黑曲霉发酵麦麸生产β-葡萄糖苷酶的工艺优化及动力学研究

用单因素和正交试验对黑曲霉M85以小麦麸皮为发酵基质生产β-葡萄糖苷酶的工艺条件进行了优化，并研究了最优发酵条件下的动力学模型。正交试验结果表明，培养基中麦麸的有效添加量为2%，适合摇瓶和5 L罐最佳发酵工艺条件：转速分别为(200±5)r/min和(400±10)r/min，发酵温度均为(30±0.5)℃，接种量分别为15%和10%。黑曲霉M85在摇瓶和5 L罐发酵过程中动力学曲线具有相同的变化趋势，发酵第3 d发酵液中β-葡萄糖苷酶酶活分别达到1103.73 U/mL和1318.82 U/mL，对麦麸的转化率分别为55186.61 U/g和76085.82 U/g。其细胞生长和产物合成可以分别用Monod方程和Luedeking-Piret方程拟合。结果可为麦麸资源生物发酵深加工生产β-葡萄糖苷酶提供技术基础。     

甜高粱茎秆固态发酵生产燃料乙醇研究

该文通过研究甜高粱茎秆M-81E固态发酵生产燃料乙醇的主要影响因素,确定发酵条件为:耐高温酿酒酵母接种量为3%,发酵初始基质含水率为76%,添加0.25?Cl2,0.25%MgS04·7H2O,40℃发酵24 h,乙醇得率为6.42 g/(100g)甜高粱茎秆,转化率为90.5%,残糖含量低于0.3%;添加10 FPU/g纤维素酶和10 CBU/g β-葡萄糖苷酶,进行同步糖化固态发酵,乙醇得率为7.53 g/(100 g)甜高粱茎秆,与不添加纤维素酶和β-葡萄糖苷酶的相比,乙醇得率提高了14.6%.     

细菌型黑豆豆豉发酵工艺及其功能性成分研究

通过单因素试验和正交试验对细菌型黑豆豆豉的发酵工艺条件进行了研究,并对黑豆豆豉的功能性成分进行了分析。结果表明,适宜发酵工艺条件为:黑豆蒸煮时间35min,黑豆厚度6cm,接种量40mL·kg-1(湿基),发酵温度37℃,发酵时间28h。在该发酵条件下制备的细菌型黑豆豆豉感官品质较好,以干基计,豆豉的纤溶酶活性70.44±8.37 IU·g-1,总游离氨基酸32.91±1.13mg·g-1,酸可溶性多肽27.74±2.51mg·g-1,每mg豆豉的DPPH自由基清除能力与0.43±0.09μg Trolox相当。     

利用黑曲霉β-葡萄糖苷酶催化香兰素葡萄糖苷水解

本文通过在香兰素葡萄糖苷溶液中加入黑曲霉菌种发酵制取的β-葡萄糖苷酶,进行酶促反应实验,定时取样进行高效液相分析检测,结果表明在反应过程中,溶液中香兰素葡萄糖苷的含量呈逐步下降趋势,香兰素的量呈逐步增加趋势;而在没有加β-葡萄糖苷酶的对照实验中,整个反应过程中香兰素葡萄糖苷的含量基本没有出现什么变化,在反应液中也没有检测到香兰素,这说明黑曲霉β-葡萄糖苷酶能够催化香兰素葡萄糖苷分解为香兰素的反应。     

产β-葡萄糖苷酶的菌种的筛选,鉴定及其酶学特性

β-葡萄糖苷酶来源广泛,几乎存在于所有的生物体中,而不同来源的β-葡萄糖苷酶其性质也各不同。本文利用七叶苷分离培养基从土样中分离筛选出产6种β-葡萄糖苷酶时间较快的菌种,其中发现菌种WGEA1酶活性较高,随后对菌种WGEA1进行初步的鉴定并且采用DNS法测该菌株所产粗酶液的酶学特性。酶学特性表明,WGEA1产的β-葡萄糖苷酶最适温度是在50～55℃之间,最适pH在6～7之间;在低于50℃条件下,pH为5～8时,酶活较稳定,同时在最适反应时间30min下,金属离子和有机溶剂都对酶活性影响很大,这些发现都为在非水相体系中酶法合成烷基糖苷奠定了一定的基础。     

硅对水稻几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性的影响及其与抗纹枯病的关系

在溶液培养条件下,以水稻抗病品种91SP和感病品种Lemont为材料,研究施硅和接种纹枯病菌对水稻纹枯病发生情况、外切几丁质酶、内切几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性的影响。结果表明,施硅能降低抗病品种91SP的纹枯病病级和病情指数,显著降低感病品种Lemont的病级和病情指数。在未接种纹枯病菌条件下,施硅增加了抗病品种几丁质酶活性,增加了感病品种的几丁质酶活性,但对β-1,3-葡聚糖酶活性影响不大。接种纹枯病菌后,水稻几丁质酶活性被迅速激活后又下降,施硅通过提高抗病品种91SP几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性,以及通过提高感病品种Lemont几丁质酶活性来增强对纹枯病的抗性,但感病品种Lemont施硅处理的几丁质酶活性降低幅度小于抗病品种91SP。     

枯草芽孢杆菌发酵制备花生粕饲料条件优化

长期以来花生粕作为动物饲料得到广泛的应用,为提高其利用价值本文以热榨花生粕作为固体发酵培养基,以加水量、接种量、发酵时间、发酵温度、麸皮含量为变量进行单因素试验,采用响应面分析试验对枯草芽孢杆菌发酵制备花生粕饲料的条件进行优化。结果表明:枯草芽孢杆菌发酵制备花生粕饲料的最佳条件是花生粕18g、加水量20mL、接种量0.44g、发酵时间60h、发酵温度30℃。在此条件下,发酵后产物芽孢杆菌芽孢数较高。     

柿果醋醋酸发酵工艺参数优化研究

为了探索柿子原浆果醋的发酵规律,给柿果醋的生产提供理论依据.以水柿为原料,采用响应面法对柿果醋醋酸发酵过程的工艺参数(发酵温度、醋酸菌接种量和发酵时间)进行优化.结果表明,醋酸菌接种量、发酵时间对柿果醋醋酸含量有极显著影响(P＜0.01),发酵温度对后者影响不显著.优化出最佳工艺参数为发酵温度33.1℃,醋酸菌接种量0.56‰,发酵时间110 h,在此工艺条件下柿果醋醋酸含量可达4.928 g/(100 mL).多元回归分析结果显示,发酵温度、醋酸菌接种量、发酵时间与醋酸含量之间回归模型高度显著,可用于实际生产预测.     

一株从金钱树上分离的产纤维素降解酶的菌株的分离及特性鉴定

本研究从金钱树（Zamioculcas zamiifolia）白绢病（Southern blight）病株上分离到一株产纤维素酶菌株SM,经形态观察和rDNA—ITS序列分析鉴定为齐整小核菌（Sclerotium rolfsii Sacc）,经以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的培养基培养和刚果红染色测定,证明SM菌株可产生高活性纤维素降解酶。本文对SM菌株产纤维素降解酶的液态发酵条件进行了研究,结果表明：在起始pH6．0,无机氮：有机氮：纤维素碳源之比为0．07g：1．4g：1．6g,温度为30℃,摇床转速为160r／min,发酵培养时间为5d的条件下,该菌株发酵液的CMC酶活性达到11．7U／mL,滤纸酶活性达到2．156U／mL,β-葡萄糖苷酶活性达到3．911U／mL。     

黑豆丹贝发酵前后香气、酚类物质及抗氧化活性分析

为了丰富丹贝品种并提高黑豆食品加工利用率,本试验以少孢根霉(Rhizopus oligosporus)发酵制备黑豆丹贝,测定其基本营养成分和香气成分,并分析不同发酵时间黑豆丹贝中麦角固醇、氨基酸态氮、10 kDa以下肽、总酚、总黄酮、原花青素含量及蛋白质水解度抗氧化活性的变化。结果表明,与未发酵样品相比,发酵后黑豆丹贝中灰分、粗脂肪含量无显著差异(P>0.05),水分、粗蛋白含量有显著变化(P<0.05);发酵后黑豆丹贝中共检出24种香气成分,较未发酵样品多14种,且发酵后新检出醛类、烃类和酯类三类香气成分;黑豆丹贝发酵过程中麦角固醇含量先上升后下降,在33 h达到最大值911.39 μg·g^-1; 发酵15 h氨基酸态氮、10 kDa以下肽含量和蛋白质水解度显著增加(P<0.05),最大值分别为0.87 g·100g^-1、335.60 mg·g^-1和29.43%。此外,发酵结束后黑豆丹贝的总酚、总黄酮、原花青素含量分别为2.23、0.70和2.22 mg·g^-1, 显著高于未发酵样品(P<0.05),且总酚、总黄酮、原花青素含量与抗氧化活性密切相关。本研究结果为黑豆丹贝的开发提供了理论依据。     

纤维素酶高产菌株桧状青霉9-3的诱变选育及产酶条件研究

本文以桧状青霉9-3为出发菌株,采用硫酸二乙酯（DES）诱变,通过筛选得到一株酶活力高且遗传稳定性良好的菌株H16,其滤纸酶活力、β-葡萄糖苷酶酶活力与蛋白产量均较出发菌株相比均提高了4倍左右。并通过对发酵培养基以及发酵条件的优化,确定了最佳的产酶条件为：微晶纤维素浓度为2%,玉米浆干粉浓度为1.5%,发酵温度为30℃,初始pH为5.5,装液量为30 mL/250 mL,发酵周期为5 d。在优化的条件下,该菌株的纤维素酶和蛋白产量均进一步提高25%左右。     

田间条件下不同促腐菌对水稻秸秆腐解及胞外酶活性的影响

  【目的】  田间环境的复杂性影响促腐菌种的实际促腐效果。研究3个经鉴定的促腐菌种在田间条件下提高秸秆腐解相关酶活性的效果，并比较其和商品菌剂的效果，为秸秆促腐菌剂研发及秸秆高效还田提供科学依据。  【方法】  田间试验采用秸秆包网袋填埋法，在江西省上高县双季稻种植区晚稻季节进行，设置水稻秸秆接种假单胞菌、芽孢杆菌、青霉、商品菌剂以及不施菌剂 (对照) 5个处理，分别于秸秆包填埋于土壤后第7、14、28、56、84天取秸秆样品，测定秸秆剩余量、养分含量及胞外酶活性，并计算秸秆腐解率。  【结果】  1) 不论是否添加促腐菌剂，秸秆的腐解均呈现出先快后慢的趋势。添加假单胞菌处理秸秆腐解率以及C、N、P释放率在0～84天始终显著高于对照，最终分别提高5.6%、9.09%、11.66%和7.87%；添加青霉处理秸秆腐解率 (第14天除外) 和氮释放率在0～84天也显著高于对照，最终分别提高5.2%和7.46%；添加商品菌剂处理秸秆腐解率仅在第14天显著高于对照；而添加芽孢杆菌处理秸秆腐解率始终与对照无显著差异。2) 腐解时间是影响胞外酶活性的最重要因素，添加菌剂也能不同程度地提高秸秆腐解胞外酶活性。胞外酶中，乙酰氨基葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶活性是影响秸秆腐解和养分释放的重要变量，其次是β-纤维二糖苷酶和磷酸酶。添加假单胞菌处理乙酰氨基葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶 (第14天除外) 以及磷酸酶的酶活性在0～84天内显著高于对照，添加青霉、芽孢杆菌以及商品菌剂处理相关胞外酶活性表现并不稳定，添加青霉处理乙酰氨基葡萄糖苷酶活性仅在0～14天显著高于对照。3) 添加菌剂处理水稻产量较对照提高1.87%～9.92%，施假单胞菌处理增产最为显著。  【结论】  胞外酶中乙酰氨基葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶活性与秸秆腐解和养分释放关系最为密切。青霉仅在秸秆腐解的前14天显著提高乙酰氨基葡萄糖苷酶活性，芽孢杆菌剂对胞外酶活性的提升效果不稳定，因此，其在田间条件下促进秸秆腐解、养分释放的效果也不稳定，最终没有增产效果。假单胞菌剂可在0～84天腐解周期内显著提高乙酰氨基葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶 (第14天除外) 活性，因而在田间条件下，假单胞菌剂可以有效促进秸秆腐解和养分释放，提高晚稻产量。     

黄花梨果酒发酵工艺试验初报

在偏重亚硫酸钾(以SO2计)为80 mg·kg-1,果胶酶为0.2‰的条件下,通过单因素试验探讨发酵温度、酵母接种量、发酵果浆初始固形物含量及发酵时间对黄花梨果酒发酵的影响(以酒精度为评价指标),试验结果表明:最适发酵温度为20~25℃,最适酵母接种量为0.4‰左右,最适发酵果浆初始固形物含量为23%~26%,最适发酵时间为8 d,为下一步正交试验优化发酵工艺提供了合理的参数范围。     

化肥减施对紫云英还田土壤活性有机碳和碳转化酶活性的影响

【目的】评价紫云英绿肥还田配施化肥对稻田土壤活性有机碳含量以及与碳转化相关酶活性的影响。【方法】田间试验在浙江省金华市红壤黄筋泥土发育而成的水稻土上进行。供试紫云英 (Astragalus sinicus L.) 品种为‘宁波大桥’,每年4月在紫云英盛花期异地翻压。试验连续进行了6年,处理包括空白对照 (CK)、单施常规量化肥 (CF),单施紫云英 (MV),紫云英配合20%、40%、60%和80%的常规化肥量共7个处理。除空白和单施化肥处理外,其它处理均翻压45 t/hm2紫云英鲜草。N、P₂O₅、K₂O化肥常规用量分别为210、56.3、112.5 kg/hm2。水稻收获后,采集0—20 cm表层土样,测定了土壤活性有机碳 (可溶性有机碳 (DOC)、热水提取态有机碳 (HEOC)、微生物生物量碳 (MBC)、颗粒有机碳 (POC)、易氧化有机碳 (ROC)) 和总有机碳 (TOC) 含量,以及碳转化酶 (纤维素酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶、酚氧化酶和过氧化物酶) 活性。【结果】与CF相比,MV处理能够显著增加DOC、HEOC和ROC含量,对MBC和TOC含量无显著影响;显著增加纤维素酶、蔗糖酶和β-葡萄糖苷酶活性,对酚氧化酶和过氧化物酶活性无显著影响。四个紫云英配施化肥处理中,DOC和POC含量以MV + 60%CF处理最高,显著高于MV处理。随着配施化肥量的增加,土壤碳库管理指数随之增加。MV处理的纤维素酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶、酚氧化酶和过氧化物酶活性均显著低于其与化肥配合处理,上述五种酶活性均以MV + 60%CF处理最高。几何平均酶活性和总体酶活性均表现为MV < MV + 20%CF < MV + 40%CF、MV + 80%CF < MV + 60%CF处理 (P < 0.05)。通径分析表明纤维素酶活性对HEOC具有最大的直接正效应,蔗糖酶活性分别对DOC和MBC表现出最大的直接正效应,β-葡萄糖苷酶活性分别对POC和ROC表现出最大的直接正效应。酚氧化酶活性对DOC表现出最高的间接效应,β-葡萄糖苷酶活性则对HEOC具有最高的间接效应,过氧化物酶活性分别对MBC、POC和ROC表现出最大的间接效应。【结论】紫云英还田量为45 t/hm2条件下,适当减少常规化肥用量能够显著增加土壤活性有机碳含量和碳转化酶活性,以配施60%的化肥用量效果最佳。土壤活性有机碳含量受纤维素酶、蔗糖酶和β-葡萄糖苷酶活性的直接影响,而受酚氧化酶和过氧化物酶活性的间接影响。     

长期不同施肥潮土活性有机氮库组分与酶活性对外源牛粪的响应

【目的】研究不同施肥制度下潮土中活性有机氮库及酶活性对新添加有机物料的响应机制,可深入理解不同施肥制度培肥土壤、提高土壤基础地力的机理。【方法】供试土壤采集于从1986年开始的长期定位试验处理,包括CK (不施肥)、OF (常量有机肥)、CF (常量化肥)、OCF (常量有机无机配施) 4个处理。通过室内恒温培养试验,研究添加等氮量牛粪后长期不同施肥潮土有机氮库组分(微生物量氮、可溶性有机氮和颗粒有机氮)含量及土壤酶(α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、β-木糖苷酶、纤维二糖水解酶、磷酸酶、过氧化物酶和酚氧化酶)活性的变化特征。【结果】首先,无论添加牛粪与否,土壤全氮、可溶性有机氮和颗粒有机氮含量均随培养时间呈上升趋势或与初始时期差异不显著;添加牛粪的长期不施肥与施化肥处理土壤微生物量氮含量显著低于相同处理不添加牛粪的土壤微生物量氮含量。其次,培养结束后,添加牛粪增加了长期不同施肥潮土全氮、可溶性有机氮和颗粒有机氮含量,分别提高了5.43%~15.49%、5.83%~69.42%及9.75%~42.29%,却降低了土壤微生物量氮含量16.91%~62.10%。另外,施肥、添加牛粪及其交互作用对土壤酶活性具有显著影响(P <0.05);无论添加牛粪与否,不同施肥处理土壤氧化酶(过氧化物酶和酚氧化酶)活性显著低于不施肥处理,不同施肥处理的土壤水解酶活性却呈现不同的变化趋势。不添加牛粪情况下,长期施肥显著提高了除β-葡萄糖苷酶以外的土壤水解酶活性;其中与长期不施肥处理相比,长期施用化肥土壤β-木糖苷酶和β-纤维素酶分别提高了208.74%和180.75%。添加牛粪情况下长期施用有机肥土壤β-葡萄糖苷酶和β-纤维素酶比不施肥分别提高了201.40%和308.04%;冗余分析(redundancy analysis,RDA)显示,添加与不添加牛粪条件下土壤酶活性的关键环境驱动因子不同,在不添加牛粪时为可溶性有机氮,添加后其关键驱动因子为全氮和可溶性有机氮。【结论】不同施肥制度下土壤微生物量氮、可溶性有机氮、颗粒有机氮与土壤全氮之间呈显著正相关;室内好气培养条件下,添加牛粪显著提高了长期不同施肥潮土的全氮、可溶性有机氮、颗粒有机氮含量,却显著降低了土壤微生物量氮含量;不同施肥制度下土壤酶活性差异显著,牛粪的添加改变了影响长期不同施肥潮土酶活性的关键环境因子。     

参与碳氮磷转化的水解酶对不同施肥响应的差异

本文旨在研究土壤水解酶对不同施肥的响应差异以及影响因素。通过在红壤中添加牛粪有机肥、化肥进行90d的室内土壤培养试验,采用微孔板荧光法动态分析5、30和90d参与碳氮磷转化的土壤水解酶(α-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-葡萄糖苷酶、纤维素酶、木聚糖酶、亮氨酸氨基肽酶、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、磷酸酶)活性。与不施肥(对照)相比,在30 d后,化肥处理的总酶活性显著下降,对应的参与碳氮磷转化酶活性均有不同程度下降;而有机肥处理的总酶活性在培养期内均未发生显著变化,但是其α-1,4-葡萄糖苷酶显著增加,而磷酸酶活性显著降低。参与碳转化的4种水解酶中,只有α-1,4-葡萄糖苷酶活性对施肥的响应较强,且施加有机肥增加其活性而无机肥则降低其活性;对于参与氮转化的水解酶而言,化肥明显抑制了亮氨酸氨基肽酶活性,而有机肥增加了β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性;磷酸酶活性明显受到有机肥的抑制作用,而对化肥的响应总体不明显。不同水解酶对不同施肥的响应有明显差异,NMDS分析表明,α-1,4-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶响应最明显,其次为磷酸酶与木聚糖酶;相关和冗余分析显示,土壤p H、可溶性有机碳对酶活性的影响最大,一定程度说明了不同肥料通过影响土壤理化性质进而影响水解酶活性。     

冬瓜酸乳饮料生产工艺优化研究

以新鲜冬瓜和鲜牛乳为试验材料,采用单因素试验与响应面试验筛选冬瓜酸乳饮料最佳配比及最优发酵条件.结果表明,冬瓜酸乳饮料最优工艺配方为冬瓜汁添加量10.52％、白砂糖添加量5.72％、复合稳定剂添加量1.33％;制备冬瓜酸乳饮料的最优发酵条件为发酵剂添加量(即发酵菌株或接种量)5.12％、发酵温度41.25℃、发酵时间5...     

产β-甘露聚糖酶内生菌的诱变育种及产酶条件优化

以刺槐豆内生菌Paenibacillus sp.CH-3为出发菌株,采用紫外-硫酸二乙酯-亚硝酸盐对其进行复合诱变,并对菌株的发酵条件进行了优化。结果表明：经过紫外线-硫酸二乙酯-亚硝酸盐复合诱变,获得一株高产β-甘露聚糖酶的突变菌株Paenibacillus sp.CH3-05,其酶活力为160.2U/mL,较出发菌株（42U/mL）提高了281.4%。其最佳发酵培养基为：酵母膏0.25%,魔芋粉3%,磷酸氢二铵0.25%,氯化钠0.1%,硫酸镁0.3%,磷酸氢二钾0.2%,CaCl22 mmol/L。最佳发酵条件为：初始pH 6.5,接种量2%,培养温度35℃,转速200 r/min,培养时间78 h,在该条件下测得酶活为233.5 U/mL,较出发菌株提高456%。     

植被类型对滨海湿地土壤酶活性的影响研究

在盐城滨海湿地采集植被为互花米草(Spartina alterniflora)、海三棱藨草(Scirpus mariqueter)、芦苇(Phragmites australis)、碱蓬(Suaeda salsa)和光滩的土壤样品22个,分别测定了β-葡萄糖苷酶、脲酶和磷酸酶的活性。结果显示,植被覆盖下的土壤β-葡萄糖苷酶、脲酶和磷酸酶的活性均高于光滩土壤,且不同类型植被下土壤之间酶活性也有一定的差异。同一类植被覆盖下,不同样点间土壤酶活性也存在很大的差异。相关分析表明,β-葡萄糖苷酶和脲酶活性与有机质和全氮存在显著正相关;磷酸酶活性与有机质和有机质/磷呈显著正相关。有机质是影响酶活性的主要限制性物质,地上部生物量相对较大的植物(如互花米草)在提高有机质方面表现出巨大潜力,不仅可以增加土壤酶活性,还能促进养分循环和利用。     

高活菌数复合益生菌发酵乳工艺优化

益生菌发酵乳中的活菌数是保证其功能特性的关键因素,为提高益生菌发酵乳中的活菌总数,以干酪乳杆菌和双歧杆菌复合菌种为试验对象,以发酵过程中的pH值和吸光度平均值值为试验指标,在单因素试验的基础上,利用 Box-Benhnken中心组合试验和响应面分析法研究了接种量、益生菌接种比例、发酵温度、葡萄糖添加量以及大豆多肽添加量对发酵乳pH值和活菌数的影响,并建立了复合益生菌发酵模型。响应面优化试验结果表明复合益生菌发酵的最佳工艺条件是脱脂乳乳固体质量分数为12%,接种量为6%,干酪乳杆菌：双歧杆菌接种体积比为3∶1,葡萄糖添加量为2.9%,大豆多肽添加量为0.8%,发酵温度为34℃,在此条件下预测值为1.076,验证试验得到实际值为1.087,与理论预测值相比,相对误差为1.0%。发酵乳最大活菌数为4.1×1011 cfu/mL,与已有研究相比,活菌数提高了1-2个对数级。在4℃条件下贮藏21 d后,发酵乳的活菌数仍然保持在4.7×1010 cfu/mL。研究结果为工业化生产高活菌数的益生菌饮料提供参考。