目的 探究以燕麦 β-葡聚糖为基础的不同益生元组合配方对肠道健康的影响.方法 采用人体粪便体外发酵方法,对两个以燕麦β-葡聚糖为基础的益生元组合配方进行 24 h和 48 h发酵,通过qPCR和 16S rDNA的方法探究配方对肠道菌群的影响.之后采用双中心平行双盲随机对照人群试验,选取 192 名排便困难的 18～65 岁的健康成人,随机分为 3 组,分别干预 28 d,试验期间收集受试者的粪便,并记录受试者排便情况.采用线性混合效应模型、t检验和协方差分析探讨益生元组合配方对肠道菌群、排便状况和肠道健康状况的影响.结果 体外试验和人群试验显示,相比于对照组,以燕麦β-葡聚糖为基础的益生元组合配方可以促进肠道有益菌普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii)、黏蛋白艾克曼氏菌(Akkermansia muciniphila)、霍尔德曼氏菌属(Holdemania)和布劳特氏菌属(Blautia)的增殖(P<0.05).经人群试验验证,相比于普通膳食纤维,燕麦β-葡聚糖为基础的两个益生元组合能改善排便,以及腹胀、消化不良等肠道健康问题(P<0.05).结论 以燕麦β-葡聚糖为基础的益生元组合配方,可促进肠道有益菌增殖,改善肠道健康.

为进一步优化胆南星炮制工艺,开发胆南星临床应用,在查阅了历代本草古籍、《中华人民共和国药典》、各省中药炮制规范等相关书籍,结合中国知网、万方数据、维普网、PubMed等数据库中的相关文献,对其中所载有关胆南星的炮制工艺、化学成分、药理作用及临床应用进行总结.胆南星传统炮制方法为发酵法、混合蒸制法及复制法,现代出现了利用微生物工程技术发酵的方法.胆南星化学成分包括多糖类、黄酮类、生物碱类、皂苷类、胆汁酸类等,具有解热抗炎、抗惊厥、镇痛、祛痰等药理作用.由于胆汁来源和炮制方法的不同,其所含的化学成分和药理作用有明显的区别,通过比较不同炮制方法、不同炮制条件下胆南星活性成分、药效学变化,为后续胆南星炮制工艺优化及其开发利用提供文献依据.

建立基于定量核磁共振氢谱(quantitative proton nuclear magnetic resonance,qHNMR)的神曲中葡萄糖含量的测定方法,对市售神曲中葡萄糖的含量进行分析,并探究神曲加工炮制过程中葡萄糖含量的变化规律.以重水为溶剂,2,2,2,3-d4-3-(三甲基硅基)丙酸钠盐为内标,以化学位移δ 4.65、5.24处葡萄糖端基质子双峰信号作为定量峰,对神曲中葡萄糖含量进行定量.经方法学评价,葡萄糖在0.10～6.44 mg·mL-1呈现良好的线性关系,精密度、稳定性、重复性和加样回收率试验的RSD均小于2.3％.市售神曲中葡萄糖含量波动明显,推测与神曲的发酵天数、麸面比及炮制方式等有关.神曲中葡萄糖含量随发酵天数增加呈先增加后降低的趋势;全麦麸或全面粉发酵的神曲中葡萄糖含量明显低于麦麸和面粉混合发酵的神曲;麸炒神曲较生神曲葡萄糖含量略有降低,而焦神曲中葡萄糖含量显著降低.该实验建立的qHNMR方法简单快捷,准确度高,为神曲中葡萄糖含量测定提供了新的方法.此外,该研究阐明了神曲加工炮制过程中葡萄糖的量变规律,对判断神曲发酵程度具有指示意义,为揭示神曲的发酵机制,完善神曲的质量控制方法提供了科学依据.

土壤盐渍化是影响作物生长发育和产量的主要环境因素,利用土壤有益微生物治理盐渍化土壤是盐碱地改良的有效途径.本实验室前期从盐渍化土壤中筛选到两株耐盐菌株氧化微杆菌(Microbacterium oxydans)C8 和嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)B4.菌株C8 具有解钾、溶有机磷和无机磷及产生长素的能力,菌株B4 具有溶有机磷和产生长素的功能.本文研究了C8 和B4 混合发酵对其功能的影响,结果表明,C8 和B4 混合培养后,其解钾、溶磷及产生长素的能力显著高于单一菌株.利用正交试验和响应面优化试验对其混合发酵培养基和培养条件进行优化,C8 和B4 混合发酵最适培养基配方为:葡萄糖 10 g/L,酵母膏 10 g/L,NaCl 4.5 g/L;最适培养条件为:pH 7.4,温度 28.8℃,转速 129 r/min,接种量 2%,装瓶量 20%,培养时间 23 h.以烟草为材料,检测复合菌剂对植株生长的作用,结果显示,盐胁迫下C8 和B4 复合菌剂处理显著促进植株生长.

木质纤维素类生物质作为一种廉价且储量丰富的可再生原料,可通过预处理、酶解和微生物发酵等过程转化为纤维素燃料乙醇,近几十年来受到世界各国的广泛关注.杨木是一种人工广泛种植的速生硬木,主要用于造纸工业,而伴随产生大量枝桠等废弃物.因其富含纤维素和半纤维素组分,被认为是纤维素乙醇生产的优良木质纤维素原料.聚焦于杨木在纤维素乙醇生产中的应用,介绍了杨木的组成及结构特点,重点综述了杨木在预处理技术、预处理原料的酶解、微生物发酵等方面的研究进展.最后,归纳总结了限制杨木在纤维素乙醇应用中的技术障碍及困难,进而分析提出了相应解决对策并展望了其应用前景.

为明晰内生真菌在宿主植物耐盐生长中是否存在拮抗作用,探讨利用内生真菌提高困难立地条件下造林成活率的可能,将两株耐盐内生真菌葡萄座腔菌(Botryosphaeria sp.)Z1(T3)、炭团菌(Hypoxylon sp.)Y6(T4)及其混合菌(T2)进行固体发酵培养,添加到栽植有木麻黄(Casuarina equisetifolia)幼苗的不同盐度(质量分数为0、3‰、6‰、9‰)盆钵土壤中,以添加菌株载体(T1)和无添加(CK)为对照,研究固体培养内生真菌对土壤盐胁迫下木麻黄幼苗抗逆生理特征的影响及其与生物量的关系.结果表明:菌株处理显著提高了盐胁迫下幼苗的生物量,幼苗生理特征受土壤盐度、时间和菌株种类影响较大.3‰盐度下,T2处理15天后可溶性糖(SS)含量、可溶性蛋白(SP)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及45天后过氧化氢酶(CAT)活性高于CK、T1,相对电导率(REC)在T2、T3和T4处理胁迫期都显著降低;9‰盐度下,T2、T3和T4处理实验期内REC、H2O2含量显著降低,胁迫60天后丙二醛(MDA)含量显著降低,SS含量、SOD活性、CAT活性显著增加,T2处理的SP含量、过氧化物酶(POD)活性同样显著增加.采用逐步回归建立了菌株处理下幼苗生理特征与生物量关系的回归方程模型,通径分析表明REC、POD活性和SS含量为影响生物量的主要生理因素.综上,不同菌株对幼苗渗透调节物质含量、氧化酶活性和生物量的影响不同,混合菌的拮抗作用最为明显,研究结果初步揭示了盐胁迫下木麻黄渗透调节物质含量、抗逆酶、生物量与木麻黄内生真菌的关系,为木麻黄抗逆工程菌的发掘提供了研究基础.

目的:芽孢杆菌dhs-330分离自海水,能够产生脂肽-糖脂混合型表面活性剂.考察该菌株产物的抑菌性能.方法:采用抑菌圈法考察dhs-330发酵液对不同指示菌的抑菌活性,对提取的dhs-330产物进行最小抑菌浓度(MIC)测定,并考察该产物对温度、盐度和pH值的稳定性.结果:菌株dhs-330产物对嗜水气单胞菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌有抑菌作用,MIC分别为0.005、0.01、0.01和0.02 g/L;经100℃处理20 min、pH2～10处理30 min,或盐度为0～50的条件下,产物仍具有抑菌活性或略有下降.结论:海洋来源的芽孢杆菌dhs-330胞外脂肽-糖脂混合型产物具有抑菌活性,且在高温、低pH值和高盐度条件下具有稳定性.

Mig1和Snf1是酿酒酵母葡萄糖阻遏效应的两个关键调控因子.为了提高酿酒酵母工程菌同时利用葡萄糖和木糖的能力,分别对MIG1和NF1基因进行了单敲除和双敲除,并通过摇瓶发酵实验和RNA-Seq转录组分析,初步揭示了Mig1和Snf1可能影响葡萄糖和木糖共利用表达差异基因的层级调控机制.研究结果表明,MIG1单敲除对混合糖的共利用影响不大;SNF1单敲除会加快混合糖中木糖的利用而且葡萄糖和木糖可以被同时利用,这可能归因于SNF1单敲除会解除对一些氮分解代谢阻遏基因表达的抑制,从而促进了细胞对氮源营养的利用;进一步敲除MIG1,会解除更多氮分解代谢阻遏基因表达的抑制,以及一些碳中心代谢途径基因表达上调.虽然MIG1和SNF1双敲除菌株利用葡萄糖加快而利用木糖变慢,但是葡萄糖和木糖可以被同时利用,进而加快乙醇的积累.综上所述,MIG1和SNF1的敲除导致氮分解阻遏基因表达上调,有助于促进葡萄糖和木糖的共利用;解析Mig1和Snf1对氮分解阻遏基因的层级调控作用,为进一步提高葡萄糖和木糖的共利用提供新的靶点.

纤维素燃料乙醇生产面临的一个重要问题是纤维素原料预处理过程中产生多种副产物会显著抑制酿酒酵母的生长繁殖和发酵,其主要成分弱酸类中甲酸被认为具有最强的抑制效应.为了解工业酿酒酵母混合糖发酵时木糖利用被甲酸特异性显著抑制的机制,为发酵菌株的抑制物耐受育种提供依据,以乙酸存在条件下的发酵为对照,研究甲酸存在条件下菌株分别发酵混合糖和单独木糖时的发酵性能以及糖代谢相关基因的表达差异、葡萄糖浓度对菌株发酵木糖和木糖代谢基因表达的影响,同时研究甲酸存在条件下葡萄糖代谢产物乙酸和乙醇对菌株发酵木糖的影响以及混合糖和单独木糖发酵过程中甲酸浓度变化和甲酸脱氢酶基因FDH1转录情况.结果显示:葡萄糖只有在甲酸存在条件下才特异性地显著抑制木糖发酵,木糖消耗速率的下降与木糖还原酶(XR)和木糖醇脱氢酶(XDH)酶活下降有关;单独木糖发酵时,只有当乙酸、乙醇和甲酸共存时才表现出抑制效应,且随乙醇浓度增加抑制效应越明显,木糖发酵被抑制与XDH酶活下降有关,但乙酸、乙醇和甲酸三者对木糖发酵的协同抑制效应明显弱于60 g/L葡萄糖存在时的抑制;混合糖发酵时FDH1基因转录被抑制导致甲酸分解缓慢,对甲酸存在条件下木糖发酵被抑制有部分贡献.综上,葡萄糖抑制甲酸分解与葡萄糖代谢产物乙酸、乙醇和甲酸的协同抑制对混合糖发酵时甲酸对木糖发酵特异性显著抑制有贡献,但尚存在其他未知抑制机制,还需进一步深入研究.

[目的]每年产生的秸秆大部分没有被有效利用,造成大量的资源浪费.虽有部分秸秆发酵后制成畜禽动物饲料,但研究秸秆饲料用于饲养昆虫的少见.本研究旨在拓展秸秆的资源化利用途径,利用发酵秸秆饲养黄粉虫Tenebrio molitor,进而降低黄粉虫饲养中的饲料成本.[方法]以饲养黄粉虫的常规饲料、发酵的玉米秸秆、发酵的红薯秸秆为原料,用极端顶点混料设计法,研究三者不同混合比例对黄粉虫幼虫生长指标(生物量增率、死亡率、体长、饲料利用率和转化率)以及生理指标[含水量、灰分含量、粗脂肪含量、粗蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、总糖含量、磷含量、中微量元素含量和重金属含量]的影响,筛选出黄粉虫的最佳混料配方.[结果]结果表明,在常规饲料中添加一定量发酵的玉米秸秆和红薯秸秆更有利于黄粉虫幼虫的生长.生物量增率较大的实验组,其饲料利用率和转化率较高.混料配方中红薯秸秆所占比例越大,黄粉虫幼虫的死亡率趋势越大.而不同的混料配方对黄粉虫幼虫的体长和各生理指标无明显影响.最佳的混料配方为:常规饲料:发酵玉米秸秆:发酵红薯秸秆=37.24:20.72:42.04.此配方饲料成本低,相比于常规饲料配方成本降低了56.94％.此配方下饲养的黄粉虫幼虫,其生物量增率可达32.52％,高于常规饲料饲喂的对照组(25.17％),且黄粉虫幼虫的死亡率低、饲料利用率高.[结论]秸秆饲料经过科学配方既降低了黄粉虫的饲养成本,又提高了秸秆的利用率,具有较好的推广前景.