酸奶发酵剂菌株半乳糖代谢通路的重塑及其调控机理的研究
批准号:
32072235
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
丹彤
依托单位:
学科分类:
食品加工与制造
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
丹彤
中文摘要
酸奶是以鲜牛奶为原料,经乳酸菌发酵得到的一种酸性适中的奶制品。然而在市售酸奶中,除已有的天然糖外,还添加了一定量的蔗糖,严重损害了酸奶作为健康食品的形象。随着人们健康意识的提高,积极研制并开发“低糖、高甜度”乳制品已成为食品科学与健康领域的研究热点。本课题以具有良好发酵特性的酸奶发酵剂及其代谢半乳糖的诱变株为研究对象,采用PacBio SMRT测序平台进行基因组测序,找出和半乳糖代谢密切相关的功能基因。在此基础上,利用转录组学和代谢组学方法对酸奶发酵剂和半乳糖诱变株在发酵过程中的代谢多样性进行深入系统的研究,针对部分差异表达基因,使用d-PCR绝对定量技术进行功能验证,以期揭示酸奶发酵剂和半乳糖诱变株的表型差异产生的分子机制。该项目的实施和完成,为乳酸菌资源和新型乳制品的开发提供必要的科学理论依据。
英文摘要
Yogurt is a kind of moderately sour milk product, which is made from fresh milk and is fermented by lactic acid bacteria. However, in addition to natural sugar, a certain amount of sucrose is added in commercial yogurt products, which seriously damage the image of yogurt as a healthy food. With the improvement of health awareness of the public, it has become a hot topic in food and health sciences to develop dairy products of low sugar and high sweetness. In this study, some yogurt starter strains will be selected as research objects; they have good fermentation characteristics and are mutagenic to enable their capacity in galactose metabolism. Their genomes will be sequenced using the PacBio SMRT sequencing platform to identify functional genes closely related to galactose metabolism. The fermentative and metabolic activities of these strains will be systematically studied together with transcriptomics and metabolomics. To reveal the molecular mechanism of phenotypic differences of yogurt starter and galactose mutants, functional verification will be performed using an absolute gene quantification approach, d-PCR, to quantify selected differentially expressed genes. The implementation and completion of the current project will provide scientific and theoretical basis for utilizing resources of lactic acid bacteria and developing innovative dairy products.
Streptococcus thermophilus作为酸奶、奶酪等发酵乳制品的常用发酵剂,在乳品工业中应用广泛。大多数S. thermophilu为半乳糖阴性(Gal −)菌株,不能代谢半乳糖而将其排出到胞外,导致发酵乳中半乳糖含量增加。本项目以分离自传统发酵乳制品中的S. thermophilu IMAU80809为研究对象,利用亚硝基胍(Nitrosoguanidine,NTG)对菌株进行诱变处理。通过对与半乳糖代谢相关酶活性的测定、基因序列比对分析,筛选得到1株可代谢半乳糖的突变株—S. thermophilus IMAU80809Y。在此基础上,制备S. thermophilus IMAU80809和突变株发酵乳,分析发酵乳中pH值、滴定酸度、黏度、持水力、活菌数以及关键代谢产物的变化情况。研究结果表明,与原始株相比,突变株发酵乳的凝乳时间缩短至7.5 h,β-半乳糖苷酶(β-GAL)和半乳糖激酶(GalK)的活性分别提升了76.16%和21.13%,而丙酮酸激酶(PK)和葡萄糖激酶(GK)的活性分别下降了46.89%和18.83%。此外,与原始株相比,突变株发酵乳中乳糖和半乳糖的含量分别降低了0.599 g/100 g和0.208 g/100 g。通过基因组和转录组联合分析S. thermophilus IMAU80809Y代谢半乳糖的变异机制,发现突变株中与乳糖/半乳糖代谢相关的途径如糖酵解/糖异生、半乳糖代谢、丙酮酸代谢均有变化,一些与乳糖/半乳糖代谢相关的基因,如lacZ、galM、galK、galT、galR的表达量均为上调,说明经过诱变后的菌株不仅表型发生改变,还增强了乳糖/半乳糖的代谢能力,可作为优良菌种资源应用于发酵乳制品的生产中。.本项目发表论文5篇,授权国家发明专利1项,培养研究生6名。通过4年的实施本项目已经圆满完成了项目任务书约定的研究内容,达成了项目研究目标。
缓解微塑料暴露引起肝毒性益生菌的筛选及其作用机制研究
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批准号:32572587
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2025
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负责人:丹彤
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依托单位:
传统发酵食品中乳酸菌的生物多样性及适应性进化机制的研究
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批准号:32360563
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:33万元
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批准年份:2023
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负责人:丹彤
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依托单位:
基于三代测序技术研究嗜热链球菌胞外多糖的生物合成机制
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批准号:31860448
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:40.0万元
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批准年份:2018
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负责人:丹彤
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依托单位:
发酵乳中风味物质指纹图谱的构建及其相关功能基因调控机理的研究
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批准号:31460446
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:46.0万元
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批准年份:2014
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负责人:丹彤
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依托单位:
国内基金
海外基金