源于类芽胞杆菌的低聚糖脱支酶底物特异性及其应用研究

脱支酶是淀粉深加工产业的常用酶制剂,然而传统脱支酶难以完全满足淀粉糖绿色生产及副产物综合利用的需求,因此有必要挖掘适合的新型脱支酶。本研究筛选并构建来源于类芽胞杆菌STB16的低聚糖脱支酶基因（oga）的枯草芽孢杆菌表达系统,实现低聚糖脱支酶的异源表达,并探究重组酶的酶学性质和底物特异性。结果表明,枯草芽孢杆菌发酵上清液的酶活力可达162.33 U/mL,重组酶的最适反应温度50℃、最适反应pH值6.0,且专一地作用于底物中聚合度为1的分支的α-1,6-糖苷键。相比于其它类型的脱支酶（底物转化率低于检出限）,重组低聚糖脱支酶对异麦芽糖、异麦芽三糖、潘糖等异麦芽低聚糖具有更彻底的水解能力,底物转化率达97.4%～100%,且产物为葡萄糖,因此更适合用于处理葡萄糖母液,可使一次母液、二次母液和色谱分离尾液中葡萄糖含量分别提升3.6%,12.7%和34.4%。相关研究结果可为新型脱支酶的开发和利用奠定理论基础,也为淀粉糖加工副产物的综合利用提供重要参考。     

可得然胶对米粉加工及食用品质的影响

为探究可得然胶对米粉加工及食用品质的影响,实验选取3?款可得然胶（CG-E、CG-01、CG-02,添加量为0%～1.0%,均为质量分数,下同）添加到米粉中,分别通过检测糊化性质、质构特性和蒸煮特性分析样品品质的变化;优化得到最适添加方案后,通过X射线衍射和扫描电镜探究可得然胶对米粉老化及凝胶结构的影响。结果表明,当可得然胶添加量为0.2%时,可得然胶会加剧米粉在加工和蒸煮过程中的吸水膨胀,从而降低米粉的硬度、弹性和咀嚼性,增大米粉凝胶的空隙;但当添加量在0.4%～0.6%范围内时,可得然胶能在不影响大米粉短期老化的前提下,显著提升米粉的硬度、弹性和咀嚼性,改善其蒸煮特性,同时延缓米粉的长期老化,并使凝胶网络更加致密。本研究为可得然胶在米粉乃至米制品中的应用提供参考。     

C端柔性区域对多糖降解菌来源的麦芽五糖生成酶冷适性的调控

冷适麦芽五糖生成酶在低温下具有较高的催化活力,同时能够在室温下快速水解淀粉并特异性地生成具有营养功效的麦芽五糖,因此在食品、医药等领域具有广阔的应用前景。作者以来源于Saccharophagus degradans的两种麦芽五糖生成酶（SdG5A和SdG5A-CD）为研究对象,将其分别表达于Bacillus subtilis中,并分析比较了重组酶的冷适性。结果表明,重组SdG5A在0 ℃下可以保持27.8%的酶活力,在室温下生产麦芽五糖的得率高达48.6%,具有较强的冷适性;而不含有linker和淀粉结合域（SBD）的SdG5A-CD不具有冷适性。为了探究SdG5A的冷适性机理,利用RoseTTAFold构建了结构模型,并利用分子动力学模拟等方法分析了结构柔性。结果表明,位于SdG5A C端的linker-SBD区域具有极高的柔性,且在0 ℃下的均方根涨落与45 ℃保持一致,说明linker-SBD结构高柔性的分子特征是影响SdG5A冷适性的关键因素。     

酶法制备的环糊精-三丁酸甘油酯包合物对小鼠生长性能、抗氧化功能和肠道健康的影响

为了明确酶法制备的环糊精-三丁酸甘油酯包合物(ECT)在动物体内的生物效能,为其在动物饲料中的应用提供理论指导,将36只3周龄雄性BALB/c小鼠随机分为6组,分别为对照组、三丁酸甘油酯组、酶法环糊精组、麦芽糊精-三丁酸甘油酯复合物组、硅基三丁酸甘油酯组、ECT组,饲养5周后测定小鼠体质量、血清生化指标、肝脏抗氧化指标、小肠绒毛高度及隐窝深度、结肠长度、结肠组织学损伤评分、结肠杯状细胞数量以及粪便中短链脂肪酸含量,探究ECT对小鼠生长性能、抗氧化功能和肠道健康的影响。结果表明：与对照组相比,ECT组日均增重增加88.37%,料重比降低45.01%,血清中三酰甘油含量降低38.88%,总抗氧化活力提高36.45%,结肠组织学损伤评分降低,结肠组织中杯状细胞数量增加23.44%,粪便中总短链脂肪酸和丁酸含量分别增加64%和196%。综上,ECT能够提高小鼠的生长性能和饲料利用率,提高肝脏抗氧化能力,还能够促进小肠发育,提高肠道中丁酸等短链脂肪酸含量,预防结肠炎症,有益于肠道健康,具备作为营养型饲料添加剂的应用潜力。     

钙离子协同溶氧提高重组β-CGT酶的可溶性表达量

环糊精葡萄糖基转移酶(Cyclodextrin glycosyltransferase,简称CGT酶)能够通过环化反应生成环糊精,但天然菌株发酵产酶的水平较低,使得环糊精的生产成本居高不下,因此旨在通过异源表达以及发酵优化策略来提高CGT酶的表达量。首先将来源于Bacillus xiaoxiensis STB08的cgt基因插入质粒pET-20b(+)中,在宿主菌Escherichia coli BL21(DE3)中进行分泌表达,在适宜的培养基中发酵96 h后,胞外酶活为34.66 U/mL。然后对发酵条件进行优化,改变溶氧以及添加一定终浓度的Ca2+可使酶活提高到66.86 U/mL及83.15 U/mL,且溶氧与Ca²⁺协同作用可使酶活提高到105.69 U/mL,相比于优化发酵条件之前提高了204.93%。最后通过蛋白质定位分析及流式细胞分析对溶氧及添加Ca²⁺影响发酵水平的机理进行了研究。结果表明,较低的溶氧能够减少重组大肠杆菌包涵体的形成,且溶氧较低时细胞活性较高,但溶氧过低时菌体浓度太低,不能满足菌体正常生长及代谢的需求。而添加Ca²⁺能够减少包涵体的形成,同时Ca²⁺对细胞有较好的保护作用,因此,在溶氧以及Ca²⁺的协同作用下,能够保证菌体的高生长浓度,且Ca²⁺能够增加细胞透性并保护细胞,使得活细胞数目显著增多。该研究提高了CGT酶在大肠杆菌中的可溶性表达量,为该酶的工业化生产提供了新的策略及方法,也可为相关酶的发酵优化提供参考。     

高直链淀粉玉米籽粒特性对淀粉提取的影响及工艺优化

以普通和高直链淀粉（G50、G70）玉米籽粒为原料,利用近红外分析仪、X射线显微断层扫描（XMT）和扫描电镜（SEM）对籽粒性质和微观结构进行测定。结果表明,高直链淀粉玉米中淀粉含量低,蛋白质含量高,XMT表明高直链淀粉玉米密度和角质率大,而角质胚乳中淀粉和蛋白结合紧密,导致淀粉难以从蛋白质基质从释放出来,因此需要对工艺进行调整。探究浸泡时间、浸泡温度、SO2和乳酸添加量对G50和G70提取率和纯度的影响并优化工艺。G50最优工艺参数为：浸泡时间50 h、浸泡温度52 ℃、SO2质量分数0.2%、乳酸质量分数0.5%,此条件下提取率为85.40%,纯度为95.79%;G70最优工艺参数为：浸泡时间50 h、浸泡温度56 ℃、SO2质量分数0.2%、乳酸质量分数0.5%,此条件下提取率为83.70%,纯度为94.02%。     

鲜食糯玉米食用品质与淀粉性质的相关性研究

鲜食糯玉米种类多，蒸煮后食用品质存在差异。为探究影响鲜食糯玉米食用品质的因素，选取4种鲜食糯玉米，并以一种普通玉米作为对照，以感官评定、质构特性、组分构成及淀粉糊化度分析为基础，并进一步提取淀粉组分对其热力学性质、糊化特性及结构特性展开研究。结果表明，4种鲜食糯玉米支链淀粉质量分数为95%~98%，质构硬度为2 987~3 633 g，煮制后糊化度为68%~91%。感官评定结果表明，糊化度较高的‘苏科糯1505’、‘苏科糯1704’口感较好。相关性分析结果表明，糯性分数、口感分数与糊化度呈显著正相关（P<0.05），相关系数分别为0.698、0.651；同时支链淀粉质量分数与口感分数呈显著正相关（P<0.05），相关系数为0.642；支链淀粉质量分数与硬度呈显著负相关（P<0.05），相关系数为-0.742。表明鲜食糯玉米煮制后籽粒中淀粉糊化度对口感影响较大。该研究为鲜食糯玉米食用品质与淀粉性质之间的相关性提供了参考，为寻找影响鲜食糯玉米品质的关键因素提供了新的研究方向与数据支持，对鲜食糯玉米产业发展具有一定的指导作用。     

源于Bacillus megaterium STB10的直链麦芽五糖生成酶酶学性质及其产物合成规律

构建来源于巨大芽孢杆菌STB10直链麦芽五糖生成酶（Bacillus megaterium maltopentaose-forming amylase,BmMFA）的食品级枯草芽孢杆菌表达系统,实现了该酶的分泌表达,分析了其酶学性质,并对其产物合成规律进行了探究。结果显示,BmMFA具有较强的催化活力,枯草芽孢杆菌发酵后上清液中酶活力可达196.57 U/mL;该酶的最适反应温度为50 ℃,最适反应pH值为7.0,且具有相对较宽的pH值应用范围;BmMFA倾向于内切酶作用机制,且具有较好的产物特异性,水解麦芽糊精24 h后产物中直链麦芽五糖质量分数42%以上,当以支链淀粉为底物时,其转化率及主产物直链麦芽五糖比例均优于直链淀粉。本研究为直链麦芽五糖的酶法制备提供了一定的理论依据。     

香芹酚乳液的稳定性和抑菌性研究

为了改善精油乳液的稳定性和抑菌性,使用吐温80、十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate, SDS)作为乳化剂制备不同的香芹酚乳液,探究不同乳液的粒径、多分散指数(polydispersity index, PDI)、Zeta电位、抑菌性和贮藏稳定性的变化,并研究了香芹酚(carvacrol, CA)与香芹酚乳液的最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration, MIC)和抗氧化活性差异。结果表明,与只使用吐温80制备的香芹酚乳液相比,SDS的加入可以显著降低香芹酚乳液的粒径和PDI值,增强乳液的Zeta电位值,并将香芹酚乙醇混合液[carvacrol-ethanol solution, CES,m(香芹酚)∶m(无水乙醇)=3∶1]含量由200 g/L提高到了400 g/L,同时抑菌性也有了明显的增强,并且以吐温80和SDS作为复合乳化剂制备的香芹酚乳液分别在4℃和25℃下贮藏45 d粒径均无明显变化。香芹酚对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌和枯草芽孢杆菌的MIC分别为0.312 5、0.625 0、1.250 0、0.625 0...     

酶法制备α-环糊精反应体系中癸醇的分离

建立了利用液液萃取技术分离酶法制备α-环糊精反应体系中复合剂——癸醇的方法。首先,在α-环糊精溶液中加入癸醇形成α-环糊精-癸醇复合物沉淀后,以该混合体系为研究对象,考察了萃取剂种类及其用量、萃取温度和萃取时间等因素对萃取法分离癸醇的影响,确定了萃取条件:以15倍于癸醇体积的乙醚作为萃取剂,在30℃下萃取30 min。其次,以酶法制备α-环糊精的反应体系为研究对象,在最佳萃取条件下分离癸醇后,所测得的α-、β-、γ-环糊精收率与采用传统方法——水蒸气蒸馏法所得收率相当,进一步验证了萃取法能够将α-环糊精-癸醇复合物中的癸醇有效分离出来。