粮仓储粮霉变CO2法监测值主要影响因素

利用检测粮堆二氧化碳(CO_2)浓度变化的方法对储粮霉变进行监测,但该方法为间接测定,需对影响粮堆CO_2检测值的粮堆相关因素及传感器相关参数进行全面分析。试验结果表明,不同温度下储粮中霉菌生长早期阶段的霉菌增长量均与CO_2浓度变化同步,两者相关性系数0.99;较低的温度可使霉菌生长产气量显著降低,在霉菌生长量相当的状态下,30℃比20℃条件下测得的粮堆CO_2浓度值高4.7倍。粮食颗粒间空隙度等多种因素均可显著影响CO_2气体扩散,稻谷粮堆比小麦粮堆的孔隙度高约30%,稻谷粮堆在相距CO_2发生源50cm的监测点比小麦粮堆测得的峰值浓度高50%,峰值时间提前4d。对粮堆不同深度发生的霉变(距粮面1,2m),监测点设在粮面下3m可减少外界气体交换的影响,监测效果优于深度为1m的监测点。CO_2气体检测过程中,高的取样气流速度可显著降低检测值;对于各种规格的输气管道,适宜的检测气体取样量为管道内部理论体积的1.5倍。通过合理设定参数,CO_2法可灵敏地监测储粮霉菌活动。     

小麦储藏期间霉菌早期活动的快速监测*

将小麦置于不同温、湿度组合条件下进行模拟储藏,利用快速测定微生物活性值(基于过氧化氢酶活性)的方法监测小麦中霉菌的早期活动状态。结果表明,小麦储藏在70%~79%相对湿度条件下49 d,各试验组微生物活性检测的最大值为306 u;当储藏的相对湿度超过80%时,28℃试验组小麦储藏14 d后的微生物活性检测值即大于500 u。分析微生物活性值与小麦品质的关系表明,当检测值达到400 u时,检验发现小麦的品质有轻微劣变迹象。进一步研究还发现,小麦在各种环境条件下储藏的微生物活性变化与储藏时间有较好的线性关系,其线性相关性系数均达0.9或更高。因此,利用监测微生物活性值变化的方法可以对小麦储藏期间霉菌活动危害做出早期预警。     

黑曲霉葡萄糖氧化酶在毕赤酵母中的表达及其高效发酵研究

葡萄糖氧化酶是一类能催化β-D-葡萄糖生成葡萄糖酸-δ-内酯的酶类,在食品、药品以及生物传感器等领域具有广泛的应用前景。从黑曲霉中克隆出葡萄糖氧化酶编码序列,在毕赤酵母中实现了组成型和诱导型表达并分析了其酶学性质和发酵条件。结果表明:黑曲霉葡萄糖氧化酶的编码基因长度为1 818 bp,编码605个氨基酸,具有21个氨基酸组成的信号肽。毕赤酵母组成型表达葡萄糖氧化酶的发酵上清液中葡萄糖氧化酶的酶活可达1.2 U/m L,利用镍离子亲和层析纯化后得到了分子质量约为100 kDa的葡萄糖氧化酶。利用糖苷内切酶H(Endo H)对葡萄糖氧化酶去糖基化后,其分子质量约为70 kDa,与推测的分子质量相近。对黑曲霉葡萄糖氧化酶的酶学性质研究表明,该酶的最适反应pH 6.0,最适反应温度35℃,比活力60.9 U/mg。为了进一步提高葡萄糖氧化酶在毕赤酵母中的表达量,构建了诱导型表达的毕赤酵母菌株并通过G418抗生素筛选获得了高效表达菌株。对该菌株进行高密度发酵(湿菌体200 g/L),甲醇添加量为2.5%,发酵至第7天时葡萄糖氧化酶发酵量可达133 U/m L,蛋白表达量约1.9 g/L。     

粮食吸湿及湿空气在粮堆中的扩散特性研究

研究了粮食的吸湿特性和湿空气在粮堆中的扩散特性.结果表明:粮食在湿空气中吸湿速度较快,安全水分小麦直接暴露于RH80%条件下,4 d左右水分即可达到基本平衡.但如果没有外部力量推动,湿空气在粮堆中扩散速度很慢,维持小麦、玉米和稻谷的初始相对湿度与环境相对湿度差值超过10%的条件,30 d、0.5 m粮层的相对湿度升高值均小于4%.温差对湿空气在粮堆中的扩散有较强的推动作用,在温差20℃和RH85%的条件下,对局部粮食的增湿速度,湿空气影响粮堆的深度和粮食的增湿量均显著大于无温差条件的结果.     

CO2检测法监测小麦储藏微生物活动的研究

研究了不同水分含量小麦在模拟储藏条件下CO2含量变化,及其与霉菌数量、微生物活性值之间的关系.结果表明,安全水分小麦常规储藏期间微生物数量和CO2检测值均没有明显升高;14%水分的小麦储藏10 d后二氧化碳浓度升高达到0.244%,由于二氧化碳浓度检测分辨率高(0.001%),因此,可比带菌量检测能更早、更精确地反映储粮的微生物危害情况,这一特点与微生物活性值检测方法相近.进一步分析结果表明,几种检测方法数据有正相关性,当储藏的小麦水分超出安全水分时,14%水分小麦60 d储藏二氧化碳浓度检测值与带菌量检测值的相关系数为0.95,与微生物活性值检测值的相关系数为0.99;16%水分小麦的检测数据相关性与14%水分小麦相似,分别为0.90和0.99.     

小麦病程相关蛋白wheatwin 1的表达及其对黄曲霉生长及产毒的影响

黄曲霉在储粮中的大量生长可严重危害粮食的储藏品质甚至产生真菌毒素。研究表明,小麦籽粒中含有多种病程相关蛋白,具有较强储藏霉变抗性的小麦品种胚部含有较多的病程相关蛋白,但其对储粮霉菌的生长和产毒的影响尚不清楚。通过PCR手段扩增从小麦基因组DNA中扩增出了病程相关蛋白wheatwin 1基因并将其在大肠杆菌中进行了表达,对wheatwin 1蛋白进行复性和纯化后分析其对黄曲霉生长及产生毒素的影响。结果表明编码成熟wheatwin 1蛋白的DNA序列长度为378 bp,将其在大肠杆菌中与谷胱甘肽转移酶融合表达可获得包涵体蛋白。将包涵体蛋白复性并利用Thrombin酶切后获得了具有核酸酶活性的wheatwin 1,其可降解黄曲霉RNA;进一步研究表明100 g/m L wheatwin蛋白可显著抑制黄曲霉孢子的萌发和黄曲霉毒素的积累。为进一步揭示wheatwin蛋白对黄曲霉生长和产毒的机理研究奠定了基础。     

主要粮食品种储藏期间霉菌活动特性研究

研究了稻谷、玉米和小麦在25℃,相对湿度分别为75%、85%和95%储藏,以及在高于安全水分2%的相似水活度条件下储藏期间霉菌的活动特性.结果表明,小麦最易出现霉菌生长活动,稻谷的抗霉菌生长作用最强,玉米介于小麦和稻谷之间;其中85%相对湿度下储藏至28 d,小麦的微生物活性值升高了475 u,分别是稻谷和玉米同期升高值的5.6和3.5倍.储粮中霉菌活动特性的不同表现与各粮种的吸湿性能及粮粒外皮(颖壳或种皮)的霉菌可生长性差异有关,但将相同霉菌活动强度的储粮样品作相关品质指标的检测,发现小麦的黏度、发芽率变化不明显,而玉米和稻谷的脂肪酸值和发芽率则有较大的变化.因此,对于储藏品质较稳定但易滋长霉菌的小麦应该重点关注霉菌活动的状况,仅仅监测品质指标变化难以准确判断储藏的安全性和粮食相关的食品安全性.     

储粮主要危害性霉菌过氧化氢酶特性研究

从不同来源的储粮样品中分离了4株灰绿曲霉、3株白曲霉,将培养后菌体破碎得到的粗酶液分别经硫酸铵盐析、SephadexG-200柱层析纯化得到过氧化氢酶.对分离酶的主要特性研究结果表明,这些过氧化氢酶的最适温度均为35℃左右,在水溶液中对热不稳定.酶催化适宜的pH范围为4～9,最适pH均在7 0左右,酶的Km值在33.3～41.7mmol/L范围,金属离子及化合物对酶活力的影响基本相同;1mmol/L浓度的Cu2+、Mg2+、Fe2+、Zn2+对酶活力有激活作用,1mmol/L浓度的巯基乙醇、Fe3+、Ca2+对酶活力有抑制作用,1mmol/L的NaN3、Hg2+可使酶完全失活.该特性研究为酶学方法测定储粮霉菌的应用奠定了基础.     

仪器法与菌落计数法检测储粮微生物敏感性的比较

研究了基于酶学原理的微生物检测仪检测法(简称仪器法)及平板菌落计数检测法(简称平板法)用于储粮微生物检测的敏感性.结果表明,仪器法和平板法对于霉菌孢子检测的检测敏感性相似,不同浓度梯度孢子悬液的检测值相关性参数分别为0 9987和0 9849;对粮堆中处于生长或死亡状态的微生物检测,仪器法可测定储粮中包括菌丝、孢子在内的所有微生物生物量变化,平板法只能检测储粮中霉菌个体数量;用两种方法分别跟踪检测加湿至l8%水分,在22℃下储藏的小麦,仪器法可明显测出该小麦储藏2d后的微生物检测值变化,平板法则需8d以上.因此仪器法检测储粮微生物变化的敏感性高于平板法.     

储粮主要危害性霉菌过氧化氢酶特性研究

从不同来源的储粮样品中分离了4株灰绿曲霉、3株白曲霉，将培养后菌体破碎得到的粗酶液分别经硫酸铵盐析、SephadexG—200柱层析纯化得到过氧化氢酶．对分离酶的主要特性研究结果表明，这些过氧化氢酶的最适温度均为35℃左右，在水溶液中对热不稳定．酶催化适宜的pH范围为4-9，最适pH均在7．0左右，酶的Km值在33．3-41．7mmol/L范围，金属离子及化合物对酶活力的影响基本相同；1mmol／L浓度的CU^2 、Mg^2 、Fe^2 、Zn^2 对酶活力有激活作用，1mmol/L浓度的巯基乙醇、Fe^3 、Ca^2 对酶活力有抑制作用，1mmol/L的NaN3、Hg^2 可使酶完全失活．该特性研究为酶学方法测定储粮霉菌的应用奠定了基础．