黑曲霉和酵母菌联合固态发酵凉茶渣提高酶活力的工艺研究
发布时间：2021-06-22 11:03
为促进凉茶渣在饲料中的资源化利用,以黑曲霉和产朊假丝酵母为菌种固态发酵凉茶渣,考察了发酵时长、温度、含水量、浸泡液pH值、氮源、碳源共6个单因素对内切葡聚糖酶、木聚糖酶和果胶酶活力的影响;根据单因素实验结果,利用硫酸铵为氮源,葡萄糖为碳源,菌种浓度为2×109CFU/ml,接种量为10%,通过正交实验,对三种酶的生产工艺分别优化,发现含水量为60%,浸泡液pH值为7.0,发酵温度为37℃,发酵120 h是产三种酶的比较适宜的工艺。该工艺条件下发酵产物内切葡聚糖酶活力为（5.55±0.77） U/g,木聚糖酶活力为（37.32±2.26） U/g,果胶酶活力为（29.51±3.23） U/g。结果显示,凉茶渣是一种优质资源,利用黑曲霉和产朊假丝酵母发酵后,产物含有高活力的内切葡聚糖酶、木聚糖酶和果胶酶。
【文章来源】：饲料工业. 2020,41(22)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
发酵时长对酶活力的影响
向凉茶渣补充4%硫酸铵，2%葡萄糖，含水量为80%，发酵72 h，考察温度在28～37℃范围内以及室温条件下，对三种酶活力的影响。从实验结果(见图2)可以发现，温度对木聚糖酶活力无显著影响；而在34℃时的内切葡聚糖酶活力显著高于28℃时的活力；温度在28～37℃范围内变化时，对果胶酶的活力无显著影响。本实验是在广州市的8月下旬进行，室温较高，适合黑曲霉与酵母菌的生长，因此凉茶渣室温发酵时，三种酶活力也较强。尽管28℃发酵时，果胶酶活力较高，但是31℃时内切葡聚糖酶活力和木聚糖酶活力相对较高，考虑到南方气温偏高，并且黑曲霉在发酵过程中存在放热现象，因此将后续单因素实验的温度设定为31℃。在利用黑曲霉和产朊假丝酵母发酵甜高粱酒糟和麦麸生产蛋白饲料，35℃时纤维素酶活力最大[24]，与本部分的内切葡聚糖酶活力最大值对应温度基本一致。2.1.3 含水量对酶活力的影响
含水量是指当体系仅含有凉茶渣和水时，水的百分含量。在本部分实验中，向凉茶渣补充4%硫酸铵、2%葡萄糖，含水量在65%～85%范围内变化，31℃发酵72 h，考察含水量对三种酶活力的影响。实验结果(见图3)显示，当含水量从65%增加到85%过程中，内切葡聚糖酶活力和果胶酶活力基本上逐渐降低，其中80%和85%时的内切葡聚糖酶活力显著低于65%的内切葡聚糖酶活力；80%和85%时的果胶酶活力显著低于65%～75%的果胶酶活力；含水量对木聚糖酶活力没有显著影响。基质的含水量影响着胞外酶的分泌和转移，影响氧的传递以及菌体生长。如果起始含水量太低，使菌种正常生长受到限制；含水量过高，基质密度过大，透气性和传热性较差，也不利于菌种生长。一般来说真菌发酵时需要相对更低的含水量，如利用黑曲霉和产朊假丝酵母发酵三七渣生产蛋白饲料时，最优含水量为70%[25]；在利用黑曲霉HN-1发酵豌豆荚生产纤维素酶时，发现含水量超过65%以后，纤维素酶活力显著降低[17]。本实验也发现当含水量在65%～85%之间时，三种酶活力基本上随着含水量的增加而降低。由于新鲜凉茶渣的含水量为79.45%[1]，接近80%，而本研究的目的是为凉茶渣的资源化利用提供参考，因此将后续的单因素实验含水量均设定为80%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同类型丝状真菌发酵产酶性能比较及其混菌发酵性能研究[J]. 邓加聪,郭伟灵,周文斌,洪家丽,李路,刘绘鹏,刘斌,陈绍军,倪莉,饶平凡,吕旭聪. 中国食品学报. 2020(01)
[2]果胶低聚糖的表征及其益生特性研究[J]. 张孟雪,蔡为荣. 食品科技. 2019(09)
[3]甜高粱酒糟饲用菌种发酵条件优化[J]. 岳丽,王卉,山其米克,涂振东. 饲料研究. 2019(09)
[4]凉茶渣对育肥猪生长性能、胴体性状和肉品质的影响[J]. 谢月琴,孙小红,汪东阳,陈郭平,罗君谊,陈婷,习欠云,张永亮,孙加节. 动物营养学报. 2019(10)
[5]复合酶制剂对1～42日龄文昌鸡生产性能的影响[J]. 王秀萍,孙宣,惠春晖,林哲敏,林大捷,邢漫萍,杨少雄,顾丽红. 中国家禽. 2019(13)
[6]中药生物质原料与药渣热解特性对比研究[J]. 赵伟,袁洪友,黄艳琴,詹昊,阴秀丽,吴创之. 太阳能学报. 2019(06)
[7]牦牛血发酵的最佳菌种组合及最优发酵条件探究[J]. 陈宇星,郑玉才,谈永萍,饶开晴. 中国饲料. 2019(11)
[8]复合菌种固态发酵法提高甜高粱秸秆饲料品质的研究[J]. 岳丽,王卉,山其米克,茆军,涂振东. 饲料工业. 2019(05)
[9]高产纤维分解酶黑曲霉诱变选育与发酵条件优化[J]. 朱玉霞,张铁鹰,高爱琴,刘俊丽,朱玉杰,张志鹏,廖朝勇. 动物营养学报. 2019(03)
[10]槐米药渣固体发酵法生产畜禽饲料工艺的研究[J]. 刘艳琴,李多伟,李银芳,智彩辉,刘长霞. 基因组学与应用生物学. 2015(04)
博士论文
[1]植物细胞壁降解真菌及酶的研究[D]. 谢占玲.甘肃农业大学 2011
硕士论文
[1]黑曲霉产木聚糖酶条件优化及xynB基因的克隆、表达[D]. 张水龙.广西大学 2013
[2]以玉米芯为原料黑曲霉固体发酵生产木聚糖酶的条件优化[D]. 王娟.东北师范大学 2013
[3]中药渣微生物转化利用菌种筛选研究[D]. 焦巧芳.浙江师范大学 2010
本文编号：3242721
【文章来源】：饲料工业. 2020,41(22)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
发酵时长对酶活力的影响
向凉茶渣补充4%硫酸铵，2%葡萄糖，含水量为80%，发酵72 h，考察温度在28～37℃范围内以及室温条件下，对三种酶活力的影响。从实验结果(见图2)可以发现，温度对木聚糖酶活力无显著影响；而在34℃时的内切葡聚糖酶活力显著高于28℃时的活力；温度在28～37℃范围内变化时，对果胶酶的活力无显著影响。本实验是在广州市的8月下旬进行，室温较高，适合黑曲霉与酵母菌的生长，因此凉茶渣室温发酵时，三种酶活力也较强。尽管28℃发酵时，果胶酶活力较高，但是31℃时内切葡聚糖酶活力和木聚糖酶活力相对较高，考虑到南方气温偏高，并且黑曲霉在发酵过程中存在放热现象，因此将后续单因素实验的温度设定为31℃。在利用黑曲霉和产朊假丝酵母发酵甜高粱酒糟和麦麸生产蛋白饲料，35℃时纤维素酶活力最大[24]，与本部分的内切葡聚糖酶活力最大值对应温度基本一致。2.1.3 含水量对酶活力的影响
含水量是指当体系仅含有凉茶渣和水时，水的百分含量。在本部分实验中，向凉茶渣补充4%硫酸铵、2%葡萄糖，含水量在65%～85%范围内变化，31℃发酵72 h，考察含水量对三种酶活力的影响。实验结果(见图3)显示，当含水量从65%增加到85%过程中，内切葡聚糖酶活力和果胶酶活力基本上逐渐降低，其中80%和85%时的内切葡聚糖酶活力显著低于65%的内切葡聚糖酶活力；80%和85%时的果胶酶活力显著低于65%～75%的果胶酶活力；含水量对木聚糖酶活力没有显著影响。基质的含水量影响着胞外酶的分泌和转移，影响氧的传递以及菌体生长。如果起始含水量太低，使菌种正常生长受到限制；含水量过高，基质密度过大，透气性和传热性较差，也不利于菌种生长。一般来说真菌发酵时需要相对更低的含水量，如利用黑曲霉和产朊假丝酵母发酵三七渣生产蛋白饲料时，最优含水量为70%[25]；在利用黑曲霉HN-1发酵豌豆荚生产纤维素酶时，发现含水量超过65%以后，纤维素酶活力显著降低[17]。本实验也发现当含水量在65%～85%之间时，三种酶活力基本上随着含水量的增加而降低。由于新鲜凉茶渣的含水量为79.45%[1]，接近80%，而本研究的目的是为凉茶渣的资源化利用提供参考，因此将后续的单因素实验含水量均设定为80%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同类型丝状真菌发酵产酶性能比较及其混菌发酵性能研究[J]. 邓加聪,郭伟灵,周文斌,洪家丽,李路,刘绘鹏,刘斌,陈绍军,倪莉,饶平凡,吕旭聪. 中国食品学报. 2020(01)
[2]果胶低聚糖的表征及其益生特性研究[J]. 张孟雪,蔡为荣. 食品科技. 2019(09)
[3]甜高粱酒糟饲用菌种发酵条件优化[J]. 岳丽,王卉,山其米克,涂振东. 饲料研究. 2019(09)
[4]凉茶渣对育肥猪生长性能、胴体性状和肉品质的影响[J]. 谢月琴,孙小红,汪东阳,陈郭平,罗君谊,陈婷,习欠云,张永亮,孙加节. 动物营养学报. 2019(10)
[5]复合酶制剂对1～42日龄文昌鸡生产性能的影响[J]. 王秀萍,孙宣,惠春晖,林哲敏,林大捷,邢漫萍,杨少雄,顾丽红. 中国家禽. 2019(13)
[6]中药生物质原料与药渣热解特性对比研究[J]. 赵伟,袁洪友,黄艳琴,詹昊,阴秀丽,吴创之. 太阳能学报. 2019(06)
[7]牦牛血发酵的最佳菌种组合及最优发酵条件探究[J]. 陈宇星,郑玉才,谈永萍,饶开晴. 中国饲料. 2019(11)
[8]复合菌种固态发酵法提高甜高粱秸秆饲料品质的研究[J]. 岳丽,王卉,山其米克,茆军,涂振东. 饲料工业. 2019(05)
[9]高产纤维分解酶黑曲霉诱变选育与发酵条件优化[J]. 朱玉霞,张铁鹰,高爱琴,刘俊丽,朱玉杰,张志鹏,廖朝勇. 动物营养学报. 2019(03)
[10]槐米药渣固体发酵法生产畜禽饲料工艺的研究[J]. 刘艳琴,李多伟,李银芳,智彩辉,刘长霞. 基因组学与应用生物学. 2015(04)
博士论文
[1]植物细胞壁降解真菌及酶的研究[D]. 谢占玲.甘肃农业大学 2011
硕士论文
[1]黑曲霉产木聚糖酶条件优化及xynB基因的克隆、表达[D]. 张水龙.广西大学 2013
[2]以玉米芯为原料黑曲霉固体发酵生产木聚糖酶的条件优化[D]. 王娟.东北师范大学 2013
[3]中药渣微生物转化利用菌种筛选研究[D]. 焦巧芳.浙江师范大学 2010
本文编号：3242721
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