发酵科技通讯

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研究报告

定点饱和突变提高Ｌ－脯氨酸－４－羟化酶的酶活

周海岩１，２，李会帅１，２，王　培１，２，柳志强１，２

2018, 47(4): 193-198.

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摘要：为了提高Ｌ－脯氨酸－４－羟化酶（Ｐ４Ｈ）合成反式－４－羟基－Ｌ－脯氨酸（４－Ｈｙｐ）的能力，首先对实验室前期构建的重组大肠杆菌Ｅ．ｃｏｌｉ　ＢＬ２１（ＤＥ３）／ｐＥＴ－２８ｂ－ｐ４ｈ的Ｐ４Ｈ进行三维结构模拟和“热点”氨基酸分析，选择了７个位于“疏水口袋”附近的氨基酸残基（Ｙ２０５，Ｋ２０７Ｉ２４１，Ｆ１３７，Ｔ１４２，Ｖ５３和Ｒ４５）进行定点饱和突变，得到Ｐ４Ｈ酶活力明显提高的突变型酶Ｆ１３７Ｒ和Ｙ２０５Ｋ。采用Ｆ１３７Ｒ和Ｙ２０５Ｋ催化转化０．３５ｇ／Ｌ　Ｌ－脯氨酸产物４（Ｈｙｐ质量浓度分别为５５．０９ｍｇ／Ｌ和５２．２９ｍｇ／Ｌ），比野生型酶分别提高了５８％和５０％。经过分子对接比较发现，突变型Ｐ４Ｈ的活性中心没有发生显著变化，酶活的提高可能是由于突变作用使蛋白构型发生了轻微改变，增加了该酶与底物或辅底物的亲和力引起的。该结果为进一步利用Ｐ４Ｈ生物合成４－Ｈｙｐ提供了重要的理论基础。

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研究报告

大数据理念在氨基酸产业数据共享中的应用

王　森，张　昕，王　健

2018, 47(4): 199-203.

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摘要：随着计算机技术、检测技术的发展，氨基酸发酵数据量成几何倍数增加，传统靠人工和专家经验的决策方式，已经成为制约产业进一步发展的主要因素，以氨基酸发酵数据共享的需求为依托，引入了大数据的理念，分别从数据的获取、数据的储存、数据的分析、数据的应用和管理层次重点讨论，提出了一种基于大数据理念的氨基酸发酵数据共享平台框架。数据共享平台使数据信息得到有效的组织管理，将整个氨基酸发酵数据各松散部分紧密结合成为一个整体，保证数据在全生命周期中的安全可控，实现发酵过程数据的真正共享，对氨基酸发酵研究和应用具有重要的意义。

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研究报告

基于定向进化的烷基间苯二酚合酶改造

包莹玲１，２，赵威棣１，吕旭浩１，周靖阳１，祝衢鑫１，李　忠２，陈小龙１

2018, 47(4): 204-208.

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烷基间苯二酚合酶（ＡＲＳ）属于研究蛋白结构与功能关系的模式分子———Ⅲ型聚酮合酶家族，其产物烷基间苯二酚是一种具有极其重要生物学功能活性的物质。为进一步提高ＡＲＳ的酶活性，研究在成功实现ＡＲＳ在大肠杆菌中进行温控自裂解异源表达的基础上，通过易错ＰＣＲ及定点随机突变构建酶基因突变文库，并结合高通量筛选，获得酶活力显著提高的突变子ＡＲＳＳｄ－３（Ａ２０７Ｓ／Ｍ２６６Ａ／Ｔ２５６Ｓ）。酶学性质研究发现：ＡＲＳＳｄ－３的底物选择性向长链脂肪酰ＳＮＡＣ略有偏移；当以棕榈酰－ＳＮＡＣ为底物时，ＡＲＳＳｄ－３的酶活力是ＡＲＳ的１．５５倍，米氏常数（Ｋｍ）降低至（６．８±１．３）μｍｏｌ／Ｌ，最大反应速率（Ｖｍａｘ）增加至（２３４．１±９．８）ｐｍｏｌ／（ｍｉｎ·ｎｍｏｌ）。研究结果对探究ＡＲＳ的催化机制及其生产应用具有一定意义。

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应用开发

大肠杆菌发酵中强裂解性噬菌体的分离和鉴定

陈江坡１，２，程江红１，２，康　培２，３，刁刘洋１，２，

2018, 47(4): 209-211.

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噬菌体在自然界中种类很多，在细菌发酵的工业生产中极易感染噬菌体。从工业苏氨酸生产菌（大肠杆菌ＭＧ１６５５来源）的培养液中分离到一株裂解能力强大的噬菌体，分析其生物学特性并鉴定其种类能够为以后抗性菌株的制备和防止再次感染提供研究基础。采用双层琼脂平板法分离、纯化噬菌体，观察噬菌斑特征，通过电镜观察噬菌体形态特征。分离、纯化获得一株能高效裂解大肠杆菌ＭＧ１６５５的噬菌体。噬菌斑呈圆形、大而透明、边缘整齐。电镜观察噬菌体的头部呈二十面体立体对称，尾部较长。酶切鉴定结果表明噬菌体的核酸类型为ｄｓＤＮＡ，确定其属于有尾噬菌体目长尾噬菌体科成员，命名为ＭＨＶ４。分离鉴定了一株裂解效率极高的大肠肝菌ＭＧ１６５５噬菌体，并确认其为长尾噬菌体科成员，为后续抗噬菌体菌株的筛选和改造奠定基础，并为苏氨酸工业生产提供保障。

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应用开发

燕麦固态发酵工艺研究及其挥发性组分分析

崔　帅，叶　田，秦　静，楼盈凯，严大迅

2018, 47(4): 212-215.

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为了建立燕麦固态发酵的最适工艺条件，以残糖量为考察指标，对影响燕麦固态发酵的三个重要因素：接种量、发酵温度和发酵时间进行了优化。优化得到燕麦固态发酵最适条件为：发酵剂接种量为ｍ（发酵剂）∶ｍ（燕麦）＝１∶５００，发酵温度３６℃，发酵时间４０ｈ。在此条件下制备燕麦发酵提取物，采用固相微萃取（Ｓｏｌｉｄ　ｐｈａｓｅ　ｍｉｃｒｏｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ＳＰＭＥ）结合ＧＣ－ＭＳ进行挥发性组分分析，共鉴定出９种特征性挥发性香气成分，其均由发酵剂发酵产生，与黄酒特征香气成分接近。

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应用开发

苏氨酸废母液色谱分离实验与探讨

汲广习，董力青，王　铮

2018, 47(4): 216-220.

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把苏氨酸回收率及残糖去除情况作为指标，通过设置不同的实验环境对苏氨酸废母液进行回收，从而确定出最佳实验条件。研究结果表明：选用进口钙型（ＸＡ１）转氨型树脂，进料温度６５℃，进料流量８０～９０ｍＬ／ｍｉｎ，洗脱流量８５～９５ｍＬ／ｍｉｎ，出料流量２５～３０ｍＬ／ｍｉｎ，洗脱水ｐＨ在１０左右，回料ｐＨ在９～１０时，可以有效地将无机盐、糖与苏氨酸分开，把苏氨酸回收率提高到９６．２％以上，降低生产损失。

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应用开发

即食橘子片护色与脱硫技术的研究

俞根荣

2018, 47(4): 221-225.

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初步探究不同的护色剂（焦亚硫酸钠、ＮａＣｌ、柠檬酸和抗坏血酸）对即食橘子片的护色效果。实验结果表明：使用２％柠檬酸＋０．１％抗坏血酸＋０．５％氯化钠＋０．３５％焦亚硫酸钠作为护色剂配方对橘子片进行护色效果最佳，护色后的橘子片硬度适宜。此外，选择不同的漂烫方式对橘子片的二氧化硫残留量和渗糖率进行考察，实验结果表明：使用煮沸浸泡法脱硫渗糖效果最佳，１．５ｍｉｎ时橘子片中的二氧化硫质量分数可以控制在０．００５％内，渗糖率１３．９％。

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应用开发

金针菇菌丝体的液体发酵工艺研究

严燕兵１，肖延铭１，华　超１，金　力１，袁　围２

2018, 47(4): 226-230.

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以腺苷含量和菌丝体干重为参考指标，通过正交试验确定了金针菇菌丝体发酵的最佳液体培养基组成。结果表明：金针菇菌丝体液体培养基最佳氮源为低温豆饼粉和玉米浆干粉；最佳碳源为膨化玉米粉和蔗糖；最佳培养基组成为１０ｇ／Ｌ玉米浆干粉，２５ｇ／Ｌ膨化玉米粉，３０ｇ／Ｌ蔗糖，２０ｇ／Ｌ低温豆饼粉，３ｇ／Ｌ　ＫＨ２ＰＯ４和１．５ｇ／Ｌ　ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ。在２００Ｌ发酵罐中放大培养过程，接种量为１５％，发酵周期为４５～５５ｈ，每升培养液获得的金针菇菌丝体成品干重可达２４．０ｇ，腺苷质量分数高达３９４．６μｇ／ｇ，比企业前期成品提高了９７．０％。

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应用开发

一菌双酶法转化富马酸生成β－丙氨酸

陈明亮１，祁　瑛１，肖延铭１，华　超１，李敬亚２，梁阿朋２

2018, 47(4): 231-235.

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利用天冬氨酸转氨酶（ＡｓｐＡＴ）和Ｌ－天冬氨酸α－脱羧酶（ＰａｎＤ）偶联，以富马酸和氨作为底物催化合成β－丙氨酸（β－Ａｌａ）是工业合成β－丙氨酸的重要途径。但传统的双酶工艺需要分别发酵两个酶，且酶无法固定化。通过将ＡｓｐＡＴ和ＰａｎＤ构建入同一个大肠杆菌中，使其通过一次发酵就能产生两个酶，并且通过固定化通透细胞使酶可以重复利用。构建的工程菌的整体酶活为８５．４Ｕ／ｇ，固定化率为６４．２％，固定化细胞最适反应温度为４５℃，最适反应ｐＨ为７．５，最高可将质量浓度为３００ｇ／Ｌ的富马酸完全转化生成β－Ａｌａ，固定化细胞可连续使用１２次。根据笔者提出的方法可简化酶的发酵工艺，进一步降低β－Ａｌａ的生产成本。

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综述

赖氨酸的应用及食品级赖氨酸的发展前景

王　洪，赵亚军

2018, 47(4): 236-239.

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赖氨酸作为蛋白质的基本组成单位，是人体必需氨基酸之一，具有重要的生理功能，且应用广泛。我国赖氨酸年产量达１９３万ｔ，产品９０％用于饲料养殖业。近年来，随着人们生活水平的日益提高，新兴食品工业发展迅速，赖氨酸的应用也越来越受到人们的关注，各种含赖氨酸食品、饮料、医药用品应运而生，为食品级赖氨酸提供了更加广阔的市场支撑，发展趋势令人瞩目，是推动我国赖氨酸产业市场转型最佳时期，综述了赖氨酸的应用现状，并在此基础上对食品级赖氨酸发展前景进行了分析。

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综述

微生物制品营养和保健功能的研究

马跃超１，２，崔　毅１，２，陈　宁１，２，徐庆阳１，２

2018, 47(4): 240-244.

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随着我国国民健康意识的提升，饮食营养越来越受到政府和人们的重视。微生物制品包括食用菌、菌体蛋白、发酵食品以及益生菌剂等，不仅具有独特的风味，还含有丰富且易吸收的营养物质。此外，微生物制品还提供了多种对人体有益的生理活性物质，这类物质能够调整人体代谢，有助于改善机体消化、神经和免疫系统，从而增强机体免疫力，并且可以预防和治疗某些疾病。对常见的微生物制品及其对人体的营养价值和保健功效进行了介绍，并对我国微生物制品的市场现状和发展趋势进行了简单介绍和讨论。

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综述

玉米浆在发酵工业中的应用及研究进展

王　婷１，２，张德志１，２，蔡柠匀１，２，陈　宁１，２，徐庆阳１，２

2018, 47(4): 245-248.

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玉米浆是生产玉米淀粉时产生的副产物，是最廉价的有机氮源。玉米浆含有大量的氨基酸、维生素和生长因子，能促进细胞生长，提高发酵产酸和糖酸转化率，在生物工程、发酵工程、制药和饲料添加剂等领域发挥了重要作用。为了有效地利用玉米浆，利用绿色环保的生产工艺，发挥其最大经济效益，分析了玉米浆中所含营养物质的主要成分、含量和特点，探讨了玉米浆的制备流程、在氨基酸代谢、微生物发酵饲料以及青霉素制备的最新应用和研究进展。

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