食品级乳酸菌表达系统研究进展
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食品级表达系统研究进展食品级表达系统被定义为一套包括宿主和表达载体在内的安全的、完整的表达系统,这个表达系统所涉及到的材料和技术,包括菌株(必须来自食品级微生物GRAS)、DNA、转化和表达所使用的材料、选择标记和培养、表达条件等都必须是对环境、对人体无任何毒副作用的、可以被食品工业接受和认可的[1-3]。
自从这个定义被提出后,近年来关于食品级基因工程表达系统的研究日益增多,其中研究的最多的是食品级乳酸菌表达系统。
乳酸菌是食品微生物的重要成员,是一类对人和动物健康有益的细菌,属于GRAS微生物。
最近十多年来,乳酸菌表达系统的研究取得长足进步。
其中食品级表达系统更是重要的研究热点。
食品级表达系统是一种不依靠传统抗生素标记选择的表达系统,这类表达系统具有以下三个特点:(1)载体必须是食品级的,不得含有非食品级功能性DNA片段,传统的乳酸菌载体都带有一个或多个编码特定功能性抗生素抗性的基因,虽然为遗传操作时保持一定的选择压力,对载体的选择作用是有效的,但将抗生素抗性基因投放到环境或人和动物体内,由于抗性因子的转移,将可能引起生物安全性问题,因此,带有抗性基因的表达系统是不能在食品中应用。
(2)表达宿主必须是安全的、特性清楚而稳定的食品级微生物,如乳酸菌及其他已在食品工业中得到长期而广泛应用的菌株;(3)诱导物必须是食品级的,如乳糖、蔗糖、嘌呤等可被人食用的物质。
目前主要作为基因工程菌的有乳酸球菌、乳酸杆菌和双歧杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母。
大量的克隆和表达载体被研究开发来改善基因工程乳酸菌的性能,这些基因工程乳酸菌在奶制品和食品发酵等方面有非常大的应用前景。
然而,抗生素标记的存在使得这些基因工程乳酸菌有潜在的不安全性,因此近几年来发展了许多食品级乳酸菌表达系统,目前主要有4种方法构建食品级乳酸菌表达系统。
第一种方法是采用非抗生素抗性选择标记来构建食品级乳酸菌表达系统。
应用于乳酸菌的非抗生素抗性选择标记包括显性选择标记和营养缺陷型标记。
乳酸菌的生態學與功能研究進展近年来,乳酸菌备受科学家们的重视,因为它们在食品工业领域中发挥了巨大的作用,而且乳酸菌也是人类肠道微生物群落中最常见的菌种之一。
研究表明,乳酸菌不仅仅能够促进食品的发酵和保存,还能够对人体健康产生积极的影响。
本文将通过介绍乳酸菌的生态学特征和功能研究进展,来进一步了解乳酸菌的重要性。
一、乳酸菌的生态学特征乳酸菌是一种异养菌,生活在一些富含糖类物质的环境中,例如乳制品、蜂蜜、水果和蔬菜等。
尽管乳酸菌在这些食品中广泛存在,但它们也可以从外部环境中获得营养,形成菌群并繁衍生息。
在肠道微生物群落中,乳酸菌是最常见的细菌之一。
研究表明,肠道乳酸菌有助于促进食物消化、增强人体免疫力、降低血压和血脂等。
针对不同的环境,不同类型的乳酸菌会有不同的生态学特征。
乳酸菌的生长度外,还有一些值得关注的特点。
乳酸菌可以通过共生等方式形成生物膜,这有助于维持群体的稳定性。
在发酵过程中,乳酸菌还能够生成一些有益物质,例如各种氨基酸、胆碱等物质。
不同类型的乳酸菌在共生群体中有着各自的优势,因而对于不同的食品,我们可以针对不同类型的乳酸菌进行不同的配合,从而更好地促进食品的品质和口感。
二、乳酸菌的功能研究进展乳酸菌在食品工业领域中已经发挥了非常重要的作用,但在人类的健康方面,乳酸菌的作用研究尚不完全明确。
一些研究表明,肠道微生物群落中有利益物种和不利益物种之分,乳酸菌便贡献着不可或缺的一份力量。
首先,乳酸菌可以协助人体对一些食物进行消化和吸收。
比如,这些细菌可以分解乳糖,帮助体内人体对乳制品进行消化。
其次,乳酸菌还可以抑制肠道中有害细菌的生长,如对引起食物中毒的沙门氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等,乳酸菌都有着抑制作用。
最后,乳酸菌还能够促进免疫功能的增强,消除胆固醇,吸附肠内毒素等。
近年来,乳酸菌的功能研究受到越来越多的关注。
研究表明,人体肠道中的微生物群落不仅仅是一种单纯的众生物群体,而是一种高度协调组织,其中不同种类的细菌通过互相促进,形成了一种微生态平衡。
综述与专治乳酸菌食品级高效表达载体系统的研究进展张金宝1,乌云塔娜2(1.内蒙古扎兰屯农牧学校,内蒙呼伦贝尔162650;2.呼伦贝尔市新巴尔虎右旗畜牧局动物疫控中心,内蒙古呼伦贝尔162650)摘要:乳酸菌以其遗传工程可行并操作简单,在建立和研究乳酸菌食品级高效表达载体系统方面具有十分重要的实际意义。
本文对乳酸菌食品级高效表达载体系统的最近研究及其在外源基因表达方面的应用概况进行初步总结。
指出食品级乳酸菌工程及其表达产物可直接用于食品工业、医药和保健品等领域,是具有巨大应用前景的技术。
关键词:乳酸菌(LAB);食品级;表达载体系统中图分类号:T S201.6文献标识码:A文章编号:1004-6704(2008)06-0042-03The Food Grade Inducible Over ProductionExpression System of Lactic Acid BacteriaZH ANG Jin-Bao,WU Yun-tana(1.Zalantun F armets and Sc hools in I nner M ong oli,Zalan tun,I nner M ong li162650;2.X in baery ou qi ise ase Cintrol Ceter,Zanlantun,162650)Abstract:T he g enetic pro ject of the L actic A cid Bacteria(LA B)is simple o per ated。
T hat already w idely used in to ex press many other sour ces g ene.Study the Fo od-Gr ade Inducible Over-P roduct ion Ex pression System-of L actic Acid Bacteria hav e v ery impo rtant significance.In this paper,T here are preliminary co nclusio n the research o f t he Fo od-Gr ade Inducible O-v er-P roduct ion Expressio n Sy stem-o f Lactic Acid Bacter ia at r ecently and it's used in to ex press other g ene aspects.Key words:lactic acid bacter ia;fo od-gr ade;over-production;ex pression system乳酸菌(Lactic acid bacteria,LAB)是一群革兰氏阳性厌氧细菌,能发酵碳水化合物(如葡萄糖),主要代谢产物是乳酸的各类细菌的统称。
乳酸杆菌表达系统的研究进展丁轲程安春(四川农业大学动物科技学院四川雅安625014)乳酸杆菌是一种常见的益生菌,它的应用已有几百年的历史,是一种公认的具有GRAS(Generally Regarded As Safe)有益微生物。
该菌广泛存在于人、动物和植物中,可以产生多种物质,如短链脂肪酸、过氧化氢、细菌素、蛋白质和各种酶类等。
尤其重要的是它是人和动物肠道中最重要的优势菌群之一,对于机体的代谢、免疫调节等方面起着极其重要的作用。
但随着基因工程技术的发展日趋完善,人们已不再满足于乳酸杆菌自身固有的功能,特别是当前由于疫苗免疫和菌(毒)株的残留毒力之间的矛盾,促使人们寻求能良好表达外源抗原且安全的疫苗载体候选菌株,乳酸杆菌便自然成为最佳选择菌株之一,因此近年来在疫苗载体的研究中日益受到重视,但其研究却远远落后于病原微生物。
现就这一方面作一综述。
1 乳酸杆菌表达载体的优点乳酸杆菌作为表达载体有许多独特的优势,这主要是因为乳酸杆菌是人和动物体内最优势的益生菌株之一,许多研究都表明它的有无和多寡都对机体有着至关重要的影响,以它为表达系统有其它菌株不可比拟的优点,主要表现在以下方面:①乳酸杆菌是至今发现的唯一没有致病性的一个种;②它在人和动物体内占绝对优势,以它为表达系统,较其它菌株更易达到较高的表达量;③若选择非抗性标记,则该表达系统中的菌体、选择性标记、诱导物均为食品级,为生产绿色安全的食品提供了可能;④乳酸杆菌菌体本身就对机体有益生作用,其分泌多种物质更是机体必不可少的,若再在其载体上克隆入外源基因,这样就可集菌体、自泌物质和外源蛋白于一体;⑤乳酸杆菌对机体粘膜有极强的粘附作用,因此构建的乳酸杆菌基因工程菌就可在粘膜处不断繁殖,持续向机体释放目的蛋白;⑥乳酸杆菌可直接口服,能够耐受胃液中的强酸和小肠上段的胆盐,这样就免去了目的蛋白的体外提纯等后加工。
2 乳酸杆菌质粒1976年Chassy[1]首先发现乳酸杆菌中存在质粒,质粒在不同的乳酸杆菌中分布不均,Vescovo等[2]对159株乳酸杆菌进行质粒抽提,发现L. reuteri、L. helveticus 和L. acidophilus 含质粒的比率较高,分别为63%、27%和20%,L. casei仅有4%的菌株含有质粒,L.plantarum、L. brevis 和L. coryniformis没有发现质粒。
乳酸菌及其生物工程研究新进展摘要:近年来,乳酸菌及其生物工程研究取得了新的进展。
通过利用生物工程技术,可以对乳酸菌进行精确的遗传改造和代谢工程,以实现更好的功能表达和产物产量。
在人体健康方面,乳酸菌被广泛应用于益生菌制剂的研究与开发。
乳酸菌可以在人体肠道中促进有益菌的生长,抑制致病菌的生长,从而维持肠道菌群的平衡,改善消化系统功能,增强免疫力,并可能对炎症性肠病、过敏反应和肠道肿瘤等疾病的预防和治疗具有潜在的作用。
基于此,本篇文章对乳酸菌及其生物工程研究新进展进行研究,以供参考。
关键词:乳酸菌;生物工程;研究;进展引言乳酸菌是一类重要的细菌,被广泛应用于食品和医药领域。
近年来,乳酸菌及其生物工程研究取得了新的进展,为人们的生活和健康带来了许多积极影响。
1乳酸菌的生物工程研究内容1.1乳酸菌代谢途径和乳酸产生机制的研究乳酸菌通过糖类的发酵作用产生乳酸。
研究人员深入研究乳酸菌的代谢途径和调控机制,以提高乳酸的产量和质量。
此外,还探索了不同种类乳酸菌对不同糖类的利用能力和底物特异性,以实现多糖的高效利用。
1.2乳酸菌的功能改良和开发新品种生物工程技术给乳酸菌的功能改造和新品种的开发提供了有力工具。
通过基因工程手段,可以改变乳酸菌的代谢路径或酶活性,使其具有更多的产酸能力、抗菌能力、耐受性或特定功能。
此外,还可利用分子改造技术提高其生产效能和稳定性。
1.3乳酸菌在食品工业和医药领域的应用乳酸菌广泛应用于食品工业中,例如用于制作酸奶、奶酪、发酵肉制品等。
通过乳酸菌的发酵作用,不仅可以改善食品的口感和质量,还能够提高食品的卫生安全性和保质期。
此外,乳酸菌还被应用于医药领域,包括肠道健康维护、免疫调节、抗菌和抗肿瘤等方面。
2乳酸菌在食品工业中的应用2.1发酵食品酸奶是利用乳酸菌对牛奶进行发酵而制成的乳制品。
乳酸菌将牛奶中的乳糖发酵成乳酸,使得牛奶呈现出酸味,并且有益于消化吸收。
酸奶中的乳酸菌还可以促进肠道健康,增强免疫功能。
学号:2014051532《食品微生物学进展》结课论文题目:乳酸菌的研究现状及应用学院(系):专业年级:学生姓名:指导教师:完成日期:2014年12月31日目录1 常见乳酸菌的分类 (3)2 乳酸菌的生理学特性及功能 (3)3 乳酸菌的应用 (4)3.1 乳酸菌在食品行业中的应用 (4)3.1.1作为食品中的防腐剂 (4)3.1.2作为食品的增稠剂、乳化剂和稳定剂 (4)3.2 乳酸菌在动物生产中的应用 (4)3.2.1乳酸菌在仔猪生产中的应 (4)3.2.2乳酸菌在家禽生产中的应用 (5)3.2.3乳酸菌在水产养殖中的应用 (5)3.3 乳酸菌在医学领域上的应用 (5)3.3.1免疫调节作用 (5)3.3.2抗菌功能 (6)3.3.3解毒功能 (6)3.3.4 肠道保护作用 (6)3.3.5 乳酸菌的抗癌作用 (6)3.3.6 乳酸菌制剂预防幼儿胃肠道、泌尿道感染的作用 (6)3.5 乳酸菌的其他应用 (7)4 乳酸菌应用的展望 (7)参考文献 (8)乳酸菌的研究现状及应用摘要:本文介绍了乳酸菌的生物特性及功能,综述了乳酸菌的应用现状,并对其发展前景作出展望。
关键词:乳酸菌;生物特性;生理功能;应用现状Advances in the research and application of Lactic acidbacteriaAbstract:This article reviews the Lactic acid bacterias’physiological characteristics, biological function and its current application, and forecasts the future of this research.Key Words: Lactic acid bacteria; physiological characteristics; physiological characteristics; current application、1 常见乳酸菌的分类乳酸菌(lactic acid bacteria,LAB)是一类能利用可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌的通称。