产β-甘露聚糖酶大型真菌菌株及对秸杆的降解

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β-甘露聚糖酶是是一种新型酶制剂,属于半纤维素酶类,广泛存在于自然界中。目前β-甘露聚糖酶已在饲料、食品、医药、造纸、纺织、石油等多方面得到广泛应用。微生物来源的β-甘露聚糖酶具有活性高、成本低、提取方便、更广的作用pH值、温度范围和底物专一性等显著特点,是饲料用p-甘露聚糖酶的主要来源。β-甘露聚糖酶是一种很有开发前景的新型饲料添加剂。秸秆具有很高的营养价值,秸秆做家畜饲料是很常见的利用方法,但是秸秆中含有不易分解的大分子物质,矿物质和维生素严重不足,体积大,质地粗硬,适口性差,不易消化吸收,营养品质低下,可直接利用的养分少。如果采取一些合理的处理技术提高其营养价值,秸秆将会成为反刍家畜的主要能量饲料。大型真菌多属于菌物界、担子菌门,少数属于子囊菌门。目前关于大型真菌产p-甘露聚糖酶的研究很少,我国几乎处于空白阶段。本研究对东北林业大学森林微生物实验室提供的24个常见大型真菌菌种产p-甘露聚糖酶做了测定。采用刚果红染色法筛选出10个能产生p-甘露聚糖酶的菌株;通过定量筛选方法制作酶活曲线和对稻草粉成分的测定,筛选出产β-甘露聚糖酶酶活较高,降解秸秆能力最强的菌株-金针菇Flammulina velutiper (Fr.) Sing.。通过优化产酶条件,获得了金针菇产p-甘露聚糖酶的最佳发酵条件:最佳pH为6.0,酶活为2.16U/mL:最适培养温度为25℃,最适培养周期为5d,酶活2.52U/mL;最佳碳源为槐豆胶,酶活为2.6U/mL;最佳氮源为酵母抽提物,酶活为2.1U/mL。通过对p-甘露聚糖酶粗酶液酶学性质的分析表明:p-甘露聚糖酶最适反应温度为40℃,在30-50℃都具有较高的活力,具有较低的耐热性;酶最适反应pH为6.0,pH值稳定范围较宽,在pH值5.0-9.0之间的酶活较稳定,相对酶活一直保持在85%以上;Ca2+、Li+作用下酶活力较强;并用Linewear-Burk双倒数作图法求出Km值,以魔芋精粉为底物的Km为14.1g/L,回归方程为:Y=3.28X+2.29;同法求得该酶以瓜儿豆胶为底物时Km为10.4g/L,回归方程为:Y=3.97X-3.95。这些数据均表明p-甘露聚糖酶具有极佳的适合饲料工业用的酶学性质,具有很好的应用前景。用栽培金针菇处理后的秸秆作为日常饲料时,奶产量高,收入高,成本低,可以替代基础精饲料做为日常饲料,如果把每年大量未利用的秸秆栽培食用菌后做动物饲料,可取得巨大的经济效益,并且以秸秆作饲料对我国经济和社会的发展具有巨大的推动作用。
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