瘤胃混合厌氧真菌体外发酵产酶主要工艺参数及其应用研究

摘要

本研究通过体外模拟瘤胃内环境，利用取自崂山奶山羊瘤胃内的混合厌氧真菌为菌种，研究不同碳源和氮源对瘤胃真菌发酵产纤维素降解酶的影响，筛选出产酶活性最高的培养基组成，并分别对各碳源组底物干物质的消失率及各氮源组发酵液的pH变化进行研究。然后利用筛选得到的最佳培养基，进行扩大培养，利用硫酸铵盐析法获得固体粗酶，并对粗酶制剂的最适温度和最适pH进行研究;最后利用所得粗酶粉处理玉米叶，确定粗酶制剂的最适添加量。整个试验分三部分进行。
　　 1.试验1采用单因素试验设计研究不同碳源（花生蔓、地瓜蔓、豆荚、玉米叶、滤纸）和不同氮源（酵母膏、蛋白胨、尿素、氯化铵、硫酸铵）对瘤胃真菌发酵产纤维素降解酶（羧甲基纤维素酶、木聚糖酶、β-葡萄糖苷酶）的影响。试验结果表明，花生蔓底物组除木聚糖酶的最高酶活低于豆荚组外，羧甲基纤维素酶和β-葡萄糖苷酶的最高酶活均为最高，分别比第二位的地瓜蔓组高出25.00％(P＜0.05)和14.67％(P＜0.05);氮源组中以蛋白胨组的3种纤维素降解酶活性为最高，分别达到0.835U/mL、4.663U/mL、0.927U/mL，与其它氮源组相比差异显著（P＜0.05）。综上所述，最佳碳源和氮源分别为花生蔓和蛋白胨。
　　 试验还对各碳源组底物干物质的消失率及各氮源组发酵液的pH变化进行了研究。结果表明，发酵120h后，花生蔓、地瓜蔓和玉米叶组的干物质消失率均达到37％左右，显著高于豆荚底物组和滤纸底物组(P＜0.05);各氮源组pH随着时间增长逐渐下降，其中以酵母膏组和尿素组下降最为明显，与另外3个氮源组相比差异显著(P＜0.05）。
　　 2.试验2则利用筛选得到的最佳培养基进行扩大培养，发酵液经硫酸铵盐析后，将得到的粗酶沉淀烘干成粗酶粉，并对粗酶粉的最适温度和最适pH进行研究。结果表明，发酵液的最佳硫酸铵盐析饱和度为65％;得到的木聚糖酶活得率为53.36％，羧甲基纤维素酶和β-葡萄糖苷酶的酶活得率较低，仅为16.81％和15.49％;粗酶的最适温度范围为40～50℃，最适pH范围为5.0～6.8。
　　 3.试验3采用封口袋法将稀释后的粗酶粉按不同比例(0，1‰，2‰，3‰，4‰and5‰)添加到玉米叶中，研究酶粉对玉米叶中干物质(DM)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)消失率的影响以及对粗蛋白(CP)和真蛋白(TP)含量变化的影响。结果表明，当粗酶粉的添加量为4‰时，玉米叶中DM、NDF、ADF的消失率均达最高，分别为26.51％、24.93％和17.31％，与对照组相比差异显著(P＜0.05);粗蛋白和真蛋白的含量也显著高于对照组(P＜0.05)，分别为25.56％和21.94％。综上所述，本试验中该粗酶制剂的最适添加量为4‰。

目录

声明

摘要

前言

文献综述

1 农作物秸秆的利用现状

1．1 秸秆直接还田

1．2 秸秆养畜

1．3 秸秆能源化利用

1．4 秸秆种植食用菌

1．5 用作工业原料

2 瘤胃厌氧真菌产纤维素降解酶的效果研究

2．1 厌氧真菌的来源及分类

2．2 厌氧真菌对纤维降解的研究

2．3 纤维素降解酶的研究

2．4 底物对微生物产纤维素降解酶活性的研究

2．5 氮源对微生物产纤维素降解酶活性的研究

3 粗酶制剂的制备

4 纤维素酶在反刍动物营养中的研究

4．1 纤维素酶对反刍动物日粮消化的影响

4．2 纤维素酶对秸秆青贮的影响

4．3 纤维素酶对反刍动物生产性能的影响

5 本试验的目的和意义

试验一 碳源和氮源对瘤胃真菌产纤维素降解酶的影响

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验仪器

1．3 培养基的制备

1．4 试剂的制备

1．5 试验设计

1．6 试验方法

1．7 测定指标与方法

1．8 数据统计分析

2 结果与分析

2．1 不同碳源对瘤胃真菌产纤维素降解酶活性的影响

2．2 不同碳源底物发酵后干物质消失率

2．3 不同氮源对瘤胃真菌产纤维素降解酶活性的影响

2．4 不同氮源组pH变化结果

3 讨论

3．1 不同碳源对瘤胃真菌产纤维素降解酶活性的影响

3．2 混合厌氧真菌对不同底物干物质消失率的影响

3．3 不同氮源对瘤胃真菌产纤维素降解酶活性的影响

3．4 不同氮源对发酵液pH变化的影响

4 小结

试验二 固态纤维素降解酶制剂的制备以及酶学性质研究

1 材料与方法

1．1 菌株

1．2 产酶培养基

1．3 试验仪器与试剂

1．4 试验设计

1．5 试验方法

1．6 测定指标与方法

1．7 数据统计分析

2 结果与分析

2．1 硫酸铵盐析量的确定

2．2 固体纤维素酶的制备

2．3 固体纤维素酶性质研究

3 讨论

4 小结

试验三 纤维素降解酶制剂对玉米叶体外消化的研究

1 材料与方法

1．1 材料

1．2 仪器用品

1．3 试验试剂

1．4 试验设计

1．5 试验方法

1．6 指标测定

1．7 数据统计分析

2 结果与分析

2．1 酶贮玉米叶的感官特点

2．2 酶制剂添加量对玉米叶干物质消失率的影响

2．3 酶制剂添加量对玉米叶中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量的影响

2．4 酶制剂添加量对玉米叶粗蛋白、真蛋白含量的影响

3 讨论

4 小结

全文结论

参考文献

中英文缩写词表

致谢

作者简介及在读期间科研学术成果