黑曲霉MA-56 β-甘露聚糖酶的生产条件研究

本文通过Plackect-Burman设计及单因素试验,研究了影响黑曲霉菌株MA-56生产β-甘露聚糖酶的主要因子,并优化了影响β-甘露聚糖酶固体生产的因素.结果表明,硫酸亚铁、牛肉膏、磷酸二氢钾和玉米浆粉4个因素对β-甘露聚糖酶生产影响显著,可信度大于90%.但均为产酶负影响因子;尿素、氯化钙和硫酸镁为产酶的正影响因子,但影响不显著.单因子试验表明,黑曲霉菌株MA-56产β-甘露聚糖酶的最适培养基条件为:麸皮8 g,豆粕2 g,魔芋粉0.1 g(以10 g干基为标准).当固形物与加水比10:9,接种孢子悬浮液2.5mL(以一支菌种斜面加30 mL无菌水为标准),300 mL三角瓶中装量7 g培养基,发酵56 h时,产酶量达到2.01×105U/g.     

产木聚糖酶类芽孢杆菌SD-29发酵条件优化

研究旨在对类芽孢杆菌SD-29产木聚糖酶的发酵条件进行优化,获取最佳发酵条件。以类芽孢杆菌SD-29为出发菌株,对其所产木聚糖酶的酶学性质进行分析,通过单因素试验对培养基中的碳源、氮源、金属离子以及初始p H值、接种量、发酵温度和发酵时间进行优化。结果发现,最佳发酵条件为麦芽糖15 g/L、牛肉膏2.5 g/L、NaNO_3 2 g/L、KCl 0.5 g/L、Ca Cl_2 0.3 g/L,初始pH值为7,以2%的接种量接种,30℃、200 r/min培养18 h后,测得发酵上清液酶活为0.663 U/m L,与初始酶活0.144 U/m L相比,扩大了3.6倍。通过单因素试验优化类芽孢杆菌SD-29产酶发酵条件,木聚糖酶活力得到提高,该研究为后续木聚糖酶的性质研究和异源表达奠定基础。     

产β-甘露聚糖酶菌株的筛选及产酶条件优化的研究

采用筛选培养基透明圈法从土壤中筛选到1株高效分泌β-甘露聚糖酶的细菌,经形态和生理生物化学鉴定,确定为枯草芽孢杆菌.试验对该菌株的液体摇瓶产酶发酵条件进行单因素的优化,优化后的产酶发酵条件:碳源为2.5％魔芋精粉,氮源为0.5％硝酸钠,在250 mL三角瓶中装料量为30 mL,起始pH为7.3 ～7.5,接入1 mL种龄为20 h的种子液,190 r/min,35℃下培养48 h.在此条件下,β-甘露聚糖酶酶活可达375 U/mL.     

响应面法优化β-甘露聚糖酶发酵培养基的研究

研究采用响应面法对路氏肠杆菌(Enterobacter ludwigii MY271)液体发酵产β-甘露聚糖酶的培养基进行优化。在前期单因素试验对培养条件及培养基优化的基础上,利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响产酶的3个显著性因素:魔芋粉、Na2HPO4和Mg SO4。在此基础上,运用最陡爬坡试验找到中心复合试验的中心点,然后研究不显著因素的最低添加量来降低生产成本,最后利用中心复合设计确定显著性因素之间的交互作用及最佳组成。结果表明,魔芋粉14 g/l、蛋白胨18 g/l、Na2HPO4 0.7 g/l、KH2PO4 0.5 g/l、Zn SO4 0.15 g/l、Mg SO4 0.01 g/l,β-甘露聚糖酶酶活可达到62.76 U/ml,与模型预测值相近,且与单因素优化后的酶活(30.02 U/ml)相比,提高了109.06%。通过响应面法优化培养基组分,酶活得到了显著提高,为该酶制剂的大规模生产奠定了基础。     

固态混菌发酵生产饲用复合酶制剂营养条件和培养条件的研究

黑曲霉变种(A.niger v.Tiegh)CGMCC1182、黑曲霉MA-56(A.niger MA-56)CGMCC2722和黑曲霉XY-1(A.niger XY-1)CGMCC1182分别为α-半乳糖苷酶、β-甘露聚糖酶和木聚糖酶生产菌株。为获得高产α-半乳糖苷酶、β-甘露聚糖酶和木聚糖酶的复合酶制剂,通过单因素实验,研究了黑曲霉三种菌株在固态发酵条件下产复合酶制剂的培养基组成和培养条件。结果表明,黑曲霉混菌发酵生产复合酶的最适培养基组成为:麸皮∶豆粕为7∶3(m/m),在此基础上(以麸皮和豆粕总量为10 g计算)添加玉米芯1.0 g,魔芋粉0.1 g,葡萄糖0.5 g,(NH4)2SO4 0.2 g,NaNO3 0.1 g,MgSO4 0.1 g,KH2PO4 0.2 g,H2O 11 mL。产酶最适培养条件为:培养温度30℃,固形物与加水比1∶1,α-半乳糖苷酶、β-甘露聚糖酶和木聚糖酶接种比例为5∶6∶6,接种混合孢子悬浮液2.5 mL(以一支菌种斜面加30 mL无菌水为标准),300 mL三角瓶中装量8 g培养基,发酵60 h时,复合酶产量达到最优,α-半乳糖苷酶、β-甘露聚糖酶和木聚糖酶三种酶制剂的活力分别可以达到221、894、10188 IU/g。     

混菌固态发酵白酒酒糟制备多酶生物饲料的工艺优化

利用白酒酒糟配合其他饲料原料,通过微生物发酵制备多酶生物饲料。优化3株枯草芽孢杆菌的产酶条件:玉米粉与豆粕粉的含量33%(二者比例为7∶3)、酒糟含量37%、麸皮含量30%和接种量5%;3株枯草芽孢杆菌的接种比例为2∶2∶1,植酸酶产生菌提前接种12 h;发酵温度34℃;料水比1∶1;p H 8.0;添加硫酸铵3%、尿素1.5%和氯化钙0.3%;培养时间5 d。甘露聚糖酶活9.69、木聚糖酶活4.86和植酸酶活5.81 U/g,优化前后分别提高213.90%、78.94%和19.57%。发酵结束后,甘露聚糖、木聚糖和植酸磷降幅分别为66.29%、12.23%和35.14%,粗蛋白增幅82.80%。     

抗腹泻益生菌T-70-1胞外产抗菌蛋白发酵条件的优化

为了提高益生菌T-70-1胞外产抗菌蛋白的产量,试验采用单因素分析法,以抑制大肠杆菌能力为指标,分别考察碳源、氮源、无机盐种类对T-70-1菌株发酵产抗菌蛋白的影响,再结合正交试验法对该菌株胞外产抗菌蛋白的培养基组成和发酵条件进行优化,利用SPSS软件进行方差分析,确定最佳发酵产抗菌蛋白的条件。结果表明:优化后的发酵条件为葡萄糖2.5%、蛋白胨2.0%、Mg SO40.08%、KCl 0.10%;初始p H值为6.5,种子液按照4%接种量接种于装液量为30 m L/250 m L的锥形瓶中,30℃发酵培养32 h。优化后胞外产抗菌蛋白相应的抑菌圈面积增大至525.5 mm2,较优化前增幅达60.7%。说明通过优化发酵条件获得了菌株T-70-1发酵产抗菌蛋白最佳培养基组成和培养条件,抗菌蛋白产量得到了明显提高。     

产β-甘露聚糖酶内生菌的筛选、鉴定及酶学性质研究

试验从萌发的花魔芋实生种子中筛选出一株产β-甘露聚糖酶的内生菌,对该菌株进行鉴定并研究所产β-甘露聚糖酶的酶学性质。采用透明圈法初筛,DNS法测酶活力,摇瓶发酵复筛获得产酶最高的菌株,利用16SrDNA序列分析对该菌株进行鉴定并对所产酶的基本酶学性质进行研究。结果显示,该高产β-甘露聚糖酶的内生菌株与路德维希肠杆菌(Enterobacter ludwigii)同源性达99%。所产β-甘露聚糖酶的最适温度为60℃,在30~50℃条件下较稳定;最适pH为6.0,在pH 4.0~9.0的条件下较稳定;Zn~(2+)(117.84%)、EDTA(115.80%)、Cu~(2+)(113.76%)对β-甘露聚糖酶有较强的激活作用,Mn~(2+)(22.02%)对其有强烈的抑制作用;以魔芋粉为底物时,Km值为26.65mg/mL。该菌摇瓶发酵72h后,β-甘露聚糖酶酶活力达9.48U/mL,具有良好的酶学性质,在动物饲料工业中具有广阔的应用前景。     

产角蛋白酶菌株Bacillus subtilis A1-2液体发酵产酶条件的优化

文章旨在对角蛋白酶产生菌Bacillus subtilis A1-2菌株的发酵产酶条件进行优化。以发酵液上清中的角蛋白酶活力为检测指标,利用单因素试验和正交试验相结合的方法优化该菌株摇瓶发酵产角蛋白酶的最适诱导物、碳氮源、无机离子、表面活性剂及最佳培养基配方与发酵参数。获得Bacillus subtilis A1-2菌株的液体深层发酵产角蛋白酶条件如下:培养基配方为玉米粉3.0%,黄豆饼粉3.0%,80目羽毛粉3.0%,Ca Cl 2 0.5%,表面活性剂吐温-80 0.5%;最优发酵参数为:培养基起始p H值8.0,250 ml三角瓶中装液量30 ml,发酵温度37℃,接种量6.0%,发酵60 h;此条件下该菌株角蛋白酶活力达642.1 U/ml,相比优化前的初始酶活力328.5 U/ml提高了95.46%。本研究结果为该菌用于角蛋白资源的开发利用奠定了基础。     

复合型β-甘露聚糖酶的开发及其对断奶仔猪生长性能和血清生化指标的影响

试验旨在探讨酸性与中性β-甘露聚糖酶组合效果及其不同添加量对断奶仔猪生长性能及血清生化指标的影响,为复合型β-甘露聚糖酶的开发提供依据。试验一体外仿生消化试验采用单因素试验设计,分为6个组别,对照组为不加酶组,5个加酶组β-甘露聚糖酶添加量均为4 U/g基础日粮,酸性与中性β-甘露聚糖酶活力比分别为0100、2575、5050、7525、1000,以对基础日粮还原糖释放量为依据选择最佳的复合型β-甘露聚糖酶;试验二选择8 kg左右杜长大杂种断奶仔猪300头,根据体外仿生消化试验结果,采用单因素完全随机设计,分为4组,每组5个重复,每个重复15头猪。对照组饲喂基础日粮,3个试验组在基础日粮中分别添加复合型β-甘露聚糖酶2 000、4 000、6 000 U/kg,正式试验期28 d。结果表明:在仿生消化试验中,酸性与中性β-甘露聚糖酶酶活比为5050时,对日粮还原糖释放量的提高最为明显,达7.64%;在断奶仔猪生产试验中,添加4 000、6 000 U/kg复合型β-甘露聚糖酶能显著提高断奶仔猪末重、日均采食量、日增重(P0.05),同时三种剂量添加均能显著降低仔猪腹泻率(P0.05);添加4 000、6 000 U/kg复合型甘露聚糖酶可显著提高血清中血糖和总蛋白含量(P0.05)。综合各项指标,酸性与中性β-甘露聚糖酶酶活比以5050进行添加,且在日粮中的添加量为4 000～6 000 U/kg时,能显著改善断奶仔猪的生长性能,降低仔猪腹泻率,提高血清中血糖和总蛋白含量。     

响应面法优化解淀粉芽孢杆菌Tu-115菌株产纤维素酶液体发酵条件

以羧甲基纤维素酶活力为指标,采用单因素试验和响应面法对解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)Tu-115菌株产纤维素酶的液体发酵条件进行优化。首先采用单因素试验,初步确定葡萄糖含量4%,黄豆饼粉含量1.5%,接种量4%,温度35℃,发酵时间72 h,装瓶量75 m L/250 m L;确定葡萄糖含量、黄豆饼粉含量和接种量对Tu-115菌株产纤维素酶活力的影响最显著。根据Box-Benhnken设计原理设计试验,建立以CMC酶活力为响应值的回归方程模型,利用Design-Expert得到最优发酵条件。结果表明:当葡萄糖含量4.7%,黄豆饼粉含量1.1%,接种量3.2%,温度35℃,发酵时间72 h,装瓶量75 m L/250 m L时,供试菌株相应的羧甲基纤维素酶活力达到最高,为(18.43±0.91)U/m L。与最初发酵条件对应的(0.67±0.01)U/m L相比,发酵条件优化后该菌株产纤维素酶活力提高26.5倍,优化效果明显。     

黑曲霉Asp-1发酵棕榈粕生产高β-甘露聚糖酶生物饲料

采用黑曲霉ASP-1,以麸皮和豆粕为辅助发酵料,料水比1:1.2,温度30℃,121℃灭菌30min,接种量按孢子量106个/g添加孢子悬浮液,对棕榈粕进行发酵。通过正交实验得出最佳发酵配方为:棕榈粕90%、麸皮8%、豆粕2%,;最佳发酵时间48h;发酵后能量值为18413J/g;还原糖含量为5.1%,水解完全;β-甘露聚糖酶可达205.7U/g。     

红酵母发酵生产β-胡萝卜素培养基配方的优化

试验对红酵母发酵生产β-胡萝卜素的培养基配方进行了优化。结果表明,红酵母产β-胡萝卜素的最佳培养基配方为:葡萄糖40 g/l、酵母粉25 g/l、Mg SO4 0.5g/l、VB1 0.5g/l、VB2 1.5g/l,发酵培养基初始p H值6.0,装液量60 ml/250 ml。运用此优化培养基将红酵母于28℃、180 r/min发酵培养70 h,β-胡萝卜素的产量达到3.865 mg/l,比优化前提高了63.2%。     

猪源枯草芽孢杆菌HEW-B113的鉴定及发酵工艺优化

研究从猪肠道中获得一株疑似枯草芽孢杆菌,通过形态特征、生理生化鉴定和16S r DNA分子鉴定确定其为枯草芽孢杆菌,并采用液体发酵法,以发酵液中活菌数和芽孢数为指标,通过单因素试验和正交试验对枯草芽孢杆菌HEW-B113的培养基和发酵条件进行优化。确定其最佳培养基配方为玉米淀粉2%、葡萄糖1%、豆粉1%、硫酸锰0.2%和硫酸铁0.15%;最佳发酵条件为初始p H 7.1、接种量0.8%、发酵摇瓶装液量100 m L/500 m L、转速200 r/min、发酵温度35℃及发酵时间40 h。采用枯草芽孢杆菌的最优发酵工艺可以降低成本,提高质量,为枯草芽孢杆菌的扩大化生产提供理论依据。     

红树林耐糖β-葡萄糖苷酶产生菌的分离鉴定及发酵条件优化

研究旨在筛选具有优良特性的β-葡萄糖苷酶产生菌，为微生物β-葡萄糖苷酶制剂的开发提供理论依据。研究以微晶纤维素为唯一碳源，从海南省东寨港红树林腐殖层土壤中筛选到一株β-葡萄糖苷酶高产菌J1，鉴定为聚多曲霉（Aspergillus sydowii）。研究发现聚多曲霉J1在以葡萄糖为唯一碳源条件下可以产β-葡萄糖苷酶，故对β-葡萄糖苷酶的性质进行了探讨，并采用响应面法在摇瓶发酵水平对聚多曲霉J1产β-葡萄糖苷酶的发酵条件进行优化。结果表明，该酶的最适反应温度和最适反应pH分别为60℃和5.0，葡萄糖抑制常数IC₅₀高达178.5 mmol/L；通过响应面法获得该菌的最佳产酶条件为碳源浓度1%、氮源浓度0.5%、pH 8.05、接种量5.02×10⁶个/mL，培养温度28.7℃，摇床转速160 r/min，装液量100 mL/250 mL，该条件下酶活达3.37 U/mL，较优化前酶活提高了333.6%。聚多曲霉分泌的β-葡萄糖苷酶具有较好的葡萄糖耐受性，在饲用酶制剂方面的应用具有较大潜力。     

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%.     

产β-葡萄糖苷酶芽孢杆菌降解豆粕的发酵条件优化及抗营养因子测定

试验优化得到了降解豆粕芽孢杆菌Z-1生长的最优发酵条件,并对发酵后豆粕中的抗营养因子进行了测定。采用单因素试验的方法在摇床培养的基础上对β-葡萄糖苷酶芽孢杆菌的生长主要影响因素进行了考察,其中包括发酵培养基的C源、N源、无机盐、p H值、接种量、发酵时间等。通过设计正交试验对各因素的浓度和组合以及最佳培养条件进行了优化,得到该菌株产酶的最适条件为:糊精5.0%、蛋白胨1.0%、Cu SO4·5H2O 0.1%、Fe SO4·7H2O 0.01%、接种量3%、p H值为7、培养时间72 h。用优化后的培养基进行发酵,在产酶活性上比优化前提高了35.5%,抗营养因子数量下降了61.6%。     

β-葡萄糖苷酶产生菌的筛选及产酶条件优化

本研究从实验室构建的微生物菌库中筛选获得1株β-葡萄糖苷酶产生菌株HHL,结合ITS序列分析方法鉴定其为米曲霉（Aspergillus oryzae）。以β-葡萄糖苷酶酶活为考察指标,通过单因素试验及正交试验对其产酶条件进行优化。结果显示：菌株HHL最优产酶条件为以改良察氏培养基为培养基,pH 6.0,接种量8%,培养温度35℃,培养时间144 h。此条件下,产β-葡萄糖苷酶酶活为48.74 U/mL。     

耐碱性β-甘露聚糖酶产生菌的分离鉴定及发酵条件优化

研究旨在高产β-甘露聚糖酶饲用益生芽孢杆菌的筛选及培养条件优化。用透明圈法筛选得到一株产β-甘露聚糖酶活力较高的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)WMYB-2,通过单因素实验、Box-Behnken实验及响应面分析对该菌的产酶培养基及培养条件进行了优化,并对其酶学性质进行了初步研究。结果表明,该菌株产酶的最佳培养基及发酵条件为:魔芋微粉10.0 g/l,大豆蛋白胨10.0 g/l、CaCl_2 0.6 g/l、K_2HPO_4 0.8 g/l、MgSO_4·7H_2O 1.0 g/l,pH三角瓶,37℃、220 r/min发酵36 h,酶活力达355.75 U/ml,是初始酶活力的3.5倍。该酶的最适反应温度和pH值分别为55℃和5.5。在45～55℃内酶活力稳定,55℃保温30 min和3 h后其相对酶活力保留92%和57%;在pH值5.0～10.0内酶活力稳定,在pH值9.0和10.0的环境下处理2 h其相对酶活力保留95%和81%。Li~+和K~+对该酶具有一定的激活作用。该酶具有良好的耐碱特性及应用潜力。     

产酸性木聚糖酶链霉菌的鉴定、酶学特性及发酵工艺研究

木聚糖是谷物类饲料中的主要抗营养因子。为筛选高效降解半纤维素的菌株,提高粗饲料利用率,本试验采用水解圈法从土壤中筛选出1株产木聚糖酶的细菌,经鉴定为灰略红链霉菌,命名为Streptomyces griseorubens WL003。该菌所产木聚糖酶的最适酶促反应温度和p H分别为65℃、4.5,于30~55℃处理10 min后,残余酶活不低于80%;于p H 3.5~11.0处理1.5 h,残余酶活仍保持在88%以上;Tween-80可提高木聚糖酶活力,而Cu2+、SDS及β-巯基乙醇则会较强地抑制酶活。该菌株以9%接种量接种至最适发酵培养基,碳源为10%麦秸,氮源为1.41%牛肉膏,0.1%吐温-80,初始p H为6.0,经32℃、180 r/min下培养7 d时,所产木聚糖酶活性最高,可达50.82 U/m L,为优化前2.5倍。菌株WL003对麦秸的粗纤维降解效果最好,对苜蓿草粉的粗纤维降解效果最差。证明从土样分离到的酸性木聚糖酶菌株WL003,在降解饲料粗纤维方面具有较好的应用潜力。