基因工程改良乳酸菌发酵剂品质的研究进展
应用基因工程改良L-乳酸菌株
—＝ １ ８ ＝＝ ９
食 研 与开 品 究 发
பைடு நூலகம்
应用基因工程改良 Ｌ 一乳酸菌株
王鹏 。 李洪燕
（ 辽宁师范大学生命科学学院 ， 大连 １６２ ） 辽宁 １０９
摘 要： 以大肠杆 菌 、 酵母茼 、 乳酸细 茵和 米根 霉等具有代表 性 的乳酸发 酵茼种 为例 ， 介绍 了基 因工程 方法在提 高
ｉｇｅｔｎ ｅ ｏｔ ｒ ｍ ｔ ａｅ 【． ｕ ａ ｆＡ ｉａ ｃｅｃ ． ｎ ｘｅ ｄｄ ｐｓ ｔ ｓ ｒｇ ＪＪ ｒｌ ｏ ｎｍ ｌＳ ｉｎｅ ｍｏ ｅ ｏ １ｏ ｎ
１９ ， ７ ６ ：４ ０ １ ０ ． ９ ９ ７ （ ）１９ — ５ １
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作者简介 ： （９９ ） 汉 ） 王鹏 １７一， 男（ 。 硕士研究生 ， 究方向 ： 生物菌种改 良及发 酵工程。 研 微
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乳酸菌代谢工程的研究与应用
１ ８ ， ３ １ ５ ９ ８ ２ ４： －１ ．
［ 邹思湘 ， ９ ］ 陆天水 ， 韩正康． 内乳过氧化物酶系统（ Ｐ ） 外 牛奶 Ｌ Ｓ 的体 活化及其抗菌作用ｆ ． Ｊ南京农业大学学报 ，９ ９ １ （ ）８～ ０ Ｊ １８ ，２２ ：６ ９ ．
Ａ ｒｖ ｗ ｉ ｇ ｅ ｎｔｅｓ ａ ｇ ｓ ｒｓｌ ， ｏｃ ｓ ｎ， ｒ ｐ ｃ ｆ ｅｅ ｃｍ ｄ ｎ ， ｈｃ ｏｓ ｔ ｏ ｕ ｉ ｉ ｎｏ ｔ ｔ ｉ ，ｅｕｔ ｃｎ ｌ ｉ ｓ ｐｏ ｅｔ ｏ ｇｎ ｔ ｏ ｉ ｇ ｗ ｉ ｃｎｉｓ ｆ ｏｒ ｅｅ ｓ ｖ ｈ ｒｅ ｅ ｓ ｕｏ ｓ ｓ ｉ ￣ｉ ｈ ｓ ｆ
的产量 。 １ 代谢工程
０ ｗ ｈｎ日 ｕ ｅａｄ等认为一 些乳酸菌能产生特殊代谢产物对人
体有益 。 另外 ， 乳酸乳 球菌（ ａｔ ｏｃｓａｔ ） Ｌ ｃ ｃｃｕ ｃｉ 等一些乳 ｏ ｌ ｓ 酸菌已发展成 为一种 食品级的生 物反应器 ，用来 生产 水解酶 、 蛋白质或肽 以及治疗 用蛋 白质 ， 其中乳链 菌肽
乳酸菌在发酵过程中能快速形成乳酸 ， 、 乙醛 乙醇和 联乙醯等代谢物 ，以影响产品的风味 、质地和营养等口 １ 。
但这种 固有 的代谢 网络相对实际应用而言其遗传特 ｌ 生
并 非最佳， 以有必要对 细胞 的代谢途 径进行有 目的 所 的改造 ，以提高有益代谢产物在这些食 品级益生菌 中
Ｙ Ｎ ｎ Ｌ ａ －ｏ ｇＧ ｉｇ Ａ ＧＪ ， Ｉ ｉ ｒｎ ， ＵＱｎ ｉ Ｊｎ （ ｅ ａ ｍ ｎ ｏ Ｂｏ ｃｎ ｌ ｙＺ ￣ ａｇ ｏｇｈｎ ｎｖｒｔ， ａ ｇｈｕ３０ ３ ， ｂｊ ｎ， ｈ ａ Ｄ ｐ ｒ ｅ ｔｆ ｉｅｂ ｏｏ ， ｈ ｉ ｎｓａｇ ｉ ｓ ｙＨ ｎｚｏ １０ ５ Ｚ ｅｉ ｇＣ ｉ ） ｔ ｔ ｇ ｎＧ Ｕ ｅｉ ａ ｎ
基因工程技术在微生物发酵生产中的应用
基因工程技术在微生物发酵生产中的应用随着生物技术的发展，基因工程技术成为了微生物发酵生产的重要手段。
利用基因工程技术可直接改变微生物的基因组，调控代谢途径，提高产物合成效率，改善发酵过程。
本文将探讨基因工程技术在微生物发酵生产中的应用现状。
1. 基因工程技术在微生物发酵生产中的应用简介微生物发酵生产技术是利用微生物代谢合成产物的过程。
在微生物发酵生产过程中，微生物代谢途径的调控及代谢产物的转化是关键。
基因工程技术在此领域的应用主要包括以下几个方面：（1）构建高效表达系统。
表达系统包括转录及翻译过程，构建高效表达系统是增强产物合成的重要手段。
常见的高效表达系统包括菌体内和菌体外表达系统。
（2）扩大代谢通路和合成代谢产物。
发酵生产产物的制备需要扩大代谢通路和增加原料供应，而基因工程技术可增加代谢途径中限速步骤的酶活性，提高产物合成效率。
（3）研究代谢途径调控机理。
代谢途径的调控可影响产物合成及发酵过程的效率，基因工程技术可研究代谢途径中的调控机理，并通过调控基因表达改善发酵过程。
2. 基因工程技术在微生物发酵生产中的应用案例基因工程技术已成功应用于微生物发酵生产中的多个领域。
以下是其中的几个应用案例：（1）蛋白质表达和摄取菌体内表达系统和菌体外表达系统是蛋白质表达和摄取的主要手段。
利用基因工程技术可引入大量表达载体，构建高效表达系统，提高蛋白质产量。
其中，重组酶是微生物发酵生产中的重要产物之一，以大肠杆菌为代表的微生物可合成多种重要酶。
（2）化学药品生产化学药品是微生物发酵生产的重要应用领域之一。
利用基因工程技术可调控代谢途径，增加代谢通路，提高产物合成效率。
例如，经基因工程改造的生产半胱氨酸的菌株可产生较高产量的半胱氨酸。
（3）生物农药制备生物农药是一种重要的环保型农药，以细菌农药为代表的生物农药已成为微生物发酵生产的热点领域之一。
利用基因工程技术，可提高生物农药的稳定性、毒力、毒谱及抗性。
例如，通过基因工程调控细菌发酵过程中的代谢途径，提高拟杆菌素等生物农药的产量和毒力。
基因工程改良植物抗逆性及品质分析
基因工程改良植物抗逆性及品质分析基因工程技术的发展对于植物育种具有重要的意义。
可以通过基因工程技术改良植物的抗逆性，提高植物的产量和品质。
本文将探讨基因工程改良植物抗逆性及品质分析的研究进展和应用。
一、基因工程改良植物抗逆性的研究进展1. 转录因子的应用转录因子是一类能够调控基因表达的蛋白质，通过基因工程技术改良植物的抗逆性已取得一定的成果。
例如，通过转录因子的调控，植物能够更好地抵抗逆境，如干旱、病虫害等。
2. 外源基因的导入通过导入外源基因，能够使植物产生特定的蛋白质，进而提高植物的抗逆性。
一些抗生素、抗菌肽等外源基因的导入已经在植物育种中得到了应用。
3. RNA干扰技术RNA干扰技术是通过人为干扰RNA的合成和降解过程，来调控特定基因的表达。
这项技术在抗逆性改良中具有重要的应用潜力。
例如，在改良植物的抗虫性方面，可以通过RNA干扰技术降低害虫相关基因的表达，从而提高植物的抗虫能力。
二、基因工程改良植物品质分析的研究进展1. 蛋白质分析蛋白质是决定植物品质的重要因素之一。
通过基因工程技术，可以改良植物的蛋白质组成和含量，从而提高植物的品质。
例如，通过增加某些关键蛋白质的合成，可以提高植物的营养价值和口感。
2. 代谢产物分析代谢产物是植物代谢活动的产物，也是植物品质的重要因素之一。
基因工程技术可以改变植物代谢途径和代谢产物的合成，从而改善植物的品质。
例如，通过改变合成花青素的基因，可以使植物呈现出鲜艳多彩的花朵。
3. 顶级代谢物分析顶级代谢物是植物特有的次级代谢产物，具有重要的生物活性和药用价值。
通过基因工程技术改良植物的顶级代谢物合成能力，可以增加植物的药用价值和市场竞争力。
例如，改良植物中特定类别次级代谢物的合成能力，有望提高植物的药用效果。
三、基因工程改良植物抗逆性及品质分析的应用1. 农业生产中的应用基因工程改良植物的抗逆性和品质分析在农业生产中具有广泛的应用前景。
通过提高作物的抗逆性，可以减少因干旱、病虫害等逆境导致的产量损失。
基因工程技术在微生物菌株改良中的应用研究
基因工程技术在微生物菌株改良中的应用研究随着科学技术的不断发展，基因工程技术在各个领域得到了广泛的应用。
微生物菌株的改良是基因工程技术的一个重要应用领域，其在农业、医药和环境等方面都具有巨大潜力。
本文将探讨基因工程技术在微生物菌株改良中的应用研究，介绍相关的方法和技术。
一、背景介绍在微生物菌株改良中，利用基因工程技术可以对微生物的遗传物质进行修改，以改变其代谢途径、增强抗性或产生特定产物。
这对于农业生产、疾病治疗和环境修复等方面都具有重要意义。
二、基因工程技术的应用1. 基因克隆基因克隆是基因工程技术的核心步骤之一，通过该技术可以将目标基因从一个物种中剪切并插入到另一个微生物菌株中。
这可以实现对微生物的遗传物质进行改变，以达到特定的目的。
2. 基因编辑基因编辑技术如CRISPR-Cas9是目前最常用的基因编辑技术之一。
它可以准确地编辑微生物的基因序列，增加或删除目标基因，进而改变微生物的性状。
这种技术的应用不仅可以用于改良菌株，还可以用于制造特定的微生物药物。
3. 基因表达调控通过调控微生物内部基因的表达水平，可以实现对微生物菌株功能的改变。
例如，调控某些产物的合成途径，可以增加产物的产量或改变产品的质量。
这种方法对于提高农作物的产量或改善微生物制品的质量都非常有效。
三、基因工程技术在微生物菌株改良中的案例研究1. 农业领域利用基因工程技术改良微生物菌株，可以增强农作物对害虫、病原菌或逆境的抵抗能力。
例如，通过转入特定基因，使农作物能够产生特定的抗虫蛋白，从而减少农药的使用，提高农作物的产量和质量。
2. 医药领域在医药领域，利用基因工程技术改良微生物菌株可以用于生产药物。
例如，通过转入特定基因，使微生物能够合成有效的抗生素或蛋白质药物，从而提高药物的生产效率和质量。
3. 环境修复领域微生物在环境修复中起到了重要的作用。
通过基因工程技术改良微生物菌株，可以提高其能力对污染物进行降解。
例如，利用基因工程技术改造细菌，使其能够更高效地降解有机物，从而加速环境修复的过程。
乳酸菌的研究进展
乳酸菌的研究进展
广东省佛山市三水区乐平镇动物防疫检疫站 叶 红 曾 敏
［摘 要］ 乳酸菌是应用最早、 最广泛的饲用微生态制剂， 具有多种益生作用。本文从乳酸菌的粘附、 活性物质、 免疫赋活作用、 抗肿 降低胆固醇和降血压作用进行综述， 为开发新型绿色的饲用乳酸菌奠定扎实的基础。 瘤作用、 ［关键词］ 乳酸菌 活性物质 可溶性肽 1. 竞争性排斥病原菌的粘附 乳酸菌能与肠粘膜上皮细胞结合，占据有害菌肠粘膜上皮细胞结 从人体分离的嗜酸乳杆 合位点， 对有害菌起屏障作用。Conway [1]报道， 菌 (L. acidophilus ADH)对人的回肠上皮细胞和猪的回肠上皮细胞都具 有较好的粘附性，且粘附率显著高于从乳制品中分离的保加利亚乳杆 菌(L. bulgaricus)和嗜热链球菌(S. thermophilus)， 对猪的结肠和盲肠上皮 细胞的粘附率也以嗜酸乳杆菌最高， 嗜热链球菌显著低于两株乳杆菌。 Conway 同时还指出实验中的乳酸菌的粘附都是非特异性的 。Gopal 报 道三株饲用微生态制剂菌株， 鼠李糖乳杆菌 (L. rhamnosus DR20)， 嗜酸 乳杆菌(L. acidophilus HN017)和乳酸双歧杆菌(B. lactisDR10)对人肠道上 皮细胞系 HT- 29， Caco- 2 和 HT29- MTX 有极强的粘附力，而且三株乳 H7 对肠细胞的侵袭能力和细胞结合能力 。 酸菌都能降低 E.coli O157： Pascual 发现用浓度为 l05C
生物发酵工程与酶工程的研究进展
生物发酵工程与酶工程的研究进展生物发酵工程和酶工程是生物技术领域中的两个重要分支，它们在工业生产、医药研发、环境治理等方面发挥着重要作用。
本文将分析近年来这两个领域的研究进展。
一、生物发酵工程的研究进展生物发酵工程是指将微生物、细胞或其代谢产物应用于工业、农业、环保等领域的生产过程。
其主要研究内容包括发酵微生物的筛选、培养和代谢调控等方面。
近年来，生物发酵工程在产业升级、绿色化生产等方面取得了许多进展。
1. 发酵菌株的筛选和基因改造发酵菌株的选择是发酵工程成功的关键之一。
近年来，基于高通量筛选技术的发酵菌株选择方法得到了广泛应用。
同时，通过基因工程技术对微生物代谢通路进行调控，提高产物水平，同时减少废物排放，实现了绿色化生产。
例如，人工合成新酶、构建复合菌群等技术手段已经成为生物发酵工程研究的新热点。
2. 发酵条件的优化和控制发酵条件的优化和控制是提高发酵产物水平和改善发酵过程稳定性的关键措施。
近年来，基于机器学习、人工智能的优化算法得到了广泛应用。
同时，利用传感器和自动控制技术，可以实现对发酵过程的实时监测和控制，提高发酵的产出率和产品质量。
3. 应用范围的拓展生物发酵工程在食品、饮料、医药等领域的应用已经非常广泛，但这些领域的发酵产物不可避免会涉及到一些争议，如转基因食品的安全性等。
因此，近年来研究人员还在考虑如何将发酵工艺应用于化妆品、纺织品和生物燃料等领域，以拓展其应用范围。
二、酶工程的研究进展酶工程是指利用酶催化剂的特异性和高效性进行生物反应，以解决工业、医药等领域中的问题。
酶催化反应本身是非常简单高效的，近年来，研究人员通过基因工程和生物化学手段进一步提高了酶的活性、特异性和稳定性。
1. 酶催化反应的优化酶催化反应通常是以环境温和、反应速度快、副反应少等优势著称的。
近年来，研究人员通过基因工程和蛋白工程技术，对酶的催化活性和特异性进行了进一步提高。
同时，通过对酶结构的解析和模拟，也能够更好地预测反应产物的结构和性质。
乳酸菌的分离鉴定及其抗菌肽与发酵性能研究
乳酸菌的分离鉴定及其抗菌肽与发酵性能研究一、本文概述本文旨在对乳酸菌的分离鉴定进行深入研究，并探讨其抗菌肽与发酵性能。
乳酸菌是一类重要的微生物，广泛存在于自然界中，包括人类肠道、乳制品、植物表面等。
它们具有多种生理功能，如促进消化、增强免疫力、改善肠道微生物平衡等，因此在食品、医药和农业等领域具有广泛的应用前景。
本研究首先通过适当的分离方法从各种样品中分离出乳酸菌，并运用分子生物学技术对其进行鉴定，明确其种类和遗传背景。
随后，对分离得到的乳酸菌进行抗菌肽的提取和纯化，通过生物活性测定等方法，研究其抗菌肽的抗菌效果和作用机制。
还将对乳酸菌的发酵性能进行评估，包括其在不同条件下的生长情况、发酵产物的种类和产量等，以期为乳酸菌在食品和生物制品生产中的应用提供理论依据和技术支持。
本研究的意义在于，一方面，通过深入了解乳酸菌的生物学特性，为乳酸菌的开发和利用提供科学依据；另一方面，通过研究乳酸菌的抗菌肽和发酵性能，为开发新型抗菌药物和生物制品提供候选菌株和活性物质。
本研究也有助于推动微生物学、生物化学和发酵工程等相关领域的发展，为相关领域的研究人员提供有价值的参考和借鉴。
二、乳酸菌的分离与鉴定乳酸菌的分离是本研究的基础工作，我们采用了严格的无菌操作技术，从多种自然发酵食品中，如酸奶、泡菜、乳酪等，采集乳酸菌样本。
通过选择性培养基，如MRS培养基，在厌氧条件下进行乳酸菌的初步分离。
随后，对分离得到的菌落进行形态学观察，如菌落颜色、形状、边缘整齐度等特征，初步筛选出具有乳酸发酵特性的菌株。
为了对分离得到的乳酸菌进行精确鉴定，我们采用了分子生物学方法。
提取各菌株的基因组DNA，利用PCR技术扩增其16S rRNA基因序列。
通过对扩增得到的序列进行测序和比对分析，我们确定了各菌株的种属信息。
我们还利用生理生化试验，如糖发酵试验、明胶液化试验等，对分离得到的乳酸菌进行了进一步的鉴定和特性分析。
经过上述步骤，我们成功从自然发酵食品中分离并鉴定了多株乳酸菌。
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引
言
特性清楚且稳定，具有足够的安全性，应选用适当 的分子生物学方法如 X41 序列分析、杂交等确定宿 主菌的遗传组成。 有了食品级基因修饰菌的明确定义，美国、荷 兰、丹麦等国的研究人员作了大量有关用基因工程 技术改良乳制品发酵剂的研究，而这个领域的研究 在国内仍属于空白。本文的目的就在于将当前国际 上利用基因工程技术修饰、改造传统乳制品发酵剂 的研究状况作一总结，以促进国内食品生物技术的 发展。 乳制品发酵剂依产品主要可分为奶酪发酵剂、 酸奶发酵剂、奶油发酵剂三大类。无论是哪种发酵 剂，人们最关注的性能有以下几个方面：产生双乙 酰的能力；蛋白水解能力；产生胞外多糖的能力； 抗病原菌、杂菌污染能力；抗噬菌体侵染能力。本 文将从这几个方面入手，阐述用基因技术改良乳制 品发酵剂的思路及研究成果。
根据此原理 ，假若使菌 株丧失合 成 ! 1 乙酰乳 酸 脱 羧 酶 , ! 1 .45-"#.4-.-5 654.78"9:#.;， <=>） 的 能 力， ! 1 乙酰乳酸会积累，菌株产生双乙酰的能力就 会提高。事实上，目前工业上广泛应用的产双乙酰 能力强的 !" #$%&’( )’*+$," -’$%.&/#$%&’( 菌株就是 ! 1 乙 酰乳酸脱羧酶缺陷型菌株，但是它对噬菌体较敏 感，一旦噬菌体浸染发生，没有菌株可以替换它。 这才促使人们利用基因工程技术去获得 <=> 缺陷型 菌株。 &??/ 年 @"ABC# 报道了用基因工程技术筛选 <=> 缺陷型菌株的方法 2 % 3 。该方法的理论基础是 ! 1 乙酰 乳酸是 % 1 羟基 1 * 1 丁酮的前体，也是亮氨酸缬氨 酸合成的前体物质；当培养基中存在亮氨酸时，会 发生产物抑制效应，即 <=> 被激活使 ! 1 乙酰乳酸 发生脱羧反应，生成 % 1 羟基 1 * 1 丁酮；反之，不 存在亮氨酸时， <=> 没有活性， ! 1 乙酰乳酸不能发 生脱羧反应而转向亮氨酸缬氨酸的生物合成。因此 当培养基中有亮氨酸而无缬氨酸时，菌体细胞会因 缬氨酸缺乏而无法生长。但是 <=> 缺陷型菌株在有 亮氨酸而无缬氨酸基质中培养时， ! 1 乙酰乳酸不会 转变成 % 1 羟基 1 * 1 丁酮，菌体将正常进行亮氨酸 缬氨酸的生物合成，进行各种生命活动。 应用此原理筛选 <=> 缺陷型菌株需有一前提， 即菌株要有合成缬氨酸的能力。但是遗憾的是，自 然存在的乳酸菌菌株绝大多数已经丧失了这种能 力。为此， @A7C4 将携带有缬氨酸合成酶基因的质粒 载体 BD@++E 电穿孔法转化到宿主双乙酰乳酸乳球菌 中，使其获得合成缬氨酸的能% &%#’( #$&)*+’(
基因工程改良乳酸菌发酵剂品质的研究进展
畅天狮，刘俊果，张 桂
) 河北科技大学 生物工程学院，河北 石家庄 "%""$- + 摘 要：综述了近 % 年来利用基因工程技术改良乳酸菌发酵剂蛋白质水解能力、产生双乙酰能力、合成胞外多糖能
力、抗杂菌病源菌污染能力 ’ 个方面研究的最新进展，并简要介绍了基因食品可能存在的不安全问题及解决方法。 关键词：基因工程；乳酸菌发酵剂 中图分类号： ./!%!0 %’ 文献标识码： 1 （!""# ） 文章编号： $""$ ( !!#" "% ( ""#’ ( "’
基因工程技术的广泛应用，使生命科学的研究 发生了历史性的变化，同时也产生了巨大的社会和 经济效益。利用基因工程技术改造传统的发酵食品 用微生物是当前食品生物技术领域的一个新的研究 热点。 很多发酵食品中含有未灭活的发酵剂微生物， 并随食品进入人体，因此在利用基因重组技术改造 食品用微生物时，首先应保证具有足够的安全性。 食 品 级 基 因 修 饰 菌 ) AE8ED6H7NNM SBI6F6EI S6HJBBJ9 A786:S: + 是指被导入源于同种或公认的安全的食品级 微生物的基因，并因此而具有某种优良性状的用于 发酵食品生产的微生物 列要求
*
图& 乳酸菌乳糖分解代谢示意图 2 * 3
蛋白水解能力
蛋白水解能力是衡量干酪发酵剂的重要指标。
发酵剂在干酪的成熟过程中，水解乳蛋白，产生小 分子肽和氨基酸，是成熟干酪的重要风味成分。 乳酸菌的蛋白水解系统包括 2 ) 3 ：结合在细胞壁上 的蛋白酶 I7-I，其功能是将细胞外的蛋白质水解成 寡 聚 多 肽 ； 细 胞 膜 上 的 寡 聚 肽 转 运 子 PII （ "#CQ"B5B-C65 -7.L;B"7-57），其功能是将寡聚多肽由 细胞外转运到细胞内，该步骤是乳酸乳球菌在牛乳 中生长的关键步骤， PII 缺陷型的突变株不能在以 酪蛋白为唯一氮源的培养基上生长。细胞内蛋白 酶 ， 如 氨 基 肽 酶 B5B(、 二 肽 酶 B5B!、 内 肽 酶 B5R BP、胱氨酸肽酶 B5B@ 等，将寡聚多肽最终水解为氨 基酸。 依据上述理论，国外科学工作者作了一些改良 发 酵 剂 蛋 白 水 解 能 力 的 尝 试 。 S5L7CT;5L 等 人 2 & 3 将 B5B(， B5B!， B5B5@， B5BP 蛋 白 酶 基 因 分 别 克 隆 到 BUV& 质粒中，并分别在 =$ #.4-C; DV&%/% 中表达，制 作成 单一 菌株的 发酵 剂，进 行 )+ TQ 奶酪 的生 产实 验 。结 果 表明 ， 经 E N / 个 月 的成 熟 期后 ， 转 B5B( 和 B5B@ 基因的发酵剂作成的奶酪；同对照组相比， 苦味明 显降低，嗜 好性味增加 ；而转 B5BP 和 B5B! 基因的发酵剂同对照组没有明显差异。 由于乳酸菌的多数蛋白酶属于胞内酶，因而有 人认为在奶酪发酵成熟的过程中，菌体可能会发生 裂解，释放胞内酶，进而水解介质中的蛋白质。将 噬菌体溶菌酶基因 "!D=% 克隆到 BUV& 质粒中，并 在 DV&%/% 中表达 ，制作成相应的发酵剂 和奶酪， 结果乳酸菌在奶酪成熟后期的自溶能力显著增强， 苦味显著降低，嗜好性味显著增强 2 / 3 。
6 7，8 9
成一个 8( % 45 的多顺反操纵子， %J 端有一核糖体结 合位点，#J端有一个终止密码子和依赖 ! 因子的转录 终止子。 /-.-@ 的前体肽有 %7 个氨基酸组成，其中 / 端 !# 个残基为信号肽，它在细胞表面会被信号肽酶 水解去除，最终释放出成熟的有活性的 /-.-@ 6 $$ 9 。 基于上述的研究成果，国外研究者尝试用基因 工程技术增强奶酪发酵剂产生 /-.-@ 的能力，但结果 却不尽人意。产生 /-.-@ 的能力提高的同时，乳糖代 谢的速度下降，发酵剂的蛋白质水解能力及耐热性 也都下降。分析原因，认为奶酪的发酵剂是混合型 的，含 有多种乳酸 菌，产 /-.-@ 的 菌株对不产 /-.-@ 的菌株的生命活动有拮抗作用 6 $! 9 。 />K-* 6 $! 9 尝 试 将 片 球 菌 素 2BC-D+D+-@ 基 因 克 隆 并 在乳酸球菌中表达的试验。 ;BC-D+D+-@;EF$ 由乳酸片 球 菌 ;BC-D+D++>. *+-C )*+,-+- 产生 ， 该菌 乳糖 发 酵能 力弱，它主要是作为生物防腐剂控制食品中的杂菌 和 病 源 菌 。 ;BC-D+D+-@ ;EF$ 的 相 关 基 因 在 质 粒 上 ， 是一个含 1 个基因的操纵子。将该操纵子克隆并构 建成食品级表达载体 2=L$$7 质粒，转化到乳酸乳球 菌 ==!$1 中，得工程菌 ==!$7。以此菌制作成发酵 剂，并进行奶酪得生产试验。结果表明，试验组奶 酪在发酵 $ C 时含 &1 """ （EK5-,K*KM N@-,） 2BC-D+-@， & 个 月后降 到 ! """ ，而对 照组 没有检 测到 2BC-D+-@
V!W V$W
。其基因修饰过程应满足下
： ! 功能性基因必须源于同种菌或公认的安
全的食品级微生物； " 载体必须是食品级的，不得 含有非食品级的功能性 X41 片段； # 选择性标记不 得选用各种抗生素抗性标记，防止抗生素抗性基因 随菌体进入人体。应选用食品级的标记基因，如糖 类利用标记、营养缺陷型标记等； $ 宿主菌的遗传
#’
!""# 年第 #$ 卷第 % 期（总第 $%& 期）
专题论述
少量的丙酮酸在 ! 1 乙酰乳酸合成酶的作用下形成 不稳定的中间产物 ! 1 乙酰乳酸，极易受 ! 1 乙酰乳 酸脱羧酶作用形成 % 1 羟基 * 1 丁酮，并最终被缓慢 氧化成 * ， % 1 丁二醇 （见图 &）。一些乳酸菌突变 菌株具有很强的双乙酰产生能力，研究证实这些菌 株体内没有 ! 1 乙酰乳酸脱羧酶。据此可以认为，在 没有 ! 1 乙酰乳酸脱羧酶存在时， ! 1 乙酰乳酸会积 累，在有氧气存在时经化学氧化过程转变成为双乙 酰 2 * 3 。这也是双乙酰产生的机理。 能够合成缬氨酸的阳性转化子（ >F+E&+ H ID@++E， !.# G ） # <=> 缺陷型筛选 # >F+E&+ H ID@++E， !.# G <=> 1 #去除质粒 BD@++E # D@+&+。 最后获得的菌株 D@+&+ 不含有任何外源 >(<， J"A-K57L 杂交和 >(< 印记反应证明其基因图谱同野 生的 =$ #.4-C; 6C.45-:#.4-C; >F+E&+ 是一样的，因此具 有足够的安全性，是一食品级基因修饰菌。用该菌 进行强化柠檬酸的 D&M 培养基发酵实验，产酸速度 和产酸总量和对照组没有明显差异，而 ! 1 乙酰乳 酸的产量提高 &+ N E+ 倍，双乙酰的产量增加 &+ 倍 以 上 。 用 D@+&+ 试 制 发 酵 奶 油 ， 产 品 在 储 藏 & 6 后，双乙酰的浓度高达 +$ ** OO"# H =，而对照组仅 为 +$ +& OO"# H =，储藏 & 周后，双乙酰的浓度降为 +$ +E OO"# H =，对照组仍为 +$ +& OO"# H =。