李晓敏 作品数:32 被引量:114 H指数:5 供职机构: 江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 江苏高校优势学科建设工程资助项目 高等学校学科创新引智计划 更多>> 相关领域: 轻工技术与工程 化学工程 生物学 医药卫生 更多>>
耐乙醇醋酸菌的选育及其在麦芽醋酿造中的应用 2025年 【目的】旨在选育一株乙醇耐受性优良且适合麦芽醋酿造的醋酸菌,同时提高其原料利用率及醋酸产量,从而改善成品醋品质。【方法】比较了热带醋杆菌J-22(Acetobacter tropicalis J-22)、糖精葡糖醋杆菌J-15(Gluconacetobacter saccharivorans J-15)和沪酿1.01(Acetobacter pasteurianus HN 1.01)在不同乙醇体积分数(6%~10%)啤酒中的发酵能力,以产酸量(以乙酸质量浓度计)、乙醇转化率及感官评价为指标,确定综合评价最高的热带醋杆菌J-22为出发菌株,通过常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变结合高通量筛选(high-throughput screening,HTS)技术,最终选育出1株热带醋杆菌J-2276。通过测定在不同乙醇体积分数下诱变菌株热带醋杆菌J-2276和出发菌株热带醋杆菌J-22的生长曲线和麦芽醋发酵性能,进一步验证了该诱变菌株的乙醇耐受性和发酵能力。【结果】诱变菌株热带醋杆菌J-2276在不同体积分数乙醇胁迫下的生长状况均得到显著改善且能耐受体积分数为11%的乙醇,其发酵的麦芽醋中乙酸质量浓度较出发菌株热带醋杆菌J-22提高了65.0%。较高的乙醇耐受性也使诱变菌株热带醋杆菌J-2276产生更丰富的风味物质,其发酵的麦芽醋中总有机酸质量浓度和总挥发性物质质量浓度较出发菌株热带醋杆菌J-22均提高了45.3%。【结论】该研究通过采用ARTP诱变和HTS相结合的方法选育出1株耐乙醇热带醋杆菌J-2276,且其连续传代7次后遗传性能稳定,有效提高了麦芽醋发酵的产酸量,改善了麦芽醋产品的滋味和风味,具有广泛的应用前景。 钱沁 张明 杨华 蔡国林 李晓敏 李晓敏 吴殿辉关键词:醋酸菌 高通量筛选 乙醇耐受性 胃乙醇脱氢酶δδ-ADH的原核表达及酶学性质 被引量:2 2019年 为获得人胃乙醇脱氢酶δδ-ADH,根据GeneBank中δδ-ADH的基因序列合成目的基因ADH7,构建重组表达载体pET-32a(+)-ADH7,并转化大肠杆菌E.coli BL21(DE3)。获得的阳性转化子经异丙基硫化-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导表达,SDS-PAGE电泳结果显示,目的蛋白质以包涵体的形式得到大量表达。用1 mol/L尿素溶解包涵体获得有活性的粗酶液,经HisTrapTM excel亲和层析柱纯化获得目的蛋白质,检测δδ-ADH酶活并对其基本酶学性质进行研究。结果显示,δδ-ADH的活性为2.085 U/mg,Km为28.43 mmol/L,Vmax为316.46μmol/(L·min)。δδ-ADH的最适反应温度为40℃,在30~50℃范围内温浴60 min,相对酶活在47%以上;最适pH为9.0,将δδ-ADH在不同pH(pH 3.0~11.0)的广泛缓冲液中于25℃保温30 min,在pH 6.0~11.0范围内酶活较稳定。pH 5.0时,相对酶活剩余60%;在0、500、1 000、1 500 mmol/L乙醇中37℃温浴30 min,相对酶活分别为65.6%、51.1%、45.4%和44.4%。 常开霞 常开霞 孙军勇 吴殿辉 李晓敏 陆健关键词:乙醇脱氢酶 基因克隆 酶学性质 β-胡萝卜素降解菌的分离鉴定及其降解机制研究 2024年 类胡萝卜素是存在于植物中的一种天然色素,其降解产物如紫罗兰酮、β-环柠檬醛等具有阈值低、香气品质好等特征,是食品和烟草产品的特征香气。作者采用选择培养基筛选可降解β-胡萝卜素的菌株,并利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(headspace solid-phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry,HP-SPME-GC-MS)技术检测易挥发组分,液相色谱-质谱联用(high performance liquid chromatography-mass spectrometry,HPLC-MS)分析其活性组分的主要成分,结合分子对接和水解氨基酸谱研究菌株降解β-胡萝卜素的机制,并利用分光光度计法分析活性组分的基本性质。结果表明,从黄酒酒曲中分离出一株高效β-胡萝卜素降解菌L-4,鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。其最佳降解条件为接种体积分数3%、培养温度37℃、pH 7.0,主要降解产物是β-胡萝卜素C9-C10双键裂解形成的β-紫罗兰酮和C7-C8双键裂解形成的β-环柠檬醛。活性组分FS1主要成分为RF1(ALTFR)、RF2(VYHYVTYQPPG)、RF3(WYMCC)、RF4(KKPVLLHA)共4条多肽,其中的疏水性氨基酸在降解β-胡萝卜素过程中起到重要作用。蜡样芽孢杆菌L-4能够高效降解β-胡萝卜素,其分泌的疏水性肽类破坏了β-胡萝卜素乳化液的稳态,使β-胡萝卜素在FS1组分的氨基酸残基和金属离子的作用下发生双键断裂和褪色。该研究挖掘的类胡萝卜素降解微生物资源对食品和烟草加工业具有重要意义。 李诚昊 兰佳鑫 姬淑洁 李晓敏关键词:Β-胡萝卜素 香气成分 微生物降解 蜡样芽孢杆菌 黄酒发酵过程中乳酸菌的分离及对其产生物胺能力的评价 被引量:11 2017年 对黄酒酿造过程中乳酸菌进行分离,并对乳酸菌产生物胺能力进行检测。利用脱羧培养基对分离出的82株乳酸菌进行培养,结合反相高效液相色谱技术(reversed-phase high-performance liquid chromatography,RPHPLC)测定发酵液中生物胺含量,具体色谱条件如下:使用丹磺酰氯(Dansyl Chloride,Dns-CL)进行柱前衍生,以乙腈-乙腈(φ=50%)为流动相梯度洗脱,流速1.0 m L/min,254 nm紫外波检测。该方法在给定浓度范围内线性关系良好(R^2>0.996),平均回收率为94.46%~105.20%,相对偏差(RSD)均小于5%。检测到组胺产生菌株11株,最大生成量为18.19 mg/L,高产菌株分离自黄酒前酵第2天;酪胺产生菌株28株,最大生成量为30.38mg/L,高产菌株分离自黄酒前酵第2天;腐胺产生菌株51株,最大生成量为299.94 mg/L,高产菌株分离自浸米水。由此表明,有必要控制黄酒发酵过程中的乳酸菌,采用低产或不产生物胺的乳酸菌作为强化菌株,可降低黄酒中的生物胺含量。 王然然 李晓敏 陈柳 卞小稳 蔡国林 陆健关键词:黄酒 乳酸菌 生物胺 黄酒发酵液中产瓜氨酸乳酸菌的分离鉴定与评价 被引量:4 2015年 为了解黄酒发酵过程中氨基甲酸乙酯前体物瓜氨酸的来源,从黄酒发酵醪液中分离得到9株乳酸菌,并通过生理生化鉴定和16S r DNA序列分析,结果表明,菌株z1为Lactobacillus plantarum,菌株z2和z3为L.hilgardii,菌株z4为L.diolivorans,菌株z5和z7为L.brevis,菌株z6和z9为L.casei,菌株z8为L.fermentum。采用平板检测法结合分子检测法对9株乳酸菌产瓜氨酸能力进行了评价,结果显示,其中6株菌均能不同程度地降解精氨酸产生瓜氨酸,且与菌株中是否存在ADI途径编码基因簇中的关键基因arc A、arc B和arc C直接相关。此外,还应用HPLC对各菌株产瓜氨酸能力进行了精确定量,发现无论是在添加了精氨酸的培养基还是在灭菌后的黄酒培养液中培养,乳酸菌在利用精氨酸的过程中不断向胞外分泌瓜氨酸,从而积累氨基甲酸乙酯。本研究结果为进一步用微生物手段控制黄酒中氨基甲酸乙酯形成提供了思路。 李晓敏 王霈虹 吴殿辉 孙军勇 陆健关键词:黄酒 氨基甲酸乙酯 瓜氨酸 乳酸菌 “六融六优”培养生物与医药专业研究生创新能力的探索与实践 被引量:3 2024年 新兴的生物医药产业对生物与医药专业人才的需求量与日俱增,对人才创新能力的培养提出了更高的要求。基于“产教研融合”理念,探索生物与医药专业研究生创新能力培养的新模式,对于提升我国生物与医药专业人才培养质量、赋能生物经济发展具有重要的现实意义。本文以江南大学生物与医药专业研究生创新能力培养为例,介绍了基于“产教研融合”理念,构建思想引领、学科体系、培养方案、师资队伍、科创平台和交流合作的“六融六优”新培养体系,并介绍了新体系取得的良好培养成效,为生物与医药行业创新型人才的培养提供了有益借鉴。 吴静 周怡雯 宋伟 魏婉清 胡贵鹏 闻建 李晓敏 蒋艳 邱立朋CRISPR/Cas9介导的低产尿素黄酒酵母工程菌的构建 被引量:1 2019年 通过代谢工程改造构建低产尿素的酿酒酵母工程菌,从根源上减少黄酒发酵液中尿素的含量及氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate,EC)的形成。该研究利用融合PCR构建DUR3过表达组件“HOL-PGK1p-DUR3-PGK1t-HOR”,通过CRISPR/Cas9介导的基因组编辑技术转化酿酒酵母S.cerevisiae Na DUR1,2-Δcar1,在敲除CAR1和过表达DUR1,2基因的基础上过表达DUR3基因,获得工程菌S.cerevisiae Na DUR1,2/DUR3-Δcar1。实验室黄酒发酵实验结果表明,与亲本菌株S.cerevisiae Na相比,工程菌S.cerevisiae Na DUR1,2/DUR3-Δcar1所酿黄酒发酵液中尿素含量降低了92.1%,EC含量降低了58.6%;与出发菌株S.cerevisiae Na DUR1,2-Δcar1相比,工程菌S.cerevisiae Na DUR1,2/DUR3-Δcar1所酿黄酒发酵液中尿素含量降低了43.4%,EC含量降低了16.2%。过表达DUR3的工程菌S.cerevisiae Na DUR1,2/DUR3-Δcar1具有“尿素吸收”的能力,减少EC的形成。借助CRISPR/Cas9系统,构建的酵母工程菌无外源抗性基因的引入,具有工业化应用的潜在可能性。 谢文娟 吴殿辉 吴殿辉 李晓敏 谢广发 李晓敏关键词:黄酒 酿酒酵母 尿素 氨基甲酸乙酯 α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶在毕赤酵母中的表达及其对大麦麦芽过滤性能的影响 被引量:4 2018年 PCR技术从黑曲霉(Aspergillus niger)基因组扩增获得1个全长1 790 bp的α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶基因,基因含有1个50 bp的内含子序列,其对应的蛋白质序列含有5个O糖基化位点和9个N糖基化位点,N端含有18个氨基酸的信号肽序列。将目的基因与表达载体pPICZαA连接并在毕赤酵母X-33诱导表达,获得重组α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶。重组酶的相对分子质量为70 kDa,最适反应pH和温度分别为pH 5.5和50℃;金属离子Cu^(2+)、Zn^(2+)和Fe^(2+)对重组酶的酶活有抑制作用,Fe^(3+)对重组酶的酶活有促进作用;以4-Nitrophenylα-L-arabinofuranoside为底物测得酶的Km值和Vmax值分别为0.78 mmol/L和2.57μmol/(min·mg)。在大麦麦芽协定糖化的初始阶段添加31.2 mU/g重组酶,麦汁的过滤速度提高了12.8%。以大麦麦芽阿拉伯木聚糖为底物,α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶与木聚糖酶有较好的协同作用。 解西柱 张明 林材 蔡国林 吴殿辉 吴殿辉 陆健关键词:克隆表达 麦芽 低产尿素黄酒酵母工程菌的酿造特性 2020年 为考察酵母工程菌在黄酒酿造过程中的发酵性能及其降低发酵液中尿素和氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate,EC)的能力,以前期构建的降低黄酒中尿素和EC效果最好的酵母工程菌N85 DUR1,2-c为研究对象,利用单因素试验考察黄酒发酵工艺对其降低发酵液中尿素和EC能力的影响,并对其在生产试验过程中的发酵性能进行研究。结果表明,酵母接种量、发酵温度以及麦曲添加量等工艺参数对工程菌N85 DUR1,2-c低产尿素和EC的性能没有明显的影响,且含量低于亲本菌株。50 kL生产试验表明,工程菌N85 DUR1,2-c所酿黄酒中理化指标含量正常,符合黄酒国标的要求。而N85 DUR1,2-c发酵液中尿素和EC的含量分别为(2.4±0.2)mg/L和(14.9±0.6)μg/L,较亲本菌株分别降低了90.7%和54.6%,且贮存过程中EC含量增加缓慢。说明酵母工程菌N85 DUR1,2-c在不改变黄酒优良品质的前提下,能够显著地降低发酵液中尿素的含量,可以从根源上减少黄酒中EC的积累,提高饮用安全性。 吴殿辉 吴殿辉 蔡国林 李晓敏 李晓敏 陆健关键词:黄酒 氨基甲酸乙酯 尿素 酿造特性 代谢工程改造克雷伯氏菌生产1,3-丙二醇 被引量:3 2024年 1,3-丙二醇是生产聚对苯二甲酸丙二醇酯(polytrimethylene terephthalate,PTT)的重要单体,目前主要通过微生物发酵法生产,但这种方法生产效率低下,限制了1,3-丙二醇的高效生物制造。为解决这一问题,本研究首先利用常压室温等离子(atmospheric room temperature plasma,ARTP)诱变技术,经过高通量筛选,成功获得了一株具有较高渗透压耐受性的菌株,其1,3-丙二醇产量达87 g/L。在此基础上,进一步筛选出了适合克雷伯氏菌的基因表达元件,并通过代谢工程改造,阻断冗余代谢支路(敲除ldhA、budA、aldA基因),同时强化合成路径(过表达dhaB、yqhD基因),使得改造后的工程克雷伯氏菌的1,3-丙二醇产量提升至107 g/L。最终,在5 L发酵罐中,通过优化发酵过程参数,最优工程菌株KP-FMME-6的1,3-丙二醇产量达到118 g/L,甘油转化率为42%,生产强度达到2.46 g/(h·L)。本研究为1,3-丙二醇的工业化生产提供了有效的借鉴和参考。 张少伦 高聪 李晓敏 刘佳 陈修来 刘立明关键词:1,3-丙二醇 克雷伯氏菌 高通量筛选 代谢工程