粗壮脉纹孢菌所产纤维素酶的性质研究

本文对粗壮脉纹孢菌(Neurosporacrassa)所产纤维素酶的一般酶学性质进行研究,得出的结论如下:该酶的最适催化反应pH为4.8～5.3,最适催化反应温度为45～50℃,在50℃及pH为4.8时该酶稳定。CMC、C1和β-葡萄糖苷酶活力变化范围有一定差别。锰离子对该酶活力有一定的增强作用,而铜离子和铝离子对其活力有明显的抑制作用。在产酶培养基中加入洗衣粉可以促进产纤维素酶活力,而洗洁精则会抑制产酶活力。

粗壮脉纹孢菌液体发酵产纤维素酶的条件优化

研究了粗壮脉纹孢菌发酵稻草粉生产纤维素酶的影响因素及稻草秸杆浓度、培养温度、初始pH值对内切葡聚糖酶活、滤纸酶活和菌体生长的影响。初始pH4.8,培养温度30℃,稻草浓度5%,发酵时间为6d时,内切酶酶活和滤纸酶活均最高。而菌体生长的最适条件为:初始pH5.5,前3d用25℃培养,后期改用30℃培养,稻草浓度为2%。

响应面法优化粗壮脉纹孢菌降解啤酒糟粗纤维的培养基

采用响应曲面法对粗壮脉纹孢菌降解啤酒糟粗纤维的培养基进行优化。通过Plackett-Burman设计法及响应面分析法,评价不同比例CaCl2、KH2PO4、豆渣、(NH4)2SO4、MgSO4、尿素等6个因素对粗壮脉纹孢菌降解啤酒糟粗纤维的影响。研究表明,豆渣、(NH4)2SO4、KH2PO4、CaCl2、MgSO4是粗壮脉纹孢菌降解啤酒糟粗纤维过程中的主要影响因素。得到优化培养基:豆渣为26.08%、(NH4)2SO4为3.71%、KH2PO4为1.53%、CaCl2为0.24%、MgSO4为0.08%,在此条件下重复发酵3次,结果与理论预测值相近。

粗壮脉纹孢菌发酵豆渣所产类胡萝卜素的研究

通过浓硫酸显色、TLC分析、紫外扫描及高效液相色谱等技术对传统发酵豆渣食品中分离出的目标菌株粗壮脉纹孢菌(Neurospora.crassa)所产类胡萝卜素进行定性及定量检测,结论如下:豆渣经粗壮脉纹孢菌发酵后,类胡萝卜素含量大大增加,且主要为β-胡萝卜素,紫外扫描测得孢子中β-胡萝卜素含量达158.50μg/g孢子,产量为8.06μg/g培养基干重;高效液相色谱检测得含量达140.98μg/g孢子,产量为7.14μg/g培养基干重,两者结论基本一致。

通过粗壮脉纹孢菌发酵改善豆粕营养结构的研究

以粗壮脉纹孢菌发酵豆粕为研究对象,探讨豆粕在发酵过程中主要营养成分及其抗营养因子的变化情况。研究结果表明,随着发酵时间的延长,粗纤维降解率和粗蛋白含量总体呈上升趋势,粗脂肪含量呈下降趋势,可溶性总糖含量则先呈下降趋势,下降至谷底后又逐渐增加,这些变化规律是由粗壮脉纹孢菌产的纤维素酶引起的;类胡萝卜素含量随着发酵时间的延长而上升,植酸含量下降至12 h后趋于稳定,胰蛋白酶抑制剂活性降低至在48 h后检测不出。发酵豆粕营养成分和抗营养因子的变化规律为豆粕的进一步加工提供了理论依据。

粗壮脉纹孢菌发酵稻谷加工副产物生产类胡萝卜素培养基的优化

采用响应面法对粗壮脉纹孢菌发酵稻谷加工副产物(砻糠和脱脂米糠)生产类胡萝卜素的培养基进行了优化。通过Plackett-Burman设计法,研究了脱脂米糠、(NH4)2SO4、KH2PO4、MgSO4、MnSO4、CaCl2等6个因素对粗壮脉纹孢菌产类胡萝卜素的影响,筛选显著影响因素。然后通过响应面法优化发酵培养基组成。研究表明,脱脂米糠和(NH4)2SO4为类胡萝卜素发酵的主要影响因素。得到优化培养基为:脱脂米糠64.58%、砻糠33.85%、(NH4)2SO41.57%。在优化发酵工艺下,色素产量达到366mg/kg培养物。

粗壮脉纹孢菌原生质体的制备、再生及转化的条件

为建立原生质体介导的粗壮脉纹孢菌遗传转化系统,本研究主要考察了复合酶解液、菌龄及酶解时间对粗壮脉纹胞菌原生质体生成及再生的影响。结果表明,粗壮脉纹胞菌孢子悬液接种在马铃薯葡萄糖琼脂(potato dextrose agar,PDA)液体培养基中,30℃条件下摇床培养10 h的菌丝,采用0.5 g/100 m L蜗牛酶+0.5 g/100 m L溶壁酶+1 g/100 m L纤维素酶的复合酶解液、30℃条件下酶解10 h,粗壮脉纹胞菌原生质体生成及再生最为适合。在此条件下,原生质体生成数可达4.53×106个,38#再生培养基中的再生数可达1.41×106个,再生率达31.71%,聚乙二醇介导PAKHB载体转化NC原生质体,每微克质粒可获得8个以上的转化子。

粗壮脉纹孢菌孢子中类胡萝卜素的体外发酵特性

模拟人体消化过程对粗壮脉纹孢菌孢子进行消化,通过酸热法提取消化后孢子粉中的类胡萝卜素,进行体外发酵。采用国标法测定发酵液的产气量、pH、NH3-N,采用气相色谱法测量发酵液中短链脂肪酸的含量。通过16SrRNA高通量测序技术分析志愿者肠道菌群,结果发现消化后的粗壮脉纹孢菌孢子粉中类胡萝卜素经体外发酵,pH值趋于6.0~7.2,与人体肠道pH值接近,产气量较少,不易引起胀气,可产生的乙酸、丙酸、丁酸等有益于人体健康的短链脂肪酸,使拟杆菌减少,变性杆菌增加。粗壮脉纹孢菌孢子粉中类胡萝卜素有利于改善人体肠道菌群,优化肠道菌群中各菌属的比例,有益于人体的肠道健康。

体外消化和贮藏条件对粗壮脉纹孢菌孢子中类胡萝卜素稳定性的影响

采用国标测定粗壮脉纹孢菌(Neurospora crassa)孢子壁的基本组成成分,扫描电子显微镜观察孢子形态及颗粒大小,1,1-二苯基-2-三硝基苯肼和螯合金属离子法测定孢子中类胡萝卜素的抗氧化能力,分光光度法测定总类胡萝卜素的含量,分别研究不同体外消化体系和贮藏条件对孢子中类胡萝卜素稳定性的影响。结果发现,粗壮脉纹孢菌孢子壁中水分、粗纤维、粗脂肪、蛋白质、几丁质质量分数分别为(17.70±0.63)%、(29.90±0.03)%、(0.32±0.11)%、(28.32±0.89)%、(0.66±0.13)%,孢子中总类胡萝卜素含量为(776.42±2.05)μg/g孢子。经过口腔、胃和小肠消化后粗壮脉纹孢菌孢子壁局部均出现密集的小孔,孢子较未处理相比有一定程度的皱缩。消化过程中孢子中类胡萝卜素的释放率显著提高,口腔(9.35%)<胃(18.78%)<小肠(32.58%),消化液中抗氧化活性显著升高,口腔<胃<小肠;贮藏9 d后类胡萝卜素的减少率分别为:4℃避光组2.24%,25℃避光组3.19%,25℃光照组5.79%。研究表明粗壮脉纹孢菌孢子壁是一种适合包埋不稳定物质的壁材,且利于消化吸收。

粗壮脉纹孢菌降解豆皮粗纤维产可发酵糖培养基优化及单糖分析

研究考察了粗壮脉纹孢菌固态发酵豆皮酒糟培养基产纤维素酶的最优培养基组成,并用气相色谱法对该发酵条件下豆皮纤维素降解所产的可发酵糖进行定性检测。结果表明:产纤维素酶的最优培养基组成为豆皮64%、酒糟34%、(NH4)2SO4 2%,在此培养基中粗壮脉纹孢菌发酵产纤维素酶的酶活力为2.83 IU/g,较优化前的1.17 IU/g提高了141.88%,还原糖产量为18.01 g/100 g,较优化前9.91 g/100 g提高了81.74%。获得的可发酵糖的单糖组成主要为葡萄糖和木糖。

粗壮脉纹孢菌固态发酵对菜籽粕营养品质的改善

粗壮脉纹孢菌是一种高产纤维素酶和类胡萝卜素的优良菌株。以粗壮脉纹孢菌固态发酵菜籽粕为对象,研究菜籽粕在发酵过程中蛋白质等营养成分、抗营养因子含量的变化。研究结果表明,随着发酵时间的延长,96 h后粗蛋白含量、可溶性蛋白含量、总氨基酸含量极显著增加(P<0.01),分别提高12.50%,232.52%,724.45%,类胡萝卜素含量由0μg/100 g增加到(64.68±1.42)μg/100g,酸溶性蛋白含量先上升后下降至平稳,24 h达到最高值(25.86±0.05) g/100 g,粗纤维含量、单宁、植酸、硫甙整体呈显著(P<0.05)下降趋势,降解率分别为23.48%,24.98%,10.20%,14.79%。粗壮脉纹孢菌固态发酵菜籽粕可大大改善菜籽粕的营养价值。

粗壮脉纹孢菌发酵前后豆渣多糖理化性质和结构特性

本文对粗壮脉纹孢菌发酵前后豆渣多糖的理化性质及结构特性进行了研究。采用粗壮脉纹孢菌发酵,经过水提醇沉、酶-Sevag法脱蛋白制备多糖,通过扫描电镜、X-射线、红外光谱、气质等技术对发酵前后多糖结构组成进行分析。结果表明,发酵后豆渣粗多糖含量增加了8.19倍,发酵后豆渣中总糖含量、蛋白质、总黄酮、总酚的含量均有升高;扫描电镜观察发酵后豆渣多糖具有较大的比表面积,X-射线衍射检测到发酵破坏了多糖的晶体结构;傅里叶红外光谱检测表明两种糖都具有多糖的特征吸收峰,发酵后多糖的吸收带强度更大;单糖组成分析发现发酵后葡萄糖(Glc)含量最高,且各单糖组成在发酵后重新分布;热重分析表明,发酵后豆渣多糖具有较高的热稳定性。研究表明发酵后豆渣组成成分含量得到提高,多糖的微观结构得到了改善,具有作为优质膳食纤维的潜力,可为今后研究发酵豆渣多糖的功能性食品开发提供参考。

粗壮脉纹孢菌固态发酵豆渣产抗氧化多肽研究

以粗壮脉纹孢菌(Neurospora crassa)为试验菌株,豆渣为发酵底物,在最适产蛋白酶条件下进行发酵,并对不同发酵时间的豆渣多肽、总酚、总黄酮含量以及抗氧化能力进行研究。结果表明,豆渣中的多肽、总酚和总黄酮含量随发酵时间的延长而增加,且抗氧化能力逐渐升高。当发酵时间为60 h时,总酚、总黄酮含量达最大,分别为(2.513±0.032),(0.787±0.052)mg/g;当发酵时间为84 h时,多肽含量、总抗氧化能力、超氧阴离子自由基清除率、DPPH自由基清除率均达最大,分别为(75.602±3.599)mg/g,(31.651±0.191)μmol/g,(35.537±1.408)%,(70.131±0.552)%,且豆渣的抗氧化能力与所产生的抗氧化多肽最为相关。

粗壮脉纹孢菌高密度培养基的优化及补料策略

本研究以粗壮脉纹孢菌(Neurospora crassa)为实验菌株,采用单因素实验结合响应面法对粗壮脉纹孢菌的高密度培养基配方进行优化。以生物量为指标,得到最优培养基组成:蔗糖42 g/L、蛋白胨36 g/L、磷酸二氢钾2.6 g/L、硫酸锌0.038 g/L、硫酸镁0.1 g/L、硫酸锰0.03 g/L、氯化钾0.1 g/L,经验证实验发现,在最优培养基组成下菌体生物量最大可达11.295 g/L。并采用补料分批培养的方式扩大菌体生物量,进一步提高高密度培养的效果。结果表明,在最优培养基的基础上,分别于培养24、60、96 h进行补料,共补料3次,每次补加200 g/L的蔗糖溶液10 mL,可获得粗壮脉纹孢菌的最大生物量14.732 g/L,该结果为实现粗壮脉纹孢菌这一优良菌种的工业化应用提供了理论支持。

纤维素降解菌的分离鉴定及固态发酵条件

从腐烂稻草、土壤和牛粪等样品中分离到12株能在以CMC-Na(羧甲基纤维素钠)为唯一碳源的固体培养基上生长的菌株,并从中筛选出1株分解纤维素能力较强的真菌,初步鉴定为脉纹孢菌(Neurospora sp.).通过对其固态发酵条件进行单因素优化试验,初步确定了发酵培养基最佳碳、氮源种类及添加量:稻草粉与麸皮的质量比为9∶1,NH4NO30.5%;最适培养条件为:固液比1∶3,接种量1 mL,pH值自然,培养温度30℃,培养时间96 h.该菌株的羧甲基纤维素酶活和滤纸酶活分别达到3 551.1和386.7μmol/(g.h).

粗壮脉纹孢菌发酵豆渣过程中营养成分的变化研究

粗壮脉纹孢菌是本课题组筛选到的具有很强分解纤维素能力的一种真菌。本文以粗壮脉纹孢菌发酵豆渣为对象,探讨其发酵过程中培养基主要营养成分的变化,以了解其生长和分解纤维素过程中的生物学规律。结果表明,在整个发酵过程中,随着发酵时间的延长,发酵豆渣的回收率逐渐下降,48 h之后趋于稳定;而粗纤维降解率和粗蛋白质呈上升趋势,且在发酵40~48 h趋于稳定;总脂肪和类胡萝卜素则先呈上升趋势,增加至峰值后又逐渐下降,而总脂肪在下降到一定程度后趋于稳定;可溶性总糖含量随着发酵时间的延长而上升,达到峰值后缓慢下降,之后回升,并在48 h后趋于稳定。这些营养成分的变化规律有助于在生产过程中更好地利用粗壮脉纹孢菌。

粗壮脉纹孢菌固态发酵产类胡萝卜素的条件优化及其抗氧化活性

通过Plackett-Burman试验设计和响应面法优化粗壮脉纹孢菌固态发酵农副产品产类胡萝卜素的工艺条件,并对类胡萝卜素抗氧化能力进行研究。结果表明,固态发酵农副产品产类胡萝卜素的最佳工艺条件为:米糠、甘薯渣和啤酒糟的添加比例分别以34.25%,45.75%和20%,硫酸铵0.51%,初始含水量72.15%,接种量1%,发酵时间120 h,p H 6.5。在此条件下类胡萝卜素的产量达966.21μg/g培养物。粗壮脉纹孢菌所产类胡萝卜素对DPPH自由基、超氧自由基、羟基自由基均有较强的清除能力,比同浓度的番茄红素、β-胡萝卜素清除自由基能力强。此外,还具有较高的总抗氧化能力和较强的金属螯合能力。本研究为类胡萝卜素的开发利用提供了理论基础。

粗壮脉纹孢菌发酵豆渣前后脂肪酸成分分析

采用氯仿-甲醇分别提取新鲜豆渣和经粗壮脉纹孢菌发酵后豆渣中的脂肪,甲醇钠甲基化其中脂肪酸,利用气相色谱分析测定二者的脂肪酸组成。实验结果表明:粗壮脉纹孢菌发酵提高豆渣中饱和脂肪酸的含量,降低了多不饱和脂肪酸的含量。

Neurospora Crassa发酵对豆渣中膳食纤维的影响研究

用Southgate改良法对新鲜豆渣和经粗壮脉纹孢菌(Neurospora Crassa)发酵后豆渣的总膳食纤维含量进行了研究,探讨了粗壮脉纹孢菌发酵对豆渣中膳食纤维作用的影响。结果表明:粗壮脉纹孢菌对水不溶性非纤维素多糖的降解能力最强,其含量由原来的37.1387%降为0.5836%,其次是纤维素、水溶性非消化性多糖,含量分别由原来的12.8710%、0.2595%降为7.7261%、0.1848%,而该菌对木质素基本不降解。

发酵豆渣中低聚糖对益生菌增殖的研究

目的:研究粗壮脉纹孢菌发酵豆渣中低聚糖对植物乳杆菌NCU116和青春双歧杆菌CICC 6178增殖的影响。方法:将植物乳杆菌NCU116和青春双歧杆菌CICC 6178分别培养48 h,测定生长曲线、最大比生长速率、延迟期、发酵液p H曲线和基质消耗率。结果:2 g/L发酵豆渣低聚糖组的植物乳杆菌NCU116发酵液最大吸光度、p H减小值、基质消耗率(p<0.05)均小于2 g/L菊糖组(阳性对照组),2 g/L发酵豆渣低聚糖组的青春双歧杆菌CICC 6178最大吸光度、p H减小值、基质消耗率(p<0.05)均大于2 g/L菊糖组,所有发酵豆渣低聚糖组对两种益生菌的最大比生长速率均大于2 g/L菊糖组,2、6 g/L发酵豆渣低聚糖组的植物乳杆菌NCU116延迟期小于2 g/L菊糖组,各发酵豆渣低聚糖组的青春双歧杆菌CICC 6178延迟期大于2 g/L菊糖组。结论:粗壮脉纹孢菌发酵豆渣中低聚糖对植物乳杆菌NCU116的增殖作用不如菊糖,对青春双歧杆菌CICC 6178的增殖作用优于菊糖。