耐热植酸酶资料

合集下载

六种不同品牌植酸酶耐热性能的评价(修改稿)

六种不同品牌植酸酶耐热性能的评价(修改稿)

六种不同品牌植酸酶耐热性能的评价徐雪梅*文建军焦玉燕韩美丽崔珊王伟张帅田兴尹佳佳(潍坊康地恩生物科技有限公司,山东高密261500)摘要:植酸酶对于有效释放饲料中的植酸磷有着重要的意义,目前国内外对植酸酶的研究已经从基础的理论研究向应用研究发展,从天然获取向基因工程发展,本文通过对目前市面上销售的6个品牌的耐高温植酸酶进行实验室湿热试验、饲料制粒试验,研究这6个经过高温处理后植酸酶的湿热酶活存留率和制粒酶活存留率,结果表明:国外品牌F耐温效果最优,国内品牌A可与之媲美,85℃饲料制粒仍可保留85.92%,显著高于除国外品牌F的其他各品牌植酸酶;另外,实验室湿热对于饲料实际制粒耐热结果具有一定指导意义。

关键词:植酸酶;耐热;存留率Abstract:Phytase plays an important role in the feed for the effective release of phytate, the research of phytase has evolved from basic theoretical research to applied research and development, access to genetic engineering from natural development. In this paper, we will test six brands of high temperature resistant phytase on heat resistance performance including the laboratory test and feed pelleting trials, studying this 6 phytase activity after heat treatment retention rate, the results showed that: Brand F is the better than other brands , Brand A has the similar effects, 85 ℃feed pelleting retains 85.92%, significantly higher than other brands in addition to brand F. In addition, laboratory humid heat for feed pelleting actual results with certain guiding significance.Key words: Phytase; temperature resistant; retention植酸作为一种抗营养因子,一直限制着生物、医药、饲料、环保等相关行业的发展,而随着植酸酶的研究及发展,相应的问题得到改善和解决,特别是饲料行业,在单胃动物饲粮中采用植酸酶部分替代无机磷,既可以降低成本,又可以减少粪便中磷的排放,减少其对环境的污染(Denbow等,1995;Radcliffe,1998;贺建华,2005)。

耐高温植酸酶生产技术研究进展

耐高温植酸酶生产技术研究进展

耐高温植酸酶生产技术研究进展李富伟汤海鸥汪勇李富伟,中国农业科学院饲料研究所,100081,北京市海淀区中关村南大街12号。

汤海鸥、汪勇,单位及通讯地址同第一作者。

收稿日期:2008-07-07植酸酶应用大多以干粉粒的形式在饲料加工调质和制粒之前添加,而酶活性在制粒的过程中损失较大。

通常酶在干燥的情况下,结构比较稳定,具有一定的耐热性,但在制粒过程中,在高温蒸汽的作用下,酶就易变性失活。

近年来,在颗粒饲料制造过程中,植酸酶添加采取外喷的方法进行,但外喷方法存在添加不均匀的不足,故提高植酸酶的耐热性,采取内添加还是具有重要的应用价值。

在提高植酸酶耐热性方面的研究目前已经得到长足的发展,从用固相载体稳定化处理发展到应用稳定剂结合包衣加工工艺,从基础的菌种筛选到应用分子生物学诱变,这些技术很大程度上消除了逆性因子对饲用酶的破坏作用,使植酸酶能在畜禽体内保持较高活力并发挥生物水解作用。

在此,本文就提高植酸酶耐高温性能的几种技术做一综述,以便为植酸酶能在高温制粒的情况下得到更好的应用提供参考。

1产耐热植酸酶菌种选育酶作为生物催化剂具有许多特性。

但是,天然酶作为自然选择的产物,也具有局限性,因为最佳的酶不仅仅是指通过催化使反应速度达到最快,还应该包括酶的稳定性、专一性等。

虽然目前饲用植酸酶的种类很多,但很多仍无法满足人们对酶耐高温的需要。

人们想尽办法寻找能耐高温的植酸酶,这其中最传统的方法便是从环境中分离纯化新酶。

香港大学的TyeAJ等(2002)从Bacillussubtilis168和B.licheniformis中发现两种新型热稳定性的植酸酶,即使在Ca2+浓度很低、pH值中性的条件下,95℃保温10min后仍能保持80%的初始酶活。

CaseyA等从A.nigerATCC9142分离得到的植酸酶在80℃比两种商品化植酸酶有更高的热稳定性,这种植酸酶酶活能被Ca2+所抑制。

以上这些植酸酶尽管在pH值或者其它方面还不适合于商品化生产,但是已经具备了很高的热稳定性。

一种耐热植酸酶的生物化学特性的研究的开题报告

一种耐热植酸酶的生物化学特性的研究的开题报告

一种耐热植酸酶的生物化学特性的研究的开题报告
题目:一种耐热植酸酶的生物化学特性的研究
背景:
植酸盐是植物种子和谷物中的主要磷质形式,但植酸会抑制人和动物对营养物质的吸收,在高剂量摄入的情况下还可能对肠道健康产生负面影响。

因此,一种有效的
植酸酶可以去除植酸并提高食品的营养价值。

同时,由于植物残留物的处理也是农业
和食品工业中的重要问题,植酸酶可以被用于消化糠秕、豆渣等植物残留物。

要点:
近年来,随着耐热酶的发展和应用,一些新的耐热植酸酶被发现,并被广泛研究。

本研究旨在从一种耐热植酸酶中发现其生物化学特性,并探索其在食品工业和农业上
的应用。

方法:
首先从样品中分离目标酶,并使用SDS-PAGE对酶进行鉴定。

接下来,通过对酶的催化反应条件的优化,包括温度、pH值和底物浓度等,确定酶的最适催化条件。

然后通过热失活实验和CD光谱检测,探究酶的耐热性和构像变化。

最后,结合反应动力学、酶动力学和分子生物学等方法,研究酶的催化机制。

意义:
本研究将有助于了解耐热植酸酶的生物化学特性,为其在食品工业和农业中的应用提供了理论基础和实验支持。

同时,也为探索新型耐热酶的催化机制提供了研究思路。

耐高温植酸酶生产技术研究进展

耐高温植酸酶生产技术研究进展

质 提 高 其 有 效 性 以 及 使 其 具 备 在 饲 料 中使 用 所 需 的 耐热性

对饲 用 酶 的 破 坏 作 用 使植 酸 酶 能 在 畜禽 体 内保持 较


再 通 过 基 因 工 程 克 隆 的方 法 改 造 植 酸 酶 编码

高活 力并发挥 生 物水解作用
酶 耐 高 温 性 能 的几 种 技 术 做

就易变性 失活

近 年来 在 颗粒饲料制造过 程 中 植 酸


高温 环 境 的特殊 性 质


这 时就产 生 了第二 个 寻 找 能耐

酶 添加采取 外 喷 的方 法进 行 但外喷方法存在添加不

高温 的植 酸 酶 途 径 即对 现 有 酶 进 行 人 工 改 造

近年
均匀 的不 足 故 提 高植 酸 酶 的耐 热性 采 取 内添 加 还
s
s u
btilis
1 6 8 和 B 1i c h e

n
ifo
。 ’
is
等分 子 生 物学 手段 进
步 提 高 其 中研 究 比 较 成


中发 现 两 种 新 型 热 稳 定 性 的植 酸 酶 即使 在 C a

浓度
熟 的技 术Байду номын сангаас有 定 点 突 变 技 术


致性 技术


级结构替
很低

p
H
值 中性 的 条 件 下


烟 熏 曲霉 的热 稳 定 性 植 酸 酶 基 因 导 人 A s p
n

耐热植酸酶基因在毕赤酵母中的表达及酶学特性

耐热植酸酶基因在毕赤酵母中的表达及酶学特性

耐热植酸酶基因在毕赤酵母中的表达及酶学特性王兴吉㊀刘文龙∗㊀盛花开㊀王克芬(山东隆科特酶制剂有限公司ꎬ山东省酶制剂生物发酵技术重点实验室ꎬ山东临沂㊀276400)㊀㊀摘㊀要:植酸酶能催化植酸及其盐类水解为肌醇与磷酸盐ꎬ在食品㊁医药㊁饲料等方面有广泛应用ꎮ本研究通过PCR获得来源于地衣芽孢杆菌的耐热植酸酶基因P1ꎬ并在毕赤酵母中成功表达ꎬ得到重组菌BP-1ꎮBP-1在BMMY表达培养基中植酸酶酶活459U/mLꎬ该酶的最适作用pH5.0ꎬ最适作用温度为70ħꎬ且具有良好的耐热性和耐酸碱性ꎬ在80ħ条件下保温70minꎬ酶活仍剩余84%ꎬ80-95ħ保温20minꎬ酶活损失小于20%ꎬ在pH4.0-8.5条件下处理30minꎬ酶活仍剩余80%以上ꎮ关键词:毕赤酵母ꎻ植酸酶ꎻ耐热ꎻ耐酸碱ExpressionandCharacterizationofThermostablePhytaseGeneinPichiapastorisWangXingji㊀LiuWenlong∗㊀ShengHuakai㊀WangKefen(ShandongLongKeteEnzymeCo.ꎬltd.ꎬShandongProvinceKeyLaboratoryofEnzymePreparationFermentationTechnologyꎬLinyi276400ꎬChina)Abstract:Phytasecancatalyzethehydrolysisofphyticacidanditssaltstoinositolandphos ̄phate.Itiswidelyusedinfoodꎬmedicineꎬfeedꎬetc.ThephytasegeneP1derivedfromBacilluslicheniformiswasobtainedbyPCRandsuccessfullyexpressedinPichiapastoris.TherecombinantstrainwasnamedBP-1.Thephytaseactivitywas459U/mLintheBMMYmedium.TheoptimumreactionpHofthephytasewas5.0ꎬtheoptimumreactiontemperaturewas70ħ.Ithadgoodther ̄mostabilityandchemicalstability.Thephytaseactivityremained84%undertheconditionof80ħfor70minutesꎬand80%of80-95ħfor20minutes.Thephytaseactivityremainedabove80%underpH4.0-8.5conditionsfor30minutes.KeyWords:PichiaPastorisꎻPhytaseꎻThermostabilityꎻAcid-AlkaliResistance作者简介:王兴吉(1970-)ꎬ男ꎬ高级工程师ꎬ研究方向:酶制剂开发与应用ꎮ㊀㊀磷是动物机体必需的矿物元素ꎬ植酸(phyticacidꎬ肌醇六磷酸)可以螯合金属离子ꎬ形成溶解度很低的植酸盐ꎬ是植物中磷的主要存储形式[1]ꎬ作用相当于抗营养因子ꎬ很难被单胃动物吸收ꎬ另外植酸还能络合蛋白质ꎬ抑制一些消化酶的活性[2]ꎮ植酸酶(phytase)能催化植酸及其盐类水解为肌醇与磷酸盐ꎬ在动物饲料中添加植酸酶ꎬ不仅可以提高动物对磷等矿质元素㊁蛋白质㊁氨基酸等的利用率[3]ꎬ还能减少磷的排出对环境的污染[4]ꎬ另外植酸酶在食品㊁医药方面也有广泛应用[5]ꎮ虽然单胃动物缺乏能够利用植酸盐的植酸酶ꎬ但是可以通过微生物来大量合成ꎬ添加到饲料中供动物体利用ꎮ另外ꎬ食品㊁饲料等加工过程中的通常需要热处理ꎬ温度能达到75-80ħ[6]ꎬ因而植酸酶耐热性成为阻碍其广泛应用的一个重要问题ꎮ本研究将来源于地衣芽孢杆菌的耐热植酸酶基因在毕赤酵母中表达ꎬ以期得到高产耐热植酸酶的重组菌ꎮ1㊀材料与方法1.1㊀材料与仪器1.1.1㊀菌种毕赤酵母GS115(Pichiapastoris)ꎬ为山东隆科特酶制剂有限公司研发中心重点实验室保存ꎮ地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)ꎬ分离得到ꎬ为山东隆科特酶制剂有限公司研发中心重点实验室保存ꎮ1.1.2㊀培养基LB培养基:1%胰蛋白胨ꎬ0.5%酵母提取物ꎬ1%氯化钠ꎮYPD培养基:1%酵母膏ꎬ2%蛋白胨ꎬ2%葡萄糖ꎬ固体培养基加2%琼脂粉ꎮMD培养基:1.34%YNBꎻ4ˑ10-5%生物素ꎻ2%葡萄糖ꎮBMGY培养基配方[7]:1%酵母浸出物ꎬ2%蛋白胨ꎬ0.1mol/LpH6.0磷酸盐缓冲液ꎬ1.34%YNBꎬ4ˑ10-5%生物素ꎬ1%甘油ꎮBMMY培养基配方[7]:1%酵母浸出物ꎬ2%蛋白胨ꎬ0.1mol/LpH6.0磷酸盐缓冲液ꎬ1.34%YNBꎬ4ˑ10-5%生物素ꎬ0.5%甲醇ꎮ1.1.3㊀试剂及原料胰蛋白胨㊁酵母提取物:美国BD公司ꎻ内切酶㊁聚合酶㊁连接酶:Takara公司ꎻ胶回收试剂盒㊁质粒抽提试剂盒:天根生物ꎻ生物素:如吉生物ꎮ其他试剂均为国药集团分析纯ꎮ1.1.4㊀仪器与设备ZWY-211C恒温摇床㊁ZXSD-AI270恒温培养箱㊁ZHJH-CI214B超净工作台:智城分析仪器有限公司ꎻPCR仪㊁电泳仪:美国Bio-RadꎻGI80TW高压蒸汽灭菌锅:致微仪器ꎻHH-2恒温水浴锅:上海梅香仪器ꎻ5810R型离心机:德国Eppendorfꎮ1.2㊀实验方法1.2.1㊀植酸酶基因的获得[8]从本公司锅炉房附近土壤中分离得到一株地衣芽孢杆菌ꎬ其所产植酸酶具有耐热性ꎬ根据该基因的核苷酸序列设计PCR引物ꎬ5'端加入酶切位点XhoⅠꎬ3'端加入酶切位点NotⅠꎬ通过PCR得到基因P1ꎮ1.2.2㊀表达载体pPIC9-P1的构建[8]分别对基因P1和质粒pPIC9进行XhoⅠ和NotⅠ酶切ꎬ将回收后的P1和pPIC9按比例混合ꎬ用T4连接酶在16ħ条件下连接过夜ꎬ连接产物转化大肠杆菌DH5α感受态细胞ꎬ转化产物涂布在LB(含氨苄霉素)固体平板上ꎬ37ħ倒置培养过夜ꎬ挑取单菌落至LB液体培养基ꎬ37ħ培养ꎬ菌液进行菌落PCRꎬ电泳鉴定及测序验证ꎮ1.2.3㊀重组质粒转化毕赤酵母[8]抽提得到的重组质粒pPIC9-P1用SalⅠ进行单酶切ꎬ得到线性化质粒ꎮ取新鲜制备的(或-70ħ冻存的)感受态细胞ꎮ电穿孔转化电击条件:1500Vꎬ200Ωꎬ25μFꎮ转化后的感受态细胞涂布MD培养基ꎬ100μL/板ꎬ30ħ倒置培养3-4天ꎬ在MD平板上筛选得到重组菌ꎬ经菌落PCR得到目的序列ꎬ测序比对显示为目的基因P1的核苷酸序列ꎬ即所得菌株为含有pPIC9-P1的重组菌ꎬ命名为BP-1ꎬ用同样方法构建得到空质粒重组菌株BP-0ꎮ1.2.4㊀重组酵母菌的诱导表达将重组菌BP-1及BP-0ꎬ分别接种于装有30mLBMGY培养基的250mL三角瓶中ꎬ30ħꎬ220r/min培养至OD600为10左右ꎬ离心收集菌体ꎬ用35mL的BMMY诱导培养基重悬菌体ꎬ并在30ħꎬ220r/min条件下继续培养48hꎬ过程中取发酵液离心后测定上清中的植酸酶酶活ꎬ并做SDS-PAGE进行蛋白大小检测ꎮ1.2.5㊀植酸酶酶学性质钒钼酸铵法[9]进行测定ꎬ酶活力的定义:在温度37ħ㊁pH5.50条件下ꎬ每分钟从浓度为5.0mmol/L植酸钠溶液中释放1μmol无机磷所需的酶量为1个酶活单位(U)ꎮ1.2.5.1㊀最适作用pH及pH稳定性以BP-1发酵液上清液为样品ꎬ以测得的植酸酶最高酶活为100%基准ꎬ在37ħ条件下ꎬ分别在pH2.5-9的缓冲液中反应ꎬ测定不同pH条件下的酶活力ꎮ以BP-1发酵液上清液为样品ꎬ分别在pH2-9的缓冲液中处理30minꎬ以测得的植酸酶最高酶活为100%基准ꎬ对比相对酶活高低ꎮ1.2.5.2㊀最适作用温度及热稳定性以BP-1发酵液上清液为样品ꎬ以测得的植酸酶最高酶活为100%基准ꎬ在pH5.0的缓冲液中ꎬ分别在30ħ-90ħ反应条件下测定酶活ꎬ计算相对酶活ꎮ以BP-1发酵液上清液为样品ꎬ以不作处理的植酸酶酶活为100%基准ꎬ在pH5.0缓冲液条件下ꎬ样品分别在80ħ-95ħ下保温处理70minꎬ每5-10min测定酶活ꎬ计算相对酶活ꎮ2㊀结果与分析2.1㊀基因的获得通过PCR得到目的基因ꎬ连接转化大肠杆菌DH5α后ꎬ进行菌落PCRꎬ琼脂糖凝胶电泳及测序对获得的目的基因进行验证ꎬ电泳结果如图1ꎬ大小与理论值1.15kb基本一致ꎬ测序结果显示与原P-1基因一致ꎮ图1㊀基因P-1电泳图2.2㊀基因的表达及SDS-PAGE分析以BP-1发酵液上清进行SDS-PAGE分析ꎬ如图2ꎬ可以看出在42kDa处有明显条带ꎬ与理论大小41.9kDa一致ꎬ而含有空质粒的菌株并没有表达条带ꎬ说明基因P-1在毕赤酵母中成功分泌表达ꎮM:蛋白Markerꎬ0:毕赤酵母空质粒菌ꎬP-1:重组菌图2㊀SDS-PAGE蛋白表达图2.3㊀酶活测定及酶的性质重组菌在BMMY培养基诱导表达后ꎬ对得到的BP-0及BP-1摇瓶发酵液上清进行酶活测定ꎬ测定结果对照空质粒菌株BP-0检测不到植酸酶活性ꎬ而重组菌BP-1在培养48h左右时植酸酶酶活为459U/mLꎬ说明P-1基因在毕赤酵母中高效表达并分泌有活性的植酸酶ꎮ2.3.1㊀最适反应pH及pH稳定性图3㊀植酸酶最适反应pH图4㊀植酸酶pH稳定性按照1.3.5.1的方法对植酸酶最适作用pH进行检测ꎬ由图3结果可知ꎬ该植酸酶最适反应pH为5.0ꎮ而且该酶在pH4.0-8.5范围内的缓冲液中处理30minꎬ相对酶活仍剩余80%以上(图4)ꎬ说明该植酸酶耐酸碱性良好ꎬ具有较好的化学稳定性ꎬ适于动物的偏酸性消化道环境ꎮ2.3.2㊀最适反应温度及热稳定性在pH5.0的缓冲液中ꎬ分别在30ħ-90ħ条件下测定酶活ꎬ计算相对酶活ꎬ结果如图5所示ꎬBP-1所产植酸酶最适作用温度为70ħꎮ图5㊀植酸酶最适反应温度图6中可以看出ꎬ80ħ保温处理70min后ꎬ该酶相对活性剩余84%以上ꎬ90ħ处理30min时ꎬ酶活仍存留80%以上ꎬ95ħ处理50min后酶活损失小于50%ꎬ说明该重组菌BP-1所产植酸酶具有良好的耐热性ꎬ在食品加工㊁饲料造粒等过程中都需要热处理ꎬ而植酸酶作为添加剂在这个过程中损失较大[10]ꎬ耐热性良好的植酸酶就能有效缓解这一问题ꎮ图6㊀植酸酶热稳定性结果3㊀结㊀论本研究将来源于地衣芽孢杆菌的植酸酶基因在毕赤酵母中成功表达ꎬ得到重组菌BP-1ꎬ该重组菌在BMMY培养基摇瓶诱导表达植酸酶酶活就达到459U/mLꎬ接下来的工作中ꎬ在本公司原来的工艺优化基础上[11]ꎬ对该重组菌进一步放大试验ꎬ进而实现植酸酶大规模生产ꎬ且BP-1所产植酸酶热稳定性良好ꎬ80ħ处理70minꎬ相对酶活仍剩余80%ꎬ80-95ħ范围内处理20min时ꎬ酶活剩余都在80%以上ꎬ95ħ处理50min后酶活损失小于50%ꎬ并具有较广泛的pH适应性ꎬ这些性质对于其在食品加工㊁饲料造粒等的应用中具有重要作用ꎮ参考文献[1]Rocky-SalimiKꎬHashemiMꎬSafariMꎬetal.AnovelphytasecharacterizedbythermostabilityandhighpHtolerancefromricephyllosphereisolatedBacillussubti ̄lisB.S.46[J].JournalofAdvancedResearchꎬ2016ꎬ7(3):381-390.[2]王红艳ꎬ王云飞ꎬ王申涛.植酸酶的研究进展及应用[J].中国酿造ꎬ2010ꎬ29(4):24-25.[3]马永强ꎬ程文红ꎬ那治国ꎬ等.植酸酶在米糠谷蛋白提取中应用的研究[J].食品工业科技ꎬ2016ꎬ37(10):189-193.[4]RimbachGꎬWalterAꎬMostEꎬPallaufJ.Effectofmi ̄crobialphytaseonzincbioavailabilityandcadmiumandleadaccumulationingrowingrats[J].FoodChemToxi ̄colꎬ1998ꎬ36:7-12.[5]李秀珍ꎬ刘同军ꎬ杨平平ꎬ等.植酸酶在食品和医药方面的应用展望[J].中国酿造ꎬ2006ꎬ25(12):9-12.[6]黄魁英ꎬ夏枫耿ꎬ黄乐天ꎬ等.耐高温植酸酶毕赤酵母工程菌发酵中试条件优化[J].现代食品科技ꎬ2011ꎬ27(10):1238-1241.[7]吴秀秀ꎬ王华明.植酸酶突变体ꎬCN105624131A[P].2016.[8]A.S.梅利克ꎬL.罗杰斯ꎬ梅利克ꎬ等.分子生物学实验参考手册[M].化学工业出版社ꎬ2009.[9]洒荣波ꎬ唐瑜菁.发酵液中植酸酶活性测定方法的研究[J].中国酿造ꎬ2010ꎬ29(4):167-169.[10]李富伟ꎬ汤海鸥ꎬ汪勇.耐高温植酸酶生产技术研究进展[J].饲料工业ꎬ2008ꎬ29(16):17-18.[11]王兴吉ꎬ盛花开ꎬ张杰.产耐热植酸酶重组毕赤酵母发酵条件优化的研究[J].中国饲料添加剂ꎬ2015(11):16-18.。

耐高温植酸酶在肉鸡中的应用效果_王敏

耐高温植酸酶在肉鸡中的应用效果_王敏
-9-
植酸酶的热稳定性具有极其重要的意义,在 制粒过程中暴露在高温和高湿环境下的酶极易 失活,因此为保持酶的活性,要求在制粒完成后 再向饲料中添加酶,但这需要饲料生产厂家另外 配备设备,而且这种添加方法可能导致添加不均 匀,故提高植酸酶的耐热性,采取内添加具有重 要的应用价值。 耐高温植酸酶是通过精心选择的 特殊表达系统表达,使酶蛋白分子得到了高度的 糖基化修饰,耐热性能大大提高,同时,在储存、 使用过程中具有良好的稳定性,对蛋白酶和胃酸 的抵抗力强,对各种抑制剂不敏感,能够稳定有 效的发挥作用。 本试验根据肉鸡对磷的生理需求 特点,设计在日粮中添加耐高温植酸酶,同时减 少磷酸氢钙的用量,研究其对肉鸡生产性能和胫 骨指标的影响。 1 试验材料与方法 1.1 试验材料 1.1.1 试验样品 耐高温植酸酶: 迈特-5000 耐高
试验组 正对照
初 重 /g/羽 48±1.0
末 重 /kg/羽 2.39±8A
日增重/g/羽·天 采食量/g/羽·天
54±0.3A
108±3.63A
料肉比 1.85±0.04A
成 活 率 /% 100
负对照 处理组
48±1.0 47±0.6
1.96±15B 2.35±9A
37±0.7B 52±0.4A
家禽常用的植物性饲料中约有 60%~80%的 磷以植酸磷的形式存在,由于单胃动物消化道内 缺乏水解植酸的植酸酶,因此植酸磷的利用率很 低。 为满足动物对磷的需要量,一方面,可以向饲 料中添加无机磷(如磷酸氢钙),但增加了饲料成 本和粪便中磷的排出量;另一方面,可向日粮中 添加植酸酶, 充分消化利用植物饲料中的植酸 磷,从而降低成本、提高生产性能。
43±1.74a
16.53±1.86a
8.85±0.91a

植酸酶耐热性评价方法的研究

植酸酶耐热性评价方法的研究

植酸酶耐热性评价方法的研究制粒对植酸酶活性的影响一直是限制植酸酶进一步推广应用的重要因素,针对这一问题,目前解决的方法有提高植酸酶添加量、包被技术、采用液体植酸酶制粒后喷涂技术、通过微生物菌株遗传改良开发耐高温植酸酶产品等。

不管是哪种途径,制粒对植酸酶活性的影响是不可避免的,有效评价制粒过程中植酸酶活性的损失具有重要的应用价值。

研究旨在系统比较水浴法、干热法和湿热法在评价植酸酶耐热性的效果,并比较同一温度条件下水浴法、干热法和湿热法测定结果与实际调质和制粒加工处理条件下的测定结果,来筛选相对科学、更能反映实际调质和制粒对植酸酶活性影响的实验室评价方法。

1 材料与方法1. 1 试验材料试验用植酸酶A、B、C来源于目前市场上具有代表性的产品,其中植酸酶A来源于真菌;植酸酶B来源于细菌;而植酸酶C来源于真菌,但经过了包被处理。

1. 2 试验方法水浴法:正确称取酶样品0. 8 g,转移到100 mL容量瓶中,用含有吐温-20的乙酸缓冲溶液定容至100 mL,提取45 min。

待溶解混合完成后,分别取3个10 mL离心管,分别取1 mL上述溶液转移到离心管中,再用含有吐温-20的乙酸缓冲溶液定容至10 mL,分别置于70, 80, 90e水浴锅加热10 min(5 min预热, 5 min加热处理),取出用于测定高温处理后溶液中植酸酶活性。

干热法:用称量瓶(30mm@50mm)分别称取2 g植酸酶A、B、C样品,置于70, 80, 90e恒温烘箱中处理10 min(其中前5 min为预热期),取出冷却后备用。

湿热法:先测定各种植酸酶样品中水分含量,用称量瓶(30mm@50mm)分别称取2 g植酸酶A、B、C样品,根据植酸酶样品中水分含量并通过添加纯化水的方法调节待处理植酸酶样品中水分至16% (模拟实际调质和制粒时配合饲料通入蒸汽后湿度),置于70, 80, 90e恒温烘箱中处理10min(其中前5min为预热期),取出冷却。

耐高温植酸酶的发展现状

耐高温植酸酶的发展现状

来 源
A.fc u NRRI l 5 i u m 3 3
嚣 詈
5 8
热定 稳性
9 ℃ ~ 5 , 酸 酶在 这 样 的温度 下很 容 易失 去 0 9℃ 植 部分 活 力 , 至完 全失 活 。在 中 国 , 粒 饲 料 约 甚 颗 占饲料 总产 量 的 7 % , 场需 求 巨 大 , 以获 得 0 市 所 高 热稳 定性 的植 酸 酶 是 近年 来 植 酸酶 工 业 的研
植 酸酶作 为 饲料 添加 剂 , 主要 用 于提 高单 胃 动 物对 饲料 中植 酸磷 等 物质 的利 用 率 , 降低磷 的
植 酸酶 则热 稳 定 性 较 差 。所 以 目前 的研 究 工作 是 寻找 耐热 性更 高且 最 适 酶促 温 度 接 近 3 ℃ 的 7

排放 量 , 该作 用 已 经 获得 了广 泛 的认 可 。 目前 , 植 酸酶 在磷 的推 广应 用 中还 存在 一 些 问题 , 为 较
s , yoy t ni m b i t n ca n , l a pn pi t n ag ya e e e f d i g csl i , o iz i , t g a ne ada l a o n e f ht ei t l te sl ao m l ao o i l c x p ci r o p s n h p l e
制剂 的热稳 定性 与植 酸酶 本 身 的热 稳 定 性 密 切
As eglu y  ̄ 0 p rilsOrz e M1 5
Th r my e a u io u emo c温 度 7℃ 5 6℃ 1小 时 , 性 减 少 0 活
De eo me tS a u fT e mo t b l y Ph t s v l p n t t so h r sa i t y a e i
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

Down-stream processing 后处理车间
液体酶制剂 Liquid enzyme
发 酵 液
Fermentation broth
颗粒酶制剂
Granular enzyme
粉状酶制剂
Powder enzyme
半 成 品 Semi products
混合/Mix
标准化/Finalize
复 合 酶 Complex enzyme
The R & D processes of enzymes 酶制剂产品研发流程

复旦大学 ——定向变性基因改良及表达技术 华东理工大学 ——饲用酶发酵优化放大技术平台


新华扬 ——发酵及后处理关键技术产业化生产研究
中国农科院、四川农大、中国农大
——饲用酶制剂理化性质与饲养效果评估(国内)

兽 药 产 品
Automatic liquid- submerged fermentation of feed enzymes 全自动液体深层发酵生产饲用酶制剂
Products: - Phytase -β-glucanase - Xylanase -β-mannanase
产品: - 植酸酶 - β-葡聚糖酶 - 木聚糖酶 - β-甘露聚糖酶 (单酶或复合酶)
如何改良酶的耐热性?
• 颗 • 包 粒 被
• 基因改良
关键点:
脯 氨 酸 刚性的β-折叠或无规则卷曲
活性位点附近的甘氨酸或苏氨酸 柔性的α-折叠
降低脯氨酸去折叠时的骨架熵和肽链骨架的柔性,从而
使周围构象更稳定、牢固。
《突变体与新菌株耐热性的比较》 复旦——新华扬酶制剂研发中心
辅助措施:
– 金属盐稳定剂 – 多糖稳定剂 – 多元醇稳定剂
Application Technique Lab. 应用技术研究室 Animal Remedy Lab. 动物药业研究室
Cooperative R & D Centers 合作研发中心
We have three research centers /三大合作研发中心
- Gene engineering research center(With Fudan University)
GMP factory 国家GMP认证生产车间
6 production lines with 8 different dosage forms
6条生产线,可生产8种不同剂型产品
Veterinary Bioproducts and Pharmaceuticals
兽 药 产 品
Major products : 主 要 产 品:
新 华 扬 集 团 简 介 及 耐热型植酸酶技术报告
June. 16, 2008
Energy feed production base
We focus our business on the 6 areas : 我们的事业板块:
Plant protein production base 植 物 蛋 白 加 工 基 地
试验:烘箱干热50-85℃处理20min
110 105
酶活存留率(%)
100 95 90 85 80 对照 50℃ 60℃ 70℃ 80℃ 85℃
对照 赛乐
由上图可看出在干燥情况下,高温对酶活的影响很小。
制粒的湿热条件完全不同于干热:
– 热蒸汽比热空气穿透力强;
– 蒸汽存在潜热,当气体转变为液体时可放出大量 热量。
enveloped Vc ).
已承担或参与国标(植酸酶)和行标( β-葡聚
糖酶、纤维素酶、木聚糖酶、稳定型饲
用Vc)的制定或修改。
Partial partners/部分合作伙伴
普瑞纳
嘉 吉
统一集团
伟 嘉
*Random order for name list of above *以上排名不分先后
The celebration of fermentation base
Sunhy / 新华扬
Huayang Biology Co.,Ltd
华 扬 科 技 科 技 有 限 公 司 Shenzhou Chemincal Co.,Ltd 神 舟 化 工 有 限 公 司
Huayang Pharmaceutical Co.,Ltd
武 汉 新 华 扬 生 物 有 限 公 司
华 扬 药 业 有 限 公 司
Sunhy Biology Co.,Ltd
能 量 原 料 加 工 基 地
Major products : 产品主要包括:
Feed Enzymes 饲用酶制剂
饲用化工合成产品
Chemical products
Protein Materials
蛋白原料
Veterinary Bioproducts and Pharmaceuticals
- α-galactosidase - Lysozyme
(For single enzyme or compound enzymes)
- α-半乳糖苷酶 - 溶菌酶
Major products : 主 要 产 品:
Products: - Antimicrobic product - Antivirus products - Immunological accelerator - Animal remedy for alogotrophy disease 产品: - 抗菌药物 - 抗病毒药 - 免疫促进剂 - 营养障碍性疾病治疗药
复旦-新华扬酶制剂研发中心 ◄
- Enzyme research center of NFERC
国家饲料工程技术研究中心酶制剂研发基地 ◄
- SUNHY Bio-chemical products research center (With CAAS)
生化类饲料添加剂研发中心(中国农科院) ◄
Research Achievements 研究成果
发酵基地落成华典
Fermentation 发酵车间
Fermentation tank size and quantity: 现有发酵罐规格及数量:
25 M3 * 10 5 M3 * 1 500 L * 3 10 M3 * 1 1 M3 * 1
Fermentation 发酵车间
Power 动力车间
氢键和其他相互作用弱键,更易使蛋白质变性。 蛋白质含水量与其凝固温度成反比;
表 1 蛋白质含水量与其凝固温度的关系 蛋白质含水量 ( % ) 50 25 18 6 0 蛋白质凝固温度 ( ℃ ) 56 74 ~ 80 80 ~ 90 145 160 ~ 170
摘自《Feedstuff》,2002年3月
• 颗 • 包 粒

• 基因改良
包被材料的要求:
• 耐 湿 • 释放能力 • 有效酶活
• 耐 高 温 • 耐剪切力
• 成

酶制剂常用的包被材料:
水溶性包被材料 —性包被材料(e.g.氢化牛油等)——
优:良好的耐热性能 劣:在胃中的释放能力较差
治标,还需治本!
We participated in the establishment or modification of some national standard (Phytase ) and industry standards (β-glucanase, cellulase, xylanase and
100颗植酸酶(30~80目)
1克微丸型植酸酶(20~40目)含有1256颗粒, 一吨配合饲料中植酸酶添加量为100克,即一 吨配合饲料中植酸酶为125600颗:
肉鸡采食量为100~160克/天,平均每天采食10~18颗植酸酶 蛋鸡采食量为55~90克/天,平均每天采食6~10颗植酸酶
如何改良酶的耐热性?
赛乐植酸酶(耐热型)产品特性:
- 良好的金属离子抗性
赛乐植酸酶(耐热型)产品特性:
- 良好的胃蛋白酶抗性
植 酸 酶 的 应 用
可根据畜禽植酸磷体系评估贵公司日粮 植酸酶潜在营养价值空间,提供相关建议方 案,重新优化配方。
期待您的支持!
Wish for your supply!
Thank you!
所以,理论上而言:
颗粒酶比粉状酶更耐热!
但是:
(2008年3月,理化性质实验室)
85℃,RH95%,处理时间5分钟: - 耐热型植酸酶(粉状)—— 酶活存留率84.2% - 耐热型植酸酶(颗粒)—— 酶活存留率81.4%
制粒的湿热条件完全不同于干热:
– 水分子的存在有助于破坏维持蛋白质三维结构的
– 裕量保险值
– ……
赛乐植酸酶(耐热型)产品特性:
- 耐热性
赛乐植酸酶(耐热型)产品特性:
- 最适pH值范围
植酸酶的作用位点 —— 胃 畜禽胃部pH值范围 —— 猪:3~3.5 鸡:4.43 鸭:3.32
关注点:pH 3 ~ 4.5
表1 与某进口植酸酶pH适应性比较
2000 1500 1000 500 0 pH3 pH4 pH5 pH6 Danisco Sunhy
表2 与某进口植酸酶pH适应性比较
120 100 80
%
60 40 20 0 2 2.5 3 3.5 4 pH 4.5 5 5.5 6
SUNHY DSM
表3 与某国产植酸酶pH适应性比较
120 100 80
%
60 40 20 0 2 2.5 3 3.5 4 pH 4.5 5 5.5 6
SUNHY T
值得注意,粒度大小影响混合均匀度:
1克颗粒型植酸酶(30~80目)含有10045颗 粒,一吨配合饲料中植酸酶添加量为100克, 即一吨配合饲料中植酸酶为1004500颗:
相关文档
最新文档