发酵法制取植酸酶的研究
米曲霉菌液体发酵产植酸酶工艺条件优化研究[任务书]
![米曲霉菌液体发酵产植酸酶工艺条件优化研究[任务书]](https://img.taocdn.com/s3/m/d6da9b8b05087632311212b6.png)
[6] X.Y. Li, Z.Q. Liu, Z.M. Chi，UNESCO Chinese Center of Marine Biotechnology, Ocean University of China, Yushan Road，2007．
三、计划进度：
2010年7月——查找整理相关资料，购买实验所需原料
2010年8月——探索米曲霉液体培养产植酸酶的酶活测定方法
2010年9-11月——进行预实验及单因素实验
2010年12月——米曲霉的响应面
2011年1月-2月——整理与收集相关资料及数据，撰写论文初稿
2011年2曲霉植酸酶的分离纯化、性质研究及其基因的克隆．山东大学．2006，20-39．
[2]苏东海．黑曲霉UB52产植酸酶及酶学特性研究．中国农业大学．2003，10-26．
[3]王亚林，严建芳，李睿，钟方旭．植酸酶固体发酵工艺的研究．武汉工业学院．2001，14（3）．
[4]杨亚珍，张建民，余欢．黑曲霉液体发酵产植酸酶条件的研究．《饲料工业》．2007，28(5)：27-28．
二、主要内容与基本要求：
主要内容：以米曲霉作为菌株，利用微生物液体发酵，得到的产物植酸酶经酶活测定。根据不同的液体培养基成分来确定最佳发酵条件，以最佳条件发酵来验证米曲霉的发酵效果。
基本要求：对米曲霉的液体产酶培养基的组成、产酶时间等进行优化，通过响应面试验测定植酸酶的酶活，得到最佳发酵条件，以最佳条件验证发酵米曲霉。
本科毕业论文（设计）任务书
生物工程
米曲霉菌液体发酵产植酸酶工艺条件优化研究
植酸酶的发酵生产及应用
植酸酶的发酵生产及应用植酸酶是一种能够水解植酸的酶类，在发酵生产和应用领域具有广泛的应用前景。
本文将从植酸酶的发酵生产和应用两个方面进行详细的探讨。
首先，植酸酶的发酵生产。
目前植酸酶的发酵生产主要采用真菌发酵的方法。
常用的真菌有产酸曲霉、黄曲霉、木霉等。
发酵过程主要包括菌种培养、培养基制备、发酵过程控制等几个步骤。
首先，菌种培养是植酸酶发酵生产的首要步骤。
优良的菌株是植酸酶产生的关键，需要通过筛选获得。
一般通过在选择性培养基中进行培养，利用染色剂或基因工程方法筛选得到高产酶菌株。
其次，培养基的制备对植酸酶的产量和质量也有直接影响。
植酸酶的合成需要碳源、氮源、矿质盐和适宜的pH等，因此，优化培养基的配方十分重要。
常用的碳源有蔗糖、葡萄糖等，氮源有蛋白酵解物、酵母粉等。
此外，培养基pH的调节也是关键之一，一般在酸性环境下植酸酶的产量较高。
最后，发酵过程的控制也是影响植酸酶产量的重要因素。
温度、pH、氧气供应等都会影响菌体的生长和酶的合成。
一般发酵温度在25-30摄氏度之间，发酵时间约为48-72小时。
其次，植酸酶的应用领域广泛。
由于植酸酶能够降解植物组织中的植酸，因此在农业、饲料、食品加工等领域都有广泛的应用。
植酸酶在农业领域的应用主要是改善土壤中的磷素利用率。
土壤中的磷素主要以植酸形式存在，但植酸对植物来说是不可利用的。
通过添加植酸酶可以将土壤中的植酸降解为可利用的无机磷，提高植物对磷素的吸收利用率，从而提高农作物的产量和质量。
在饲料领域，植酸酶的应用主要是改善畜禽对植物饲料的饲用价值。
植物饲料中植酸的含量较高，会对畜禽的消化系统造成不利影响。
通过添加植酸酶，可以降解植酸，提高植物饲料的能量价值和营养利用率。
在食品加工领域，植酸酶的应用主要是改善食品品质和可溶性磷含量。
植酸对人体来说是不可消化的，容易形成不可溶性盐类。
在食品制作过程中，通过添加植酸酶，可以将食品中的植酸降解为可溶性磷，提高食品的可溶性磷含量，同时改善食品的品质。
植酸酶的发酵生产及其应用的开题报告
植酸酶的发酵生产及其应用的开题报告开题报告一、研究背景和意义植酸是作为固定磷的主要有机形态在自然界中广泛存在的化合物，它约占土壤和水中的容易淬性磷的 30% ~ 90%。
然而，植物和动物的消化系统中都缺乏具有植酸水解能力的酶，因此植酸会影响饲料中的营养价值和生物有效性。
因此，降解植酸成为了饲料行业、生物技术行业及环保等领域研究的重要方向。
植酸酶是一种能够降解植酸的酶，它可以将植酸水解成为磷酸和其他有机物。
这种酶在饲料中添加后，能提高其营养价值和生物有效性。
此外，植酸酶还可以应用于纺织、印染、造纸、制糖、酿酒等工业领域，以提高产品质量和生产效率。
为了快速高效地生产植酸酶，发酵产业成为了植酸酶生产的重要方法之一。
在发酵过程中，要优化操作条件和培养基配方以提高产酶效率。
因此，对于植酸酶发酵生产及其应用的研究至关重要。
二、研究目的和内容本研究的目的是通过对植酸酶发酵生产的深入研究和实验，探究最优化的操作条件和培养基配方以提高产酶效率，并研究植酸酶在饲料中的应用效果。
具体内容包括：1.筛选和鉴定高产植酸酶微生物菌株。
2.优化植酸酶的发酵条件，包括菌种预处理、发酵时间、温度、pH值、接种量等因素。
3.优化植酸酶的培养基配方，包括碳源、氮源等培养基成分的组合。
4.研究植酸酶在饲料中的应用效果，包括其对饲料生物学价值和生长性能的影响。
三、研究方法1.微生物筛选和鉴定：采用传统的分离培养、形态学鉴定及生化检验等方法，选择出合适的高产植酸酶微生物菌株。
2.优化发酵条件：在摇瓶和发酵罐中，通过对不同发酵条件下植酸酶的产量进行对比，确定最优的发酵条件。
3.优化培养基配方：通过设计不同的培养基配方，比较不同配方下植酸酶的产量和生物学活性，选出最优的培养基配方。
4.饲料应用实验：根据动物营养需要设计饲料活性酶添加量，比较添加植酸酶前后饲料的生物学价值、生长性能等指标。
四、研究展望目前，植酸酶的发酵生产已经成为了一项重要的产业，越来越多的企业开始投入到其中。
植酸酶的发酵生产
SacⅠ Amp 1 5 'A OX 1
Sn aBⅠ Av r Ⅱ HIS6
PCR 连接
3 'A OX 1
TT p PICH 9000bp HIS4 Kn a SalⅠ
级摇瓶
24 h
二级摇瓶
饲喂
24 h
一级种子罐
24 h
二级种子罐
氨水 空气
24 h
三级罐 混饲
诱导
• 植酸酶能将植酸分子上的磷酸基团逐个 切下，形成中间产物五磷酸肌醇(IP5)、 四磷酸肌醇(IP4)、三磷酸肌醇(IP3)和 单磷酸肌醇(IP)
在猪、禽的日粮中添加植酸酶，可使 饲料中磷的利用率提高40%~60%粪便 中磷的排出量减少30%~50% 在欧洲大部分国家均已强制使用植酸 酶；东南亚的韩国、日本、台湾也在推 进植酸酶的使用；我国全面实施《畜禽 养殖业污染物排放标准》后，推动了中 国植酸酶在饲料行业的更广泛应用。
甲醇 168 h
氨水 空气 葡萄糖
酵母细胞的生产
诱导产生植酸酶
发酵需要时间：264 h（11d）
植酸酶后加工工艺
发酵液
菌体 分离
吸附干燥 （产品一）
喷雾干燥 （产品二）
微丸成型 （产品三） 包 衣 （产品四）
液 体 （产品五）
包衣微丸植酸酶
微丸植酸酶
植酸酶的来源
天然植物来源的植酸酶 天然微生物来源的植酸酶 基因工程菌来源的植酸酶
生产用微生物来源
荷兰：1990’ 早期，将无花果曲霉的 PhyA 基 因转
入黑曲霉中，诞生了世界上第一个植酸酶基
因工程菌；
丹麦：将隔孢伏革菌的PhyA 基因转入米曲霉中；
中国：将黑曲霉的PhyA基因转入毕赤酵母中；将大 肠杆菌植酸酶基因导入到毕赤酵母中。
植酸酶基因工程菌的发酵研究
猪业科学４６ ＳＷＩＮＥ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ＳＣＩＥＮＣＥ ２００６．０４植酸酶（ｐｈｙｔａｓｅ）是一种新型食品与饲料添加剂，它能催化植酸（盐）水解为肌醇及无机磷酸，促进微量元素及蛋白质等营养成分的吸收。
植酸酶广泛存在于动物、植物和微生物中，目前实际应用的植酸酶主要来源于微生物。
植酸酶在天然菌株中的产量很低，目前用于植酸酶生产的菌株均为单位表达量已较天然菌株大幅度提高的基因工程菌。
本实验室通过基因工程技术获得一株以毕赤酵母为载体的植酸酶基因工程菌Ｅ－２２。
本工程菌与报道的植酸酶工程菌相比产酶量高，在摇床上诱导发酵，可达４０万多单位酶活且菌株有很好的遗传稳定性。
经初步的酶学性质研究，其最适温度、ｐＨ、耐热性等都能很好的满足生产需要，有很高的应用潜在价值。
笔者在实验室条件下对植酸酶基因工程菌（Ｅ－２２）进行发酵研究，为发酵生产作探索性研究。
１材料与方法１．１ 供试菌株植酸酶基因工程菌Ｅ－２２，为本实验室构建。
１．２ 培养基及试剂配制ＹＰＤ培养基：１％酵母提取物；２％蛋白胨；２％葡萄糖；１．５％琼脂。
ＹＰＤ种子液：１％酵母提取物；２％蛋白胨；２％葡萄糖。
增殖培养基：酵母提取物１０ ｇ／Ｌ，蛋白胨２０ ｇ／Ｌ，酵母氮源（ＹＮＢ）１３．４ ｇ／Ｌ，生物素０．４ ｍｇ／Ｌ，甘油ｌ０ ｍＬ／Ｌ， ０．１ｍｏｌ／Ｌ ＰＢＳ，ｐＨ６．０。
诱导培养基：酵母提取物１０ ｇ／Ｌ，蛋白胨２０ ｇ／Ｌ，酵母氮源（ＹＮＢ） １３．４ ｇ／Ｌ，生物素０．４ ｍｇ／Ｌ，甲醇１０ ｍＬ／Ｌ， ０．１ ｍｏＬ／Ｌ ＰＢＳ，ｐＨ６．０。
１ ｍｏＬ ｐＨ ６．０ 磷酸钾缓冲液１ Ｌ：１３２ ｍＬ １ ｍｏＬ的Ｋ２ＨＰＯ４与８６８ ｍＬ １ ｍｏＬ的基中除酵母氮源（ＹＮＢ）、甲醇、生物素需过滤除菌，葡萄糖需在１０８ ℃灭菌 ３０ ｍｉｎ外，其余均在１２１℃灭菌２０ ｍｉｎ）１．３ 分析方法１．３．１ ｐＨ检测：ｐＨ检测仪１．３．２ 细胞光密度（ＯＤ）分析：发酵液稀释后于波长６００ ｎｍ处以蒸馏水为对照比色测定。
根霉固体发酵生产植酸酶产酶条件研究
信阳农业高等专科学校学报 Journa l o f X inyang A gricultural College
Vo.l 15 No. 3 Sep. 2005
根霉固体发酵生产植酸酶产酶条件研究
张继英
(信阳农业高等专科学校, 河南 信阳 464000)
摘 要: 为探讨根霉固体 发酵生产植酸酶的产酶条件, 以 MR 020为试验菌株, 研究了产 植酸酶活 力较高的固 体培
1. 4. 2 氮源试验 以最佳 C 源为基本培养基, 以尿 素、( NH4 ) 2 S04、NH4 C、l KNO3、N aNO3、NH4 NO3 为 供 试 N 源 ( 以纯 N 计 0. 3% ), 制成培养基, 在其他条件 相同的情况下进行固体发酵实验, 然后分别测出其植 酸酶的酶活以选择出最佳 N 源。
1. 5 培养时间与产酶关系的确定 以产酶活力最高的最佳配方制成固体培养基, 分
别在相同条件下进行试验, 每隔一定时间进行一次测 试, 找出产酶的高峰所需的培养期 [ 3] 。
CK + M gSO 4
3510
CK + 吐温 80
2231
表 4结果表明: 在 C源、N 源、生长因子选好之后
加入金属离子 Fe2+ 、M g2+ , 能提高植酸酶活力。
CK (麸皮 1∀1)
酶活 4 036 3 734 5 048 3 028 4 104 3 641 4 020
3
1
4 2( 5)
5
2
6
2
7 3( 7)
8
3
9
3
T 1 14322 T 2 14931 T 3 14774 X1 2387 X2 2489 X3 2462 R (全距 ) 102
植酸酶的高密度发酵、制备及其应用研究
植 酸 酶是催 化 植 酸及 其盐 类水 解 成 肌醇 和磷 酸 的发 酵工 艺条件 进行 优化研究 ， 确定产 酶 的最 佳发酵 的一类 酶 的总称 。磷 是动物 体 内一种必需 的矿 物质 ， 是骨 骼 的重要 成分 。畜禽必 须 从 饲料 中摄 取 足够 的 致畜 禽生 长发 育迟 缓 ， 骨骼 和牙 齿发 育 不 良 ， 动物 生 条件 ， 初步研 究酶学特性 ，并且 投入小 规模 的实际应
间 ８ 、 导温度 ２ ４ｈ 诱 ６℃ ， 活 力 可 达 到 ４ ４Ｕ ｍ ， 未优 化 前 提 高接 近 ３倍 。 发 酵 液 经 过 超 滤 浓 缩 添 酶 ５ ／ ｌ比
加 复合稳 定 剂制成饲料 后投入 到 小规模 草鱼 养殖应 用 中， 果表 明 ， 结 在植 酸酶 添加 量为 ００ ％可以替 ． ８
１ 实验方法 ． ３
龙跃 ， 南理 工大 学生物科 学与工程 学院 ， １０ ６ 广 东 华 ５０ ０ ， 广 州大学城 华南理工大 学 Ｂ — ３ ６ ３３
作者。
１ ． 摇 瓶发酵 ．１ ３
将 菌种 接 于 Ｙ Ｄ平 板 ，０℃培 养 ２ｄ ４ｃ保 藏 ； Ｐ ３ ， Ｃ ｌ ２ ～ ０ｏ ２ ０ ３ ０ｒ ｉ ８ ３ ５ ～ ０ ｍ ｎ摇至 菌体浓 度 ０ ６＝ ～ 对 Ｃ、 ／ Ｄｏ ２ ６ ｆ ｏ
蛋 白质 很 少且 易 于高 密度 发 酵 ， 因此 ， 在表 达 和 分离 ０５ｇ Ｏ １ ６ ２ ０ ２ｇ 硼酸 、 ｍ／ 浓硫 酸 （ ． ／Ｃ Ｃ２ Ｈ ０、． ／ ｌ ＂ ０ ｌ ５ ｌ １ 上述 纯化异 源蛋 白质 等方面具 有很强 的优 势 。 本研究 主要 培 养 基 均 按 “ｎ ｉｏｅ ｉ ｉ Ｆ ｒ ｅ ｔ ｉ ｒｃＳ Ｉｖ ｒｇ ｎＰｃ ａ ｅｍ ｎａ ｏ ＰｏｅＳ ｔ ｈ ｔｎ 是对 本 实验室 保存 的毕 赤 酵母 产植 酸 酶 基 因工程 菌 Ｇ ｉｅ ｎ ｓ推荐方法 配制 ） ｕｄｌ ｅ” ｉ 。
醋糟固态发酵产植酸酶的工艺研究
醋糟固态发酵产植酸酶的工艺研究作者：刘双赫徐慧琴杨璐铭吴新宇王英臣陈福玉来源：《现代食品·上》2019年第05期摘要：以醋糟为固体培养基的主要成分，以植酸酶活力为指标，通过单因素和正交试验，优化里氏木霉固体发酵产植酸酶的培养基组成及培养条件。
即在蔗糖添加量为4%，蛋白胨添加量为1.5%，吐温-80添加量为0.4%，摇床转速220r`min'，温度为30°C，接种量为4%时，酶活力为2.9U.mL'。
关键词：醋糟;植酸酶;固态发酵;酶活力中图分类号：S816.4植酸酶也称肌醇六磷酸酶，是催化植酸及植酸盐水解成肌醇与磷酸的酶的总称。
植酸酶可消除植酸的抗营养作用，提高钙、镁、锰和铜等元素的生物利用率，也可促进蛋白质、氨基酸及碳水化合物等的消化吸收。
目前植酸酶已广泛应用在食品及动物饲料等领域国，它能够降解食物中的植酸，从而提高食物的吸收率5];在饲料中添加植酸酶可替代磷酸氢钙的部分作用，使动物粪便中磷的含量减少40%。
植酸酶应用的多样化，使其商业价值也逐步提高，但由于产量有限，使其应用受限”。
醋糟中粗蛋白质含量为6%～10%、粗脂肪为2%～5%、无氮浸出物为20%～30%、灰分为13%～17%、钙为0.25%～0.45%及磷0.16%～0.37%。
我国是食醋酿造大国，醋糟产量比较大。
作为醋产品的加工废弃物，现在主要用于代替部分动物饲料[910、无土栽培基质，以及代替部分麦麸生产酱油川等。
本研究以醋糟为主要原料，通过里氏木霉进行产植酸酶发酵，为醋糟的有效利用提供技术支持。
1试验材料与仪器1.1试验材料鲜醋糟（吉林酿业集团醋业有限公司）;里氏木霉（上海嘉楚生物工程有限公司）;基准磷酸二氢钾（天津市恒兴化学试剂制造有限公司）;植酸钠（合肥巴斯夫生物科技有限公司）;乙酸钠（天津市福晨化学试剂厂）;乙酸（天津市福晨化学试剂厂）;钼酸铵（天津市化学试剂四厂）;氨水（天津市福晨化学试剂厂）;硝酸（北京化工厂）;钒酸铵（天津市福晨化学试剂厂）;葡萄糖（天津市致远化学试剂有限公司）;蛋白胨（北京奧博星生物技术有限公司）;KCl（天津市瑞金特化学品有限公司）;MgSO;7H2O（天津市福晨化学试剂厂）;FeSO：7HO（天津市福晨化学试剂厂）;糊精（天津市恒兴化学试剂制造有限公司）;蔗糖（天津市福晨化学试剂厂）;可溶性淀粉（天津市瑞金特化学品有限公司）;D-果糖（天津市光复精细化工研究所）;硫酸铵（天津市博迪化工有限公司）;玉米浆干粉（南京茂捷微生物科技有限公司）;豆粕（市售）;酵母膏（北京奥博星生物技术有限公司）;Triton-X-100（北京生物科技有限公司）;吐温-80（天津市光复精细化工研究所）;油酸钠（广东翁江化学试剂有限公司）。
植酸酶液体发酵条件研究
植酸酶液体发酵条件研究
汪世华;杨燕凌;胡开辉
【期刊名称】《福建农林大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2006(035)001
【摘要】对绿色木霉LH374液体发酵生产植酸酶的条件作了研究,确立了所试因素的最佳组合:碳源为5%葡萄糖,氮源为3%胰蛋白胨和0.3%硝酸铵,金属离子为0.003%Fe2++0.003%Mn2+.每500 mL三角瓶装50 mL培养基,初始pH为6.5,接种量为5%.在最适条件下发酵72 h生成植酸酶的最高产量为2510 U·mL-1,平均产量为2490 U·mL-1.
【总页数】5页(P82-86)
【作者】汪世华;杨燕凌;胡开辉
【作者单位】福建农林大学生物农药与化学生物学教育部重点实验室,福建,福州,350002;福建农林大学生命科学学院,福建,福州,350002;福建农林大学生命科学学院,福建,福州,350002;福建农林大学生命科学学院,福建,福州,350002
【正文语种】中文
【中图分类】Q815
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1.植酸酶液体发酵条件及酶学性质的研究 [J], 程辉彩;张丽萍;赵芊;王迎春;董超
2.桑枝水提物对桑黄液体发酵的影响及桑黄液体发酵条件的优化研究 [J], 邹湘月;李飞鸣;邵元元;宋南平;张仟;颜新培
3.青霉菌产植酸酶液体发酵条件研究 [J], 褚西宁
4.植酸酶产生菌株的液体深层发酵条件研究 [J], 张梅申;沈爱光;熊晓辉;沈昌
5.黑曲霉液体发酵产植酸酶条件的研究 [J], 杨亚珍;张建民;余欢
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发酵液中植酸酶活性测定方法的研究
发酵液中植酸酶活性测定方法的研究摘要：以钒钼法对发酵液中植酸酶活性进行了测定，并对影响酶活性测定结果的因素进行了研究。
实验结果表明，钒钼法测磷的灵敏度和线性范围分别为0.025mmol/L和0.025mmol/L~0.60mmol/L；为减小植酸酶活性的测定误差，结果测定必须在颜色反应结束后的4h以内完成。
研究中同时发现，发酵液含有的无机磷远远大于酶活测定产生的无机磷含量，直接用发酵液测得的植酸酶酶活是不可靠的。
通过对透析2h的发酵液进行植酸酶酶活的测定，实验结果的最大相对偏差仅为7.1%。
关键词：钒钼法；植酸酶；透析；酶活Study on analysis methods of phytase activity in fermentation brothAbstract: Determination of phytase activity in fermentation broth by vanadiu-molybdenum method and the factors influenced results were studied.The results showed that the sensitivity and linear range for inorganic phosphorus by vanadiu-molybdenum method were 0.025 mmol/L and 0.025-0.60mmol/L, respectively. Detection must be finished within 4 h after colour reaction for decrease of error. It was also found that concentration ofinorganic phosphorus in fermentation broth was much higher than that of produced by enzyme activity and determination of phytase activity directlywith fermentation broth was not reliable. The relative standard deviation of the results was 7.1% when the fermentation broth was dialysed for 2 h.Key words: vanadiu-molybdenum method; phytase; dialysis; phytase activity收稿日期：2009-12-24基金项目：泰山医学院青年科学基金项目（2008-2009）作者简介：洒荣波（1978-），男，讲师，研究方向为微生物发酵。
植酸酶固体发酵工艺的研究
＇
＇ ｌ ｔｓ ｎ ｌｄ ｄ ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｓ ｉ ｓｏ Ｉ ｅ ｅ ｔ ｉ ｕ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉｏ ｆ ｌ ｓ ｃ ｔｎ
ｃｌｒ ｕ ｔ ｅｍｅ ｕ ａ ｄ ｓ ｃ ｕｔｒ ｏ ｄｔ ｎ ｐ ， ０Ⅱ ｅ ．ｆ ｒ ｎａｉｎｔ ｔｍｏｓ ｒ ｏ ｔｎ ｅｃ ａ ｕ ｉ ｄ ｍ ｎ ｕ ｈｃ ｌ ｅｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｕ ｉ Ｈ Ｎ ｓ Ｌｓ ｓ ｅｍｅ ｔｔ ｉ ｏ ｍｅ ｉ ｕｅ ｃ ｎｅ ｔ ｔ ．． ｔ ｍｄｔ ｅｎｅ ｅ ｏ ｐ ｙ ｓ ｈ ， ｄ ｆ ｈ ｔ ｅ ｉ ｄ ａ
麸皮 １０ｇ营养 液 １５ ； １ｌ 下 灭 菌 ３ ０ ； ６ 在 ２ Ｏ
～
４ ｎ ０ １ ｎ。
营养液是 质 量 浓 度 为 １６ 的 （ Ｈ ）ｓ 水 溶 ．％ Ｎ ４２ 液 ，Ｈ值 ５２ ５５ ｐ ． ．。
１３ 培 养 方法及酶 的抽提 ．
用 三角瓶或 浅 盘 置 （０±１℃恒 温 培 养 至 产 酶 ３ ） 结 束 用 质 量浓 度 为 ２ ％的 ＣＣ２ 液 在 ２０ｒｒｉ ａ１溶 Ｏ ／ ｎ ａ 摇 床上振荡 、 抽提 ｌｈ过滤 、 ； 离心 ５ｍｎ 得到植 酸 酶 ｉ，
维普资讯
粮食 与饲 料 工 业／ ２Ｏ 年 ４ １２ １ 期
Ｃ Ｆ Ａ ＆Ｆ Ｅ Ｉ Ｕ Ｔ Ｙ／ ０２Ｎ Ｅｔ Ｌ Ｅ Ｄ Ｎ Ｓ Ｒ ２０． Ｏ４ Ｅ Ｄ
植 酸 酶 固 体 发 酵 工 艺 的 研 究
王亚林 ， 严建芳 ， 李 睿， 钟方旭
线）
１２１ 种子 培养基 ．． 豆芽汁蔗糖 培 养基 １２２ 固体 发酵 培养基 ．．
青霉菌产植酸酶液体发酵条件研究
山西大学学报(自然科学版)21(3):263~267,1998Journal of Shanxi University(Nat.Sci.Ed.)青霉菌产植酸酶液体发酵条件研究*褚西宁赵美蓉***裴武红**(山西大学生命科学系,太原030006)摘要从油脂废料中分离到一株产植酸酶的青霉菌株。
研究了不同碳源,氮源对青霉菌液体发酵产植酸酶的影响。
结果最佳碳源为蔗糖,玉米淀粉。
最佳氮源为硝酸铵、蛋白胨。
通过正交试验获得适于产植酸酶的液体培养基的配方为:玉米淀粉2%,蔗糖1.5%,蛋白胨1%,硝酸铵0.2%以及少许无机盐。
在此基础上,对其他影响植酸酶产生的因素也作了研究。
关键词青霉菌,植酸酶,培养基配方中图法分类号Q81植酸广泛存在于油料,谷物等种子中,常以植酸钙(镁)盐的形式存在。
植酸是金属的强螯合剂、常使饲料中的磷、钙、锰、锌及其他微量元素无法得到充分利用,植酸也使体内的淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等的活性降低。
单胃动物不分泌植酸酶,因此,饲料中的植酸将降低了单胃动物对矿物质和蛋白质的利用率并随粪便排出体外污染环境。
植酸酶可以降解植酸成为肌醇和无机磷酸。
添加到饲料中,可以提高单胃动物对饲料的利用率。
[1,2]我们分离到一株产植酸酶的青霉菌株P3对此菌株的液体培养基组成,配比及影响产酶的其他条件进行了研究,现将研究结果报导如下。
1材料与方法1.1培养基1.1.1斜面菌种PDA培养基1.1.2液体发酵培养基可溶性淀粉4%葡萄糖1%M gSO4.7H2O0.05%KCl0.05%FeSO40.01%(NH4)2SO40.7%K2HPO40.02%pH自然*省自然科学基金资助(591028)**现为军事医学科学院基础医学研究所博士生***现任教于山西长治医学院微生物学教研室收稿日期:1997-12-20264山西大学学报(自然科学版)21(3)1998灭菌1.1.3碳源试验培养基单(双)糖碳源试验:将液体发酵培养基中的葡萄糖用其它单(双糖)替代。
黑曲霉液态发酵生产植酸酶的动力学研究_石坚
黑曲霉液态发酵生产植酸酶的动力学研究石 坚1 孙君社1 苏东海1 经 玲2(1.中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100083;2.中国农业大学理学院,北京100083)收稿日期:2002-09-16作者简介:石 坚,硕士研究生;孙君社,博士,教授,研究方向为生物技术在农产品加工中的应用。
摘 要 对黑曲霉(Aspergillus niger N D313)液态发酵生产植酸酶的发酵过程和发酵动力学进行了研究。
在摇瓶试验得到基本发酵工艺参数的基础上,应用10L 生物反应器进行放大试验取得了较好的结果,其最大菌体量(干重)达到1.19g ·100mL -1,酶活力达到3.6u ·mL -1。
试验通过分批补料手段控制比生长速率的变化,得到了描述发酵过程的动力学模型并回归了模型参数。
利用数学计算软件对试验数据与模型进行拟合,结果证明所建立的动力学模型能较好地反映并预测植酸酶的发酵过程。
关键词 黑曲霉;植酸酶;液态发酵;动力学模型中图分类号 T Q 920.1 文章编号 1007-4333(2003)02-0045-04 文献标识码 AKinetics stu dy on the production of phytase in submergedfermen tation by Asp .nigerShi Jian 1, Sun Junshe 1, Su Don ghai 1, Jin g Lin g 2(1.College of Fo od Science &Nutritio nal E n gineerin g ,China A gricu ltural University ,B eijin g 100083,China ;2.College of S cien ce ,China A gricultural U niversity ,Beijin g 100083,China )Abstract Based on the p rimary fermentation p arameters ob tained from flake cultures ,the law of g rowth and m etabolism of Asp .niger ND 313and the fermentation kinetic models were studied in an auto control b ioreactor .The fermentation in bioreactor was successfully p erformed with a maxim al biomass concentration (d ry m ass )of 1.19g ·100mL -1and a maximal enzym e activity of 3.6μ·m L -1.Then the kinetic formula of cell growth rate ,phytase produc -tion rate and glucose consumption rate were inferred by controling the specific biomass growth rate .The results of m athem atic fitting between model cal culated values and experimental val ues p roved the valid i ty and rationality of the kinetic model s .Key words Asp .niger ;phytase ;submerg ed -fermentation ;kinetics m odel 来源于微生物的植酸酶(Phy tase ,EC .3.1.3.8)能催化植酸,使其水解为各级磷酸肌醇、肌醇和正磷酸盐的混合物。
固体发酵法制取植酸酶
wall in degraded to fiuecured tobacco can be decreased to 10% .
Key words: flue- cured tobacco; enzyme; degrade; cell wall substances.
中图分类号: TQ925
文献标识码: A
H4
26152
24196
31186
6232125
106181
固体发酵粗酶液的制备: 在 500ml 三角瓶 固体培养物中加入 1: 10 的 0. 2M 的醋酸钠-
H5 A5 曲1
9166 5122 4186
17176 22151 28168
10102 7144 7144
5441118 3950180 3082180
0. 86, MgSO4 0. 05, KCl 0. 05, FeSO4 #7H2O 0. 001, KH2PO4 0. 02, pH5. 0, 29 e , 2d。 11317 选择性培养基( % ) : 葡萄糖 115, Mg-
SO4#7H2O 0105, KCl 0. 5, MnSO4#2H2O 0. 001, NH4NO3 0. 5, FeSO4 #7H2O 0. 001, 琼 脂 210, pH510, 随诱变条 件不同 外加 BCSS 0111mg/ ml, 400- 800ppm 无机磷, 29 e , 14d。 11318 固体发酵 培养基: 50g 麸皮, 35ml 营 养盐水( NaCl 015g/ L, MgSO4 015g/ L, pH510) , 29 e , 8d。以 上 培 养 基 灭 菌 条 件: 011Mpa, 20min。 114 方法 11411 植酸酶制备工艺
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1. 9 植酸酶粗制品的制备 曲盘固体发酵完毕, 新鲜的植酸酶含有较多的水分, 不能长久储藏, 出盘后应及时摊凉, 以防发热变
质。为了便于贮存, 必须用热气流烘干曲盘 ( 夏天可采用薄层凉干或日光曝晒 ), 干燥温度为 40 e 左右, 不宜超过 45 e , 中间要勤翻拌, 烘到水分达 10% 以下, 即可取出。使用锤式粉碎机粉碎, 粉末过筛 ( 筛孔 直径为 0. 8 mm ), 取样测定酶活力后即可包装。
( 1. Co lleg e o f B io logy and Env ironm enta l Sc iences, Zhe jiang W anliU n iversity, N ingbo, Zhe jiang 315100, Ch ina; 2. Guanhaiwe i Instruction Station of C ix ,i Zhejiang A g ricu ltura l Correspondence Co llege C ix ,i Zhe jiang 315315, China)
植酸酶是新型动物饲料添加剂的重要酶制剂, 它对提高饲料中磷利用率, 提高动物的生产性能, 以及 减轻高磷粪便对水域磷污染有重要意义。植酸酶是一类水解酶, 由于化学结构不同, 分为 2类: 3-植酸酶 和 6-植酸酶。 6-植酸酶最适 pH 为 5. 0- 7. 5, 动物小肠的 pH 约 5. 5, 主要在小肠中起作用, 在单胃动物胃 酸 ( pH 为 2. 5) 环境中不起作用。 3-植酸酶在酸性条件下, 有较高酶活性, 最适 pH 为 2. 5 - 5. 5, 在单胃动 物的胃环境中, 能迅速将植酸磷 ( 六磷酸肌酸 ) 降解为肌酸和无机磷, 便于动物吸收利用, 被认为是目前最 具有应用前景的饲用植酸酶 [ 1] 。
植酸酶广泛存在于植物和微生物细胞中, 植酸酶的生产方法目前主要采用直接从植物中提取, 但由于
收稿日期: 2006 - 02- 18 作者简介: 汪财生 ( 1969- ) , 男, 实验师。研究方向: 畜禽养殖。 * 通迅作者。
第 2期
汪财生等: 发酵法制取植酸酶的研究
# 59#
含量太少, 难以生产, 况且植物中的植酸酶是 6-植酸酶型, 作为添加剂, 对单胃动物应用商业意义不大。 通过微生物发酵, 获得大量微生物细胞, 从中提取植酸酶, 这 种植酸酶是 3-植 酸酶型, 有 很高的使用价 值 [ 1] 。据报道, 国内采用基因工程技术, 构建植酸酶高效表达菌株, 已开发出用酵母表达植酸酶的基因工 程菌, 但生产成本昂贵。因此为了降低植酸酶生产成本, 有利于植酸酶的推广应用, 本课题组采用固体发 酵法制取提纯植酸酶, 获得初步成果。
1. 8% 琼脂, 加水至 100 mL, pH 自然。 具体操作方法: 将蔗糖先用少量水调和, 然后倒入所需的水, 再逐一加入硝酸钠、硫酸镁、磷酸氢二钾
和硫酸亚铁, 待全部溶解后, 加入琼脂加热并不断搅拌, 至琼脂完全融化后停止加热, 趁热装入试管, 塞上 棉塞, 包扎后灭菌, 于 1. 05 kg# cm- 2维持 20 m in, 取出斜置, 冷却凝固成斜面试管。检查无菌后于无菌室 接种黑曲霉菌, 置于 30 e 恒温箱中培养 3- 4 d, 待培养基表面长满黑褐色孢子后取出备用。
亚热带农业研究 Subtrop ica lA g ricu lture制取植酸酶的研究
汪财生 1, 施可友 2* , 张顺凤1 ( 1. 浙江万里学院生物与环境学院, 浙江 宁波 315100; 2. 浙江农业函授大学慈溪市观海卫辅导点, 浙江 慈 溪 315315)
1. 6 曲料配制及灭菌 1. 6. 1 配制 曲盘固体发酵的主要原料是麸皮、稻壳和水, 麸皮、稻壳和水按 9B1B9- 9. 5比例调配, 再添 加少量的无机氨和其它无机盐。先称取麸皮和稻壳, 用拌和机拌匀, 再加水 ( 含 0. 1% 硝酸钾 ) 充分拌匀。 应视原料性质控制水量, 尚需凭借经验, 一般用手轻轻地揉捏使原料成团, 再用手指一弹, 即能散开为宜。 1. 6. 2 灭菌 采用常压蒸煮的方法。在蒸锅上放一块有许多直径为 0. 3 cm 小孔的不锈钢挡板, 待锅内水 烧开时, 将曲料松散地撒在挡板上, 等冒出蒸汽再加第 2层, 何处蒸汽足就把剩余曲料撒到此处, 如此逐步 加入, 直至曲料撒完后加盖蒸煮 1 h, 焖 30 m in, 出锅过筛, 移入拌和台上摊开、翻拌, 使之快速冷却。
粉碎 y 制粒 y粗酶制品 (粗品 )
|
酶粉 ( 精品 ) z 粉碎 z 干燥 z 沉淀 z 提取母液体
1. 5 黑曲霉菌种子培养 按 4B1B4的质量比称取麸皮、面粉和水, 混合均匀后用筛子将粗粒筛去, 将曲料装入 300 mL 锥形瓶
中, 装入厚度以 1 cm 左右为准。锥形瓶塞上棉花塞后, 用蒸汽加压灭菌, 于 1. 05 kg# cm- 2维持 30 m in。 灭菌后趁热将曲料摇松, 待冷却后, 在超净台上接入试管黑曲霉原种, 摇匀后置于 30 e 恒温培养箱内, 培 养 18 h左右。待曲料已稍发白结饼时摇瓶 1次, 将结块摇碎。继续置于 30 e 恒温箱内培养 4 h左右, 待 曲料发白结块时再摇瓶 1次。培养 2 d后, 把锥形瓶轻轻地倒置过来, 继续培养 1 d, 等曲料全部长满黑褐 色的孢子, 即可使用。
1 材料与方法
1. 1 生产原料 新鲜、干燥、疏松和无结块霉烂的麸皮购于宁波市饲料公司; 新鲜、干燥, 无霉烂的稻壳购于宁波市鄞
州区邱隘米厂。
1. 2 发酵菌种 黑曲霉 3. 324菌株购于中国科学院。菌株经紫外线诱变选育, 能分泌 3-植酸酶型的植酸酶。该菌生
长发育过程由白色变黄色, 然后由黄色变黑褐色, 具有抗酸、抗高温、喜潮湿的特性。 斜面试管培养基配方: 3% 蔗糖、0. 2% 硝酸钠、0. 05% 硫酸镁、0. 001% 硫酸亚铁、0. 1% 磷酸氢二钾、
Abstrac t: U sing of bran as m a in raw m ater ia,l and a low amoun t o f rice hu llw as added to increase the sed imentation of raw m ater-i a ls. The same amoun t o f wa ter w asm ix ed equa lly w ith the raw m ater ia ls. A fter sterilizing and coo ling, the asperg illus n ig er w as inoculated to the processed m ater ia ls. A so lid ferm enta tion at the temperature o f 28- 30 e , and tem perature difference of 1 e w as emp loyed and lasted fo r 6 days. T he amoun t of produced phy tase w as 0. 145 g per kg, and the enzym e activ ity o f pur ified phya tse w as detected at a leve l of 300 U# g- 1. K ey word s: ferm en tation; phytase
关键词: 发酵法; 植酸酶
中图分类号: Q 55
文献标识码: A
文章编号: 1673-0925( 2006) 02-0138-04
A study of phytase preparation by ferm entation
WANG C a-i sheng, SH I Ke-you, ZHANG Shun- feng
植酸酶对单胃动物的饲喂效果已在国外得到广泛的肯定。自 1991年荷兰首次在畜禽饲料中使用植 酸酶以来, 植酸酶的应用一直是饲料工业的热点。目前植酸酶代替无机磷应用于养殖业已具规模。据报 道, 仅 1999年全球经植酸酶处理的饲料就达 5500万吨。植酸酶使用效果主要表现为如下 2个方面 [ 1- 2 ] 。 ( 1) 提高植酸磷的利用率。磷在植物中主要存在形式为植酸磷, 植酸磷不能被单胃动物直接利用, 随粪便 排出体外。若饲料中添加植酸酶, 植酸酶能促使植酸磷降解为肌酸和无机磷, 代替饲料中必须添加的无机 磷成分, 提高植酸磷的消化率, 并减轻养殖业带来的磷污染, 保护环境。 ( 2)消除植酸对矿物元素和蛋白 质的抗营养作用。植酸有很强的络合力, 能与饲料中蛋白质, 锌、钙、锰等无机盐离子和维生素等合成稳定 的复合物, 从而降低这些营养成分的利用。植酸酶水解植酸, 破坏了它对矿物元素和蛋白质的络合能力, 使被络合的矿物元素大量释放出来, 同时由于植酸 ) 蛋白质络合之间的键断裂, 也可使蛋白质从络合物中 释放出来, 从而提高饲料中矿物元素和蛋白质的利用率, 提高畜禽生产性能。
1. 3 设备 设备有恒温培养箱、超净工作台、高压蒸汽灭菌锅、可调温调湿曲房、曲盘架、烘干房、粉碎机、S53 / 54
型分光光度计、A gilent 3510型火焰分光光度计等。
1. 4 工艺流程
工艺流程图 [ 3] 如下。
试管斜面菌 y锥型瓶种子培养 ( 接种 ) y 曲盘 y 高温灭菌 y 冷却 y 曲盘培养发酵 y 固形物 y 干燥 y
摘要: 以麸皮为主要原料, 添加少量稻 壳以增加疏松度, 加入与物料同重 量的水, 混匀, 经灭菌、冷却 后, 接 种诱变后的 黑曲
霉 3. 324菌株。采用曲盘固体发酵法, 在保持室温 28- 30 e , 干温相差 1 e 的条件下 发酵 6 d, 经生化方法提纯得到植酸酶
精制品, 每克干曲 (以麸皮原料计算 )产植酸酶约 0. 145 g, 精制品植酸酶活力达 300 U# g- 1。
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亚热带农 业研究
第 2卷
1. 7 曲盘接种 待曲料冷却至 40 e 左右, 接入黑曲霉锥形瓶扩大培养纯种。用量为总料的 0. 5% - 1% , 均匀翻拌, 使