酵母培养物论文

酵母培养物论文（共5篇）

酵母培养物论文 篇1

酵母培养物产品不含大量的活性酵母, 但它们是复杂的发酵产品, 包括酵母发酵的代谢产物, 酵母以及酵母赖以生长的载体。酵母培养物不是作为活的或有生命的酵母细胞来源, 而是作为一种营养添加物, 提供发酵因子, 刺激消化道细菌生长。

近几年国内外关于酵母培养物 (YC) 对奶牛生产性能影响方面的研究较多, 肯定了酵母培养物在奶牛上应用具有改变瘤胃的发酵环境, 增加细菌的数量、刺激细菌的增长的作用。酵母培养物为微生态制剂, 其使用效果受动物所生活的环境、饲养方式等方面的影响较大, 2007年底, 凉山州共有奶牛9 100多头, 成年奶牛头数3 900多头, 年总产奶量3 200多t, 奶牛生产性能普遍较低, 本试验旨在通过酵母培养物 (YC) 在产奶牛中的使用, 探讨在凉山州饲养环境下酵母培养物 (YC) 的使用效果。

1 材料与方法

1.1 试验动物

选取第三胎次, 泌乳天数在60~70 d的40头奶牛随机分成两组, 对照组和试验组各20头。

1.2 试验设计

本试验先进行15 d的预试期再进行为期70 d的试验期, 对照组和试验组日粮组成相同, 试验组牛每天另添加酵母培养物100 g, 一次性投喂。

1.3 测定指标

产奶量乳脂率乳蛋白

2 结果与分析

2.1 试验结果 (见表2)

2.2 试验分析

kg、g

2.2.1 酵母培养物对奶牛产奶量的影响:

经T检验, 对照组产奶量与试验组产奶量比较P<0.01差异极显著, 试验组奶牛在添加了酵母培养物后显著地提高了产奶量, 其可能的作用机理, 酵母培养物促进瘤胃微生物菌群繁殖, 改善了瘤胃发酵, 通过对奶牛瘤胃微生态环境的调节, 使有益微生物菌大量繁殖, 加强对饲料的消化利用, 从而达到高产的目的。

2.2.2 酵母培养物对乳脂率及乳蛋白的影响:

经T检验, 对照组乳脂率与试验组乳脂率比较P>0.05差异不显著, 说明酵母培养物对奶牛乳脂率的提高效果不明显。

经T检验, 对照组乳蛋白与试验组乳蛋白比较P>0.05差异不显著, 说明酵母培养物对奶牛乳蛋白的提高效果不明显。

3 讨论及总结

试验表明在凉山州饲养环境下酵母培养物可以显著提高奶牛日均产奶量, 但对乳脂率和乳蛋白的提高效果不明显, 美国依利诺斯州一所大学的研究实验显示:给处在过渡期的奶牛饲喂酵母培养物能够使它们维持较高的干物质采食量水平。这项研究实验指出:从产犊前2周到泌乳开始后的第五十天这段期间是给奶牛日粮中添加酵母培养物的最佳时间。该研究实验还发现:对于泌乳初期的奶牛而言, 使用酵母培养物能够使它们在产奶期间较少动用其的身体储备。并且, 与没有使用酵母培养物的奶牛相比较, 它们在产犊后的干物质采食量增加的较快;而且达到产奶高峰期所用的时间更短一些。在凉山州饲养环境条件下, 本次试验选取的奶牛为产后70d左右的, 试验结果表明, 在泌乳早期后奶牛中添加酵母培养物仍能较好的提高泌乳量。

参考文献

[1]刘凯, 李胜利.益康XP对奶牛产后日粮适应及生产性能影响的研究, 中国奶牛, 2005 (1) :24~27

[2]吴子林, 闫淑芬.酵母培养物对奶牛产奶量及奶成分的影响, 中国饲料, 1996 (13) :16~18

酵母培养物在奶牛生产中的应用 篇2

1 简述

酵母培养物是经严格条件控制的液体、固体二级发酵或直接在固体培养基发酵后连同培养基一起加工制得的产品, 含有酵母菌及其赖以生长的培养基以及酵母代谢产物, 营养丰富, 粗蛋白质含量达30%～60%, 必需氨基酸含量较丰富, 钙少, 磷、钾含量高, 含丰富的B族维生素。

2 酵母培养物对生产性能的影响

酵母培养物可以改善瘤胃内环境, 提高奶牛生产性能, 同时可以降低体细胞数和改善乳品质。2010年王晓宏等利用复合酵母培养物进行奶牛饲喂试验。结果表明:与空白对照组相比, 试验组的日产奶量相对提高1.07 kg/头 (P>0.05) , 体细胞数下降10%, 乳脂率相对提高16.5% (P>0.05) 。表明复合酵母培养物在提高奶牛产奶量和降低体细胞数方面具有较好的效果。2010年Hippen A R等以16头荷斯坦泌乳牛作为试验动物, 研究酒糟蛋白饲料 (DDGS) 和益康XP对奶牛生产性能产生的影响。结果表明:无论在奶牛日粮中是否添加DDGS, 益康XP均能够对奶牛的生产性能产生正面的效果;在日粮中包含20%DDGS时, 益康XP不能够减轻乳脂率的下降, 因此在泌乳牛日粮里添加DDGS时, 要特别注意到有效纤维的合理含量, 以维持乳脂产量。

3 酵母培养物对免疫机能的影响

酵母培养物作为活细菌的前体进入胃肠道后其繁殖和活力加强, 能有效抑制病原微生物繁殖, 参与病原微生物菌群的生存性竞争, 排斥病原菌在肠黏膜表面的吸附定植, 协助机体消除毒素及其代谢产物, 防止毒素和废物的吸收, 增强机体免疫力和抗病力, 对防治奶牛消化系统疾病起到一定作用。

2006年卢春莲等将酵母培养物———益康XP以每头日60 g的剂量添加到泌乳初期奶牛日粮中。结果表明, 试验组奶牛发病率极显著低于对照组, 说明益康XP有预防奶牛疾病发生的作用。

4 酵母培养物对瘤胃发酵的影响

添加酵母及其培养物能刺激瘤胃特定微生物, 提高厌氧菌尤其是纤维分解菌的数量, 促进乳酸利用菌的生长, 增加瘤胃内有益微生物, 维持瘤胃内环境的恒定。2010年孙满吉等选用东北农业大学自主筛选培养的3种饲料酵母培养物饲喂泌乳前期荷斯坦奶牛。结果表明:添加酵母培养物显著增加了瘤胃细菌总数, 但对瘤胃原虫数量无显著影响;酵母培养物能显著提高瘤胃总挥发性脂肪酸、乙酸、丁酸浓度和乙酸、丙酸比值, 但对丙酸的浓度无显著影响;酵母培养物显著增加了纤维素酶的相对活力, 有利于瘤胃内饲料中纤维素的降解和利用。

5 小结与展望

酵母培养物作用效果的差异部分是由于日粮特性, 尤其是快速发酵碳水化合物的水平不同引起的。当非结构性碳化合物 (NSC) 浓度低于日粮中干物质总量的25%时, 缺乏足够数量的代谢能来维持酵母培养物在瘤胃内的存活和发酵, 酵母培养物的添加效果不显著, 甚至会降低产奶量。

2006年王秋菊等选择装有永久性瘘管的、体况良好的荷斯坦奶牛3头, 采用拉丁方试验设计, 研究固态发酵酵母培养物与液态深层发酵酵母培养物对瘤胃发酵特性的影响。结果表明:液态发酵较固态发酵的酵母培养物提高瘤胃发酵特性的效果明显。

酵母培养物论文 篇3

1 应激与动物的生产性能和健康

现代社会对经济和营养存在双重需求, 一直在追求以较少的土地资源和高度的生产效率来生产大量的畜产品。这就意味着动物在其整个生产过程中要承受各种各样的而且相当大的应激。对多数动物而言, 幼龄阶段是一个严重的应激期, 此时动物的天然抵抗力很弱, 甚至无抵抗力, 非常容易受到病原体微生物或病菌的侵袭;对于哺乳动物, 尤其是犊牛和仔猪, 它们在断奶后常被迁移至另一个畜舍并饲喂完全不同的日粮, 在这个时期将承受相当大的应激。为了避免应激, 动物必须得到充足的、营养平衡的优质饲料, 饲料价格必须尽可能低, 原料也必须充足。但是, 有些原料如小麦、大麦和脂肪等, 某些动物采食后会引起消化应激。饲料中常常含有细菌和其他有毒成分, 这些都可能引发疾病或对免疫系统产生影响, 使动物产生额外的应激。此外还经常有来自传染病的压力, 现代动物多集约化饲养, 一旦发生传染病就会迅速传播。一些非传染病或代谢病, 诸如禽类腹水症和畜禽跛足等也会引起应激。此外使用各种预防药物和接种疫苗, 也是产生应激的重要来源。

应激作为一个反应系统, 是通过生物反馈调节来完成的。通常认为, 应激引起神经系统和神经、内分泌、免疫等各中枢系统的一系列变化, 这些变化将重新调整机体的内环境平衡状态, 以对抗和适应应激原的作用。但这种内环境的变动, 常常是以增加功能器官负荷或消耗自身防御机制为代价, 因此过度强烈或长时间的应激将造成机体适应能力下降或适应潜能耗竭, 最终导致生产性能下降和疾病发生。

近年来的研究发现, 神经、内分泌和免疫功能间有着密切联系, 三者共同构成一个完整的调节网络。神经可以通过两条途径来影响免疫功能, 一是通过神经递质来发挥作用, 二是通过改变内分泌活动进而影响免疫功能;相应地, 免疫反应也可以改变神经活动。同样, 内分泌也有抑制和增强免疫活动的作用;反过来, 免疫反应对内分泌也有影响, 免疫细胞具有内分泌细胞样功能, 并产生内分泌样物质。在经典的应激反应中, 当机体受到强烈刺激时, 应激反应主要由神经、内分泌引起交感--肾上腺髓质系统和下丘脑--垂体--肾上腺皮质轴兴奋的变化, 多数应激反应的生理变化与外部表现都与这两个系统兴奋的变化有关;其他一些应激调节主要是通过胃肠道内分泌胃肠激素来实现。现代生理学研究发现, 胃肠黏膜层内有40多种内分泌细胞, 由于胃黏膜的面积巨大, 因此胃肠内分泌细胞的总数很大, 远远超过体内所有内分泌腺中内分泌细胞的总和, 所以说, 消化道已不仅仅是消化器官, 也是体内最大、最复杂的内分泌器官。当给予胃肠道种种刺激 (如药物、食物等) 时, 就会产生多种胃肠激素 (gastrointestinalhor-mone) 以抵抗刺激, 从而产生多种生理和病理效应。胃肠激素主要是通过调节消化腺的分泌、消化道的运动和其他激素分泌来抵抗刺激。一些胃肠激素还具有刺激消化道组织的代谢和促进生长的作用, 称为营养作用 (trophicaction) ;例如, 激素能刺激胃酸分泌和十二指肠黏膜的蛋白质、RNA和DNA的合成, 从而促进其生长。由此可见, 无论何种应激都会对动物的生产性能和健康产生重要影响。

2 应激与胃肠道微生物区系数量和平衡

胃肠道是动物体内最大的器官, 需要大量的营养来维持。胃肠道还是一个由多种微生物组成的庞大群体。一般来讲, 健康猪的胃肠道内约有200多种细菌, 其中只有少数几种占优势, 正常情况下占优势多是有益细菌, 如乳酸杆菌和双歧杆菌等;有些是致病菌, 如沙门氏杆菌、大肠杆菌和梭状芽胞杆菌等。所以, 胃肠道菌群的平衡对动物是至关重要的。健康可以定义为“由动物控制胃肠道的状态”, 而不健康则可以定义为“由胃肠道控制动物的状态”。以猪为例, 事实上猪消化道里的细菌一直在进行非常活跃的发酵活动, 其程度比人们通常所认识的还要活跃。研究表明, 乳酸在胃里和小肠的上段部分含量最高, 而乙酸则在盲肠和大肠里含量最高。在健康猪的肠道中, 细菌的数量从几百万个/g (胃容物) 到高达2千亿个/g (盲肠容物) , 盲肠里的细菌数量异常高, 占盲肠容积的20%, 接近反刍动物所含细菌数的理论最大值。

动物胃肠道内的微生物在消化、利用饲料以及免疫反应等方面扮演着非常重要的角色。引起胃肠道微生物菌群失衡的因素很多, 如应激、摄取毒素、突然更换饲料、饲喂抗生素等, 这些可能使有害菌取代有益菌而成为优势菌群, 有害菌数量过多会导致肠壁发炎和受侵蚀, 进而使细菌进入动物内循环系统。微生物学家还认为, 一旦消灭某些可刺激动物产生抵抗力和预防疾病作用的肠道细菌, 动物对慢性感染疾病的抵抗力就会下降。另外, 对动物而言, 饲料是病原体的重要来源, 而这些病原体受胃肠道内有益菌的控制, 否则它们就会对动物引发一系列不良影响, 包括对胃肠道的损害和减少对营养素的吸收, 最终导致生长不良。

3 酵母培养物在动物生产中的抗应激作用

3.1 酵母培养物与胃肠道微生物区系的数量和平衡

为了使动物保持健康并有效地发挥生产性能, 必须保持胃肠道内微生物区系的数量和平衡。上个世纪, 在提高动物生产性能和确保动物健康方面抗生素发挥了巨大作用。饲料用抗生素具有很多优点, 能够调整胃肠道内的微生物平衡。现在, 在不使用抗生素的情况下, 对胃肠道微生物的调控必须通过营养手段, 即运用各种营养因子来实现。为了保证有益菌的优势菌群地位, 必须经常对有益菌进行刺激, 而这正是酵母培养物 (如达农威益康XP) 的优势所在。在实验室, 微生物学家经常利用酵母培养物培养健康的细菌, 畜牧生产者也可通过给动物饲喂酵母培养物, 使动物体内的微生物菌群保持相对平衡, 维持自身机能的正常运转, 以达到提高饲料利用效率、提高动物生产性能、提高动物免疫力和增强动物抗病能力的效果。大量的试验研究表明, 酵母培养物可有效地调节动物肠道中微生物的数量和比例, 抑制病原体的生存, 从而确保动物的健康生长。

3.2 酵母培养物与营养素的消化、吸收

大量研究表明, 在育肥猪日粮中添加酵母培养物可降低饲料消耗5%-11%, 提高仔猪的日增重和饲料利用率, 提高育肥猪饲料中磷的利用率。通过对肉鸡和蛋鸡的研究, 也表明酵母培养物可有效地提高日粮中有机物、能量、脂肪以及磷的消化率。母猪补饲酵母培养物, 能够刺激后肠的发酵, 增加挥发性脂肪酸产量和细菌发酵终产物, 这样可以为母猪多提供30%的能量, 提高母猪的养分利用率、产奶量、乳脂含量、γ-球蛋白含量、仔猪断奶体重和日增重。酵母培养物 (达农威益康XP) 可降低肉鸡盲肠中氨的浓度, 即可以提高饲料的利用率, 降低胃肠道中未被消化吸收的营养物。综上所述, 酵母培养物所具有的这些积极作用可能与其所含的某些活性因子有关。

为了保持动物的健康, 有效而迅速地消化吸收各种营养物是至关重要的, 如果不能被迅速消化吸收, 在肠道内的细菌就会利用这些营养物, 并导致消化紊乱, 高营养水平下幼龄动物 (如仔猪) 容易发生营养性腹泻便是很好的例证。强烈的应激会导致动物胃肠蠕动减缓, 食糜流通速度减慢, 致使食糜在胃肠道内的滞留时间增加, 这也会造成消化代谢的紊乱。另外, 由于胃肠道细菌、寄生虫等微生物的发酵腐败作用, 食物在胃肠道内的消化吸收过程中会产生多种内毒素, 如果不能在一定时间内迅速将这些毒素排出体外, 会影响动物的健康和对养分的消化利用。许多营养因子能够直接或间接地影响胃肠道内的微生物区系。酵母培养物中还含有大量的酵母细胞外代谢产物, 这些代谢产物, 一方面可通过直接或间接的方式来调整动物胃肠道内的微生物区系;另一方面, 可通过直接或间接的方式来调节胃肠激素的分泌, 从而达到提高饲料消化利用率, 确保动物胃肠道健康, 起到抗应激的作用。

3.3酵母培养物与胃肠道结构

许多研究表明酵母培养物对动物肠道形态结构具有改善作用。张运涛等 (2000) 研究了在大肠杆菌攻毒蛋用仔鸡时, 酵母多糖对小肠黏膜的保护作用。电镜扫描观察表明, 对照组小肠绒毛变形、微绒毛脱落, 而试验组小肠绒毛和微绒毛生长发育正常。Garyl (1998) 饲喂酵母培养物后公鸡回肠绒毛杯状细胞减少、隐窝深度减小, 并认为是由于饲喂酵母培养物后肠道细菌产生的有毒物质减少的结果。Bladley (1995) 对补饲酵母培养物的家禽肠道形态结构进行分析, 结果表明, 补饲酵母培养物降低了回肠内每毫米肠绒毛上杯状细胞数量, 隐窝深度下降, 这表明酵母培养物可以改变肠道结构。肠道隐窝深度决定肠绒毛有丝分裂产生上皮细胞的速度 (Hodges, 1974) , 隐窝深度下降表明上皮细胞更新率下降, 更新率下降则表明肠道微生物产生毒素的浓度下降 (Radecki等, 1992) , 所以补饲酵母培养物能降低肠道微生物产生毒素的浓度。另外上皮细胞更新率降低可节省一部分能量用于家禽生产需要。刘观忠等 (2005) 研究表明, 向蛋雏鸡日粮中添加酵母培养物, 有改善雏鸡肠道结构的趋势。

3.4酵母培养物与动物的免疫调节

日粮的特性会影响到免疫系统的状态, 从而影响动物对各种传染病的易感性。有时调整各种营养素和营养因子, 会对疾病的感染和防治、调节动物的免疫状态等产生极其重要的作用。许多的营养因子都可能会对动物的免疫系统产生影响, 在不使用抗生素的情况下, 一个强大的免疫系统对于保持动物健康和预防疾病是非常重要的。对动物而言, 免疫系统既是一种保护机制, 又是生长和生存的一种潜在威胁, 许多营养素不是用于促进动物组织生长, 而是用于巨噬细胞增殖、抗体产生和肝合成应激蛋白质, 这是动物达到良好生长和经济性能的一个重要障碍。因此, 饲料和动物的生产系统不应该使免疫系统受到不必要的刺激。另一方面, 饲料的污染物, 如真菌毒素会抑制免疫系统作用, 这使得动物比平常更容易感染传染病。Elissalde等1994年对棕曲霉毒素A和沙门氏杆菌在肉仔鸡体内所产生的共同作用进行了研究, 那些感染了沙门氏菌并且在饲料中加进了棕曲霉毒素A的仔鸡, 21日龄有相当高的死亡率。在正常情况下, 此日龄的鸡不易感染沙门氏杆菌, 但是棕曲霉毒素可能使肉仔鸡的免疫系统受到了抑制, 使它们变得极易感染病菌。

许多营养因子对免疫系统有影响。饲料的霉菌毒素污染往往导致畜牧生产的重大损失。近来许多研究者发现酵母培养物可抑制霉菌毒素对动物的危害。研究表明, 酵母培养物能够抑制或削弱黄曲霉毒素的效应, 生物酶 (真菌可产生多种类型的生物酶) 对黄曲霉毒素具有降解作用。另外, 酵母培养物还能够与黄曲霉毒素形成螯合物经肠道排出体

提高断奶仔猪成活率的综合措施

王春媛闫玉勇万杉杉姚丽娟计艳

吉林省双辽市畜牧兽医局136400

摘要:断奶仔猪死亡率的高低直接影响着养猪效率的多少, 因此提高仔猪断奶成活率无疑对提高生猪生产力起到至关重要的促进作用。本文主要从断奶仔猪的生理特点、影响断奶仔猪成活率的应激因子两个方面入手, 综合阐述了提高断奶仔猪成活率的调控措施, 为生产实践提供了一定的依据。

关键词:断奶仔猪;成活率;应激因子;综合措施

由于断奶仔猪的成活率直接影响着生猪生产的综合成本和养殖的经济效益, 因此有必要根据断奶仔猪的生理特点, 深入分析影响断奶仔猪成活率的应激因子, 有针对性地采取切实可行的综合措施, 真正突破断奶仔猪成活率偏低的瓶颈。

1断奶仔猪的生理特点1.1生长快

断奶仔猪生长发育快, 物质代谢旺盛, 对营养物外。周淑芹等 (2003) 研究表明, 在肉鸡日粮中添加酵母培养物, 可显著提高肉鸡血清中免疫抗体Is A和Ig G的水平, 同时也显著提高血清中新城疫抗体HI水平。刘观忠等研究也表明, 日粮中添加0.1%和0.3%酵母培养物, 可提高雏鸡胸腺、法氏囊和脾脏指数及血清新城疫血凝抑制效价, 进而增强雏鸡机体免疫力。美国奥克荷马州立大学教授在肉鸡方面的研究认为, 酵母培养物在夏季炎热的气候下能够提高鸡对肠道细菌的免疫能力, 可提高鸡的生产性能、降低死亡率。墨西哥在肉鸡生产中利用酵母培养物"益康XP"成功地替代了常规的抗生素药物添加剂, 同时发现添加酵母培养物后肉鸡出栏更快、饲料转换率提高、粪便干燥、腹水肿发病率下降, 同时还发现鸡的皮肤着色良好, 并且对呼吸道疾病和畜禽抗应激都有积极作用。

4 小结

非营养性添加剂种类繁多, 其中不乏具有应用质在数量和质量上有着极其严格的需求。1.2对寒冷适应能力差

由于断奶仔猪的组织器官和机能尚未发育完全, 皮下脂肪薄, 物理调节和化学调节效率都很低, 因此对寒冷的应激差, 在低温环境下易患腹泻、肺炎等疾病。

1.3消化器官发育不完善

断奶仔猪消化机能不健全, 消化器官在结构和机能方面都不完善, 尤其是胃的重量和容积都相对较小。

1.4缺乏先天免疫能力

容易生病。

2影响断奶仔猪成活率的应激因子2.1断奶应激

酵母培养物论文 篇4

关键词：预处理,纤维乙醇,糖化发酵,抑制物

随着石油、煤炭等化石燃料的日渐消耗, 使得人们正面临资源枯竭的窘境。因此寻求新型的、可再生能源已经越来越引起研究者的重视。生物能源以其绿色、清洁环保、来源广泛等优点受到关注。包括燃料乙醇、丁醇、生物柴油等。燃料乙醇是指将乙醇按一定比例 (一般为10%~20%) 添加到汽油中, 既减少了汽油的消耗, 又能降低尾气中污染物质的排放, 是缓解能源危机的有效途径[1,2]。

发酵制备乙醇的原料可分为粮食和非粮两大类。为了不与人争粮, 储量最多、来源最广的木质纤维素成为人们开发与利用的重点。木质纤维素制乙醇一般要经过预处理、水解、发酵和产物纯化四个过程。在预处理过程中会生成酵母抑制物 (分为弱酸、呋喃衍生物和苯系化合物三大类[3]) , 不利于后续发酵的进行, 导致乙醇的产率和产量都不理想。因此有必要对预处理木质纤维素进行脱毒工艺研究。一般分为生物、化学和物理方法[3]。其中有些方法虽然效果好, 但也会不同程度地降低发酵糖的浓度[4—5]。本文运用水洗和挤压脱水方法去除PCS中抑制物, 能够大幅度提高PCS中纤维素的酶解葡萄糖得率和发酵液中乙醇浓度。

1实验部分

1.1实验材料和药品

玉米秸秆, 取自抚顺周边, 利用粗纤维测定仪 (SQL—6) 参照Van Soest称重法[6]测得其半纤维素、纤维素和木质素含量分别为26.1%、36.93%和16.3%, 磨成粉状备用;实验药品均为分析纯。

柠檬酸缓冲液 (1 mol/L) p H 5.0。

纤维素酶为诺维信酶 (ctec2) 。

酵母FE-B为实验室筛选并保存菌种。

1.2实验原理

木质纤维素由半纤维素、纤维素和木质素三部分组成, 其中半纤维素可水解为五碳糖 (主要是木糖) , 纤维素可水解为葡萄糖, 二者都是可供微生物发酵糖, 后者利用最广。但是在预处理过程中生成的糠醛、乙酰丙酸及酚类化合物能抑制酵母生长, 浓度越大, 抑制作用会更严重。因此, 预处理的纤维素底物在酶解之前都要进行脱毒处理, 以尽量减少酵母抑制物, 避免对后续发酵过程产生不利影响。

1.3实验内容

1.3.1预处理玉米秸秆

酸爆玉米秸秆, 酸爆条件:2%硫酸, 干固浓度30%, 蒸煮温度190℃, 停留时间5.5 min。

1.3.2检测预处理玉米秸秆中部分抑制物浓度

查文献知, PCS中可能存在如下化合物对酶解和发酵具有抑制作用:5-羟甲基糠醛、糠醛、乙酰丙酸、乙酸、甲酸、总酚 (香草醛、香草酸、松柏酸、4-羟基苯甲醛和对苯二酚) 。

调节PCS的干固浓度为28.6%, 测定了挤出液中的乙酸、糠醛、羟甲基糠醛、甲酸和乙酰丙酸浓度。

1.3.3考察模型抑制物对酵母菌发酵乙醇的影响

选择5-羟甲基糠醛、糠醛、乙酰丙酸、香草醛、香草酸、松柏酸和4-羟基苯甲醛7种化合物为模型抑制物考察了它们各自对酵母菌发酵乙醇的影响。

将模型抑制物配制成一定浓度的母液, 用无菌微滤膜过滤除菌, 然后加入到灭菌的培养基中, 以不加模型化合物的空白培养基为对照, 按1%接种量接入过夜培养的FE-B种子液, 30℃静置培养72 h。

1.3.4高干固浓度PCS酶解液对酵母发酵乙醇抑制考察

取连续酶解体系中产生的水解液, 与YPD培养基适当比例混合模拟6种TS体系水解液对酿酒酵母发酵的影响, TS分别为20.6%、23.8%、26.7%、29.4%、31.9%、34.2%, 按10%接种量接入FE-B酵母, 30℃静置培养48 h, 检测葡萄糖变化, 见图2。

1.4实验分析方法

采用高效液相色谱分析仪测定葡萄糖和乙醇浓度。色谱条件:色谱柱, water Sugar PakⅠ;流动相为超纯水, 流速为0.5 m L/min;柱温为65℃;检测器:R I;检测器温度为40℃。

2实验结果与讨论

2.1抑制物浓度结果

从表1可知, 甲酸和乙酰丙酸未检出, 而乙酸浓度最大。各抑制物对发酵影响见2.2。

2.2模型抑制物对酵母菌发酵乙醇影响结果

从图1可知, 不加模型抑制物的对照试验中, 酿酒酵母FE-B培养液中的乙醇浓度为70.18 g/L, 乙醇得率为理论得率的92.1%。各模型抑制物浓度与相应酵母培养液中的乙醇浓度拟合线性方程如下:

糠醛y=-3.344 6x+70.296 (R2=0.947 5) ;

香草醛y=-6.482 7x+70.704 (R2=0.954 4) ;

香草酸y=-63.143x+69.297 (R2=0.731 8) ;

乙酰丙酸y=-1.646 2x+70.293 (R2=0.975 8) ;

松柏酸y=-157x+69.5 (R2=0.876 7) ;

4-羟基苯甲醛y=-4.525x+69.735 (R2=0.957 1) ;

5-羟甲基糠醛y=-1.952 3x+69.737 (R2=0.935 7) 。

其中, y代表乙醇浓度, x代表培养基中加入的模型抑制物浓度。

斜率均呈负值, 表明加入模型抑制物后乙醇浓度与对照相比都有一定程度下降, 斜率绝对值越大, 模型抑制物对酿酒酵母FE-B发酵乙醇抑制越强, 7种模型抑制物斜率绝对值从大到小排列分别是:松柏酸>香草酸>香草醛>4-羟基苯甲醛>糠醛>5-羟甲基糠醛>乙酰丙酸, 说明7种模型抑制物中松柏酸对酿酒酵母FE-B抑制最强, 乙酰丙酸最弱, 即苯系化合物>呋喃衍生物>弱酸类, 与文献报道一致[5,6]。

2.3酶解与发酵结果

从图2可看出随着TS增加发酵48 h葡萄糖浓度消耗越少, 23.8%和20.6%TS酶解液发酵48 h后葡萄糖全部消耗, 说明其中含有的抑制物浓度对酿酒酵母发酵没有影响;而26.7%TS酶解液发酵48 h内仅有35%的葡萄糖被消耗, 说明其中抑制物对酿酒酵母发酵有一定影响, 但是通过延长时间也可以发酵产乙醇;34.2%、31.9%和29.4%TS酶解液发酵48 h后葡萄糖消耗较小, 说明其中抑制物对酿酒酵母抑制已非常严重。

3结论

预处理玉米秸秆会生成抑制酵母发酵产乙醇的物质, 本文针对其中七种模型抑制物进行了研究, 结果表明抑制作用由强到弱依次为松柏酸、香草酸、香草醛、4-羟基苯甲醛、糠醛、5-羟甲基糠醛、乙酰丙酸。通过将高干固浓度PCS酶解液与YPD培养基混合, 模拟了6种TS体系水解液对酵母发酵的影响进行发酵研究, 可知20.6%和23.8%TS体系中抑制物浓度对酵母发酵乙醇没有影响;26.7%TS体系中抑制物浓度对酵母发酵乙醇有一定影响, 但通过延长时间也可以发酵产乙醇;当干固浓度高于29.4%时, 其中的抑制物对酿酒酵母抑制已经非常严重。

参考文献

[1] 黄治玲.燃料乙醇的生产与利用.化工科技, 2003;11 (4) :44—47

[2] McMillan D.Bioethanol production:status and prospects.Renewable Energy, 1997;10 (2—3) :295—302

[3] 薛珺.纤维素稀酸水解产物中发酵抑制物的去除方法.纤维素科学与技术, 2004;12 (3) :48—52

[4] Van Soest P J, Robertson J B.Workshop on standardization of analytical methodology for feeds.Canada:DRC Ottawa, 1979

[5] Jonsson L J, Palmqvist E, Nilvebrant N O, et al.Detoxiatcation of wood hydrolysates with laccase and peroxidase from the white-rot fungus Trametes versicolor.Appl Microbiol Biotechnol, 1998;49:691—697

酵母培养液中胰蛋白酶初探 篇5

胰蛋白酶是最常见的蛋白水解酶类之一,具有较强的专一性,可以专一水解碱性氨基酸( 如精氨酸、赖氨酸) 羧基参与形成的肽键、酰胺键和酯键。 目前已知胰蛋白酶在动物胰脏中有大量存在。它们在初分泌时都是无活性的酶原,在一定条件下才转化成有活性的酶。胰蛋白酶原进入小肠后,受肠激酶或胰蛋白酶本身的激活,第6位赖氨酸与第7位异亮氨酸残基之间的肽键被切断,水解掉一个六肽, 酶分子空间构象发生改变,形成酶的活性中心,于是胰蛋白酶原变成了有活性的胰蛋白酶。而有活性的胰蛋白酶可以进一步激活其余酶原[3,4]。

关于酵母培养液中是否含有胰蛋白酶,以及含有多少胰蛋白酶的研究很少。近些年来,一些酵母已经开始被作为工程菌来大量的表达转基因蛋白质。而在以往的实验中发现,要从酵母培养液中获得大量有生物学活性的目的蛋白,有时候必须加入一定剂量的胰蛋白酶抑制剂,才能有好的分离纯化效果和良好的活性。因此,很有可能在酵母发酵液中存在具有胰蛋白酶活性的物质。本文的工作通过利用鸡卵类黏蛋白( 天然的胰蛋白酶抑制剂) 作为亲和层析柱的配基,对酵母培养液进行亲和层析。 希望可以初步探索酵母发酵液中是否含有胰蛋白酶或其类似物。

1材料与方法

1.1鸡卵黏蛋白的提取及亲和介质的制备

取30 m L鸡蛋清,按本实验室先前已确立的方法,经10% TCA酸化及丙酮沉淀后,依次用sephadex G - 25和DEAE-Cellulose分离纯化,得到纯度较高的鸡卵黏蛋白,将其偶联至经环氧乙丙烷活化的琼脂糖凝胶Sepharose 4B上,制备成鸡卵黏蛋白亲和层析介质[5—7]。

1.2酵母菌的培养

挑取状态良 好的酵母 单菌落,接种到100 m LYPD培养基( 2 g葡萄糖,2 g胰蛋白胨,1 g酵母提取物,p H5. 0 ~ 5. 5)[8]中,28 ℃,150 r/min培养20 h,OD595nm达到0. 798。各取3 m L转接到新鲜的100 m LYPD培养基中。于28 ℃ ,150 r / min分别培养24、72和120 h。

1.3亲和层析

将培养液用5 mol Na OH精确调节到p H8. 0,加入固体氯化钙至溶液中Ca2 +的浓度达到0. 1 mol/ L。然后加入10 μL标准胰蛋白酶溶液。在4 ℃ 冰箱中激活16 h。激活完留取20 μL待测活性,其余马上加载到用0. 1 mol/L,p H8. 0 Tris-HCl缓冲液 ( 内含0. 5 mol/L KCl,50 mmol/L Ca Cl2) 预先平衡好的亲和层析介质( CHOM-Sepharose 4B) 上,待上样完成并用上述平衡液平衡到基线后,用0. 1 mol/ L,p H2. 5甲酸 - 0. 5 mol / L KCl溶液洗脱,收集洗脱峰[9,10]。

1.4产物活性鉴定

分别测定激活加入的标准胰蛋白酶的活性以及样液经过激活、亲和层析之后得到产物的活性。两者对比以确定酵母培养液中是否含有胰蛋白酶。

2结果与分析

2.1酵母培养液中具胰蛋白酶活性物质的分离纯化

试验中,分别对培养了1 d,3 d,5 d的酿酒酵母培养液,以及培养3 d的安琪酵母的培养液进行了分离纯化。同时对于培养3 d的酿酒酵母使用了两种提取方式( 激活与亲和层析的时间先后不同) 。 均得到了明显的洗脱峰( 图1,以组5的处理为例) 。

2.2纯化产物的鉴定

对酿酒酵母培养液( 1,3,5 d) 和安琪酵母培养液( 3 d) 先亲和层析,再激活的产物,以及培养3 d的酿酒酵母培养液先激活,再亲和层析的的产物分别进行了蛋白质浓度测定和胰蛋白酶活性测定 ( 表1,图2) 。从实验中编号1,2,3三组的数据可以看出,随着培养时间的增加,酵母的菌浓度也在增加,随之可以检测到的胰蛋白酶的活性随之提高。经数据分析表明,虽然产量较低,但酵母培养液中仍明显存在具有胰蛋白酶相似活性的物质。且安琪酵母在此活性产量上高于酿酒酵母 ( 图3) 。

3讨论

考虑到酵母提取液中若存在胰蛋白酶,大部分初始时可能应该是以酶原的形式存在。因此要对其激活才能进行活性测定。而在激活过程中,要加入少量的胰蛋白酶。因此,要通过激活前后的活性对比来计算。另外,从结果上看,先激活再进行亲和层析,优于先亲和层析,再进行激活。说明酶原和有活性的酶与亲和层析柱的吸附能力不一样,后者能更好的结合亲和介质,从而更好的被分离纯化。

本文利用鸡卵黏蛋白制备的亲和层析柱,从不同培养时间、不同的酵母菌种中均提取并测定到了少量具有胰蛋白酶活性的物质。进一步验证了酵母在培养过程中确有可能产生胰蛋白酶类物质。因此,推荐使用酵母工程菌表达目的蛋白时,加入一定量的胰蛋白酶抑制剂,防止因目的蛋白被分解而影响产率。

注: 编号 1 ~ 5 的组分别处理如下: 组 1、2、3 分别为酿酒酵母培养 1、3、5 d 后,培养液经亲和层析后再激活; 组 4 为安琪酵母培养 3 d,培养液; 组 5 为酿酒酵母培养 3 d,培养液经激活后再进行亲和层析。

摘要：利用鸡卵黏蛋白对于胰蛋白酶有天然抑制性的特点,从鸡蛋清中分离纯化了鸡卵黏蛋白,将其偶联至Sepharose 4B制作成亲和层析介质,用于从不同种类酵母,处于不同时间段的培养液中,分离纯化得到了具有胰蛋白酶活性的物质。由此初步证明了酵母培养液中确有可能存在胰蛋白酶。因此,利用酵母工程菌生产蛋白质的时候,若加入一定量的胰蛋白酶抑制剂,有可能提高目的蛋白的产率。