精料类型及精粗比对瘤胃真菌固体发酵产纤维素酶的影响

试验采用二因素试验设计,研究固体发酵底物中精料类型及精粗比对瘤胃真菌产纤维素酶的影响。固体发酵底物精料类型为麦麸和玉米,精料与粗料花生蔓30∶70、40∶60、50∶50、60∶40和70∶30。试验进行10 d,每2 d采一次发酵样品,监测其中的微晶纤维素酶和β-葡萄糖苷酶、羧甲基纤维素酶和滤纸酶酶活。试验结果表明,麦麸作为精料底物可显著提高微晶纤维素酶、羧甲基纤维素酶和β-葡萄糖苷酶酶活(P0.05)。精粗比为70∶30的产β-葡萄糖苷酶和滤纸酶酶活显著高于其他各精粗比(P0.05)。试验条件下,麦麸为固体发酵底物精料,精粗比为70∶30,发酵时间为4~6 d获得较高的酶活。     

5种粗纤维饲料底物对瘤胃真菌纤维素酶的影响

本试验通过在体外模拟瘤胃内环境,利用取自崂山奶山羊瘤胃内的混合厌氧真菌为菌种,分别以花生蔓、地瓜蔓、豆荚、玉米叶和滤纸为培养底物,以羧甲基纤维素酶、木聚糖酶、β-葡萄糖苷酶酶活为监测指标,研究不同纤维素含量的发酵底物对混合瘤胃厌氧真菌产纤维素酶的影响。结果表明:木聚糖酶在豆荚底物组培养72 h酶活达到最高,显著高于其他各底物组(P<0.05);羧甲基纤维素酶活性和β-葡萄糖苷酶活性的最高点均出现在培养72 h的花生蔓底物组,酶活比地瓜蔓组分别高25.00%、14.67%(P<0.05);滤纸组3种纤维素酶酶活均显著低于其余4种底物组(P<0.05)。发酵120 h后,花生蔓、地瓜蔓和玉米叶组的干物质消失率均达到37%,显著高于豆荚底物组和滤纸底物组(P<0.05)。综上,底物中木质素含量对木聚糖酶、纤维素含量对羧甲基纤维素酶和β-葡萄糖苷酶均有一定诱导作用;选择豆荚做发酵底物可产生较高活性的木聚糖酶,选择花生蔓则可以产生较高活性的羧甲基纤维素酶和β-葡萄糖苷酶;底物干物质消失率对3种酶的活性高低影响不大。     

蔗渣纤维素预处理及纤维素酶混合发酵研究

试验旨在研究蔗渣纤维素预处理方法,优化纤维素酶系组成,提高产酶量。试验使用甘蔗渣为原料,经过微波、磷酸和蒸汽爆破预处理蔗渣纤维素。结果显示：厚垣镰孢霉HML278产纤维素酶及半纤维素酶酶活均有提高,滤纸酶酶活比未处理材料提高了1.02倍,处理后酶解葡萄糖比未处理蔗渣提高100%。米曲霉HML366可以产高转苷活性的β-葡萄糖苷酶,合成龙胆二糖,龙胆二糖可以诱导厚垣镰孢霉HML278产纤维素酶。厚垣镰孢霉HML278和米曲霉HML366菌种兼容性较好,混合发酵优化纤维素酶系组成,比厚垣镰孢霉HML278单独发酵滤纸酶活酶活提高了83.62%,β-葡萄糖苷酶比米曲霉HML366单一培养酶活提高93.09%。研究表明,米曲霉HML366和厚垣镰孢霉HML278混合培养产酶效果优于单一菌种培养产酶。     

不同氮源对瘤胃真菌产纤维素酶活性的影响

本试验通过体外模拟瘤胃内环境,利用取自崂山奶山羊瘤胃内的混合厌氧真菌为菌种,以花生蔓为发酵底物,通过添加等量不同氮源(菌糠、酵母膏、尿素、氯化铵、硫酸铵),并以羧甲基纤维素酶、木聚糖酶、β-葡萄糖苷酶的酶活性和发酵液p H值为监测指标,研究不同氮源对混合瘤胃厌氧真菌产纤维素酶活性的影响。结果表明,添加氮源试验组的纤维素酶活性明显高于不加氮源的对照组(P0.05)。以氯化铵做氮源时3种纤维素酶活性均为最高,其木聚糖酶和β-葡萄糖苷酶最高酶活性显著高于其他试验组(P0.05),羧甲基纤维素酶活性与硫酸铵组相比差异不显著(P0.05),但显著高于另外3种氮源组(P0.05)。各组p H值随着时间增长而逐渐下降,5种氮源组120 h的p H值下降值与对照组相比差异显著(P0.05),其中以菌糠组下降最快。从试验结果可以看出,添加不同氮源对瘤胃厌氧真菌产纤维素酶活性及p H值有影响,以氯化铵做氮源时产酶活性最高。     

芦丁对奶牛瘤胃内固相和液相降解纤维素相关酶活性的影响

本试验旨在研究芦丁对奶牛瘤胃纤维素酶活的影响。选择体重600 kg左右、体况良好、安装有永久性瘤胃瘘管的中国荷斯坦奶牛5头,采集瘤胃内容物制取固相和液相酶液,分别添加芦丁0(对照组)、0.02、0.04、0.06 mg/mL,采用DNS(3,5-二硝基水杨酸)还原法测定降解纤维素的相关酶活。结果表明:添加芦丁(0.02、0.04、0.06 mg/mL)的试验组与对照组相比较,奶牛瘤胃内容物固相和液相滤纸酶、β-葡萄糖苷酶、羧甲基纤维素酶、微晶纤维素酶酶活均有显著提高(P<0.05),而果胶酶与木聚糖酶同对照组相比差异不显著(P>0.05),各组固相酶活都明显高于液相酶活。     

瘤胃真菌体外产纤维素酶条件的筛选

本试验采用L9(34)正交试验设计,对崂山奶山羊瘤胃真菌进行体外培养,通过木聚糖酶和羧甲基纤维素酶的测定,筛选出以玉米秸秆为发酵底物的最佳发酵条件(N源、接种量、培养基起始pH值、发酵温度),并按筛选出的发酵条件对玉米秸秆、花生蔓、地瓜蔓和麸皮不同发酵底物的产酶活性进行比较。试验结果表明,木聚糖酶活力最优发酵条件N源为(NH4)2-SO4,接种量5mL,发酵起始pH值为5,发酵温度35℃,产酶最高的发酵底物为秸秆。羧甲基纤维素酶的最优发酵条件N源为(NH4)2SO4,接种量15mL,发酵起始pH值为7,发酵温度39℃。     

复合生态菌固态发酵木薯渣工艺参数优化及混菌发酵对木薯渣营养品质的影响

本试验旨在探讨复合微生物固态发酵木薯渣最佳发酵参数,并考察混菌发酵对木薯渣营养品质的影响。从木霉、曲霉、枯草芽孢杆菌和酵母4大类共12株菌中分别筛选出1株发酵效果较好的菌株,以营养改善最佳的菌株为主发酵菌,与其它3株进行不同组合,筛选出最适发酵组合,并考察组合中不同菌种最适接种比例、接种量和菜粕添加量;在此基础上采用正交试验设计,考察发酵时间、发酵温度、料水比以及初始p H间交互作用对木薯渣营养价值的影响。结果表明:每克发酵原料按黑曲霉-II∶枯草芽孢杆菌-II∶酿酒酵母=3∶2∶1的比例接种2.5×106个微生物(孢子),菜粕添加量为20%,发酵时间4 d,发酵温度35℃,料水比1∶2,初始p H 4效果最好。以最优条件发酵木薯渣,以干物质计算,发酵后木薯渣粗蛋白由10.77%提高到17.92%(P0.05),粗纤维由21.50%降低到16.54%(P0.05)。此外,发酵后产物羧甲基纤维素酶、滤纸酶、β-葡萄糖苷酶酶活分别达到12.31、3.92和3.95 U/g DM。利用复合微生物固态发酵可以显著提高非常规饲料原料木薯渣的营养价值。     

一株产纤维素酶的解淀粉芽孢杆菌的分离鉴定及其酶促反应适宜条件初步研究

为了分离、筛选产纤维素酶益生菌,确定其酶促反应适宜条件,利用羧甲基纤维素钠等作为筛选培养基,结合刚果红染色法,从玉米青贮饲料样品中筛选产纤维素酶益生菌,并通过形态学和系统进化树方法鉴定分离菌。同时对培养时间、pH和温度等酶促反应条件进行了研究。结果表明,筛选出1株可降解羧甲基纤维素,并产生清晰透明圈的菌株。经形态学观察和16SrRNA基因序列分析,鉴定该菌为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。粗酶液中滤纸酶活为1.5U/mL,外切葡聚糖酶活为1.3U/mL,内切葡聚糖酶活为6.4U/mL,β-葡萄糖苷酶活为2.3U/mL。酶促反应的适宜条件为pH 5.5,温度50℃,粗酶液为培养3d后发酵液上清。解淀粉芽孢杆菌分离株具有一定的产纤维素酶能力,在玉米秸秆生物降解与利用方面具有潜在的开发价值。     

外源多糖降解酶对纯底物发酵动力学及消失率影响

采用活体外产气量法测定外源添加的纤维素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶对绵羊瘤胃发酵动力学及消失率的影响。以木聚糖和微晶纤维素为底物,选用木聚糖?微晶纤维素和木聚糖与微晶纤维素的等量混合物0.2g,酶添加水平分别为:纤维素酶为0,5000,10000和15000U/mL;木聚糖酶为0,360,3600和36000U/mL;β-葡聚糖酶为0,320,3200,和32000U/mL,每个组设3个重复,来测定3种酶对瘤胃降解微晶纤维素和木聚糖及二者混合物的产气速率、延滞期和最大产气量的影响。试验结果显示,利用体外产气量法测定外源多糖降解酶对以纯微晶纤维素和木聚糖为底物96h的消失率影响不显著(P>0.05),对底物的发酵动力学的影响,不同处理、不同酶及底物之间也不相同,木聚糖酶试验中,2种底物在消失率方面有相互促进作用。     

瘤胃4株纤维降解细菌的分离鉴定及其纤维降解特性

作者从蒙古绵羊瘤胃内容物中筛选出四株纤维素降解细菌并进行鉴定,将其编号为H1、H2、N1、N2,对菌株生长特性和纤维素酶活力进行测定,以期为后续试验提供试验材料。通过生理生化特征、DNA序列分析对分离菌株进行鉴定,比浊法测定细菌生长曲线,用还原糖法测定四株细菌的滤纸酶活、羧甲基纤维素酶活、水杨苷酶活和微晶纤维素酶活力。结果表明:经鉴定,四株菌中H1、H2为黄色瘤胃球菌(Ruminococcus flavefaciens),N1、N2为链球菌(Streptococcus);生长曲线测定表明菌株H1生长延迟期为4h,H2、N1、N2均为3h,黄色瘤胃球菌最大菌体浓度出现在28h,链球菌为14h;四株细菌均具有良好的纤维降解特性,其中H2滤纸酶活力、羧甲基纤维素酶活力、微晶纤维素酶活力显著高于菌株H1、N1、N2(P0.05),H1滤纸酶活力最低,为0.08μmol·(mL·min)-1。本试验利用hungate滚管法分离出4株具有纤维素酶活力的细菌,可以满足后续试验需要。     

饲用细菌纤维素酶的发酵条件优化与性质研究

对从四川卧龙中国保护大熊猫研究中心提供的野外放归大熊猫“祥祥”的粪样中分离到的产纤维素酶菌株JF-1116进行摇瓶产酶培养。试验结果表明,以0.5%羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为碳源,1%蛋白胨为氮源,3%麸皮为添加物,在28℃,20%装液量,摇床振荡培养24h后,其发酵液滤纸酶活(FPA)可达111.5U/mL。通过对其粗酶液的性质进行测定,该菌所产纤维素酶粗酶液中的FPA、CMCase和β-葡萄糖苷酶的最适产酶温度分别为50、50、55℃。其中CMCase在pH值4.2～5.4酶活较高,其最适反应pH值为4.8,经50℃处理1h后,可保持原活力的93.5%。     

复合益生菌固态发酵改善甘薯渣营养价值的研究

本试验旨在研究采用多种微生物混合固态发酵对甘薯渣营养价值的影响,并探讨其最佳发酵工艺参数。采用单因素试验设计,对4类菌种共12株菌种进行单菌发酵,从中筛选1株发酵效果最优菌株作为混菌发酵的主菌种,与其他3类菌株进行不同组合发酵,筛选最佳菌种组合。采用正交试验设计,考察发酵时间、发酵温度、料水比、接种量及菌种接种比例对甘薯渣营养价值影响。结果表明:1)在发酵温度38℃,发酵时间4.5 d,料水比1∶1.3,接种量1×106个/g,接种比例黑曲霉2∶里氏木霉∶枯草芽孢杆菌1∶酿酒酵母1=1∶1∶2∶1条件下发酵效果最好。2)在混菌发酵后,以干物质为基础,粗蛋白质含量从6.37%提高到9.75%;粗脂肪含量从2.71%提高到4.92%;发酵后还原糖含量达到8.22%,羧甲基纤维素酶、滤纸酶、β-葡萄糖苷酶和淀粉酶活性分别为4.26、3.29、3.75和5.15 U/g DM。由此可见,农副产品甘薯渣经过微生物混菌固态发酵后可以有效改善其营养品质。     

黑曲霉高产纤维素酶活突变株ZM-8的筛选

对航空诱变的黑曲霉(Aspergillus niger)进行筛选,得到纤维素酶高产突变株ZM-8。以玉米秸秆粉为主要碳源,经固体发酵培养,测得其滤纸酶(FPA)、纤维二糖水解酶(C1)、葡聚糖内切酶(CMCase)、β-葡萄糖苷酶(β-Glase)的酶活力分别为110.2、389.9、489.3U/g和1208.1U/g,比出发菌株各组分的酶活分别提高2.1、3.5、1.7倍和1.8倍。经过5次继代固体发酵试验,证明该菌株具有较好的产酶稳定性。     

纤维素酶高产菌株的选育

从土样中分离筛选出12株产纤维素酶能力较强的菌株。经摇瓶发酵复筛,获得产纤维素酶活较高且稳定的菌株F6,其CMC酶活为887 U/mL,滤纸酶活为210.72 U/mL。以该菌株为出发菌株,经紫外线诱变处理,获得纤维素酶高产菌株4-2-2。将菌株4-2-2摇瓶发酵4 d后,产CMC酶活达3171.598 U/mL,滤纸酶活达1827.372 U/mL,分别比出发菌株提高3.58倍和8.67倍。     

一株桑枝纤维降解菌株的鉴定及纤维素降解能力测定

利用高产纤维素酶微生物分解桑树枝条中的木质纤维素,有益于桑枝条资源的高效开发利用。采用刚果红染色法,将分离自桑园土壤的菌株经羧甲基纤维素钠(CMC-Na)培养基初筛和桑枝粉培养基复筛后,获得1株能产生纤维素酶的真菌菌株PTY1。PTY1菌株能够在以桑枝粉末为碳源的培养基中良好生长,最适生长p H为6,最适生长温度为32℃。基于形态和18S r DNA序列鉴定PTY1为烟管菌(Bjerkandera adusta)。该菌株产生的纤维素酶类呈现较高的滤纸酶(FPAase)、羧甲基纤维素酶(CMCase)和β-葡萄糖苷酶活性,其中FPAase在发酵第8天的活力最高,可达5.466 U/m L,CMCase在发酵的第6天和第10天出现2个活力小高峰,β-葡萄糖苷酶活力总体较高,发酵第8天活力最高为12.220 U/m L;FPAase最适反应温度为40℃,最适反应p H为5.5,而CMCase在50℃、p H 4.5~5.5时活力较高,均为酸性酶;以CMC-Na为底物时PTY1菌株酶促反应的Km为0.676 mg/m L,Vmax为0.038 9 mg/(m L·min)。PTY1菌株经过诱变处理后,有望成为降解桑枝纤维素的专用菌株。     

黑曲霉ZM-8菌株产纤维素酶的固态培养基组分优化

本试验以玉米秸秆粉为主要原料,研究了麸皮添加量、氮源、含氮量、含水量和接种量等因素对一株经航天诱变筛选出的高产纤维素酶菌株黑曲霉ZM-8产纤维素酶的影响.并在确定了最佳氮源的基础上对其他各组分采用正交试验进行了优化.结果表明,其最佳固态培养基组分为:氮源为(NH4)3PO4,含氮量0.6%,含水量250%(m/m),玉米秸秆粉与麸皮质量比为4:1,接种量1:30.在优化后的培养基组分上测定的滤纸酶(FPU)酶活和内切β-1,4葡聚糖酶(CMC)酶活分别为3.32 U/g和12.48 U/g,比优化前分别提高了约50%和56%.     

秸秆纤维素分解菌的分离筛选试验

本试验从各种土壤及饲料中分离到12株能分解纤维素的菌株。分别测定滤纸分解度、羧甲基纤维素酶活(CMC)、滤纸酶活(FPA)和天然纤维素酶活,筛选出6株对天然秸秆纤维素有较强降解能力的菌株。通过改变其培养基中天然纤维素的含量,发现随着培养基中天然纤维素含量的增加,酶活力也随之升高。     

不同粗饲料对绵羊瘤胃内微生物的羧甲基纤维素酶活的影响

对5种粗饲料,8个时间点黏附于饲料颗粒上的瘤胃微生物的羧甲基纤维素酶活的动态变化进行研究。用4只羊,分7批进行尼龙袋试验,与早晨饲喂后2h一次性投入瘤胃腹囊处,时间点取0,6,12,24,36,48,60,72h8个点。结果:对于不同饲料的瘤胃微生物(PAM)羧甲基纤维素酶活来讲,随着时间的推移,羧甲基纤维素酶活均有一个峰值出现,只是出现时间的先后顺序不一,峰值大小不一。试验中峰值出现的先后顺序为:苜蓿、披碱草、玉米秸、麦秸和谷秸(最后两者相等),时间分别为24,36,48和60h。峰值大小顺序为麦秸、玉米秸、谷秸、苜蓿、披碱草。不同饲料的平均羧甲基纤维素酶活差异显著(P<0.05),由高到低的顺序为麦秸、玉米秸、披碱草、谷秸、苜蓿。试验表明不同粗饲料对PAM羧甲基纤维素酶活有显著影响。     

小站稻秸秆降解复合菌系的筛选与产酶条件优化

为寻找一种能够科学高效地将小站稻秸秆用于秸秆还田的方法,并将其作为一种储备技术,本研究通过测定已有6组秸秆降解复合菌系的羧甲基纤维素酶活力和滤纸酶活力,筛选出2组复合菌系,并通过正交试验进行产酶条件的优化,以探索解决小站稻秸秆清洁生产技术的应用问题,保障小站稻的未来绿色可持续发展,为小站稻秸秆高效处理的研究提供理论基础和技术支持。本研究结果表明：复合菌系B和复合菌系F的综合酶活力均高于其他复合菌系;复合菌系B羧甲基纤维素酶最佳发酵条件为25℃,pH 8.0,接种量2%,温度为酶活力主要影响因素;复合菌系B滤纸酶最佳发酵条件为20℃,pH 9.0,接种量2%,pH为酶活力主要影响因素;复合菌系F羧甲基纤维素酶最佳发酵条件为25℃,pH 8.0,接种量2%,温度为酶活力主要影响因素;复合菌系F滤纸酶最佳发酵条件为20℃,pH9.0,接种量2%,接种量为酶活力主要影响因素。     

干玉米秸与花生蔓及精料在奶牛日粮中最佳配比研究

为了探讨干玉米秸与花生蔓及精料在奶牛日粮中最佳配比,本研究将干玉米秸与花生蔓、干玉米秸花生蔓最优组合与精料分别以0∶100、10∶90、20∶80、30∶70、40∶60、50∶50、60∶40、70∶30、80∶20、90∶10、100∶0的比例进行组合,利用体外瘤胃发酵技术,测定48 h产气量、微生物蛋白产量与干物质降解率的单项组合效应指数和多项组合效应指数.结果表明:(1)在干玉米秸与花生蔓的不同比例组合中,单项及多项组合效应指数均以干玉米秸占80％时最大(P<0.01)；(2)在干玉米秸和花生蔓最优组合(80∶20)与精料的不同比例组合中,单项及多项组合效应指数均以干玉米秸和花生蔓最优组合占70％时最大(P<0.01).由此可见,在本试验条件下,干玉米秸、花生蔓与精料以56∶14∶30的比例组合为奶牛日粮中的最佳配比.