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第一章 乳酸细菌基因组学3

第一节 乳酸细菌的基因组学研究3

基因组学定义3

乳酸细菌的基因组学研究3

第二节 乳杆菌的基因组5

嗜酸乳杆菌的基因组学5

植物乳杆菌的基因组学6

约氏乳杆菌的基因组学8

第三节 乳酸乳球菌的基因组学9

基因组结构9

信息加工10

能量代谢和转运蛋白10

细胞壁代谢10

第四节 嗜热链球菌的基因组学11

基因组结构11

失活的嗜热链球菌基因11

嗜热链球菌中无毒力基因11

嗜热链球菌中基因的横向转移11

第五节 双歧杆菌的基因组学12

第六节 乳酸细菌功能基因组学13

乳酸细菌功能基因组学研究方法与遗传工具13

乳酸细菌功能基因组学研究16

缩写词22

主要参考文献23

第二章 乳酸细菌的基因工程25

第一节 乳酸细菌分子克隆载体25

乳酸细菌质粒型克隆载体25

乳酸细菌质粒型表达载体29

乳酸细菌整合型载体40

第二节 乳酸细菌分子克隆的受体和转化44

受体的选择44

转化49

主要参考文献52

第三章 乳酸细菌细胞表面工程及应用56

第一节 细菌细胞表面的S-层56

S-层的结构56

S-层的化学和分子生物学特征56

S-层的功能及应用58

第二节 乳杆菌细胞表面的S-层59

乳杆菌S-层的特点59

乳杆菌S-层的基因60

层与细胞的吸附61

第三节 微生物表面展示技术61

噬菌体展示技术62

酵母细胞表面展示技术63

细菌表面异源分子的锚定65

第四节 乳杆菌细胞表面S-层的应用66

异源蛋白生产66

活菌疫苗67

展示异源抗原表位68

主要参考文献68

第四章 食品用乳酸细菌的代谢和遗传修饰71

第一节 乳酸细菌产生的香味物质71

双乙酰（丁二酮）71

乙醛73

酯75

氨基酸代谢产物78

第二节 乳酸细菌与干酪生产80

乳酸细菌的肽酶80

食品级重组体的肽酶活性82

第三节 活性物质的合成与调控83

叶酸83

共轭亚油酸85

主要参考文献87

第五章 乳酸细菌对环境的应激反应89

第一节 乳酸细菌对酸的应激反应89

保持pH体内稳态的机制90

乳酸细菌在酸适应中诱导和阻抑的基因和蛋白质91

酸应激反应中的全局应激调节系统96

第二节 乳酸细菌对高温的应激反应96

乳酸细菌在热适应中诱导和阻抑的基因和蛋白质97

乳酸细菌热激蛋白的调节作用98

乳酸细菌热激反应的全局调节作用99

第三节 乳酸细菌对低温的应激反应99

乳酸细菌对低温的适应性反应和冷诱导蛋白100

乳酸细菌的冷激蛋白100

乳酸细菌的耐冷性和交互保护作用101

第四节 乳酸细菌的抗氧化应激反应102

细胞内还原环境103

防止活性氧品种的形成103

清除活性氧组分104

氧化伤害的修复104

参与防御氧化胁迫的基因和诱导的蛋白质104

第五节 乳酸细菌对渗透胁迫的抗性105

渗透胁迫和可混溶溶质105

甘氨酸甜菜碱吸收系统106

乳酸细菌在渗透胁迫中诱导和阻抑的基因和蛋白质107

第六节 乳酸细菌对胆汁的耐性108

乳酸细菌和胆汁盐水解酶108

乳酸细菌对胆汁胁迫的适应性反应108

抗多种药物的排出系统109

第七节 乳酸细菌的饥饿反应和全面应激状态110

稳定期和营养饥饿反应110

全面应激反应和通用应激蛋白111

严紧型反应和全局调节子111

第八节 乳酸细菌应激反应在生产中的应用112

适应性反应和乳酸细菌的应激抗性112

基因工程技术和抗应激菌株的选育114

主要参考文献117

第六章 益生乳酸细菌作为抗原和药物分子的载体121

第一节 黏膜免疫系统与益生乳酸细菌121

黏膜免疫的重要性121

胃肠道黏膜免疫系统121

Toll样受体在免疫调节中的作用122

益生乳酸细菌的免疫调节作用124

第二节 益生乳酸细菌的黏膜免疫疫苗129

黏膜免疫疫苗的设计129

黏膜疫苗的运载释放系统129

黏膜免疫佐剂131

黏膜免疫的接种途径132

乳酸细菌作为TTFC的疫苗载体133

第三节 益生乳酸细菌作为抗原的载体135

防感染疫苗137

防敏疫苗137

计生疫苗138

防宫颈癌疫苗138

防艾滋病疫苗139

防寄生虫疫苗139

防动物感染疫苗139

DNA疫苗140

第四节 益生乳酸细菌作为药物分子的载体140

细胞因子与免疫反应和抗炎反应的关系140

局部定位给药治疗的新途径142

第五节 研制安全高效方便价廉的疫苗143

生物防范外源基因和遗传修饰菌在环境中释放143

把抗原基因锚定在细胞表面145

乳酸乳球菌外壳—蛋白锚定系统147

主要参考文献150

第七章 乳酸细菌的胞外多糖152

第一节 乳酸细菌的胞外多糖152

乳酸细菌EPS的结构与特性152

乳酸细菌EPS结构与功能的关系154

第二节 乳酸细菌胞外多糖的生物合成和遗传调控154

概述154

乳酸细菌EPS的生物合成及基因调控158

第三节 乳酸细菌胞外多糖的功能及应用160

乳酸细菌EPS的功能160

乳酸细菌EPS的应用161

第四节 乳酸细菌胞外多糖的生产163

影响乳酸细菌EPS合成的因素163

提高乳酸细菌EPS产量的方法164

主要参考文献165

第八章 乳酸细菌的乳酸发酵168

第一节 概述168

第二节 乳酸的一般理化性质170

第三节 发酵法生产乳酸的微生物171

产乳酸的乳酸菌171

乳酸细菌的一般特性及产乳酸的代表菌株173

乳酸发酵菌种的选择和改良176

第四节 乳酸发酵的工艺条件181

乳酸发酵所用的主要原料及培养条件181

乳酸发酵的工艺过程184

第五节 降低乳酸发酵生产成本的若干措施193

培养基和培养条件的优化193

工业下脚料及废料的再开发利用195

解除产物（乳酸）抑制的工艺方法198

第六节 乳酸及其衍生物的应用199

乳酸、乳酸盐及乳酸酯的应用199

聚乳酸的应用201

第七节 结语205

缩写词207

主要参考文献208

第九章 乳酸细菌产生的细菌素和类细菌素214

第一节 细菌素是生物活性肽的重要成员214

肽和生物活性肽214

细菌素215

乳酸细菌产生的细菌素215

第二节 第一类细菌素220

羊毛硫细菌素220

乳链菌肽224

第三节 第二类细菌素225

小分子、热稳定的226

a类细菌素226

片球菌素PA-1230

第四节 第一类细菌素的遗传结构与基因调控233

细菌素生物合成基因簇的座位233

细菌素生物合成基因的遗传分析235

细菌素的生物合成239

第五节 第二类细菌素的遗传结构和基因调控241

a类细菌素的合成及分泌基因241

片球菌素的生物合成243

第六节 细菌素的作用机理245

细菌素的结构245

膜插入248

孔洞形成模型250

展望252

第七节 第二类细菌素结构与功能的关系252

YGNGV序列的作用253

N端疏水／两亲性β折叠结构的作用253

中央疏水／两亲性α螺旋的作用253

C端疏水／两亲性α螺旋的作用255

二硫键的作用255

带正电荷氨基酸的作用256

第八节 细菌素的应用256

乳链菌肽的应用257

其他细菌素的应用261

结语262

第九节 细菌素的前景展望262

天然细菌素的生物学特性262

细菌素的发展趋势264

缩写词267

主要参考文献267

第十章 乳酸细菌的发酵工程272

第一节 乳酸细菌的高密度培养生产技术272

高密度培养技术272

高细胞密度培养的类型273

乳酸细菌高密度培养的工艺流程275

乳酸细菌高密度培养的生产技术278

乳酸细菌高密度培养的前景与展望280

第二节 乳酸细菌制剂的安全生产技术280

乳酸细菌制剂生产的工艺流程280

乳酸细菌制剂生产工艺要点283

乳酸细菌制剂生产中的不安全因素285

乳酸细菌制剂生产的卫生标准及检测286

第三节 双歧杆菌制剂的安全生产技术286

双歧杆菌制剂的生产工艺流程287

双歧杆菌制剂的生产工艺要点288

双歧杆菌制剂生产中的不安全因素289

双歧杆菌制剂生产中质量保证体系的实施289

双歧杆菌制剂生产的卫生标准及检测294

第四节 乳酸细菌在果酒和黄酒生产中的利与弊294

果酒和黄酒的简要概述295

乳酸细菌在果酒和黄酒生产中的利295

乳酸细菌在酿酒生产中的弊299

乳酸细菌在酿造酒中应用的发展趋势302

主要参考文献302

第十一章 乳酸细菌噬菌体及其防治305

第一节 乳酸细菌噬菌体的特性305

噬菌体组成和形态305

生活循环306

乳酸乳球菌噬菌体309

乳杆菌噬菌体312

嗜热链球菌噬菌体312

第二节 乳酸细菌中的保卫系统313

阻止噬菌体吸附313

阻止噬菌体DNA的注入315

限制和修饰315

流产感染317

第三节 减少噬菌体出现的策略319

噬菌体抗性决定子通过接合和转化转移319

基因工程噬菌体抗性320

第四节 噬菌体的反保卫机制322

缩写词323

主要参考文献323

第十二章 研制高质量益生乳酸细菌制品325

第一节 用遗传学方法提高菌株对环境胁迫的抗性326

筛选自发突变株326

筛选插入整合突变株326

太空育种326

分子克隆抗胁迫的基因327

第二节 改进发酵工艺提高细胞菌株对环境胁迫的抗性327

在非控制pH下培养的乳杆菌能提高胁迫的生存能力327

生长稳定期低pH、低温和饥饿处理能提高双歧杆菌对冷和酸的耐受性328

稳定期酸和热处理能提高乳杆菌和双歧杆菌的生存能力328

固定化混合菌株连续发酵能提高菌对胁迫耐受性330

第三节 用保护剂预防环境对细胞造成损伤331

防止水分对细胞的损伤332

防止冷冻干燥对细胞的损伤332

防止喷雾干燥和高温对细胞的损伤334

防止酸（低pH）对细胞的损伤334

防止氧对细胞的损伤334

防止饥饿对细胞的损伤335

防止渗透压对细胞的损伤335

防止胆汁对细胞的损伤335

防止压力对细胞的损伤335

用流化床制备微胶囊防护细胞损伤335

第四节 研制定向靶位给菌（药）的制剂337

菌（药）剂型337

鼻腔给菌（药）340

结肠定位给菌（药）341

阴道给菌（药）343

多糖化合物在结肠给菌（药）系统中的应用343

主要参考文献345

细菌素产生菌的筛选及效价测定方法（管碟法）349

乳链菌肽（nisin）产生菌的筛选352

产胞外多糖（EPS）乳酸菌菌株的分离与筛选353

耐酸、耐胆盐乳酸菌菌株的分离与筛选355

乳酸细菌抗氧化活性的测定方法358

黏附性双歧杆菌菌株的筛选361

乳酸细菌噬菌体的分离及纯化364

乳酸细菌噬菌体DNA的提取和纯化367

乳酸细菌染色体DNA的提取和纯化371

乳球菌质粒DNA的提取374

16SrDNA序列同源性鉴定乳酸细菌376

用PCR-ELISA反应鉴定乳酸细菌378

用基因组DNA扩增片段长度多态性鉴定乳酸细菌380

用全基因组DNA的脉冲场凝胶电泳鉴定乳酸细菌382

乳酸乳球菌感受态细胞的制备和电击转化的方法384

链球菌感受态细胞的制备和电击转化的方法387

肠球菌感受态细胞的制备和电击转化的方法393

乳杆菌感受态细胞的制备和电击转化的方法396

乳链菌肽启动子的诱导表达404

基因组洗牌分子育种法406

附录 最新乳酸杆菌属和双歧杆菌属的种群变化409

乳杆菌属的种群变化409

乳酸杆菌属和双歧杆菌属的种和亚种412

主要参考文献414