黑曲霉变种产α-半乳糖苷酶菌株的筛选及发酵条件优化

试验研究黑曲霉变种产α-半乳糖苷酶菌株的筛选及发酵条件优化。黑曲霉菌株MX-H通过紫外诱变和传代培养后,得到一株能够变种产α-半乳糖苷酶较稳定的菌株MX-H1,并优化了MX-H1的产酶培养基。18S rDNA鉴定结果表明,菌株MX-H1被鉴定为黑曲霉(Aspergillus niger)。结果显示,最佳优化条件为碳源15 g/L蔗糖、氮源10 g/L牛肉膏、产酶诱导物0.5 g/L棉籽糖、初始pH值6.0、培养温度为30℃、培养基装样量30 mL/250 mL、摇床180 r/min、培养96 h。在最佳优化条件下,发酵液中产α-半乳糖苷酶酶活力达到4.95 U/mL。试验为α-半乳糖苷酶的工业化生产提供参考依据。     

一株瘤胃源产纤维素酶菌株的培养条件优化

山羊瘤胃内容物菌群中分离得到的一株产纤维素酶菌株T15,采用3,5-二硝基水杨酸法(DNS法)进行优化。对菌株培养基成分碳源、氮源和金属离子进行优化时发现,6 g/L的葡萄糖为碳源和5 g/L的牛肉膏为氮源时,产生酶活力达到最高。培养基中添加0.03 mol/L的Ca~(2+),对菌株产生纤维素酶有促进作用。在最优发酵培养基成分为基础,对菌株T15的发酵培养温度、培养时间、培养pH条件和接种量等四因素、三水平进行正交试验,该菌株的产纤维素酶最优发酵条件:以9 mL为接种量,培养基pH值7,培养温度35℃和培养时间40 h,其产生酶活力达到26.76 U/mL;其中培养时间、接种量、培养温度、和培养基酸碱条件对菌株发酵产纤维素酶影响依次增大。     

高产蛋白酶枯草芽孢杆菌JNB001产酶条件的优化

为了进一步提高枯草芽孢杆菌JNB001产蛋白酶的能力,试验利用单因素及正交试验从起始pH、发酵温度、接种量、装液量、菌龄等方面对产酶条件进行优化。结果表明,最佳培养条件为:起始pH 7.0;发酵温度35℃;接种量7%;装液量35mL/250mL;菌龄18h;发酵时间36h。菌株JNB001经优化发酵条件后,测定其蛋白酶活力可高达371.66U/mL。该试验结果为无害化生物处理罐的优化设计等后续应用研究奠定了基础。     

不同因素对疯草内生真菌合成苦马豆素的影响

研究不同因素对疯草内生真菌——Undifilum oxytropis合成苦马豆素的影响,筛选出显著影响U.oxytropis苦马豆素合成的因素。将U.oxytropis分别接种到不同pH或不同浓度聚乙二醇(PEG)、L-哌可酸、L-赖氨酸、α-酮戊二酸的培养基中培养,测定菌丝及其发酵液中苦马豆素,分析各条件下真菌苦马豆素产率的变化。结果表明:当pH在4.5~6.5时,随pH增加,真菌SW产率显著增加(P0.05);当PEG质量浓度在0~32g·L-1时,随PEG增加,真菌苦马豆素产率显著降低(P0.01);当在培养基中添加相同量(10-3 mol·L-1)的L-哌可酸、L-赖氨酸、ɑ-酮戊二酸时,L-哌可酸添加组的苦马豆素产率显著降低(P0.05),L-赖氨酸添加组苦马豆素产率显著增加(P0.05);当L-哌可酸的初始浓度为10-3和10-2 mol·L-1时,真菌的苦马豆素产率显著下降(P0.05),当其浓度为10-4 mol·L-1时,苦马豆素产率显著增加(P0.01);当L-赖氨酸的初始浓度为10-1、10-2或10-4mol·L-1时,真菌苦马豆素产率显著降低(P0.05)。当ɑ-酮戊二酸的初始浓度分别为10-1、10-2、10-3 mol·L-1时,真菌的苦马豆素产率显著降低(P0.05)。由试验可知,低pH或添加PEG可抑制U.oxytropis中苦马豆素的合成,L-哌可酸、L-赖氨酸、α-酮戊二酸均对U.oxytropis的苦马豆素合成产生显著影响,但对苦马豆素合成的影响与各物质在培养基中的浓度密切相关。     

小花棘豆产苦马豆素内生真菌的筛选与鉴定

通过对小花棘豆内生真菌的分离纯化,筛选产苦马豆素内生真菌,探讨小花棘豆内生真菌与其毒性成分苦马豆素的相互关系。本研究对采自内蒙古西部草地的6份小花棘豆样品进行内生真菌分离纯化,采用薄层色谱和气相色谱技术对内生真菌发酵液进行苦马豆素定性、定量检测,筛选产苦马豆素内生真菌;结合形态学和分子生物学方法进行内生真菌种属鉴定。从小花棘豆样品中分离得到6株内生真菌。经筛选,其中有2株产苦马豆素,编号为XJ-J-I和XJ-H-1,其发酵液中苦马豆素产量分别为4.209 2mg.L-1和16.733 8mg.L-1。鉴定结果表明,这2株内生真菌虽然形态学存在差异,但基因型相同,同属镰刀属内生真菌—层出镰刀菌(Fusarium prolifera-tum)。小花棘豆中存在产苦马豆素内生真菌。     

小花棘豆与玉米混贮微生物特性及脱除苦马豆素乳酸菌的筛选

旨在探讨小花棘豆与玉米按不同比例混贮对微生物特性及乳酸菌多样性影响,挖掘具有脱除苦马豆素活性的乳酸菌,为小花棘豆青贮饲料的开发利用提供理论参考。以小花棘豆和全株玉米为原料,按不同比例10:0(T₁)、9:1(T₂)、8:2(T₃)7:3(T₄)、6:4(T₅)、5:5(T₆)、4:6(T₇)、0:10(T₈)混合青贮,室温发酵60 d,检测青贮前、后微生物种类、数量变化,鉴定分离出的乳酸菌,并测定其对苦马豆素的脱除率。试验结果:1)原料中乳酸菌数量随着玉米混入量的增加逐渐升高,青贮饲料各处理间乳酸菌数量无显著差异;原料中的肠细菌各处理间无显著差异,经过青贮发酵后肠细菌均未检测到;好氧细菌数量在原料和青贮饲料中均随着玉米比例的增加逐渐减少;酵母菌数量在各处理间均无显著差异;原料中的霉菌数量随着玉米混入比例增加逐渐增加,而青贮饲料中的霉菌数量均在检出线以下。2)从小花棘豆与玉米混贮的原料中共分离得到乳酸菌菌株4株,经鉴定属于Lactococcus lactis subsp. hordniae、Lactococcus lactis subsp. lactis和Lactococcus taiwanensis 3种;从青贮饲料中分离出乳酸菌菌株9株,经鉴定属于Lactobacillus plantarum subsp. plantarum、Lactobacillus brevis、Lactobacillus pentosus和Lactobacillus amylovorus 4种,当玉米混入比例升高时,原料中乳酸菌多样性有所增加,而青贮饲料中乳酸菌多样性有所下降。3)不同乳酸菌菌株对苦马豆素的脱除率均高于85%,其中菌株JD6E、JD4D、JD10D、JD2E和JD1F对苦马豆素的脱除率高达100%。经过热处理后,菌株JD10D和JD2E对苦马豆素的脱除率分别为100%和97.76%,而其他菌株对苦马豆素的脱除率下降31.76%~100%,其中菌株JD6D和JD1E经过热处理后对苦马豆素的脱除率分别下降到2.17%和0。结果表明,小花棘豆与玉米混贮可以增加青贮原料中乳酸菌的数量及多样性,降低青贮饲料和原料中好氧细菌的数量,有助于提高青贮成功率;乳酸菌对苦马豆素具有良好的脱除效果,菌株JD10D和JD2E对苦马豆素的吸附脱除作用最强,而菌株JD6D和JD1E对苦马豆素的降解作用最强,均可用作小花棘豆青贮脱除苦马豆素的发酵菌株。     

小花棘豆与玉米混贮微生物特性及脱除苦马豆素乳酸菌的筛选

旨在探讨小花棘豆与玉米按不同比例混贮对微生物特性及乳酸菌多样性影响,挖掘具有脱除苦马豆素活性的乳酸菌,为小花棘豆青贮饲料的开发利用提供理论参考。以小花棘豆和全株玉米为原料,按不同比例10∶0(T1)、9∶1(T2)、8∶2(T3)7∶3(T4)、6∶4(T5)、5∶5(T6)、4∶6(T7)、0∶10(T8)混合青贮,室温发酵60d,检测青贮前、后微生物种类、数量变化,鉴定分离出的乳酸菌,并测定其对苦马豆素的脱除率。试验结果:1)原料中乳酸菌数量随着玉米混入量的增加逐渐升高,青贮饲料各处理间乳酸菌数量无显著差异;原料中的肠细菌各处理间无显著差异,经过青贮发酵后肠细菌均未检测到;好氧细菌数量在原料和青贮饲料中均随着玉米比例的增加逐渐减少;酵母菌数量在各处理间均无显著差异;原料中的霉菌数量随着玉米混入比例增加逐渐增加,而青贮饲料中的霉菌数量均在检出线以下。2)从小花棘豆与玉米混贮的原料中共分离得到乳酸菌菌株4株,经鉴定属于Lactococcus lactis subsp.hordniae、Lactococcus lactis subsp.lactis和Lactococcus taiwanensis 3种;从青贮饲料中分离出乳酸菌菌株9株,经鉴定属于Lactobacillus plantarumsubsp.plantarum、Lactobacillus brevis、Lactobacillus pentosus和Lactobacillus amylovorus 4种,当玉米混入比例升高时,原料中乳酸菌多样性有所增加,而青贮饲料中乳酸菌多样性有所下降。3)不同乳酸菌菌株对苦马豆素的脱除率均高于85%,其中菌株JD6E、JD4D、JD10D、JD2E和JD1F对苦马豆素的脱除率高达100%。经过热处理后,菌株JD10D和JD2E对苦马豆素的脱除率分别为100%和97.76%,而其他菌株对苦马豆素的脱除率下降31.76%~100%,其中菌株JD6D和JD1E经过热处理后对苦马豆素的脱除率分别下降到2.17%和0。结果表明,小花棘豆与玉米混贮可以增加青贮原料中乳酸菌的数量及多样性,降低青贮饲料和原料中好氧细菌的数量,有助于提高青贮成功率;乳酸菌对苦马豆素具有良好的脱除效果,菌株JD10D和JD2E对苦马豆素的吸附脱除作用最强,而菌株JD6D和JD1E对苦马豆素的降解作用最强,均可用作小花棘豆青贮脱除苦马豆素的发酵菌株。     

产苦马豆素疯草内生真菌Undifilum oxytropis原生质体的制备和再生

以产苦马豆素内生真菌Undifilum oxytropis NX-FEL001为供试菌株,研究了培养方式、菌龄、酶解时间和酶解温度等,对U.oxytropis原生质体制备和再生的影响。结果表明,U.oxytropis菌丝在质量分数为10g/L纤维素酶+10g/L蜗牛酶+1g/L溶壁酶组成的复合酶溶液,35℃恒温,80r/min振荡孵育3h左右,原生质体释放量最高;原生质体在YCM培养基上,22℃培养9d可以再生形成菌落,培养15d其再生率可达8.5%;原生质体在YCM培养基上再生后其菌落颜色与野生型U.oxytropis不一致,呈现白色;菌丝形态与野生型U.oxytropis相一致,经检测再生后菌丝仍然能够产生苦马豆素。U.oxytropis原生质体的制备,将为进行疯草内生真菌的遗传转化和基因操作研究提供重要工具,为进一步开展疯草内生真菌合成苦马豆素的分子调控机制奠定了基础。     

宁夏黄花棘豆中产苦马豆素内生真菌的分离及鉴定

对宁夏黄花棘豆中产苦马豆素内生真菌进行分离和鉴定,为进一步研究疯草内生真菌合成苦马豆素的分子调控机理提供菌种和奠定基础。分离并纯化黄花棘豆植物组织中的真菌,采用气相色谱质谱联用法对各菌株菌丝中的苦马豆素进行分析,筛选能产生苦马豆素的内生真菌;紫外线照射和黑暗交替培养诱导内生真菌产孢;提取真菌DNA,扩增和测定真菌甘油醛-3-磷酸脱氢酶（glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GPD）、内部转录间隔区（internal transcribed space,ITS）和线粒体核糖体小亚基（mitochondrial small subunit,mt SSU）基因序列,进行同源性比对和遗传进化分析,对其进行种属分类和命名。本研究从宁夏黄花棘豆中共分离到5株真菌,其中菌株NX-FEL001菌丝中含有苦马豆素,经诱导培养,该菌株能产生分生孢子及分生孢子梗等结构;序列同源性和系统发育分析结果表明,该菌株与Undifilum真菌的亲缘关系最近,根据形态结构和分子进化分析结果将菌株NX-FEL001鉴定为Undifilum oxytropis。     

发酵时间对黄花棘豆青贮品质及苦马豆素含量的影响

探究不同发酵时间对黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)青贮品质及苦马豆素含量的影响,进而为黄花棘豆作为优质牧草资源开发利用提供新途径。选择含水量为75%的新鲜黄花棘豆,填充于青贮瓶中压实密封后置避光处室温保存,分别于青贮0、10、20、30……100 d取样,感观检查青贮效果,利用内标气相色谱法测定青贮前后苦马豆素含量,确定黄花棘豆最佳青贮发酵时间。结果表明,黄花棘豆青贮后基本保持黄绿色,质地变软易分离,手抓松散不粘手,并随着青贮发酵时间的延长,散发出酸香味越来越浓,青贮效果较好;苦马豆素质量浓度为0.375 mg/mL～6 mg/mL,苦马豆素质量浓度和me-Gal峰面积呈直线线性关系(R~2=0.999 98),加标回收率84.36%,RSD=0.77%,表明该方法准确度和精密度较好,可用于样品中苦马豆素含量测定;经测定不同青贮发酵时间黄花棘豆中苦马豆素含量,青贮100 d时苦马豆素含量比青贮前下降51.90%。结论,黄花棘豆青贮发酵100 d以上可作为高蛋白饲料利用。