸进行定点突变,构建单位点突变体。通过活性和热稳定性筛选,获得活性和热稳定性显著提高的突变体K216R以及热稳定性提高的突变体K189R。通过有益突变位点叠加策略,进一步构建并表征组合突变体K189R/K216R的酶活力及热稳定性。结果表明:与Yi APPA相比,K189R/K216R于80℃半衰期由14.81 min延长至23.35 min,半失活温度由55.12℃提升至62.44℃,热解折叠温度由48.36℃提升至53.18℃。并且K189R/K216R于37℃、pH 4.5的酶活力由3959.98 U/mg提高至4469.13 U/mg。分子结构建模和分子动力学模拟的结果显示:K189R/K216R中引入了新的氢键,能够提高酶部分结构单元的稳定性,使其热稳定性得到提高;同时K189R/K216R的催化口袋体积增大是其活性提高的主要原因。本研究通过蛋白质分子表面氨基酸突变策略可有效提高植酸酶Yi APPA的活性和热稳定性,为植酸酶及其他类型酶的分子改造提供参考依据。

关键词：植酸酶表面氨基酸活性热稳定性分子动力学模拟

共表达分子伴侣蛋白提高III型普鲁兰水解酶在短小芽孢杆菌中的分泌表达及发酵优化

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食品工业科技 2024年第10期45卷 149-157页

作者：曾静郭建军王通袁林江西省科学院微生物研究所江西南昌330096

本研究旨在通过共表达分子伴侣蛋白以及优化发酵条件来提高III型普鲁兰水解酶(TK-PUL)在短小芽孢杆菌中的分泌表达水平。通过构建共表达TK-PUL和分子伴侣蛋白的多种重组短小芽孢杆菌,并以胞外酶活为指标对其进行筛选,确定最有利于TK-PU... 详细信息

本研究旨在通过共表达分子伴侣蛋白以及优化发酵条件来提高III型普鲁兰水解酶(TK-PUL)在短小芽孢杆菌中的分泌表达水平。通过构建共表达TK-PUL和分子伴侣蛋白的多种重组短小芽孢杆菌,并以胞外酶活为指标对其进行筛选,确定最有利于TK-PUL分泌表达的分子伴侣蛋白及对应的重组短小芽孢杆菌。在此基础上采用单因素实验和响应面法优化重组短小芽孢杆菌的发酵条件。结果表明,共表达分子伴侣蛋白PrsA^(Ba)的重组短小芽孢杆菌的胞外酶活达到98.79 U/mL,提高了0.31倍。该重组短小芽孢杆菌的最佳培养基包括19.65 g/L葡萄糖、21.46 g/L酵母提取物、12.01 g/L MgCl_(2)·6H_(2)O、9.02 g/L脯氨酸、0.01 g/L FeSO4·7H_(2)O、0.01 g/L MnSO4·4H_(2)O、0.001 g/L ZnSO4·7H_(2)O。在发酵温度为35℃、起始发酵pH为7.0的条件下,该重组短小芽孢杆菌于最佳培养基中培养66 h时,其胞外酶活达到192.68 U/mL,提高了1.56倍。本研究通过共表达分子伴侣蛋白和发酵优化实现了TK-PUL在短小芽孢杆菌的高效分泌表达,为TK-PUL的应用提供了基础。

关键词： III型普鲁兰水解酶短小芽孢杆菌胞外分子伴侣蛋白发酵优化分泌表达

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数字经济赋能共同富裕:基于分位数回归方法

系统工程理论与实践 2024年第9期44卷 2887-2901页

作者：纪园园杨岚程东坡上海社会科学院经济研究所上海社会科学院数量经济研究中心西南财经大学统计学院

中国推进共同富裕的过程恰好与数字经济快速发展的时期相契合,数字经济是新时代经济增长的重要引擎,是在高质量中促进共同富裕的重要力量.本文基于数字经济的内涵,构建了数字经济发展指数,并利用中国家庭微观调查数据,采用分位数回归方... 详细信息

中国推进共同富裕的过程恰好与数字经济快速发展的时期相契合,数字经济是新时代经济增长的重要引擎,是在高质量中促进共同富裕的重要力量.本文基于数字经济的内涵,构建了数字经济发展指数,并利用中国家庭微观调查数据,采用分位数回归方法深入探究了数字经济对共同富裕的影响效应和作用机制.研究发现,数字经济发展显著提升了居民收入水平,并且对于不同收入群体有显著异质性,相比高收入群体,数字经济对低收入群体的促进作用更强.机制分析表明,数字经济的普惠性降低了金融服务的门槛,为低收入群体创造了均等的发展机会,提升了创业活跃度,促进了就业增长,提供了更多的就业机会.数字经济发展推动了劳动力非农转型,从而使得农户总收入增加,降低了收入差距.本文的研究为数字经济如何赋能共同富裕提供了经验证据,为政府扎实推进共同富裕提供了决策参考.

关键词：数字经济共同富裕收入差距创业活跃度

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改性酒糟生物炭对紫色土壤镉形态及水稻吸收镉的影响

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环境科学 2024年第5期45卷 3027-3036页

作者：肖乃川王子芳杨文娜谢永红代文才高明西南大学资源环境学院重庆400715 重庆农业科学院果树研究所重庆401329

生物炭及改性生物炭已被广泛应用于重金属污染农田土壤修复领域.为探寻经济有效的镉(Cd)污染酸性紫色土壤修复改良材料,将酒糟制成酒糟生物炭(DGBC),并用纳米二氧化钛(Nano-TiO_(2))对其改性,制得两种改性酒糟生物炭TiO_(2)/DGBC和Fe-Ti... 详细信息

生物炭及改性生物炭已被广泛应用于重金属污染农田土壤修复领域.为探寻经济有效的镉(Cd)污染酸性紫色土壤修复改良材料,将酒糟制成酒糟生物炭(DGBC),并用纳米二氧化钛(Nano-TiO_(2))对其改性,制得两种改性酒糟生物炭TiO_(2)/DGBC和Fe-TiO_(2)/DGBC,采用水稻盆栽试验研究不同生物炭和不同施用量(1%、3%、5%)处理对土壤理化性质、养分含量、Cd赋存形态与生物有效性、水稻生长与Cd富集的影响.结果表明:①施用DGBC显著提高了酸性紫色土pH、CEC和养分含量,且TiO_(2)/DGBC和Fe-TiO_(2)/DGBC效果更好.②DGBC和改性DGBC使土壤Cd形态由可溶态向难溶态转变,残渣态Cd相较对照增加了1.22%~18.46%.土壤Cd生物有效性显著降低,DGBC、TiO_(2)/DGBC和Fe-TiO_(2)/DGBC分别使有效态Cd降低11.81%~23.67%、7.64%~43.85%和19.75%~55.82%.③施用DGBC和改性DGBC提高了水稻产量,DGBC、TiO_(2)/DGBC和Fe-TiO_(2)/DGBC在3%添加量时水稻产量最高,分别为30.60、37.85和39.10 g·pot^(−1),是对照的1.13、1.40和1.44倍.水稻各部位Cd含量显著降低,施用3种生物炭时水稻籽粒ω(Cd)分别为0.24~0.30、0.16~0.26和0.14~0.24 mg·kg^(−1),TiO_(2)/DGBC在5%、Fe-TiO_(2)/DGBC在3%和5%添加量时,水稻籽粒ω(Cd)低于0.2 mg·kg^(−1),符合国家食品中污染物限量标准(GB 2762-2022).总体来看,Nano-TiO_(2)改性DGBC通过自身的吸附作用和影响土壤Cd形态分布有效降低了土壤Cd生物有效性,从而降低了水稻对Cd的吸收,同时促进了水稻生长,提高水稻产量.是一种具有潜在应用前景的Cd污染土壤修复改良材料.研究结果可以为Cd污染酸性紫色土农田修复和农业安全生产提供科学依据.

关键词：镉(Cd)污染紫色土改性酒糟生物炭土壤-水稻系统镉积累

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高光学纯度乳酸菌株的筛选及发酵性能研究

食品与发酵工业 2024年第7期50卷 24-31页

作者：刘兰李鹏王通黄筱萍江西省科学院微生物研究所江西南昌330096

从不同地区的土壤、泡菜中分离筛选出了2株高光学纯度D-乳酸菌株和2株高光学纯度L-乳酸菌株。通过形态学观察、生理生化鉴定和16S rDNA序列分析,确定L-乳酸产生菌HA7-5菌株为屎肠球菌(Enterococcus faecium),HJ57菌株为格氏乳球菌(Lacto... 详细信息

从不同地区的土壤、泡菜中分离筛选出了2株高光学纯度D-乳酸菌株和2株高光学纯度L-乳酸菌株。通过形态学观察、生理生化鉴定和16S rDNA序列分析,确定L-乳酸产生菌HA7-5菌株为屎肠球菌(Enterococcus faecium),HJ57菌株为格氏乳球菌(Lactococcus garvieae);D-乳酸产生菌HB49-2菌株为德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii),HL64-1菌株为假肠膜明串株菌(Leuconostoc pseudomesenteroides)。经摇瓶发酵产酸培养,菌株HA7-5和HJ57发酵产L-乳酸分别达71.83 g/L和31.89 g/L;菌株HB49-2和HL64-1发酵产D-乳酸分别达73.14 g/L和62.04 g/L,且菌株HL64-1发酵周期仅为24 h,产酸速率快,平均产酸速率为2.58 g/(L·h)。D体和L体光学纯度均达99.8%(ee)以上。以上菌株均为产高光学纯度L-或D-乳酸野生型菌株,可作为后期诱变育种的出发菌株,进行菌株改良及发酵性能提升的研究。

关键词：乳酸菌分离鉴定高光学纯度乳酸发酵

两种常用适配体的纳米金比色法快速检测牛奶中黄曲霉毒素M_(1)的评价研究

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食品工业科技 2024年第8期45卷 284-292页

作者：苏柳贺伟华张干陈爱亮章钢刚赖晓翠邓省亮江西省科学院微生物研究所江西南昌330096 中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所北京100081

目的:建立基于不同序列长度适配体的纳米金(Gold nanoparticles,AuNPs)比色传感法快速定量检测牛奶中的黄曲霉毒素M_(1)(Aflatoxin M_(1),AFM_(1)),并评价目前文献报道中常用的21(A21)和72个碱基(A72)长度的AFM1适配体在实际样品中的检... 详细信息

目的:建立基于不同序列长度适配体的纳米金(Gold nanoparticles,AuNPs)比色传感法快速定量检测牛奶中的黄曲霉毒素M_(1)(Aflatoxin M_(1),AFM_(1)),并评价目前文献报道中常用的21(A21)和72个碱基(A72)长度的AFM1适配体在实际样品中的检测性能。方法:采用柠檬酸钠还原法制备AuNPs溶液,加入AFM1适配体及AFM1标准品后,适配体与AFM1特异性结合形成特殊三维结构,随着NaCl溶液加入,AuNPs溶液的稳定性被破坏而发生聚集,导致溶液颜色变化,通过测定AuNPs溶液的吸光值和吸收光谱定量检测AFM1。结果:通过优化适配体浓度、NaCl浓度、反应温度及pH等实验条件,基于适配体A21和A72的AuNPs比色传感法检测AFM_(1)的检测限分别为25.26和5.77μg/L,线性范围均为10~800μg/L,且均具有良好的选择性及特异性,在牛奶中的加标回收率分别为95.7%~103.6%、94.3%~98.2%。结论:A72检测牛奶中AFM1的效果优于A21,可能与适配体长度、构型及亲和性相关。基于适配体A72建立的比色传感法简单、快速、灵敏、特异性强且可视化,为AFM1适配体在乳制品中的应用提供数据参考。

关键词：纳米金黄曲霉毒素M_(1) 适配体比色法

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高速铁路长大隧道音爆现象及斜井辅助泄压缓解效果研究

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中国铁道科学 2024年第3期45卷 87-96页

作者：韩嘉强马伟斌程爱君王辰高龙杨旭张桐中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

随着高速铁路隧道运营速度不断增大,隧道空气动力学问题日益凸显。为此,首先调研整理国内外典型高速铁路隧道音爆案例,并在国内某隧道开展一系列实车测试试验,分析200,250和300 km·h^(-1)3个典型速度条件下隧道内初始压缩波压力梯度与... 详细信息

随着高速铁路隧道运营速度不断增大,隧道空气动力学问题日益凸显。为此,首先调研整理国内外典型高速铁路隧道音爆案例,并在国内某隧道开展一系列实车测试试验,分析200,250和300 km·h^(-1)3个典型速度条件下隧道内初始压缩波压力梯度与洞口微气压波峰值变化规律,并对比不同斜井启闭条件下的辅助泄压缓解效果。结果表明:音爆现象主要发生在长度大于5.0 km隧道;当列车速度低于300 km·h^(-1)时,测试隧道内初始压缩波压力梯度峰值与隧道洞口微气压波峰值相对较小,此时压缩波未发生激化,测试隧道洞口未监测到音爆;当列车速度达到300 km·h^(-1)及以上时,压缩波发生激化,初始压缩波压力梯度峰值与洞口微气压波峰值分别超过90 kPa·s^(-1),150 Pa,此时在测试隧道洞口监测到明显音爆现象;相同速度条件下,不同动车组通过测试隧道时隧道内初始压缩波压力梯度峰值与洞口微气压波峰值存在一定差异,CRH380系列动车组测试数据低于CR400系列动车组;开启斜井能够缓解压力梯度及微气压波峰值,但开启压力梯度峰值达到最大值位置之前的斜井缓解效果更好,而同时开启隧道进口、出口处2个斜井对于压力梯度峰值缓解率最大可达到27.5%。

关键词：高速铁路隧道音爆实车测试压力梯度微气压波缓解效果