甘薯的保健功能及药用价值研究进展

甘薯在控制人类许多疾病(如癌症、糖尿病和心脑血管疾病等)方面具有药用价值。同时,甘薯还具有抗氧化、预防肥胖和增强免疫力等保健功能。系统综述近年来甘薯的保健功能及药用价值方面的研究成果,并对其应用进行展望。     

淡色生赤壳菌YLZ42发酵液稳定性及活性物质的初步研究

从广西玉林土壤中分离获得一株淡色生赤壳菌YLZ42,其发酵产物对蜡样芽孢杆菌等具有良好的抑制作用。以蜡样芽孢杆菌为指示菌对该菌株发酵产物的活性特性进行了研究,结果表明该菌发酵液的抑菌活性在40~60℃温度范围内比较稳定,60℃加热1 h,活性损失小于7%;在p H 2~7范围内抑菌活性稳定,p H大于7时,活性损失较大,在p H 8条件下处理12 h活性损失已达到64%;发酵液适宜在酸性条件下保存,p H 4的发酵液放置15 d后活性损失小于5%;活性物质对紫外线不敏感,经紫外照射24 h后抑菌活性基本不变。然后采用萃取、薄层制备、HPLC制备等提取分离方法得到了抑菌活性物质的纯品,分子量为513,与相关文献中报道的活性代谢产物的分子量均不同。     

养猪场圈舍除臭复合菌剂的研制

从畜禽养殖场、堆肥场、鱼塘等场所分离筛选除臭功能菌,获得6株具有显著除臭作用的微生物,分别为酵母菌Y-1、霉菌M-1、乳酸菌L-1、芽孢杆菌B-1和B-2、光合菌P-1。采用正交试验对功能菌进行优化组合,研制除臭复合菌剂。结果表明:Y-1、M-1、L-1、B-1、B-2、P-1的最优比例为1∶1∶1∶1∶3∶3,其对综合恶臭、TVOC、NH_3和H_2S的平均去除率分别为54.97%、18.66%、13.12%、41.18%,对综合恶臭、TVOC、NH_3和H_2S的最大去除率分别为72.95%、35.26%、20.20%、81.28%。复合菌剂能够明显减少猪粪中恶臭的产生量。     

补料对发酵工艺中枯草芽胞杆菌ZK8产伊枯草菌素A调控基因的影响

为研究补料对分批发酵工艺中枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis）ZK8产伊枯草菌素A的影响,以“氮源+碳源+氨基酸”为补料,应用RT-qPCR技术并结合相关发酵参数分析了3个合成调控基因degQ、degUS、glnR及操纵子itu在发酵过程中的相对表达量差异。结果显示：补料-分批发酵工艺中总氮和还原糖的含量高于分批发酵工艺,生物量和效价分别提高了68.85%和36.67%;补料-分批发酵工艺中degQ、degUS和glnR 3个基因的相对表达量均高于分批发酵工艺,3个基因相对表达量的变化规律与伊枯草菌素A合成规律、操纵子itu的相对表达量变化规律一致。表明流加补料液促进了degQ、degUS和glnR的表达,为菌体提供了丰富的碳源、氮源和伊枯草菌素A的合成前体,促进了伊枯草菌素A的合成。     

苯胺降解菌蛋白质组双向电泳体系的建立与优化

为建立适合苯胺降解菌AN-P1蛋白质组学分析的双向电泳体系,对双向电泳中的上样量、IPG胶条pH值范围和等电聚焦条件进行了优化,结果表明:当上样量为2.0mg,使用24cm、pH值4～7的IPG胶条,聚焦伏小时数为110 000时,能够获取分辨率高、重复性好的凝胶图谱.     

改进型人工神经网络优化 Iturin A 发酵培养基研究

为提高伊枯草菌素A(Iturin A)的产量,选择发酵培养基中对Iturin A合成有影响的5个组分作为自变量、以Iturin A产量为响应值,设计5因素10水平的均匀设计试验。以均匀设计试验数据为基础,分别建立二次多项式模型和一种改进型人工神经网络模型来优化发酵培养基,最后通过比较两种模型的优劣选择改进型人工神经网络模型优化培养基组分。结果表明,相比于二次多项式模型,基于相同试验设计的改进型人工神经网路模型有更好的拟合精度和泛化能力,使用人工神经网络模型优化后的培养基发酵48 h后,Iturin A产量为1.121(±0.089)g/L,比二次多项式模型优化的培养基高出13.23%,此时Iturin A发酵培养基的优化组分为葡萄糖、KH2PO4、Mg SO·7H4 2O、酵母膏和大豆蛋白胨总氮浓度分别为42.6、3.62、3.14、0.12、2 g/L。     

鼠李糖乳杆菌利用甘薯废渣发酵产乳酸的研究

【目的】研究鼠李糖乳杆菌发酵甘薯淀粉加工废渣生产乳酸的工艺条件,为薯渣的治理和利用提供新的技术思路。【方法】使用元素分析仪对甘薯淀粉废渣中的主要元素进行分析测定,同时,在以菌体OD值法确定的鼠李糖乳杆菌的生长对数期内分别取不同时间点设置4组乳酸发酵试验,以该菌利用葡萄糖液体培养基产乳酸的发酵效率为考察指标确定该菌的乳酸发酵最适种龄。在此基础上,利用鼠李糖乳杆菌对甘薯废渣直接进行固体发酵：采用单因素试验方法分别考察接种量、发酵温度、碳酸钙添加量,以及外加氮源对乳酸发酵效率的影响;此外,考察外加氮源对发酵结束后薯渣固体发酵醪中的生物量的影响;结合正交试验设计,得到影响薯渣发酵产乳酸因素的最优组合。【结果】元素分析结果显示甘薯淀粉废渣是一种高C、H含量的生物质,其干渣中C、H元素质量百分含量分别达40.34%、6.16%,而N元素质量百分含量仅为0.32%,虽C元素含量丰富,但N元素相对匮乏,需要外加氮源方可进一步促进其生长代谢。通过菌体OD值法确定的鼠李糖乳杆菌的生长曲线显示,菌体接入2 h后OD值迅速增长,菌体生长进入对数期。8 h后OD值基本不变,菌体进入稳定期。确定了种子的对数生长期在2-8 h。在该时间区间内以4 h龄种子的乳酸发酵效率最高,达92.39%,对应残糖浓度最低,为0.59 g·L^-1,确定4 h是鼠李糖乳杆菌乳酸发酵的最适种龄。薯渣固体发酵中分批单因素试验结果依次为：接种量在10%时发酵效率达最高,为83.87%;发酵温度在37℃时发酵效率最高,达85.55%;CaCO₃添加量在5%时发酵效率达最大值,为90.24%;4种无机氮源中尿素组发酵效率达91.01%;尿素在0.8%添加量下发酵效率最大值为94.13%,同时发酵醪中活菌数达4.32×10⁸ cfu/g。依据以上单因素试验结果,CaCO₃适宜添加量为5%,与中和发酵体系中初始糖（10%）产生的乳酸所需的理论添加值相符,故以5%作为其固定添加量,不再列入正交试验的考察范围。此外,加入了纤维素酶作为考察因素,确定正交试验因素与水平,开展四因素三水平的正交试验,最终确立了最适薯渣发酵条件：接种量10%、尿素添加量0.8%、纤维素酶含量0.4%、发酵温度35℃、碳酸钙添加量5%,在该条件下发酵效率可达（96.55±0.866）%,发酵醪中活菌数达3.04×10⁸ cfu/g。【结论】建立了低成本、简工艺、高效率的甘薯废渣发酵生产乳酸工艺。该工艺不仅适于工业化生产乳酸,同时易于被广大甘薯淀粉加工农户利用。     

水分管理对Cd-Pb-Zn污染土壤有效态及水稻根际细菌群落的影响

在镉-铅-锌污染土壤上,为了探究水稻根际细菌群落多样性及结构在不同水分条件下的动态变化,采用高通量测序技术,研究了连续淹水(CF)和干湿交替(IF)两种水分模式下,镉-铅-锌复合污染的农田土壤在水稻分蘖期和成熟期根际区细菌群落组成和多样性,以揭示水稻根际区细菌群落在两种水分调控下的响应机制。研究结果表明,水分管理对土壤中Cd、Pb、Zn、Ni有效性和有效N和P含量影响显著。在水稻分蘖期,CF处理Cd、Pb、Zn、Ni有效性显著高于IF处理;到了成熟期,其Cd、Pb、Zn含量显著低于IF土壤。有效N含量在水稻分蘖期,CF处理土壤显著高于IF处理;而在两个生长时期,IF处理的有效P含量均显著高于CF处理土壤。水分管理对细菌群落α多样性影响主要表现在水稻分蘖期,主要是不同水分条件和土壤理化性质共同作用的影响。细菌群落丰度组成在水稻两个生育时期表现均有差异。在水稻分蘖期,淹水处理下的肠杆菌科(Enterobacteriaceae)和莫拉菌科(Moraxellaceae)的相对丰度高于干湿交替处理,其丰度与土壤Zn、Ni和Pb有效量之间呈显著正相关;干湿交替处理Planococcaceae群落相对丰度高于淹水处理,其丰度与有效P之间呈正相关。到了成熟期,在淹水环境下地杆菌科(Geobacteraceae)和粘球菌(Myxococcaceae)的相对丰度高于干湿交替处理,地杆菌科(Geobacteraceae)的丰度与有效P之间呈负相关。在植稻初期,土壤重金属的有效性是影响细菌群落结构的主要因素,随着植稻时间的延长,土壤养分转而成为决定根际细菌群落变动的关键因素。     

氨基酸补料对伊枯草菌素A发酵的影响

对枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis ZK8)进行4种不同工艺(分批发酵和3种氨基酸浓度的补料分批发酵)的发酵,测定并分析了发酵过程中各时间点样品中菌量、伊枯草菌素A (iturin A)的效价、还原糖、总氮及16种游离氨基酸的含量及变化趋势。结果表明,在工艺2 (补料浓度分别为天冬氨酸55 mg/L,谷氨酸12 mg/L,脯氨酸6 mg/L)发酵条件下,枯草芽胞杆菌ZK8菌量最高,达2.163×1010个/mL,比分批发酵(对照组)提高9.5%;在工艺1(补料浓度分别为天冬氨酸50 mg/L,谷氨酸9 mg/L,脯氨酸5 mg/L)发酵条件下,iturin A效价最高,达20 101.1 U,比对照提高了93.94%。     

高烟碱耐受力降解菌Arthrobacter sp. AH14的鉴定及其降解条件的优化

烟碱是烟草生物碱的主要成分,其含量高低直接影响着烟叶的品质,目前我国的卷烟企业面临着因上部烟叶烟碱含量高而难以较多地用于叶组配方的难题。此外,因烟碱具有毒性,如何将其从烟草废弃物中除掉是烟草行业面临的又一大难题,因此寻找一种简单、低耗、环保的方法来降解烟碱十分重要。前期分离保存了一株能够降解烟碱的细菌AH14,从形态结构特征、生理生化特性、16S r DNA序列分析以及构建系统进化树等方面对其进行鉴定,结果表明AH14为节杆菌(Arthrobacter sp)。以6 g/L的烟碱为唯一碳源,对该菌株降烟碱的条件进行了优化研究,得到其降解烟碱的最适条件为:接种量12.5%、p H 6.5、温度34℃、转速120 r/min。在此条件下,该菌能够在120 h内将6 g/L的烟碱完全降解,14 g/L的烟碱降解率为30.22%。说明菌株AH14具有极强的降解烟碱能力,可应用于降解高浓度烟碱。