枯草芽孢杆菌与黑曲霉对甜高粱秸秆发酵效果的影响

试验旨在探究枯草芽孢杆菌与黑曲霉对甜高粱秸秆发酵品质的影响。以切短至1~2 cm甜高粱秸秆为原料,采用单因素设计,分为4个试验组,分别为对照组、枯草芽孢杆菌组、黑曲霉组、菌+霉组(枯草芽孢杆菌:黑曲霉为1:1),添加量为2 mL/100 g,菌液浓度控制在1×10^(8)个细菌/mL,每组3个重复。分别在15、30、45d取样,通过感官评定、营养价值、发酵品质、有氧稳定性等指标进行综合分析。结果表明:试验组对甜高粱秸秆的感官品质均起到改善作用;在15、30、45 d时试验组粗蛋白质含量高于对照组(P<0.05),在30、45 d时中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量低于对照组(P<0.05);在30、45 d时黑曲霉组、菌+霉组pH低于对照组、枯草芽孢杆菌组(P<0.05),在45d时枯草芽孢杆菌组、黑曲霉组、菌+霉组氨态氮/总氮低于对照组(P<0.05),在15、30、45 d时菌+霉组乳酸与乙酸含量高于对照组、枯草芽孢杆菌组、黑曲霉组(P<0.05);随着有氧暴露时间的延长,对照组、枯草芽孢杆菌组、黑曲霉组、菌+霉组pH呈上升趋势(P<0.05),干物质含量呈先上升再下降趋势(P<0.05),枯草芽孢杆菌组、黑曲霉组、菌+霉组pH和干物质含量低于对照组(P<0.05)。可见,在发酵第45天,菌+霉组能显著改善甜高粱秸秆感官品质、提高营养价值与发酵品质、延长其有氧稳定性时间。

黑曲霉酸性脂肪酶Tgl的酶学性质及其酯化能力研究

脂肪酶是一种具有水解、酯化、酯交换等多种功能的生物催化剂,为研究脂肪酶的酯化能力,该文克隆表达了来源于黑曲霉的脂肪酶Tgl编码基因,对其进行生物信息学分析,研究该酶的酶学性质及其催化合成脂肪酸乙酯的能力。结果表明,脂肪酶Tgl的最适反应温度为50℃,在50℃下孵育12 h后残余酶活力仍能达到70%左右;最适反应pH值为5.0,在pH 5.0条件下孵育12 h后,其相对酶活力为70%。有机试剂对脂肪酶Tgl均表现出不同程度的抑制作用,其中,乙醇对脂肪酶的抑制作用最为明显,但是在40%的乙醇体系下,Tgl的残余酶活力仍接近80%。20%的乙醇体系中,Tgl催化合成乙酸乙酯的产量最高,为41.62 mg/L,而在60%乙醇体系中催化合成己酸乙酯的产量最高,可达171.08 mg/L。由此可见,黑曲霉酸性脂肪酶Tgl具有较高的催化脂肪酸乙酯合成的能力,在酿造工业中具有很大的应用潜力。

黑曲霉全细胞催化甘蔗糖蜜生产低聚果糖研究

为了探明黑曲霉全细胞催化产低聚果糖(FOS)的变化规律,本研究采用单因素实验,HPLC检测FOS含量。结果表明:全细胞催化产FOS单因素优化条件为柠檬酸缓冲液、pH值6.0、湿菌丝体种龄48 h、全细胞催化剂浓度120 g/L、底物蔗糖浓度400 g/L、转化温度50℃。在此生产工艺条件下,低聚果糖的产量达到了201.23 g/L,超过目前报道糖蜜生产低聚果糖160 g/L,达到了较高的生产水平。

黑曲霉尿苷/尿嘧啶营养缺陷型转化系统的构建及应用

黑曲霉(Aspergillus niger)是一种重要的工业发酵菌株,它具有强大的蛋白分泌表达能力。为了提高黑曲霉遗传操作效率及优化重组菌株的筛选策略,构建以尿苷/尿嘧啶营养缺陷型为筛选标记的转化系统。利用CRISPR/Cas9技术实现pyrG基因的敲除,在含有尿嘧啶核苷和5-氟乳清酸(5-FOA)的抗性培养基中筛选表型正确的转化子。经基因组PCR验证,黑曲霉营养缺陷型菌株可稳定遗传。利用该转化系统可成功实现增强型绿色荧光蛋白在黑曲霉中的表达。通过结合增强型绿色荧光蛋白和流式细胞仪建立了黑曲霉转化子的高通量筛选模型。

一种有效的黑曲霉启动子捕获探针的构建及其应用

启动子对基因的表达起着关键的作用,为获得黑曲霉强启动子,该文以柠檬酸生产菌株黑曲霉(Aspergillus niger)CGMCC 10142为出发菌株,运用启动子捕获探针和基因重组技术筛选菌株高强度启动子,并确定其核心启动区域。结果显示:以红色荧光蛋白基因(Rfp)为报告基因,潮霉素抗性基因(HygR)为筛选标记,构建黑曲霉启动子捕获探针质粒pN3,借助T-DNA随机整合到黑曲霉基因组,筛选具有高潮霉素抗性和强红色荧光表型的突变株,进而通过交错热不对称链式聚合酶反应(thermal asymmetric interlaced polymerase chain reaction,Tail-PCR)获得整合位点上游核苷酸序列,测序确定该序列为糖苷水解酶基因启动子区(Pgh),通过分析其具有多个转录因子结合元件。对Pgh启动子进行5'端缺失分析,获得6个不同长度5'端缺失的启动子序列,并与强启动子PglaA对比,根据报告基因Rfp表达情况确定启动子Pgh的-1 066~-766 bp为其核心区域。

基于黑曲霉固态发酵的绿豆皮降解及理化特性提升机理

实验研究了黑曲霉固态发酵对绿豆皮特性的影响,并对降解机理进行探究,结果表明黑曲霉固态发酵能有效提升绿豆皮制粉特性和理化特性,所得绿豆皮粉体积平均径减小8.53倍,比表面积增大32.46倍。阳离子交换能力、胆酸钠吸附能力及葡萄糖吸附能力均有明显提升,依次提升1.11、1.18倍和1.17倍。黑曲霉对绿豆皮的降解,先降解木质素与半纤维素,再降解纤维素。主要通过破坏纤维素、半纤维素及木质素的化学键,降解长链结构为短链结构,破坏结晶区结构,降低相对结晶度,进而破坏绿豆皮结构,使其变得疏松多孔,让绿豆皮易被粉碎为粒径更小、比表面积更大的粉体,具有更好的物质交换效率,提升绿豆皮的理化特性。

一株产L-苹果酸黑曲霉菌株的诱变筛选及发酵培养基优化

为筛选一株产L-苹果酸能力强的黑曲霉菌株,通过紫外诱变与高浓度放线菌酮迭代诱变的方法,将野生型菌株诱变为一株产L-苹果酸能力强的黑曲霉菌株,并对其种子或发酵培养基成分进行优化。结果表明,诱变所得一株产L-苹果酸能力强的黑曲霉CGMCC NO.40550菌株,其摇瓶发酵时种子培养基最适葡萄糖浓度为60 g/L、最适氮源为(NH_4)_2SO_4 4.95 g/L,黑曲霉菌球形成最优转速220 r/min;发酵培养基最适葡萄糖和最适(NH_4)_2SO_4浓度分别为180 g/L和4.95 g/L,Cu SO_4·5H_2O为其生产苹果酸最佳微量元素,最适添加量为0.065 g/L。通过单因素实验的优化,优化后的培养基更有利于L-苹果酸的合成,发酵96 h时L-苹果酸产酸量达到18.15 g/L,显著提高了245%,L-苹果酸占总酸的百分比达到71.69%。本研究为L-苹果酸的工业化生产奠定基础。

种衣剂添加黑曲霉对盐胁迫下玉米苗期生长的影响

为探究种衣剂添加黑曲霉在盐胁迫下对玉米苗期生长的影响,试验设置对照组(CK)、盐胁迫对照组(NCK)、盐胁迫施用种衣剂(NHQ)、无盐胁迫施用种衣剂(HQ)、盐胁迫施用种衣剂并添加黑曲霉(NHQ-A)、无盐胁迫施用种衣剂并添加黑曲霉(HQ-A)6个处理,结果表明,NHQ-A、HQ-A组相较NHQ、HQ组,根长分别增长16.07%和30.06%,叶宽分别增长11.08%和6.88%,叶绿素SPAD值、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性有明显增加,丙二醛(MDA)含量下降。因此,种衣剂添加黑曲霉对玉米幼苗苗期生长具有一定的促生作用,能够缓解盐胁迫对玉米带来的一部分危害。

呋虫胺对映体对普洱茶中黑曲霉关键酶活性的影响

新烟碱型农药呋虫胺广泛用于茶叶的病虫害防治,以增加茶叶产量,但长期大量使用化学农药会造成环境污染,危害人和动物的健康。本文以普洱茶中优势菌种黑曲霉为研究对象,研究手性农药呋虫胺不同对映体对其关键酶类酶活性的影响。结果表明,S-(+)-呋虫胺、R-(-)-呋虫胺和Rac-(±)-呋虫胺对同种酶活性表现出了不同的影响,可为后续普洱茶安全评价和手性农药残留降解提供理论依据。

一株新分离黑曲霉对糖蜜酵母废水的脱色研究

从受糖蜜酵母废水污染的土壤中分离出2株具有脱色活性的真菌菌株,通过菌株形态分析和基因型鉴定,确定其中具有相对较大脱色潜力的菌株为黑曲霉(Aspergillus niger),将其命名为TMZ1。以碳源、氮源、初始pH为关键因素,考察了TMZ1对实际生产过程产生的糖蜜酵母废水的脱色效果,并分析了脱色机理。实验结果表明,将TMZ1接种于由18%糖蜜酵母废水、3.0%蔗糖、0.2%NaNO_(3)、0.1%KH_(2)PO_(4)、0.05%MgSO_(4)·7H_(2)O等组成的培养基中,OD值为3,初始pH为5.5,于39℃培养4 d后,脱色率可达52.9%,COD去除率为80.1%,细胞干重高达14.100 g/L。凝胶过滤色谱法分析显示,在脱色过程中大分子量和小分子量组分均得到有效去除。该菌株的脱色机理由生物吸附和生物降解共同组成,且生物降解发挥主要作用。

一种用于黑曲霉扩大培养的培养基及培养方法

阐述了用玉米芯颗粒为培养基的载体并添加黑曲霉生长所需的营养液而制备的黑曲霉孢子。玉米芯在通过外加营养物质,调整玉米芯培养基的营养成分含量分别为:碳氮比1.0~2.0,氮磷比1.5~2.5,淀粉含量(质量分数)9.26%~13.36%。该种玉米芯培养基培养的黑曲霉孢子纯度高、数量多、质量好。培养的孢子接入到柠檬酸种子培养基中进行种子培养,再将得到的种子培养液接入到柠檬酸发酵培养基中进行发酵产酸。该方法培养孢子不仅能够降低孢子培养成本,还能够提高黑曲霉孢子的质量和稳定性,进而提高后续柠檬酸发酵的质量和稳定性。

黑曲霉固态发酵稻谷壳粉制备木聚糖酶活力饲料辅料研究

试验旨在获取具备木聚糖酶活性的发酵稻谷壳粉,以提高稻谷壳粉的饲用价值。试验用黑曲霉对稻谷壳粉进行固态发酵,以发酵产物中木聚糖酶活力为指标,采用单因素结合响应面法优化发酵条件并测量发酵产物营养物质的含量。结果显示,发酵基质质量为10 g、初始含水量为10.1 mL、添加1.0%的硫酸铵、培养温度为30.9℃、培养时间为3.1 d时,发酵产物中木聚糖酶活力最高,为135.643 U/mL,较优化前提高了3.6倍。在此条件下,发酵稻谷壳粉中粗蛋白和真蛋白含量均有提高,真蛋白的含量达12.35%,较发酵前提高了107.21%,粗纤维和粗脂肪含量有所降低,粗灰分含量提高。研究表明,发酵稻谷壳粉中木聚糖酶活力达到饲用标准,提高了蛋白质含量,可以作为辅料制备饲料。

黑曲霉固态发酵葡萄皮渣产木聚糖酶的工艺研究

试验以黑曲霉固态发酵葡萄皮渣为研究对象,以木聚糖酶的活性为指标,应用响应面法对产木聚糖酶的工艺进行优化。首先对5个因素进行单因素试验,通过Plackett-Burman设计确定了3个显著性因素,分别是发酵时长、黑曲霉接种量和初始pH。经过Box-Behnken设计试验,建立二次回归模型,得到最佳发酵参数。结果表明,当初始pH为7、发酵时长为58 h、接种量为10%、初始含水量为60%、料层厚度为2.5 cm时,木聚糖酶最高活性为246.98 U/g,相较于优化前(88.62 U/g)提高了179%。由此可见,通过优化黑曲霉固态发酵葡萄皮渣的工艺条件可显著提高木聚糖酶活性。

黑曲霉发酵茶叶对青脚麻鸡生长性能、养分表观代谢率及血清抗氧化指标的影响

试验旨在研究不同水平黑曲霉发酵茶叶对青脚麻鸡生长性能、养分表观代谢率及血清抗氧化的影响。将240只1日龄健康、体重相近的青脚麻鸡随机分为4组,每组3个重复,每个重复20只鸡。对照组鸡饲喂基础日粮,3个试验组在基础日粮中分别添加2%、4%、6%的黑曲霉发酵茶叶。试验期56 d。结果显示,采用黑曲霉发酵茶叶提高了茶叶的营养价值,降低了茶单宁含量。1~28日龄,试验Ⅰ组、试验Ⅱ组鸡平均日增重显著高于对照组(P<0.05),各试验组鸡的料重比均显著低于对照组(P<0.05)。1~56日龄,试验Ⅰ组鸡的平均日增重显著高于对照组(P<0.05),料重比显著低于对照组(P<0.05)。试验Ⅱ组鸡对粗脂肪(EE)的表观代谢率显著高于对照组(P<0.05)。各试验组鸡血清中总抗氧化能力(T-AOC)及总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性均显著高于对照组(P<0.05)。试验Ⅰ组和试验Ⅱ组鸡血清中甘油三酯(TG)和胆固醇(TC)含量显著低于对照组(P<0.05)。研究表明,在青脚麻鸡日粮中添加2%~4%黑曲霉发酵茶叶较为适宜。

普洱茶中黑曲霉蛋白酶的催化特性

【目的】探明普洱茶中黑曲霉蛋白酶的催化特性以及影响蛋白酶催化活性的因素,为普洱茶渥堆发酵过程中高效利用黑曲霉蛋白酶提供依据。【方法】以普洱茶渥堆发酵过程中的优势菌黑曲霉为材料,设置不同pH、不同温度、不同浓度金属离子以及金属络合剂EDTA的环境,采用福林酚法测定普洱茶中黑曲霉蛋白酶的酶活。【结果】黑曲霉产生的蛋白酶是由多种蛋白酶组成的复合蛋白酶系,属于酸性蛋白酶。pH 6.0、反应温度60℃时,黑曲霉产蛋白酶的活性最高;Mn^(2+)具有增强黑曲霉蛋白酶活性的作用;Ca^(2+)具有抑制黑曲霉蛋白酶催化活性的作用。【结论】在合适条件下,黑曲霉蛋白酶将促进普洱茶渥堆发酵过程中茶叶蛋白质的分解。

SBA-15固定化黑曲霉脂肪酶对柚皮苷的区域选择性酰化

柚皮苷(Naringin)是一种天然存在的生物类黄酮,分布于较多种类的水果和蔬菜中,具有抗癌症、抗氧化和保护心血管等多种生物活性。但因其较差的生物利用率致使其深度开发和临床治疗应用面临着严重阻碍。为了提高柚皮苷的生物利用价值,采用SBA-15固定化黑曲霉脂肪酶(Aspergillus niger lipase,ANL)对柚皮苷进行了酶法转化研究。系统考察了在非水相有机介质中固定化ANL催化柚皮苷酰基化反应的酶活及区域选择性的影响因素。结果表明:酰基供体、反应溶剂、水活度及反应温度对柚皮苷的酰化反应具有不同程度的影响。在最佳催化条件下,酶活最高(153±5μmol·h^(-1)·g^(-1)),酶转化率可达92.00%±2.43%,且固定化ANL对柚皮苷的C-6'位置具有区域选择性(>99%)。

黑曲霉发酵麸皮产总阿魏酸工艺优化及其抑菌活性初探

对黑曲霉发酵麸皮产木聚糖酶、阿魏酸酯酶活性与产总阿魏酸量的相关性进行研究,运用Box-Behnken实验及响应面分析,对麸皮培养基配方进行优化,提取黑曲霉发酵麸皮产总阿魏酸,并检测其抑菌效果。实验结果显示,木聚糖酶和阿魏酸酯酶活性与麸皮总阿魏酸释放量呈正相关。黑曲霉发酵麸皮产总阿魏酸工艺参数优化组合为:麸皮10 g,料液比为1∶1.4,麦芽糖、尿素、磷酸二氢钾在所加溶液中的质量浓度分别为6.42、2.00、0.11 g/L,黑曲霉种子液接种量为1.0 mL,30℃发酵96 h,麸皮总阿魏酸释放量为2.72 mg/g。以体积分数75%乙醇为溶剂,黑曲霉发酵麸皮产总阿魏酸提取量最大,为2.92 mg/g。用体积分数80%、75%乙醇提取的总阿魏酸分别对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌效果最佳。

黑曲霉脂肪酶Lip A的异源表达与酶学性质分析

脂肪酶在油脂分解和脂质合成方面具有广泛应用,是一种很有前途的生物催化剂。该研究对来源于黑曲霉的脂肪酶Lip A进行了异源表达及催化特性研究。结果表明,该重组脂肪酶的最适温度为50℃,最适pH为8.0,并且在40~60℃和pH 5.0~8.0有较好的稳定性。该酶对有机试剂有较好的耐受性,金属离子Ca^(2+)和Mg^(2+)对脂肪酶水解活性有促进作用,Fe^(3+)、Zn^(2+)和Cu^(2+)严重抑制该酶活性。反应动力学参数表明,对硝基苯酚乙酸酯是脂肪酶Lip A的最适底物,其反应Km为(0.228±0.05)mmol/L,催化常数Kcat为(0.023±0.001)s-1。生物信息学分析表明,脂肪酶Lip A是abH23同源家族Rhizomucor mihei脂肪酶中的一员。黑曲霉脂肪酶Lip A具有催化乳酸和乙醇生成乳酸乙酯特性,为其在酿造领域的应用奠定了基础。

黑曲霉固态发酵对金银花多酚类物质释放及增效作用

为促进金银花多酚组分释放,提高其抗氧化、抗过敏能力,该文利用黑曲霉对金银花进行固体发酵。结果显示,以总多酚、总黄酮含量为参考指标,选择6 d作为最优发酵时间。发酵0~6 d,黑曲霉发酵金银花醇提物DPPH·清除率由61.25%提升至84.57%,·OH清除率由23.43%提升至30.10%,ABTS+·清除率由32.09%提升至55.06%,总还原力由0.7309提升至0.8269;透明质酸酶抑制率由13.51%提升至64.86%。总多酚含量由76.60 mg/g提升至97.56 mg/g,总黄酮含量由20.76 mg/g提升至24.12 mg/g,总皂苷含量由3.50 mg/g提升至4.26 mg/g。同时,测得黑曲霉所产纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和木聚糖酶酶活的最高值分别为11.70、15.78、32.39 IU/g。该研究表明黑曲霉固态发酵金银花,能够促进金银花中多酚物质释放。

黑曲霉纤维素酶对蓝靛果酵素中挥发性化合物和有机酸的影响

为开发不同风味的蓝靛果酵素,对黑曲霉纤维素酶在蓝靛果酵素中的作用进行研究,在蓝靛果中接种0.5%的乳酸片球菌,添加或不添加黑曲霉纤维素酶进行发酵并用气质联用仪和高效液相色谱仪对产品进行分析。结果表明,添加黑曲霉纤维素酶后蓝靛果酵素(fermented blue honeysuckle berry cellulase,FBHB-C)的挥发性化合物共有44种,不添加黑曲霉纤维素酶的蓝靛果酵素(fermented blue honeysuckle berry,FBHB)有42种,两个样品的醇类化合物含量分别占各总挥发性化合物含量的75.95%和24.77%、酯类化合物占总挥发性化合物含量的4.38%和53.00%、酮类化合物占3.17%和11.38%、醛类化合物占14.06%和6.33%、其他化合物占2.44%和4.51%,FBHB-C主要挥发性化合物为顺式-4-己烯-1-醇、正己醇、1-辛醇、苯甲醛、仲辛酮、苯甲酸乙酯。在两种蓝靛果酵素中检出有机酸7种,柠檬酸含量最多,FBHB-C中草酸、酒石酸、苹果酸、富马酸、马来酸的含量比FBHB中相应有机酸分别提高130.38%、88.03%、196.55%、1509.52%、156.27%,其中草酸、酒石酸、柠檬酸呈香贡献最大。