饲用β-葡聚糖酶的发酵工艺研究

通过对本实验室保藏的12株黑曲霉菌株采用培养、选择性培养基分离,筛选出一株相对酶活较高的菌株作为出发菌株,然后通过紫外线、硫酸二乙酯等复合诱变筛选出一株β-葡聚糖酶高产菌株An08-752。以复合碳源(麸皮+花生壳粉+大麦粉)为碳源;有机氮源为豆粕粉,无机氮源为硫酸铵、硝酸钠;添加无机盐磷酸氢二钾(K+)、硫酸镁(Mg2+);料水比为1:1。固态发酵优化条件为:初始pH值6.8;装料量50 g/500 ml;发酵温度30℃;发酵时间37 h。酶活力达到了1.23×105 U/g。     

局限曲霉产β-葡聚糖酶发酵培养基和发酵条件的优化

通过对局限曲霉(QY-00305)发酵培养基和发酵条件的研究,得出其最佳培养基配方为(100ml):大麦粉1.5g,(NH4)2SO40.5g,NaNO30.4g,Na2HPO4·12H2O0.25g,FeSO4·7H2O0.03g,CaCO30.5g,Tween800.15ml;其最佳培养条件为:发酵初始pH为8.5,发酵温度为34℃,500ml三角瓶的装液量为80ml(摇床转速为200r/min),菌体的接种量为7%(孢子悬液的浓度为1.25×106),发酵周期为84h。在最佳培养基和最优发酵条件下,每毫升发酵培养基酶活力达1300.52U,大约是初始设计培养基的3倍。     

N+注入选育高产β-葡聚糖酶菌株及其发酵条件优化的研究

β-葡聚糖酶主要包括内切β-1,3葡聚糖酶、内切β-1,4葡聚糖酶和外切β-1,3葡聚糖酶、β-1,4葡聚糖酶,属于水解酶类,对谷物中的β-葡聚糖具有水解作用。其主要用途:一是应用于啤酒生产中,可解决因大麦中难降解、黏度大的β-葡聚糖引起的麦汁和啤酒过滤速度慢的问题;二是作为饲料添加剂,消除谷物中的β-葡聚糖在家禽、家畜肠道内产生的黏性的抗营养因子影响,提高饲料的利用率。产β-葡聚糖酶菌株有细菌和霉菌,然而,目前,β-葡聚糖酶生产菌大多由于产酶活力低、发酵培养基条件复杂而受到限制。因此,须对产酶菌株进行选育。离子束注入诱变育种,…     

海栖热袍菌耐热葡聚糖内切酶EG12B基因的克隆表达及酶学特性分析

为了促进家畜对纤维素饲料的消化吸收,提高饲料利用率,改善畜产品品质,本研究基于海栖热袍菌(Thermotoga maritima)的基因组信息,通过筛选获得一段具有潜在耐热特性的葡聚糖内切酶基因(EG12B)序列。经删除预测信号肽和优化密码子偏好性,运用基因工程手段将成熟肽EG12B基因克隆至原核表达载体pET-28a中,成功构建了重组表达质粒pET28-EG12B。转化至大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞中,经重组菌发酵培养及IPTG诱导表达,实现了EG12B在大肠杆菌系统中的胞内高效表达,表达量约占全细胞总蛋白的36%。通过细胞超声破碎、镍离子亲和层析以及热处理分离纯化,获得了电泳纯重组酶EG12B。酶学特性分析表明,该重组酶的最适反应温度为90℃,最适反应pH为5.2,在70℃下保温1 h,酶活力基本维持不变。表明葡聚糖内切酶EG12B具有优越的耐热性和良好的热稳定性,为进一步作为饲料添加剂用于纤维素饲料关键技术的开发和畜产品品质的提升奠定了理论基础。     

Aspergillus sp.DLCS-F18胞外嗜热嗜酸β-葡萄糖苷酶的酶学性质研究

β-葡萄糖苷酶作为纤维素彻底降解为葡萄糖的关键酶，被广泛运用于饲料、食品和生物燃料等行业。然而，许多菌株分泌的胞外β-葡萄糖苷酶活性低且热稳定性差，限制了其在纤维素生物质降解中的应用。本研究使用稻草秸秆作为碳源诱导菌株Aspergillus sp.DLCS-F18分泌胞外β-葡萄糖苷酶。结果表明：其最适反应pH和温度分别为4.0和60℃，在55℃和60℃下，孵育120 min后仍能保持95%以上的相对活性。此外，其表现出对金属离子的耐受性，在10 mmol/L的Ni²⁺、Co²⁺、Pb²⁺和Cu²⁺存在时，仍保持75%以上的相对活性，发酵96 h达到最高活性(2.5±0.1)U/mL。以上结果表明Aspergillus sp.DLCS-F18胞外β-葡萄糖苷酶为嗜热嗜酸β-葡萄糖苷酶，有较强的热稳定性，且产酶周期短。这预示着其在食品、饲料和纤维素乙醇生产方面有重要的潜在运用价值。     

1株产β-葡萄糖苷酶菌株的分离、鉴定与发酵条件初步优化

试验旨在从自然界中筛选β-葡萄糖苷酶高产菌株,对其进行鉴定和产酶条件优化。采用七叶苷显色技术分离和筛选β-葡萄糖苷酶菌株,采用固体发酵技术对其产酶条件进行优化,通过形态学特征及系统发育分析对其进行鉴定。结果表明,在广西河池喀斯特地貌自然植被区筛选出1株产β-葡萄糖苷酶的菌株,将其鉴定为棘孢曲霉（Aspergillus aculeatus）,得到最佳产酶条件为pH值7.0、温度28℃、装液量40 mL/250 mL,经过优化后该棘孢曲霉菌株的产酶能力达到了42.75 U/mL,相较于出发条件提高了10.9倍。研究表明,研究筛选得到的棘孢曲霉能够稳定产生β-葡萄糖苷酶,经固体发酵技术优化后产酶能力得到了较大提高,且在中性条件下产酶量最高,在饲料生产中具有应用价值。     

一株饲用枯草芽孢杆菌CCAM080032固态发酵工艺的研究

为了提高一株饲用枯草芽孢杆菌CCAM 080032的芽孢产量,研究通过单因素试验及正交试验方法,确定了该枯草芽孢杆菌的最优培养基为:稻草粉:麸皮2:8、葡萄糖50 g、胰蛋白胨20 g、NH4NO3 15 g、KH2PO4 10 g、H2O 1 500 g,37℃培养48 h,芽孢产量达到7.90×1010 CFU/g。     

饲用木聚糖酶固态发酵工艺条件研究

木聚糖酶作为饲料添加剂,可以强化禽畜消化道分解饲料的功能,促进营养物质的吸收。通过单因素试验和正交试验对黑曲霉A-3固态发酵生产饲用木聚糖酶的工艺条件进行了研究。优化的发酵条件如下:采用麸曲种子接种,接种量为10%;装料量为5g/300ml三角瓶、初始pH值为5.5、培养温度为35℃、料水比为1:1.5、培养时间为84h。在优化条件下,菌株产木聚糖酶活力达8291.75IU/g,比优化前提高了63.73%。     

双菌种固态发酵木糖渣生产饲料蛋白

植物纤维是自然界中数量最大的可再生资源，据估计，全球年产量超过１０００亿吨。在我国每年形成的大量纤维素物质中，农副产品加工过程中形成的纤维质废渣占了很大一部分，它们本身利用价值不高，有些只能作为废物处理，既浪费资源，又污染环境。木糖渣是利用玉米棒芯生产木糖过程中产生的废渣，利用率很低，一般作为废物丢弃。因此，如果采用合适的微生物对它加以降解，使其中的纤维类物质转化为饲料蛋白，这将是一举数得的工作。就发酵方法来说，对于象木糖渣这样粗纤维含量高，通气性较好的废渣，采用固体培养具有投资少、高产、方法简…     

正交试验三层次分析法对苹果渣固态发酵产果胶酶培养基优化的研究

试验以黑曲霉C-2为菌种,对苹果渣进行固态发酵,测定果胶酶活性,单因素试验确定水平,采用L9(34)正交试验对产果胶酶的固态培养基进行了优化,同时运用极差分析,方差分析,以及不同因素水平间差异显著性检验三种手段对结果进行分析,以得到较合理的培养基。优化后培养基组成:果渣:麸皮=4:1、硫酸铵2.0%、磷酸氢二钾0.1%、尿素2.5%。优化后果胶酶酶活比基础培养基的提高了20.89%。     

利用体外产气法评价玉米秸秆黄贮与甜菜块根组合效应

为探讨玉米(Zea mays)秸秆黄贮与甜菜(Beta vulgaris)块根的体外发酵组合效应,本研究将玉米秸秆黄贮与甜菜块根以100:0(T1)、80:20(T2)、60:40(T3)、50:50(T4)、40:60(T5)、20:80(T6)、0:100(T7)的比例进行组合,利用体外瘤胃发酵技术,分析其养分降解率、发酵参数及总产气量,以评价组合效应的功效.结果表明:1)随着甜菜块根比例的增加,干物质消化率(dry matter degradability,DMD)、中性洗涤纤维消化率(neutral detergent fiber degradability,NDFD)、酸性洗涤纤维消化率(acid detergent fiberdegradability,ADFD)先升高后降低,且组合后的养分降解率均高于单一原料养分降解率.2)随甜菜块根比例的增加,发酵液pH逐渐降低,T1组pH显著高于其他组(P<0.001),T3、T6组NH3-N浓度显著低于其他组(P=0.003).当甜菜块根比例为40％时,总挥发性脂肪酸(total volatile fatty acids,TVFAs)和各挥发性脂肪酸浓度最高,当甜菜块根比例大于40％时,其浓度又呈现降低趋势,T3、T4、T5组乙酸/丙酸值显著高于其他组(P<0.001).3)发酵时间对总产气量有显著影响(P<0.001),且时间和处理具有显著互作效应(P=0.006),总产气量随发酵时间的延长逐渐升高,随着甜菜块根比例的增加,呈现先升高后降低趋势.发酵4、8、12 h,T3组总产气量显著高于T1、T6、T7组(P<0.004),发酵24、48 h,T4组总产气量均显著高于T6、T7组(P<0.008).4)不同比例的单项组合效应值各有差异,但是从综合组合效应值来看,结果为T3>T5>T4>T2>T6.因此,玉米秸秆黄贮与甜菜块根的最优组合为60:40.     

利用体外产气法研究薯渣发酵产物与青贮玉米组合的瘤胃发酵特性

采用体外产气量法研究薯渣发酵产物和青贮玉米不同比例组合效应的瘤胃发酵特性。试验将薯渣固态发酵产物和青贮玉米(干物质为基础)按照0100(SC0)、2575(SC25)、5050(SC50)、7525(SC75)和1000(SC100)比例制成混合料,采用注射器式体外产气法培养72 h,测定不同组合对发酵液的p H值、氨态氮浓度(NH3-N)、产气量、挥发性脂肪酸(VFA)产量的影响。研究表明:所有处理组体外产气量随着培养时间延长而增加,SC75处理组产气量始终处于最低值;试验中各处理组的p H值在6.65~6.71之间,其中SC75显著高于所有处理组(P0.05),SC25与SC50低于SC0(P0.05);SC50的NH3-N含量显著低于SC0处理组(P0.05);总酸含量,SC0显著低于其他处理组(P0.05);丙酸含量,SC75和SC100显著低于SC0处理组(P0.05)。综上所述,薯渣发酵产物替代青贮玉米50%有利于瘤胃的发酵,提高饲料转化率。     

混菌固态发酵啤酒糟生产蛋白饲料的研究

对啤酒糟资源的更深层开发利用,提高其饲喂效价,是缓解我国蛋白质资源短缺的有效途径之一。通过单因素试验和正交优化试验,确定混菌种发酵啤酒糟生产高蛋白饲料的最佳发酵条件啤酒糟与豆粕配比为7:3,接种量为20%,硫酸铵添加量为0.5%,尿素添加量为0.5%,发酵时间为1d。在此条件下,真蛋白达到39.13%。     

体外法研究不同青贮菌、纤维分解酶及碳源组合青贮稻秸对瘤胃发酵参数及产气量的影响

试验旨在通过体外法研究不同添加剂组合对青贮稻秸瘤胃发酵参数及产气量的影响,从而筛选出适合稻秸青贮的添加剂组合。选取4头健康、体况相近、安装有永久性瘤胃瘘管的山羊用于瘤胃液的采集。将添加不同添加剂组合青贮45 d的稻秸作为发酵底物,进行连续72 h的体外产气培养和体外批次培养试验。结果表明:(1)不同添加剂组合青贮稻秸饲料对体外发酵pH值没有显著影响(P>0.05);5、9组中氨氮(NH3-N)浓度显著高于其他组,而1组NH3-N浓度最低(P<0.05);对照组瘤胃微生物蛋白(MCP)浓度显著低于其他各组,而3和8组MCP浓度最高(P<0.05)。(2)对照组总挥发性脂肪酸(TVFA)含量显著低于其他各组,而3组的TVFA、丙酸和丁酸都显著高于其他组(P<0.05)。(3)对照组发酵累积产气量、理论最大产气量、潜在产气量和产气速率常数都显著低于其他组,而3组累积产气量、理论最大产气量和潜在产气量都显著高于其他组(P<0.05)。综上所述,添加剂能够提高青贮稻秸体外发酵参数和产气量,其中3组(地衣芽孢杆菌+纤维素酶+淀粉)效果最好。     

固态发酵芦笋老茎生产高蛋白反刍动物饲料的研究

通过单菌种固态发酵、复合菌种固态发酵以及不同配比的复合菌种固态发酵试验,对能够将芦笋老茎转化为反刍动物饲料的微生物菌种进行了筛选。结果表明,由青霉(Penicillium sp.)F-5、暗孢毛壳(Chaetomium atrosporum)F-21、曲霉(Aspergillus sp.)F-25菌株组成的配比为2:2:3的复合菌种是效果最好的菌种组合。芦笋老茎生料培养基经该复合菌种5 d固态发酵后,发酵产物中可溶性蛋白含量达到4.80 mg/g,与对照组相比增加了39.94%;粗蛋白含量达到11.18%,与对照组相比增加了38.54%;纤维素由22.74%降低到22.32%,降低了1.85%;木质素由12.90%降低到10.53%,降低了18.37%。这些结果证明芦笋老茎经微生物发酵后能转化为良好的高蛋白反刍动物饲料。     

C4饲草在凋萎处理中饲用品质及青贮品质的变化

利用象草、高丹草和玉米在江苏南京进行试验,研究3种C₄饲草在不同凋萎时间处理中饲用品质和青贮品质的变化,旨在明确C₄饲草在凋萎处理中饲用成分和青贮品质的变化规律,并选择出适宜3种饲草青贮的凋萎时间。试验设置了凋萎0(CK),1.5,3.0,4.5,6.0和7.5 h共6个处理,分别测定了原料的干物质含量、干物质体外消化率(IVDMD)、非结构性碳水化合物(NSC)、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量等饲用品质性状,以及pH、乳酸(LA)和氨态氮(NH₃-N)含量等青贮发酵品质性状。结果表明,3种C₄饲草的原料干物质含量随着凋萎时间的延长均持续上升,其中高丹草和玉米水分含量下降显著(P<0.05),而象草凋萎7.5 h后水分含量仍高达75.73%,水分散失较慢;3种C₄饲草原料的NSC含量均随着凋萎时间的延长持续下降,但其中的可溶性碳水化合物(WSC)和淀粉含量呈现出不同变化趋势,WSC呈现倒“V”型变化,即在凋萎过程中先上升后下降,而淀粉含量则持续下降;不同饲草凋萎青贮品质最佳的凋萎时间不同,象草是凋萎7.5 h、玉米是凋萎3.0 h、高丹草是凋萎1.5 h。