液氨预处理对农作物秸秆化学结构及酶解效果的影响

  目的  探索液氨预处理(liquid ammonia treatment,LAT)对生物质原料水解顽抗性和纤维素类生物质酶解效率的影响。  方法  采用LAT法对小麦Triticum aestivum秸秆(以下称麦秸秆)、高粱Sorghum bicolor秸秆、苜蓿Lotus corniculatus草及三者混合物(质量比为1∶1∶1)进行预处理,利用热重分析仪、傅里叶变化红外光谱仪、X-射线衍射仪和扫描电镜等对其预处理前后的化学结构变化进行表征,研究预处理温度和酶解时间对4种原料中葡聚糖和木聚糖的酶解转化率的影响。  结果  LAT预处理对生物质原料的化学结构影响显著。经LAT预处理后,葡聚糖、木聚糖和阿拉伯糖等化学组分的相对含量降低;氧(O)和氢(H)元素的相对含量降低,部分含氢(H)、氧(O)元素的官能团发生脱落;结晶度出现小幅下降,生物质表面孔隙结构增多,酶在生物质化学结构上的可及度增加。麦秸秆和混合物的最佳预处理温度为90 ℃,苜蓿草和高粱秸秆的最佳预处理温度为110 ℃;随酶解时间延长,4种原料中葡聚糖和木聚糖的酶解率都增加;葡聚糖的最大酶解率从大到小为麦秸秆、混合物、高粱秸秆、苜蓿草,木聚糖的最大酶解率从大到小依次为高粱秸秆、麦秸秆、混合物、苜蓿草。  结论  LAT预处理可以提高木质纤维素生物质尤其是麦秸秆和高粱秸秆的酶解效率。图8表2参24     

蛋白酶解对鲣鱼肉乳化特性的改善

天然鱼蛋白乳化性不佳,难以满足实际生产需求,但鱼蛋白的酶解改性可改善其功能特性,并拓展应用范围。以鲣鱼白色肉为原料,以水解度和乳化性为主要指标,比较了不同蛋白酶(胰蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶)和水解时间对酶解液制备和鱼蛋白乳化性的影响,优化了酶解工艺参数。将鱼蛋白进行冷冻干燥后,分析鱼蛋白酶解前后溶解性、乳化性和起泡性等功能特性的差异。结果表明,当胰蛋白酶添加量2 000 U·g^-1,酶解10 min时,鱼蛋白水解度(DH)达到8.2%,此时鱼蛋白乳化特性最佳。与酶解前样品相比,酶解后鱼蛋白的乳化活性和乳化稳定性显著提高,其溶解度、起泡性和起泡稳定性均有一定程度的改善。酶解制备的鲣鱼蛋白在广泛pH范围内具有更好的功能性质,在食品工业具有更高的应用价值。     

基因工程技术在黄曲霉毒素生物降解中的应用

黄曲霉毒素具有强致癌性、致突变性和致畸性,影响动物生产性能,降低饲料转化效率,减少产肉量、产蛋量和产奶量,增加动物发病率和死亡率,给畜牧业造成巨大的经济损失。另外,黄曲霉毒素通过肉、蛋、奶食物链传递给人类,严重威胁人类健康。因此,黄曲霉毒素的防控已经成为全球性高度关注的问题。目前,饲料中黄曲霉毒素的脱毒方法主要采用物理吸附,如蒙脱石、活性炭、酵母细胞壁等,但物理吸附仅是吸附了黄曲霉毒素,并不能减少毒素的量,最终饲料中被吸附的毒素在体内解吸附后排出体外,可造成环境的二次污染。另外吸附剂效果不稳定,可能会吸附饲料中的维生素等营养物质,造成饲料品质下降。其中,生物降解法具有解毒彻底、专一性强,不影响饲料的营养价值且能够避免毒素的重新产生等优点,从而备受研究者的关注。目前,有越来越多的研究报道了真菌、细菌及其代谢产生的酶能够降解黄曲霉毒素,而鲜有关于降解黄曲霉毒素重组酶的报道。基因工程技术在黄曲霉毒素生物降解中的运用,可采用现代分子生物学的方法,从复合解毒酶中分离纯化出特定的蛋白。但因微生物降解酶分离纯化过程复杂、酶活不稳定、酶作用条件苛刻,较难用于实际生产。因此,人们利用基因工程手段将活性高的解毒酶基因进行基因克隆,实现降解酶基因在原核或真核工程菌种的异源高效表达,为酶制剂在降解霉菌毒素的实际生产中作用研究奠定了理论基础。文章就基因工程技术在黄曲霉毒素降解中的运用研究进展及未来发展方向进行综述,为饲料和食品中霉菌毒素生物降解酶的运用提供理论基础和实践依据。     

沙蚕不同酶解产物抗氧化效果研究

海洋生物蛋白资源是海洋生物资源的重要组成部分,对其进行高值化加工利用是海洋生物技术研究的重要内容,酶解是提高海洋蛋白功能性的有效方式,但酶种类不同,其作用位点不同,可能对酶解产物的活性有一定影响。为了探究了沙蚕不同酶解产物的抗氧化性,采用6种蛋白酶（碱性蛋白酶、中性蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、胰蛋白酶）酶解沙蚕,测定了不同酶解时间下的水解度、分子量分布、3种自由基（DPPH、O-2·、·OH）的清除率等反映抗氧化水平的指标。结果表明：胰蛋白酶小分子肽得率最高,为70.47%;胃蛋白酶次之,为68.12%。酶解液浓度为5 mg·mL-1时,胃蛋白酶和木瓜蛋白酶酶解4 h时,DPPH清除率效果较好,分别为90.87%和90.52%。胃蛋白酶酶解3 h时,O-2·清除率效果最佳,为89.78%;木瓜蛋白酶酶解3 h时,O-2·清除率效果次之,为57.99%。碱性蛋白酶酶解4 h和胃蛋白酶酶解2 h时,·OH清除率效果较好,分别为85.07%和83.37%。胰蛋白酶和胃蛋白酶对提高酶解液水解度和小肽生成作用明显,胃蛋白酶的酶解产物对3种自由基清除率较好,更适用于制备沙蚕抗氧化肽。     

寄主对云斑白条天牛幼虫取食行为及其体内酶活性的影响

以核桃种群和桉树种群的云斑白条天牛幼虫为研究对象,通过人工更换新寄主饲养的方法研究云斑白条天牛幼虫对核桃和桉树的取食选择行为,采用分光光度计法测定更换新寄主前后幼虫体内消化酶、解毒酶和保护酶活性变化。明确不同寄主食物对云斑白条天牛取食行为及其体内酶活性的影响,探讨云斑白条天牛幼虫对寄主的适应机制。结果表明：云斑白条天牛幼虫偏好取食原寄主,但强迫幼虫取食新寄主能降低幼虫对原寄主取食的趋向率。不同寄主对云斑白条天牛幼虫体内消化酶、解毒酶和保护酶活性均有显著影响。其中,更换新寄主后幼虫体内的乙酰胆碱酯酶显著升高,而类胰蛋白酶、纤维素Cx酶、多酚氧化酶、谷胱甘肽−S−转移酶、超氧化物歧化酶显著降低。说明云斑白条天牛幼虫对原寄主具有“记忆”效应,更换寄主对其体内酶活性产生明显影响,乙酰胆碱酯酶可能在适应新寄主中发挥重要作用。     

Immobilized enzymes and cells as practical catalysts

Performance of enzymes and whole cells in commercial applications can often be dramatically improved by immobilization of the biocatalysts, for instance, by their covalent attachment to or adsorption on solid supports, entrapment in polymeric gels, encapsulation, and cross-linking. The effect of immobilization on enzymatic properties and stability of biocatalysts is considered. Applications of immobilized enzymes and cells in the chemical, pharmaceutical, and food industries, in clinical and chemical analyses, and in medicine, as well as probable future trends in enzyme technology are discussed.     

臭参地上部分黄酮提取、分离及抗油脂氧化性的研究

目的以云参为主要原料,制备具有保健功效的酵素产品。方法采用单宁酶、纤维素酶和果胶酶酶解云参得到酶解液,以酶解率为衡量指标,确定3种酶复合酶解云参的最佳工艺;接种植物乳杆菌ST发酵云参酶解液,以感官评价为衡量指标,优化发酵工艺;采用酸碱滴定法、福林酚法、DPPH自由基清除率和琼脂打孔扩散法检测云参酵素的可滴定酸含量、蛋白酶活性、抗氧化活性和抑菌活性;云参酵素与人肠上皮细胞HT-29预孵育后,采用qRT-PCR检测IL8、NFKB1和NFKB2基因的mRNA表达量。结果3种酶等体积混合后,在料液比(g∶mL) 1∶8,加酶量0.6%,pH 5,酶解温度50 ℃时酶解180 min,酶解率最高(38.6%);植物乳杆菌ST发酵云参酵素的最佳工艺为：蔗糖添加量为8%,植物乳杆菌ST接种量为1×10⁵ CFU/mL,37 ℃厌氧发酵20 h;与发酵前相比,云参酵素中可滴定酸含量、蛋白酶活性和DPPH自由基清除能力显著提高17.42% (P < 0.05)、63.75% (P < 0.05)和36.57% (P < 0.05);云参酵素对大肠杆菌(Escherichia coli)、鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)和福氏志贺氏菌(Shigella flexneri)有较强的抑制作用;云参酵素预孵育显著降低了肿瘤坏死因子-α诱导人肠上皮细胞HT-29的炎症基因IL8、NFKB1和NFKB2 mRNA表达水平。结论该云参酵素能有效去除云参臭味,口感独特,蛋白酶活性和抗氧化功能显著提升,具有显著的抑菌活性和抗炎作用。     

新型反刍动物饲料添加剂吐温80研究进展

吐温80是一种新型反刍动物饲料添加剂,文章就吐温80对瘤胃微生物释放酶、瘤胃酶活性、酶与饲料颗料的结合、微生物生长、微生物数量、饲料消化率及反刍动物的生产性能等方面影响的研究结果进行论述。     

复合纤维素酶处理新闻纸浆的研究

用复合纤维素酶处理新闻纸浆,考察酶的作用条件,探讨最佳工艺条件下酶处理后还原糖生成量、纸浆滤水性及强度的变化规律.结果表明,酶在55.0℃、pH值为5.0时活力最高;Cu2+、Fe3+、Mn2+对酶活力影响不大;提高浆浓、缓慢搅拌能使酶解反应加快.在最佳作用条件下,纸浆加酶3-5IU·g-1(CMC酶活力)、处理1-2h,纸浆的打浆度下降4-5°SR,而酶解损耗、纸浆强度受影响不大.     

玉米芯木聚糖的碱法提取及其酶解产物研究

为了探明碱法提取玉米芯木聚糖的最适条件,对玉米芯木聚糖的提取条件进行了研究,并对提取的不同木聚糖进行酶解。结果表明:碱法提取玉米芯木聚糖时,在100g/L NaOH、1∶20固液比、60℃、3h的条件下进行一次性提取,木聚糖得率达29.45%。提取液离心可得到纯度达80.5%的水不溶性木聚糖(wis-X),乙醇沉淀得到的水溶性木聚糖(ws-X)纯度为6.4%。wis-X的酶解产物是木糖和3种低聚木糖,ws-X的酶解产物是葡萄糖和3种低聚木糖。因此,玉米芯是制备wis-X和低聚木糖的理想原料,从简化工艺和节约成本角度考虑,碱提前不需稀酸预处理,适宜条件下提取1次即可。     

文庆鲤酶解蛋白(EAP)的制备

以广东肇庆地区特产鱼种———文庆鲤为原料,通过筛选,选择枯草杆菌中性蛋白酶为实验用酶来制备文庆鲤酶解蛋白(EAP),并最终确定了最佳工艺条件:温度40℃,酶量2%,底物浓度1∶2,时间5.5 h。     

玉米芯木糖-纤维素酶法分级工艺研究

[目的]对玉米芯木糖-纤维素酶法分级工艺中的稀酸预处理、蒸煮预处理和木聚糖酶解工艺进行优化。[方法]以干燥的玉米芯为原料,先进行稀酸-蒸煮预处理,研究不同因素对木糖得率的影响,然后再对物料进行木聚糖酶酶解。[结果]得到的玉米芯酸预处理优化工艺为:固液比1∶10 g/ml,H2SO40.5%,水浴70℃,处理2.0 h,木糖的损失率为4.72%,木糖酶解得率为30.03%。酸预处理后玉米芯残渣蒸煮预处理条件为:固液比1∶10 g/ml加入水,在120℃预水解2.0 h,蒸煮液木糖得率为54.77%,总酶解得率为69.11%。酶水解条件:pH 5.0,加酶量2 800 IU/g玉米芯,50℃水解36 h,总酶解得率83.41%。[结论]玉米芯蒸煮预处理能提高木糖的得率,单一用稀酸预处理再酶解得到木糖的得率并不理想。     

微生物的木聚糖酶及其生物漂白研究进展

微生物用来代谢木聚糖的酶系是研究自然界中第 2种最丰富的多聚糖 (木聚糖 )的重要工具 .近年来 ,国际上对微生物分解木聚糖系统的研究日益关注 ,主要研究工作集中在不同条件下微生物木聚糖酶的诱导产生和调节机制 ,酶的提纯、鉴定 ,木聚糖酶基因的分子克隆和表达 ,以及木聚糖酶在加工工业上 ,尤其是纸浆漂白方面的应用 .该文综述了木聚糖复杂的结构 ,微生物木聚糖酶的生物合成、固定化、固态发酵、酶的协同作用、基因的分子克隆以及其潜在的应用价值 ,并简要综述了微生物木聚糖酶的生物漂白机制、选择标准以及木聚糖酶技术的应用前景 .     

家禽日粮中酶制剂使用的现状和展望

在过去的10多年,多酶制剂在家禽饲料中得到广泛应用,一方面得益于大量的动物消化饲养试验的进展,另一方面得益于转基因和生物工程技术的快速发展。饲料中添加酶制剂的主要作用是帮助动物消化饲料中那些不能被动物消化的成分,这些成分被证明大都具有抗营养作用,另外,这些成分还有助于微生物在家禽消化道后部(盲肠)的大量繁殖,从而消耗营养,甚至危害到动物的健康。目前,在全球家禽饲料中应用最普遍的酶制剂包括植酸酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶。虽然经过过去半个多世纪的大量研究,对这些酶的作用机制以及应用的好处有了一些了解,但限制酶制剂更有效应用于家禽和其他动物饲料的因素还很多,未来需要进行的研究包括寻找新的生产方式,使生产的酶更具有针对性,并且具有更高的活性和更强的抗环境能力,同时应开发新的方法对酶的活性和有效性进行科学有效的检测、监控和预测。     

秸秆纤维素降解真菌的筛选及产酶条件的优化

利用羧甲基纤维素钠水解圈法、滤纸崩解法、酶活测定法筛选能降解秸秆纤维素的真菌,并在秸秆产酶培养基上对不同秸秆长度、培养时间、氮源、氮源投加量和pH对产酶的影响进行了研究。结果表明,筛选出的两株菌株LK8和LK10降解能力较强,经鉴定LK8属于曲霉菌属(Aspergillus cf.flavipes ATUS),LK10属于青霉菌属(Penicillium sp.LH33);菌株LK8和LK10的最优产酶条件为:温度30℃,初始pH值6.0,4 cm秸秆段为碳源,硫酸铵为氮源,氮源投加量分别为LK8:1%,LK10:小麦0.5%、水稻1%;在1周之内酶活性变化较小,LK8和LK10的酶活性分别可达到26.19 U/mL和22.32 U/mL。     

婴幼儿米粉复合酶解技术研究

[目的]研究生物酶解法在婴幼儿米粉加工过程中的应用,以提高直链淀粉含量而抑制淀粉回生。[方法]选取适宜的复合酶对米粉进行酶解,通过酶种类的筛选、复合酶配比优化,酶解pH、酶作用温度、酶添加量及酶作用时间等条件单因素分析及Box-Benhnken试验设计,优化得到了复合酶解技术延缓米粉回生过程的工艺条件。[结果]考虑实际操作,得到最优酶解条件如下:酶解pH 5.9,酶解温度56℃,复合酶总添加量0.70μg/g,酶解时间120 min。该条件下得到实际的直链淀粉含量可达26.28%。经方差及回归方程分析得到各个条件及它们之间的交互作用对于米粉直链淀粉含量影响显著。[结论]通过该试验分析法优化得到的复合酶解技术可显著抑制淀粉回生,所得到的工艺条件可用于指导工业生产。     

响应面法优化鳙鱼鱼肉蛋白的酶解工艺

[目的]为鳙鱼及其他淡水鱼鱼肉蛋白资源的高价值利用提供指导。[方法]首先比较6种不同蛋白酶水解鳙鱼鱼肉蛋白的能力,找出酶解能力最高的蛋白酶。通过响应面分析法优化酶解鳙鱼蛋白的工艺条件,探讨酶解过程中酶底物浓度比（[E]/[S]）、pH值和温度对酶解物水解度的影响。并分析酶解物的氨基酸组成。[结果]碱性蛋白酶水解鳙鱼鱼肉蛋白的能力最强,蛋白回收率最高。其酶解鳙鱼鱼肉蛋白的最佳工艺条件为：[E]/[S]1.7%、pH值9.7,温度57℃。鳙鱼鱼肉蛋白在该条件下水解度理论值为25.24%。氨基酸组成分析结果表明,该工艺下所得酶解物的氨基酸组成与鳙鱼鱼肉蛋白的氨基酸组成差别不大,酶解物很好地保持了鱼肉蛋白的特定氨基酸模式。[结论]优化了镛鱼鱼肉蛋白的酶解工艺。     

大豆多肽制备中蛋白酶的选择

对酶解法制备大豆多肽中不同来源蛋白酶的价格、酶解工艺、产品特性等进行了比较,指出了微生物蛋白酶作为制备大豆多肽用酶的优越性,分析了目前大豆多肽研究中存在的一些问题,并针对存在的问题提出了几点建议.     

粗糙脉孢菌GH45家族内切纤维素酶基因ncGH45在毕赤酵母中表达及重组酶的性质表征

纤维素酶作为一种重要的糖苷水解酶,在生物质能源生产、饲料、造纸、洗涤和纺织领域都有着非常广泛的应用。粗糙脉孢菌来源的GH45家族内切纤维素酶基因(nc GH45)全长935 bp,包含一个53 bp的内含子(339-391),编码272个氨基酸,包括一个N-端的GH45家族催化结构域和C-端的1家族碳水化合物结合结构域。该基因在毕赤酵母中得到了分泌表达,且表达蛋白条带单一,酶活性达到20 U/m L。重组酶r Nc GH45的最适p H为4.5~5.0,最适温度为60~65℃,并且在较宽的p H范围(p H 4.0~8.0)和温度范围(30~70℃)都能维持75%以上的酶活。在37℃和50℃,p H 3.0~11.0都有着非常好的稳定性;该酶的热稳定性非常好,在70℃和80℃处理2 h还能剩余89.6%和77.7%的酶活,即使在沸水中煮10 min还能剩余10%的酶活。r Nc GH45的最适底物是地衣多糖(1 116.0 U/mg),其次是大麦葡聚糖(754.2 U/mg)和CMC-Na(254.6 U/mg),对大麦葡聚糖和CMC-Na的动力学常数Km和Vmax分别为6.26 mg/m L和997.4μmol/mg·min,19.96 mg/m L和722.1μmol/mg·min。水解产物分析结果表明,r Nc GH45对多糖的水解产物主要是纤维五糖,对寡糖的最小作用底物是纤维三糖,而对纤维二糖没有作用。对纺织品脱毛实验的结果表明,酶的添加量为10 U时,减量率为1.55%。上述结果表明成功构建了r Nc GH45高效表达工程菌株,表达的重组蛋白性质优越,有着良好的工业应用前景。     

淡水鱼内脏研制宠物食品的工艺研究

[目的]探索淡水鱼内脏研制宠物食品的工艺。[方法]以淡水鱼内脏为原料,比较酶解法与离心法对提取鱼内脏中蛋白质的影响,通过膨化工艺参数选择试验考察挤压温度、螺杆转速、喂料速度等因素对产品质量的影响,确定宠物（猫狗）食品最佳工艺参数。[结果]用离心法处理鱼内脏,蛋白质回收率可达85.48%,但处理后滤渣较多。用酶解法处理鱼内脏,蛋白质和脂肪等营养成分回收率高,滤渣少,酶解最佳条件是：酶解温度50℃,复合酶添加量0.6%,木瓜与风味蛋白酶比例为1∶2,料液比为1∶1.5,水解时间为2.5 h。宠物（猫狗）食品膨化工艺参数确定为：各区温度分别是Ⅰ区76℃、Ⅱ区135℃、Ⅲ区176℃,螺杆转速50 r/min,喂料速度17 r/min。[结论]淡水鱼内脏蛋白质的提取工艺,以酶解法优于直接离心法。