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产纤维素酶黑曲霉菌种

日期:2013/2/18 16:33:08 点击次数 7602 发布单位:天义生物谷  录入:李清

【产品名称】产纤维素酶黑曲霉菌种

【主要成分】黑曲霉菌种  有效活孢子含量≥100亿/克。

【执行标准】复合微生物肥料(NYT 798-2004)

【菌种特性】黑曲霉,半知菌亚门,丝孢纲,丝孢目,丛梗孢科,曲霉属真菌中的一个常见种。广泛分布于世界各地的粮食、植物性产品和土壤中。在发酵工业主要用于生产淀粉酶、酸性蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶、柠檬酸、葡糖酸和没食子酸等。有的菌株还可将羟基孕甾酮转化为雄烯。生长适温37℃,最低相对湿度为88%,能引致水分较高的粮食霉变和其他工业器材霉变。在高温、高湿环境下,黑曲霉容易大量生长繁殖产酶生热,侵染棉花时引起落花或烂铃,或生于多汁的果实上,引起腐烂或软腐,侵染洋葱鳞片表面生大量黑粉;梅雨季节亦容易引起衣物发霉等。黑曲霉菌丝直径15~20pm,长约1~3mm,壁厚而光滑。顶部形成球形顶囊,其上全面覆盖一层梗基和一层小梗,小梗上长有成串褐黑色的球状,直径2.5~4.0μm。分生孢子头球状,直径700~800μm,褐黑色。蔓延迅速,初为白色,后变成鲜黄色直至黑色厚绒状,背面无色或中央略带黄褐色。有的菌株还可将羟基孕甾酮转化为雄烯。菌丝呈黑褐色,顶囊大球形,小梗双层,分生孢子为球形,呈黑、黑褐色,平滑或粗糙。对紫外线以及臭氧的耐性强。菌丝发达,多分枝,有多核的多细胞真菌。分生孢子梗由特化了的厚壁而膨大的菌丝细胞(足细胞)上垂直生出;分生孢子
头状如“菊花”。黑曲霉的菌丝、孢子通常呈现各种颜色,如:黑、棕、绿、黄、橙、褐等,菌种不同,颜色也不同。可引起食物、谷物和果蔬的霉腐变质。是制酱、酿酒、制醋的主要菌种。是生产酶制剂(蛋白酶、淀粉酶、果胶酶)的菌种。生产有机酸(如柠檬酸、葡萄糖酸等)。

    农业上用作生产糖化饲料的菌种。可用来测定锰、铜、钼、锌等微量元素和作为霉腐试验菌。干酪成熟中污染会使干酪表面变黑、变质,对奶油也会产生变色。 

   1 纤维素酶的作用机理 
   纤维素酶在提高纤维素、半纤维素分解的同时, 可促进植物细胞壁的溶解使更多的植物细胞内溶物溶解出来并能将不易消化的大分子多糖、蛋白质和脂类降解成小分子物质, 有利于动物胃肠道的消化吸收。同时, 纤维素酶制剂可激活内源酶的分泌, 补充内源酶的不足, 并对内源酶进行调整, 保证动物正常的消化吸收功能, 起到防病、促生长的作用, 消除抗营养因子,促进生物健康生长。半纤维素和果胶部分溶于水后会产生粘性溶液, 增加消化物的粘度, 对内源酶造成障碍, 而添加纤维素酶可降低粘度, 增加内源酶的扩散, 提高酶与养分接触面积, 促进饲料的良好消化。而纤维素酶制剂本身是一种由蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和纤维素酶等组成的多酶复合物, 在这种多酶复合体系中一种酶的产物可以成为另一种酶的底物, 从而使消化道内的消化作用得以顺利进行。也就是说纤维素酶除直接降解纤维素, 促进其分解为易被动物所消化吸收的低分子化合物外, 还和其他酶共同作用提高奶牛对饲料营养物质的分解和消化。 
   2 纤维素酶的应用 
   2.1 食品方面 
   2.1.1 酿酒 
   在进行酒精发酵时添加纤维素酶可显著提高酒精和白酒的出酒率及原料的利用率, 降低溶液的黏度, 缩短发酵时间, 而且酒的口感醇香, 杂醇油含量低。纤维素酶提高出酒率的原因可能有两方面: 一是原料中部分纤维素分解成葡萄糖供酵母使用; 另外, 由于纤维素酶对植物细胞壁的分解, 有利于淀粉的释放和被利用。将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中可增加麦粒溶解性, 加快发芽, 减少糖化液中单一葡萄糖含量, 改进过滤性能, 有利于酒精蒸馏。用纤维素酶预处理啤酒糟, 可提高啤酒糟蛋白酶解率10%以上; 纤维素酶在清香型优质白酒中的应用, 出酒率可提高13%, 而且不影响酒的感官品质; 在日本清酒生产中, 浸米时加入0.02%~0.1%的纤维素酶浸泡17h,米的溶解性好, 糖化发酵顺利, 酒渣少, 出酒率高。 
   2.1.2 酱油酿造 
   在酱油的酿造过程中添加纤维素酶, 可使大豆类原料的细胞膜膨胀软化破坏, 使包藏在细胞中的蛋白质和碳水化合物释放, 这样既可提高酱油浓度, 改善酱油质量, 又可缩短生产周期, 提高生产率, 并且使其各项主要指标均提高3%。采用固体制曲、固态酒精发酵和固态醋酸发酵生产工艺对纤维素酶在食醋酿造方面的应用进行了系统研究, 结果表明纤维素酶添加量为10~50umol/min, 产酒精量比CK 提高7.5%~23.8%, 食醋产量提高0.25~1.36kg, 主料出品率提高5.1%~27.2%。 
   2.2 农牧业上的应用 
   2.2.1 纤维素酶在反刍动物中的应用 
   在瘤胃微生物区系结构正常的情况下, 添加纤维素酶能以几倍的效率提高粗纤维和其他营养物质的酵解强度, 提高消化吸收水平。在瘤胃发生病理变化即微生物区系失去平衡进入腐解过程时, 高活性纤维素酶能迅速调整微生物区系结构, 恢复平衡关系和正常酵解、吸收、合成过程。有试验表明在瘤胃正常状态下, 添加纤维素酶饲喂奶牛5 昼夜以后, 其粪便干物质和饲喂前相比, 减少了30%左右;1 周以后, 封闭牛舍氨气含量下降70%左右, 粗饲料采食量提高10%~20%, 粪便中蛋白质含量提高8%~10%, 尿液中尿素量下降58.9%。 
   2.2.2 纤维素酶在单胃动物中的应用 
   除肠道中的微生物可以降解部分纤维素外, 单胃动物不能分泌断裂β- 1,4 糖苷键的内源酶, 所以饲料中含有的纤维素对单胃动物而言几乎不具有营养价值。此外, 由于纤维素的交链、缠绕和粘附, 阻碍营养物质的消化和吸收并影响肠道微生物菌群的平衡。因此, 在单胃动物日粮中添加纤维素酶具有营养和保健的双重功效。 
   在日粮中添加纤维素酶饲喂肉鸡可使肉鸡饲料消耗量下降16.25%, 体重增加2.88%, 料肉比降低10.18%; 同时使用纤维素酶、葡聚糖酶、木聚糖酶喂以大麦饲料为基础的雏鸡, 结果使饲料消耗降低2.9%, 体重提高1.3%。对饲喂添加纤维素酶的肉鸡进行各阶段的体重分析, 结果试验鸡于2 周末、4 周末体重在各日粮间差异极显著, 说明酶制剂对肉鸡前期的生长作用显著;6 周末、8 周末试验鸡体重在各日粮间也呈增高趋势。说明添加外源酶制剂补充了内源酶的不足, 因而在肉鸡发育前期具有更显著的效果。在蛋鸡常规饲料中添加0.1%复合纤维素酶, 试验组的产蛋率比对照组提高10.8%, 蛋重提高1.7%, 料蛋比下降14.6%。用纤维素酶添加日粮饲喂蛋鸡, 对蛋形指数、蛋壳厚度未产生明显影响, 但添加0.1%和0.3%的纤维素酶降低了破蛋率。用前期含草粉10%、后期含草粉15%的日粮添加纤维素酶喂肥育猪, 试验组比对照组日增重提高0.255kg,料肉比下降0.24, 每头每日增加效益0.95 元。 
   葡萄糖作为纤维素酶解的终产物, 仍保留纤维素所有的化学能, 不仅广泛用作食品和医药, 还可以作为许多发酵产品的发酵原料。乙醇的微生物发酵是很重要的方向之一, 因为它能部分缓解当今日益严重的能源危机。城市垃圾富含纤维素材料, 因此废料处理中产生纤维素酶微生物的贡献是不可低估的, 近年正在开发以纤维素为添加剂的可分解塑料, 也正是充分利用这类微生物的一个方面。从天然界寻找或通过基因工程手段构建高活性菌株一直是同行们努力的方向。天然纤维素的降解需要三种纤维素酶的协同作用, 加之天然纤维素常伴以木质素和果胶, 所以需获得高产完整活性的工程菌首先需要有高效且稳定的表达系统, 显然难度很大。但随着蛋白质化学及基因分子遗传学方法的日臻完善, 相信在不久的将来, 人类将能够利用纤维素直接发酵生产有用的产品, 造福人类。

【产品用途】在生物肥料工业上,黑曲霉具有裂解大分子有机物、粗纤维和难溶无机物,便于农作物吸收利用,改善土壤结构,增强土壤肥力,提高作物产量的效果。

【用法用量】在生物肥料发酵载体中添加本品时按500-1000克/吨。

【注意事项】1、本品为活菌制剂,细菌活性较强,应密闭阴凉避光保存。2、禁止与抗生素、杀虫剂、杀菌剂、消毒剂、强酸强碱类产品混合使用。

【有效日期】3年

【包装规格】1000克/袋×20袋/桶

【贮藏方法】阴凉干燥处密封保存

 
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