摘要：几丁质是仅次于纤维素的第二大天然多糖,由N-乙酰-D-氨基葡萄糖聚合而成,具有重要的应用价值。自然界中几丁质可被细菌高效降解。细菌可分泌多种几丁质降解酶类,主要分布在GH18家族和GH19家族中。细菌中几丁质降解酶基因存在明显的基因扩增及多结构域组合现象,不同家族、不同作用模式的几丁质酶系协同作用打破复杂的抗降解屏障,完成结晶几丁质的高效降解。因此,深入分析细菌几丁质酶结构与功能,对几丁质高效降解与高值转化应用具有重要意义。本文介绍了细菌几丁质酶的分类、结构特点与催化作用机制;总结了不同细菌胞外几丁质降解酶系的协同降解模式;针对几丁质酶家族分子改造的研究进展,展望了以结构生物信息学及大数据深度学习为基础的蛋白质工程设计策略在今后改造中的作用,为几丁质酶的设计与理性改造提供新的视角与思路。

摘要：为提高麦芽品种及纯度的鉴定效率,降低检测成本,利用SSR(simple sequence repeats,简单重复序列)荧光标记对24个麦芽品种进行核心引物筛选、多重PCR和指纹数据分析,构建适合麦芽品种鉴定的多重荧光检测体系。首先从前期筛选的多态性引物中选择12对引物进行组合设计,通过优化引物浓度、退火温度进行多重PCR体系构建,3个引物组合扩增成功。按照最少引物鉴定最多品种的指纹图谱构建原则,将引物HVM68、EBmag0007和Bmac755确定为品种区分的核心引物,每对引物平均产生8.3个等位基因。利用3对核心引物构建麦芽品种指纹数据库,通过指纹编码可实现全部24个麦芽品种的快速区分。该研究建立了一种准确、快速、高通量的麦芽品种鉴定检测方法,为啤酒企业在麦芽采购和酿造配方研究上提供技术支持和质量保障。

摘要：自然界中多糖类生物质资源十分丰富,然而其复杂的抗降解屏障限制了生物转化的进程.近年来,随着生物质多糖结构的快速解析以及大量多糖降解酶的鉴定研究,针对不同底物结构或产物需求,仿制高效微生物多糖代谢途径,精确定制多糖降解酶系,促进生物质高效转化已成为可能.本文分析中性多糖(纤维素和木聚糖)、碱性多糖(几丁质和壳聚糖)以及酸性多糖(褐藻胶)的精细结构组成与基团性质,总结3类多糖主要降解酶的活性架构特征及其底物精确结合模式.文章还阐述蛋白质工程设计与定制策略,针对酶分子不同功能区的分析,可为酶分子的功能快速设计与改造提供靶点,以获得适宜于工业应用的高效酶分子,此外,根据微生物胞外降解酶系的降解次序与协同关系,可基于应用需求精确定制复杂多糖降解酶系,实现生物质的高效与高值降解转化.

摘要：啤酒是一种以水、麦芽、酒花及酵母为原料的复合饮料,受欢迎程度仅次于饮用水及茶饮,成为世界第三大饮品,被誉为“液体面包”,其中富含香气、蛋白质、有机酸及多酚等上万种不同化合物,在其发酵与储存过程中产生丰富的感官质量特征等重要指标。由于原料及酿造工艺的差异使啤酒感官质量的评价变得复杂,传统化学检验方法费时费力且成本较高,导致研究人员无法实时获取数据,因此需要新的检测技术及分析方法提高该领域自动化程度。近些年由于人工神经网络技术的成熟及先进的分析仪器的出现使啤酒中复杂物质的检测变得低成本、高效、准确,这些技术已被应用于啤酒风格及品牌区分、原材料采购、发酵过程、成品储藏、质量控制及消费者感官评价等方面。由于酿酒师对人工神经网络相关概念及知识缺乏清晰认知与研究,同时对模型的正确设计与解释也未能提出有效的理论依据,因此啤酒酿造行业需要更多的涉及采样、特征选择及高级分类算法等技术的研究。

摘要：为实现高比例玉米淀粉辅料在超高浓酿造中的应用,研究了三段式玉米淀粉多酶法水解工艺,并利用Box-Behnken中心组合设计对酶制剂添加量进行优化,通过中试规模酿造实验对该工艺进行验证评估。研究结果表明:玉米淀粉使用比例50%,制备的麦汁浓度达到超高浓度,提高了生产效率。得到二次多项式回归方程的预测模型,确定了淀粉水解酶制剂的最佳添加组合及添加量分别为:pH5.5~5.6,α-淀粉酶140μL,葡糖淀粉酶80μL,普鲁兰酶20μL,在此工艺下得到的糖浆DE值大于65.0、转化时间缩短为3 h以内。使用该水解技术制备的18°P超高浓麦汁符合啤酒厂工业化生产的需求,酿制的啤酒符合国家标准的要求。

摘要：二氢杨梅素和杨梅素是拐枣种子中的重要成分。通过超声辅助法从拐枣种子中提取二氢杨梅素,采用单因素法考察乙醇体积分数、超声辐照功率、提取温度、液料比和超声辐照时间影响参数的基础上,并选用Box-Behnken响应面设计法分析建立了超声辐照功率、超声辐照时间和液料比的二次多项式模型,优化提取工艺。结果得到超声辅助法提取拐枣种子中二氢杨梅素的最佳工艺参数为:乙醇体积分数为60%、超声辐照功率140 W、超声辐照时间30 min、液料比20.5 mL·g-1,提取温度40℃。在此最佳条件下,二氢杨梅素得率为2.14±0.09 mg·g-1。本提取方法简单快速,效率高,有利于拐枣资源的综合加工利用。

摘要：采用响应面分析法优化提高高浓啤酒醇酯比的发酵工艺条件。在单因素实验的基础上,选取麦汁溶解氧、接种酵母数、主发酵温度作为影响因子,以醇酯比为响应值,利用Box-Benhnken中心组合设计,研究各自变量及其交互作用对醇酯比的影响,模拟得到二次多项式回归方程预测模型,确定提高高浓啤酒醇酯比的优化条件是:麦汁溶解氧11.92 mg/L,接种酵母数2.59×107个/m L,主发酵温度10.9℃,在这一条件下,醇酯比达到4.35。方差分析结果表明,麦汁溶解氧含量对提高高浓啤酒醇酯比具有显著的调控作用。

摘要：木聚糖是植物细胞壁中含量最丰富的非纤维素多糖,大约占陆地生物质资源的20%-35%。不同物种来源的木聚糖结构因取代方式不同而具有广泛的异质性,这对生物质资源向生物燃料和其他高值产品高效转化提出了重大挑战。因此,需要开发由不同类型酶组成的最佳混合物以有效糖化木聚糖类底物。但是针对特定类型的底物设计高效降解酶系十分困难,应考虑底物的类型、底物的组成和物理性质、多糖的聚合度以及不同降解酶组分的生化性质等。本文从不同植物木聚糖的结构异质性与合成复杂性方面展示了其抗降解屏障,同时介绍了木聚糖主链降解酶系及侧链降解酶系的多样性以及协同降解作用,综述了复杂生境中微生物种群产生的混合酶系、降解菌株产生的高效酶系,以及基于特定木聚糖底物改造并定制简化高效的酶系统。随着不同种类木聚糖精细结构和木聚糖降解酶底物特异性的深入研究,针对特定底物类型进行绿色高效木聚糖酶系定制,加速木聚糖类底物的降解,从而实现木质纤维素资源的绿色高值化利用。

摘要：基于红藻的抗氧化功能,利用红藻和酒花等原料,通过单因素实验和DOE实验(Design of experiment)设计,开发了一款红藻饮品。制得的红藻饮品解决了海藻的腥味问题,具有良好的可饮性并保留了相应的功能。