解淀粉芽孢杆菌NS2降解玉米赤霉烯酮的研究

为了丰富玉米赤霉烯酮(ZEN)解毒菌种库,通过采集湖南省邵阳市等7个省市粮食样品,筛选获得1株能够高效降解ZEN的解淀粉芽孢杆菌NS2。采用高效液相色谱法检测降解前后ZEN的含量发现,液态发酵72 h,该菌对5 mg·L^-1 ZEN标准品的降解率高达96.0%,固态发酵72 h,菌株对玉米粉中2.5 mg·L^-1 ZEN标准品的降解率高达88.2%。采用高效液相色谱与四级杆飞行时间质谱联用技术检测该菌处理后的ZEN降解产物,未检测出具有毒性作用的α-玉米赤霉烯醇(α-ZOL)、β-玉米赤霉烯醇(β-ZOL)等ZEN的类似物。此外,抗菌活性试验与木聚糖酶、纤维素酶和蛋白酶活性试验显示降解菌NS2还能通过产生具有抗菌作用的次生代谢产物,抑制病原微生物大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌的生长。上述结果表明,解淀粉芽孢杆菌NS2可以高效降解ZEN,具有潜在应用前景,为ZEN解毒产品的开发与应用奠定了材料基础。     

体外消化对油茶蒲提取物抑制α-葡萄糖苷酶活性的影响

为探索体外消化对油茶蒲活性成分的影响,本试验以油茶蒲为原料,分析消化前后油茶蒲提取物、水相、正丁醇相、乙酸乙酯相对α-葡萄糖苷酶抑制活性的变化,采用高效液相色谱(HPLC)、分子对接进一步探索油茶蒲中抑制α-葡萄糖苷酶的主要活性物质。结果表明,油茶蒲提取物、乙酸乙酯相、正丁醇相、水相对α-葡萄糖苷酶的IC₅₀为0.27~1.17 μg·mL^-1,经体外模拟消化后,IC₅₀上升至0.34~2.36 μg·mL^-1,其中乙酸乙酯相的活性最强。油茶蒲提取物成分分析结果显示,体外消化能影响各相萃取物的总酚含量,其中乙酸乙酯相的总酚含量最高(44.49 μg·mL ^-1)且在体外消化中具有良好的稳定性。相关性分析结果表明,油茶蒲提取物中有5个化合物与α-葡萄糖苷酶的IC₅₀呈显著相关,其中包括3-O-甲基鞣花酸-4'-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(MEAG)。AutoDock分子对接结果也表明,MEAG具有良好的α-葡萄糖苷酶抑制活性,以及最佳的结合能(-7.99 kcal·mol^-1)和估计抑制常数(1.40 μmol·L ^-1), 其主要通过氢键和疏水作用与α-葡萄糖苷酶的氨基酸残基相互作用。本研究结果为开发新型α-葡萄糖苷酶抑制剂以及油茶蒲资源利用提供了数据参考。     

罗汉果皂苷提取物对INS-1胰岛β细胞糖脂毒性的保护作用研究

为阐明罗汉果皂苷提取物(MGE)对胰岛β细胞糖脂毒性的保护作用,本试验通过噻唑蓝(MTT)比色法、Hoechst 33342/PI荧光染色法和Western blotting研究MGE对高糖、高脂诱导INS-1胰岛β细胞活力降低、凋亡及促凋亡因子caspase 3表达水平的影响。结果表明,在0.1~100 μg·mL^-1浓度范围内,MGE对INS-1细胞无明显细胞毒性(P>0.05)。高糖、高脂处理使INS-1胰岛β细胞活力显著降低(P<0.05),而MGE(0.1~100 μg·mL^-1)干预可明显增强INS-1细胞活力,并呈一定的剂量效应关系。与高糖高脂模型组相比,100 μg·mL^-1MGE干预使INS-1胰岛β细胞活性上升了15.5%。荧光染色表明,MGE处理明显抑制了高糖、高脂诱导的INS-1胰岛β细胞凋亡。免疫印迹结果表明,高糖、高脂处理的INS-1胰岛β细胞,cleaved caspase 3蛋白表达水平显著上调,而MGE干预显著下调cleaved caspase 3水平(P<0.05)。本研究结果表明,MGE干预改善了胰岛β细胞的糖脂毒性,抑制了细胞凋亡,其抗凋亡作用可能与抑制caspase 3的剪切活化有关。本研究结果为罗汉果高附加值产品的开发及天然、安全降糖功能因子的筛选提供了一定的理论依据。     

高压脉冲电场法提取耐辐射奇球菌中类胡萝卜素的研究

为探讨高压脉冲电场(PEF)电学参数致耐辐射奇球菌破壁提取类胡萝卜素的影响及最佳工艺参数,采用正交试验法,分析了电场强度、处理时间、频率和脉宽4种电场参数对类胡萝卜素提取效果的影响。结果表明,PEF技术提取类胡萝卜素的最优提取水平组合为:电场强度30 kV·cm^-1,处理时间30 s,频率30 Hz,脉宽10 μs。该条件下,提取量为75.06 μg·g^-1,与未进行电场处理的样品提取量48.27 μg·g^-1相比,增加了55.5%。本研究结果为PEF技术的工业化大规模应用提供了理论依据。     

玉米赤霉烯酮降解酶基因zlhy-6在枯草芽孢杆菌中的表达

玉米赤霉烯酮(ZEN)是具有雌激素作用的次生代谢产物,可以被来源于Gliocladium roseum的内酯水解酶降解为无毒物质。为了实现玉米赤霉烯酮降解酶基因zlhy-6在枯草芽孢杆菌中的表达,获得不含抗生素抗性基因的食品级重组枯草芽孢杆菌,本研究采用一步克隆及重叠延伸PCR的方法构建了单启动子和包含Hpa Ⅱ和P43双启动子的表达质粒,将质粒转化到枯草芽孢杆菌中,获得重组菌株168/pMA5-zlhy-6和168/pMA5-P43-zlhy。然后构建了重组整合载体amy-p43-zlhy,将zlhy-6基因整合到枯草芽孢杆菌168的基因组中。通过Cre/lox系统敲除抗生素抗性基因,获得整合了P43-zlhy表达盒的食品级重组枯草芽孢杆菌BZ-zlhy。将构建的3个重组菌株在37℃、pH值7.5条件下培养36 h,结果显示,双启动子表达载体重组菌株的最高酶活性为2.2 U·mL^-1,是单启动子菌株的1.2倍。双启动子重组菌株表达的降解酶对ZEN(4 μg·mL ^-1,30 min)的降解率为65.1%。重组菌株枯草芽孢杆菌BZ-zlhy表达水平最低(0.4 U·mL^-1)。本研究实现了玉米赤霉烯酮降解酶在枯草芽孢杆菌中表达,同时构建了不含抗生素抗性基因的食品级重组枯草芽孢杆菌,为玉米赤霉烯酮降解酶的工业化生产奠定了基础,也为解决粮食储藏和饲料生产中的ZEN污染提供了思路。     

超高效液相色谱-串联质谱法测定动物尿液中5种镇静剂类药物残留

为建立动物尿液中异丙嗪亚砜、异丙嗪、氯丙嗪、安眠酮和地西泮5种镇静剂类药物残留的超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)检测方法,本研究以固相萃取为净化手段,采用HPLC-MS/MS检测猪、牛和羊尿液中5种镇静剂类药物的残留量。结果表明,尿液样品经离心,调节pH值,Oasis MCX固相萃取柱净化后,能够有效去除杂质,5种镇静剂在0.6~20.0 μg·L^-1范围内呈良好的线性关系,相关系数(R²)均大于0.993;5种镇静剂类药物的检出限和定量限分别为0.1和0.6 μg·L^-1,0.6、2.5和9.0 μg·L^-1 3个添加水平的回收率介于64.6%~110.2%之间,相对标准偏差(RSD)均小于6.0%。本研究结果为不同动物尿液中镇静剂类兽药残留的精准检测提供了技术支持。     

普鲁兰酶产生菌的诱变选育及其发酵工艺的优化

为了提高普鲁兰酶产酶酶活,以GX-6为出发菌株,采用低能离子束修饰技术对其进行诱变,并通过响应面法优化其发酵培养基。结果表明,最佳离子束诱变参数为:注入能量10 keV、诱变剂量1×10¹⁵ ions·cm^-2、诱变时间38 s,此条件下菌株正突变率比负突变率高,利用离子束诱变技术反复诱变,最终获得一株普鲁兰酶酶活较高且遗传性稳定的突变菌株GX-6-2,其酶活为2.13 U·mL^-1,较出发菌株酶活(0.65 U·mL^-1)提高了2.28倍。由Plackett-Burmen试验分析得到影响普鲁兰酶酶活的3个显著因素分别是玉米淀粉、麦芽糖和吐温-80。通过响应面试验得到最佳发酵培养参数为:玉米淀粉56.5 g·L^-1、麦芽糖11.5 g·L^-1、吐温-80 1.0 mL·L^-1、黄豆饼粉 25 g·L^-1、pH值7.0、发酵温度37℃、接种量3%、发酵时间24 h、装液量50 mL、转速180 r·min^-1,此条件下诱变菌株的酶活为2.57 U·mL^-1,较出发菌株酶活提高了2.95倍。对突变菌株的发酵特性进行初步研究发现,发酵培养24 h时,突变菌株酶活达到2.67 U·mL^-1,较出发菌株提高了3.11倍。本研究结果为利用低能离子束修饰技术诱变选育普鲁兰酶产生菌提供了一定的理论参考。     

SPE-UPLC-MS/MS测定葡萄酒中的高氯酸盐

为建立前处理简单、定量准确、灵敏度高的葡萄酒中高氯酸盐的快速测定和分析方法,本研究使用酸化甲醇提取葡萄酒样品,最终选择WAX固相萃取柱前处理净化,亲水性聚丙烯滤膜(GHP)过滤,经Phenyl-Hexyl色谱柱分离,以电喷雾离子源(ESI)在多反应监测(MRM)负离子模式下测定葡萄酒中高氯酸盐。结果表明,该方法的检测时间为12 min,检出限和定量限分别为0.15 μg·L^-1和0.5 μg·L^-1,在1、2、5、10和20 μg·L^-1水平的加标回收率介于94.5%~105%之间,相对标准偏差(RSD)小于3.17%。该方法的建立可为葡萄酒生产企业和相关监管部门提供一定的技术支撑。     

硒处理对薄壳山核桃幼苗生长的影响

为探究硒对薄壳山核桃幼苗生长的影响,利用不同浓度亚硒酸钠[0(CK)、0.5、5、10、20、40、80 μmol·L^-1]对薄壳山核桃幼苗进行处理,并测定相关生理指标。结果表明,低浓度硒对薄壳山核桃幼苗生长发育、生物量积累、酶活性均有促进作用,而高浓度硒抑制了幼苗生长、干物质的积累、酶活性、光合速率,且硒浓度越高,抑制作用越明显。80 μmol·L^-1 硒浓度处理后的根长较CK显著降低了55.36%(P<0.05),其他形态指标均无显著差异。硒处理显著提高了幼苗体内的硒含量,且根系>叶片。随着硒浓度的增加,叶、根内的硒含量呈先升高后降低的趋势,硒浓度≥0.5 μmol·L^-1时,其他处理均与CK存在显著差异。40 μmol·L^-1硒浓度处理下叶中的硒含量较CK显著增加了1 682倍,根中的硒含量提高了482倍。低硒浓度(≤10 μmol·L^-1)处理可以促进根中Mn²⁺、Mg²⁺含量和叶中的Zn²⁺含量的积累。当硒浓度≥5 μmol·L^-1时,会促进根中Zn²⁺含量的积累,硒浓度≥10 μmol·L^-1,促进茎中Mn²⁺含量的积累,其中在80 μmol·L^-1硒浓度处理下茎中Mn²⁺含量为CK的9.29倍。过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性随着硒浓度增加均呈先增后减的趋势,且在0.5 μmol·L^-1硒浓度处理下达到最高,明显高于CK,分别为1 698.63、1 912.28 U·mg prot^-1。综上,低浓度硒处理和施硒时间长短对幼苗光合作用影响不大,而高浓度硒处理会抑制光合作用。本研究结果为进一步揭示硒富集机理和硒的科学使用提供了理论依据。     

搅拌结合pH控制10L发酵罐条件下乳酸菌发酵胡柚汁研究

为了提高10 L发酵罐发酵胡柚汁中活菌数、总酚含量和总黄酮含量,本试验以植物乳杆菌L1(Lactobacillus plantarum L1)和发酵乳杆菌L2(Lactobacillus fermentum L2)为发酵菌种发酵胡柚果汁,考察了摇瓶发酵条件下初始pH值和溶氧对胡柚汁乳酸菌发酵过程以及菌体细胞凝聚性的影响,并对10 L发酵罐发酵放大进行了研究。结果表明,不同pH值和装液量会影响胡柚汁发酵过程中活菌数、总酚含量和总黄酮含量,且胡柚汁发酵过程中乳酸菌细胞有自凝聚能力。在10 L发酵罐中控制搅拌转速为100 r·min^-1并结合pH控制发酵,胡柚汁发酵最大活菌数达到2.86×10¹⁰CFU·mL^-1,总酚和总黄酮最大含量分别达到268 和752 μg·mL^-1,比10 L发酵罐静置发酵分别提高47%、12%和13%,达到摇瓶最佳发酵效果。本研究结果为乳酸菌发酵胡柚汁饮料的规模化生产提供了理论依据。     

12株侧耳属食用菌菌丝中主要营养成分分析

为探究湖北省侧耳属食用菌常见栽培种的主要营养成分,采用常规方法测定了12株侧耳属食用菌菌丝中灰分、粗蛋白、粗脂肪和总糖的含量,利用高效液相色谱法测定了菌丝中洛伐他汀和麦角硫因的含量。结果表明,食用菌菌丝中灰分含量为3.81%～6.65%,粗蛋白含量为11.18%～21.4%,粗脂肪含量为0.65%～3.45%,总糖含量为15.18%～24.70%,洛伐他汀含量为12.94～42.10μg·g^-1,麦角硫因含量为13.59～61.25μg·g^-1。菌株P380菌丝中洛伐他汀和麦角硫因的相对含量较高,分别为42.10、51.70μg·g^-1,表明菌株P380可能是洛伐他汀和麦角硫因合成的优势菌株。本研究结果为后期生物活性物质富集培养基的筛选及侧耳属食用菌生物活性物质的合理开发与利用奠定了基础。     

裸脚菇0612-9提取物对柑橘青、绿霉的抑菌活性及作用机制

为探索裸脚菇0612-9提取物(GSFE)对意大利青霉(Penicillium italicum)和指状青霉(P. digitatum)的抑菌活性和作用机理,本试验采用菌丝生长速率法测定GSFE对意大利青霉和指状青霉的抑菌活性,分析GSFE处理后意大利青霉和指状青霉的菌丝形态、细胞膜通透性和麦角固醇含量变化情况,并通过靶位竞争剂试验探究GSFE的抑菌机理。结果表明,GSFE对意大利青霉和指状青霉的半有效浓度(EC₅₀)值分别为116.76和147.74 μg·mL^-1,最小抑菌浓度(MIC)均为200 μg·mL^-1;经质量浓度为EC₅₀和MIC的GSFE处理后意大利青霉和指状青霉菌丝体均发生严重的皱缩、干瘪,并且胞内呈空泡状结构,细胞质大量减少,胞外相对电导率显著上升,菌体内核酸、可溶性蛋白等胞内物质含量显著降低。这表明意大利青霉和指状青霉细胞膜通透性增加,胞内物质外泄,细胞膜完整性遭到破坏。经浓度为EC₅₀的GSFE处理的意大利青霉和指状青霉菌丝体,其麦角固醇含量均显著降低,分别仅为对照组的17.92%和20.13%。由此可见,GSFE主要通过抑制意大利青霉和指状青霉菌丝体的麦角固醇合成而损伤病原真菌细胞膜的结构和功能。本研究结果为后续开发新型微生物源柑橘采后保鲜剂提供了设计思路。     

壳聚糖酶解产物抑制真菌活性研究

为探究并提高壳聚糖抑制真菌的活性,本研究利用蜡状芽孢杆菌ncps116发酵所制备的壳聚糖酶来酶解壳聚糖,测定不同酶解时间壳聚糖产物的抑菌活性,并监测酶解产物中还原糖的含量;之后选取抑菌活性提高最显著的壳聚糖酶解产物为研究对象,测定最低抑菌活性和最适pH,并使用电子显微镜观察酶解产物对病原真菌菌丝和孢子萌发的抑制作用。结果表明,壳聚糖经0.5~12 h酶解能够显著提高市售壳聚糖的抑菌活性,在酶解24 h内抑菌活性呈先升高后降低的趋势,而且酶解产物的抑菌活性与还原糖浓度相关,还原糖浓度过低(≤44.24 μg·mL^-1),酶解不充分,抑菌圈直径13 mm;而还原糖浓度过高(≥1 900 μg·mL^-1),酶解完全,抑菌圈直径10 mm,抑菌活性均较差。其中,酶解6 h的壳聚糖产物抑菌活性提高最显著,对3种病原真菌(棉花黄萎病菌、苹果轮纹病菌、西瓜专化型尖孢镰刀菌)的最低抑菌活性提高4~8倍,还原糖浓度为383.34 μg·mL^-1,在pH值4.0~4.7时抑菌活性最高;此外,酶解产物能导致真菌菌丝断裂、褶皱、菌丝末端囊泡等畸形生长,并长期抑制孢子生长和菌丝伸长。综上所述,酶解是提高壳聚糖抗菌活性的有效手段,这为推进亮聚糖在防腐保鲜方面的应用奠定了基础。     

不同磨粉方式对青稞粉品质特性的影响

为明确不同磨粉方式制备的青稞粉之间品质特性的差异,本试验分别选用超微粉碎、石磨、工业制粉设备磨制青稞粉,比较不同磨粉方式对青稞粉基础营养成分、表观结构及粉体特性的影响。结果表明,不同磨粉方式对青稞粉的表观结构未产生较大影响,但显著影响了青稞粉的营养成分含量及粉体特性。超微青稞粉的色泽亮(L^*值为88.45)、破损淀粉含量(24.76%)高,粉体崩解值(643 mPa·s)、堆积密度(0.34 g·mL^-1)及振实密度(0.50 g·mL^-1)低,回生值(583.8 mPa·s)高、热糊稳定性较好,具有较高的溶解度(19.57%)和膨胀度(8.71%);石磨青稞粉具有较低的破损淀粉含量(11.48%)、持油能力(1.03 g·g^-1)和持水能力(7.18 g·g^-1)以及较好的冻融稳定性(析水率<66%);工业青稞粉的休止角(55.5°)、滑角(70.5°)、堆积密度(0.39 g·mL^-1)及振实密度(0.63 g·mL^-1)大,具有峰值黏度(2 407 mPa·s)高、回生值(110 mPa·s)低、溶解度(14.98%)低的特点。综上,不同磨粉方式对青稞粉的营养品质及粉体特性影响较大。本研究结果为青稞粉加工方式的选择、改良及其在青稞加工制品中的应用提供了理论依据。